异种金属层状复合材料金相试样的制备技术
金相试样的制备步骤
金相试样的制备步骤一、金相试样的概述金相试样是用于金相显微镜观察和分析材料组织结构的样品。
其制备过程涉及到样品的采集、切割、研磨、腐蚀、清洗等多个步骤。
下面将详细介绍金相试样的制备步骤。
二、样品采集需要选择合适的样品进行金相试样的制备。
样品可以是金属材料、合金、陶瓷、复合材料等。
确保样品的尺寸足够大，以便进行后续的切割和研磨操作。
三、样品切割将采集到的样品切割成适当大小的块状，以便后续的研磨和腐蚀处理。
切割时要注意选择合适的切割工具和切割方式，以避免对样品结构产生损伤。
四、样品研磨将切割好的样品通过研磨工艺进行表面的光洁度处理。
首先使用粗砂纸或磨料对样品进行粗磨，去除表面的粗糙部分。
然后逐渐使用细砂纸或研磨剂进行细磨，直至得到光洁度较高的样品表面。
五、样品腐蚀经过研磨处理后的样品表面可能存在氧化层或其他污染物，需要通过腐蚀处理来去除这些表面层。
常用的腐蚀剂有酸性腐蚀剂和碱性腐蚀剂。
选择合适的腐蚀剂，根据材料的特性和分析需求，进行适当的腐蚀处理。
六、样品清洗腐蚀处理后的样品需要进行彻底的清洗，以去除腐蚀剂和其他残留物。
清洗时可以使用去离子水或其他合适的清洗剂，将样品浸泡清洗一段时间，然后用纯净水冲洗干净。
确保样品表面干净无杂质。
七、样品干燥将清洗后的样品进行干燥处理，以便后续的金相显微镜观察和分析。
可以使用烘箱、吹风机或自然风干等方式进行样品的干燥。
注意控制干燥温度，避免对样品产生热应力。
八、样品封装对于一些容易氧化或易受湿气影响的样品，可以进行封装处理，以保护样品的表面状态。
常用的封装材料有环氧树脂、石蜡等。
将样品浸泡在封装材料中，待封装材料凝固后，即可得到封装的金相试样。
九、金相试样的观察和分析经过以上步骤制备的金相试样，可以进行金相显微镜的观察和分析。
金相显微镜是一种能够放大样品细微结构的显微镜，通过观察样品的显微组织结构，可以了解材料的晶粒结构、相含量、缺陷等信息。
总结：金相试样的制备过程包括样品采集、切割、研磨、腐蚀、清洗、干燥和封装等多个步骤。
金相制样怎么做四步带您轻松完成金相制样
引言概述金相制样是金相显微镜观察金属材料组织结构的重要步骤，通过制备薄片、腐蚀、研磨和脱脂等工序，可以使金属材料的内部结构得到清晰的显微观察。
本文将分为四个步骤详细介绍金相制样的具体操作方法。
正文内容一、薄片制备1.样品制备：首先根据需要选取形状规则的金属材料样品，确保样品具有平整的表面。
2.防氧化处理：将金属样品进行防氧化处理，可以采用喷雾或浸泡法，确保样品表面不会产生氧化层。
3.嵌入材料选择：选择合适的嵌入材料，常见的有环氧树脂、热塑性树脂等。
4.嵌入操作：将金属样品放入嵌入材料中，避免产生空隙和气泡。
5.切片制备：使用金相切割机将嵌入材料得到的样品制备成薄片，要求切割平整、无损伤。
二、腐蚀1.腐蚀剂选择：根据金属材料的种类选择合适的腐蚀剂，如Nital溶液、Picral溶液等。
2.腐蚀时间控制：将切割好的薄片放入腐蚀剂中，控制腐蚀时间以便得到清晰的组织结构。
3.去除残留物：腐蚀后，需使用去脂剂将腐蚀产物和残留物彻底清洗干净，以避免影响后续的观察。
三、研磨1.研磨工具选择：根据样品的硬度选择合适的研磨工具，如砂纸、颗粒研磨液等。
2.研磨顺序：采用不同颗粒度的研磨材料进行多次研磨，逐渐减小颗粒度，直到得到平滑的表面。
3.研磨压力控制：研磨时要均匀施加适度的压力，以避免因过大的压力造成样品形变或损伤。
四、脱脂1.脱脂材料选择：根据嵌入材料的种类选择合适的脱脂剂，如醇类、醚类等。
2.脱脂时间控制：将研磨后的样品放入脱脂剂中，控制脱脂时间以去除嵌入材料和残留的脂肪。
3.温度和搅拌条件：适当的温度和搅拌条件有助于脱脂的彻底性，但需避免过高的温度造成金属样品变质。
总结金相制样是金相显微镜观察金属材料组织结构的必要步骤，通过薄片制备、腐蚀、研磨和脱脂等工序，可以使金属材料的内部结构得到清晰的显微观察。
