金相顯微鏡是用來(lái)觀(guān)察不透明物體的，由于光線(xiàn)不能透過(guò)不透明物體所以必須采用一套復(fù)雜的照明系統(tǒng)使光線(xiàn)從正面或側(cè)面把物體表面照亮，然后依靠物體表面的反射能力，使部分光線(xiàn)反射入光學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)放大成象，為眼睛所觀(guān)察。由此可見(jiàn)，金相顯微鏡是利用反射光觀(guān)察不透明物體的。

金相顯微鏡的種類(lèi)很多，它主要根據(jù)金相研究的目的。對(duì)象、方法的不同而設(shè)計(jì)。如偏光金相顯微鏡、相襯金相顯微鏡、紫外光金相顯微鏡等。從光路形式來(lái)看，也有正置式與倒置式光路之分，兩者的主要區(qū)別是基于對(duì)金相試樣的要求不問(wèn)。凡是金相試樣磨面向上放置，試樣表面要與底面平行，物鏡胡下觀(guān)察的都稱(chēng)為正置式光路(即與生物顯微鏡的觀(guān)察形式相同)。凡是磨面朝下放置、試樣底面為任意形狀、物鏡朝上觀(guān)察的都稱(chēng)為倒置式光路。

正置式顯微鏡的光路原理圖，來(lái)源:http://www.medidit.com/tags/1608/

倒置金相顯微鏡的光路原理

正置式光路的缺點(diǎn)是試樣底面必須與金相磨面平行，這就使試樣制作的難度大大增加。因?yàn)橐龅皆嚇拥牡酌媾c磨面平行往往是不容易的。但如果兩表面不平行，就會(huì)使磨面與光軸不垂直，特別在高倍觀(guān)察時(shí)，兩面間的微小傾角都會(huì)使視場(chǎng)局部模糊不清。此外，試樣的高度亦受到鏡臂提升高度的限制。倒置式光路可以克服上述缺點(diǎn)。它的物鏡朝上，金相磨面與載物臺(tái)表面重合，因此能很好地與物鏡光軸垂直，排除了試樣兩面間因不平行所引起的成象不清晰的缺點(diǎn)。同時(shí)試樣高度亦不受限制，只要它的重量不超過(guò)裁物臺(tái)所容許承受的限度即可。

金相顯微鏡的分類(lèi)過(guò)去按其外形與用途劃分為臺(tái)式、立式、臥式三類(lèi)。但近十多年來(lái)，國(guó)外金相顯微鏡發(fā)展很快，品種繁多，向著高質(zhì)量、多性能、多用途方向發(fā)展。普遍采用了平場(chǎng)消色差物鏡和大視場(chǎng)目鏡，給金相組織的分析研究帶來(lái)許多方便。在性能方面，不但有一般的明場(chǎng)照明、暗場(chǎng)照明、偏光觀(guān)察、攝影、投影等，而且有相襯、干涉、差分干涉相襯、顯微硬度，高、低溫臺(tái)，還帶有電視和自動(dòng)分析，自動(dòng)攝影等，表現(xiàn)了一機(jī)多用的特點(diǎn)。因此，金相顯微鏡的分類(lèi)，比較合理的是按其性能參數(shù)與用途而不按其外形分類(lèi)。我國(guó)把金相顯微鏡的產(chǎn)品劃分為初級(jí)型、中級(jí)型、高級(jí)型三類(lèi)。

初級(jí)金相顯微鏡：

圖為我司VM1000I倒置金相顯微鏡，定位為初級(jí)金相顯微鏡產(chǎn)品

可作明場(chǎng)觀(guān)察和攝影，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，主要供工廠(chǎng)及學(xué)校金相實(shí)驗(yàn)室作一般金相組織分析之用。物鏡采用10X、40X、100X的消色差物鏡；目鏡采用5X，10X，12.5X的惠更斯目鏡；濾光片采用黃、綠兩種；攝影總放大倍數(shù)必須為100X，500X等，工作臺(tái)可作縱、橫向移動(dòng)；微動(dòng)調(diào)焦范圍不小于1.8毫米，分度值為0.002毫淋備有l(wèi)0X分劃目鏡和0.0l毫米測(cè)微尺.

