金相显微镜的使用与金相样品的制备实验报告

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。

金相显微镜的使用与金相样品的制备实验报告金相显微摄像一、实验目的：（一）了解普通金相显微镜的构造与使用方法。

（二）了解金相试样的制备方法。

（三）学习使用金相显微镜观察金相组织。

二、实验设备及材料：实验设备：金相显微镜、砂轮机、抛光机、吹风机、玻璃板、培养皿、镊子。

材料：金相试样、砂纸一套（800,1000,1200 ）、抛光液（Al2O3）、腐蚀剂（4% 硝酸酒精溶液）、药棉、酒精三、实验内容及步骤：实验内容：（1）用机械抛光和化学侵蚀的方法制备金相样品（2）观察试样的显微组织，并绘制组织图。

试验步骤：（1）金相样品的截取及镶嵌（2）金相样品磨光（3）金相样品的抛光（4）金相样品的化学侵蚀（5）显微组织的观察与记录四、简述金相显微镜的放大原理：显微镜的成象放大部分主要由两组透镜组成。

靠近观察物体的透镜叫物镜，而靠近眼睛的透镜叫目镜。

通过物镜和目镜的两次放大，就能将物体放大到较高的倍数五、简述金相显微镜的基本构造金相显微镜通常由光学系统,照明系统和机械系统三大部分组成,有的显微镜还附有摄影装置(一)金相显微镜机械装置显微镜的机械装置要由镜座、镜臂、载物台、镜简、物镜转换器及调焦装置等。

它是支持放大、照明部分的支架、具固定与调解光学镜头，固定和移动标本作用。

二)金相显微镜放大部分放大部分包括接物镜和接目镜。

(三)金相显微镜照明部分照明部分包括反光镜、滤光镜、虹彩光圈和聚光镜等六、金相制样的基本过程包括几个方面？这几个方面各是哪些？制备显微试样包括取样、磨光、抛光及浸蚀四个步骤1、取样取样时应根据被分析材料或零件的特点。

选择有代表性的部分。

试样最适合的尺寸是直径为12mm，高为10mm的圆柱体或面积为12*12㎜2，高10mm的长方体。

根据材料性质不同，可用手锯、用车床切削、用锤子击碎以及用砂轮切割等方法截取试样。

在取样过程中应注意防止试样受热组织发生变化。

取得试样后，应将试样表面制成平面，同时边缘要倒成圆角（如分析化学热处理表面组织时则不能倒角）。

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。

实验金相试样制备与金相显微镜的结构和使用实验目的金相显微镜的原理金相试样的制备实验设备及材料实验内容及步骤实验报告要求思考题一：实验目的(1)了解金相显微镜的结构及原理(2)熟悉金相显微镜的使用与维护方法(3)了解浸蚀的基本原理，并熟悉其基本操作(4)掌握金相试样制备的基本操作方法二：金相显微镜的原理、构造及使用(1)金相显微镜的基本原理显微镜的放大倍数。

