Microscopía metalográfica.
ALUMNO:
T.S.U. JOSE FRANCISCO BETANCOURT GALEANA
CATEDRATICO: ING.
LUIS FERNANDO SALGADO MATA
MATERIA:
ENSAYOS DESTRUCTIVOS
GRUPO: IMI
8-1
miércoles, 6 de marzo de 2024
PORTADA
Introducción
Introducción
La microscopía metalográfica
es una técnica que se utiliza para estudiar la estructura de los materiales
metálicos. Consiste en preparar muestras del material, pulirlas y atacarlas
químicamente para revelar su estructura interna. Posteriormente, se observan
las muestras bajo un microscopio óptico o electrónico para analizar su
composición y morfología. Esta técnica es fundamental en la industria
metalúrgica para entender las propiedades de los materiales y garantizar su
calidad.
PRESENTACIÓN ELECTRONICA
OBJETIVOS
OBJETIVOS
- El objetivo principal de
este documento es que el alumno recaude información esencial para la cobertura
amplia de conocimientos previos.
- Conocer los fundamentos de
los análisis metalográficos.
- Determinar las fases que
constituyen una microscopia metalográfica
DESARROLLO
Microscopía Óptica (MO)
La microscopía óptica de luz
transmitida y la microscopía de luz reflejada se encuentran entre las técnicas
más utilizadas en los estudios geológicos. Se utiliza para determinar
propiedades ópticas, identificar minerales, estudiar texturas y relaciones entre
minerales y clasificar rocas.
Los microscopios utilizan luz
polarizada. La luz no polarizada vibra en todas direcciones, mientras que la
luz polarizada vibra sólo en un único plano o dirección de vibración. Cuando la
luz pasa a través de un microscopio, oscila en la dirección N-S perpendicular a
la dirección de propagación. Un haz polarizado se transmite desde la parte
inferior del microscopio, donde se ubica la fuente de iluminación, e incide
perpendicularmente a la muestra, penetrando en el interior y penetrando los
minerales e interactuando con las estructuras internas.
El microscopio óptico común
está conformado por tres sistemas:
1)
El sistema mecánico está constituido por una
serie de piezas en las que instaladas las lentes, que permiten el movimiento
para el enfoque. Y una pletina donde se coloca la muestra.
2)
El sistema óptico comprende un conjunto de
lentes, dispuestas de tal manera que producen el aumento de las imágenes que se
observan a través de ellas.
3)
El sistema de iluminación comprende las partes
del microscopio que reflejan, transmiten y regulan la cantidad de luz necesaria
para efectuar la observación a través del microscopio. Cuando hacemos uso de la
luz incidente o reflejada de forma directa se trabaja en MO de Campo Claro.
El método de visualización de
Campo Oscuro utiliza un haz enfocado de luz muy intensa en forma de un cono
hueco concentrado sobre el espécimen. El objeto iluminado dispersa la luz y se
hace así visible contra el fondo oscuro que tiene detrás, como las partículas
de polvo iluminadas por un rayo de sol que se cuela en una habitación cerrada.
Por ello las porciones transparentes del espécimen quedan oscuras, mientras que
las superficies y partículas se ven brillantes, por la luz que reciben y
dispersan en todas las direcciones. Esta forma de iluminación se utiliza para
analizar elementos biológicos transparentes y sin pigmento, invisibles con
iluminación normal. También es muy utilizado en la observación de muestras metalográficas
(metálicas o no) para la observación de detalles en superficies con alta
reflectancia.
Técnica para realizar un ensayo
de microscopia óptica.
1.- Preparación muestras
para MO:
- Fijación química de muestras e inclusión
en parafina.
La inclusión en parafina
consiste en sustituir el agua tisular por un medio líquido capaz de solidificar
en las condiciones adecuadas de temperatura (en este caso parafina), a fin de
proporcionar a la muestra la consistencia y homogeneidad adecuadas para obtener
secciones traslucidas muy delgadas mediante el microtomo.
- Obtención de cortes finos utilitzando
microtom o criotom
Un microtomo (del griego
mikros, que significa "pequeño", y tomo, que significa
"parte" o "división") es un instrumento de corte que
permite obtener rebanadas muy finas de material, conocidas como secciones, para
obtener preparaciones de uso en microscopía.