在具体操作中，需要注意嵌入材料的选择、腐蚀时间的控制、研磨压力的掌握以及脱脂条件的调整。
只有严格按照操作规程进行，才能完成高质量的金相制样工作，为金属材料的相关研究提供可靠的数据基础。
金相样品的制备过程
金相样品的制备过程
金相样品的制备过程一般包括以下几个步骤：
1. 样品切割：使用磨床、剪刀等工具将待测材料切割成所需形状和尺寸的样品。
尽量避免样品过小或过薄，以免影响后续的金相观察和分析。
2. 砂纸研磨：使用不同粗细的砂纸对样品进行研磨，目的是去除样品表面的氧化膜、污染物等杂质，使样品表面更加平整、光滑。
3. 马来酸电解抛光：将样品固定在抛光盘上，借助马来酸电解抛光机将样品表面进行电解抛光，去除切割和研磨过程中引入的损伤和应变，恢复样品表面的均匀度和光洁度。
4. 清洗：使用去离子水或有机溶剂将样品进行清洗，去除抛光过程中残留的电解液和污染物，使样品表面干净。
5. 脱脂与干燥：使用醇类或有机溶剂对样品进行脱脂处理，去除样品表面的油脂和污染物。
然后使用烘箱或氮气吹干样品，确保样品完全干燥。
6. 水拣选：使用显微镜或放大镜观察样品表面，对其进行检查、评定和拣选，选取符合要求的区域作为金相观察的目标区域。
7. 镀膜保护：使用金相样品镀膜机对样品表面进行保护镀膜处理，避免样品表面氧化和污染，同时增强样品的导电性。
8. 金相观察：将已制备好的金相样品放入金相显微镜中，通过调节光源、放大倍数和对焦等参数，观察和分析金相样品的金相组织、晶粒形貌、晶粒尺寸等信息。
制备金相样品的过程需要精细操作和严格控制条件，以确保样品表面的质量和金相观察的准确性。
简述金相试样制备的基本过程
简述金相试样制备的基本过程金相试样制备是金相分析实验的一项重要工作，它是通过一系列的步骤将金属试样制备成适合金相观察的样品。
金相试样制备的基本过程如下：1. 试样的选择：根据分析的需要，选择合适的金属材料作为试样。
试样的形状和尺寸应符合实验要求，通常为圆柱形或方形。
2. 试样的切割：采用金相切割机或者手动切割工具，将试样从大块材料中切割出所需尺寸的样品。
切割过程中要注意避免产生过多的热量，以免影响试样的组织结构。
3. 试样的研磨：通过一系列的研磨步骤，将试样的表面研磨平整。
首先使用粗砂纸或砂轮对试样进行粗磨，去除试样表面的粗糙度和氧化层。
然后使用细砂纸或砂轮进行细磨，使试样表面光滑均匀。
4. 试样的抛光：通过抛光过程，进一步提高试样的表面质量。
抛光一般采用金相抛光机，通过旋转的抛光盘和涂抹研磨剂的方式，对试样进行抛光处理。
抛光的时间和压力要控制好，以避免过度抛光导致试样表面的形貌发生改变。
5. 试样的清洗：将抛光后的试样放入超声波清洗器中，用溶剂清洗试样表面的污垢和抛光剂残留。
清洗过程中要注意避免试样受到机械冲击，以免损坏试样。
6. 试样的腐蚀：某些金属材料需要进行腐蚀处理，以去除试样表面的氧化层和其他不良组织。
腐蚀一般采用酸性溶液，如酸性硝酸或酸性硫酸溶液。
腐蚀时间要根据试样的材料和要求进行控制，过长的腐蚀时间可能会导致试样的形貌和组织结构发生变化。
7. 试样的洗净：将腐蚀后的试样放入清水中进行反复洗净，以去除腐蚀液的残留物。
洗净过程中要避免试样受到机械冲击，以免试样变形或损坏。
8. 试样的干燥：将洗净后的试样放入烘箱或用吹风机进行干燥，以去除试样表面的水分。
干燥过程中要控制好温度和时间，以避免试样的热膨胀和变形。
9. 试样的打磨：对于需要进行金相观察的试样，还需要进行一定程度的打磨处理，以获得更好的观察效果。
打磨一般采用细砂纸和研磨液，通过手工或机械的方式对试样进行打磨，使试样表面更加光滑。
简述金相试样的制备过程
简述金相试样的制备过程
金相试样是金属材料学中常用的一种试验方法，用于研究金属材料的组织结构和性能。
下面将简述金相试样的制备过程。
需要将待测金属材料切割成适当大小的试样。
切割时要注意保持试样表面的平整和光滑，避免切割过程中产生过多的热量和变形。