中級(jí)金相顯微鏡：

圖為我司VM2200M正置金相顯微鏡，定位為中級(jí)金相顯微鏡產(chǎn)品

能作明場(chǎng)、暗場(chǎng)、侗光觀(guān)察和攝影，主要供工廠(chǎng)及大專(zhuān)院校作金相分析研究之用。它采用4X，10X，25X，40X，63X，100X的平場(chǎng)消色差物鏡及8X，10X，12.5X，16X等平場(chǎng)或廣角補(bǔ)償目鏡，濾光片為黃、綠、藍(lán)三種；攝影總放大倍數(shù)必須有100X，200X，500X，1000X等，攝影幅面不小于8.25厘米X12厘米，工作臺(tái)可轉(zhuǎn)動(dòng)360°，最小讀數(shù)值達(dá)l°，縱、橫向移動(dòng)范圍均不小于l0毫米；微動(dòng)調(diào)焦范圍不小于2毫米，分度值為0.002毫米并要有10X分劃目鏡和0.01毫米測(cè)微尺。

高級(jí)金相顯微鏡：

圖為我司VM3000I科研級(jí)金相顯微鏡，定位高級(jí)金相顯微鏡

高級(jí)金相顯微鏡具有明場(chǎng)、暗場(chǎng)、偏光、相襯、干涉觀(guān)察和投影、攝影、顯微硬度等，供大、中型工廠(chǎng)和高等院校及研究部門(mén)作金相研究用。它所采用的物鏡是平場(chǎng)消色差、平場(chǎng)半復(fù)消色差或平場(chǎng)復(fù)消色差的，有2.5X，4X，10X、25X，40X，63X，100X物鏡一套；目鏡是平場(chǎng)或廣角補(bǔ)償目鏡，有8X，10X，12.5X，16X，20X目鏡一套；濾光片有黃、綠、藍(lán)，中性四種；攝影總放大倍數(shù)必須有100X，200X，400X，500X，800X，1000X等，攝影幅面為12厘米X16.5厘米；投影幅面直徑不小于250毫米；工作臺(tái)可轉(zhuǎn)動(dòng)360°，最小讀數(shù)值6‘；縱橫向移動(dòng)范圍均不小于15毫米；微調(diào)范圍及分度值與中級(jí)型金相顯微鏡相同，備有10X分劃目鏡，0.01毫米測(cè)微尺及顯微硬度等，還對(duì)選購(gòu)干涉裝置。

上述分類(lèi)方法，主要根據(jù)儀器的性能及用途劃分，而不考慮其外形。這樣有利于簡(jiǎn)化金相顯微鏡的品種規(guī)格，能以較少品種滿(mǎn)足最大的需要，對(duì)提高產(chǎn)品的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化及產(chǎn)品質(zhì)量非常有利，對(duì)我國(guó)金相顯微鏡的發(fā)展起到促進(jìn)作用。從上述分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照我國(guó)目前金相顯微鏡產(chǎn)品可知，VM4800M大型金相顯微鏡是一種正在向高級(jí)金相顯微鏡發(fā)展的產(chǎn)品；VM2200M立式金相顯微鏡是屬于中級(jí)型產(chǎn)品，我們將在第五章向讀者介紹。而VM1000I型金相顯微饒是屬于初級(jí)金相顯微鏡。它在國(guó)產(chǎn)金相顯微鏡產(chǎn)品中，產(chǎn)量最大，用戶(hù)最多，生產(chǎn)歷史最長(zhǎng)；在顯微原理上與中級(jí)、高級(jí)金相顯微鏡沒(méi)有根本區(qū)別；在光路形式上采用例置式。因此，我們將以VM1000I型初級(jí)金相顯微鏡為例子，對(duì)其光學(xué)設(shè)計(jì)原理、機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析解剖，分別在后面進(jìn)行介紹。

金相即金相學(xué)，就是研究金屬或合金顯微鏡內(nèi)部結(jié)構(gòu)的科學(xué)。它還研究當(dāng)外界條件或內(nèi)在因素改變時(shí)，對(duì)金屬或合金內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響。所謂外部條件，就是指溫度、加工變形、澆注情況等。所謂內(nèi)在因素主放大鏡要指金屬或合金的化學(xué)成分。

金相顯微鏡系統(tǒng)是將傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡與計(jì)算機(jī)(數(shù)碼相機(jī))通過(guò)光電轉(zhuǎn)換有機(jī)的結(jié)合在一起，不僅可以在目鏡上作顯微觀(guān)察，還能在計(jì)算機(jī)(數(shù)碼相機(jī))顯示屏幕上觀(guān)察實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖像，并能將所需要的圖片進(jìn)行編輯、保存和打印。金相顯微鏡價(jià)格從幾百到幾萬(wàn)不等，具體看所需要的技術(shù)參數(shù)。

我們經(jīng)常接觸的是一般普通金相顯微鏡，它主要用于測(cè)量金屬表機(jī)金相組織的測(cè)試，用途比較廣泛，對(duì)企業(yè)，冶金等部門(mén)起著實(shí)驗(yàn)，研究不可缺少的重要作用。生產(chǎn)金相顯微鏡廠(chǎng)家比較多，型號(hào)，規(guī)格又不統(tǒng)一，所以對(duì)金相顯微鏡檢測(cè)至今尚無(wú)國(guó)家、地方、部門(mén)檢定規(guī)程，因此，我們依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。

