Вертикальный металлографический микроскоп МИМ-7 дает увеличение от 60 до 1440 крат.
В принципиальной схеме микроскопа можно выделить четыре основных части: источник света (лампа накаливания или электрическая дуга); осветитель, объектив и окуляр. Не следует путать осветитель с источником света. Назначение осветителя - направить поток света на образец. Обычно образец освещается через объектив. Роль осветителя в современных металломикроскопах выполняют призма полного внутреннего отражения или полупрозрачная плоско-параллельная пластинка.
На рис.4.1 представлена оптическая схема микроскопа МИМ-7.
Источником света в микроскопе служит кинопроекционная лампа К-30 17 В, 170 Вт.
Регулировка накала лампы производится через трансформатор, снабженный вольтметром. При визуальном наблюдении нет надобности включать лампу на полную мощность, поэтому напряжение, показываемое вольтметром должно быть не выше 10 В. На полную мощность лампа включается только при фотографировании.
Свет от лампы 1 (рис.4.2) подается через понижающий трансформатор, проходит через коллектор (собирающую линзу) 2 на зеркало 3 и проектируется в плоскость апертурной диафрагмы 5.
При уменьшении отверстия апертурной диафрагмы 5 увеличивается глубина освещаемости и повышается контрастность изображения.
| Рис.4.1 Оптическая схема микроскопа МИМ-7 |
Системой, состоящей из линз 6 и 10, призмы 9, пучок света направляется на плоскопараллельную отражательную пластинку 11, отражающую около 1/3 всего светового потока. Отражательная пластинка 11 направляет лучи в объектив, через который они попадают на шлиф. Отразившись от полированной поверхности образца, расположенного в фокальной плоскости объектива, лучи вновь попадают в объектив, проходят параллельно пучком через плоскопараллельную пластинку 11 и далее в ахроматическую линзу 14.
Таким образом, объектив служит не только для получения изображения, но и является частью осветительной системы. Выходящие из объектива параллельные лучи при помощи линзы 14 образуют изображение образца в фокальной плоскости окуляра. При визуальном наблюдении в ход лучей вводится зеркало 18 выдвигают с тубусом визуального наблюдения и лучи проходят через 1 из 3 фотоокуляров 15, которые находятся в одном поворачивающем диске.
Отражаясь от зеркала, лучи попадают на матовое стекло или на фотопластинку17. Для регулирования времени выдержки при фотографировании используют фотозатвор 7. С помощью диафрагмы 8 уменьшается или увеличивается величина освещенности поля, изучаемого шлифа и до некоторой степени устраняется рассеянный свет. Светофильтры применяют для повышения качества изображения, изменения контрастности. Светофильтры для микроскопов изготавливают из цветного стекла. Устанавливают светофильтры обычно в осветительной системе микроскопа вблизи апертурной диафрагмы.
Настройку микроскопа для работы в световом поле ведут следующим образом. Устанавливают выбранный объектив и окуляр. Винтами 9 перемещения предметного столика добиваются, чтобы отверстие вкладыша находилось против фронтальной линзы объектива. Образец располагают на предметном столике таким образом, чтобы он закрывал отверстие вкладыша. Затем включают освещение и, наблюдая в окуляр, опускают столик вращением рукоятки грубой наводки 14. Видимый вначале светлый круг будет увеличивать свою яркость по мере приближения плоскости образца к фокальной плоскости линзы объектива. Затем в какой-то момент мелькает изображение. Необходимо «поймать» это изображение с помощью рукоятки грубой наводки 14 и зафиксировать с помощью стопора. Вращением винта тонкой наводки 4 добиться четкости изображения. Вращать рукоятки 14 и винт 4 необходимо плавно, не торопясь.
Для рассмотрения различных участков образца предметный столик вместе с образцом перемещается специальными винтами 9 относительно неподвижного объектива в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Перемещать образец по предметному столику совершенно недопустимо, т.к. полированная поверхность образца будет испорчена.
Кроме наблюдения в световом поле, микроскоп МИМ-7 позволяет наблюдать объекты в темном поле и поляризованном свете. При темнопольном освещении в формировании изображения прямые лучи не участвуют. Для освещения объекта применяется специальная линза конденсор. В этом случае прямые лучи не проходят через объектив, изображение формируется рассеянными лучами. При этом методе освещения гладкая полированная поверхность выглядит темной, в рельефных участках - четкими светлыми и яркими (они рассеивают свет).
Метод темнопольного освещения целесообразно использовать для выявления отдельных мелких рельефных частиц на гладком поле. Они видны, как яркие точки на темном поле. Широко применим метод при исследовании неметаллических включений.
Оптическая схема микроскопа при работе в темном поле представлена на рис. 4.2. Вместо линзы 10 устанавливается линза 21 и включается откидная диафрагма 23. Пройдя линзу 21, свет идет параллельным пучком. Так как на пути лучей стоит диафрагма 23, то на зеркало 20 лучи падают в виде светлого кольца. Отразившись от зеркала 20, лучи идут на внутреннюю зеркальную поверхность параболического зеркала 22 объектива. Отраженные от параболического зеркала они концентрируются на исследуемом предмете.
В поляризованном свете отдельные структурные составляющие могут приобретать новую окраску, например, частицы закиси меди из голубых становятся рубиновыми. Микроскоп МИМ-7 снабжен вставным анализатором 21 и поляризатором 20. Вращая анализатор, можно изменять яркость изображения и окраску отдельных элементов структуры.
| Рис.4.2 Оптическая схема микроскопа при работе в темном поле |
Увеличение микроскопа МИМ-7 при визуальном наблюдении и микрофотографировании указывается в таблице увеличений, прилагаемой к прибору. Начинающие делают ошибку, стремясь рассматривать структуру сразу при большом увеличении. Следует иметь в виду, что чем больше увеличение объектива, тем меньший участок виден в поле зрения микроскопа. Поэтому рекомендуется начинать с использования слабого объектива, чтобы вначале оценить общий характер структуры на большей площади. Если же начинать микроанализ сразу с использованием сильного объектива, то многие особенности структуры металла большие по размеру могут быть не замечены.