显微镜的放大倍数等于物镜和目镜单独放大倍数的乘积，即物镜放大倍数为M物，目镜放大倍数为M目，显微镜放大倍数为M=M物*M目。

物镜和目镜的放大倍数刻在嵌套圈上，例如10X、20X、45X分别表示放大10倍、20倍、45倍。

显微镜的鉴别率。

显微镜的鉴别率是指它能清晰地分辨试样上两点间最小距离d的能力，d值越小，鉴别率越高。

鉴别率是显微镜的一个重要的性能，它决定于物镜数值孔径A和所用的光线波长λ，可用下式表示：d=λ/(2A) 式中：λ表示入射光线的波长；A表示物镜的数值孔径。

λ越小，A越大，则d越小。

物镜数值孔径。

物镜数值孔径表示物镜的聚光能力，其大小为A=n*sinα 式中：n表示物镜与试样之间介质的折射率；α表示物镜孔径角的一半。

N越大或α角越大，A越大。

(2)显微镜的构造照明系统：在底座内有一个低压（6～8V，15V）的灯泡作为光源，由变压器降压供电，靠调节次级电压（6～8V）来改变灯光的亮度。

聚光灯、孔径光栏以及反光镜等装置均安装在圆形底座上，视场光栏以及另一个聚光镜则安装在支架上，它们构成了显微镜的照明系统，使试样表面获得充分、均匀的照明。

显微镜调焦装置：在显微镜的两侧有粗动和微动调焦手轮，两者在同一部位。

随粗调手轮6的转动，支撑载物台的弯臂作上下运动。

在粗调手轮的一侧有制动装置，用以固定调焦正确后载物台的位置。

微调手轮5使显微镜本题沿着划轨缓慢移动。

在右侧手轮上刻有分度格，每一格表示物镜座上下微动0.002毫米。

与刻度盘同侧的齿轮箱上刻有两条白线，用以指示微动升降范围，当旋到极限位置时，微动手轮就会自动被限制，此时，不能再继续旋转而应该倒转来使用。

【金相实验报告-实验报告范本】金相试样制备实验报告一、实验目的：了解金相显微镜的构造、原理及使用规则；掌握金相显微试样制备的基本操作方法。

通过观察，熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织；了解并掌握铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布特征；分析并掌握平衡状态下铁碳合金的组织和性能之间的关系。

二、实验概述：金相分析是研究工程材料内部组织结构的主要方法金相显微分析法：利用金相显微镜在专门制备的试样上观察材料的组织和缺陷的方法。

1.金相显微镜的构造、原理及使用；2.金相显微试样的制备方法。

为了能够在金相显微镜下真实地、清楚地观察到金属内部的显微组织，需要精心地制备金相显微试样。

金相试样的制备过程主要步骤有：磨制磨制抛光浸蚀镶嵌取样本实验金相试样制备过程的步骤如下: 磨制磨制抛光浸蚀观察砂纸磨抛光剂抛光机浸蚀剂吹吹风显微观察风机酒精清洗水清洗水清洗吹干显微镜3.观察碳钢和白口铸铁的平衡组织分析各种相组分和组织组成物的特征碳钢：亚共析钢、共析钢、过共析钢白口铸铁：亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁相或组织：铁素体、渗碳体、珠光体、莱氏体区分：铁素体与渗碳体、各种渗碳体实验概述：实验设备及材料金相分析实验使用的主要仪器设备有：光学金相显微镜、抛光机、电吹风机等。

实验材料有：低碳钢试样，工业纯铁、20钢、T8钢、亚共晶白口铸铁等显微组织样品，金相砂纸，抛光粉，硝酸酒精溶液（含4%HNO3），酒精，脱脂棉等。

实验一金属的显微分析法实验内容及步骤实验前必须仔细阅读实验讲义的有关内容；听取实验指导教师讲解金相显微镜的构造、使用方法等内容，熟悉金相显微镜的构造及其操作规程；由实验指导教师讲解金相试样制备的基本操作过程，学生每人一块试样，进行试样制备全过程的操作，直至制成合格的金相试样；在金相显微镜下观察所制备试样的显微组织特征，并用摄像机拍照存盘。

铁素体铁素体铁素体铁素体1# 工业纯铁工业纯铁珠光体珠光体渗碳体渗碳体45钢的显微组织变态莱氏体珠光体变态莱氏体珠光体亚共晶白口铸铁的显微组织莱氏体珠光体白色基体是共晶渗碳体莱氏体珠光体白色基体是共晶渗碳体共晶白口铸铁的显微组织9# 共晶白口铸铁的显微组织变态莱氏体一次渗碳体变态莱氏体一次渗碳体变态莱氏体一次渗碳体变态莱氏体一次渗碳体过共晶白口铸铁的显微组织6# 过共晶白口铸铁的显微组织铁素体铁素体渗碳体渗碳体渗碳体渗碳体珠光体莱氏体珠光体莱氏体2# 3#莱氏体二次渗碳体莱氏体二次渗碳体珠光体珠光体珠光体珠光体二次渗碳体二次渗碳体4# 5#珠光体珠光体莱氏体莱氏体二次渗碳体渗碳体二次渗碳体渗碳体铁素体铁素体7# 8#渗碳体渗碳体铁素体铁素体珠光体珠光体莱氏体莱氏体处理前冷塑变形后烛光体烛光体渗碳体热处理并腐蚀后四、总结铁碳合金的平衡组织是指铁碳合金在极为缓慢的冷却条件下所得到的组织。

