在金屬材料研發、質量檢測與失效分析領域，金相顯微鏡是不可或缺的“工業之眼”。其核心價值在于通過光學成像揭示材料的微觀組織特征（如晶粒形態、相分布、缺陷類型），為工藝優化與性能評估提供直接依據。然而，不同測試模式的選擇直接影響成像效果與分析深度。本文將系統解析金相顯微鏡的主流測試模式，并結合工業場景給出選型指南，助力用戶高效匹配檢測需求。

一、明場照明（Bright Field, BF）：基礎卻不可或缺

明場照明是金相顯微鏡*常用的測試模式。光線垂直照射樣品，透過物鏡直接成像，適用于大多數金屬材料的常規觀察。

核心優勢：

操作簡單，成像直觀，適合快速篩查樣品表面形貌。

可清晰顯示奧氏體晶粒、珠光體層片等典型組織。

典型應用：

金屬材料晶粒度評級（如ASTM E112標準）。

焊接接頭組織分析（熔合線、熱影響區辨識）。

二、暗場照明（Dark Field, DF）：強化對比度的“顯微偵探”

暗場照明通過斜射光路設計，僅允許樣品散射光進入物鏡，背景呈黑色，突顯表面微小特征。

技術亮點：

顯著增強邊緣與缺陷的對比度（如裂紋、非金屬夾雜物）。

適用于低反差樣品的細節觀察。

工業案例：

檢測鋁合金中的針孔缺陷。

識別鋼鐵材料中的硫化物夾雜。

三、偏光模式（Polarized Light）：晶體結構的“光學解碼器”

偏光模式利用正交偏振光路，通過樣品雙折射特性解析晶體取向與相組成。

工作原理：

各向異性晶體（如鐵素體、馬氏體）會改變偏振光振動方向，產生特征性色彩與明暗變化。

獨特價值：

區分金屬中的不同相（如奧氏體與鐵素體）。

分析晶體取向分布（如軋制板材的織構）。

應用場景：

鋼鐵材料相比例測定。

地質樣品礦物鑒定（延伸至巖相分析）。

四、微分干涉對比（DIC）：三維形貌的“立體呈現師”

微分干涉對比（Differential Interference Contrast, DIC）通過剪切光束干涉，將表面高度差轉化為明暗對比，呈現立體浮雕效果。

核心優勢：

無需染色即可顯示表面形貌細節（如焊接熔合線輪廓）。

適用于不導電或易污染樣品的無損檢測。

典型案例：

半導體芯片劃痕深度評估。

涂層表面粗糙度表征。

五、如何選擇金相顯微鏡測試模式？

常規組織觀察 → 明場模式（快速篩查晶粒度、層片間距）。

缺陷/夾雜物檢測 → 暗場模式（強化低反差特征對比度）。

相組成分析 → 偏光模式（區分各向異性相）。

表面形貌分析 → DIC模式（立體顯示焊接熔合線、涂層缺陷）。

進階方案：多模式聯用與數字化升級

現代金相顯微鏡已支持明場+暗場+偏光+DIC一鍵切換，并可集成：

圖像分析軟件：自動完成晶粒度統計、相比例計算。

電動平臺：實現大尺寸樣品的全自動拼接成像。

EDS能譜附件：從形貌觀察延伸至成分分析（如夾雜物元素鑒定）。

總結：金相顯微鏡——從微觀組織到工業質量的“橋梁”

金相顯微鏡通過多模式成像技術，將金屬材料的微觀世界轉化為可量化的質量指標。從汽車齒輪的疲勞裂紋檢測，到航空葉片的晶粒流線分析，其選擇需緊密結合檢測目標與材料特性。未來，隨著AI圖像識別與自動化技術的融合，金相顯微鏡將在工業4.0時代扮演更智能化的角色。