反射式偏振光显微镜在金相分析中的应用:
在偏振光下研究金相组织,一般只需抛光而不需侵蚀便可获得清晰,真实的组织。下面列举其应用
⑴组织与晶粒的显示
各向异性的多晶体,其晶粒在正交偏振光下可看到不同亮度。亮度不同表征晶粒位向的差别。具有相同亮度的两个晶粒,有相同的位向。
⑵多相合金的相分析
两相合金中一相为各向同性,另一相为各向异性,极易由偏振光鉴别。
两相均为各向同性。经适当的化学侵蚀后,使一相被侵蚀后具有光学各向异性,而对另一相不发生侵蚀作用。
⑶非金属夹杂物鉴别
在正交偏振光下透明加杂物将有不同的反射规律。
①各向同性不透明夹杂物反射光仍为线偏振光。正交偏振光下呈黑暗一片,转动载物台一周无明暗变化。如FeO夹杂即属此类。
②各向异性不透明夹杂物在线偏振光照射下将发生振动面的旋转,使反射偏振光检偏镜改变正交位置,部分光线可通过检偏镜。转动载物台一周观察到四次明亮,四次消光。如钢中FeS夹杂可观察到这一现象。
③各向同性透明夹杂物在正交偏振光下可观察到与暗视场相同的颜色(体色)。如MnO,具有各向同性,正交偏振光下与暗场下观察到相同的颜色—绿色。
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⑤透明球形夹杂物除可显示透明度及色彩外,还可看到黑十字效应及等色环。如球状玻璃质的SiO2夹杂。
⑷范性变形,择优取向及晶粒位向的确定
如果多晶体金属受外界条件的影响,晶粒以一定位向排列起来,例如范性变形后,或范性变形再结晶后晶粒的择优取向(即变形织构或再结晶织构),由于多晶体位向的一致排列,在同一金属磨面上将有一致的光轴位向,因此,正交偏振光下整个视阈内明暗程度应趋于一致,近于单晶体的偏振效果。或整个视阈明亮,或整个视阈黑暗。(偏光显微镜在金相分析中的应用不仅限于此,但目前应用最广泛的还是金属材料内夹杂物的研究。)
变形铝合金、铸造铝合金在检验金相组织时用通常的混合酸(Keller′s试剂)很难显露晶粒边界,同时,在明场条件下观察,组织衬度也不好。通常可以借助深腐蚀或阳极复膜后,在偏振光条件下观察,可以很好地分辨组织、提高衬度[1~6]。
其中,阳极复膜是效果最佳的手段。阳极复膜即是电解阳极化处理,是研究各向同性金属晶粒大小的一个重要方法,是利用氧化膜的各向异性而可以在偏振光下研究各向同性金属。因此,凡是金属的氧化物或硫化物属于非立方晶系的,都可以利用这一方法[1]。铝的氧化物属于六方晶系,常采用电解阳极化处理来观察组织的晶粒度大小。
图1 偏光观察 图2 偏光+波片观察
特别需要说明一点的是:在实际观察操作时,有一点需要特别注意,即,采用数码相机采集图像时,在使用波片的情况下,复膜后的图像色彩的丰富、明艳程度,必须以显示器上观察到的实际采集效果为准,不可仅仅在显微镜目镜中观察、判断,切记!因为,最终图片的情况还与感光元件CCD靶面的白平衡、感光敏感性有关。