金相显微镜按照明方式，常见的有直射(即明场)和斜射(即暗场)两种：
①明场:
照明光线直射到样品上观察,由于样品表面上不同晶粒或不同相之间化学性质的差异,在同一腐蚀介质中发生不均匀的溶解,造成反射本领的差别而显示组织组成物.
②暗场:
采用了从物镜外斜射照明,使样品的镜面呈现暗的视野,使表面上的微小浮凸的反射光产生足够大的对比而被显示出来.如浮凸颗粒是透明或半透明的,经内界面漫反射的光亦将进入物镜.这对金属和合金材料中的微缺陷和非金属夹杂物的鉴定分析是很有用的.
金相显微镜特殊的观察方法：
①偏振光观察：
主要特点是利用平面偏振光照射到试样表面上,考察目的物对平面偏振光的椭圆化效应.这种效应可反映目的物有关光学对称性的信息,从而判断它是晶体各向同性或各向异性.照明用的平面偏振光经起偏镜得到;椭圆化效应则用检偏镜检查.它主要应用于辨认各向异性晶体不同取向的区域,或透明夹杂物的透视颜色.如果在垂直照明器和检偏镜之间放入一个灵敏色辉板,样品的各个晶粒就可以由它们的特征颜色辨认.色辉板可以用来测定晶体择优取向程度并进行回复和再结晶的研究,也可以对多相合金进行相分析及对非金属夹杂物进行鉴定.在特定条件下还可以研究磁畴结构.
②干涉观察：
其特点是在金相显微镜光学系统中增加了特殊设计的光学装置,使光线通过时被分成两束,一束光通过物镜,在试样上反射返回,重新穿过光束分离器进入目镜;另一束光从一个比较板上反射进入目镜.这两束反射光在光束分离器上相遇时会发生干涉,利用所产生的干涉条纹的形状,可以判断轻微浮凸的空间形态,并可根据条纹位移量和相邻条纹间距之比,定量给出浮高度.多光束干涉的发展,使干涉条纹更为窄锐,从而提高了测量高度差的灵敏度
③相衬观察：
利用相位差信息(样品表面由细微浮凸导致相位差),将反射光减弱到和衍射光振幅相近,并改变反射光的相位,使其和衍射光同相或相差π.装置是在普通金相显微镜的物镜和目镜之间的适当位置上放一个环形的相位差板,将反射光减弱并移相,再安放一个相应的环形光阑,就可以把表面细微高低不同引起的光学相差转换为振幅差,提高各组织间的衬度.近期发展的微差干涉技术,把相衬和显微干涉技术结合起来,能把细微的浮凸表现为色彩对比,更有效地提供表面细微组织的信息.
④特种金相方法：
高温和低温金相：一般的金相研究均在室温下进行,只能观察室温下的组织及快冷固定下来的高温组织.大多数组织随温度的升高或下降而变化.为了连续观察高、低温时组织变化,可以将样品置于有加热或冷却装置的样品台上,并抽真空保证样品在高温下不被氧化,低温下不凝聚水汽.其次要用长焦距的物镜(透射或反射式).但由于低温或高温金相显微镜只能观察到引起表面高低不同的变化,而有些表面反应与内部不同(如高碳钢在高温下可以在表面析出石墨,低温下首先在表面形成马氏体等),这种技术的应用有很大的局限性.
⑤定量金相：
也称体视金相它主要以体视学为基础,研究显微组织的定量关系.
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