金属顕微鏡は反射光で金属の表面を観察します。
生物組織の観察などで使用する顕微鏡は試料の透過光で観察しますが、金属顕微鏡は平坦な金属の表面に光を当てて、その反射光で金属を観察します。
通常は、金属表面を鏡面に磨き、腐食液で金属表面に微小な凸凹をつけることで現出した組織を拡大して観察します。
金属組織の観察では、50～1000倍程度の観察が一般的です。
高倍率にすると、像が暗くなったり、収差の影響を受けるので、通常は、100~400倍で観察します。
近年では、デジタル技術を使ったマイクロスコープなどで組織観察以外に、3次元の表面観察なども行われています。
また、金属顕微鏡についても、偏光などで違う画像の見方をしたり、画像処理技術やデジタル技術によって、組織観察だけでなく 非金属介在物の検査や結晶粒度の検査も自動的にできるようになっています。
倒立型金属顕微鏡 ニコン製
マイクロスコープ キーエンス製
写真協力：第一鋼業（株）
金属顕微鏡もマイクロスコープも、生物の観察などで用いられる透過型の顕微鏡と異なり、鏡面に研磨した鉄鋼の表面を反射光で観察します。
このために、金属組織を見る用途のものでは、観察しやすいように、ステージに品物を置くことで、鉛直面の操作を必要としない倒立タイプのものが使いやすいようです。
ただ、写真右の正立型のマイクロスコープのような正立タイプでは、検鏡面を光軸に垂直にする必要があるものの、正立タイプであっても、光軸を傾けたり可変アタッチメントなどを使い、電子的に画像処理をして立体構造を確認できるような機能もあります。
組織観察する場合は試料の調製が重要
通常の金属顕微鏡では、被写界深度（ピントの合うとこ）の範囲が狭いので、観察したい金属試料を平坦に鏡面研磨した後に、適当な腐食液を用いて表面を腐食します。
そして、それを拡大して観察するのが通常の方法です。
顕微鏡のステージに乗る程度の小さい試料になるようにする必要があります。
それには、マイクロカッター（砥石切断機）で小さくして、それを熱硬化性の樹脂に埋め込んで観察作業をします。
試料に温度を加えてはいけない場合は、試料をそのまま観察したり、常温硬化性樹脂を使ったりして試料を調整します。
観察する試料の個数が多い場合は半自動化していることもありますが、1～数個程度であれば、すべて手作業で、これは、一連の作業は経験がいる作業です。
まず、エメリー紙（サンドペーパー）の＃240から順に番手を細かくして＃2000程度まで磨いたのちに、最終的には、アルミナ懸濁液で鏡面状態にします。
鏡面状態の無腐食の面で非金属介在物などを調べる場合のほかは、ほとんどの場合は、ナイタール（3％程度の硝酸アルコール液：こちらを参照）で腐食して観察することが多いようです。
観察は経験がものをいう
近年では、パソコンやCCDカメラなどによって、モニター上で観察できるようになってきており、さらに、様々な画像処理ができるようになって観察能力や解析能力は高くなってきています。
もちろん、これらの機能は、金属組織の調査などには欠かせないものですし、さらに、腐食の程度の違いや偏光を用いた観察をすることで、いろいろな金属の組織や割れ、外観などの画像情報を得ることができるようになっています。
ただ、このように、近年は、画像処理技術の発達で、便利な機能が増えているのですが、逆にいうと、画像調整を加えると、いろいろな観察状態や見え方が変わってきたり、強調されて見え方が変わってきます。
そのために、使い方を間違うと、本来の状態から乖離してしまう場合もあり、客観的な評価が妨げられる危険性もあることを念頭に組織観察をすることを心掛ける必要があります。
観察倍率も、高倍率が優れているということではありません。
熱処理の状態を観察する場合は、100～400倍程度で、解像度がいい、見慣れた倍率で観察するほうがいろいろな状態が見えてきます。
ともかく、金属組織の観察や判定には、今までの経験と、積み重ねの熟練が必要になります。
たとえば、事故の原因調査などで、顕微鏡組織を観察して、事故原因の推定や工程の是非の判定などをする場合などには、鋼材や熱処理を熟知するとともに、いろいろな組織を見慣れておいて、正確に判断や判定ができるようにしておかなければなりません。
