徠卡 DM 750M 倒置金相顯微鏡在晶粒度觀察中的應(yīng)用

一、徠卡 DM 750M 倒置金相顯微鏡的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

采用無限遠(yuǎn)校正光學(xué)系統(tǒng)（Infinity Corrected Optics），搭配平場(chǎng)消色差物鏡（如 5×、10×、20×、50×、100×），成像清晰度高，色彩還原真實(shí)，可確保晶界細(xì)節(jié)的精確呈現(xiàn)。

內(nèi)置 LED 透射光源，亮度穩(wěn)定且色溫可調(diào)（3000K-6500K），避免傳統(tǒng)光源的發(fā)熱問題，適合長(zhǎng)時(shí)間觀察和拍照。

倒置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

樣品臺(tái)位于物鏡上方，適合觀察尺寸較大或厚度較高的試樣（如塊狀金屬、板材），無需切割薄片，減少制樣損耗。

載物臺(tái)承重能力強(qiáng)（可達(dá) 5kg），且配備機(jī)械移動(dòng)平臺(tái)（行程范圍約 76mm×52mm），便于快速定位試樣區(qū)域。

數(shù)字化成像功能

可搭載徠卡專用 CCD/CMOS 相機(jī)（如 DFC7000T），支持 2000 萬像素以上高清成像，分辨率達(dá) 5472×3648，滿足晶粒度評(píng)級(jí)的高精度圖像需求。

配套 LAS X 軟件，具備實(shí)時(shí)圖像采集、拼接、測(cè)量及自動(dòng)晶粒度分析功能，提升分析效率。

二、金相試樣晶粒度觀察的關(guān)鍵步驟

試樣制備

切割與鑲嵌：使用金相切割機(jī)將試樣切成 10mm×10mm 左右的小塊，若試樣尺寸過小或形狀不規(guī)則，需用樹脂（如酚醛樹脂）鑲嵌。

研磨與拋光：

粗磨：用 180#-600# 砂紙依次打磨，去除切割痕跡；

細(xì)磨：換用 1000#-2000# 砂紙進(jìn)一步細(xì)化表面；

拋光：使用金剛石拋光膏（粒度 1μm 以下）在拋光布上拋光，直至表面無劃痕，呈鏡面效果。

腐蝕處理：根據(jù)材料類型選擇腐蝕劑（如鋼鐵材料常用 4% 硝酸酒精溶液，鋁合金常用 0.5% 氫氟酸溶液），腐蝕時(shí)間控制在 10-30 秒，使晶界清晰顯現(xiàn)。

顯微鏡觀察操作

低倍定位：先用 5× 或 10× 物鏡觀察，找到試樣表面均勻、無缺陷的區(qū)域，確定晶粒度分析的代表性視場(chǎng)。

高倍細(xì)化觀察：切換至 20× 或 50× 物鏡，調(diào)節(jié)光源亮度和對(duì)比度，使晶界明暗分明（晶界因腐蝕呈黑色或深灰色，晶粒內(nèi)部為亮色）。

圖像采集：通過 LAS X 軟件拍攝多組視場(chǎng)圖像（建議每個(gè)試樣拍攝 5-10 個(gè)不同區(qū)域），確保統(tǒng)計(jì)結(jié)果的代表性。

晶粒度評(píng)級(jí)方法

比較法（GB/T 6394-2017）：

在 100× 放大倍數(shù)下，將拍攝的圖像與標(biāo)準(zhǔn)晶粒度評(píng)級(jí)圖（如 ASTM E112 或 GB/T 6394 中的評(píng)級(jí)圖）對(duì)比，直接判定晶粒度級(jí)別（如 5 級(jí)、7 級(jí)等）。

若放大倍數(shù)非 100×，需按公式校正：實(shí)際晶粒度級(jí)別 = 標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別 + 6.644×lg (實(shí)際放大倍數(shù) / 100)。

截點(diǎn)法（自動(dòng)分析）：

使用 LAS X 軟件的 “晶粒度分析” 模塊，自動(dòng)識(shí)別晶界并計(jì)算截點(diǎn)密度（單位長(zhǎng)度內(nèi)的晶界截點(diǎn)數(shù)），根據(jù)公式換算為晶粒度級(jí)別：

n=2 

(G?1)

其中 

n

 為每平方英寸內(nèi)的平均晶粒數(shù)，

G

 為晶粒度級(jí)別。

三、徠卡 DM 750M 的特色功能助力晶粒度分析

智能圖像拼接

對(duì)于大尺寸試樣或需要統(tǒng)計(jì)大量晶粒的場(chǎng)景，可通過軟件控制顯微鏡自動(dòng)拍攝多幅圖像并拼接成全景圖，避免手動(dòng)選點(diǎn)的隨機(jī)性，提高評(píng)級(jí)準(zhǔn)確性。

定量分析工具

軟件支持測(cè)量晶粒平均面積、周長(zhǎng)、圓度等參數(shù)，生成直方圖和統(tǒng)計(jì)報(bào)表，適用于科研論文或質(zhì)量控制報(bào)告。

熒光輔助觀察（可選）

若配備熒光模塊（如 UV、V、B、G 激發(fā)通道），可對(duì)特殊標(biāo)記的晶粒（如通過熒光染色區(qū)分不同取向的晶粒）進(jìn)行觀察，拓展分析維度。

四、注意事項(xiàng)與常見問題解決

試樣制備要點(diǎn)

腐蝕不足會(huì)導(dǎo)致晶界模糊，腐蝕過度則會(huì)使晶界變寬、產(chǎn)生二次腐蝕坑，需通過預(yù)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化腐蝕時(shí)間。

拋光時(shí)避免樣品過熱，以防晶粒畸變（尤其是鋁合金、鈦合金等軟金屬）。

觀察條件優(yōu)化

調(diào)節(jié)孔徑光闌至物鏡直徑的 2/3，提高圖像對(duì)比度；調(diào)節(jié)視場(chǎng)光闌至略大于視場(chǎng)，減少雜散光干擾。

對(duì)反光較強(qiáng)的試樣（如不銹鋼），可在光源前加裝偏光片，降低表面反光。

評(píng)級(jí)誤差控制

比較法評(píng)級(jí)時(shí)，需確保圖像清晰度與標(biāo)準(zhǔn)圖一致，避免因放大倍數(shù)或亮度差異導(dǎo)致誤判；自動(dòng)截點(diǎn)法需手動(dòng)修正軟件誤識(shí)別的晶界（如雜質(zhì)或裂紋）。

五、應(yīng)用場(chǎng)景舉例

鋼鐵材料：用于分析退火、正火或淬火后的晶粒尺寸，評(píng)估熱處理工藝對(duì)性能的影響（如晶粒細(xì)化可提高強(qiáng)度和韌性）。

鋁合金：觀察鑄造或鍛造后的晶粒度，判斷加工工藝是否達(dá)標(biāo)（如航空鋁合金要求晶粒度不粗于 5 級(jí)）。

金屬鍍層：分析鍍層晶粒尺寸，評(píng)估鍍層均勻性和結(jié)合力。

通過徠卡 DM 750M 倒置金相顯微鏡與專業(yè)軟件的結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)晶粒度分析的自動(dòng)化、高精度化，為材料研發(fā)和質(zhì)量控制提供可靠的數(shù)據(jù)支持。