球墨鑄鐵材料中石墨的定量分析與偏光觀察

1、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握鑄鐵材料金相試樣的磨制方法。1、掌握偏光金相原理及各向異性材料偏光下的光學(xué)效應(yīng)。2、熟悉偏光攝影技術(shù)。3、學(xué)會(huì)定量分析方法并測(cè)定球墨鑄鐵中石墨含量。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料 1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：光學(xué)顯微鏡、拋光機(jī) 2、實(shí)驗(yàn)材料：試樣、砂紙、酒精三、實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)述（偏光原理）在各向異性類的金屬磨面上，隨晶粒位向的不同，光學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變。當(dāng)偏振光照在金屬磨面上時(shí)，會(huì)形成兩個(gè)方向的分振動(dòng)光，由于在平行和垂直金屬磨面的方向上兩分振光強(qiáng)度不等，導(dǎo)致與原方向呈現(xiàn)一定的角度。對(duì)于偏光顯微鏡來說，當(dāng)起偏鏡與檢偏鏡成正交位置時(shí)，由于振動(dòng)面發(fā)生旋轉(zhuǎn)，使反射偏振光與檢偏鏡改變正交位置，部分光線就能通過檢偏鏡

2、。振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)愈大，通過的光線就愈多。當(dāng)=/4,3/4,5/4,7/4時(shí)，w最大，得到最大的光強(qiáng)；當(dāng)夠=0，/2，3/2時(shí)，w=0，就沒有光線能通過檢偏鏡，觀察到黑暗的消光現(xiàn)象。四、實(shí)驗(yàn)步驟與過程 1）磨制試樣：領(lǐng)取試樣，依次使用800、1000、1200的砂紙磨樣品，使其表面較為平滑，無明顯劃痕；2）拋光：使用拋光機(jī)對(duì)試樣的表面拋光，然后用酒精擦拭其表面5次左右，洗凈后吹干；3）觀察并拍照：放在顯微鏡下觀察，尋找較為完整的石墨區(qū)域；交替使用偏振片進(jìn)行觀察，會(huì)發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的石墨出現(xiàn)十字光亮的偏光現(xiàn)象。然后拍照，明場(chǎng)一張，暗場(chǎng)一張。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論實(shí)驗(yàn)圖片1（偏光圖片）實(shí)驗(yàn)圖片2（對(duì)用的明場(chǎng)圖片

3、）對(duì)圖片上的結(jié)果進(jìn)行分析：實(shí)驗(yàn)圖片3（測(cè)量石墨含量的圖片） 利用定量金相方法計(jì)算明場(chǎng)圖片中的石墨百分含量：C%=（1+3+2.5+1.5+2+3+2+1+1+1.5+1+2.5+2+3）/14*14*100%=13.78%其中，括號(hào)里的是每行的石墨所占的格數(shù)之和，14*14是總格數(shù)。六、實(shí)驗(yàn)問題討論：1、說明球狀石墨在普通光鏡下的形態(tài)與偏光下觀察到的形態(tài)。 答：球狀石墨在普通光鏡下呈現(xiàn)黑色的團(tuán)絮狀，而在偏光下，出現(xiàn)“黑十字”特征，有十字狀的亮斑。2、說明為什么偏光下球墨會(huì)有這種形態(tài)？是否所有的石墨均有這種形態(tài)？（比較圓的石墨與不圓的石墨）答：之所以在偏光下球墨有這種形狀是因?yàn)槠窆馍涞绞c基體交界處被反射出來，相當(dāng)于偏振光斜射到晶體表面，反射光出現(xiàn)相位差別改變了其振動(dòng)方向，能夠通過正交的檢偏振鏡。而與偏振光的振動(dòng)方向平行或垂直的兩個(gè)入射面不改變其振動(dòng)方向，反射光則不能通過正交的檢偏振鏡，觀察到的是黑暗的消光現(xiàn)象，使透明的球形夾雜物出現(xiàn)“黑十字”特征。并不是所有石墨都有這種形態(tài)，如圖，很多石墨的初始球狀形態(tài)被破壞，導(dǎo)致了其無法出現(xiàn)“黑十字”特征。3、說明偏光金相的應(yīng)用范圍。 答：1.判斷單晶體材料是立方晶系的晶體，還是非立方晶系的晶體；2.判斷立方晶系的各向同性；3.判斷非立方系晶體的各向異性；4.觀察各向異性多晶體在不腐蝕