实验一金相显微镜的操作和使用

金相显微镜的使用及金相试样的制备实验报告建议与感想一、实验目的本实验旨在掌握金相显微镜的使用方法和金相试样的制备技术，以便于进一步研究材料的组织结构和性能。

二、实验原理金相显微镜是一种用于观察材料组织结构的显微镜，其原理是利用光学原理将经过特殊处理后的样品放置在显微镜中观察。

金相试样制备技术主要包括切割、打磨、腐蚀和染色等步骤。

三、实验步骤1. 制备金属试样：选取合适的金属材料，根据需要进行切割或拉伸成形。

2. 打磨：用不同粒度的研磨纸逐渐打磨试样表面，直至表面光滑。

3. 腐蚀：将试样浸泡在适当浓度的腐蚀液中，使其表面发生化学反应产生凹坑或孔洞。

4. 染色：将试样放入染色液中，使其组织结构更加清晰可见。

5. 使用金相显微镜观察试样：将处理好的试样放入显微镜中，调节光源和镜头，观察试样的组织结构。

四、实验注意事项1. 制备试样时需注意安全，避免切割或拉伸过程中产生伤害。

2. 打磨时需使用不同粒度的研磨纸逐渐打磨，以免损坏试样表面。

3. 腐蚀液需根据试样材料和需要进行选择，且操作时需保持通风良好。

4. 染色液需根据需要选择合适的染色方法和染色液。

5. 使用金相显微镜时需注意调节光源和镜头，以便于观察到清晰的组织结构。

五、实验结果经过制备处理后的金相试样在金相显微镜下呈现出不同的组织结构和形态。

例如，铁素体、珠光体等不同组织结构可通过合适的制备方法得到清晰可见的图像。

六、实验建议与感想1. 在实验过程中需要耐心认真地进行每一步操作，特别是制备试样和打磨环节需要反复多次进行。

2. 实验前应仔细阅读相关文献，了解金相显微镜的使用原理和金相试样制备技术。

3. 实验中应注意安全，避免产生伤害或损坏设备。

4. 实验后应及时清洗设备和试样，以便于下次使用。

5. 通过本实验的学习，我对材料组织结构和性能有了更深入的认识，同时也掌握了一定的实验技能。

金相显微镜的使用实验报告金相显微镜的使用实验报告引言：金相显微镜是一种用于观察金属材料的内部结构和组织的重要工具。

通过使用金相显微镜，我们可以深入了解金属材料的晶体结构、晶粒大小和分布、相的组成以及其他微观结构特征。

本实验旨在探索金相显微镜的使用方法，并通过观察和分析样品的显微图像，对金属材料的组织和性质进行研究。

实验步骤：1. 样品准备：在开始实验之前，我们需要准备好金属材料的样品。

选择适当的金属材料，并将其切割成适当大小的薄片。

确保样品表面光洁，以便在显微镜下观察。

2. 样品封装：将样品封装在透明的树脂中，以便在显微镜下观察。

封装过程需要小心操作，以避免空气泡和杂质的产生。

3. 研磨和抛光：为了获得清晰的显微图像，我们需要对样品进行研磨和抛光处理。

首先，使用粗砂纸对样品进行研磨，然后逐渐使用细砂纸进行抛光。

最后，使用细研磨液和抛光液对样品进行最后的抛光处理。

4. 显微镜操作：将样品放置在金相显微镜的载物台上，并调节显微镜的焦距和放大倍数。

使用适当的光源照明样品，并通过调整对比度和亮度来获得清晰的显微图像。

5. 图像分析：观察样品的显微图像，并使用金相显微镜配套的软件进行图像分析。

通过测量晶粒大小、相的分布和形状等参数，可以获得关于样品组织和性质的重要信息。

实验结果与讨论：通过使用金相显微镜观察和分析样品的显微图像，我们可以得到以下实验结果和讨论：1. 晶粒大小分布：通过测量样品中晶粒的大小和分布，我们可以了解金属材料的晶体生长情况。

晶粒越大，通常意味着材料的力学性能越好，因为大晶粒可以提供更多的晶界来阻止位错的移动。

2. 相的组成：通过观察样品中不同相的分布和形状，我们可以确定金属材料的组成。

不同的相具有不同的化学成分和晶体结构，其对材料的性能和用途有着重要影响。

3. 缺陷和杂质：金相显微镜可以帮助我们观察和分析样品中的缺陷和杂质。

缺陷和杂质的存在可能会影响材料的力学性能和耐腐蚀性能，因此对其进行准确的检测和分析是非常重要的。

实验一金相显微镜的使用及金相试样的制备一．实验目的1．学习了解金相显微镜的使用。

2．学习了解金相试样的制备。

二．概述利用金相显微镜，在试样上观察金属组织的方法称为显微分析，所能观察到的金属组织称为显微组织。

显微分析是研究金属材料的一种重要方法。

通过这种方法可以观察、研究金属材料的组织形貌、晶粒大小、非金属夹杂物等在组织中的数量和分布情况等问题。

金相显微镜可以用于研究材料的组织结构与化学成分之间的关系；确定各类材料经不同加工工艺处理后的显微组织；判别材料质量的优劣等。

1．金相显微镜的构造及使用正常人眼看物体时，最适宜的距离大约在250mm左右（称为明视距离），这时能分辨0.15~0.30mm距离，放大镜一般只能放大25倍，若要提高放大倍数以观察更细小的物体，就必须利用显微镜。

