铜陵学院金属材料专业金相显微镜构造及使用实验报告
金相显微镜的构造及使用
金相显微镜的构造及使用一、实验目的1．了解普通金相显微镜的构造与使用方法。
2．学习利用金相显微镜进行显微组织分析。
二、金相显微镜的放大原理众所周知，放大镜是最简单的一种光学仪器，它实际上是一块会聚透镜（凸透镜），利用它就可以将物体放大。
但金相显微镜不象放大镜那样由单个透镜组成，而是由两组透镜组成.靠近所观察试样的透镜叫做物镜，而靠近眼睛的透镜叫做目镜.借助物镜与目镜的两次放大，就能将物体放大到很高倍数（～1000倍）.图1所示为在显微镜中得到放大物象的光学原理图。
图1 金相显微镜光学原理图金相显微镜总的放大倍数应为物镜与目镜放大倍数的乘积,即:M总=M物ХM目放大倍数用符号“Х"表示，例如物镜放大倍数为25Х，目镜放大倍数为10Х,则显微镜的放大倍数为25Х10=250Х。
显微镜的主要放大倍数通过物镜来保证，物镜的最高放大倍数可达100Х，目镜的放大倍数可达25Х。
放大倍数均分别标注在物镜与目镜上。
在使用显微镜观察试样时，应根据其组织的粗细情况，选择适当的放大倍数。
以细节部分观察得清晰为准。
显微镜的鉴别能力（鉴别率）:显微镜的鉴别能力是显微镜也是物镜最重要的特性,它事指显微镜对于试样上最细微部分所能获得清晰映象的能力.物镜的数值孔径,表示物镜的聚光能力，物镜的数值孔径越大,表明物镜的鉴别能力也就是显微镜的鉴别能力越高。
物镜的数值孔径与放大倍数一起刻在镜头外壳上，例如镜头上刻有25/0。
50，这个050即表示物镜的数值孔径.显微镜质量的好坏，主要取决于：⑴放大倍数；⑵透镜的质量；⑶显微镜的鉴别能力.三、金相显微镜的构造及使用（一）金相显微镜的构造金相显微镜最常见的有台式、立式和卧式三大类.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。
现以4XI型台式金相显微镜为例加以说明。
光学系统:由光源、反光镜、物镜组、目镜及多组聚光镜组组成。
图2 金相显微镜光路图照明系统:由安装在底座上的低压灯泡、聚光镜、反光镜、孔径光栏和安装在支架上的视场光栏和另一聚光镜组成。
(完整版)金相显微镜的基本原理、构造及使用
5.2 金相显微镜的基本原理、构造及使用金相显微镜可用来鉴别和分析各种金属和合金的组织结构，广泛应用在工厂或实验室进行铸件质量的鉴定、原材料的检验或对材料处理后金相组织的研究分析等工作。
还可用于半导体检测、电路封装、精密模具、生物材料等检验与测量。
【实验目的】1.了解金相显微镜的基本原理、基本结构和使用方法。
2.掌握仔细阅读显微镜使用说明书并进行正确操作的方法。
【实验原理】显微镜的基本放大作用由焦距很短的物镜和焦距较大的目镜来完成的，物体位于物镜的前焦点外但很靠近焦点位置，物体经过物镜形成倒立的放大实像，这个像位于目镜的物方焦距内但很靠近焦点位置，作为目镜的物体，目镜将物镜放大的实像再放大成虚像，位于观察者的明视距离（距人眼250mm）处，供眼睛观察。
光路图见“2.4光学基本仪器”中的图2-？为了减少球面像差、色像差和像域弯曲等像差，金相显微镜的物镜和目镜都是由透镜组构成的复杂光学系统。
显微镜的成像质量在很大程度上取决于物镜的质量，因此物镜的构造尤为复杂，根据对各种像差的校正程度不同，物镜可分为消色差物镜、复消色差物镜和平视场物镜等三大类。
近年来，由于采用计算机技术，物镜的设计和制造都有了很大改进。
实际上，一方面，金相显微镜所观察的显微组织，往往几何尺寸很小，小至可与光波波长相比较，此时不能再近似地把光线看成直线传播，而要考虑衍射的影响。
另一方面，显微镜中的光线总是部分相干的，因此显微镜的成像过程是个比较复杂的衍射相干过程。
此外，由于衍射等因素的影响，显微镜的分辨能力和放大能力都受到一定限制，目前金相显微镜可观察的最小尺寸一般是0.2μm左右，有效放大倍数最大为1500~1600倍。