金相顯微鏡是專(zhuān)門(mén)用于觀(guān)察金屬和礦物等不透明物體金相組織的顯微鏡。這些不透明物體無(wú)法在普通的透射光顯微鏡中觀(guān)察，故金相和普通顯微鏡的主要差別在于前者以反射光照明，而后者以透射光照明。在金相顯微鏡中照明光束從物鏡方向射到被觀(guān)察物體表面，被物面反射后再返回物鏡成像。

觀(guān)察之前，先轉(zhuǎn)動(dòng)粗動(dòng)調(diào)焦手輪，使載物臺(tái)上升，物鏡逐漸接近式樣。然后，左眼注視目鏡內(nèi)，同時(shí)右眼不要閉合(要養(yǎng)成睜開(kāi)雙眼用顯微鏡進(jìn)行觀(guān)察的習(xí)慣，以便在觀(guān)察的同時(shí)能用右眼看著繪圖)，并轉(zhuǎn)動(dòng)粗動(dòng)調(diào)焦手輪，使載物臺(tái)慢慢下降，不久即可看到玻片中材料的放大物像。轉(zhuǎn)換不同倍率的物鏡觀(guān)察試片時(shí)，要握著物鏡轉(zhuǎn)塔的側(cè)緣來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)，不可握著物鏡來(lái)回轉(zhuǎn)物鏡轉(zhuǎn)塔，以免光軸產(chǎn)生偏差。

進(jìn)行金相檢驗(yàn)時(shí)，為了獲得清晰的物像，必須調(diào)好物鏡與金相試樣之間的距離，這就是調(diào)焦；用來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)焦的機(jī)械裝置，就稱(chēng)為調(diào)焦機(jī)構(gòu)。 調(diào)焦機(jī)構(gòu)包括粗動(dòng)調(diào)焦和微動(dòng)調(diào)焦兩部分。粗動(dòng)調(diào)焦機(jī)構(gòu)是在顯微操作時(shí)作快速調(diào)焦用的。而微動(dòng)調(diào)焦機(jī)構(gòu)，是作進(jìn)一步精確調(diào)焦用的。對(duì)于景深小的高倍物鏡，微動(dòng)調(diào)焦機(jī)構(gòu)是必不可少的。同時(shí)，只有粗調(diào)和微調(diào)機(jī)構(gòu)的互相配合和運(yùn)用，方可以得到滿(mǎn)意的調(diào)焦效果。

如被檢儀器的格值是用隨機(jī)0.01mm測(cè)微尺標(biāo)定的，我們可用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)微尺檢定示值誤差。我們將標(biāo)準(zhǔn)測(cè)微尺置于儀器工作臺(tái)上，調(diào)整測(cè)微尺標(biāo)尺軸線(xiàn)與儀器目鏡分劃板標(biāo)尺軸線(xiàn)平行，并讀出目鏡分劃板i條刻線(xiàn)里包含測(cè)微尺n條刻線(xiàn)數(shù)。儀器測(cè)得的長(zhǎng)度L測(cè)= iC,其所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)微尺長(zhǎng)度為L(zhǎng)標(biāo)=n×0.01mm,則金相顯微鏡的示值誤差為： δ=( L標(biāo)? L測(cè))/L標(biāo)×100%

金相，“金”指的是金屬或者是合金材料，“相”應(yīng)該就是指外觀(guān)。所以金相的意思應(yīng)該就是說(shuō)金屬或者是合金材料的外觀(guān)形態(tài)。但并不是我們?nèi)庋鬯吹降臉幼?，?yīng)該是通過(guò)顯微鏡所看到的微觀(guān)狀態(tài)。

200倍放大的圖，這樣圖上面的1CM實(shí)際等于1CM除以200，,50微米，對(duì)不對(duì)？下面這個(gè)是400倍放大，那個(gè)標(biāo)尺對(duì)么？

公司最新推出U-TV系列顯微鏡數(shù)碼相機(jī)適配器，可以使多款所有C型接口的數(shù)字相機(jī),連接到顯微鏡的三通接口、得到高分辯率的明場(chǎng)、暗場(chǎng)、相差、偏光、微分干涉和清晰的熒光圖象。

金相顯微鏡與生物顯微鏡的區(qū)別：金相顯微鏡觀(guān)察的試樣不透明，只能借助試樣磨面的反射光來(lái)觀(guān)察，需要特殊光源。生物顯微鏡觀(guān)察的試樣是透明的切片，采用自然光源。

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