光学金相显微镜放大倍数为几十倍到2000倍，它的放大原理如图1.1所示。

图1.1 显微镜成像原理图对着被观察物体的透镜叫做物镜；对着人眼的透镜叫做目镜。

当观察物体AB放在物镜的举例焦点F1略远一点的地方时，则在透镜另一侧形成道理放大实像A1B1，A1B1处于目镜A B，虚像成像在人焦点F2之内。

人眼通过目镜观察实像A1B1时，将得到道理放大虚像''11眼明视距离处。

物镜的放大倍数目镜的放大倍数显微镜总的放大倍数即显微镜放大倍数等于物镜和目镜单独放大倍数的乘积。

本次实验使用XJP-100型金相显微镜，如图1.2所示。

它的构造可分为三部分：光学系统、机械系统和照明系统。

（1）光学系统：主要是目镜组和物镜组。

目镜：放大倍数有5⨯、10⨯、12.5⨯物镜：放大倍数有10⨯、40⨯、100⨯（2）机械系统：主要是底座、载物台、物镜转换器和调焦装置。

底座：支持整个显微镜体。

载物台：放置试样用。

武警转换器：用于更换不同倍数的物镜。

调焦装置：调节焦距用，一般显微镜分粗调和微调。

（3）照明系统：照明系统由光源、聚光透镜、孔径光栏、视场光栏和棱镜等组成。

金相显微镜的使用及金相样标的观察实验报告
实验目的：本次实验的目的是熟悉金相显微镜的操作，鉴定金相样本的物种，并记录金相图片。

实验材料及仪器：金相显微镜、金相样本
实验原理：金相是指金属和其它物质通过微观观察，用显微镜分辨各内容物质组成情况以及它们之间的关系，描述属于金属晶体的结构的宏观观察技术。

金相显微镜也称金相检查显微镜，它根据样品的形状和一般性来确定是否有缺陷或异常状况；对金属样品或诸如金属材料组成物，细观察其内部构造，这就是金相组织学。

实验步骤：
1、检查并准备仪器：首先，检查显微镜是否干净并正确调节屈光物镜，然后，确保检查器材使用前面板上的复位按钮是可以操作的，调节整机到最佳操作状态。

2、将样本装上显微镜台：将金相样品装入可调整的立柱上，调整立柱的高度使得样本距离检查盘尽可能近。

并确保样本在显微镜上位置稳定。

3、操作显微镜：打开显微镜电源，用手动方式调节放大倍数，然后调整人工瞳距以完全调节显微镜，把样本放入检查框，用阴影法调整位置，确定样本的位置，看清样本的图像，使图像清晰可见且稳定：
4、拍摄金相图片：将金相显微镜的放大倍数调到最大值后，使用低噪声的数码相机拍摄样本的金相图片，并标识。

5、观察金相图片：根据样本的金相图片，注意多孔结构、间接内部构造，以确定结构类型、破碎容量、晶体密度和含量，进行分析、确定物质种类。

6、完成实验后，控制显微镜的电力源，将显微镜和检查设备复位后关闭电源，并清理和消毒检查器材。

实验结论：金相显微镜是用来鉴定金属材料的有效工具，可以结合图像观察，辩证判断出金属材料的组成、结构、外形特征等。

由此可以确定金属材料的加工参数，合理评价金属材料的质量，是金属材料加工的有效工具。

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实验一金相显微镜的使用与金相组织的观察一、实验目的1.了解金相显微镜的构造，各个主要部件的效用。

2.掌握正确使用显微镜的操作及维护方法。

3.观察儿种式样的金相组织二、实验概述（-）金相显微镜的知识及正确使用1.显微镜放大原理：利用透镜将物体的像放大，单个透镜的放大倍数是有限的（一般在20倍以下），因此要考虑用另一透镜组将第一次放大的像再行放大，以得到更高更清晰放大倍数的像，显微镜就是根据这一需求设计的。

显微镜中装有两组放大透镜，靠近物体的一组为物镜，靠近眼睛的一组透镜称为U镜，但实际上显微镜釆用的物镜和□镜都是由复杂的透镜组组成。

图1-1为显微镜成像原理图。

图1-1显微镜成像原理图若将试样AB置于物镜之前距其一倍焦距（FJ略远一些的位置，山物体反射的光线通过物镜折射后得到一个倒立的放大的实像A，B，,在LI镜上观察时，经物镜放大的倒立实像AE，落在镜焦距F2内（在设计时安排好使LI镜的焦点位置在F2以内），目镜又将再次放大，人眼在（250mm）的明视距离处，看到一个经两次放大的倒立的虚像A"B"就是我们在显微镜下的物象。

总的放大倍数为物镜的放大倍数与U镜放大倍数的乘积，M总二M物X M目普通光学金相显微镜主要由三大系统构成：既光学系统，照明系统和机械系统。

下面简单分述其主要构件的功能与特性。

光学系统：主要包括物镜和U镜，物镜是显微镜最重要的部件，成像质量在很大程度上取决于物镜的质量，它的性能包括数值孔径和分辨率，有效放大倍数及像差校正程度。

A：数值孔径：物镜的数值孔径（N.A）表示物镜的收集光线的能力，增强物镜的聚光能力可使成像的质量提高，它的大小通常以进入物镜的光线锥所张开的角度，既孔径角的大小，公式表示为：N.A=ii.sin0式中n—物镜与观察物之间介质的折射率8—为物镜的孔径半角因此提高数值孔径有两个途径：a.增大透镜的直径或减小物镜的焦距。

实验一金相显微镜的使用与金相组织的观察引言：金相显微镜是一种利用金相组织学原理观察金属材料组织结构的实验仪器。

通过观察金属材料的显微结构，可以了解材料的组成、性能以及制备工艺等，对于材料的研究和应用具有重要意义。

本实验将探究金相显微镜的使用方法，并观察几种典型金属材料的组织结构。

实验目的：1.掌握金相显微镜的基本结构和使用方法；2.了解金相显微镜观察金相组织的原理；3.观察几种典型金属材料的组织结构。

实验仪器和材料：1.金相显微镜；2.裂解剂（如酸性电解质溶液）；3.沉积剂（如铜）；4.研磨纸（不同粒度）；5.研磨液（如砂轮油、砂轮水）；6.特殊试剂（如酸性染色剂）；7.不同金属材料样品。

