EL MICROSCOPIO METALOGRFICO
Se caracteriza porque la imagen observada se produce por la reflexin de los haces luminosos sobre la probeta metalogrfica.
Todas las operaciones descritas en la preparacin metalogrfica tienen por objeto revelar, en una superficie metlica plana, sus constituyentes estructurales para ser observadas al microscopio. El microscopio es un instrumento muy til para el metalurgista. Por eso es importante saber sacar un rendimiento ptimo de sus posibilidades. El operador debe conocer los principios pticos de su funcionamiento, que encontrar descritos en cualquier texto de Fsica o, incluso, en las instrucciones del fabricante.
Bsicamente est constituido por un dispositivo de iluminacin, un vidrio plano o prisma de reflexin, el ocular y el objetivo.El aumento de la imagen observada viene dado por el producto de los aumentos del objetivo por los del ocular.
La mxima ampliacin que se consigue con los microscopios metalogrficos es, aproximadamente, de 1500 aumentos. Con el empleo de lentes baadas en aceite puede mejorarse este lmite, hasta unos 2000 aumentos. No obstante, este es la mayor magnificacin que se puede conseguir con microscopa ptica, debido al tamao de la longitud de onda de la luz visible (aprox. 4000 Para aumentar la magnificacin, tendremos que emplear electrones (0.5 en vez de fotones para "iluminar" la muestra, lo que nos lleva a emplear microscopios electrnicos.
1. APLICACIONES
2. DESCRIPCIN
Los microscopios metalogrficos ZUZI vienen a cubrir una amplia gama de necesidades
en actividades industriales y de investigacin. Se utilizan para la observacin microscpica
de objetos opacos de cualquier naturaleza.
Este microscopio esta diseado principalmente para la industria metalogrfica, metalrgica,
electrnica, qumica y otras.
1. Estativo
2. Platina
3. Objetivos
4. Revlver
5. Cabezal
6. Analizador
7. Oculares
8. Polarizador
9. Portafiltros
10. Diafragma iris
11. Condensador
12. Iluminador
13. Cable de la lmpara
14. Mando de enfoque macro
15. Mando de enfoque micro
16. Interruptor
17. Regulador intensidad luz
3. ESPECIFICACIONES TCNICAS
ESTATIVO (1): Metlico, muy estable (200x250 mm de base), con mandos coaxiales a
ambos lados graduados para el enfoque macromtrico y micromtrico. Posee un revolver
cudruple.
RECORRIDO DEL ENFOQUE:
Macro (14): 35 mm con parada final
Micro (15): 35 mm, 300 micras en cada vuelta graduada en 2 micras
CABEZAL (5): Triocular con adaptador fotogrfico y con iluminacin episcpica.
LONGITUD MECNICA DEL TUBO: 160 mm
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PLATINA (2):
Control coaxial mandos verticales
Dimensiones 185 x140 mm
Carrera 75(x) x 50 (y) mm
ALTURA DE PROBETAS: La altura mxima de probetas que puede utilizarse son 25
mm, si trabaja con alturas superiores a estos 25 mm consulte con nuestro servicio tcnico.
CONDENSADOR (11): Regulable horizontalmente.
DIAFRAGMA IRIS (10): Se centra con dos tornillos que tiene a ambos lados.
POLARIZADOR (8): sirve para polarizar la luz, se introduce en la ranura que existe en
el tubo de iluminacin episcpica.
ILUMINADOR EPISCOPICO(12): Lmpara halgena 6V 20W con intensidad ajustable.
FILTROS (9): Porta filtros circular con cuatros filtros neutro amarillo azul y verde.
4. ESPECIFICACIONES OPTICAS
OBJETIVOS:
Objetivos Aumentos Apertura numrica Distancia trabajo
Acromtico 4X 0.1 17.9 mm
Plano acromtico 10X 0.25 8.9 mm
Plano acromtico 40X(R) 0.65 0.67 mm
Plano acromtico 100X(R)(I) 1.25 0.31 mm
Constan de un sistema de lentes. Pueden ser objetivos secos, que son aquellos en los que
entre el objetivo y la preparacin slo hay aire, u objetivos de inmersin, cuando es necesario
colocar entre la lente y la preparacin un elemento lquido, que permite una mayor luminosidad.
