Využití energiové a úhlové filtrace signálních elektronů pro zobrazení perlitické struktury

Abstract

Perlitická ocel se díky svým mechanickým vlastnostem široce uplatňuje v železniční dopravě, zejména u kolejnic. Pro zajištění provozní bezpečnosti je klíčová detailní analýza její mikrostruktury, konkrétně měření mezilamelární vzdálenosti. Tato práce se zaměřuje na vývoj metodiky přípravy metalografických vzorků pro pozorování perlitické struktury pomocí skenovací elektronové mikroskopie (SEM). V rámci experimentální části byly testovány různé způsoby chemického leptání s cílem zvýraznit lamelární strukturu perlitu. Dále byly zkoumány vlivy zobrazovacích podmínek v SEM, zejména typ použitého detektoru~a urychlovací napětí. Kvalita snímků byla hodnocena pomocí lineárního profilu intenzity (linescanu), který umožňuje kvantitativní porovnání kontrastu mezi jednotlivými lamelami. Výsledkem práce je doporučená metodika přípravy metalografických vzorků a nastavení zobrazovacích podmínek v SEM, které umožní získání kontrastních a analyticky využitelných snímků perlitické struktury. Tyto poznatky mohou sloužit jako podklad pro budoucí automatizované zpracování obrazových dat.

Pearlitic steel is widely used in railway applications due to its mechanical properties, particularly in rails. To ensure operational safety, detailed analysis of its microstructure is~essential, especially the measurement of interlamellar spacing. This thesis focuses on developing a methodology for metallographic sample preparation for observing pearlitic structures using scanning electron microscopy (SEM). Various chemical etching techniques were tested to enhance the visibility of the lamellar structure. Additionally, the effects of SEM imaging conditions were examined, including the type of detector used and accelerating voltage. Image quality was evaluated using line scan profiles, allowing quantitative comparison of contrast between individual lamellae. The outcome of the thesis is a recommended procedure for sample preparation and optimized SEM imaging parameters, enabling the acquisition of high-contrast and analytically usable images of pearlitic microstructures. These findings can serve as a basis for future automated image analysis.