Source: https://es.scribd.com/document/56801478/Microscopio-electronico
Timestamp: 2016-09-29 03:34:10+00:00

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La Metalografía o Microscopía estudia microscópicamente las características estructurales de un metal o de una aleación. Sin duda, el microscopio es la herramienta más importante del metalurgista tanto desde el punto de vista científico como técnico. Es posible determinar el tamaño de grano, y el tamaño, forma y distribución de varias fases e inclusiones que tienen gran efecto sobre las propiedades mecánicas del metal .La micro estructura revelará el tratamiento mecánico y térmico del metal y, bajo un conjunto de condiciones dadas, podrá predecirse su comportamiento esperado. Además este tipo de microscopio es de uso común para el control de calidad y producción en los procesos industriales, permite además efectuar el control de superficie y el análisis óptico de los metales. De acuerdo al propósito de su uso existe multitud de variedad dependiendo del tipo de objetivo, oculares, aumento, enfoque, etc.
Metalúrgia de los Materiales
Poder reconocer y describir las partes del microscopio metalografico invertido en el laboratorio de metalurgia de los materiales para tener una optima utilización en su diversos aplicaciones
Lograr un buen manejo del microscopio metalografico para desarrollar apropiadamente su utilización Tener un buen afianzamiento, conocimiento y destreza para la utilización del microscopio invertido.
[Escribir el título del documento] FUNDAMENTOS TEÓRICOS EL MICROSCOPIO METALOGRÁFICO
En este punto es apropiado analizar brevemente los principios del microscopio metalúrgico. En comparación con uno de tipo biológico, el microscopio metalúrgico difiere en la manera en que la muestra es iluminada. Como una muestra metalográfica es opaca a la luz, la misma debe ser iluminada por luz reflejada. Como se ve en la figura 1, un haz de luz horizontal de alguna fuente de luz es reflejado, por medio de un reflector de vidrio plano, hacia abajo a través del objetivo del microscopio sobre la superficie de la muestra. Un poco de esta luz incidente reflejada desde la superficie de la muestra se amplificará al pasar a través del sistema inferior de lentes, el objetivo, y continuará hacia arriba a través del reflector de vidrio plano; luego, una vez más lo amplificará el sistema superior de lentes, el ocular. El poder de amplificación inicial del objetivo y del ocular está generalmente grabado en la base de la lente. Cuando se utiliza una combinación particular de objetivo y ocular y la longitud adecuada de tubo, la amplificación total es igual al producto de las amplificaciones del objetivo y del ocular.
Figura 6.1: Ilustración del principio del microscopio metalúrgico compuesto y la traza de los rayos a través del sistema óptico desde el campo objetivo hasta la imagen final virtual.
El objetivo se compone de varias lentes que, agrupadas, forman un sistema óptico positivo y convergente. Si una probeta metalográfica se coloca un poco más allá del punto focal frontal del objetivo, se obtiene una imagen primaria real mayor que el objeto y situado al otro lado del sistema de lentes que componen dicho objetivo. El tamaño de esta imagen primaria depende de las distancias relativas a que se encuentran del objetivo, el objeto y su imagen. La distancia a que tal imagen se forma, con relación siempre al objetivo, depende de la distancia focal de este elemento, y de la distancia a que se encuentra el objeto con relación al punto focal frontal del objetivo. Si la imagen primaria producida por el objetivo se forma a una distancia apropiada, es posible que el segundo sistema óptico (el ocular) amplifique aún esa imagen en una cantidad proporcional a su aumento propio. La distancia entre ocular y objetivo es fija y corresponde a la longitud mecánica del tubo del microscopio. Para lograr que la imagen primaria se forme en la posición debida con respecto al ocular, se debe enfocar el microscopio. El objetivo es capaz, por sí mismo, de dar una imagen real del objeto, pero existen unos oculares como los de Huygens, que colaboran en la formación de esta imagen. La lente frontal del ocular, o lente de campo, forma sistema con el objetivo para originar una imagen primaria en el foco de la lente de salida u ocular. Si la posición de esta imagen primaria es correcta, la lente ocular (no confundir con el ocular que es el sistema completo) en unión con el sistema de lentes que forman el ojo humano, producen una imagen real en la retina. La imagen formada en la retina es derecha y no está invertida, pero debido a la forma con que responde el sistema nervioso a las excitaciones de la retina, el observador tiene la conciencia de que tal imagen es invertida y se encuentra localizada en el espacio exterior y a cierta distancia del ojo. Esta imagen en el espacio, no existe realmente y se denomina imagen virtual.
