Die Entwicklung und Anwendung metallografischer Mikroskope
Das Abbildungsprinzip eines Teleskops ähnelt dem eines Mikroskops. Während der Erforschung von Teleskopen veränderten der Italiener Galileo und der Deutsche Kepler den Abstand zwischen Objektivlinse und Okular, um eine angemessene optische Pfadstruktur für das Mikroskop zu erhalten. Die Optiker dieser Zeit beschäftigten sich mit der Herstellung, Förderung und Verbesserung von Mikroskopen. Aufgrund der rasanten Entwicklung der Bergbauindustrie ist eine mikroskopische Beobachtung der inneren Struktur von Metallen erforderlich, und das metallografische Mikroskop wurde offiziell eingeführt, wodurch zunächst die grundlegende Struktur des metallografischen Mikroskops festgelegt wurde.
Um 1665 fügte Hooke dem Mikroskop Grob- und Feinfokussierungsmechanismen, ein Beleuchtungssystem und einen Arbeitstisch zum Tragen von Proben hinzu. Nach kontinuierlicher Verbesserung machen diese Komponenten nicht nur die Bildgebung metallografischer Mikroskope klarer, schneller und einfacher zu tragen, sondern werden auch zu einer Grundkomponente moderner metallografischer Mikroskope.
Im 19. Jahrhundert verbesserte das Aufkommen hochwertiger achromatischer Immersionsobjektive die Fähigkeit metallografischer Mikroskope, feine Strukturen zu beobachten, erheblich. Dies förderte auch die Weiterentwicklung metallografischer Mikroskope in der medizinischen und biologischen Forschung. 1827 verwendete Amici als erster ein Objektiv mit Flüssigkeitsimmersion, das die Lebensdauer des Objektivs verlängerte und die Bildqualität sicherstellte. In den 1870er Jahren legte der Deutsche Abbe (Gründer von Zeiss) die klassischen theoretischen Grundlagen für die Mikroskopbildgebung und die Partikelmikroskopie. Diese haben die rasche Entwicklung der Herstellung metallografischer Mikroskope und der mikroskopischen Beobachtungstechnologie gefördert.
Während sich die Struktur des Mikroskops selbst weiterentwickelt, wird auch die mikroskopische Beobachtungstechnologie ständig weiterentwickelt: 1850 kam die Polarisationslichtmikroskopie auf den Markt; 1893 kam das Interferenzmikroskop auf den Markt, das heute als mikromolekulares Interferenzmikroskop bezeichnet wird; 1935 erfand der Zeiss-Ingenieur und Physiker Zelnick die Phasenkontrastmikroskopie, für die er 1953 den Nobelpreis für Physik erhielt. Das klassische optische Mikroskop ist lediglich eine Kombination aus optischen Komponenten und feinmechanischen Komponenten. Es verwendet das menschliche Auge als Empfänger, um das vergrößerte Bild zu beobachten. Später wurde dem Mikroskop ein fotografisches Gerät hinzugefügt, und lichtempfindlicher Film wurde als Empfänger verwendet, der aufgezeichnet und gespeichert werden konnte. So wurde das Videomikroskop geboren. In der heutigen Zeit werden optoelektronische Komponenten, Fernsehkameraröhren und Ladungskoppler häufig als Empfänger von Mikroskopen verwendet und bilden in Verbindung mit mikroelektronischen Computern ein vollständiges System zur Erfassung und Verarbeitung von Bildinformationen.
Mit der kontinuierlichen Entwicklung der Technologie und der kontinuierlichen Verbesserung der Ausrüstung haben sich die heutigen metallografischen Mikroskope in Bezug auf Bildgebung und Lichtquellen im Vergleich zu früheren Mikroskopen weiterentwickelt. Frühere Mikroskope konzentrierten sich hauptsächlich auf die Korrektur der chromatischen Aberration und der partiellen sphärischen Aberration, wobei je nach Korrekturgrad achromatische und apochromatische Objektive verwendet wurden. Bei neueren metallografischen Mikroskopen wurde Aberrationen wie Objektfeldkrümmung und Verzerrung ausreichend Aufmerksamkeit geschenkt. Nachdem diese Aberrationen durch Objektivlinse und Okular korrigiert wurden, ist das Bild nicht nur klar, sondern auch seine Ebenheit kann über einen großen Bereich aufrechterhalten werden, was für die metallografische Mikrofotografie besonders wichtig ist. Daher werden heute häufig planachromatische Objektive, planapochromatische Objektive und Weitfeldokulare verwendet. Darüber hinaus verwendeten die frühesten metallografischen Mikroskope gewöhnliche Glühlampen zur Beleuchtung. Später erschienen Niederspannungs-Wolframlampen, Kohlenbogenlampen, Xenonlampen, Halogenlampen, Quecksilberlampen usw., um die Helligkeit und den Lichteffekt zu verbessern. Einige Spezialmikroskope erfordern monochromatische Lichtquellen, Natriumlampen.
Metallurgische Mikroskope werden heute in medizinischen und Gesundheitseinrichtungen, Laboren, Forschungsinstituten und Hochschulen breit eingesetzt, um in den Bereichen Biologie, Pathologie und Bakteriologie zu beobachten, zu lehren und zu forschen, für klinische Experimente und routinemäßige medizinische Untersuchungen; in Fabriken und Laboren wird sie auch zur Materialprüfung, Analyse und Identifizierung eingesetzt. Das metallografische Mikroskop wird hauptsächlich zur Identifizierung und Analyse der inneren Struktur von Metallen verwendet. Es ist ein wichtiges Instrument zur Untersuchung der Metallografie und ein Schlüsselgerät für die Industrie zur Bestimmung der Produktqualität. Das Gerät ist mit einer Kamera ausgestattet, die metallografische Bilder aufnehmen und analysieren kann. Außerdem kann es Messungen und Analysen an der Grafik durchführen sowie Funktionen wie Bearbeiten, Ausgabe, Speicherung und Verwaltung von Bildern ausführen. Aufgrund der einfachen Bedienung, des großen Sichtfelds und des relativ niedrigen Preises sind metallografische Mikroskope noch immer die am häufigsten verwendeten Instrumente bei Routineinspektionen und Forschungsarbeiten.
