¿Qué es un Microscopio Metalúrgico?
Los microscopios metalúrgicos, también conocidos como microscopios de proyección o microscopios de gota, son un tipo de microscopio óptico.
En general, la mayoría de los microscopios industriales se refieren a microscopios metalúrgicos. Aunque reciba el nombre de “metalúrgico”, se utiliza para observar la superficie de muestras como metales, minerales, cerámicas y semiconductores, que no permiten que la luz penetre fácilmente. Los microscopios metalúrgicos utilizan la luz reflejada en la muestra para obtener una imagen ampliada.
Del mismo modo, los microscopios estereoscópicos utilizan la luz reflejada en la muestra para realizar observaciones, pero las diferencias entre ambos son las siguientes.
Usos de los Microscopios Metalúrgicos
Los microscopios metalúrgicos se utilizan para observar estructuras metalográficas y aleaciones, cerámicas, semiconductores, componentes electrónicos de plástico, rocas y minerales. Los usos específicos incluyen:
- Observación de los cambios en el estado de las materias primas antes y después del tratamiento físico o térmico en los lugares de fundición, refinado y metalurgia de metales.
- Inspección de defectos como pequeñas abolladuras y arañazos que no pueden verse con un microscopio estereoscópico en plantas de procesamiento de plásticos y productos semiconductores.
- Control de calidad en plantas de producción de maquinaria de precisión e industrias eléctricas y electrónicas.
- Investigación o enseñanza en metalografía, mineralogía, etc.
Principios de los Microscopios Metalúrgicos
La mayor diferencia entre la observación con transiluminación y con iluminación reflejada es que las zonas que aparecen oscuras en la transiluminación aparecen brillantes en la reflexión. Por lo tanto, la información que no podría verse con un microscopio biológico puede compensarse con un microscopio metalúrgico. El microscopio óptico convencional para observar microorganismos y células (microscopio biológico) también se denomina microscopio óptico de transmisión porque la luz transmitida a través de la muestra es aumentada por la lente objetivo y el ocular.
Óptica de Iluminación
Los microscopios metalúrgicos también son un tipo de microscopio óptico y tienen la misma estructura general que los microscopios biológicos, pero cuentan con una estructura única para observar muestras a través de las cuales no puede penetrar la luz a gran aumento. Se trata del “sistema óptico de epi-iluminación”, que ilumina la muestra a través de la lente objetivo. En este sistema óptico, la luz emitida por la fuente luminosa es reflejada por un semiespejo y llega a la muestra para su observación a través de la lente objetivo, mientras que la luz reflejada por la muestra es observada por el ojo humano a través de la lente objetivo y el ocular.
¿Cómo Elegir un Microscopio Metalúrgico?
Al seleccionar un microscopio metalúrgico, es importante tener claridad sobre su propósito de uso. A continuación, se presentan algunos puntos a considerar al realizar la elección:
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Orientación de la muestra: Si se requiere observar la superficie de la muestra desde abajo o si se desea cambiar de muestra rápidamente, se debe elegir un microscopio metalúrgico invertido, donde el cuerpo del objetivo se encuentra debajo de la muestra. En caso contrario, se puede optar por un microscopio vertical.
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Observación de propiedades de polarización: Si se desea observar propiedades como la anisotropía óptica de la muestra, es recomendable elegir un microscopio polarizador que incluya un juego de filtros polarizadores.
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Transiluminación y reflexión: Si se planea realizar observaciones utilizando tanto la transiluminación como la iluminación por reflexión, la mejor opción sería un microscopio que permita alternar de manera instantánea entre ambos tipos de iluminación con un solo toque.
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Captura de imágenes: Si se tiene la necesidad frecuente de tomar fotografías y vídeos de las imágenes observadas, es conveniente optar por un microscopio trinocular que permita la observación binocular mientras se acopla una cámara.
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Movimiento preciso de la muestra: Si se requiere mover la muestra con precisión a grandes aumentos, especialmente superiores a 100x, se debe seleccionar una platina que se ajuste a dicho propósito, como una platina mecánica o una platina XY.
Recuerde tener en cuenta estos puntos al momento de elegir un microscopio metalúrgico que se adapte a sus necesidades específicas.
Otra Información Sobre los Microscopios Metalúrgicos
1. Principales Filtros Ópticos
Los microscopios metalúrgicos disponen de los mismos filtros que los microscopios biológicos para ayudarle a observar en detalle las propiedades ópticas de su muestra.
Filtros de Conversión de la Temperatura de Color (LB)
La temperatura de color de una muestra depende del tipo de lámpara utilizada como fuente de iluminación, por lo que el color de la muestra en observación depende de la fuente de luz. El color de la muestra es uno de los factores de observación más importantes en microscopía óptica.
Para realizar una comparación correcta con los colores descritos en la bibliografía, es necesario observar la muestra a la misma temperatura de color. Los filtros de conversión de la temperatura de color se utilizan para conseguir la misma temperatura de color que la luz solar, que es la fuente de luz más universal.
Filtros de Corrección del Color (CC)
Los filtros de corrección del color (CC) realizan ajustes sutiles del color ajustando la intensidad de cada uno de los tres colores primarios de la luz -rojo, verde y azul- o de los tres colores primarios del color -cian, magenta y amarillo-.
Filtros Polarizadores
Los filtros polarizadores constan de un polarizador, que se coloca inmediatamente después de la fuente de luz (delante de la muestra), y un analizador, que se coloca entre la muestra y el ocular. El analizador determina el estado de polarización de la luz polarizada que atraviesa el polarizador y se refleja en la muestra.
Como el estado de polarización cambia en función de la estructura cristalina de la muestra y de otros factores, la utilización de filtros de polarización permite determinar las propiedades ópticas de los cristales y la estructura interna de los polímeros.
2. Preparación de Muestras para Microscopios Metalúrgicos
Cuando se observa con un microscopio metalúrgico, la superficie de la muestra debe ser lisa y estar colocada de forma que la luz de la lente del objetivo entre perpendicularmente en la muestra. La observación microscópica con luz reflejada proporciona un fuerte contraste en el caso de arañazos en la superficie de la muestra, pero a menudo es imposible distinguir diferencias en la orientación óptica de los cristales o ligeras diferencias en la composición.
Por lo tanto, a menos que la superficie sea lisa sin mecanizar, puede ser necesario cortar y pulir la muestra antes de su observación, o puede ser necesario un proceso de grabado para facilitar la visualización de microestructuras difíciles de ver.
Preparación de Muestras Pulidas
Para cortar y pulir las muestras al tamaño adecuado se utilizan cortadores de diamante y equipos de pulido. Las escamas abrasivas especiales, denominadas escamas de pulido, también son necesarias cuando se cambia entre la observación con luz transmitida y reflejada, por ejemplo, en estudios mineralógicos. La creación de escamas de pulido puede automatizarse hasta cierto punto, pero se requiere experiencia y conocimientos suficientes para crear escamas de pulido.
3. Proceso de Grabado
Mineral Grabado
Si los límites de grano o las estructuras finas que deberían estar presentes no son visibles, esto puede resolverse a menudo grabando la superficie de la muestra. Existen dos tipos de métodos de grabado: el grabado químico con ácidos y el grabado electrolítico.