实验步骤：一、金相显微镜的使用方法1.将所需观察的样品装入铜盘中；2.用研磨纸将样品表面进行打磨，逐渐使用不同粒度的研磨纸进行打磨，直到样品表面平整；3.用研磨液将样品表面进行充分清洗；4.将铜盘放入裂解剂中，进行腐蚀处理，使样品表面显露出金属组织结构；5.将样品表面清洗干净后，取出并用酸性染色剂进行染色处理；6.将样品放置在金相显微镜的样品夹持器上。

1.通过显微镜目镜和物镜的调节，使样品像清晰可见；2.使用光源适当照明样品，调节显微镜的聚焦和倍率，观察样品的金相组织结构；3.观察样品不同区域的金相组织变化，记录下观察到的显微结构特征。

实验结果与讨论：在进行实验观察过程中，首先要正确使用金相显微镜，调节适当的照明和倍率以便观察到清晰的图像。

然后，通过观察样品的金相组织结构，可以分析和了解样品的材料成分、晶粒大小、晶界分布以及非金属夹杂物等信息。

对于不同的金属材料，其金相组织结构也会有所差异。

例如，对于钢材，我们可以观察到不同类型的晶粒和晶界，以及可能存在的碳化物。

对于铝合金，可以观察到铝基体中的各种相，如α-Al、Al₂CuMg等。

这些相的大小、形态和分布状况对材料的力学性能和耐腐蚀性能有重要影响。

在观察金相组织时，还可以利用特殊试剂进行染色处理，以突出显示出不同组织结构的特征。

材料科学基础实验指导书实验一金相显微镜的基本原理、构造及使用实验二金相试样的制备实验三铁碳合金平衡组织分析实验四1钢的热处理工艺2硬度计的使用实验五1碳钢热处理后的显微组织观察，2合金钢的显微组织分析实验六铸铁的显微组织分析四川大学制造学院材料成型及控制工程系2014/6/23实验一 金相显微镜的基本原理、构造及使用一、实验目的熟悉金相显微镜的原理、构造，使用和维护，为掌握金相显微分析方法打下理论和实践基础。

二、实验说明金相显微分析是用金相显微镜观察金属内部组织以及微不夹杂物，微裂纹和微小缺陷（这些都是用肉眼、放大镜看不见的，至少是看不清楚的）以分析判断金属材料的治炼，加工工艺的正确性和金属材料性能的优劣。

金相显微分析是材料科学和主要研究手段，所以金相显微镜就成了金相分析的主要工具。

（一）显微镜的基本原理显微镜的光学原理如图1—1所示，光学系统包括物镜、目镜及一些辅助光学零件，物镜和目镜分别由两组透镜组成，对着物质AB 的一组透镜组成物镜O 1，对着人眼的一组透镜组成目镜O 2。

现代显微镜的物镜、目镜都由复杂的透镜系统组成。

物镜使物体AB 形成放大的倒立实象B A ''（称中间象），目镜再将B A ''放大成仍然倒立的虚象B A ''''，其位置正好在人眼的明视距离处（即距人眼250mm 处）。

我们在显微镜目镜中看到的就是这个虚象B A ''''。

图1—1 显微镜的光学原理示意图显微镜的主要性质如下：1．显微镜的放大倍数放大倍数由下式来确定：目物目物f D f L M M M =⨯=式中：M —显微镜放大倍数M 物—物镜的放大倍数M 目—目镜的放大倍数f 物—物镜的焦距f 目—目镜的焦距L —显微镜的光学镜筒长度D —明视距离（250mm ）f 物、f 目越短或L 越长，则显微镜的放大倍数越大。