De los tres elementos esenciales que constituyen un microscopio (objetivo, ocular e iluminador) el objetivo es el más crítico, por su influencia sobre la calidad de la imagen observada. Los objetivos se clasifican de acuerdo a la forma en que han sido corregidos los errores de aberración. Hay dos grupos distintos en uso: los acromáticos y los apocromáticos, y otros dos menos importantes: los semiapocromáticos y los monocromáticos.
Cuando la luz blanca procedente de un foco situado más allá de su distancia focal, a través de un lente simple positivo, se dispersa y se puede obtener una serie de imágenes del foco, de distintos colores, en distintos puntos del eje óptico. Puesto que el índice de refracción de los medios, tales como los vidrios ópticos, es tanto mayor cuanto más corta es la longitud de onda de la luz visible que los atraviesa, la imagen violeta o azul del foco, se produce más cerca de la cara de salida de la lente que la imagen roja. La aberración cromática es perjudicial, puesto que la imagen formada aparecerá rodeada de halos coloreados y falta de nitidez y claridad. Tal defecto es inevitable en una lente simple, pero se puede corregir parcialmente en un sistema, tal como un objetivo, si sus lentes elementales están formados por vidrios ópticos distintos y de algunos minerales, cuyos poderes dispersivos y sus índices de refracción sean diferentes. Los objetivos acromáticos están corregidos para dos regiones seleccionadas del espectro, generalmente el rojo y el verde. Los apocromáticos están corregidos para tres regiones del espectro, generalmente rojo, verde y violeta.
Cuando la luz monocromática, es decir, luz de una longitud de onda definida, pasa a través de una lente positiva sencilla y procede de un foco luminoso situado más allá de su distancia focal, se forman una serie de imágenes a lo largo del eje principal. La luz que pasa más próxima a los bordes de la lente se refracta más intensamente que la que pasa más cerca del centro óptico, y por ello los rayos marginales originan una imagen que se forma más cerca de la cara de salida que la que forman los rayos centrales. Este error inevitable en una lente no corregida, se denomina Aberración Esférica.
Cuando a través de la lente pasa una luz blanca, la aberración esférica se complica porque se asocia a la aberración cromática y se forman una serie de imágenes coloreadas a lo largo del eje de la lente. No se puede corregir la aberración esférica con relación a todos los rayos que puedan atravesar la sección transversal de un sistema de lentes y aunque corrija el efecto para los rayos centrales y los que puedan pasar por la periferia, siempre quedará una zona intermedia no completamente corregida.
Son de alta calidad, inferiores a los apocromáticos, pero de menor precio. Se encuentra en el comercio con distancias focales muy variadas, entre 32 mm a 1.8 mm y con aumentos muy diferentes, entre 4x y 97x. Están corregidos esféricamente para una región del espectro, verde y amarillo, y cromáticamente para dos colores, verde y rojo. Por esto n7o pueden dar imágenes con relaciones correctas de color. Normalmente se les usa con luz filtrada que posee las longitudes de ondas medias del espectro, verde-amarillo. Imágenes con luz roja, azul o violeta son de inferior calidad.
- Objetivos apocromáticos
Son los mejores pero más caros. Tienen distancias focales menores y poseen mayores aperturas numéricas y generalmente, más aumentos propios. Su campo de observación es menos plano que el de los acromáticos. Son más complejos por estar formados de un mayor número de lentes, y mejor corregidos. Están corregidos cromáticamente para tres regiones del espectro, rojo, verde y violeta y esféricamente para dos colores, verde y violeta. Para obtener un máximo rendimiento deben utilizarse con oculares compensadores. Son los más adecuados para la observación visual a grandes aumentos y para la fotomicrografía. Dan buen resultado con luz blanca y también con luz verde-amarilla o azul, logradas por un filtro adecuado.
[Escribir el título del documento] - Objetivos semi apocromáticos
Se conocen como objetivos de fluorita, son de alta calidad. Están corregidos en un grado intermedio entre los acromáticos y los apocromáticos y requieren oculares compensadores.
- Objetivos especiales
La mayoría de los equipos microscópicos modernos están equipados con estos objetivos corregidos para longitud de tubo infinita.
- Propiedades de los objetivos a) Aumentos
Cada objetivo posee un aumento propio característico, es decir, capacidad para dar una imagen un número determinado de veces mayor que el objeto. El sistema óptico del microscopio se completa con el ocular. Los oculares como los objetivos, tienen sus aumentos grabados en el montaje. El aumento total depende de los aumentos propios de cada uno de estos elementos y de la distancia que los separa del microscopio. Todos los objetivos salvo aquellos que están corregidos para longitud infinita, están proyectados para una longitud determinada de tubo, como por ejemplo, 160 ó 250 mm. Cuando se emplea una determinada combinación de objetivo y ocular, precisamente con la longitud de tubo prevista, el aumento total logrado es igual al producto de los aumentos propios del objetivo y el ocular.
