在材料科學(xué)與質(zhì)量控制領(lǐng)域，金相顯微鏡是觀察金屬、合金及陶瓷等材料微觀組織的必備工具。其中，明場（Bright Field, BF）與暗場（Dark Field, DF）作為兩大核心成像模式，其選擇直接影響檢測結(jié)果的準確性與效率。本文將結(jié)合行業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)與技術(shù)特點，解析明場與暗場的使用頻率差異，并提供場景化選擇建議。

一、明場（BF）與暗場（DF）成像原理對比

二、行業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)：明場仍是主流，暗場需求增長

明場成像（BF）的主導(dǎo)地位

應(yīng)用場景：金屬材料晶粒度評級、夾雜物分析、焊接接頭缺陷檢測等常規(guī)檢測。

數(shù)據(jù)支撐：據(jù)《2023年全球金相檢測設(shè)備市場報告》，明場模式在金相顯微鏡使用中占比超70%，因其操作簡便、成像直觀，成為質(zhì)檢實驗室的“默認選項”。

暗場成像（DF）的崛起領(lǐng)域

應(yīng)用場景：半導(dǎo)體材料表面劃痕檢測、納米涂層均勻性分析、高反光金屬（如鋁、銅）的微裂紋識別。

數(shù)據(jù)支撐：在精密制造行業(yè)（如航空航天、電子元器件），暗場使用比例逐年上升至25%，尤其在需要突出表面微觀起伏的場景中不可替代。

三、明場VS暗場：如何根據(jù)需求選擇？

1. 優(yōu)先選明場（BF）的場景

常規(guī)金相分析：如鋼鐵材料晶粒度測量（符合ASTM E112標準）、孔隙率統(tǒng)計。

初學(xué)者或批量檢測：明場對樣品制備要求較低，成像速度快，適合高頻次檢測。

高反光樣品：如未腐蝕的金屬表面，明場可避免暗場因光斑過曝導(dǎo)致的圖像失真。

2. 優(yōu)先選暗場（DF）的場景

微小缺陷檢測：如半導(dǎo)體硅片表面1μm以下的劃痕、金屬疲勞裂紋的早期識別。

納米級結(jié)構(gòu)觀察：如涂層厚度分析、薄膜均勻性檢測（暗場可放大表面粗糙度差異）。

高對比度需求：暗場對樣品表面微小起伏敏感，適合區(qū)分相似相或低對比度組織。

3. 混合模式與進階方案

明場+暗場組合：部分G端金相顯微鏡支持快速切換模式，兼顧常規(guī)分析與深度檢測。

偏光+暗場：用于識別各向異性材料（如鈦合金）的晶粒取向。

數(shù)字成像技術(shù)：結(jié)合CCD相機與圖像處理軟件，可自動優(yōu)化明場/暗場圖像的對比度與信噪比。

四、影響選擇的關(guān)鍵因素

樣品特性：

拋光態(tài)金屬（低表面粗糙度）→ 明場

腐蝕后組織（高對比度需求）→ 暗場

檢測標準：

遵循ASTM、ISO等國際標準時，需確認模式要求（如晶粒度評級通常要求明場）。

成本與效率：

暗場需更高精度光路調(diào)節(jié)，設(shè)備成本及操作時間增加約20%-30%。

五、總結(jié)：沒有J對優(yōu)劣，只有場景適配

金相顯微鏡的明場與暗場模式并非替代關(guān)系，而是互補工具。當前行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，明場仍以70%以上的使用率占據(jù)主流，但暗場在精密制造與納米檢測領(lǐng)域的需求增速顯著。用戶應(yīng)根據(jù)樣品類型、檢測目標及預(yù)算綜合選擇，必要時采用混合模式或升級至支持多模式成像的設(shè)備，以Z大化檢測效能。