作业布置 1.为了测定某材料的应力常数K,在单轴拉伸状态下进行原位X光测定，使用 3.生活中当我们看不清东西时，往往会本能地凑近看，卫生保健知识告诉我们 CK,为辐射源，实验过程中材料始终处于弹性段，在不同应力下，用固定平 这样容易近视：请从物理的角度解析人类这种本能的原理以及容易导致近视 方法，分别沿垂直于拉伸方向以及与拉伸方向呈45度角的方位，测定某衍射 的原因。 晶面的20角如表所示。 应0MPa) 300 500 4.需要制备45钢和高纯铝(99.999%纯度)两种材料的金相试样观察其光学显 20(deg) 垂直方向 154.2 154.7 155.0 微组织。试从试样磨制、腐蚀和光学显微镜观察等三方面分析这两种材料可 45度方向 154.2 153.7 153.4 能遇到的不同问题。 1)计算该材料在这种情况下的应力常数K。 2)若辐射源政为Cu-K,则应力常数为？ 2.一块淬火+低温回火的碳钢，经金相检验证明其中不含碳化物，又分析出Y 布置：4月09日 相中碳的质量百分数为1%，α相含碳极低，通过X射线粉末衍射测得y相{220 衍射峰累积强度为5.40，©相{211)衍射峰累积强度为512，问钢中所含奥氏 提交：4月16日（周二上课时） 体的体积分数？实验条件：Fe-Ka辐射，室温20℃，a-Fe点阵参数a=0.2866nm, -Fe点阵参数a(m=0.3571+0.44Wc,W:为碳的质量百分数。 1
1 作业布置 布置：4月09日 提交：4月16日（周二上课时）
一、光学显微镜光学基础 眼见为实 Seeing is believing 100μm 2
一、光学显微镜光学基础 2 眼见为实 Seeing is believing
.o1dsenM 眼见为实 Seeing is believing 3
3 眼见为实 Seeing is believing
Frequency in Wavelength cycles per second in nm 106- m Gamma rays 400- 1020- Violet One angstrom 10 450 Indigo One nanometer Blue X-rays 500- Ultravioler Green 105 One micrometer Visible Light Infrared 600 Yellow Orange s子 One centimeter 00 Red 1010- Short radio waves One meter Short radio waves 109 750 Broadcast band One kilometer 105 Visible Light:~6000 A 10 Long radio waves X-rays: 10.5-2.5A Electrons: λ~0.05A
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Optical Imaging 3 Energy-Loss Processes Spectra (real space) (energy absorbtion) Elastic Inelastic Scattering Scattering 2 Diffraction 4 Secondary Spectra Signals (reciprocal space) (excitation processes) 1.Signal can be focused-real space image 3.Energy loss spectra (e.g.,OM,SEM,TEM) (due to absorption of incident radiation) 2.Scattering angles can be collected and 4.Secondary signals such as x-rays or analyzed in reciprocal space secondary electrons (e.g.,XRD or SAD) (due to excitation ofelectrons in material) (Figure from D.Brandon and W.Kaplan,Microstructural Characterization of Materials.20 Edition,Wiley (2008)p.6) 5
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XRD Vs OM XRD Optical microscope (OM) ·结构的信息 ·形貌的信息 一晶体结构（相） -正空间(real space) 晶格常数 ● 检查材料微观组织结构的 -应力/应变 最常用、最基础的手段 -倒易空间(reciprocal space) ·应用 ·形态的信息 一材料生产制造中的质量控制 一透视 一材料使用中失效原因分析 一探伤 一建立材料结构-性能关系 6
XRD vs OM XRD • 结构的信息 – 晶体结构(相) – 晶格常数 – 应力/应变 – 倒易空间(reciprocal space) • 形态的信息 – 透视 – 探伤 Optical microscope (OM) • 形貌的信息 – 正空间(real space) • 检查材料微观组织结构的 最常用、最基础的手段 • 应用 – 材料生产制造中的质量控制 – 材料使用中失效原因分析 – 建立材料结构-性能关系 6
一、光学基础 ·透镜成像与分辨率 。 显微镜光学系统 ·物镜的构造与技术（数值孔径、像差) ·CCD/CMOS电子影像系统
一、光学基础 • 透镜成像与分辨率 • 显微镜光学系统 • 物镜的构造与技术（数值孔径、像差） • CCD/CMOS电子影像系统
折射(refraction) n=1 n>1 n=1 折射率(refractive index ●Vacuum 1 .Air 1.0003 ●Water 1.333 Incident wave Reflected .Cytoplasm 1.35-1.38? wave ● Glycerol 1.475 (anhydrous) Refractive index n,=1 ●Immersion oil 1.515 Speed =c ·Fused silica 1.46 .Optical glasses 1.5-1.9 Refractive index na Speed c/n Refracted wave Diamond 2.417 2/n Depends on wavelength and temperature → Snell's law: Mirror law: Sin(0)=n2 Sin(02) 8
折射(refraction) • 折射率(refractive index 8
色散(dispersion) ·不同波长光线的折射率n不同 http://gallery.hd.org/_c/natural-science/prism-and- refraction-of-light-into-rainbow-AJHD.jpg.html 9
色散 (dispersion) • 不同波长光线的折射率n不同 9
光学成像原理 Objective Lens” Focal length “Object Plane” “Image Plane” -u Magnified Light Object is placed image win 1 and 2fof Source the objective lens 1st image 1 1 + 211Vx and M=3 f 10
光学成像原理 10