Устройство и работа микроскопа ММР-2Р

 

Металлографический микроскоп ММР-2Р предназначается для исследования микроструктуры металлов и других непрозрачных объектов в светлом поле при прямом и косом освещении, в тёмном поле и в поляризованном свете. Микроскоп обеспечивает возможность визуального наблюдения объектов в бинокулярную насадку и на демонстрационном экране, а также фотографирования объектов на фотопластинку или фотоплёнку.

Оптическая схема микроскопа показана на рис. 8. Лучи от источника света (нити лампы накала) 1 проходят через коллектор 2, теплофильтр 5, предохраняющий оптику от нагрева, призму 3, сменный светофильтр 6, апертурную диафрагму 4, линзу 7, отражаются от зеркала 8 и через полевую диафрагму 11, служащую для ограничения участка наблюдаемого объекта, и линзу 9 поступают на полупрозрачную пластинку 10.

При работе в светлом поле полупрозрачная пластинка 10 отклоняет световой пучок на 90°, направляя его через объектив 12 на объект, помещенный в фокальную плоскость объектива. Лучи, отражённые от поверхности объекта (микрошлифа), снова проходят через объектив, и поступают на полупрозрачную пластинку 10, которая часть этих лучей пропускает через себя. Изображение объекта с помощью ахроматической линзы 13 проецируется в фокальную плоскость окуляров.

При визуальном наблюдении зеркало 14 и призма 15 направляют лучи в фокальную плоскость окуляров бинокулярной насадки 16, где образуется изображение объекта, рассматриваемое в окуляры 17.

При наблюдении в поляризованном свете в ход лучей вводятся поляризатор 18 и анализатор 19.

При наблюдении в темном поле вместо линзы 9 и полупрозрачной пластинки 10 в ход лучей включаются линза темного поля 20 и кольцевое зеркало 21, направляющее световой пучок на параболическую отражающую поверхность металлического конденсора 22. Отразившись от конденсора, лучи концентрируются на объекте. Далее ход лучей такой же, как при наблюдении в светлом поле.

При наблюдении изображения объекта на экране 23 ахроматическая линза 13 и зеркало 14 выключаются, в ход лучей вводится телеобъектив 24, который сводит лучи в фокальную плоскость фотоокуляра 25. Включенный в систему фотоокуляр проецирует с помощью зеркал 26 и 27 изображение объекта на экран 23.

При фотографировании в ход лучей вместо зеркала 26 включается прямоугольная призма 28 фототубуса, которая направляет лучи па фотопластинку 29 или па пленку 30 фотокамеры.

Рисунок 8 – Оптическая схема микроскопа ММР-2Р

Общий вид металлографических микроскопов семейства ММР показан на рис. 9. (Верхний рисунок – ММР-2, нижний – ММР-2Р).

Предметный столик 62 (63), предназначенный для размещения исследуемых микрошлифов, установлен на штативе 61, который состоит из основания 65, корпуса 66, головки 67, осветительного устройства 68 и бинокулярной насадки 16. Перемещение предметного столика в двух взаимно перпендикулярных направлениях осуществляется с помощью рукояток 100 и 101.

В корпусе 66 располагается диск 69 со сменными фотоокулярами, увеличения которых награвированы на диске. На головке микроскопа 67 закреплен револьвер 74 с объективами, который можно вращать только при поднятом до упора предметном столике. Перемещение столика в вертикальном направлении осуществляется с помощью рукоятки 103.

Точная фокусировка микроскопа на объект осуществляется вращением микрометрических винтов 71 и 72. Механизм переключения изображения объекта с визуального тубуса на экран 23 или на фотокамеру приводится в действие поворотом рукоятки 70.

Бинокулярная насадка 16 установлена в гнездо корпуса микроскопа постоянно. Окулярные трубки насадки можно раздвигать в пределах 55—75 мм в зависимости от расстояния между глазами наблюдателя. В левой окулярной трубке насадки смонтирован механизм с поворачивающимся кольцом 73 и шкалой для установки окуляра по глазу наблюдателя в пределах ±5 диоптрий.

Осветительное устройство микроскопа состоит из фонаря 80, который закреплен на корпусе 81, и патрона 82 с лампой. При настройке освещения патрон можно перемещать вдоль его оси и центрировать, вращая винты 83. Рукоятка 84 служит для крепления патрона 82. Рукоятка 85

Рисунок 9 – Общий вид микроскопов ММР

служит для перемещения коллектора вдоль оси. Сменные светофильтры смонтированы в одной оправе, которая перемещается в направляющих с помощью рукоятки 93 и фиксируется в четырех положениях.

В качестве источника света применена лампа накаливания ОП12-100, включаемая в сеть переменного тока 220 В через блок питания 94. На корпусе блока питания имеется переключатель 95 для регулировки накала лампы. Для увеличения срока службы лампы рекомендуется работать при визуальном наблюдении с неполным накалом лампы.

На патрубке головки 67 расположены винты 78, предназначенные для центрировки полевой диафрагмы. Изменение диаметра полевой диафрагмы достигается с помощью рукоятки 79. Регулировка открытия апертурной диафрагмы осуществляется поворотом рукоятки 91.

Сверху на корпусе 81 установлен узел для осуществления фотографирования. Рукоятка 96 служит для переключения зеркала 26 (см. рис. 7) и прямоугольной призмы 28 при переходе от наблюдения на экране к фотографированию на пленку фотокамеры 97 или на фотопластинку.