金相显微镜总的放大倍数为物镜与目镜放大倍数的乘积。
放大倍数用符号“Х”表示，例如物镜放大倍数为20Х，目镜放大倍数为10Х，则显微镜的放大倍数为200Х。
通常物镜、目镜的放大倍数都刻在镜体上，在使用显微镜观察试样时，应根据其组织的粗细情况，选择适当的放大倍数，以细节部分能观察得清晰为准。
金相实验实习报告
金相实验实习报告一、前言金相实验是材料科学与工程专业的一门重要实验课程，通过金相实验，我们可以了解和掌握金属材料的微观结构，从而更好地理解材料的性能和应用。
本次实习报告将对我在金相实验实习过程中的学习内容和收获进行总结和阐述。
二、实验内容1. 金相样品制备：首先，我们需要从金属样品上切取一小块试样，然后用不同的砂纸对试样进行磨光，依次使用粗砂纸、中砂纸和细砂纸进行磨光，直到试样表面光滑。
接着，将试样放入腐蚀剂中进行腐蚀，使金相组织显现出来。
最后，将腐蚀后的试样用清水冲洗干净，并晾干。
2. 金相显微镜观察：将制备好的金相样品放在金相显微镜下进行观察，观察金相组织的形态、分布和大小等特征。
通过调整显微镜的放大倍数和焦距，找到清晰的金相组织图像。
3. 金相组织分析：根据观察到的金相组织图像，分析金属材料的晶粒度、相变组织、析出相等组织特征，并结合实验所用材料和热处理工艺，探讨组织特征与材料性能之间的关系。
三、实验结果与分析1. 金相样品制备：通过磨光和腐蚀处理，我们成功地在金属样品上制备出了金相组织。
从制备过程中的观察来看，随着砂纸粒度的减小，试样表面的磨光效果越来越好，腐蚀后金相组织的显现也越来越明显。
2. 金相显微镜观察：在金相显微镜下，我们观察到了金属材料的金相组织。
通过调整放大倍数和焦距，我们找到了清晰的晶界和晶粒。
从观察结果来看，金属材料的晶粒度较为均匀，晶界清晰可见。
此外，我们还观察到了一些析出相，这些析出相可能是由于热处理工艺引起的。
3. 金相组织分析：根据观察到的金相组织特征，我们可以初步判断该金属材料为铁素体不锈钢。
晶粒度较为均匀，说明材料在热处理过程中得到了较好的均匀化处理。
析出相的存在可能是由于材料在热处理过程中发生了相变，形成了二次析出相。
这些组织特征对材料的性能有一定的影响，例如，均匀的晶粒度有助于提高材料的韧性，而析出相的存在可能会影响材料的强度和硬度。
四、总结通过本次金相实验实习，我们不仅学习到了金相样品的制备方法，还掌握了金相显微镜的使用技巧。
金相显微镜的使用及金相样标的观察实验报告
金相显微镜的使用及金相标样的观察实验报告班级：实验日期：实验教室：指导教师：组员：金相显微镜的使用方法1.根据观察试样所需的放大倍数要求，正确选配物镜和目镜,并打开电源开关。
2.调节载物台中心与物镜中心对齐，将制备好的试样放在载物台中心。
3.调节灯管至合适观察的亮度。
4.转动粗调焦手轮，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；最后转动微调焦手轮，直至影像最清晰为止。
调节过程中应该注意调节幅度，不要使样品与物镜接触。
5.适当调节孔径光阑和视场光阑，选用合适的滤镜片，以获得理想的物像。
6.前后左右移动载物台，观察试样的不同部位，以便全面分析并找到最具代表性的显微组织。
7.观察完毕后应及时切断电源，以延长灯泡使用寿命。
8.实验结束后，取下金相样品，关闭电源，盖上防尘罩。
金相照片1灰口铸铁33#2铸铝38# 3铸铝39#4黄铜40# 5黄铜41#6锡青铜42#7锡基轴承合金44#8锌基合金45#相图分析上图的材料均为黄铜，左为单相黄铜组织，右为双相黄铜组织黄铜是由铜和锌所组成的合金，合金中的铜与锌的比例不同，所以形成了不同的相图。
左边的合金在凝固的过程中，结晶出单相固溶体，发生匀晶转变。
