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• Miguel Guerrero

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN

INGENIERIA MECÁNICA ELÉCTRICA

LABORATORIO DE TECNOLOGIA DE MATERIALES

PROFESOR: FERNANDO FIERRO TELLEZ

ALUMNO: CRUZ GUERRERO MIGUEL ANGEL

REPORTE PRACTICA 1: EL MICROSCOPIO METALOGRÁFICO

GRUPO: 2252-B

SEMESTRE: 2020-II

Fecha de elaboración

Fecha de entrega

21 de Febrero del 2020

6 de Marzo del 2020

OBJETIVO Conocimiento

y

manejo

del

microscopio

metalográfico.

INTRODUCCIÓN Los microscopios metalográficos son equipos de uso muy habitual en los departamentos de control de calidad y de producción en las empresas que realizan procesos industriales. Son equipos ideales para realizar mediciones de componentes mecánicos y electrónicos. Además permite realizar el estudio y análisis superficial y óptico de los materiales, especialmente metales. Según su utilidad, disponemos en nuestra gama de una gran variedad de equipos en función del tipo de objetivos, oculares, enfoque, aumento máximo permitido, etc. A diferencia de los microscopios biológicos, en estos equipos el objeto a estudiar se ilumina con luz reflejada. Esto es debido a que sus muestras no son transparentes, sino opacas a la luz. Todas las operaciones descritas en la preparación metalográfica tienen por objeto revelar, en una superficie metálica plana, sus constituyentes estructurales para ser observadas al microscopio. El microscopio es un instrumento muy útil para el metalurgista. La microscopía se utiliza en la inspección de muestras logrando en la inspección de muestras una ampliación artificial que facilita la visualización de características pequeñas. Su función contrasta con la de la microscopía que implica inspeccionar una muestra con la única ayuda del ojo humano.

FOTO 1: Microscopio metalográfico previo a su uso en laboratorio

Constitución Básicamente está constituido por un dispositivo de iluminación, un vidrio plano o prisma de reflexión, 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 máxima ampliación que se consigue con los microscopios metalográficos es, aproximadamente, de 1500 aumentos. Con el empleo de lentes bañadas en aceite puede mejorarse este límite, hasta unos 2000 aumentos. No obstante, este es la mayor magnificación que se puede conseguir con microscopía óptica, debido al tamaño de la longitud de onda de la luz visible (aprox. 4000 Å). Para aumentar la magnificación, tendremos que emplear electrones (l»0.5 Å) en vez de fotones para "iluminar" la muestra, lo que nos lleva a emplear microscopios electrónicos. MATERIAL Y EQUIPO • Microscopio metalográfico provisto de ocular de 10X y objetivos de 6.5X, 10X y 40X • Probetas de diferentes metales

DESARROLLO 1.- Lo primero que se realizo fue el reconocimiento de las partes que componen al microscopio metalográfico para lo cual y con ayuda del profesor así como de los microscopios ubicados dentro del laboratorio es que se pudo realizar con éxito la comprensión de sus diferentes partes y la función que estos tienen permitiendo así analizar la estructura física y macroscópica de las distinta muestras de acero 1018 previstas para esta práctica. 2.- Una vez comprendidas las partes del microscopio y con el fin de visualizar y realizar una comparación directa de los distintos tipos de objetivos y resolución que estos ofrecen a la hora de estudiar la estructura de cualquier material y objeto es que se procedió primeramente con el uso del objetivo a 6.5X por lo que con ayuda del profesor y de la habilidad manual y precisa para la correcta ubicación en el lente de la cámara celular es que se logró obtener la siguiente imagen.

FOTO 2: Estructura del acero 1018 con un objetivo 6.5X

3.- Terminado el análisis de una de las muestras de acero 1018 con un objetivo de 6.5X se continuó con el análisis y visualización con un objetivo de 10X por lo que se hizo el ajuste necesario dentro e del microscopio quedando de la siguiente manera.