Справа от наблюдателя на корпусе расположена рукоятка 75, предназначенная для переключения линзы 9 светлого поля, полупрозрачной пластинки 10 и включения линзы 20 темного поля и кольцевого зеркала 21.

При работе в поляризованном свете с помощью рукоятки 76 включаются поляризатор и анализатор. Поворот анализатора осуществляется вращением барашка 77, на котором нанесена шкала с делениями «О», «45» и «90».

Чаше всего микроскоп используют для визуального наблюдения в светлом поле. Для этого в оптическую систему прибора с помощью рукоятки 75 включают полупрозрачную пластинку и линзу светлого поля. Поворотом рукоятки 70 вводят в ход лучей зеркало визуального наблюдения. С помощью рукоятки 103 поднимают до упора предметный столик и поворотом револьвера 74 устанавливают в рабочее положение необходимый объектив. Вставляют в трубки бинокулярной насадки 16 парные окуляры и поворотом переключателя 95 включают лампу осветителя. (При визуальном наблюдении можно работать при напряжении 6-7 В).

Опустив до упора предметный столик, устанавливают на него объект исследуемой поверхностью к объективу. После чего, наблюдая правым глазом в правую окулярную трубку насадки и вращая микрометрический винт 71, фокусируют микроскоп на объект. Пользуясь диоптрийным механизмом левой окулярной трубки, фокусируют левый окуляр насадки на объект. Устанавливают окулярные трубки насадки в соответствии с расстоянием между глазами, при этом поля левой и правой трубок должны слиться в одно поле.

Для общего обзора исследуемого объекта целесообразно применять слабые по увеличению объективы, для более подробного изучения объекта – сильные. Объективы и окуляры подбираются по таблице увеличений (табл. 1).

Таблица 1 – Увеличения микроскопа

Объективы	Окуляры
12,5x	15x	20x
F = 23,2; A = 0,17
F = 8,2; A = 0,37
F = 6,2; A = 0,65
F = 4,3; A = 0,95

Освещение при работе в светлом поле регулируют с помощью диафрагм. Освещенность и размер раскрытия апертурной диафрагмы сказываются на разрешающей способности микроскопа и на качестве изображения объекта. Как правило, апертурную диафрагму открывают на 3/4 диаметра зрачка, который виден в визуальный тубус при снятом окуляре. При сильно прикрытой диафрагме изображение объекта получается искаженным, при широко открытой диафрагме – бледным, неконтрастным. Полевая диафрагма ограничивает поле зрения в плоскости объекта в соответствии с полем зрения применяемого окуляра или участок на объекте, который интересует исследователя. Полевую диафрагму центрируют вращением винтов 78 так, чтобы ее изображение занимало симметричное положение в поле зрения окуляра. Косое освещение объекта достигается смещением с оси апертурной диафрагмы с помощью винта 92.

 

Порядок выполнения работы

 

1. Ознакомиться с устройством, принципом работы и основными характеристиками металлографических микроскопов. Освоить порядок работы на микроскопе ММР-2Р.

2. Изучить технологию приготовления микрошлифов.

3. Выполнить шлифование и полирование поверхности металлического образца. Рассмотреть полированную поверхность под микроскопом. Зарисовать и прокомментировать наблюдаемую картину строения поверхности.

4. Протравить полированную поверхность образца и рассмотреть её под микроскопом. Зарисовать и прокомментировать наблюдаемую в микроскоп микроструктуру материала.

 

Содержание письменного отчёта

 

1. Описать цель работы, сущность и содержание процедуры проведения микроскопического анализа металлических материалов.

2. Кратко описать технологию приготовления микрошлифов.

3. Начертить принципиальную схему оптического микроскопа и описать его основные характеристики.

4. Зарисовать и прокомментировать наблюдаемую под микроскопом картину строения исследуемых образцов.

 

 

Рекомендуемая литература

 

1. Материаловедение и технологические процессы в машиностроении: учебное пособие: В 2 ч. / С.И.Богодухов, А.Д.Проскурин [и др.]; под общ. ред. проф. С.И. Богодухова. – Старый Оскол: ТНТ, 2010. – 560 с.

2. Материаловедение и технология материалов: Учеб. пособие / Под ред. А.И. Батыршева и А.А. Смолькина. – М.: ИНФРА-М, 2012. –288 с.

3. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник для студ. высш. учеб. заведений / [В.Б. Арзамасов, А.Н.Волчков, В.А.Головин и др.]; под ред. В.Б. Арзамасова, А.А.Черепахина. – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 448 с.

4. Стуканов В.А. Материаловедение: учебное пособие. – М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2011. – 368 с.

5. Тарасенко Л. В. Материаловедение: учебное пособие для вузов [Электронный ресурс] / Л. В. Тарасенко, С. А. Пахомова, М. В. Унчикова, С. А. Герасимов; под ред. Л. В. Тарасенко. - Москва: НИЦ Инфра-М, 2012. - 475 с. - Режим доступа: http://znanium.com/bookread.php?book=257400.

 

 

____________________________________________________________

 

Подписано в печать 27.04.2015 г.

Формат 60х84/16 Бумага офсетная Печать ризографическая

Уч.-изд.л. 1,5 Усл.-печ.л. 1,5 Тираж 50 экз.

Заказ 545

Издательско-полиграфический центр

Набережночелнинского института

Казанского (Приволжского) федерального университета

——————————————————————————

423810, г. Набережные Челны, Новый город, проспект Мира, 68/19

тел./факс (8552) 39-65-99 e-mail: [email protected]