虽然只有一相，但由于形核过程中的不确定性，导致晶体的生长方向不相同，使之在最后产生了相界。
右边的合金在凝固过程中，结晶出两种成份的不同固相，发生共晶转变。
右边的相图中可以明显的看出有两相，先析出一相，到一定程度后，产生共晶反应，从先析出的相中析出另外一相，两个相之间有明显的相界。
金相显微镜的地位金相显微镜的用途主要用来观察金相组织的专业仪器，是专门用于观察金属和矿物等不透明物体金相组织的显微镜。
这些不透明物体无法在普通的透射光显微镜中观察，故金相和普通显微镜的主要差别在于前者以反射光，而后者以透射光照明。
金相显微镜具有稳定性好、成像清晰、分辨率高、视场大而平坦的特点。
金相显微镜的使用实验报告
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1 金相显微镜的结构与使用资料
实验1. 金相显微镜的构造与使用一、原理概述:金相分析是人们通过金相显微镜来研究金属和合金显微组织大小、形态、分布、数量和性质的一种方法。
显微组织是指如晶粒、包含物、夹杂物以及相变产物等特征组织。
利用这种方法来考查如合金元素、成分变化及其与显微组织变化的关系：冷热加工过程对组织引入的变化规律；应用金相检验还可对产品进行质量控制和产品检验以及失效分析等。
1．金相显微镜的成象原理简介人眼对客观物体细节的鉴别能力是很低的，一般是在0.15~0.30mm 间。
因此，观察认识客观物体的显微形貌，必需藉助显微镜。
显微镜放大的光学系统由两级组成。
第一级是物镜，细节AB 通过物镜得到放大的倒立实角A 1B 1。
A 1B 1的细节虽已为被区分开，但其尺度仍很小，仍不能为人眼所鉴别，因此，还需第二次放大。
第二级放大是通过目镜来完成。
当经第一级放大的倒立实象处于目镜的主焦点以内时，人眼可通过目镜观察到二次放大的A 3B 3的正立虚象。
(1) 物镜的成象:根据几何光学可知，当被观察的物体处于该透镜的一倍焦距与二倍焦距之间时，物体的反射光通过物镜经折射后在透镜的另一侧可以得到一个放大的倒立实像。
为了充分发挥物镜的能力，一般设计时是让被观察物体处于很接近于焦点处，因此计算其放大倍数时可以用物镜的焦距f 。
见图1-1。
11A B LM AB f ''=≈物物式中：f 物——接物镜焦距；L ——F 1到实象间的距离；M 物——物镜放大倍数。
(2) 目镜的成象同样据几何光学成象规律可知，当被观察物体处于该透镜的一倍焦距以内时，人眼通过透镜观察，可以在250mm 远处看到一个放大了的正立虚象(250mm在这里称为明视距离)。
见图1-2。
目镜的放大倍数250M f目目式中：f 目——目镜的焦距； 250——人眼的明视距离(mm)/； 目——目镜的放大倍数。
M显微镜的成象(3) 被观察物体的细节经物镜放大后的实象落到目镜主焦点以内后，人眼观察可看到经两次放大后的虚象。
金相显微镜的原理、构造和使用
4型金相显微镜实物图 1－载物台；2－镜臂；3－物镜转换器；4－微动座；5－粗 动调焦手轮；6－微动调焦手轮；7－照明装置；8－底座；9 －平台托架；10－碗头组；11－视场光栏；12－孔径光栏
A``
D A物体AB位于物镜的前焦点外但很靠近焦点的位置上，经过 物镜形成一个倒立的放大实像A`B`，这个像位于目镜的物方焦 距内但很靠近焦点的位置上，作为目镜的物体。目镜将物镜放 大的实像再放大成虚像A``B``，其位于观察者的明视距离处 （距人眼250mm），供人眼观察。
(三)金相显微镜的维护保养
金相显微镜是精密光学仪器，使 用者必须熟悉仪器，准确操作并注意维 护保养，只有这样才能保持仪器精度， 避免损坏，显微镜的维护保养主要包括 以下几个方面： 1. 防止机械损伤 2. 防尘 3. 防霉、防锈
1、 防止机械损伤
