Mecânica de Epi-Iluminação por Luz Refletida
A inspeção de amostras de ligas metálicas opacas requer óptica de luz refletida (epi-iluminação) em vez de luz transmitida, como ocorre em microscópios biológicos. Como os metais sólidos bloqueiam a luz, os feixes de luz de alta intensidade atravessam diretamente as lentes objetivas, refletem na superfície polida do metal e retornam à óptica com nitidez visual excepcional.
A ampliação visual total é calculada multiplicando-se a classificação da lente objetiva, a escala visual da ocular e o fator do tubo óptico interno:
Ampliação visual total = Classificação da lente objetiva × Escala da ocular × Fator do tubo
Qualitest Os instrumentos ópticos oferecem alcances visuais que variam de 40× a 1000× de ampliação. Os sistemas de imagem digital medem a escala visual real alinhando micrômetros de platina calibrados diretamente ao lado de blocos padrão a uma distância de referência de 25 centímetros.
Os laboratórios industriais podem escolher entre duas configurações mecânicas principais:
- Microscópios metalúrgicos verticais: Plataformas como a QualiMM™ M2, a QualiMM™ JM2 (com ajuste de foco preciso de 0.002 mm) e a QM900 inspecionam superfícies polidas de amostras usando estágios mecânicos de precisão (como superfícies de trabalho de 180 × 155 mm ou 172 × 142 mm).
- Microscópios metalúrgicos invertidos: Plataformas robustas como a QIM900, a QualiMM™ 6A e a série QualiMM™ 2000 permitem a montagem de amostras de cabeça para baixo em placas de apoio expansivas (até 340 × 230 mm na QIM900, que suporta componentes industriais pesados com peso de até 30 kg).
As plataformas avançadas contam com nosso sistema óptico infinito proprietário NIS45 (presente nos modelos QM900, QIM900 e QX1000). Este sistema projeta caminhos de luz paralelos dentro da estrutura, mantendo as bordas do campo de imagem planas e permitindo que as equipes técnicas insiram prismas DIC ou componentes polarizadores sem criar desfoque óptico.
Quatro modos de iluminação e métodos de contraste
Para revelar detalhes microestruturais ocultos em ligas complexas, Qualitest As lunetas utilizam torres de revólver especializadas (como as torres de revólver quíntuplas ou sêxtuplas das lunetas QualiMM™ 41 e QM900) para alternar entre quatro métodos de iluminação por luz refletida:
| Modo de iluminação | Como os raios de luz se propagam | Trabalho ideal de inspeção de materiais | Integração de modelo |
|---|
| Campo claro | A luz incide diretamente para baixo; superfícies planas refletem a luz de volta para a lente (parecendo brilhantes), enquanto elementos angulares dispersam a luz (parecendo escuros). | Verificação das fases primárias da liga e identificação das linhas de contorno entre os grãos individuais. | QualiMM™ M2 / JM2 |
| Campo escuro | A luz incide em ângulos externos acentuados; zonas da superfície lisas como um espelho refletem a luz (parecendo escuras), enquanto pequenas saliências na superfície dispersam a luz diretamente de volta para a lente. | Identificação de fissuras microscópicas na superfície, poros abertos e inclusões não metálicas. | QualiMM™ 41 / QM900 |
| Luz polarizada | A luz filtrada passa por duas placas polarizadoras posicionadas em ângulos de 90 graus; estruturas cristalinas anisotrópicas alteram o trajeto da luz, revelando um contraste de cores vívido. | Inspeção da disposição dos grãos em metais direcionais como titânio ou zircônio. | QualiMM™ 6A / JM2 |
| Contraste de Interferência Diferencial (DIC / Nomarski) | Ondas de luz gêmeas geram um contraste sutil de sombras em variações mínimas de altura, construindo um perfil de altura de superfície tridimensional realista. | Visualização da microtopografia, etapas sutis de corrosão química e camadas finas de revestimento. | QX1000 / QIM900 |
Procedimento padrão de preparação de amostras
A visualização de microestruturas autênticas sob um microscópio de luz refletida requer um método de preparação rigoroso em quatro etapas: fatiamento, encapsulamento, lixamento, polimento e tratamento químico para evitar marcas artificiais na superfície.
- Fatiamento a frio (Seccionamento): Extraia uma amostra representativa usando um disco de corte abrasivo (como a nossa série QualiCut). Inunde a zona de corte com líquido refrigerante para evitar danos causados pelo calor (os testadores de ligas sensíveis ao calor sabem exatamente o quão crítico isso é!).
- Encapsulamento (Montagem): Encapsule amostras de metal bruto dentro de cilindros de resina sólida (usando nossa série QualiMount). Isso proporciona uma fixação segura para manuseio e protege as bordas externas da amostra contra arredondamento durante o polimento.
- Lixamento e polimento progressivos: Utilize lixas abrasivas de granulação cada vez mais fina (começando com a mais grossa e passando para as mais finas de carbeto de silício) para suavizar as marcas de corte profundas. Finalize com panos de polimento macios embebidos em suspensão fina de diamante até que a superfície da amostra se torne um espelho brilhante e reflexivo.
- Gravação Química: Tratar a superfície polida com reagentes químicos suaves permite que as linhas de contorno dos grãos sejam corroídas mais rapidamente do que as fases metálicas primárias. Essa leve reação química cria um contraste óptico satisfatoriamente preciso sob iluminação refletida.
Análise Microestrutural Quantitativa e Software de Câmera
Além da inspeção visual qualitativa, os microscópios de luz refletida medem frações volumétricas exatas, tamanhos médios de grãos e espaçamento entre constituintes usando rotinas de contagem padronizadas. Sistemas de câmeras integrados, combinados com o software de análise de imagens metalúrgicas MaterialQ+™ ou com o nosso pacote de software QX1000, substituem a lenta contagem manual por medições digitais automatizadas.
- Classificação granulométrica automatizada (ASTM E112 / ISO 643): Cálculo instantâneo dos diâmetros médios dos grãos e das curvas de distribuição em amostras de aço ou alumínio polido.
- Fração de Volume de Fase (ASTM E562): Contagens percentuais automatizadas comparando as fases constituintes de ferrita, perlita, austenita ou martensita.
- Classificação de inclusão (ASTM E45): Classificação e triagem automatizadas de sulfetos, óxidos e silicatos não metálicos.
- Captura de imagem avançada: Empilhamento Z multifocal, captura de alta faixa dinâmica (HDR) e junção de imagens de grande área (padrão nos sistemas QX1000 com precisão de ajuste fino de 1 μm).