- Tinción
El revelador funciona
arrastrando el líquido penetrante de los defectos hacia la superficie para
formar una indicación visible. De este modo, las áreas que se desprenden pueden
indicar la ubicación, la orientación y los posibles tipos de defectos en la superficie.
Microscopía Electrónica de
Barrido (MEB)
El Microscopio electrónico de
barrido o SEM (Scanning Electron Microscope), es aquel que utiliza un haz de
electrones en lugar de un haz de luz para formar una imagen. Tiene una gran
profundidad de campo, la cual permite que se enfoque a la vez una gran parte de
la muestra. También produce imágenes de alta resolución, que significa que
características espacialmente cercanas en la muestra pueden ser examinadas a
una alta magnificación. La preparación de las muestras es relativamente fácil
pues la mayoría de SEMs sólo requieren que estas sean conductoras.
En el microscopio electrónico
de barrido la muestra generalmente es recubierta con una capa de carbón o una
capa delgada de un metal como el oro para darle propiedades conductoras a la
muestra. Posteriormente es barrida con los electrones acelerados que viajan a
través del cañón. Un detector mide la cantidad de electrones enviados que
arroja la intensidad de la zona de muestra, siendo capaz de mostrar figuras en
tres dimensiones, proyectados en una imagen de TV o una imagen digital.
Se requieren dos condiciones
para analizar muestras en un SEM: que se encuentren libres de humedad y sean
conductivas. En estos microscopios las muestras no conductoras (orgánicas,
biológicas, vidrios, polímeros) necesitan una cubierta metálica para lograr su
observación, generalmente una cubierta de oro, o con carbono cuando se quiere
realizar análisis químico por EDS. Por otro lado, las muestras conductoras
pueden ser revisadas sin ningún tipo de cubierta.
Microscopía Electrónica de
Transmisión (MET)
El microscopio electrónico de transmisión (TEM) es un instrumento que aprovecha los fenómenos físico-atómicos que se producen cuando un haz de electrones suficientemente acelerado colisiona con una muestra delgada convenientemente preparada. Cuando los electrones colisionan con la muestra, en función de su grosor y del tipo de átomos que la forman, parte de ellos son dispersados selectivamente, es decir, hay una gradación entre los electrones que la atraviesan directamente y los que son totalmente desviados. Todos ellos son conducidos y modulados por unas lentes para formar una imagen final sobre una CCD que puede tener miles de aumentos con una definición inalcanzable para cualquier otro instrumento. La información que se obtiene es una imagen con distintas intensidades de gris que se corresponden al grado de dispersión de los electrones incidentes.
Las muestras biológicas
sujetas a estudio han de ser sometidas en general, a procesos de fijación,
deshidratación e inclusión en resinas, que van a proporcionar a dicho material
el soporte y la dureza necesarios para su seccionamiento en cortes de un grosor
aproximado de 60 nm. Una característica fundamental para la observación al
microscopio electrónico de cualquier muestra biológica es la interacción que se
produce entre esta y el haz de electrones. Generalmente, y con el fin de
mejorar dicha interacción, es necesario un proceso de contraste de las
secciones con metales pesados. Las muestras de materiales en polvo requieren,
para su estudio en el microscopio electrónico de transmisión, la disolución de
una cantidad muy pequeña de muestra en un disolvente orgánico inocuo para la
misma, (habitualmente diclorometano, acetona o agua). Es necesario conseguir
una dispersión adecuada, sumergiendo para ello la solución en un baño de
ultrasonidos. La dispersión final se deposita sobre una rejilla forrada con
carbón. Tras su secado, esta puede ser observada en el microscopio electrónico.
CONCLUSIÓN
CONCLUSIÓN
En conclusión, la microscopía
metalográfica es una herramienta invaluable para el estudio de materiales
metálicos, permitiendo una comprensión detallada de su estructura interna,
composición y propiedades. A través de esta técnica, los investigadores y profesionales
pueden identificar microestructuras, defectos y características que influyen en
el comportamiento y desempeño de los materiales en diversas aplicaciones
industriales. Además, la microscopía metalográfica contribuye
significativamente al desarrollo y mejora de procesos de fabricación y control
de calidad en la industria metalúrgica. Su aplicación continuada promete seguir
aportando avances significativos en la comprensión y optimización de los
materiales metálicos.
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