Материал: sb000035

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКИМ МИКРОСКОПОМ МИМ-10

Цель работы.

Ознакомление с устройством и принципом действия современного металлографического микроскопа.

Общие положения.

Микроскоп металлографический исследовательский МИМ-10 предназначается для визуального наблюдения и фотографирования микроструктуры металлов при увеличении от 20 до 2000, а также для количественного анализа фазового и структурного объемного состава сплавов с помощью полуавтоматического интеграционного устройства.

Исследования на микроскопе могут проводиться в светлом поле при прямом и косом освещении, в темном поле, в поляризованном свете, методом фазового контраста и интерференции. На микроскопе можно фотографировать объекты на фотопленку.

Основные термины, встречающиеся в техническом описании микроскопа, следующие.

Апертурная диафрагма – оправа (диафрагма), ограничивающая диаметр основания конуса лучей, выходящих из осевой точки объекта измерений и входящих в объектив.

Числовая апертура – А = nsin(σ), где n – показатель преломления среды между объектом и зрачком объектива, σ – апертурный угол (половина угла при вершине конуса лучей, выходящих из осевой точки объекта измерений и входящих в объектив).

Полевая диафрагма – диафрагма, устанавливаемая в плоскости промежуточного изображения объекта, ограничивающая поле зрения микроскопа.

Объектив-апохромат – объектив, в котором уничтожены хроматические аберрации минимум для двух цветов и исправлен хроматизм увеличения.

Планахроматы и планапохроматы – объективы с дополнительно исправленной кривизной изображения, применяемые для линейных измерений и цветной фотографии.

37

Окуляр Гюйгенса – применяется совместно с объективамиахроматами и состоит из двух плосковыпуклых линз, обращенных выпуклыми поверхностями к объективу.

Компенсационные окуляры – применяются в сочетании с объекти- вами-апохроматами и планобъективами больших увеличений, компенсируют хроматизм увеличения применяемых с ними объективов.

Освещение по методу светлого поля – лучи осветителя освещают полностью объект, а отраженный от него свет попадает непосредственно в объектив, создавая амплитудный контраст изображения за счет различий в отражении света от элементов объекта наблюдений.

Освещение по методу темного поля – лучи от осветителя не попадают непосредственно в объектив. Это образует темный фон. На этом фоне светлыми выглядят те участки объекта, которые рассеивают свет или наклон которых изменяет направление света. Возникающее таким образом изображение имеет негативный контраст по сравнению с освещением по методу светлого поля.

Рис.6.1. Металлографический микроскоп

Порядок выполнения работы.

1.Включить питание микроскопа.

2.Выдвинув рукоятку 1 (рис. 6.1) и вдвинув рукоятку 2, выключить соответственно компенсационные пластинки и линзу темного поля.

38

3. Измерить увеличение и поля зрения микроскопа. Измерения проводятся с различными объективами и двумя окулярами при помощи прилагаемой к микроскопу миры (эталона линейных размеров):

а) поворачивая рукоятку 3 на себя, поднять предметный столик до упора,

б) нажав рукоятку 4, поставить салазки с объективом на площадку 5 до упора и отпустить рукоятку 4. Объективы и окуляры следует выбирать из табл. 6.1 (два из трех по указанию преподавателя),

Таблица 6.1

Параметры объективов и окуляров

в) опустить сканирующий столик, установить на нем миру так, чтобы свет от объектива падал на матовый прямоугольник в центре миры, сфокусировать микроскоп с помощью механизма микрометрической фокусировки, вращая рукоятку 6. Перемещая сканирующий столик с мирой в небольших пределах с помощью рукоятки 7 и наблюдая в окуляры, выбрать скорость перемещения нажимая; кнопки 8, получить изображение штрихов миры,

г) определить, сколько штрихов миры укладывается в шкале окуляра или сколько делений шкалы занимает вся мира, имеющая 100 делений,

д) увеличение вычислить по формуле Г = n/m0,01, где n – число делений шкалы окуляра, m – число штрихов миры,

е) полученные данные рекомендуется записать в табл. 6.2 по следующей форме (для двух выбранных пар «объектив–окуляр»):

4. Измерить линейные размеры объектов:

а) пользуясь данными п. 3, при определении истинной линейной величины объекта достаточно подсчитать число делений шкалы окуляра, накладывающихся на оцениваемый участок объекта, и умножить это чис-

39

ло на величину, указанную в таблице, в соответствии с увеличением применяемого объектива,

б) установить на сканирующий столик объект по указанию преподавателя и сориентировать соответственно осям X и Y,

в) сфокусировать микроскоп на измеряемый объект и произвести измерения ширины объекта, используя указанные выше сочетания объективов и окуляров, 11 раз с шагом, заданным преподавателем,

г) произвести расчеты абсолютной погрешности измерений ширины на каждом шаге, в качестве номинальной величины используя значение ширины, указанное на объекте. Полученные данные для каждого сочетания объектив–окуляр свести в табл. 6.3:

Содержание отчета.

1.Основные сведения о назначении и технических характеристиках микроскопа.

2.Таблицы измерений увеличения и поля зрения для двух сочетаний объектив–окуляр.

3.Таблицы полученных зависимостей линейных размеров исследуемого объекта, результаты расчета среднего значения и среднеквадратического отклонения для каждого сочетания «объектив–окуляр».

4.Выводы. В выводах должна быть оценена точность измерений объекта, проанализированы возможности оптического микроскопа.

Контрольные вопросы.

1.Особенности конструкции оптического микроскопа.

2.Почему на оптическом микроскопе нельзя исследовать свойства объектов с линейными размерами менее 1 мкм?

3.Что такое аберрация?

4.Что такое апертура и апертурная диафрагма?

40