（1） 显微镜最怕强烈振动，一受冲击，透镜 和微调装置就容易损坏。附件及镜头拆装，必 须小心，防止碰撞和坠落。 （2） 搬动显微镜必须用双手，一手扶住镜 架，一手扶住底座，不使可动部分担负整个显 微镜的重量。 （3） 显微镜部件不要随意拆开分解，尤其是 物镜，其中透镜位置稍有变动就会使物镜失去 应有性能而不能使用。 （4） 载物台使用时不应防止过重的物体，以 防止升降机构损坏。
4. 按检验需要，选择物镜和目镜，并把它们分别装在物镜 转换器上和目镜筒内。
5. 缩小视场光栏，利用调节螺钉，使视场光栏中心与目镜视场中 心大致重合，然后再打开视场光栏，使其恰好消失于目镜视场 之外。 6. 调节孔径光栏使其直径在10mm左右，在其玻璃面放置一磨沙滤 色片或一绘图纸，移动或转动灯座以调节灯泡位置，使孔径光 栏获得最明亮均匀的照明，此时转动偏心圈将灯座固定。 7. 根据观察要求和物镜特性，调节孔径光栏大小。 8. 调节粗动调焦手轮，先使物镜与试样距离约1~2mm。然后从目 镜中观察，当镜筒中调节的亮度最大或出现模糊像时，再用微 动调焦手轮仔细调焦，直到物像清晰位置。
金相实验室实习报告
金相实验室是研究材料微观结构的重要场所，通过金相实验，可以了解材料的组织结构、性能以及加工工艺等方面的知识。
为了提高自身实践能力，我于近期在金相实验室进行了为期两周的实习。
以下是实习报告的具体内容。
二、实习目的1. 掌握金相试样的制备方法，包括切割、磨制、抛光等；2. 了解金相显微镜的使用方法，学会观察和分析材料的微观结构；3. 熟悉金属材料的组织形态、性能及其影响因素；4. 培养严谨的实验态度和团队协作精神。
三、实习内容1. 金相试样制备（1）切割：首先，使用切割机将待观察的材料切割成一定尺寸的试样。
切割过程中，要确保试样表面平整，无毛刺。
（2）磨制：将切割好的试样放置在磨床上，依次使用粗、中、细砂纸进行磨制。
磨制过程中，要注意保持试样表面平整，避免产生划痕。
（3）抛光：使用抛光机配合抛光布和抛光液，对试样进行抛光。
抛光过程中，要控制好力度和速度，使试样表面光滑如镜。
2. 金相显微镜观察（1）熟悉金相显微镜的结构和操作方法，包括光源、物镜、目镜、载物台等。
（2）将制备好的试样放置在载物台上，调整显微镜的焦距，观察试样的微观结构。
（3）根据试样的组织形态，分析其性能和加工工艺。
3. 金属材料的组织形态及性能（1）了解金属材料的常见组织形态，如铸态组织、热处理组织、变形组织等。
（2）掌握不同组织形态对材料性能的影响，如硬度、韧性、耐磨性等。
（3）分析材料在加工过程中的组织演变规律。
1. 通过实习，掌握了金相试样的制备方法，提高了动手能力。
2. 熟悉了金相显微镜的使用方法，学会了观察和分析材料的微观结构。
3. 深入了解了金属材料的组织形态、性能及其影响因素，为今后的学习和工作打下了基础。
4. 培养了严谨的实验态度和团队协作精神，提高了综合素质。
五、实习总结金相实验室实习是一次宝贵的学习机会，通过实习，我不仅掌握了金相试样的制备方法和金相显微镜的使用方法，还深入了解了金属材料的组织形态、性能及其影响因素。
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实验一、金相显微镜的构造及使用（2学时）
一、实验目的
1、了解金相显微镜的基本原理和构造；
2、掌握金相显微镜的使用方法；
3、利用金相显微镜进行组织分析。
二、概述
金相显微镜是一种专门用来观察金属和合金内部组织与缺陷的一种常用设备。
将专门制作的金属和合金试样在金相显微镜下进行放大后观察、研究其内部组织结构及缺陷的方法称为金相分析法，其是一种常用的组织和缺陷分析方法。
其可用来研究金属材料组织及其化学成分的关系；确定各类金属经不同的加工和热处理后的显微组织；鉴别金属材料质量的优劣等级等。
三、金相显微镜的原理及应用
1、基本放大原理
