Acerca del microscopio
Inspección de muestras
El microscopio se utiliza en la inspección de muestras logrando una ampliación artificial que facilita la visualización de características pequeñas. Esto contrasta con la macroscopía, que implica la inspección de una muestra a simple vista.
La microscopía óptica se utiliza para la inspección a aumentos de hasta 1000 veces las microestructuras. El microscopio electrónico con hasta 500.000 aumentos se utiliza normalmente en análisis de fallos, en laboratorios de I+D y en instituciones educativas.
Tipos de microscopios
En los ensayos materialográficos se utilizan cuatro tipos de microscopios, dependiendo de la naturaleza de la pieza y el objetivo de la investigación, que se describen a continuación.
Microscopio óptico
En el microscopio óptico se utilizan diferentes filtros para mejorar el contraste y enfatizar características específicas basadas en las propiedades del material. Esto se logra con aumentos que normalmente oscilan entre 2,5 y 1.000. En materialografía, la luz reflejada es el tipo más común utilizado en los microscopios ópticos de luz. También se utiliza el microscopio óptico de luz transmitida, aunque principalmente en las muestras de mineralogía.
Estereomicroscopio
El estereomicroscopio es una variante del microscopio óptico diseñado para observaciones de bajo aumento de una muestra, donde se utiliza la luz reflejada en la superficie de la muestra.
Microscopio electrónico de barrido
El microscopio electrónico de barrido (SEM) es un tipo de microscopio electrónico que genera imágenes de una muestra mediante el barrido de la superficie de la muestra con un haz de electrones focalizado. Los electrones interactúan con los átomos en la muestra, produciendo varias señales que se traducen en información sobre la topografía de la superficie y la composición de la muestra.
Microscopio electrónico de transmisión
El microscopio electrónico de transmisión (TEM) utiliza un haz de electrones transmitido a través de una muestra ultra-fina, interactuando con la muestra a medida que pasa por ella. Las señales generadas se traducen en varios tipos de información, incluyendo información sobre el tipo y la orientación de los cristales individuales.
Uso del microscopio óptico de luz
1. Preparación de la muestra
El estado de la superficie de la muestra afectará a la luz reflejada o transmitida. Un nivel aceptable de este efecto se define según el tipo y tamaño de la característica relevante para el examen.
Es esencial preparar correctamente la muestra para lograr la calidad y el contraste requeridos en la superficie.
2. Fuente de luz
La imagen de la superficie se basa en la interacción entre la luz y la superficie. Diferentes fuentes de luz como un LED, halógeno o mercurio, junto con diferentes tipos de iluminación como coaxial, anillo de luz o punto de luz abarcarán una amplia variedad de superficies a inspeccionar en términos de características de la superficie; p. ej.: rugosidad, color y alineación.
Una iluminación correcta es esencial para investigar una topología compleja.
3. Filtros
El contraste de campo claro (BF) es la técnica de contraste más habitual. Sólo se podrán distinguir detalles con diferencias de reflectividad entre sí.
Técnicas de contraste como el campo oscuro (DF), el contraste diferencial de interferencias (DIC) y la luz polarizada (POL) permiten observar detalles que difieren de los que se ven en la BF.
La elección de los filtros en la microscopía óptica depende de la naturaleza de la superficie y de las características y detalles que se investigarán.
Capas plásticas de campo oscuro
Las capas de plástico en diferentes colores se ven en sus colores originales en el campo oscuro.
Calidad de un pulido de campo oscuro
Pequeños arañazos, poros o extracciones se examinan mejor con el contraste de campo oscuro (DF) que de campo claro (BF). Irregularidades como poros o fracturas reflejan la luz en la lente mientras que el resto de áreas debidamente pulidas se muestran oscuras. Esta técnica permite diferenciar fácilmente los poros e inclusiones, la propagación de fracturas muy finas, y la evaluación de la calidad del pulido.
Fases semi-opacas de campo oscuro
Luz polarizada
Se utiliza:
- para contrastar la estructura de metales anisotrópicos ópticos cuyo grabado es difícil, como es el caso del titanio o de las aleaciones de estaño, berilio o uranio.
- para identificar numerosos compuestos intermetálicos e inclusiones de escoria por sus efectos anisotrópicos característicos.
- para diferenciar entre fases anisotrópicas ópticas y fases isotrópicas ópticas.
- para examinar metales isotrópicos ópticos si su superficie se puede mostrar ópticamente activa al grabado (p. ej.: anodizado).
Contraste diferencial de interferencia
Con el uso del contraste diferencial de interferencia (DIC) se aprecia el relieve y, por ejemplo, tipos especiales de fases intermetálicas se detectan al hacer referencia a su morfología.
Flourescencia
4. Adquisición de imagen
Además de lo anterior, capturar una microestructura real depende de factores que son importantes durante la adquisición de la imagen. Los dos factores a destacar son la exposición y el balance de blancos.