FOTO 3: Ajuste al objetivo 10X

4.- Con el objetivo ajustado sobre la muestra se dio paso a su análisis estructural.

FOTO 4: Estructura del acero 1018 con un objetivo 10X

5.- Terminado el análisis estructural del acero 1018 con un objetivo 10X se realizó el ajuste al último objetivo del microscopio el cual consistió en el 40X.

FOTO 5: Ajuste al objetivo 40X

6.- Finalmente y con el último ajuste realizado al microscopio para el objetivo 40X se procedió con el análisis y estudio de la estructura del acero 1018 a este nivel de acercamiento destacando una mayor resolución y nitidez en la visualización lo que permitió tener una mayor noción del comportamiento y conformación a nivel macroscópico de este tipo de materiales.

FOTO 6: Estructura del acero 1018 con un objetivo 40X

CUESTIONARIO 1. ¿Cuál es el principio de funcionamiento del microscopio metalográfico? El principio de funcionamiento de estos microscopios está basado en la reflexión de un haz de luz horizontal que proviene de una fuente de luz. Por medio de un reflector de vidrio plano realiza la observación a través del objetivo del microscopio sobre la superficie de la muestra. Parte de esta luz incidente, reflejada desde la superficie se amplificará en el sistema superior de lentes (ocular). 2. Explicar el funcionamiento de los tornillos macrométrico y micrométrico Tornillo macrométrico: Este tornillo permite ajustar la posición vertical de la muestra respecto el objetivo de forma rápida. Se utiliza para obtener un primer enfoque que es ajustado posteriormente mediante el tornillo micrométrico Tornillo micrométrico: El tornillo micrométrico se utiliza para conseguir un enfoque más preciso de la muestra. Mediante este tornillo se ajusta de forma lenta y con gran precisión el desplazamiento vertical de la platina. 3. En microscopía, ¿qué se entiende por resolución? Se puede definir como la menor distancia entre dos puntos en la cual aparecen como dos puntos distintos en lugar de algo borroso único. La resolución en microscopia depende de la calidad del sistema óptico del microscopio y la longitud de onda de luz usada para construir la imagen por lo que longitudes de onda más cortas dan mejor resolución. 4. ¿Para qué sirven los diafragmas de campo? Un diafragma de campo sirve para limitar el tamaño angular del haz por lo que esta dimensionado para asegurar:   

un campo con las dimensiones deseadas, una buena calidad óptica dentro del campo, una iluminación uniforme.

Como el detector tiene un tamaño finito, puede ejercer el papel de diafragma de campo. 5. ¿Para qué sirven los diafragmas de abertura? Se utiliza para el control adecuado del ángulo sólido de iluminación que atraviesa la muestra y entra en el objetivo. La resolución, el contraste y la definición de la muestra dependen en gran medida del ajuste correcto de diafragma de apertura. Está dimensionado para asegurar el nivel de iluminación deseado. 6. Explicar la técnica de campo obscuro. La microscopia de campo oscuro es una técnica de contraste donde solo la luz difractada desde el espécimen se usa para formar la imagen. El espécimen aparece brillante contra un fondo oscuro. Este depende de controlar la iluminación del espécimen para que la luz central que normalmente pasa a través y alrededor del espécimen se bloquee. En lugar de iluminar la muestra con un cono

