Оптического микроскопа

Изображения штрихов диаметрально противоположных частей лимба (одно прямое, другое обратное) через иризму 15, линзы объектива 14 и 13 и пентапризму 8 передаются в оптический микрометр 9. После прохождения оптического микрометра оба изображения штрихов лимба передаются через призмы 10 и // на линзы 12 и рассматриваются в такую же зрительную трубку, как и в

Оптический микрометр, входящий в систему отсчета гониометра, предназначен для сведения изображения двух диаметрально противоположных штрихов в одну линию (как это показано на рисунке со штрихами 20 и 200°) и точного измерения угла, который при этом пройдут изображения штрихов навстречу друг другу. Принцип действия клинового оптического микрометра дан на рис. 108.

а0б—3,1х; увеличение окуляра VOK= 16,9х; размер линейной шкалы оптического микрометра / = 35 мм; величина наименьшего отсчета по шкале оптического микрометра е=1"; показатель преломления клиньев п = 1,5163.

Конструкция оптического микрометра, которым оснащен гониометр ГС-10, приведена на рис. 110.

штрихов лимба, через малое — штрихов линейной шкалы. Далее совмещенное изображение штрихов лимба и изображение штрихов шкалы оптического микрометра нроходят через ряд призм и линз к окуляру.

Штрихи линейней шкалы оптического микрометра, разделенной на 600 делений, имеют цифры справа и слева, из которых один ряд, левый, показывает число единиц минут, а другой — число десятков секунд. Число единиц секунд равно числу делений между горизонтальным индексом и штрихом, соответствующим отсчету десяткой секунд.

Основной отличительной особенностью описываемого прибора является применение оптического микрометра нового типа.

В качестве оптического микрометра взят линзовый компенса* тор, состоящий из неподвижной линзы Та, подвижной линзы 76, перемещающейся перпендикулярно оси системы, оптической шкалы 8, лежащей в фокальной плоскости окуляра, и неподвижного индекса 9. Шкала 8 жестко связана с подвижной линзой компенсатора 76.

Например, при фокусном расстоянии подвижной линзы компенсатора, равном 350 мм, при расстоянии от этой линзы до фокальной плоскости окуляра 14 мм, фокусном расстоянии объектива автоколлима тора 400 мм смещению подвижной линзы компенсатора на 0,1 мм будет соответствовать угол поворота отражающей плоскости перед автокод лщматором, равный 1", т. е. линейная шкала с интервалом 0,1 мм оптического микрометра имеет угловую цену деления 1".

На рис. 125 изображено поле зрения двухкоординатного оптического микрометра (цена деления 1" нанесена на подвижную

Для возможности устранения во время сборки параллакса между сеткой и шкалой последняя нанесена на цилиндрическом стекле с радиусом цилиндра R, равным расстоянию от оси вращения пластинки до сетки 3. При нулевом отсчете по шкале оптического микрометра плоскопараллельная пластинка установлена по шкале в нулевом положении, а изображение нулевого штриха градусной шкалы совмещено с осью нулевого биссектора.

т. е. разрешающая способность оптического микроскопа равняется длине вол-

Разрешающая способность оптического микроскопа, т. е. минимальная величина объекта (детали структуры), которая различима с его помощью, не превышает 0,2 мкм (200 им). Полезное увеличение в оптическом микроскопе достигает примерно 2000 раз. Применение больших увеличений бесполезно, так как новые, более мелкие детали структуры не становятся видимыми, меняется только масштаб изображения, поскольку разрешающая способность, определяемая волновой природой спета, не меняется.

К дефектам более грубого порядка относят субмикроскопические трещины, по размерам не превьппающие предела разрешения оптического микроскопа (0,2 мкм). Такие трещины, согласно гипотезе Гриффитса, могут образовываться по границам блоков кристалла в процессе его роста, а также могут появляться в результате приложения напряжений [25]. В реальном металле — поликристаллическом теле — встречаются еще более грубые дефекты, например микроскопические трещины размерами больше 0,2 мкм. Такие трещины образуются на поверхности стальных деталей в процессе их механической обработки или эксплуатации. Несмотря на незначительную (порядка нескольких микрон) глубину, эти трещины резко снижают прочность детали (особенно при работе в условиях сложного напряженного состояния или воздействия поверхностно-активных сред), ускоряя ее разрушение. Удаление поврежденного поверхностного слоя механически (зачисткой тонкой шкуркой, пескоструйной обработкой) или электролитическим растворением существенно повышает прочность детали.

Оптический метод основан на измерении уступа, образованного краем покрытия с основным металлом, способом светового сечения или растровым способом с помощью оптического микроскопа. Метод применим для измерения толщины покрытия от 1 до 40 мкм с коэффициентом отражения не менее 0,3. Уступ получают растворением небольшого участка покрытия с предварительной изоляцией остальной части поверхности.

Глубину точечного поражения определяют при помощи оптического микроскопа наведением его на резкость сначала по неповрежденной поверхности, а затем по дну питтинга.

К дефектам более грубого порядка относят субмикроскопические трещины, по размерам не превышающие предела разрешения оптического микроскопа (0,2 мкм). Такие трещины, согласно гипотезе Гриффитса, могут образовываться по границам блоков кристалла в процессе его роста, а также могут появляться в результате приложения напряжений [25]. В реальном металле — поликристаллическом теле — встречаются еще более грубые дефекты, например микроскопические трещины размерами больше 0,2 мкм. Такие трещины образуются на поверхности стальных деталей в процессе их механической обработки или эксплуатации. Несмотря на незначительную (порядка нескольких микрон) глубину, эти трещины резко снижают прочность детали (особенно при работе в условиях сложного напряженного состояния или воздействия поверхностно-активных сред), ускоряя ее разрушение. Удаление поврежденного поверхностного слоя механически (зачисткой тонкой шкуркой, пескоструйной обработкой) или электролитическим растворением существенно повышает прочность детали.

Фото 2. Установка для исследования скорости распространения усталостной трещины с применением оптического микроскопа.

Во многих случаях шлифованные вставки заменяются участками труб с проточенной поверхностью. Состояние внутренней поверхности этих вставок изучается визуально либо с помощью оптического микроскопа, как до, так и после снятия продуктов коррозии одним из описанных выше способов.

Предлагаемая книга написана известными металловедами"и посвящена металлографическим методам исследования с использованием оптического микроскопа. В книге обобщены богатый экспериментальный материал собственных исследований авторов и большое количество литературных данных. В вводных главах (I—IV) приведены общие сведения о методах полирования и травления, способах нанесения реактива и видах травления. Даны теоретические основы выявления структуры. При описании определенного метода травления указаны его достоинства, недостатки и области применения.

Пожелания, высказанные в разное время о дополнении способов выявления структуры для оптического микроскопа методами исследования структуры с помощью электронной микроскопии, не могли быть удовлетворены, так как специальная литература, имеющаяся в этой области, так обширна, что даже только описание важнейших методов не уместилось бы в рамках данного^издания.

С помощью оптического микроскопа изучался характер изломов на единичных волокнах, заключенных в прозрачные отливки из эпоксидных смол [31]. Наиболее распространенной формой излома оказались двухконусные трещины или отдельные нормальные плоскости излома в смоле, исходящие из точки повреждения волокна. Было показано, что если матрица достаточно пластична и способна на начальной стадии сопротивляться растрескиванию, то разрыв адгезионной связи происходит по поверхности раздела. Зная предел прочности матрицы при растяжении, можно сравнить его с адгезионной прочностью, и, таким образом, установить, какой механизм преобладает в нагруженном образце.