徠卡 DM 750M 倒置金相顯微鏡在晶粒度觀察中的應用

一、徠卡 DM 750M 倒置金相顯微鏡的技術優勢

光學系統設計

采用無限遠校正光學系統（Infinity Corrected Optics），搭配平場消色差物鏡（如 5×、10×、20×、50×、100×），成像清晰度高，色彩還原真實，可確保晶界細節的精確呈現。

內置 LED 透射光源，亮度穩定且色溫可調（3000K-6500K），避免傳統光源的發熱問題，適合長時間觀察和拍照。

倒置結構設計

樣品臺位于物鏡上方，適合觀察尺寸較大或厚度較高的試樣（如塊狀金屬、板材），無需切割薄片，減少制樣損耗。

載物臺承重能力強（可達 5kg），且配備機械移動平臺（行程范圍約 76mm×52mm），便于快速定位試樣區域。

數字化成像功能

可搭載徠卡專用 CCD/CMOS 相機（如 DFC7000T），支持 2000 萬像素以上高清成像，分辨率達 5472×3648，滿足晶粒度評級的高精度圖像需求。

配套 LAS X 軟件，具備實時圖像采集、拼接、測量及自動晶粒度分析功能，提升分析效率。

二、金相試樣晶粒度觀察的關鍵步驟

試樣制備

切割與鑲嵌：使用金相切割機將試樣切成 10mm×10mm 左右的小塊，若試樣尺寸過小或形狀不規則，需用樹脂（如酚醛樹脂）鑲嵌。

研磨與拋光：

粗磨：用 180#-600# 砂紙依次打磨，去除切割痕跡；

細磨：換用 1000#-2000# 砂紙進一步細化表面；

拋光：使用金剛石拋光膏（粒度 1μm 以下）在拋光布上拋光，直至表面無劃痕，呈鏡面效果。

腐蝕處理：根據材料類型選擇腐蝕劑（如鋼鐵材料常用 4% 硝酸酒精溶液，鋁合金常用 0.5% 氫氟酸溶液），腐蝕時間控制在 10-30 秒，使晶界清晰顯現。

顯微鏡觀察操作

低倍定位：先用 5× 或 10× 物鏡觀察，找到試樣表面均勻、無缺陷的區域，確定晶粒度分析的代表性視場。

高倍細化觀察：切換至 20× 或 50× 物鏡，調節光源亮度和對比度，使晶界明暗分明（晶界因腐蝕呈黑色或深灰色，晶粒內部為亮色）。

圖像采集：通過 LAS X 軟件拍攝多組視場圖像（建議每個試樣拍攝 5-10 個不同區域），確保統計結果的代表性。

晶粒度評級方法

比較法（GB/T 6394-2017）：

在 100× 放大倍數下，將拍攝的圖像與標準晶粒度評級圖（如 ASTM E112 或 GB/T 6394 中的評級圖）對比，直接判定晶粒度級別（如 5 級、7 級等）。

若放大倍數非 100×，需按公式校正：實際晶粒度級別 = 標準級別 + 6.644×lg (實際放大倍數 / 100)。

截點法（自動分析）：

使用 LAS X 軟件的 “晶粒度分析” 模塊，自動識別晶界并計算截點密度（單位長度內的晶界截點數），根據公式換算為晶粒度級別：

n=2 

(G?1)

其中 

n

 為每平方英寸內的平均晶粒數，

G

 為晶粒度級別。

三、徠卡 DM 750M 的特色功能助力晶粒度分析

智能圖像拼接

對于大尺寸試樣或需要統計大量晶粒的場景，可通過軟件控制顯微鏡自動拍攝多幅圖像并拼接成全景圖，避免手動選點的隨機性，提高評級準確性。

定量分析工具

軟件支持測量晶粒平均面積、周長、圓度等參數，生成直方圖和統計報表，適用于科研論文或質量控制報告。

熒光輔助觀察（可選）

若配備熒光模塊（如 UV、V、B、G 激發通道），可對特殊標記的晶粒（如通過熒光染色區分不同取向的晶粒）進行觀察，拓展分析維度。

四、注意事項與常見問題解決

試樣制備要點

腐蝕不足會導致晶界模糊，腐蝕過度則會使晶界變寬、產生二次腐蝕坑，需通過預實驗優化腐蝕時間。

拋光時避免樣品過熱，以防晶粒畸變（尤其是鋁合金、鈦合金等軟金屬）。

觀察條件優化

調節孔徑光闌至物鏡直徑的 2/3，提高圖像對比度；調節視場光闌至略大于視場，減少雜散光干擾。

對反光較強的試樣（如不銹鋼），可在光源前加裝偏光片，降低表面反光。

評級誤差控制

比較法評級時，需確保圖像清晰度與標準圖一致，避免因放大倍數或亮度差異導致誤判；自動截點法需手動修正軟件誤識別的晶界（如雜質或裂紋）。

五、應用場景舉例

鋼鐵材料：用于分析退火、正火或淬火后的晶粒尺寸，評估熱處理工藝對性能的影響（如晶粒細化可提高強度和韌性）。

鋁合金：觀察鑄造或鍛造后的晶粒度，判斷加工工藝是否達標（如航空鋁合金要求晶粒度不粗于 5 級）。

金屬鍍層：分析鍍層晶粒尺寸，評估鍍層均勻性和結合力。

通過徠卡 DM 750M 倒置金相顯微鏡與專業軟件的結合，可實現晶粒度分析的自動化、高精度化，為材料研發和質量控制提供可靠的數據支持。