Appunti di Metodologie metallografiche

Metodologie Metallografiche

• Conoscenza di tecniche di osservazione
• Campi applicazione
• Analisi qualitativa immersa
• Preparazione Comp.ori

Microstruttura visibile in microscopio ottica ed elettronica

3D punto di vista della diffrazione di raggi

Stereologico

Interpretazione tridimensionale di sez. trasversali 2D di materiali o tessuti

Metallografia => Scienza ed Arte di comporre

Un processo di levigatura e lucidatura

Attacco chimico (se necessario)

Luce – la microstruttura

Microstruttura => arrangiamento geometrico di grani e bolle differenti fasi di un materiale

Bordi di grano => differenza tra due grani in un materiale policristallino

Il cristallo era ordinato a causa del rapido cambiamento delle direzioni cristallografiche

Leghe ingegneristiche policristalline => gran numero di grani aventi struttura regolare

Bordi di grano => poter stimare la dimensione dei grani

Applicazioni

• Studio e caratterizzazione di metalli
• Comprensione del legame tra microstruttura e proprietà meccaniche
• Env.inzi nuove leghe
• Controllo dei trattamenti termici

Microscopio Ottico

concetto di risoluzione degli occhi umani

componenti principali:

• Diottrica -> regola il fascio di luce
• Recettore -> receptor i colori

La distanza viene percepita solo se il segnale è ricevuto da due diversi

Distanza minima a cui si può portare un oggetto

Distanza di visione distinta:

• 25 cm

L'occhio rimpecciactisce un oggetto di 0,06 mm = 60 μm

L'occhio rimpecciactisce un oggetto di 4μm

Microscopio Ottico

• Strumento che usa la radiazione ottica per ingrandire e risolvere.
• Radiazione ottica: radiazione visibile.
• Tecnologia: ruins tra occhio umano e microscopio.
• Commercializzazione: una sorgente sistemata, obiettivo per potere

Limite: il quadro numerico 1000-2000 dovuta ai fenomeni di riflessione.

È necessario strumento che lavori alla radiazione necessaria.

Ottica Geometrica

• Costruire l'immagine: Mr. Crocoscopio
• Verificare per raggi paralleli

Distorsione: obiettivo -> immagine

Microscopio ottico e Metallografia

• Aberrazione Sferica: provocata dal fatto che lo stesso non è superficie ideale per una lente in costruzione. I problemi sono dati dai raggi ottici più esterni vengono focalizzati a una distanza diversa da raggi centrali, che va a formare un’immagine non nitida.
• Aberrazione Cromatica: legata a una proprietà intrinseca del vetro, la diversa influenza di rifrazione per diverse lunghezze d’onda . (Prisma).

—>La qualità dell’immagine non sarà migliore e laberrazione aumentano al aumento di NA e maggiore misura della risoluzione.

—>Correzioni possibili ma costose (più elementi ottici).

• Acromatici: buona correzione, ma forniscono un’immagine curva.
• Obbiettivi Plana: stessa correzione sferica, immagine piatta.
• Apocromatico: alta correzione, non piano.
• Pianoapocromatico: alta correzione, immagine piana.

Luce Polarizzata

• Nature ondulatoria della luce: Si fanno coincidere le oscillazioni con particolari direzioni di oscillazione.
• Polarizzatore: serve per selezionare solo un piano di oscillazione a vibra solo in quella direzione per eliminare lunar combinazione si - usiamo un polarizzatore davanti la lente e non polarizzatore dietro per calcolare.
• Superficie sincronia, riflette luce, senz’altra ci rimane polare fino a che non si pianto per ruota i piani azzerztore.
• Sopra superficie > luce riflessa ha componente perpendicolare al piano di polarizzazione o ogni rotazione ai 90° dell’analizzatore cambio da chiaro a scuro.

—> Proprietà ottiche anisotrope Portano con le linee cristallografiche.

Pessione di lavoro

luce 400-700 nm

elettroni 0.001-0.01 nm

1 atm

focale fissa

condizioni di Vuoto

Superfici di solito sempre analizzate al SEM perché in event. se punti di ricerca è necessario profondità il campione

emessi

elettroni

fotoni

focalizzato

azione di campione

per informazione ci serve solo campione che interagisce con il reagire dagli elettroni e ricostruire anche da dove provengono

Profondità di penetrazione nel campione (nm)

Campione molto fino ad essere attraversato

Secondario - SEM

retro-riflessione inf. compositore

Zona raffreddato

scattering elastico

scattering ana-elastico

retroilluminazione morfologia superficie

Radiazione di retrodiffusione

0,0276 A

E₀ - Energia del fascio

Elettroni Secondari

Sono elettroni delle shell esterne del campione che sono

non il raggio

vengono emessi

Ho due tipi di SE: quelli

con l'uscita dei BSE

distanze tipiche di

informazioni relative alla morfologia del campione.

• Everhart-Thornley detector (ETD)

Rivelatori

• Through the lens detector (TLD)

ETD detector

per poter attrarre o respingere

di accellerare gli elettroni e ne provoca un'emissione di luce e infine un fotomoltiplicatore

che amplifica il segnale che poi viene trasmesso.

film di indium

Avviene

dal campo magnetico

al detector TLD.

Generazione immagine

Scansione Superficie

si predilige

(

relativamente

pixel generano

...

Altri parametri

• Spazio size
• Velocità di scansione
• Distanza di lavoro

Spettroscopia

• Spettroscopia a Dispersione di Energia (EDS) chiamata anche Microscopio...
• Analisi del segnalericaviamo la composizione chimica del campione.

Atomi ed Orbitali

• Nucleo → protoni + neutroni → carica positiva
• Elettroni → carica negativa...

... le orbite sono raggruppate in shell (K,L,M)...

... allontanandosi dal guscio.

... protoni e neutroni, e gli elettroni...

... eliminazione energia.

La radiazione è emessa quando protoni...

... dall’orbitale.

Fanto da cu... X

... emerge dalla radiazione di Bremsstrahlung...

Emissione di un fotone

Questo indica che...

Cubico

a=b=c d=β=γ=90° Esagonale a≠b f≠c d=β=90° f=120°

Coordinazione Formuale Cella con le posizioni degli atomi, abbiamo14 possibilità reticoli di Bravais (altri non possibili)

Struttura dei Metalli

• Le strutture più comuni sono: Cubica a facce centrate a corpo centrato e l'esagonale compatta
• Cubica corpo centrato CCC o BCC
• Cubica facce centrate CFC o FCC
• Esagonale compatta EC o HCP

Alcuni metalli possono essere polimorfici, quindi abbiamo forme alotropiche

Fattore di compattamento atomico (FCA)

V atomi nella cella elementareV cella elementare

Cubico a Corpo Centrato (CCC)

^FCA_ccc 0,68

Raggio atomico

R=^√3a₄

Numero di Coordinazione = 8

Numero di atomi direttamente adiacenti ad un singolo atomo nella struttura (max 12)

Cubico a Facce Centrate CFC

R=^√2a₄

Nuova coordinazione 12 FCA_cfc - 0,74 (massimo possibile)

Ottimizzazione dell'impaccamento