el microscopio metalográfico

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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Pg. 4 Manual de instrucciones 50170032 Revisin 1 de Marzo-00

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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Revisin 1 de Marzo-00 Manual de instrucciones 50170032 Pg. 5

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

el microscopio metalográfico

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