Taller microscopia

Taller
Microscopía



ondrá los resultados, análisis y conclusiones obtenidas tras realizar el taller de microscopia óptica y electrónica de materiales. En el experimento se observaron 4 muestras con los microscopios (3 de acero y 1 de aleación metálica). En base a ellas calculamos fracciones volumétricas, tamaños de granos y tamaños medios de granos de fases específicas en lasimágenes entregadas por un microscopio óptico. Mientras que con las imágenes obtenidas con el microscopio electrónico se estudiaron las superficies de fallas.
Con este experimente esperamos obtener una visión más objetiva de los distintos materiales y experimentar de forma concreta lo que nos dice la teoría.

1. Microscopía Óptica

1.1 Observaciones preliminares y determinación de laescala de imagen
En esta actividad se describirán las principales características microscópicas y una descripción cualitativas de las muestras entregadas por el cuerpo docente. Para las imágenes se utilizó el programa ImageJ.


1.2 Determinación de la fracción volumétrica de una fase (Vv)
En esta experiencia se determinará la fracción volumétrica de ambas fases de una muestra de una aleación decobre y plata de sección pulida y plana, y atacada químicamente (S4). Esto se determinará de forma indirecta a partir de la fracción de área. Para esto asumiremos que cada fase del material posee una distribución uniforme e isotrópica, y de esta forma podemos aproximar la fracción de área como la fracción volumétrica. Para calcular la fracción de área de una fase utilizaremos 2 métodos: mediciónde área (2D) y conteo de trazos (1D). Para calcular el valor de la segunda fase utilizaremos 1 menos el valor calculado. Las imágenes a analizar son S4-01-x100 y S4-01-x200 BF. Los resultados fueron calculados utilizando el programa MATLAB y Paint.
Se escogió la fase anaranjada como la fase de interés.

Método de mediciones de área:

Tabla 2. Resultados obtenidos por el método de medición deárea
Imagen
Pixeles contado para la fase
Pixeles totales de la imagen
Fracción de área
Error estadísticos
S4-01-x100
360.351
786.432
45,821%
----
S4-01-x200 BF
374.148
768.000
47.5754%
3.002%

Método de Conteo de Trazos

Para esto se hizo mil rectas verticales con posiciones aleatorias. Se repitió 10 veces.
Tabla 3. Resultados obtenidos por el método de conteo de trazos
ImagenLongitud total promedio sobre la fase
Longitud total de la imagen
Fracción de área
Error Estadístico
S4-01-x100
352.102
768.000
45.9199%
----
S4-01-x200 BF
364.632,8
768.000
47.478%
6.54%

Descripción y Análisis:

En la medición de área se diferenció la foto por sus colores y se obtuvo otra foto dejando en blanco la fase de interés y negro el resto (ver anexo). Es importantedestacar que se realizó el conteo de trazos en base a esta foto en blanco y negro. Se repitió el conteo agregando cada vez más rectas y el valor de la fracción de área se fue acercando cada vez más al porcentaje de la medición de área, lo que es coherente y lo mismo debiera pasar con la foto original.

Como la medición de área se realizó con MATLAB nos da que la desviación estándar de la cantidadde pixeles de la fase de interés es cero, puesto que siempre cuenta la misma cantidad de pixeles. Para eso calculamos cinco veces la fracción volumétrica de cada imagen tomando regiones al azar de la foto (puesto que asumimos distribución uniforme, lo que da error), y calculamos el promedio y desviación estándar:




Tabla 5. Promedio y desviación estándar de las mediciones
Imagen
PromedioVv
Desviación Estándar
Vv
S4-01-x100
0,476402

0,0222
S4-01-x200 BF
0,4816508
0,00597

Según la medición de área la fracción volumétrica para la imagen S4-01-x100 fue de 0,45821, que es cercano a la mitad, y además indica que hay una mayor cantidad de fase amarilla que naranja.
Según el conteo de trazos la fracción fue de 0,459199, casi igual al método anterior. La diferencia se...