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金屬的顯微結構決定其強度和耐腐蝕等性能。因此，利用尼康金相顯微鏡檢測微觀結構對冶金學以及多種工業應用有著重要的意義。金相學研究的微觀結構特征包括晶粒大小、晶界、相位、相變、體積分數、夾雜物、形態學及帶狀組織。
反射光明場適合用于刻蝕表面的微觀結構分析。如識別晶界來檢測晶粒大小、相位及結構組份。而鑄鐵中石墨的雜質及結構成份分析，在樣品刻蝕前就可觀察到。反射光暗場則用于檢測機械表面缺陷，如斷裂部位、氣孔、夾雜物、裂紋、劃痕和凹處。使用偏光觀察方式可分析鎂、鋁、青銅和黃銅等各向異性材料的結構。使用掃描電子顯微鏡時，金屬表面可能會被拋光和刻蝕（也可能不會），但必須具備導電性，因此，對于非導電材料必須鍍上一層很薄的金屬膜。
尼康金相顯微鏡檢測非金屬夾雜物和污染物時，原金屬生產過程中的工藝控制旨在檢測鋼中非金屬夾雜物（NMI）和材料中的污染物。如使用自動化光學顯微鏡，以真彩色快速且地掃描大樣品區域，并根據行業標準評估非金屬夾雜物的含量。
在檢測過程中，可在光學顯微鏡下輕松觀察到樣品中的夾雜物；通過運用關聯顯微技術在掃描電子顯微鏡下收集更多的形態學分析數據。結合掃描電子顯微鏡中的EDS、WDS或EBSD等X射線分析技術，對夾雜物的化學成份和結晶學取向進行高清晰的結構成像及獲取信息。
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