在使用时，显微镜的放大倍数就是物镜和目镜的放大倍数的乘积。

金相显微镜操作规程引言概述：金相显微镜是一种常用的金相实验设备，用于观察金属材料的组织结构和相变情况。

正确的操作金相显微镜对于获得准确的结果至关重要。

本文将介绍金相显微镜的操作规程，包括样品制备、显微镜的调节和观察技巧。

一、样品制备1.1 样品的切割和打磨样品制备是金相显微镜操作的第一步。

首先，根据需要的尺寸和形状，使用金相切割机将金属材料切割成适当的大小。

然后，使用金相打磨机对样品进行打磨，直到样品表面光滑平整。

1.2 样品的腐蚀和脱脂为了更好地观察样品的组织结构，常常需要对样品进行腐蚀和脱脂处理。

首先，将样品放入适当的腐蚀液中，根据材料的不同选择合适的腐蚀液和腐蚀时间。

然后，使用酒精或其他溶剂将样品进行脱脂处理，以去除腐蚀液和其他杂质。

1.3 样品的研磨和抛光在样品制备的最后阶段，使用金相研磨机对样品进行研磨和抛光。

首先，使用粗砂纸对样品进行研磨，然后逐渐使用细砂纸进行抛光，直到样品表面光洁无痕迹。

二、显微镜的调节2.1 光源的调节金相显微镜的观察需要适当的光源。

首先，打开显微镜的光源开关，调节光源的亮度，使其适合观察。

然后，使用准直器调节光源的方向和聚焦，确保光线均匀且聚焦清晰。

2.2 物镜和目镜的选择根据需要的放大倍数，选择合适的物镜和目镜。

通常，使用低倍物镜进行全局观察，然后逐渐切换到高倍物镜进行细节观察。

在更换物镜时，要注意使用显微镜上的旋钮进行调节，避免物镜和样品之间的碰撞。

2.3 调节焦距和对焦在观察过程中，需要根据样品的不同厚度和形状调节焦距和对焦。

使用焦距调节旋钮和对焦旋钮进行微调，直到观察到清晰的图像。

同时，可以使用调节旋钮移动样品，以便观察不同位置的组织结构。

三、观察技巧3.1 观察样品的全貌在进行金相显微镜观察时，首先应该进行全貌观察。

使用低倍物镜，观察样品的整体结构和表面状况，了解样品的基本情况。

3.2 观察样品的细节在全貌观察的基础上，使用高倍物镜进行细节观察。

注意调节焦距和对焦，观察样品的晶粒结构、晶界和相分布等细节特征。

金相显微镜的使用方法步骤
金相显微镜的使用步骤：
1.根据观察样品所需放大倍数的要求，正确选择物镜和目镜，分别安装在金相显微镜的物镜座和目镜筒内。

2.调整载物台的中心，使其与物镜的中心对齐，并将准备好的样品放在载物台的中心。

需要注意的是，观察面需要面向金相显微镜的物镜。

如果使用的是倒置的金相显微镜，需要将样品的观察面朝下放置；否则，如果您使用的是立式金相显微镜，您需要将样品的观察面朝上。

3、将金相显微镜电源插头插在220V的电源插座上，并打开光源开关，使灯泡发亮。

4、转动金相显微镜粗调焦手轮，降低载物台，使试样观察表面接近物镜;然后反向转动粗调焦旋钮，升起载物台，使在目镜中可以看到模糊形象;后转动微调焦手轮，直至影象清晰为止。

5.适当调整孔径光阑和视场光阑，选择合适的滤镜，获得理想的物象。

6.前后左右移动载物台，观察样品的不同部位，综合分析，寻找有代表性的微观结构。

7.观察结束后，应在暗处关闭光源，以延长灯泡的使用寿命。

8.实验结束后，小心取下金相显微镜的物镜和目镜，检查是否有灰尘等污染。

如有污染，应及时用镜头纸清洗干净，然后放入烘干机中保存，防止受潮发霉。

显微镜主机也应随时盖上防尘罩。

金相显微镜的操作方法金相显微镜是一种高倍放大显微镜，用于观察金属材料的显微组织结构。

它通过将金属样品切割成薄片，然后用酸或其他化学试剂进行腐蚀和染色处理，最后放入显微镜中观察。

下面将详细介绍金相显微镜的操作方法。

一、样品制备1. 选择要观察的金属样品，并将其切割成适当的尺寸和形状。

使用金相切割机或其他合适的工具进行切割，注意保持样品表面的平整和光洁。

2. 将切割好的样品进行打磨和抛光，以去除表面的氧化层和瑕疵。

可以使用不同粒度的砂纸或研磨液进行打磨，直到样品表面光洁无瑕。

3. 清洗样品，将其放入去离子水中浸泡一段时间，然后用酒精或其他溶剂进行清洗，以去除样品表面的污物和油脂。

4. 对于某些金属样品，还需要进行腐蚀和染色处理，以突出样品的显微组织结构。

根据不同的材料和需要，选择适当的腐蚀剂和染色剂进行处理。

二、金相显微镜的操作1. 打开金相显微镜的电源开关，待显微镜系统启动后，调整光源的亮度，使其适合观察样品。

2. 将制备好的样品放置在显微镜的样品台上，调整样品的位置和焦距，使其清晰可见。

3. 使用低倍镜进行初步观察和定位，找到感兴趣的区域。

4. 转换到高倍镜，并使用显微镜的焦距调节装置进行微调，使样品更加清晰。

5. 在观察过程中，可以通过调整光源的角度和强度，以及使用偏光器和滤光片等附件，改变样品的显微结构和颜色。

6. 使用显微镜的目镜和物镜的倍数，可以调整观察的放大倍数。

通常，金相显微镜的放大倍数范围为50倍至1000倍不等。

7. 在观察过程中，可以使用显微镜的移动平台，调整样品的位置，以便观察不同区域的显微结构。

8. 需要注意的是，观察过程中要避免触碰样品或显微镜的光学部件，以免造成损坏或影响观察结果。

9. 在观察完毕后，关闭显微镜的电源开关，并小心取出样品，清洁和储存。

三、结果分析和报告1. 在观察过程中，可以使用显微镜的摄像装置，将观察到的显微结构拍摄下来，以备后续分析和报告使用。

2. 根据观察到的显微结构，分析样品的组织特征、晶粒结构、相变和缺陷等信息，并进行详细的描述和解释。

实验报告班级姓名学号中北大学材料科学及工程学院实验中心一实验名称:实验一、金相显微镜的使用及金相样品制备二实验目的(扼要说明研究对象,实验意义及作用等)1.了解光学显微镜的原理及构造；2.掌握显微镜的使用方法；3.学习金相试样的制备过程；4.了解金相显微组织的显示方法。

三实验原理(简要说明实验所依据的理论.包括重要定律,公式及据此推算的重要结果):光学显微镜的基本原理:光学显微镜是由两个透镜组成，对着金相试样的透镜称为物镜，对着眼睛的透镜称为物镜。

借助于物镜与目镜的两次放大，就能是物体放大到很高倍数。

其光学原理如图所示。

1)显微镜的放大倍数由下式来确定：M=M物·M目=L/f物·D/f目式中：M—显微镜的放大倍数；M物——物镜的放大倍数；M目——目镜的放大倍数；f物——物镜焦距；f目——目镜焦距；L—显微镜的镜筒长度（即目镜与物镜的距离）;D—明视距离（250mm）。

2)显微镜的鉴别率:光学显微镜的鉴别率是指它能清晰的分辩物体上两点间最小距离d的能力。

d值越小，鉴别率就越高。

鉴别率是显微镜的一个重要的性能，它可由下式求得：d=λ/(2N·A)式中 d—物镜能分辩出的物体相邻两点间的最小距离(即鉴别率)；λ—入射光线的波长；N⋅A—物镜的数值孔径，表示物镜的聚光能力。