Los objetivos secos son: 4x, 10x, y 40x (R)
El objetivo de inmersin es: 100x (R) (I)
Los objetivos acromticos corrigen las aberraciones cromticas debidas a la diferencia de
longitud focal y en funcin de la longitud de onda. Se corrige combinando dos lentes con distinta
dispersin y curvatura en el objetivo. Los objetivos planoacromticos corrigen las aberraciones
esfricas en cuatro longitudes de onda ( azul oscuro, azul, verde y rojo ) as como las
aberraciones cromticas para conseguir una imagen de campo plana y sin cambios de color.
Cada uno de estos objetivos planoacromticos estn compuestos por ms de 10 lentes.
(R): retrctil; (I): inmersin,
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Los objetivos de 40x y 100x son retrctiles, es decir, estn provistos en su interior de un
muelle que evita la ruptura en caso de que entren en contacto con la muestra.
Las caractersticas de cada objetivo estn codificadas por unas marcas de la siguiente
manera:
PL: objetivo plano, si no pone nada es un objetivo acromtico
40: aumentos del objetivos
0.65: apertura numrica
160: longitud del tubo
(0/-) sin cubreobjetos.
Oil: objetivo de inmersin.
- Apertura numrica: determina las propiedades del objetivo. La apertura numrica ms
grande hace la imagen ms brillante y la resuelve mejor.
- Distancia de trabajo: distancia, en mm., entre la muestra y la lente frontal del objetivo
cuando el microscopio se encuentra enfocado.
- Resolucin: es el valor recproco del poder separador , el cual representa la mnima distancia
en la cual dos pequeas partculas bajo la lente pueden verse separadas. Se calcular
en lneas/mm.
OCULARES:
WF 10X.
Dimetro de campo: 16 mm.
- W.F.: Wide Field: Gran angular/Gran campo.
- Dimetro de campo: representa el dimetro en milmetros del diafragma de campo que es
formado por el ocular.
5. INSTALACIN
Desembale el microscopio y asegrese de que no presenta ningn dao debido al transporte.
De ser as, comunquelo inmediatamente a su transportista o suministrador.
Guarde el embalaje, siempre se deben realizar las devoluciones en su embalaje original
con todos los accesorios suministrados.
Coloque el estativo (1) del microscopio con cuidado de no agarrar nunca por la platina,
sobre una mesa plana horizontal mantenindolo alejado de humedad, calor, polvo y vibraciones.
Para asegurar su estabilidad y evitar que se deslice es conveniente colocarlo sobre
una placa de caucho o papel de filtro.
El observador debe adoptar una postura cmoda, bien sentado y con la espalda recta. Es
conveniente trabajar sobre una mesa oscura, a fin de eliminar toda luz parsita que deslumbra
y disminuye la buena definicin de las imgenes evitndose as una fatiga absurda.
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Preste atencin a la luz ambiental; instale el microscopio lejos de las ventanas.
Haga bajar la platina (2) mediante los mandos de enfoque macro (14). Despus de desenroscar
las tapas protectoras, enrosque los objetivos (3) en el revolver (4) siguiendo un
orden ascendente (4x, 10x, 40x, 100x) en el sentido de las agujas del reloj (fig. 1).
MUY IMPORTANTE: Nunca coja el microscopio por la platina
(2) ni por el tubo, ya que de esta manera todo el peso del aparato
descansa sobre el tornillo micromtrico, cuyas muescas son
lentamente erosionadas.
Monte el cabezal (5) ajustndolo con el tornillo que lleva incorporado.
Inserte el par de oculares (10x) (7). El tubo binocular se
coloca en direccin del frente del microscopio, pero si fuese necesario
puede colocarse en cualquier otra direccin (fig.2).
Inserte el iluminador episcpico (12) en el tubo de iluminacin
del cabezal e inserte en la fuente de alimentacin (en la parte posterior
del estativo) el cable de la lmpara (13).
Estos microscopios disponen de una clavija Schuko. Esta clavija
debe conectarse a un tomacorriente que est conectado a tierra.
El tomacorriente debe quedar a mano para poder desconectar la
clavija rpidamente en caso de emergencia.
Ni el fabricante ni los distribuidores asumirn responsabilidad alguna por los daos
ocasionados al microscopio o por las lesiones sufridas por cualquier persona debido a la
inobservancia del correcto procedimiento de conexin elctrica. La tensin alterna debe ser
de 220-230 v, 50 Hz.
Cuando vaya a estar fuera de uso por un perodo prolongado (fin de semana, vacaciones,
etc.) protjalo.