接着，将试样表面进行打磨处理。
打磨的目的是去除试样表面的氧化层和其他杂质，使试样表面更加平整和光滑。
打磨时要使用不同粒度的砂纸或研磨布，从粗到细逐渐打磨，直到试样表面光滑无瑕疵。
然后，将试样进行腐蚀处理。
腐蚀的目的是去除试样表面的氧化层和其他杂质，同时暴露出试样内部的组织结构。
腐蚀时要使用适当的腐蚀剂，根据试样材料的不同选择不同的腐蚀剂。
腐蚀时间和温度也要根据试样材料的不同进行调整。
将试样进行清洗和干燥处理。
清洗的目的是去除试样表面的腐蚀剂和其他杂质，干燥的目的是防止试样表面产生氧化层和其他污染物。
清洗时要使用去离子水或其他适当的清洗剂，干燥时要使用干燥箱或其他适当的设备。
以上就是金相试样的制备过程。
制备好的金相试样可以用于金相显微镜等设备进行组织结构和性能的分析和研究。
简述金相制样方法及制样过程
简述金相制样方法及制样过程
金相制样方法是指将在超声波温控器中加热的金属样品精制成十字形
样本，用于电镜和扫描电镜下观察金属材料的组织结构。
它是一种以纯金
属为基础的物理材料分析方法，可以用于研究金属材料的结构和性能。
制样过程如下：
1.确定样品：首先，我们需要确定金属样品来进行金相制样。
如果是
单一纯净金属，可以从市场上购买。
如果是复合金属，则可以由工厂提供
样品。
2.金属熔化：把样品放入超声波温控器中加热，直到金属完全熔化，
可以使用振子测试熔化时的温度。
3.精制成十字形样本：将金属熔化的金属液体按照一定的技术规范输
入到精制工装中，使金属液体被精制成一个十字形样本。
4.固化处理：金属制样完成后，将样本置入室温预热装置，进行断熔
固化处理。
5.组装金相制样工装：将十字形样本置入金相制样工装中，通过螺丝
定位，组装在一起，准备用于电镜和扫描电镜下观察金属材料的组织结构。
6.电子显微镜观察：把组装好的金相制样工装放入电子显微镜中，用
显微镜进行观察。
可以观察到金属材料的组织结构，有助于研究金属材料
的性能和特性。
金相制样方法和制样过程以上所述。
异种金属焊接接头金相试样的制备
异种金属焊接接头金相试样的制备王少刚, 王 蕾(南京航空航天大学 南京市210016)摘 要 以紫铜与低碳钢钎焊接头为例,介绍了异种金属焊接接头金相试样制备过程中磨光、抛光和浸蚀等关键操作,成功地获得了紫铜与低碳钢钎接头金相组织图,可在科研中推广应用。
关键词 异种金属 焊接接头 金相试样 通过对焊接接头的金相组织观察,可以了解母材及焊接热影响区晶粒大小及分布、取向等,特别是可观察出母材和焊缝金属之间是否熔合(是否有互相扩散),从而可对接头的焊接质量作出正确判断。
目前有关异种金属接头金相试样制备的报道较少,这主是跟操作困难有关,因为异种金属具有不同的物理和化学性能,在制备焊接接头过程中,两种金属界面处易形成台阶。
此外,由于异种金属的电化学电位不同,浸蚀试样也较困难,为此合理地选择浸蚀剂显得十分重要。
近年来我们对制备紫铜与低碳钢接头的金相试样进行了一些摸索,整个过程为:取样→镶嵌→磨光与抛光→浸蚀→组织观察。
鉴于取样、镶嵌和组织观察的操作较规范,下面主要对磨光,抛光及浸蚀的操作过程作一些探讨。
1 磨光磨光是为了得到平整、光滑的磨面,磨面上允许有极细而均匀的磨痕,磨光分为粗磨和细磨两步。
(1)粗磨。
粗磨前,试样较软一侧(紫铜侧)可用锉刀修平,而较硬的一侧(低碳钢侧)用砂轮机整平,然后在XQ22型镶嵌机上镶嵌成规格为<22×15mm的金相试样。
在粗磨操作中,压力不宜过大,以免产生范性变形。
为了保证试样不致因发热而引起金属组织发生变化,要不断将试样浸入水中冷却,粗磨时一定要保证磨面平整。
(2)细磨。
试样表面粗磨后,用水冲洗干净即可细磨,细磨的目的是消除粗磨遗留下来的较深的痕迹,为抛光作好准备。
细磨是在由粗到细的各号金相砂纸上(底下垫金属平台)进行。
考虑到本试样的特殊性,我们先用粒度为280#、320#的金相砂纸把试样磨得较为平整,然后再按砂纸的粒度400#、500#、600#、800#由粗到细顺序磨制。
