Struttura e istruzioni operative per microscopi metallurgici
1. Principio base dei microscopi metallurgici
Un microscopio metallurgico è un microscopio ottico progettato per esaminare la microstruttura interna di metalli e leghe.
Una lente convessa ingrandisce un oggetto per formare un'immagine, ma una lente d'ingrandimento composta da una singola lente o da un gruppo di lenti ha un ingrandimento limitato. È possibile ottenere un ingrandimento maggiore utilizzando un secondo gruppo di lenti per ingrandire ulteriormente l'immagine formata inizialmente. I microscopi metallurgici sono progettati secondo questo principio e il loro meccanismo di ingrandimento è illustrato nella Figura 1-1.
Un microscopio metallurgico è dotato di due serie di lenti d'ingrandimento. L'insieme vicino al campione è chiamato lente dell'obiettivo, mentre l'insieme vicino all'occhio dell'osservatore è chiamato oculare. Il campione AB in osservazione è posto leggermente oltre il punto focale anteriore F₁ della lente dell'obiettivo. La luce riflessa dal campione passa attraverso la lente dell'obiettivo e viene rifratta per formare un'immagine reale ingrandita e invertita A₁B₁, che cade esattamente nel punto focale anteriore F₂ dell'oculare. L'oculare poi ingrandisce questa immagine una seconda volta trasformandola in un'immagine virtuale invertita A₂B₂: questa è l'immagine ingrandita due volte osservata al microscopio.
2. Prestazioni dei microscopi metallurgici
I parametri prestazionali principali di un microscopio includono principalmente ingrandimento, risoluzione e profondità di campo.
(1) Ingrandimento (M): definito come il prodotto dell'ingrandimento della lente dell'obiettivo (M₁) e dell'ingrandimento dell'oculare (M₂).M = M₁ × M₂
(2) Risoluzione (d): riflette la capacità del microscopio di risolvere la distanza minima tra due punti su un campione durante l'imaging di microstrutture fini. Un valore d più piccolo indica un potere risolutivo più elevato, rendendolo un indicatore chiave delle prestazioni di un microscopio.
Dove:
λ=lunghezza d'onda della luce incidente
A=apertura numerica (NA) della lente dell'obiettivo
(3) Profondità di campo: definita anche risoluzione verticale di un microscopio, descrive la capacità del microscopio di formare immagini nitide di campioni con variazioni di altezza della superficie o topografia irregolare.
3. Struttura dei microscopi metallurgici
I microscopi metallurgici sono disponibili in una varietà di design, principalmente classificati in tre tipi: da banco, verticali e orizzontali. Nonostante le differenze nella forma, condividono essenzialmente la stessa struttura di base, tipicamente costituita da tre sistemi principali: il sistema ottico, il sistema di illuminazione e il sistema meccanico. Alcuni microscopi sono inoltre dotati di unità fotografiche, attacchi per luce polarizzata e altri accessori per estendere la loro funzionalità.
La struttura del microscopio metallurgico da banco modello 4X domestico è mostrata nella Figura 2. Questo tipo di microscopio è ampiamente utilizzato grazie alla sua struttura compatta e al funzionamento semplice.