Figura 1
Figura 2
6. INSTRUCCIONES DE USO
Se enciende el microscopio con el interruptor de "encendido /
apagado" (16). Este modelo esta provisto de un sistema de observacin
binocular y deben regularse correctamente los dos tubos
oculares:
La distancia interpupilar se grada separando o juntando los
tubos portaoculares como se muestra en la figura 3, y se consigue
cuando hay una total fusin de las dos imgenes,
La compensacin diptrica de los tubos; cierre el ojo izquierdo
y mirando con el derecho enfoque la muestra, cerrando alternativamente un ojo y despus
Figura 3
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el otro apreciar una diferencia ms o menos acusada del enfoque, para corregir este defecto
habr que accionar el mando de ajuste diptrico que lleva el tubo portaocular de la
izquierda hasta observar la imagen completamente ntida por los dos oculares simultneamente.
Si el observador tiene astigmatismo debe conservar sus gafas puestas, verificando previamente
que exista una distancia de observacin suficientemente alejada de la lente ocular
para evitar que sta roce con el cristal de las gafas.
Una vez hallados estos valores ser muy til memorizarlos, sobre todo si el microscopio
es compartido por ms de un usuario, para evitar tener que repetir la localizacin de los
valores idneos cada vez que el microscopio es manipulado.
Antes de iniciar la observacin se debe colocar perfectamente la lmpara. Para ello debe
aflojar el tornillo que la sujeta. Coloque un papel blanco sobre la platina (2). Desenrosque el
objetivo (3) con el que este enfocando y se observa la luz sobre el papel. Mueva la lmpara
hasta observar el reflejo de los filamentos sobre el papel. Una vez que consiga verlos apriete
el tornillo del iluminador que sujeta la lmpara ya que sta es su posicin correcta.
Antes de colocar la preparacin sobre la platina (2) debe bajarse sta a una distancia superior
a la distancia de trabajo del objetivo (3) de menos aumentos. Hecho esto se coloca la
muestra en el carro mecnico, tenga en cuenta que el microscopio est preparado para muestras
de 25 mm de altura mxima, si va trabajar con muestras de mayor altura pngase en
contacto con nuestro Servicio Tcnico.. Mirando con el objetivo (3) de menos aumentos suba
la platina (2) con el mando macro (14) hasta que aparezca la imagen, en este momento
empiece a accionar el mando micro (15) hasta conseguir un correcto enfoque.
IMPORTANTE: Empiece siempre la observacin con el objetivo de menos aumentos, lo que
facilita el enfoque, imposibilita que estropee las preparaciones o ensucie los objetivos, adems
es indispensable para regular la iluminacin previa a la observacin de mayor aumento y se
obtiene una imagen de conjunto de la topografa de la estructurapara centrarse posteriormente
en los puntos de mayor inters para su observacin a mayores aumentos.
Accionando el revlver (4) se pasar a otro objetivo de mayor aumento, al ser estos parafocales
bastar con retocar el enfoque con el mando micromtrico (15).
Cuando utilice el objetivo de inmersin (100X) deber tener en cuenta las siguientes consideraciones:
Para utilizar toda la apertura numrica del objetivo de inversin tanto el objetivo como
la muestra estarn inmersos en aceite de inversin, para ello procederemos del siguiente
modo:
- enfoque la preparacin con un objetivo de pocos aumentos (4x).
- ponga una gota de aceite de inmersin en la muestra.
- gire el revlver y site el objetivo de inmersin, retoque el enfoque con el mando
micromtrico.
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Deber evitar la formacin de burbujas en la pelcula de aceite, ya que se deteriora en
gran medida la imagen resultante.
Es imprescindible secar la lente frontal despus de cada observacin, Nunca debe usarse
gamuza! Debe hacerse con un papel especial para la limpieza de gafas o con un trozo de
tela de hilo. No debe sumergirse nunca el extremo del objetivo en ningn tipo de lquido,
dado que puede provocar el desprendimiento de la lente.
Regule la posicin del condensador (11) para conseguir iluminar uniformemente el
campo de visin (menor campo cuanto mayor sea el aumento), as la regulacin del condensador
ser ms precisa cuanto mayor sea el aumento. El condensador se mueve por un
tornillo que se afloja, para permitir moverlo y se vuelve a apretar cuando lo coloque en la
posicin adecuada.
El porta filtros (9) es una pieza circular y giratoria, con ella puede seleccionar el filtro
deseado.
El diafragma iris (10) permite disminuir la apertura hasta un valor similar al del objetivo
y de este modo evitar una iluminacin marginal que disminuya el contraste. Por lo tanto
estar ms cerrado cuando se utilice un objetivo de poco aumento y de escasa apertura
numrica. En realidad slo se usar su apertura total con el objetivo de inmersin.
