材料表面的几何形貌特性在很大程度上影响着材料的许多基本性能和使用功能,材料表面显微形貌的分析与表征对材料的研究有着重要意义。材料表面显微形貌在二维平面的分析,应用于科学研究和工程实际已有半个多世纪。随着分析技术手段的发展与进步,具备超景深连续变倍功能的体视显微镜可对材料表面显微形貌在z 轴方向逐层采集图像,如图5.24 所示,通过将采集的图像堆叠生成高度图,从而实现了材料表面显微三维形貌的可视化。
图5.24 材料表面显微形貌可视化
三维立体形貌将二维图像中难以识别的形状清晰地呈现出来,为分析材料显微表面纹理、粗糙度、孔隙深度等重要指标提供了途径。体视显微镜高景深、制样简便的特性也使材料表面显微形貌分析更加高效。一方面,将表面显微形貌三维视图与三维高度图进行叠加渲染,可以得到更为直观的表面显微形貌三维高度纹理叠加图,在保留材料表面显微形貌特征的前提下显示更多有关形貌的几何尺寸细节,从而为材料表面显微形貌的分析与表征提供支持。另一方面,可以采用相关的三维工具对三维图像进行平移、旋转、缩放等操作,测量其中的距离、轮廓、体积、角度以及任意剖视截面图的高度、宽度、凹凸等数据,为材料表面显微形貌分析与表征进行深入分析提供更多的手段。(www.xing528.com)
超景深三维显微镜集体视显微镜、工具显微镜和金相显微镜于一体,可以观察传统光学显微镜由于景深不够而不能看到的显微世界。其应用领域可以拓展到光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)之间。它具有独特的环形照明技术,并配有斜照明、透射光和偏振光,能满足一般的金相照片拍摄、宏观的立体拍摄和非金属材料的拍摄,还可以拍摄动态的显微录像,光彩夺目的一面。
如图5.25 所示,以基恩士公司的VHX-1000C 数码显微系统为例,该系统由以下单元组成:VHX-1000C 控制器,OP-87306 控制板,VHX-1100 相机单元,VHX-S50 自由角度观察系统。其中,VHX-1000C 控制器用于显示观察量测画面,执行菜单操作,实现导航功能;使用OP-87306 控制板可快速对图像进行各项操作;通过VHX-1100 相机单元对图像色调、亮度与焦点进行调整;通过VHX-S50 自由角度观察系统可对产品进行自由角度观察。
图5.25 VHX-1000C 结构组成
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