如图1-1所示，图中有两平行凸透镜组成一个透镜组，物体AB经物镜（对着所观察物体的透镜）和目镜（对着眼睛的透镜）放大后在人眼中形成颠倒放大的物象A‘‘B‘’。
显然显微镜的放大倍数（M）为：
M = M物：M目= （L/ f物）×（D/ f目）=250L/（f物×f目）
式中：M
物：物镜的放大倍数；M
目
：目镜的放大倍数；D：人眼的明视距离；L：
镜筒的长度；f
物：物镜的焦距；f
目
：目镜的焦距。
实际上，显微镜的放大倍数一般是通过物镜来保证的，，物镜的最高放大倍数可达100倍，目镜的放大倍数可达25倍。
显微镜的放大倍数一般用“×”表示，如物镜的放大倍数为40×，而目镜的放大倍数为10×，则显微镜的放大倍数为250倍，表示为250×。
2、显微镜的构造
显微镜的种类很多，但最常见的为台式、立式和卧式三大类型。
不论何中结构，其基本由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成。
图1-2分别为XJP-3A 型显微镜的光学系统和外观结构图。
灯泡发出一束光线，经聚光透镜组1的会聚及反射镜的反射。
将光线聚集在孔径光栏上，经聚光镜组2再度将光线聚集在物镜的后焦平面上，最后通过物镜用平行光使试样表面得到充分均匀的照明，从试样散射回来的成象光线再经物镜组、辅助透镜、半反射镜、辅助透镜及棱镜等造成一个被观察的倒立的放大物象。
经目镜的再次放大，观察者就能在目镜视场中看到试样表面最后的放大像。
XJP-3A型显微镜的基本构造为：
（1）照明及光学系统：由装在底座内一低压灯泡、聚光镜、孔径光栏、反射镜、视场光栏和物镜、目镜等组成。
它们的共同作用可产生符合要求的光线使试样表面得到充分均匀的照明并将从试样反射回来的光线送到观察者的眼中使观察者能够看到经放大后的试样表面的组织图象。
（2）调焦装置：显微镜的两侧有分粗调和细调手轮。
旋转手轮可改变载物台的高度直至使目镜中看到的图象最清晰。
（3）载物台：用于放置试样。
可用手在水平面内向方向推动以选择所需的观察视场。
（4）物镜转换器：呈球形，上有三个螺孔，可安装三个放大倍数不同的物镜。
旋转物镜转换器可将不同的物镜切如光路与目镜配合得到不同的显微镜放大倍数。
（5）目镜筒：呈45度倾斜安装在附有棱镜的半球形座上，通过安装在目镜筒上的目镜观察试场。
3、金相显微镜的使用方法
（1）将金相显微镜光源插在变压器上，通过低压变压器接通电源。
（2）根据放大倍数选择所需的物镜和目镜，分别安装在物镜座上和目镜筒上，并使转换器旋转至固定位置。
（3）将试样放在样品台中心，使试样观察面朝下。
（4）转动粗调受轮使镜筒上升，同时用眼观察，使物镜尽可能接近试样表面然后相反转动手轮使镜筒逐渐下降。
当视场亮度增强时再该用细调手轮调节，直到物象清晰为止。
（5）适当调节孔径光栏和视场光栏以获得最佳质量的图象。
（6）用手轻轻推动载物台选择所需观察的视场。
4、注意事项
（1）小心操作使用，光学系统不能自行拆卸。
（2）显微镜镜头的玻璃部分和试样表面不能用手直接接触。
镜头中若有灰尘可用镜头纸或软毛巾轻轻檫尽。
（3）显微镜的灯泡电源严禁直接接在220伏的电源插座上。
（4）旋转调焦手轮时动作要慢，碰到阻碍时不得强行转动。
四、实验方法指导
1、实验内容及步骤
（1）首先弄懂显微镜最基本的光学原理图；
（2）明确金相显微镜的构造及使用方法，要求学会利用机械系统来调整焦距和利用照明系统来调节和控制光线等。
（3）每人实际操作金相显微镜、观察金相样品、测定晶粒大小并画下显微组织示意图。
2、实验所需设备及材料
（1）XJB-1型金相显微镜；（2）金相样品若干。
五、实验报告要求
1、本次实验的目的；
2、简述金相显微镜的基本原理和主要结构；
3、扼要记述金相显微镜的使用方法及注意事项；
4、画出所观察的显微组织示意图（注明放大倍数）。