b) Apertura numérica
Define los detalles más pequeños de un objeto que, con ciertas limitaciones, puede resolver, es decir, distinguir clara y completamente. La finalidad de todos los objetivos es recibir, para formar la imagen, un cono sólido de luz mayor que el que normalmente podría recibir el ojo desnudo. De la magnitud de este cono dependen, en parte, la claridad de la imagen y la resolución de los detalles finos del objeto. La resolución depende esencialmente de la cantidad de luz que penetra en el objetivo y es evidente que será esta cantidad tanto mayor cuanto mayor la amplitud angular del cono citado. Esta cantidad de luz depende, además, del índice de refracción del medio que separa el objetivo del objeto y a través del cual pasan los rayos que formarán la imagen (figura 6.4). La apertura numérica, que denominaremos A, se puede expresar adecuadamente por el producto del índice de refracción n del medio, y el seno de la mitad de la amplitud angular del cono en cuestión.
A. = n sen
[Escribir el título del documento] c) Poder de resolución
Es la capacidad de un objetivo para producir imágenes separadas y distintas de los detalles más próximos del objeto y depende fundamentalmente de la apertura numérica y de la longitud de onda de la luz empleada en la iluminación. Si toda la apertura del objetivo queda bañada por la luz, el poder de resolución se puede expresar por:
d= distancia mínima entre dos detalles observables distintamente, expresada en las unidades de longitud que se emplean para medir la longitud de onda. Las observaciones más cómodas requieren operar entre 500 y 1000 veces la apertura numérica. No se debe pasar más de 1000 veces la apertura numérica porque da lugar a imágenes con falta de nitidez y claridad de definición. Para la longitud de onda dada, la resolución de los detalles más finos es tanto mayor cuanto mayor sea la apertura numérica y para un objetivo dado la resolución es tanto mayor en cuanto menor sea la longitud de onda de la luz empleada.
d) Profundidad de foco
Es la capacidad para dar imágenes nítidamente enfocadas, cuando la superficie del objeto no es completamente plana. Tales superficies se encuentran en probetas metalográficas sobre atacadas o cuando ciertos constituyentes estructurales están elevados o deprimidos con relación a la superficie atacada.
e) Curvatura de campo
Todos los objetivos producen una imagen más o menos curva, lo que da lugar a que la nitidez lograda por un buen enfoque del centro del campo visual se pierda al acercarse a los bordes.
El ocular es un sistema de lentes cuya finalidad es aumentar la imagen primaria producida por el objetivo y hacerla visible como imagen virtual o proyectada como real, como sucede en las fotomicrografías. Los oculares son de cuatro tipos: negativos, positivos compensadores y amplificadores. (Figura 6.5) 1) Tipos negativos: Los más representativos son los de Huygens, compuestos de dos lentes no acromáticas y planas convexas, montadas en un tubo y ambas con su lado convexo en la dirección del objetivo. Entre las dos lentes existe un diafragma, situado a la distancia focal de la lente ocular. No pueden emplearse como lupas y no dan imágenes perfectas debido a su falta de corrección óptica. 2) Tipos positivos: Un ocular positivo cuenta con varias lentes sencillas, calculadas y combinadas para que el sistema se comporte como una lente positiva única. El primer foco principal del sistema se encuentra delante de la lente de campo y por ello el sistema puede funcionar como una lupa. Se compone de dos lentes plano convexo, lente de campo y lente ocular, colocados en tal forma, sobre la montura del ocular que sus caras convexas quedan frente a frente. Para definir y limitar el campo de visión existe un diafragma al frente de la lente de campo en el plano focal equivalente del sistema. 3) Tipos compensadores: Forman un grupo de oculares corregidos cromáticamente por exceso, a fin de que puedan compensar los errores cromáticos residuales de los objetivos apocromáticos y semiapocromáticos. No se pueden emplear con los objetivos acromáticos de poco aumento, pues la sobre corrección de dichos oculares causan efectos cromáticos en la imagen final.
4) Tipo amplificadores: Están proyectados para su empleo en fotomicrografía o para la proyección a distancia relativamente corta. La pupila de salida de estos sistemas queda entre sus lentes y el objetivo y por ello no se les puede emplear para examen visual ni usar como lupas. Funcionan como si fueran parte integrante del objetivo, por cuanto entre ambos forman una imagen real única que es la que se proyecta en la pantalla.
