Μικροσκοπική εξέταση των υλικών Δήμητρα Βερνάρδου Θωμάς Μπενέτος Εργαστήριο: Ποιοτικός έλεγχος και Τεχνολογία μηχανολογικών υλικών  

Εισαγωγή Κρυσταλλική δομή των υλικών, Mορφολογία των υλικών, Φύση και μέγεθος των μακροσκοπικών ατελειών, Επίδραση της μηχανικής και θερμικής κατεργασίας στη δομή των υλικών, Διάγνωση των ατελειών και των μηχανισμών αστοχίας των υλικών.

Μέθοδοι μικροσκοπικής ανάλυσης των υλικών Οπτική μικροσκοπία (Optical microscopy) Μελέτη μορφολογικών χαρακτηριστικών, απλή και φθηνή τεχνική, εύκολη επεξεργασία των αποτελεσμάτων, τυπική μεγέθυνση (x 2000). Ηλεκτρονική μικροσκοπία (Electron microscopy) Μελέτη μορφολογικών χαρακτηριστικών, υψηλό κόστος. Ακτίνες Χ (X-rays) Μελέτη κρυσταλλικής δομής.

Οπτική Μικροσκοπία Μεταλλογραφική εξέταση των μετάλλων Δειγματοληψία (Sampling), Λείανση (Grinding), Λεπτή λείανση ή γυάλισμα (Polishing), Διάβρωση (Etching), Oπτικό μεταλλουργικό μικροσκόπιο. Κυριότερα μέρη μεταλλουργικού μικροσκοπίου Πηγή φωτός, Φακό εστίασης, Αντικειμενικό φακό, Προσοφθάλμιο φακό.

Στάδια στερεοποίησης των μετάλλων (α) σχηματισμός πυρήνων κρυστάλλωσης (β) ανάπτυξη κρυστάλλων, (γ) κόκκοι και όρια κόκκων.

Επίδραση διαβρωτικού στην επιφάνεια των κόκκων Διαφορετική υφή στην επιφάνεια των κόκκων λόγω διαφορετικού προσανατολισμού των κρυστάλλων κάθε κόκκου. Η ποσότητα του ανακλώμενου φωτός που συγκεντρώνεται στον αντικειμενικό φακό του μικροσκοπίου ποικίλει από κόκκο σε κόκκο. Διαφορετική φωτεινότητα των κόκκων Επίδραση παρατεταμένης δράσης διαβρωτικού Σχηματισμός μικρών αυλακώσεων (groves) κατά μήκος των ορίων των κόκκων. Οι αυλακώσεις είναι διακριτές λόγω της μεγάλης διαφοράς της γωνίας ανάκλασης του φωτός που προσπίπτει στις αυλακώσεις.

Μικροσκοπική δομή μεταλλικών δοκιμίων

Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Σάρωσης (Scanning Electron Microscopy, SEM)

Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Διαπερατότητας (Transmission Electron Microscopy, TEM) Δέσμη ηλεκτρονίων διαπερνά το δείγμα, Μελέτη εξερχομένης δέσμης η οποία συγκεντρώνεται με τη βοήθεια φακών και προβάλλεται σε οθόνη φθορισμού, Τυπική μεγέθυνση, x 1000000, Διακριτική ικανότητα μεγεθών της τάξης των 10-9 m, Μικρό πάχος δειγμάτων (<10-6 m) (εξασθένηση δέσμης), Προσεκτική προετοιμασία δειγμάτων (χημικές ή ηλεκτρονικές μεθόδους).

Θάλαμος

Παραδείγματα

Scanning Electron Microscope (SEM) image showing wire with an intergranular fracture

Ενυδατωμένος κόκκος τσιμέντου