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金相显微镜校正方法和正确的检验步骤

更新时间:2025-08-09点击次数:91

金相显微镜在材料科学、金属加工等领域中,是观察和分析金属微观组织结构的重要工具。其测量结果的准确性,直接影响到对材料性能的评估与判断。为保证金相显微镜的性能良好、测量精准,正确的校正方法与检验步骤。

校正前的准备工作

环境条件检查:金相显微镜对使用环境有一定要求。理想的校准环境温度应控制在 (20±5)℃范围内,湿度保持在 40%-60%。同时,校准室内应无明显灰尘、振动和腐蚀性气体,防止这些因素干扰校准过程,影响显微镜的精度。另外,被校准仪器和校准用标准器在室内连续平衡温度的时间不少于 2h,确保仪器与环境温度充分平衡。

仪器清洁:使用专用的清洁工具,如镜头纸、镜头刷,蘸取适量的无水乙醇和混合物,轻轻擦拭显微镜的物镜、目镜和载物台。小心去除表面的灰尘、油污等杂质,避免划伤镜头,保证光学系统的清洁,为后续校准提供良好的成像条件。

校准工具准备:准备好一系列校准所需的工具和标准样品,常见的有校准片、标准网格、0.01mm 标准测微尺(误差 ±0.005mm)、二级标准十字分划板、标准十字分划板(刻线精度 0.5μm)、千分表等。这些工具的精度和准确性,是保证校准结果可靠的基础。

金相显微镜的校正方法

物镜场曲校正:把 0.01mm 标准测微尺放置在工作台上并压紧,安装好待校正的物镜。旋转调焦旋钮,将焦点调整到测微尺中间位置,使视场中心成像清晰,此时将千分表测头与工作台表面接触并对好零位。再次旋转调焦旋钮,把焦点调整到测微尺边缘,让视场边缘成像清晰。观察千分表,其偏移量即为该物镜的场曲误差。按照此方法类推,对其他物镜进行校准。不同倍率物镜的场曲误差指标有所不同,例如 10X 物镜的场曲误差要小于 0.2mm,25X 物镜小于 0.1mm,40X 物镜小于 0.07mm,63X 物镜小于 0.065mm,100X 物镜小于 0.04mm 。

物镜放大倍数校正:装上 10X 标准目镜和被检物镜,将 0.01mm 标准测微尺放在工作台上压实。观察时,确保测微尺与目镜中的分划板相重合,其偏移量就是放大倍数的误差。其余物镜同样按照此方法进行校准,一般要求物镜放大倍数的误差不大于 5% 。

目镜分划板校准:将带分划板目镜的镜头旋下,把分划板放置在万工显工作台上并调好焦距。调整工作台,使分划板的水平线与万工显纵向导轨行程平行并对好零位,按每 20 格测量一次,一直测量到第 100 格,其误差应不大于 5μm。

物镜成像清晰范围确定:用被检物镜及 10X 目镜对测微尺或金相试样进行调焦,直至成像清晰。当视场中心像最清晰时,测量视场内成像清晰范围的误差,该误差应不低于 60%。

各物镜相对于目镜的格值标定:装上被检仪器的 10X 目镜,将 0.01mm 标准测微尺(推荐使用随机配备的 0.01mm 测微尺)放在工作台上并压紧。调整测微尺标尺轴线与仪器目镜分划板标尺轴线平行,读出目镜分划板 i 条刻线里包含测微尺 n 条刻线数,该物镜相对于目镜的格值为:C=n/i*0.01mm。按照此方法,对其余物镜的格值进行标定 。

双目镜显微镜左右视场中心相对偏差校准:把分度值为 0.1mm 的标准玻璃线纹尺放置在工作台左右方向(纵向),选用 10× 物镜调焦至目镜目标清晰。在右目镜中读取标准玻璃线纹尺在视场两侧的刻度值 a₁及 a₂ ,然后在左目镜中读取标准玻璃线纹尺在视场边缘两侧的刻度值 a₃及 a₄ ,则两视场中心在左右方向的相对偏差 δ 纵按公式计算:δ 纵 =|((a₂ + a₁)-(a₄ + a₃))/2| 。把分度值为 0.1mm 的标准玻璃线纹尺放置在工作台上下方向(横向),重复上述操作,计算两视场中心在上下方向的相对偏差 δ 横 。该项目须在双目镜的瞳距为内侧和外侧两位置时分别校准,左右视场中心相对偏差要求为:外侧不大于 0.2mm,内侧不大于 0.4mm 。

金相显微镜正确的检验步骤

显微镜与光源调整:调整显微镜和光源的方向,使光源对准显微镜的平面收集镜,且两者距离至少保持 10 英寸。接着调整光线,让灯丝能清晰地聚焦在平透镜上,再调整后视镜,使光线从冷凝器的中心转移到台下的冷凝器。

样品放置与聚焦:将玻片样品放在工作台上,向下移动冷凝器,对准玻片样品。先从低功率物镜开始聚焦,转动粗调旋钮,使物镜接近样品,然后缓慢旋转粗调旋钮上升物镜,直至看到模糊的图像。再使用细调旋钮,微调焦距,使图像清晰。之后可根据需要,依次切换到高功率物镜进行聚焦,每次切换物镜后,都需微调焦距以获得清晰图像。在聚焦过程中,可能需要适当调高聚光镜,以获取足够的光线。

孔径光阑与视场光阑调整:将光源上的光圈调至最小,小心地拧紧(或拧紧)台下的冷凝器总成,直到缩径孔与滑块位于同一平面上,此阶段不要调整显微镜本身(即不要转动工作台上方的调焦旋钮)。如果显微镜具有聚焦聚光镜的功能,通过移动图像来减小光圈,并将聚光镜调整到视野的中心(大多数研究级显微镜需要这样操作,才能将光圈移动到视野中心)。接着打开光圈,直到多边形光圈刚好填满视野。若条件允许,取下一个目镜,降低冷凝器的光圈,观察灯并观察接收透镜,光线应呈现对称状态。如有误差,可在此阶段进行相应调整。最后,关闭台下冷凝器上的虹膜光圈,使光线仅照亮目标视野的 2/3,然后更换目镜。

观察与记录:完成上述步骤后,显微镜即可用于观察玻片样品。在观察过程中,注意记录所观察到的微观组织结构特征。对于需要测量的结构尺寸等参数,可利用显微镜的测量系统进行测量并记录数据。若使用的是带有图像传感器接收式的金相显微镜,还可拍摄微观组织图像,以便后续更细致地分析 。

金相显微镜的校正与检验是一项细致且重要的工作。严格按照正确的校正方法与检验步骤操作,能确保金相显微镜处于最佳工作状态,为科研、生产等提供准确可靠的微观组织结构信息。