反射式偏光顯微鏡在金相分析中的應用

反射式偏光顯微鏡在金相分析中的應用

一、偏振光在各向異性金屬磨面上的反射。

在正交偏振光下觀察各向異性晶體。因光學各向異性金屬在金相磨面上呈現(xiàn)的各顆晶粒的位向不同，即各晶粒的“光軸"位置不同，使各晶粒的反射偏振光的偏振面旋轉(zhuǎn)的角度不同，通過檢偏鏡后，便可在目鏡中觀察到具有不同亮度的晶粒襯度。轉(zhuǎn)動載物臺，相當于改變了偏振方向與光軸的夾角。旋轉(zhuǎn)載物臺360°，視場中可觀察到四次明亮，四次暗黑的變化。這就是各向異性晶體在正交偏振光下的偏光效應。

例如，在正交偏光下觀察純鋅的組織。純鋅具有六方結(jié)構(gòu)，是光學各向異性金屬。試樣經(jīng)過磨制，拋光，不需浸蝕到顯微鏡下觀察，在正交偏光下，可看到各個晶粒亮度不同，表征各晶粒位向的差別，晶內(nèi)有針狀的孿晶，顏色總于它所在的晶粒不同，說明其位向不同。轉(zhuǎn)動載物臺，你會看到每個晶粒的亮度都在變化，旋轉(zhuǎn)載物臺360°每個晶粒都會發(fā)生四次明暗變化，非常清晰，襯度很好。

又如，球鐵中的石墨，屬六方晶系。明場下，石墨是灰色的，在正交偏光下，石墨球明暗不同且呈放射狀，轉(zhuǎn)動載物臺，石墨各處的亮度都在變化，盯住一處，可看到四次明暗變化。說明石墨是各向異性晶體。從中可看出在同一顆球狀石墨上顯示出不同的亮度，表征石墨球呈多晶結(jié)構(gòu)。

二、偏振光在各向同性金屬磨面上的反射

各向同性金屬在正交偏光下觀察時，由于其各方向光學性質(zhì)是一致的，不能使反射光的偏振面旋轉(zhuǎn)，直線偏振光垂直入射到各向同性金屬磨面上，因其反射光仍為直線偏振光，被與之正交的檢偏鏡所阻，因此反射偏振光不能通過檢偏鏡，視場暗黑，呈現(xiàn)消光現(xiàn)象。旋轉(zhuǎn)載物臺，也沒有明暗變化。這就是各向同性金屬在正交偏光下的現(xiàn)象。

若在正交偏光下研究各向同性金屬，需采用改變原晶體光學性質(zhì)的特殊方法來實現(xiàn)。常用的有深浸蝕或表面進行陽極化處理。例如，有人采用深浸蝕的方法觀察高碳鎳鉻鋼的針狀馬氏體和原奧氏體晶粒。有人用這種方法觀察馬氏體和貝氏體，低碳馬氏體領(lǐng)域等。

又如有人用陽極極化的方法，使試樣表面形成一層各向異性的氧化膜，而膜的組成與下面的晶粒位向有關(guān)。來顯示很難顯示的純鋁的晶粒，有人用這種方法顯示塑性變形的晶粒取向，形變織構(gòu)等。

三、非金屬夾雜物的偏光分析

非金屬夾雜物的正確判別，往往需要運用多種檢測手段，才能得到正確的判斷。其中，金相方法是*為簡便和普遍的途徑，居重要地位。通常在顯微鏡下利用明視場、暗視場、偏振光下的光學特性分析。以下是不同類型的夾雜物在正交偏振光下的光學特征。

1、各向同性不透明夾雜物

各向同性不透明夾雜物的反射光仍為線偏振光，在正交偏振光下被消化呈暗黑色，旋轉(zhuǎn)載物臺，沒有明暗變化，例如MnS，F(xiàn)eO即屬此類。

2、各向異性不透明夾雜物

各向異性不透明夾雜物在偏振光照射下將發(fā)生震動面的旋轉(zhuǎn)，使反射偏振光與檢偏鏡改變正交位置。部分光線可通過檢偏鏡。 旋轉(zhuǎn)載物臺360°，可觀察到四次或兩次明暗變化。例如FeS，石墨等。

3、各向同性透明夾雜物

透明夾雜物在偏振光下易于觀察。透明夾雜物被直線偏振光照射時，光線的一部分在夾雜物外表面反射，一部分向內(nèi)折射，并在夾雜物與金屬基體的界面處發(fā)生不規(guī)則的內(nèi)反射，因而改變了入射光的偏振方向。

使透過夾雜物后射向檢偏鏡的光線的一部分可以透過檢偏鏡，因而可以觀察到夾雜物的亮度，同時也看到它們的固有色彩。但旋轉(zhuǎn)載物臺，其亮度不發(fā)生變化。證明其是各向同性的。很多常見的夾雜物都是此類。例如Al2O3，MnO等。MnO為綠色。各向同性的透明夾雜物在偏光和暗場下觀察到的顏色是一致的。

4、各向異性透明夾雜物

各向異性透明及雜物，在正交偏光下，不僅能夠看到它們的透明度和固有色彩，而且旋轉(zhuǎn)載物臺360°應有四次明暗變化，有的看到兩次明顯的明暗變化。例如FeO，TiO在正交偏振光下呈明亮的玫瑰紅色，并可看到明暗變化。