金相显微镜作为材料科学与工程领域的“微观侦探”，在揭示金属、陶瓷等材料的内部组织（如晶粒、相分布、缺陷）中发挥着不可替代的作用。与电子显微镜不同，金相显微镜的成像依赖光学系统与样品制备的协同优化。本文将聚焦样品处理、照明技术、物镜选择等核心环节，助您捕捉材料的“基因密码”。

一、样品制备：磨出真相的艺术

机械抛光：镜面背后的科学

粗磨阶段：选用400-800目砂纸，快速去除切割损伤层，注意水冷防止金属变形。

细抛阶段：搭配金刚石研磨膏（1μm→0.25μm）与短绒布，直至表面呈镜面反射。

腐蚀技巧：使用特定试剂（如硝酸酒精溶液）选择性溶解晶界，时间控制需精确到秒级（如304不锈钢常用Vilella试剂腐蚀15-20秒）。

深腐蚀与电解抛光

复杂相结构：延长腐蚀时间（如铸铁石墨化分析需深腐蚀2分钟），暴露三维枝晶形态。

电解抛光：适用于高硬度材料（如碳化物），利用电化学反应消除表面应变层。

二、照明技术：让结构“发光”

暗场成像：捕捉晶界舞者

调整聚光镜光阑至物镜后焦平面，仅允许散射光进入，使晶界呈现亮线，适用于共晶组织观察。

偏光显微镜：解析各向异性

插入偏振片与波片，利用双折射效应区分铁素体与珠光体，适用于淬火组织分析。

微分干涉（DIC）：3D浮雕效果

通过Nomarski棱镜产生相位差，增强表面起伏立体感，适合观察疲劳条纹或层错。

三、物镜与孔径优化：分辨率的Z级博弈

长工作距离物镜（LWDA）

针对不规则样品（如断口），选择WD≥10mm的物镜，避免碰撞且保持高分辨率。

孔径光阑与视场光阑协同

低倍观察（如50×）：开大孔径（≥80%）提升亮度，闭合视场光阑（≤60%）减少眩光。

高倍观察（如1000×）：适当缩小孔径（50-70%）提高分辨率，视场光阑匹配数值孔径。

四、图像采集与分析：从定性到定量

多层聚焦：扩展景深

对倾斜样品（如冲压件流线）进行Z轴堆叠拍摄，后期使用ImageJ进行扩展景深合成（Extended Depth of Focus, EDF）。

晶粒度评级：截点法实战

依据ASTM E112标准，在100×视场下放置截距网格，统计晶界交点数以计算晶粒度级别。

五、环境控制：细节守护者

防振动与防尘

将显微镜置于气动隔振台，关闭空调气流，使用亚克力罩覆盖样品台。

色温稳定

启用显微镜内置色温校准功能，或配备光纤冷光源，避免卤素灯色温漂移导致颜色失真。

金相成像是一门“手脑并用”的技术。从样品制备到照明调整，从物镜选择到数据分析，每个步骤都需精益求精。建议新手从标准样品（如退火45钢）练起，逐步挑战复杂合金。掌握这些技巧后，您不仅能揭示材料的微观奥秘，更能为工艺改进提供关键依据。