Mecánica de la epiiluminación por luz reflejada
La inspección de muestras de aleaciones metálicas opacas requiere óptica de luz reflejada (epiiluminación) en lugar de la luz transmitida que se utiliza en los microscopios biológicos. Dado que los metales sólidos bloquean la luz, los haces de luz de alta intensidad viajan directamente a través de las lentes del objetivo, rebotan en la superficie metálica pulida y regresan a la óptica con una nitidez visual excepcional.
El aumento visual total se calcula multiplicando la clasificación de la lente del objetivo, la escala visual del ocular y el factor del tubo óptico interno:
Aumento visual total = Valor del objetivo × Escala del ocular × Factor del tubo
Qualitest Los instrumentos ópticos ofrecen rangos visuales que abarcan desde 40× hasta 1000× de aumento. Los sistemas de imagen digital miden la escala visual real alineando micrómetros de platina calibrados directamente junto a bloques patrón físicos a una distancia de referencia estándar de veinticinco centímetros.
Los laboratorios industriales pueden elegir entre dos configuraciones mecánicas básicas:
- Microscopios metalúrgicos verticales: Plataformas como la QualiMM™ M2, la QualiMM™ JM2 (con ajuste de enfoque fino de 0.002 mm) y la QM900 inspeccionan superficies superiores de muestras pulidas mediante etapas mecánicas de precisión (como superficies de trabajo de 180 × 155 mm o 172 × 142 mm).
- Microscopios metalúrgicos invertidos: Las plataformas de alta resistencia como la QIM900, la QualiMM™ 6A y la serie QualiMM™ 2000 permiten montar las muestras boca abajo sobre amplias placas de escenario (hasta 340 × 230 mm en la QIM900, que admite componentes industriales pesados de hasta 30 kg).
Las plataformas avanzadas incorporan nuestro sistema óptico infinito NIS45, de propiedad exclusiva (disponible en los modelos QM900, QIM900 y QX1000). Este sistema proyecta trayectorias de luz paralelas dentro de la carcasa, manteniendo los bordes del campo de imagen planos y permitiendo a los equipos técnicos insertar prismas DIC o componentes polarizadores sin generar desenfoque óptico.
Cuatro modos de iluminación y métodos de contraste
Para revelar detalles microestructurales ocultos en aleaciones complejas, Qualitest Los visores utilizan torretas especializadas en el adaptador de la montura (como las monturas quíntuples o sextuples en los modelos QualiMM™ 41 y QM900) para alternar entre cuatro métodos de iluminación por luz reflejada:
| Modo de iluminación | Cómo viajan los rayos de luz | Trabajo ideal de inspección de materiales | Integración de modelos |
|---|
| Campo claro | La luz incide directamente hacia abajo; las superficies planas reflejan la luz directamente hacia la lente (apareciendo brillantes), mientras que las formas angulares dispersan la luz (apareciendo oscuras). | Verificar las fases primarias de la aleación e identificar las líneas divisorias entre los granos individuales. | QualiMM™ M2 / JM2 |
| Campo oscuro | La luz incide desde ángulos exteriores pronunciados; las zonas de superficie lisas como un espejo reflejan la luz (apareciendo oscuras), mientras que las pequeñas protuberancias de la superficie dispersan la luz directamente hacia la lente. | Identificación de microfisuras superficiales, poros abiertos e inclusiones no metálicas. | QualiMM™ 41 / QM900 |
| Luz polarizada | La luz filtrada pasa a través de dos placas polarizadoras colocadas en ángulos de 90 grados; las estructuras cristalinas anisotrópicas modifican la trayectoria de la luz para revelar un vívido contraste de color. | Inspección de la disposición de los granos en metales direccionales como el titanio o el circonio. | QualiMM™ 6A / JM2 |
| Contraste de interferencia diferencial (DIC / Nomarski) | Las ondas de luz divididas en dos partes generan un sutil contraste de sombras en mínimas variaciones de altura, creando un perfil de altura de superficie tridimensional realista. | Visualización de la microtopografía, los sutiles pasos del grabado químico y las finas capas de recubrimiento. | QX1000 / QIM900 |
Procedimiento estándar de preparación de muestras
Para observar microestructuras auténticas bajo un microscopio de luz reflejada se requiere un método de preparación disciplinado de cuatro pasos: corte, encapsulado, lijado, pulido y tratamiento químico para evitar marcas artificiales en la superficie.
- Corte en frío (sección): Extraiga una muestra representativa utilizando un disco de corte abrasivo (como nuestra serie QualiCut). Inunde la zona de corte con refrigerante líquido para evitar daños por calor (¡los técnicos que realizan pruebas de aleaciones sensibles al calor saben lo importante que es esto!).
- Carcasa (Montaje): Encapsule las muestras de metal en bruto dentro de cilindros de resina sólida (utilizando nuestra serie QualiMount). Esto proporciona un agarre seguro para su manipulación y protege los bordes exteriores de las muestras para que no se redondeen durante el pulido.
- Lijado y pulido progresivo: Utilice papeles abrasivos de grano cada vez más fino (comenzando con los gruesos y terminando con las finas láminas de carburo de silicio) para alisar las marcas de corte profundas. Finalice con paños de pulido suaves empapados en una suspensión de diamante fina hasta que la superficie de la muestra adquiera un brillo reflectante similar al de un espejo.
- Grabado químico: Trate la superficie pulida con reactivos químicos suaves para eliminar las líneas de los límites de grano más rápidamente que las fases metálicas primarias. Esta leve reacción química crea un contraste óptico preciso y satisfactorio bajo iluminación reflejada.
Software para análisis microestructural cuantitativo y cámaras
Más allá de la inspección visual cualitativa, los microscopios de luz reflejada miden fracciones de volumen exactas, tamaños de grano promedio y espaciamiento de constituyentes mediante rutinas de conteo estandarizadas. Los sistemas de cámara integrados, combinados con el software de análisis de imágenes metalúrgicas MaterialQ+™ o nuestro paquete de software QX1000, reemplazan el lento conteo manual con la medición digital automatizada.
- Clasificación automatizada del tamaño del grano (ASTM E112 / ISO 643): Cálculo instantáneo de los diámetros medios de grano y las curvas de distribución en muestras de acero o aluminio pulido.
- Fracción de volumen de fase (ASTM E562): Recuentos porcentuales automatizados que comparan las fases constituyentes de ferrita, perlita, austenita o martensita.
- Clasificación de inclusión (ASTM E45): Clasificación y separación automatizada de sulfuros, óxidos y silicatos no metálicos.
- Captura de imágenes avanzada: Apilamiento Z multifocal, captura de alto rango dinámico (HDR) y unión de imágenes de gran área (estándar en los sistemas QX1000 con una precisión de ajuste fino de 1 μm).