数值孔径越大时,d值也就越小。

数值孔径表示物镜的聚光能力，数值孔径大的物镜的聚光能力强，能吸收更多的光线，使物像更加明显。

数值孔径可用下式求得：N⋅A=n⋅Sinφ⑶式中：n—物镜与物体间介质的折射率；φ—物镜孔径角的一半。

进入物镜的光线所张开的角度称为物镜的孔径角，其半角为φ，如图1-2所示。

图1-2 孔径角当n与φ值越大时，则数值孔径值就越大，物镜的鉴别能力也就越高。

3)透镜成像的质量单片透镜在成像过程中，由于几何光学条件的限制，以及其它因素的影响，常使映像变的模糊不清或发生变形迹象，这种缺陷称为相差。

实验报告班级姓名学号中北大学材料科学及工程学院实验中心一实验名称:实验一、金相显微镜的使用及金相样品制备二实验目的(扼要说明研究对象,实验意义及作用等)1.了解光学显微镜的原理及构造；2.掌握显微镜的使用方法；3.学习金相试样的制备过程；4.了解金相显微组织的显示方法。

三实验原理(简要说明实验所依据的理论.包括重要定律,公式及据此推算的重要结果):光学显微镜的基本原理:光学显微镜是由两个透镜组成，对着金相试样的透镜称为物镜，对着眼睛的透镜称为物镜。

借助于物镜与目镜的两次放大，就能是物体放大到很高倍数。

其光学原理如图所示。

1)显微镜的放大倍数由下式来确定：M=M物·M目=L/f物·D/f目式中：M—显微镜的放大倍数；M物——物镜的放大倍数；M目——目镜的放大倍数；f物——物镜焦距；f目——目镜焦距；L—显微镜的镜筒长度（即目镜与物镜的距离）;D—明视距离（250mm）。

2)显微镜的鉴别率:光学显微镜的鉴别率是指它能清晰的分辩物体上两点间最小距离d的能力。

d值越小，鉴别率就越高。

鉴别率是显微镜的一个重要的性能，它可由下式求得：d=λ/(2N·A)式中 d—物镜能分辩出的物体相邻两点间的最小距离(即鉴别率)；λ—入射光线的波长；N⋅A—物镜的数值孔径，表示物镜的聚光能力。

数值孔径越大时,d值也就越小。

数值孔径表示物镜的聚光能力，数值孔径大的物镜的聚光能力强，能吸收更多的光线，使物像更加明显。

数值孔径可用下式求得：N⋅A=n⋅Sinφ⑶式中：n—物镜与物体间介质的折射率；φ—物镜孔径角的一半。

进入物镜的光线所张开的角度称为物镜的孔径角，其半角为φ，如图1-2所示。

图1-2 孔径角当n与φ值越大时，则数值孔径值就越大，物镜的鉴别能力也就越高。

3)透镜成像的质量单片透镜在成像过程中，由于几何光学条件的限制，以及其它因素的影响，常使映像变的模糊不清或发生变形迹象，这种缺陷称为相差。

实验报告班级姓名学号中北大学材料科学及工程学院实验中心一实验名称:实验一、金相显微镜的使用及金相样品制备二实验目的(扼要说明研究对象,实验意义及作用等)1.了解光学显微镜的原理及构造；2.掌握显微镜的使用方法；3.学习金相试样的制备过程；4.了解金相显微组织的显示方法。

三实验原理(简要说明实验所依据的理论.包括重要定律,公式及据此推算的重要结果):光学显微镜的基本原理:光学显微镜是由两个透镜组成，对着金相试样的透镜称为物镜，对着眼睛的透镜称为物镜。

借助于物镜与目镜的两次放大，就能是物体放大到很高倍数。

其光学原理如图所示。

1)显微镜的放大倍数由下式来确定：M=M物·M目=L/f物·D/f目式中：M—显微镜的放大倍数；M物——物镜的放大倍数；M目——目镜的放大倍数；f物——物镜焦距；f目——目镜焦距；L—显微镜的镜筒长度（即目镜与物镜的距离）;D—明视距离（250mm）。

2)显微镜的鉴别率:光学显微镜的鉴别率是指它能清晰的分辩物体上两点间最小距离d的能力。

d值越小，鉴别率就越高。

鉴别率是显微镜的一个重要的性能，它可由下式求得：d=λ/(2N·A)式中 d—物镜能分辩出的物体相邻两点间的最小距离(即鉴别率)；λ—入射光线的波长；N⋅A—物镜的数值孔径，表示物镜的聚光能力。