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。

一、实验名称金相试样的制备与观察二、实验目的1. 掌握金相试样制备的基本操作方法。

2. 熟悉金相显微镜的使用方法。

3. 认识金属材料的金相组织，并分析其与材料性能之间的关系。

4. 培养实验操作能力和科学分析能力。

三、实验原理金相实验是研究金属材料微观组织结构的重要手段。

通过制备金相试样，利用金相显微镜观察其微观组织，可以了解金属材料的成分、组织结构和性能之间的关系。

四、实验仪器与材料1. 仪器：金相显微镜、抛光机、砂轮机、切割机、腐蚀剂、显微镜载物台等。

2. 材料：金属试样（如钢、铝、铜等）、砂纸、抛光布、脱脂棉、3~5硝酸酒精溶液等。

五、实验步骤1. 试样切割：将金属试样切割成所需尺寸的薄片。

2. 试样磨光：将切割好的试样在砂轮机上磨光，直至表面平整光滑。

3. 试样腐蚀：将磨光后的试样浸入腐蚀液中，观察试样表面颜色变化，直至达到所需腐蚀程度。

4. 试样抛光：将腐蚀后的试样在抛光机上抛光，直至表面光亮。

5. 试样观察：将抛光后的试样放置在显微镜载物台上，调整显微镜，观察其微观组织。

六、实验结果与分析1. 观察到的金属试样微观组织：- 钢试样：观察到了珠光体、渗碳体和铁素体等组织。

- 铝试样：观察到了α相和β相等组织。

- 铜试样：观察到了单相固溶体和析出相等组织。

2. 分析：- 钢试样：珠光体是钢中的主要强化相，渗碳体和铁素体对其性能也有一定影响。

- 铝试样：α相是铝的主要固溶强化相，β相对其性能也有影响。

- 铜试样：单相固溶体是铜的主要固溶强化相，析出相对其性能也有影响。

七、实验结论1. 通过金相实验，掌握了金相试样制备的基本操作方法。

2. 熟悉了金相显微镜的使用方法，能够观察金属材料的微观组织。

3. 认识了金属材料的金相组织，并分析了其与材料性能之间的关系。

八、实验体会1. 金相实验是研究金属材料微观组织结构的重要手段，对于了解材料性能具有重要意义。

2. 在实验过程中，要注意操作规范，确保实验结果的准确性。

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。

金相显微镜的使用及金相试样的制备实验报告建议与感想一、引言1.1 任务背景金相显微镜是金相学中一种重要的实验工具，用于观察材料的金相结构。

金相结构的观察可以揭示材料的组织结构、晶体结构、晶界和缺陷等信息，对材料的性能和应用具有重要意义。

本实验旨在探索金相显微镜的使用方法，并通过制备金相试样，深入了解金相显微镜的原理和应用。

1.2 实验目的•了解金相显微镜的基本原理和操作方法；•掌握金相试样的制备流程和要求；•学会使用金相显微镜观察和分析材料的金相结构。

二、金相显微镜的使用2.1 金相显微镜的原理金相显微镜是利用光学原理，通过聚焦光学系统从样品表面反射的光线来观察材料的金相结构。

它主要由显微镜本体、光源系统、光学补偿装置和图像记录系统等部分组成。

金相显微镜通常有亮场和暗场两种观察模式，其中亮场模式是最常用的观察方法。

2.2 金相显微镜的操作方法•准备样品：将待观察的材料切割成一定尺寸的样品，并进行打磨、抛光等处理，使其表面平整；•调节显微镜：打开光源，调节显微镜的亮度和对比度，确保获得清晰的观察图像；•放置样品：将制备好的金相试样放置在显微镜上，并通过试样夹具固定；•对焦观察：使用显微镜的目镜和物镜对试样进行对焦，并调节焦平面，以获得最清晰的图像；•观察和记录：使用目镜和物镜进行观察，并记录观察到的金相结构信息。

三、金相试样的制备3.1 金相试样制备的基本流程1.样品切割：根据实验需求，将待观察的材料切割成适当大小的样品；2.研磨打磨：使用研磨机或打磨机对样品表面进行粗磨和细磨，使其表面平坦光滑；3.抛光处理：利用抛光机对样品进行抛光，去除研磨过程中产生的伤痕和凸起物；4.清洗处理：将抛光后的样品进行清洗，去除抛光剂和其他污物；5.腐蚀处理：根据需要，对样品进行腐蚀处理，以显现金相结构；6.清洗处理：再次对样品进行清洗，去除腐蚀剂和其他污物；7.酸洗处理：用酸洗液对样品进行处理，去除氧化物和其他表面污染物；8.最终清洗：用去离子水对样品进行最终清洗，以确保样品表面干净。

