揭示金屬與合金的微觀結(jié)構(gòu)特征（下）

生命多彩

微觀結(jié)構(gòu)的本色在金相學(xué)中的應(yīng)用通常非常有限，但是當利用某些光學(xué)方法（如偏振光或DIC）或樣品制備方法（如彩色蝕刻）時，顏色可以顯示有用的信息。
偏振光顯微術(shù)對于檢查非立方晶體結(jié)構(gòu)與金屬（如Ti、Be、U和Zr）非常有幫助。遺憾的是，主要的商用合金（Fe、Cu、Al）對偏振光不敏感，因此彩色或著色蝕刻提供了一種額外的方法來揭示和辨別微觀結(jié)構(gòu)中的特征。

圖1：樹枝狀結(jié)構(gòu)的彩色晶粒 

顏色（色調(diào)）蝕刻劑通常采用化學(xué)方法（浸泡在溶液中）或電化學(xué)方法（浸泡在帶有電極和外加電位的溶液中），在樣品表面產(chǎn)生薄膜，這通常取決于特征。薄膜與反射光相互作用并通過干涉產(chǎn)生顏色，這在正常明場照明下可以觀察到，但是通過偏振光和相位延遲（λ或波片）可以顯著增強。另外，熱著色或氣相沉積是產(chǎn)生干涉膜的替代方法。

在鋼合金中，所謂的“第二相”成分可以通過蝕刻選擇性地著色，這提供了一種分別識別和量化它們的方法。用彩色蝕刻法鑒別鋼中的鐵素體和碳化物是一種常用的方法。

干涉膜的生長可以是樣品表面特征（如晶粒）晶體取向的函數(shù)。對于用標準試劑蝕刻（侵蝕晶界）產(chǎn)生不完整網(wǎng)絡(luò)（晶界）從而阻止數(shù)字圖像重建的合金，由于不同晶粒取向?qū)е碌奈⒂^結(jié)構(gòu)顏色編碼允許進行粒度分析。

定量分析優(yōu)于定性分析

定量金相學(xué)的起源在于應(yīng)用光學(xué)顯微鏡研究金屬合金的顯微組織。材料科學(xué)家必須解決的第一個基本問題是：

• 合金中某些特征性尺寸是多少，總共有多少這種類型的特征？
• 合金當中存在多少特定成分？

圖2：含有球狀石墨的球墨鑄鐵（HC PL Fluotar 10倍物鏡，明場）

圖3：鋼的表面硬化

• 凝固或加工產(chǎn)生的宏觀結(jié)構(gòu)模式（生長模式、流線、帶狀等）
• 焊縫熔深和熱影響區(qū)
• 由于凝固或工作引起的物理不連續(xù)性（孔隙、裂紋）
• 化學(xué)和電化學(xué)表面改性（脫碳、氧化、腐蝕、污染）
• 由于淬火不規(guī)則，鋼合金或鋼型的表面硬化深度（表面硬化）
• 磨削或加工不當造成的損壞
• 過熱或疲勞引起的熱效應(yīng)

偏振光立式顯微鏡 徠卡DM4 P、DM2700 P & DM750 P