El diafragma iris (10) hay que centrarlo y ajustarlo, el centraje se realiza con el diafragma
iris semicerrado, es preferible dejar la apertura del diafragma sobre el 70-80% de la apertura
numrica del objetivo. Afloje y apriete sucesivamente los tornillos hasta observar el diafragma
iris totalmente centrado en el ocular.
El cierre del diafragma, reduciendo la apertura numrica del sistema ptico, aumenta la
profundidad de enfoque o poder de penetracin. No se debe sobrepasar el lmite de difraccin
bajo el pretexto de aumentar la profundidad de enfoque.
El diafragma no debe usarse para reducir la intensidad de la iluminacin.
Para poder realizar las observaciones con luz polarizada el Microscopio metalogrfico
ZUZI cuenta con un sistema de filtros polarizadores cruzados, un polarizador fijo que se
encuentra en el cabezal del microscopio y que podemos seleccionar mediante la varilla del
Analizador (6) y un polarizador simple (9) que se inserta en el orificio del tubo de iluminacin
episcpica; Para accionar el sistema, site la varilla del Analizador en la posicin en la
que el filtro polarizador se encuentra en la trayectoria del haz luminoso (varilla de la derecha
hacia dentro) y gire el polarizador simple.
Toma de fotografas
Si se dispone de accesorios fotogrficos (opcional):
Monte el tubo fotogrfico y ajstelo con el tornillo correspondiente. Se coloca en su interior
el ocular fotogrfico 6.3X. Sobre el tubo fotogrfico se inserta el visor fotogrfico. Sobre
esta pieza se coloca el adaptador para cmara fotogrfica.
El adaptador para cmara termina en una rosca T. Sobre esta rosca coloque la anilla T
correspondiente a la cmara fotogrfica y sobre la anilla coloque el cuerpo de la cmara fotogrfica.
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Tire de la varilla de observacin / foto para colocarla en la posicin "foto" ( varilla hacia
fuera ). De esta forma la luz se dirige hacia el tubo fotogrfico. En la parte izquierda del visor
esta la llave que dirige la luz bien al ocular de enfoque fotogrfico o bien a la cmara fotogrfica
(arriba, cmara; abajo, ocular ).
Dirija la iluminacin hacia el ocular de enfoque y con el anillo de dioptras de este ocular
enfoque hasta ver la cruz de forma ntida. El campo que va a ser fotografiado esta englobado
dentro del marco del ocular de enfoque fotogrfico.
Para tomar fotografas, el diafragma que lleva incorporado el visor debe estar abierto. Se
abre mediante un pulsador a distancia, el cual dispone de un tornillo que al enroscarse permanece
el pulsador accionado. Cuando se cierra el diafragma para volverlo a abrir hay que
prepararlo, esto se realiza llevando hacia atrs el tornillo que hay en el visor.
Manteniendo el diafragma abierto tome las fotografas utilizando el disparador de la
cmara fotogrfica.
Este sencillo sistema permite una mayor comodidad a la hora de tomar las fotografas,
evitando vibraciones que perjudicaran la calidad de las mismas.
Eleccin de objetivos y oculares
La imagen observada pierde superficie y nitidez a medida que los aumentos son superiores.
Este incremento de aumentos debe obtenerse mediante objetivos cada vez ms potentes
y no a partir de oculares de mayor aumento, ya que el ocular solo aumenta la imagen
dada por el objetivo, por lo que contra ms aumentos tenga el ocular mayor es la prdida de
nitidez, claridad y superficie que presenta la imagen.
Para las observaciones rutinarias utilice los oculares de menos aumentos con objetivos
ms potentes. Si se poseen oculares de gran aumento (opcionales) se reservarn para casos
particulares, teniendo presente el hecho de que disminuyen la definicin y no incrementan
la resolucin.
7. MANTENIMIENTO
Todas las normas de utilizacin citadas anteriormente carecern de valor alguno si no se
realiza una continua labor de mantenimiento.
El mantenimiento necesario para estos microscopios es el mismo que para otros instrumentos
pticos.
Siempre deben mantenerse limpios y cubiertos para evitar que les entre el polvo.
Las lentes no deben ser desmontadas nunca por el usuario, si hubiese cualquier suciedad
en las superficies externas de las lentes lmpielas con un pao suave que no desprenda pelusa.
Para eliminar el polvo posado sobre las lentes sople con una pera o lmpielo con un cepillo
o pincel suave de pelo natural.