金相显微样品的制备及金相显微镜的使用实验一、实验目的1. 掌握金相样品的制备过程和基本方法；2. 了解金相显微镜的基本原理、构造，掌握显微镜的正确使用。

二、实验原理利用金相显微镜观察金相试样的组织或缺陷的方法称为金相显微分析。

它是研究金属材料微观结构最基本的一种实验技术，在金属材料研究领域中占有很重要的地位。

在现代金相显微分析中，使用的主要仪器有光学显微镜和电子显微镜。

这里仅对常用的光学金相显微镜作一般介绍。

（一）显微镜的基本原理、构造及使用1. 显微镜的基本原理最简单的显微镜可以仅由两个透镜组成。

图1-1为相显微镜成像的光学原理示意图。

图中AB 为被观察的物体，对着被观察物体的透镜O1叫物镜；对着人眼的透镜O2叫目镜。

物镜使物体AB 形成放大的倒立实像A'B'，目镜再将A'B'放大成仍然倒立的虚像A"B"。

其位置正好在人眼的明视距离（约250mm ）处。

在显微镜中所观察的就是这个虚像A"B"。

(1) 显微镜的放大倍数放大倍数由下式确定：目物目物f D f L M M M ⋅=⨯= 式中：M —显微镜总放大倍数；图1.1 成像光学原理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 ）。

由上式可知：f 物 、f 目越短或L 越长，则显微镜的放大倍数越大。

(2) 物镜的鉴别率物镜的鉴别率是指物镜能清晰分辨试样两点间最小距离的能力。

物镜鉴别率的数学公式为：A d 2λ=式中：d —物镜的鉴别率；λ—入射光源的波长；A —物镜的数值孔径，它表示物镜的聚光能力。

由公式可知，波长λ越短，数值孔径A 越大，则鉴别能力就越高（d 越小），在显微镜中就能看到更细微的部分。

数值孔径A 可由下列公式求出：φηsin =A式中：η—物镜与物体之间介质的折射率；φ—物镜孔径角的一半，即通过物镜边缘的光线与物镜轴线所成的角度。

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。

金相显微摄‎像一、实验目的：（一）了解普通金‎相显微镜的‎构造与使用‎方法。

（二）了解金相试‎样的制备方‎法。

（三）学习使用金‎相显微镜观‎察金相组织‎。

二、实验设备及‎材料：实验设备：金相显微镜‎、砂轮机、抛光机、吹风机、玻璃板、培养皿、镊子。

材料：金相试样、砂纸一套（800,1000,1200 ）、抛光液（Al2O3‎）、腐蚀剂（4% 硝酸酒精溶‎液）、药棉、酒精三、实验内容及‎步骤：实验内容：（1）用机械抛光‎和化学侵蚀‎的方法制备‎金相样品（2）观察试样的‎显微组织，并绘制组织‎图。

试验步骤：（1）金相样品的‎截取及镶嵌‎（2）金相样品磨‎光（3）金相样品的‎抛光（4）金相样品的‎化学侵蚀（5）显微组织的‎观察与记录‎四、简述金相显‎微镜的放大‎原理：显微镜的成‎象放大部分‎主要由两组‎透镜组成。

靠近观察物‎体的透镜叫‎物镜，而靠近眼睛‎的透镜叫目‎镜。

通过物镜和‎目镜的两次‎放大，就能将物体‎放大到较高‎的倍数五、简述金相显‎微镜的基本‎构造金相显微镜‎通常由光学‎系统,照明系统和‎机械系统三‎大部分组成‎,有的显微镜‎还附有摄影‎装置(一)金相显微镜‎机械装置显微镜的机‎械装置要由‎镜座、镜臂、载物台、镜简、物镜转换器‎及调焦装置‎等。

它是支持放‎大、照明部分的‎支架、具固定与调‎解光学镜头‎，固定和移动‎标本作用。

二)金相显微镜‎放大部分放大部分包‎括接物镜和‎接目镜。

(三)金相显微镜‎照明部分照明部分包‎括反光镜、滤光镜、虹彩光圈和‎聚光镜等六、金相制样的‎基本过程包‎括几个方面‎？这几个方面‎各是哪些？制备显微试‎样包括取样‎、磨光、抛光及浸蚀‎四个步骤1、取样取样时应根‎据被分析材‎料或零件的‎特点。

选择有代表‎性的部分。

试样最适合‎的尺寸是直‎径为12m‎m，高为10m‎m的圆柱体‎或面积为1‎2*12㎜²，高10mm‎的长方体。

根据材料性‎质不同，可用手锯、用车床切削‎、用锤子击碎‎以及用砂轮‎切割等方法‎截取试样。

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;。