- Cuidado de los elementos ópticos Es esencial que los distintos elementos ópticos se hallen escrupulosamente limpios y libres de huellas dactilares, polvo, películas de grasa, que perjudican la calidad de las imágenes. El polvo se puede quitar de las superficies ópticas soplando aire sobre ellas, mediante una pera de goma, con un pincel de pelo blando de camello o frotando suave con una tela o papel apropiado. En estas operaciones hay que tener cuidado de no rayar la superficie ni deteriorarla por abrasión. La grasa y las huellas dactilares se quitan frotando con una tela o papel de los citados, impregnados en xilol (nunca alcohol ni otros disolventes orgánicos), secando luego con otros papeles limpios, y finalmente, soplando aire con una pera de goma para quitar las fibras del papel. Este método es ideal para quitar el aceite que queda adherido a los objetivos de inmersión y debe realizarse inmediatamente después del uso. En ningún caso se deben desmontar los elementos ópticos, y en particular los objetivos para su limpieza. Todos los elementos ópticos se deben manipular con cuidado. No deben estar expuestos a cambios bruscos de temperatura.
- Razón objetivo-ocular Para Para Para 100x 400x 1000x 10x : 10x 20x : 5x 40x : 10x 100x : 10x o o o o 1:1 4:1 4:1 10:1 Aceptable Superior Estándar Estándar
[Escribir el título del documento] - Banco Metalográfico
Es posible montar un fuelle de cámara sobre el ocular y usar el microscopio de mesa (figura 6.6a) para fotomicrografía; sin embargo, el metalógrafo tipo banco de la figura 6.6b, creado específicamente tanto para examen visual como para registrar permanente de estructuras metalográficas por métodos fotográficos, dará fotomicrografías de mayor calidad y precisión.
DESCRIPCIÓN DEL MANEJO DEL MICROSCOPIO METALOGRAFICO EN EL LABORATORIO 1. Por la cantidad reducida de instrumentos de microscopio al ingresar al laboratorio tuvimos que compartir de 2 a 3 alumnos por cada microscopio. 2. Luego pasamos a retirar el forro que lo cubre 3. A continuación pasamos a enchufar el cable de poder en la fuente de energía alterna y pasamos a prender el microscopio 4. Luego el profesor nos hace responsable de una probeta individual a cada alumno, para poder observar algunos detalles en el microscopio. 5. Colocamos la probeta en la parte de la platina para poder observarla con el microscopio 6. Luego con un aumento de 10x pasamos a regular la imagen hasta hacerla la más nítida posible para eso usamos la parte del enfoque micrométrico 7. También nos ayudamos con los botones moleteados para la guía X e Y esto nos permite amplia visión 8. Y por ultimo Analizamos algunos detalles y observaciones y los apuntamos para poder responder las preguntas del profesor que realizo en la parte final.
[Escribir el título del documento] IMAGEN DE LA PROBETA VISTA EN EL MICROSCOPIO METALOGRAFICO
ESQUEMA DE LAS PARTES DEL MICROSCOPIO METALOGRAFICO
PARTES PRINCIPALESDEL MICROSCOPIO METALOGRAFICO 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Ocular del campo grande Maguito de ocular ajustable Tubo binocular recto Tubo angular 30° factor 1,6x Estativo Enfoque rápido Enfoque micrométrico Pie Porta platina 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. Corredora campo H (campo claro) Maguito de iluminación Botón moleteado para enfocar la lámpara Lámpara de 12v/15w Revolver de objetivo Objetivos Platina cruzada Platina
DISCUSIÓN 1. En algunos microscopios no enciende la fuente de iluminación de la lámpara 2. Ubicación del punto exacto de análisis de una probeta 3. Como llega la imagen de la probeta a nuestros ojos 4. Si se puede usar otro tipo de color de luz en la lámpara
CONCLUCION 1. En algunos microscopios la bombilla estaba quemada, en otros no había ninguna bombilla 2. Si es posible encontrar el punto exacto de análisis con los botones moleteados de la guía x e Y , y con la ayuda de las medidas ubicadas en la platina 3. Por los algunos principios básicos de la física óptica que son de reflexión y refracción de la luz 4. Si se puede utilizar otro color en la bombilla por ejemplo para el análisis en campo oscuro que en algunos casos mejora la visión de la probeta
RECOMENDACIONES 1. Comprar una bombilla nueva 2. La probeta no debe ser manoseada con los dedos en la parte que se va a analizar ya que esto dificultaría la visión en el microscopio 3. Tener un mejor conocimiento de los principios básicos para así poder entenderlos 4. Cambiar la visión en campo oscuro si se observa con mayor nitidez la probeta
BIBLIOGRAFIA y y y http://www.uam.es/docencia/labvfmat//labvfmat/Anexo/microscopio_metalografico.htm http://es.scribd.com/doc/54271348/microscopio http://books.google.com/books?id=IhsKRVkzsAC&pg=PA711&dq=microscopio+metalografico&hl=es&ei=JPHHTe_oBcrp0gH26LjwBw&sa=X&oi =book_result&ct=result&resnum=2&ved=0CEQQ6AEwAQ#v=onepage&q&f=false
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