金相制样技术背景.doc

金相制样 - 金相制样的原理金相制样的目的是显示样品的真实组织。样品可以是金属、陶瓷、烧结碳化物或者其他固态材料。 金相制样的理论建立在以下四个评价标准上： 1、系统化制样 2、重现性 3、真实组织 4、可接受的制样结果金相制样 - 金相制样的过程制样过程可分为若干个工序，每一工序都需精确操作以确保获得满意的结果。金相制样过程主要分解为：切割取样、镶嵌样品、机械制样、检验样品等四步.（1）切割取样金相最适合的切割方法是湿式切割轮切割法。这种方法所造成的损伤和所用的时间相比是最小的。它所使用的切割片是由研磨料和粘合剂合成。 切割片的选择 按照切割材料的不同，选择不同成分的切割片。主要依据材料的硬度和韧性进行选择。 陶瓷和烧结碳化物应用金属基和合成树脂基金刚石片进行切割切割钢铁材料时最常用氧化铝(Al2O3)切割片，而CBN则越来越多用于切割硬度较大的钢铁材料 切割有色金属用碳化硅（SiC）切割片即可。 只有切割片合适，才能保证样品表面变形小、平整度好，能快速得到所需的制样结果。（2）镶样样品镶嵌在树脂中，便于把持，从而可以改善制样效果。需要保边和需要保护表层的样品均需镶样。 在镶样前要对样品进行清洁，确保无污染物，这样才能保证样品与树脂的粘合效果。 镶样分为热镶和冷镶 热镶对持续不断送到实验室的批量大的样品来说是一种合适的方法。热镶的样品质量高、尺寸形状统一、且时间短。 冷镶适合镶嵌同时送到实验室的系列样品，也适合镶嵌单个样品。 一般来说，热镶嵌树脂比冷镶树脂要便宜，但热镶需要用到镶嵌机。而冷镶嵌树脂可用于真空注入。（3）机械制样机械制样可分两种操作：研磨和抛光 A 、研磨 研磨的最终目的是获得极小损伤的平表面，而这些微小的损伤在随后的抛光过程中用很短的时间就可以消除掉。 研磨分为粗磨和细磨两个过程。 粗磨 粗磨的过程是将所有样品的表面成为相似的表面，使用较为粗大的、固定的研磨颗粒可迅速地研磨掉物质。 精磨 精磨会使样品有些微变形，但这些变形在抛光过程中就会消除掉。 B、抛光 抛光如同研磨一样，也必须去掉前面工序带来的损伤。可分为金刚石抛光和氧化物抛光两个过程。 金刚石抛光 只有将金刚石作为研磨料进行抛光，才能以最快速度获得最好的研磨平面。这是因为金刚石很硬，它几乎可以切任何材料和相。 氧化物抛光 对于特别软、韧性的样品，须采用氧化物抛光法。 抛光在抛光布上完成。金刚石抛光时还须用到润滑剂。（4）检验样品抛光后检测部位变得光亮，观察组织时，需先对样品检测部位进行侵蚀，完毕后用酒精冲淋并用吹风机吹干。 观察组织可用便携式显微镜，对于无法用显微镜观察的部位，制样后采用覆膜的方式将需要观察处用薄膜复制出来，带到实验室观察。如需摄影再在显微镜上是装上摄影仪或摄影照相机。 这二种方法各具优缺点，但一般来说，热镶嵌的质量及硬度都优于冷镶嵌。研磨、抛光在九十年代前，金相试样的研磨，一般都用碳化硅或氧化铝磨料的金相砂纸来进行研磨，一般砂纸研磨消耗较大，且磨样的质量较差，从粗到细要更换56种砂纸，时间约1015min；尤其大面积的试样，耗时更长。抛光一般用氧化铬或氧化铝磨料，抛光约510min，一般抛光质量无法保证，都是根据经验来制备试样。司特尔公司推出机械制样设备，尤其近年来推出Tegra半自动研磨/抛光设备系列，将制样质量提高到新的水平。这个Tegra半自动装置不但一次可研磨/抛光612个试样，而且可大大节省制样成本，消耗材料用量少。磨/抛工序缩到三步完成，时间大大缩短，同时磨、抛质量高，而且可自动按设定的程序完成研磨/抛光各道工序。Tegra系列研磨/抛光制样装置，它有一个带磁性盘磨抛机，上面有一个带加压和定时的试样移动器，自动滴液器带有一个设定磨/抛工序自动程序控制时间、压力的装置，这个装置不但可按设定要求自动滴液，并可存储200种材料的金相试样制备工艺，供用户选用。