En la limpieza de las partes mecnicas utilice lubricantes no corrosivos, para no daar la
pintura o acabados. Teniendo especial cuidado de no tocar las partes pticas. Use siempre
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un detergente neutro.
Si se funde la lmpara reemplcela por una lmpara halgena de 6v 20w ZUZI, teniendo
cuidado de no tocar la ampolla con las manos desnudas.
IMPORTANTE: Antes de reemplazar la bombilla o el fusible asegrese de desconectar el
microscopio de la red elctrica. Asegrese de utilizar lmparas halgenas de 20W, el uso de
otro tipo de lmparas provocar un mal funcionamiento del instrumento.
Para el cambio de lmpara estos microscopios disponen de un tornillo que sujeta el portalmparas;
desenrosque el tornillo y tire de l hacia fuera, afloje los tornillos del portalmparas
y cambie la misma volviendo a sujetarla firmemente. Si fuese necesario vuelva a centrar
el portalmparas.
Si fuese necesario remplazar el fusible seguir el siguiente procedimiento: desenrosque la
tapa protectora que se encuentra en la base del microscopio (Fuse), reemplace el fusible y
vuelva a colocarlo en su misma posicin, enroscando de nuevo la tapa protectora.
8. CAUSAS DE UNA MALA IMAGEN
En caso de una imagen deficiente comprobar:
Que la iluminacin est bien realizada, que la intensidad lumnica no sea excesiva ni
demasiado dbil. No regularla nunca con el diafragma del condensador. El diafragma iris y
la lmpara deben estar bien centrados.
Que los oculares estn bien encajados y los objetivos bien enroscados.
La limpieza de todo el sistema ptico, procediendo de la siguiente manera; hacer girar los
oculares contemplando si las motitas se mueven, si es as limpiarlos. Hacer girar el cabezal en
su conjunto. Nunca debe desmontarse el cabezal, pero s pueden limpiarse delicadamente,
soplando con una pera, aquellas superficies accesibles de los prismas. Girar el objetivo, si las
imgenes parsitas giran limpiarlo con la ayuda de un pincel seco intentando eliminar el
polvo, observar la superficie frontal con una lupa o con un ocular invertido.
Que el aceite de inmersin sea suficiente y que no contenga burbujas ni impurezas.
Que la iluminacin es correcta a la hora de tomar las fotografas, dirigiendo toda la luz
hacia la cmara fotogrfica.
Consulte los siguientes puntos antes de remitir el microscopio al Servicio Tcnico:
Si la lmpara no enciende:
Compruebe que exista una buena conexin a una toma de corriente apropiada.
Compruebe que el fusible y la lmpara estn en buen estado.
9. RESOLUCIN DE PROBLEMAS
MICROSCOPIO METALOGRFICO
Este tipo de microscopio es de uso comn para el control de calidad y produccin en los procesos industriales. Con ellos, es posible realizar mediciones en los componentes mecnicos y electrnicos, permite adems efectuar el control de superficie y el anlisis ptico de los metales. De acuerdo al propsito de uso, existen multitud de variedades dependiendo del tipo de objetivos, oculares, aumento mximo permitido, enfoque, etc. Este tipo de microscopio difiere de los biolgicos en que el objeto a estudiar se ilumina con luz reflejada, ya que las muestras cristalogrficas son opacas a la luz.
Su funcionamiento est basado en la reflexin de un haz de luz horizontal que proviene de la fuente, dicha reflexin se produce, por medio de un reflector de vidrio plano, hacia abajo, a travs del objetivo del microscopio sobre la superficie de la muestra. Parte de esta luz incidente, reflejada desde la superficie de la muestra se amplificar al pasar a travs del sistema inferior de lentes, llegar al objetivo y continuar hacia arriba a travs reflector de vidrio plano; despus,de nuevo se amplificar en el sistema superior de lentes (ocular).
Imagen de un microscopio metalogrfico
con estilo de platina invertida y con
diferentes tipos de objetivos (x5, x10, x40, x100)
Microhuella de raspado sobre filo de artefacto experimental,
en la que se observan estras perpendiculares al filo.
Imagen obtenida con un microscopio metalogrfico.(Aumento: 50x)
La siguiente coleccin de imgenes son microfotografas realizadas durante el desarrollo del laboratorio de materiales mediante el microscopio metalogrfico:
Sn puro(100% Sn) en la aleacin Cd-Sn Composicin: 35% Cd en la aleacin Cd-Sn Composicin 59% Sn en la aleacin Pb-Sn
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