de luz completo (como en microscopia de campo claro) el condensador forma un cono hueco con luz que pasa alrededor del cono en lugar de pasar a través de este. Esta forma de iluminación permite que solamente los rayos de luz oblicuos peguen en el espécimen la platina del microscopio y se forme la imagen con rayos de luz dispersados por la muestras y capturados por el objetivo. Cuando no hay muestra en la platina del microscopio la observación es completamente oscura. 7. Explicar la técnica de campo claro. La técnica de campo claro consiste en que toda la luz desde el espécimen y sus alrededores se colecta por el objetivo para formar una imagen contra un fondo brillante. Las observaciones de campo claro son usadas ampliamente para tinciones o pigmentos naturales o especímenes altamente contrastados montados en un porta objetos. El espécimen es iluminado desde abajo y observado desde arriba. El espécimen aparece brillante, pero más oscuro que el brillante fondo. Esta técnica es ampliamente usada en patología para ver secciones de tejidos fijos o películas celulares/frotis. El campo claro no es muy útil para células vivas sin teñir o secciones de tejido sin teñir, como en la mayoría de los casos, la luz pasa a través de muestras transparentes o traslucida con poca o sin definición de la estructura. 8. Explicar cómo funciona el microscopio electrónico. El microscopio electrónico es un tipo de microscopio que funciona mediante un haz de electrones, en lugar de la luz visible, como es el caso del microscopio óptico. En primer lugar el cañón emite un haz de electrones. El haz de electrones emitido atraviesa diferentes tipos de lentes electrónicas que van modificando la trayectoria del mismo. En un punto determinado del microscopio el haz de electrones impacta contra el objeto de muestra. Dependiendo del tipo de microscopio electrónico, el haz atravesará la muestra (si se trata de un microscopio electrónico de transmisión) o bien rebotará en la muestra (si se trata de un microscopio electrónico de barrido). A continuación se recogen con ayuda de un detector o pantalla fluorescente los parámetros del haz de electrones, una vez este ha interactuado con la muestra. Finalmente estos datos se envían a un ordenador que los procesa digitalmente y genera imágenes que se puede visualizar en una pantalla. 9. ¿En qué casos se utiliza aceite durante la observación mediante el microscopio metalográfico? La mayor resolución ganada a través del uso de aceite de inmersión habilita a los usuarios a enfocar objetos muy pequeños que no se resolvería usando objetivos secos por lo que los objetivos de aceite inmersión son usados para la observación objetivos muy pequeños.

10. PROBLEMA. Supóngase que se quiere observar una estructura laminar cuya separación es de 0.2 micras, para lo cual se piensa utilizar un filtro verde (λ = 5300 Å), si se utiliza un ocular de 10X. a.) Determine el objetivo mínimo necesario para observar la estructura. d=

λ 2a

d=

530 A =13250 A 2(0.2)

b.) Calcular la abertura del objetivo. a=

λ 2d

a=

5300 A =0.2 A 2(13250 A)

CONCLUSIONES Al término de esta práctica se pudo concluir que los objetivos inicialmente planteados por la práctica se cumplieron satisfactoriamente debido a que se comprendieron con éxito los conocimientos teóricos y prácticos para el uso del microscopio metalográfico así como también la correcta manipulación de sus elementos y partes que lo conforman permitiendo de forma general realizar el análisis visual y físico de las diferentes resoluciones que ofrecen los objetivos del microscopio dando como resultado el estudio de las estructuras macroscópicas de las pruebas de acero de tipo 1018 pudiendo a su vez identificar y comparar la resolución, calidad y nitidez que ofrecen los objetivos de los microscopios dentro del laboratorio, lo que finalmente y de manera personal permitió tener una mayor noción y percepción sobre el alcance que dichos instrumentos tienen para la aplicación de múltiples disciplinas en distintas áreas de estudio.

BIBLIOGRAFIA        

https://www.equiposylaboratorio.com/sitio/contenidos_mo.php?it=1250 https://www.struers.com/es-ES/Knowledge/Microscopy#microscopy-about https://www.mundomicroscopio.com/partes-del-microscopio/ http://www.tecnicaenlaboratorios.com/Nikon/Info_resolucion.htm https://media4.obspm.fr/public/VAU/instrumentacion/optica/rayo/diafragmas/APPRENDRE.ht ml http://www.tecnicaenlaboratorios.com/Nikon/Info_campo_oscuro.htm http://www.tecnicaenlaboratorios.com/Nikon/Info_campo_claro.htm https://www.microscopioelectronico.top/como-funciona-el-microscopio-electronico/