数值孔径越大时,d值也就越小。

数值孔径表示物镜的聚光能力，数值孔径大的物镜的聚光能力强，能吸收更多的光线，使物像更加明显。

数值孔径可用下式求得：N⋅A=n⋅Sinφ⑶式中：n—物镜与物体间介质的折射率；φ—物镜孔径角的一半。

进入物镜的光线所张开的角度称为物镜的孔径角，其半角为φ，如图1-2所示。

图1-2 孔径角当n与φ值越大时，则数值孔径值就越大，物镜的鉴别能力也就越高。

3)透镜成像的质量单片透镜在成像过程中，由于几何光学条件的限制，以及其它因素的影响，常使映像变的模糊不清或发生变形迹象，这种缺陷称为相差。

金相显微镜的使用金相试样的制备实验报告实验目的：1.掌握金相显微镜的使用方法；2.学会制备金相试样。

实验仪器与材料：1.金相显微镜；2.金相试样的制备设备与材料：切割机、打磨机、抛光机、砂纸、砂轮、砂布、细砂布、蠟块等。

实验步骤：1.实验前准备：a)检查金相显微镜的工作状态，确认光源和镜头都正常运作；b)准备金相试样的切割机、打磨机、抛光机和相关材料。

2.试样的切割：a)将需要制备金相试样的材料放在切割机上，并根据需要进行必要的定位和调整；b)打开切割机，根据需要切割出适当大小的试样。

3.试样的打磨：a)将切割好的试样放在打磨机上，用粗砂轮进行粗磨。

注意，在磨削过程中要保持试样的冷却，以免过度加热导致损伤；b)进行中磨与细磨，使用不同粒度的砂轮、砂纸或砂布，逐渐减小颗粒大小，直到试样表面光滑为止。

4.试样的抛光：a)将打磨好的试样放在抛光机上，选用合适的抛光盘和抛光液，进行试样的精细抛光。

注意，抛光的时间要根据试样的材料和要求进行适当调整；b)抛光完成后，使用细砂布或砂纸进行最后的抛光处理，以保持试样表面的光滑。

5.试样的腊埋和切片：a)将抛光好的试样放在石蠟块上，并重新加热使其融化，将试样固定在蠟块上；b)使用切片机将固定在蠟块上的试样切成适当的薄片。

6.试样的腐蚀/染色处理：a)针对不同材料的试样，根据需要选择适当的腐蚀液或染色液进行处理；b)腐蚀/染色后的试样需要进行清洗和去蠟处理，以确保试样表面干净。

7.试样的镜检：a)将制备好的金相试样放入金相显微镜中；b)调整显微镜的放大倍数和焦距，观察试样的金相组织结构。

实验结果与讨论：通过金相试样的制备和显微镜的观察，可以对材料的金相组织结构进行分析和研究。

根据试样的特点和所需的具体分析目的，可以选择使用不同的切割、打磨和抛光方法，以获得适合的试样表面状态。

同时，在试样的腐蚀/染色处理中，也要根据不同材料的特性选择合适的处理方法。

需要注意的是，试样的制备过程中要尽量避免引入外部污染物，以免影响金相观察结果。

实验1 金相显微镜的使用及金相试样的制备一、实验目的1掌握金相试样制备的基本方法2掌握金相显微镜的使用方法二、原理概述一金相显微镜的构造光学金相显微镜的构造一般包括放大系统、光路系统和机械系统三部分,其中放大系统是显微镜的关键部分;二使用显微镜时应注意的事项l操作者的手必须洗净擦干,并保持环境的清洁、并保持环境的清洁、干燥；2用低压钨丝灯泡作光源时,接通电源必须通过变压器,切不可误接在220V电源上；3更换物镜、目镜时要格外小心,严防失手落地；4调节物体和物镜前透镜间轴向距离以下简称聚焦时,必须首先弄清粗调旋钮转向与载物台升降方向的关系;初学者应该先用粗调旋钮将物镜调至尽量靠近物体,但绝不可接触;然后仔细观察视场内的亮度并同时用粗调旋钮缓慢将物镜向远离物体方向调节;待视场内忽然变得明亮甚至出现映象时,换用微调旋钮调至映象最清晰为止;6用油系物镜时,滴油量不宜过多,用完后必须立即用二甲苯洗净、擦干；7待观察的试样必须完全吹干,用氢氟酸浸蚀过的试样吹干时间要长些,因氢氟酸对镜片有严重腐蚀作用;三金相试样制备金相试样制备过程一般包括：取样、粗磨、细磨、抛光和浸蚀五个步骤;1.取样从需要检测的金属材料和零件上截取试样称为"取样";取样的部位和磨面的选择必须根据分析要求而定;截取方法有多种,对于软材料可以用锯、车、刨等方法；对于硬材料可以用砂轮切片机或线切割机等切割的方法,对于硬而脆的材料可以用锤击的方法;无论用哪种方法都应注意,尽量避免和减轻因塑性变形或受热引起的组织失真现象;试样的尺寸并无统一规定,从便于握持和磨制角度考虑,一般直径或边长为15~20mm,高为12~18mm比较适宜;对那些尺寸过小、形状不规则和需要保护边缘的试样,可以采取镶嵌或机械夹持的办法;金相试样的镶嵌,是利用热塑性塑料如聚氯乙烯,热凝性塑料如胶木粉以及冷凝性塑料如环氧树脂+固化剂作为填料进行的;前两种属于热镶填料,热镶必须在专用设备一镶嵌机上进行;第三种属于冷镶填料,冷镶方法不需要专用设备,只将适宜尺寸约φl5~20mm的钢管、塑料管或纸壳管放在平滑的塑料或玻璃板上,试样置于管内待磨面朝下倒入填料,放置一段时间凝固硬化即可;2.粗磨粗磨的目的主要有以下三点：1修整有些试样,例如用锤击法敲下来的试样,形状很不规则,必须经过粗磨,修整为规则形状的试样；2磨平无论用什么方法取样,切口往往不十分平滑,为了将观察面磨平,同时去掉切割时产生的变形层,必须进行粗磨；3倒角在不影响观察目的的前提下,需将试样上的棱角磨掉,以免划破砂纸和抛光织物;黑色金属材料的粗磨在砂轮机上进行,具体操作方法是将试样牢牢地捏住,用砂轮的侧面磨制;在试样与砂轮接触的一瞬间,尽量使磨面与砂轮面平行,用力不可过大;由于磨削力的作用往往出现试样磨面的上半部分磨削量偏大,故需人为地进行调整,尽量加大试样下半部分的压力,以求整个磨面均匀受力;另外在磨制过程中,试样必须沿砂轮的径向往复缓慢移动,防止砂轮表面形成凹沟;必须指出的是,磨削过程会使试样表面温度骤然升高,只有不断地将试样浸水冷却,才能防止组织发生变化;砂轮机转速比较快,一般2850r/min,工作者不应站在砂轮的正前方,以防被飞出物击伤;操作时严禁戴手套,以免手被卷入砂轮机;3.