这二种方法各具优缺点，但一般来说，热镶嵌的质量及硬度都优于冷镶嵌。研磨、抛光在九十年代前，金相试样的研磨，一般都用碳化硅或氧化铝磨料的金相砂纸来进行研磨，一般砂纸研磨消耗较大，且磨样的质量较差，从粗到细要更换56种砂纸，时间约1015min；尤其大面积的试样，耗时更长。抛光一般用氧化铬或氧化铝磨料，抛光约510min，一般抛光质量无法保证，都是根据经验来制备试样。司特尔公司推出机械制样设备，尤其近年来推出Tegra半自动研磨/抛光设备系列，将制样质量提高到新的水平。这个Tegra半自动当前位置： 弗戈实验与分析网 新闻 专题报道 金相制样技术新进展 金相制样技术新进展作者：本网编辑文章来源：实验与分析 点击数：151 发布时间：2010-07-06 新浪微博 QQ空间 人人网 开心网 更多 。近年来，各种新型材料不断涌现，也推动了金相技术的飞速发展，本文介绍了固体材料材相研究和检测中的金相制样技术进展。自上世纪初以来，随着科学技术和现代化建设的迅猛发展，金相技术获得前所未有的进展。各种新型材料不断涌现，光学显微镜的功能不断完善，扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及X衍射技术的应用，都使金相技术向更高深范畴推进。从对金属产品的研究发展到对复合材料、电子材料、晶体材料和地矿材料的显微分析，亦即从金相学发展到对固体材料微观研究的材相学。为适应这种发展需要，对固体材料的材相研究和检测的制样技术和设备亦应有相应的发展。为使各种固体材料能在光学显微镜和电子显微镜下研究和检测其结构，首先要制备一个具有能反映出被检材料的真实结构，试样表面不能有因制样不当产生的塑性变形和损伤的显微结构，而且试样的制备重现性要好。同时，要求能在尽可能快的时间内制备试样，而且每个试样的制样成本要低，即使用的消耗材料要省，花费的人工要少，制样的时间要短。根据上述要求，金相试样的制备，首先要选取一个具有代表性部位的金相试样，经过切割、镶嵌和研磨/抛光等工序，使金相试样获得一个光洁度如镜面一样的表面，供在光学显微镜下进行观察。它将所有组织结构保留在里面，制备的试样应平整，表面不倒角，观察时不允许因表面不平整而使一部分地区组织清晰，而另一部分地区组织不清晰；试样表面不允许存在残留杂质和被拉的空洞，或在石墨和夹杂物上覆盖污物等人为缺陷。丹麦司特尔公司创建于1875年，是有130多年历史的金相制备设备的供应商，它专注于固体材料分析设备的生产和研发，相关产品在全球占有很高的市场的份额。司特尔公司金相制样设备既有手动的、机械的，又有半自动的和全自动程序控制。制样设备先进，制备的质量优良，完全能满足生产检验和材料研究。制样三大工序制样主要有三个工序组成：切割将有代表性的试样用湿式的砂轮片切割机切割下来；试样切割面平整，变形最小，组织不发生损伤和改变；保证切割面具有最小的后续工序；湿式砂轮切割速度快，精度高而且经济；为使切割有高的效率，切割试样时可用专门冷却液进行喷淋冷却；选用适当的切割砂轮片进行高效的切割；用快速、稳定的夹具系统来夹紧试样，以保证切割的质量。镶嵌对太小的试样、形状复杂的试样、需要保护边缘的试样、多孔的试样、有裂纹的试样，或需要有一定标准尺寸或形状的试样可用镶嵌的方法将试样进行镶嵌，以便于用手或在试样座里进行研磨和抛光。选择方法有二：热镶嵌：将需镶嵌的试样放入一定尺寸和形状的模具，用树脂在加热状态，将试样镶嵌在树脂里，这种试验方法要用一台热镶样机来进行，而且每次只能镶12个试样，耗时约8min左右。Struers的热镶样机有Cito