金相顯微鏡作為材料科學、冶金工業及失效分析領域的關鍵檢測工具，其成像質量與使用壽命高度依賴日常操作的規范性。不當使用可能導致物鏡污染、載物臺偏移、光源衰減等問題，進而引發圖像模糊、偽影干擾甚至設備損壞。本文從操作前準備、使用中規范及維護保養三個階段，系統梳理金相顯微鏡日常使用的核心注意事項，為科研人員與質檢工程師提供實用指南。

一、操作前準備：規避基礎性風險

1. 環境條件檢查

金相顯微鏡對環境溫濕度、振動與灰塵敏感度較高，需提前確認以下條件：

溫濕度控制：實驗室溫度建議穩定在20-25℃，濕度≤65%。濕度過高易導致鏡頭霉變，溫度波動超過±5℃可能引發金屬樣本熱脹冷縮，影響顯微組織觀察準確性。

防振隔離：將顯微鏡放置于獨立防振臺或氣墊隔振平臺上，避免與沖床、離心機等振動源共用同一地面。實驗表明，振動幅值超過0.01mm時，金相圖像的邊緣清晰度會下降30%以上。

清潔度保障：使用前需用除塵撣清理顯微鏡表面浮塵，避免開燈后灰塵受熱吸附至物鏡或目鏡表面。

2. 樣本制備合規性驗證

金相樣本的磨拋質量直接影響成像效果，需重點檢查：

表面平整度：用手指輕觸樣本邊緣，確認無臺階狀凸起或凹陷。不平整樣本會導致載物臺傾斜，物鏡與樣本間距波動超過±5μm時，圖像會出現局部模糊。

腐蝕均勻性：觀察樣本腐蝕面是否覆蓋完整，無未腐蝕或過腐蝕區域。以鋼鐵材料為例，4%硝酸酒精溶液腐蝕時間需控制在10-15秒，時間過長會掩蓋珠光體等細微組織。

清潔度：使用無水乙醇清洗樣本表面殘留磨料，避免石英砂等硬質顆粒劃傷物鏡鍍膜。

3. 設備狀態預檢

光源校準：開啟鹵素燈或LED光源后，觀察光斑是否均勻覆蓋視場。若出現明暗條紋，需調節聚光鏡孔徑光闌或光源位置，確保照明系統與物鏡數值孔徑（NA）匹配。

載物臺歸零：通過軟件或手動旋鈕將X/Y軸坐標歸零，避免樣本偏移超出物鏡工作距離（通常為0.5-5mm），防止物鏡與樣本碰撞。

物鏡切換測試：依次切換低倍（5×-10×）與高倍（20×-100×）物鏡，確認變焦過程平滑無卡頓，高倍物鏡對焦時需優先使用粗調旋鈕接近樣本，再切換細調旋鈕**聚焦。

二、使用中規范：確保成像質量與設備安全

1. 載物臺操作禁忌

禁止單手移動載物臺：需雙手同時操作X/Y軸旋鈕，保持樣本平面與物鏡軸線垂直。單手施力可能導致載物臺傾斜，引發物鏡與樣本刮擦。

避免快速切換物鏡：高倍物鏡切換前需先降低載物臺高度，防止物鏡觸碰樣本。實驗數據顯示，以50mm/s速度切換物鏡時，碰撞概率比10mm/s操作高8倍。

限制載物臺行程：通過軟件設置X/Y軸移動邊界，防止樣本滑出載物臺范圍。對于尺寸為25mm×25mm的標準金相樣本，建議將行程限制在±12mm以內。

2. 光源與光路調節要點

亮度分級控制：根據物鏡倍率調整光源亮度，低倍物鏡（如5×）使用50%亮度，高倍物鏡（如100×）降至20%以下，避免強光加速樣本褪色或損傷物鏡鍍膜。

消除雜散光：關閉實驗室頂燈，使用遮光罩遮擋顯微鏡周圍環境光。雜散光強度超過照明光10%時，會導致圖像對比度下降15%-20%。

定期清潔濾光片：每月用無塵布蘸取異丙醇擦拭柯勒照明系統中的藍色濾光片，去除氧化層與灰塵，確保光譜純度。

3. 成像參數優化技巧

曝光時間控制：使用CCD或CMOS相機拍攝時，曝光時間需根據樣本反光率動態調整。高碳鋼等高反光樣本曝光時間建議≤50ms，鋁合金等低反光樣本可延長至200ms，避免圖像過曝或欠曝。

白平衡校準：每次更換物鏡或光源后，需對白色陶瓷標準板進行白平衡校準，消除色溫偏差。未校準圖像的色差ΔE可能超過5，影響組織顏色判讀準確性。

避免機械振動干擾：在按下相機快門或調節載物臺時，需暫停呼吸并保持身體穩定，減少人為振動對成像的影響。

三、維護保養：延長設備壽命的關鍵措施

1. 日常清潔流程

物鏡清潔：使用專用鏡頭紙蘸取少量乙醚-酒精混合液（體積比3:1），從物鏡中心向外螺旋擦拭。禁止用干紙巾或棉簽直接接觸物鏡，以防劃傷鍍膜。

目鏡清潔：每周用壓縮空氣罐吹除目鏡內部灰塵，若出現霉斑，需送至專業機構進行超聲波清洗。

載物臺清潔：用無塵布擦拭載物臺表面油污與金屬碎屑，避免腐蝕性物質殘留。對于電動載物臺，需定期潤滑導軌（建議使用硅基潤滑脂），減少機械磨損。

2. 關鍵部件定期校準

物鏡工作距離校準：每季度使用標準測微尺（刻度精度1μm）驗證物鏡實際工作距離與標稱值偏差。若偏差超過±2μm，需調整物鏡轉盤高度或聯系廠商維修。

光源壽命監測：記錄鹵素燈或LED光源的累計使用時間（通常鹵素燈壽命≤2000小時，LED燈壽命≥50000小時），接近壽命終點時提前更換，避免突然熄滅影響實驗進度。

載物臺精度檢測：每年使用激光干涉儀檢測載物臺X/Y軸定位精度，要求重復定位誤差≤±0.5μm，直線度誤差≤±1μm/100mm。

3. 長期停用保護方案

防潮處理：若顯微鏡需停用1個月以上，需在物鏡筒內放置干燥劑（如硅膠顆粒），并將設備整體密封于防潮箱內（相對濕度≤40%）。

防塵覆蓋：使用專用防塵罩包裹顯微鏡主體，避免灰塵進入光路系統。

定期通電：每2周開啟光源與電動載物臺運行30分鐘，防止電路元件受潮短路或機械部件卡死。

金相顯微鏡的日常使用需遵循“預防優于維修”的原則，通過規范操作、環境控制與定期維護，可顯著降低設備故障率并提升成像可靠性。數據顯示，嚴格執行上述注意事項的實驗室，其金相顯微鏡的平均無故障時間（MTBF）可延長至5年以上，年維修成本降低60%以上。對于材料檢測機構與企業質檢部門而言，將本文要點納入標準化操作流程（SOP），是保障檢測數據準確性與設備投資回報率的核心舉措。