偏光显微镜 解析偏光显微镜在金相分析方面三大应用

分析偏光显微镜在金相分析中的三种应用

1.偏振光在各向异性金属磨削表面的反射。

在正交偏振光下观察到各向异性晶体。光学各向异性金属的每个晶粒在金相磨削面上的取向不同，即每个晶粒的“光轴”位置不同，使得每个晶粒反射的偏振光的偏振面旋转角度不同。通过分析仪后，在目镜中可以观察到不同亮度的晶粒对比度。旋转载物台相当于改变偏振方向与光轴之间的角度。当载物台旋转360°时，视野内可观察到四亮四暗的变化。这是正交极化下各向异性晶体的极化效应。

比如观察正交极化下纯锌的结构。纯锌是一种具有六方结构的光学各向异性金属。研磨抛光后，样品可以在显微镜下观察，无需蚀刻。在正交偏振下，可以看出每个晶粒的亮度不同，这表明每个晶粒的取向不同。晶体中有针状孪晶，颜色总是与其所在的晶粒不同，说明其取向不同。当你旋转舞台时，你会看到每个晶粒的亮度都在变化。当你将舞台旋转360度时，每个晶粒会改变四次亮度，非常清晰，对比度很好。

比如球墨铸铁中的石墨属于六方晶系。在亮场下，石墨是灰色的，而在正交极化下，石墨球的亮度和径向是不同的。旋转舞台时，石墨的亮度处处变化，盯着一个地方就能看到明暗四种变化。说明石墨是各向异性晶体。可以看出，相同的球状石墨显示出不同的亮度，这表明石墨球是多晶的。

二、偏振光在各向同性金属磨削表面的反射

在正交偏振下观察各向同性金属时，由于其各个方向的光学性质一致，反射光的偏振面不能旋转，线偏振光垂直入射到各向同性金属磨削表面。由于其反射光仍然是线偏振光，被正交检偏器阻挡，反射偏振光无法通过检偏器，视场变暗，呈现消光现象。旋转舞台，没有明暗变化。这是正交极化下各向同性金属的现象。

如果在正交偏振下研究各向同性金属，需要特殊的方法来改变初级晶体的光学性质。常用的有深度蚀刻或表面阳极氧化。比如有人用深腐蚀法观察高碳镍铬钢的针状马氏体和原始奥氏体晶粒。有人用这种方法观察马氏体和贝氏体，低碳马氏体等等。

另一个例子是通过阳极极化在样品表面形成各向异性氧化膜，膜的成分与下面晶粒的取向有关。为了显示难以显示的纯铝晶粒，有人用这种方法来显示塑性变形的晶粒取向和变形织构。

3.非金属夹杂物的极化分析

非金属夹杂物的正确判别往往需要使用多种检测方法才能得到正确的判断。其中，金相法是一种简单通用的方法，占有重要地位。通常在显微镜下分析光场、暗场和偏振光的光学特性。以下是不同类型的夹杂物在正交偏振下的光学特性。

1.各向同性不透明夹杂物

各向同性不透明包裹体的反射光仍然是线偏振光，在正交偏振光下被消解成暗黑色。舞台旋转时没有明暗变化，比如MnS和FeO。

2.各向异性不透明夹杂物

各向异性不透明夹杂物在偏振光照射下会使振动表面发生旋转，从而改变反射偏振光与检偏器的正交位置。部分光线可以通过分析仪。旋转载物台360°，可以观察到四两个明暗变化。例如FeS、石墨等。

3.各向同性透明夹杂物

偏振光下容易观察到透明夹杂物。当透明夹杂物受到线偏振光照射时，一部分光在夹杂物的外表面反射，另一部分向内折射，夹杂物与金属基体的界面发生不规则的内反射，从而改变入射光的偏振方向。

穿过包裹体然后导向分析仪的部分光线可以穿过分析仪，这样就可以观察到包裹体的亮度，也可以看到它们固有的颜色。然而，当旋转舞台时，它的亮度不会改变。证明是各向同性的。很多常见的内含物都是这种。例如Al2O3、MnO等。MnO是绿色的。各向同性透明包裹体在偏振光和暗场下观察到的颜色相同。

4.各向异性透明夹杂物

各向异性透明度和杂质，在正交偏振下，不仅可以看到它们的透明度和固有颜色，还可以将载物台旋转360°四次，有的可以看到两个明显的变化。比如FeO和TiO在正交偏振光下呈亮玫瑰红，可见明暗变化。

联系我们