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金属的显微结构决定其强度和耐腐蚀等性能。因此，利用尼康金相显微镜检测微观结构对冶金学以及多种工业应用有着重要的意义。金相学研究的微观结构特征包括晶粒大小、晶界、相位、相变、体积分数、夹杂物、形态学及带状组织。
反射光明场适合用于刻蚀表面的微观结构分析。如识别晶界来检测晶粒大小、相位及结构组份。而铸铁中石墨的杂质及结构成份分析，在样品刻蚀前就可观察到。反射光暗场则用于检测机械表面缺陷，如断裂部位、气孔、夹杂物、裂纹、划痕和凹处。使用偏光观察方式可分析镁、铝、青铜和黄铜等各向异性材料的结构。使用扫描电子显微镜时，金属表面可能会被抛光和刻蚀（也可能不会），但必须具备导电性，因此，对于非导电材料必须镀上一层很薄的金属膜。
尼康金相显微镜检测非金属夹杂物和污染物时，原金属生产过程中的工艺控制旨在检测钢中非金属夹杂物（NMI）和材料中的污染物。如使用自动化光学显微镜，以真彩色快速且地扫描大样品区域，并根据行业标准评估非金属夹杂物的含量。
在检测过程中，可在光学显微镜下轻松观察到样品中的夹杂物；通过运用关联显微技术在扫描电子显微镜下收集更多的形态学分析数据。结合扫描电子显微镜中的EDS、WDS或EBSD等X射线分析技术，对夹杂物的化学成份和结晶学取向进行高清晰的结构成像及获取信息。
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