细磨粗磨后的试样,磨面上仍有较粗较深的磨痕,为了消除这些磨痕必须进行细磨;细磨,可分为手工磨和机械磨两种;1手工磨手工磨是将砂纸铺在玻璃板上,左手按住砂纸,右手握住试样在砂纸上作单向推磨;金相砂纸由粗到细分许多种,其规格可参考表2-1;表2-1常用金相砂纸的规格金相砂纸编号01 02 03 04 05 06 粒度序号M28 M20 M14 M10 M7 M5砂粒尺寸/ 28～20 20～14 14～10 10～7 7～5 5～①表中为多数厂家所用编号,目前没有统一规格用砂轮粗磨后的试样,要依次由01号磨至05号或06号;操作时必须注意：1加在试样上的力要均匀,使整个磨面都能磨到；2在同一张砂纸上磨痕方向耍一致,并与前一道砂纸磨痕方向垂直;待前一道砂纸磨痕完全消失时才能换用下一道砂纸;3每次更换砂纸时,必须将试样、玻璃板清理干净,以防将租砂粒带到细砂纸上;4磨制时不可用力过大,否则一方面因磨痕过深增加下一道磨制的困难,另一方面因表面变形严重影响组织真实性;5砂纸的砂粒变钝磨削作用明显下降时,不宜继续使用,否则砂粒在金属表面产生的滚压会增加表面变形;6磨制铜、铝及其合金等软材料时,用力更要轻,可同时在砂纸上滴些煤油,以防脱落砂粒嵌入金属表面;2机械磨目前普遍使用的机械磨设备是预磨机;电动机带动铺着水砂纸的圆盘转动,磨制时,将试样沿盘的径向来回移动,用力要均匀,边磨边用水冲;水流既起到冷却试样的作用,又可以借助离心力将脱落砂粒、磨屑等不断地冲到转盘边缘;机械磨的磨削速度比手工磨制快得多,但平整度不够好,表面变形层也比较严重;因此要求较高的或材质较软的试样应该采用手工磨制;4.抛光抛光的目的是去除细磨后遗留在磨面上的细微磨痕,得到光亮无痕的镜面;抛光的方法有机械抛光、电解抛光和化学抛光三种,其中最常用的是机械抛光;机械抛光在抛光机上进行,将抛光织物粗抛常用帆布,精抛常用毛呢用水浸湿、铺平、绷紧并固定在抛光盘上;启动开关使抛光盘逆时针转动,将适量的抛光液氧化铝、氧化铬或氧化铁抛光粉加水的悬浮液滴洒在盘上即可进行抛光,抛光时应注意：1试样沿盘的径向往返缓慢移动,同时逆抛光盘转向自转,待抛光快结束时作短时定位轻抛;2在抛光过程中,要经常滴加适量的抛光液或清水,以保持抛光盘的湿度,如发现抛光盘过脏或带有粗大颗粒时,必须将其冲刷干净后再继续使用;3抛光时间应尽量缩短,不可过长,为满足这一要求可分粗抛和精抛两步进行;4}抛有色金属如铜、铝及其合金等时,最好在抛光盘上涂少许肥皂或滴加适量的肥皂水;机械抛光与细磨本质上都是借助磨料尖角锐利的刃部,切去试样表面隆起的部分;抛光时,抛光织物纤维带动稀疏分布的极微细的磨料颗粒产生磨削作用,将试样抛光;目前,人造金刚石研磨膏最常用的有五种规格的溶水性研磨膏代替抛光液,正得到日益广泛的应用;用极少的研磨膏均匀涂在抛光织物上进行抛光,抛光速度快,质量也好;5.浸蚀抛光后的试样在金相显微镜下观察,只能看到光亮的磨面,如果有划痕、水迹或材料中的非金属夹杂物、石墨以及裂纹等也可以看出来,但是要分析金相,组织还必须进行浸蚀;浸蚀的方法有多种,最常用的是化学浸蚀法,利用浸蚀剂对试样的化学溶解和电化学浸蚀作用将组织显露出来;纯金属或单相均匀固溶体的浸蚀基本上为化学溶解过程;位于晶界处的原子和晶粒内部原子相比,自由能较高,稳定性较差,故易受浸蚀形成凹沟;晶粒内部被浸蚀程度较轻,大体上仍保持原抛光平面;在明场下观察,可以看到一个个晶粒被晶界黑色网络隔开;如图1-19b所示;如浸蚀较深,还可以发现各个晶粒明暗程度不同的现象,如图1-19d所示;这是因为每个晶粒原子排列的位向不同,浸蚀后,以最密排面为主的外露面与原抛光面之间倾斜程度不同的缘故;两相合金的浸蚀与单相合金不同,它主要是一个电化学浸没过程,在相同的浸蚀条件下,具有较高负电位的相微电池阳极被迅速溶解凹陷下去；具有较高正电位的相微电池阴极在正常电化学作用下不被浸蚀,保持原有的光滑平面;结果产生了两相之间的高度差;以共析碳钢层状珠光体浸蚀为例,层状珠光体是铁素体与渗碳体相间隔的层状组织浸蚀过程中,因铁素体具有较高的负电位而被溶解,渗碳体因具有较高的正电位而被保护,另外在两相交界处铁素体一侧因被严重浸蚀形成凹沟;这样在显微镜下可以看到渗碳体周围有一黑圈,显示出两相的存在;多相合金的浸蚀,同样也是一个电化学溶解过程,原理与两相合金相同;但多相合金的组成相比较复杂,用一种浸蚀剂来显示多种相是难以作到的,只有采用选择浸蚀法及薄膜浸蚀法等专门方法才行;化学浸蚀的方法虽然很简单,但是只有认真对待才能制备出高质量的试样;将抛光后的试样用水冲洗同时用脱脂棉擦净磨面,然后用滤纸吸去磨面上过多的水,吹干后用显微镜检查磨面上是否有道痕、水迹等;同时证明未经过浸蚀的试样是无法分析组织的;经检查后合格的试样可以放在浸蚀剂中,抛光面朝上,不断观察表面颜色的变化;这是浸蚀法;也可以用沾有浸蚀剂的棉花轻轻擦拭抛光面,观察表面颜色的变化;此为擦蚀法;待试样表面被浸蚀得略显灰暗时即刻取出,用流动水冲洗后在浸蚀面上滴些酒精,再用滤纸吸去过多的水和酒精,迅速用吹风机吹干,完成整个制备试样的过程;三、实验内容1观察直立式与倒立式两种金相显微镜的构造与光路；2操作显微镜,比较熟练地掌握聚焦方法,了解孔径光阑、视场光阑和滤光片的作用；3熟悉物镜、目镜上的标志并合理选配物镜和目镜；4分别在明场照明和暗场照明下观察同一试样,分析组织特征及成因；5借助物镜测微器确定目镜测微器的格值;6按粗磨→细磨→机械抛光→浸蚀的步骤制备金相试样；7对比观察浸蚀前,浸蚀后试样的金相形貌;四、材料及设备1金相显微镜构造与光路图；2作为教具的可拆显微镜1~2台；3练习操作的金相显微镜至少配备2个物镜和2个目镜10~15台；4备有暗场照明装置的金相显微镜2~3台；5配备测微目镜和物镜测微器的金相显微镜2~3台；6供观察的金相试样;7待磨试样、砂轮机、金相砂纸及玻璃板、抛光机、抛光液、吹风机、金相显微镜、浸蚀剂、酒精、夹子、脱脂棉、吸水纸;五、实验步骤1利用挂图、教具讲解金相显微镜的原理、构造、使用与维护；2在具体了解了某台显微镜构造和光路的基础上反复练习聚焦,直到熟练掌握；3反复改变孔径光阑、视场光阑的大小,加或不加滤光片,观察同一视场映象的清晰程度；4将同一试样分别放在明场照明和暗场照明显微镜上进行对比观察,并画出所观察的组织图；5借助物镜测微器确定目镜测微器的格值,并按要求对组织进行实地测量；6磨样领取待磨试梓,用砂轮机粗磨,用金相砂纸细磨,进行机械抛光；7浸蚀前观察对抛光后洗净,吹干的试样进行浸蚀前的检查；8浸蚀将抛光合格的试样置于浸蚀剂中浸蚀；9观察金相组织对浸蚀后的试样进行观察,联系化学浸蚀原理对组织形态进行分析;如浸蚀程度过浅,可重新浸蚀；若过深,待重新抛光后才能浸蚀；若变形层严重,反复抛光一浸蚀1~2次后再观察组织清晰度的变化;金相显微镜的使用及金相试样的制备实验报告班级姓名学号一实验目的二回答下列问题1.简述制备金相试样的过程;2．绘制金相组织图;。

⾦相显微镜的认识和使⽤实验⼀⾦相显微镜的使⽤⼀、实验⽬的1.了解普通⾦相显微镜的构造与使⽤⽅法。

2.学会使⽤⾦相显微镜进⾏显微组织分析。

⼆、实验概述利⽤⾁眼或放⼤镜观察分析⾦属材料的组织和缺陷的⽅法称为宏观分析。

宏观分析的优点是⽅法简单易⾏，观察区域⼤，可以纵观全貌。

它的不⾜之处是缺乏观察细微组织和细微缺陷的能⼒。

利⽤⾦相显微镜可以进⾏显微组织分析，⼀般⾦相显微镜的放⼤倍数为⼏⼗倍到2000倍。

（⼀）⾦相显微镜研究⾦属显微组织的光学显微镜称为⾦相显微镜。

它不同于⽣物显微镜，⽣物显微镜是利⽤透射光来观察透明的物体；⾦相显微镜则是利⽤反射光将不透明的物体放⼤后进⾏观察。

1.⾦相显微镜成像原理⾦相显微镜由两个凸透镜组成，对着⾦相试样的称为物镜，对着⼈眼的称为⽬镜，⾦相显微镜通过⽬镜和物镜两次放⼤⽽得到较⾼的放⼤像。

XJB-1型⾦相显微镜光学及照明系统⽰意图见下图。

2.⾦相显微镜的鉴别率显微镜的鉴别率是指在显微试场中能分辨出物体相邻两点的最⼩距离。

由于物镜使被观察物体第⼀次放⼤，故显微镜的鉴别率主要取决于物镜的鉴别率。

3.⾦相显微镜的放⼤倍数（在有效范围内）放⼤倍数=物镜×⽬镜例如，物镜为40X，⽬镜为10X，则放⼤倍数=40×10=400（倍）4.⾦相显微镜的构造⾦相显微镜由光学系统、照明系统和机械系统组成，完善的⾦相系统还有照相装置和其他附件。

XJB-1型⾦相显微镜构造如图所⽰。

它采⽤倒置式光路，⽤安装在园盘型底座内的低压灯泡作为照明光源，利⽤灯座偏⼼套圈调整光源位置。

光源聚光系统、反射镜、孔径光阑都安装在底座内。

微调焦⼿轮和粗调焦⼿轮共轴的安装在传动箱的两侧。

旋转粗调焦⼿轮能使载物台迅速上升或下降，达到粗略调焦的⽬的。

⾦相试样放在载物台上，载物台与托盘之间有四⽅导架，并⽤粘性油加在两者之间，可使载物台沿任意⽅向移动。

微调焦⼿轮通过多级齿轮传动机构，使物镜作缓慢升降运动，达到精确调焦的⽬的。