金相试样制备方法
金相试样制备方法嘿，朋友！你要是对金属材料感兴趣，那金相试样制备这个事儿你可不能错过。
我今天就来好好给你讲讲这金相试样制备到底是怎么一回事儿。
我有个朋友叫小李，他在一家金属加工企业工作。
有一次，他跟我抱怨说，他们公司想要深入研究一种新的金属合金，但是金相试样制备老是做不好，这就像想要看清一个人的内心，却老是找不到那扇正确的门一样，可把他急坏了。
我就跟他说，这金相试样制备啊，就像是给金属做一个超级精细的体检，每个步骤都得做到位。
那咱们就先来说说取样吧。
这取样就像是从一大群人中挑选出有代表性的几个人一样。
你不能随便乱取呀。
对于金属材料，得考虑它的形状、大小还有用途等好多因素呢。
比如说，如果是一块很大的金属板材，你要是只从边缘取样，那可能得到的结果就不能代表整块板材的性能了，这不是有点像你只看一个班级里坐在前排的学生，就想了解整个班级的学习情况吗？太片面了！取样的时候，得用合适的工具，像切割锯之类的。
而且啊，在切割的时候，速度可不能太快，不然就会对样品造成损伤，就像你跑步太快容易摔倒受伤一样。
取好样之后，就是镶嵌了。
有些样品可能形状不规则或者太小，不好直接进行后续操作，这时候镶嵌就像给它找了个稳固的“家”。
我见过一些镶嵌的材料，像酚醛树脂之类的。
把样品放在模具里，再倒入镶嵌材料，等它凝固了，样品就被牢牢固定住了。
这就好比把一颗珍贵的宝石镶嵌到戒指上，让它稳稳当当的。
接下来就是磨制了。
磨制这个过程可真是个考验耐心的活儿。
就像你要把一块粗糙的石头打磨成光滑的玉坠一样。
开始的时候，要用比较粗的砂纸，比如200目的砂纸。
把样品在砂纸上按一定的方向轻轻磨，这时候你得把样品当成是一件精美的艺术品，小心翼翼地对待。
如果乱磨一气，那样品表面就会变得坑坑洼洼的，这就像你在画画的时候，画笔乱走，那画出来的画肯定不好看啊。
每换一次更细的砂纸，比如从200目换到400目，再换到800目，样品的表面就会越来越光滑。
我记得有一次我自己做金相试样磨制的时候，开始没经验，觉得只要用力磨就好了，结果呢，样品表面被我磨得乱七八糟，我当时那个懊悔啊，就像丢了最心爱的玩具一样。
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异种金属层状复合材料金相试样的制备技术周俊杰,庞玉华,苏晓莉,翟克勇(西安建筑科技大学,西安710055)摘要:通过对金属层状复合材料金相试样制备经验的总结,介绍了异种金属层状复合材料界面金相试样制备过程中磨、抛光和侵蚀等关键操作,提出了在金相试样制备过程中应注意的事项和技术要点。
实践表明,提出的制备技术具有技术上的合理性和可操作性,可得到较满意的样品。
关键词:异种金属;层状复合材料;金相试样;制备1 引言异种金属层状复合材料是利用复合技术使两种或两种以上物理、化学和力学性能不同的金属在界面上实现牢固冶金结合而制备的一种新型材料。
尽管各层金属仍保持各自原有的特性,但其物理、化学和力学性能比单一金属优越很多,从而在要求抗磨损、抗腐蚀和抗冲击等领域得到了广泛的应用。
层状金属复合材料金相试样的制备与纯金属金相试样的制备方法有许多的不同之处,尤其在取样、磨制、抛光和侵蚀时更有一些特殊的技巧和方法。
只有采用正确的制备方法和合理的侵蚀工艺才能制作出高质量的金相试样。
2 层状复合材料金相试样制备技术要点金属层状复合材料试样的制备分为取样、粗磨、细磨、抛光和侵蚀5个步骤。
但是层状材料的物理和化学特性与纯金属有很多的不同之处,因而其试样制备的各个步骤有很多的技巧和方法。
(1)取样取样部位和磨面选择必须根据分析要求而定。
一般而言,层状复合材料主要需要检测各金属组元在结合面处的组织变化和综合性能,因而取样一般都包括组元结合面。
需要注意的是,取样时要着重保护各金属组元结合面,避免过度受热或过大的机械冲击,以减轻因受热或塑性变形引起复合材料的组织失真和结合失效现象。
试样截取的方法有多种,对于较软材料为组份的复合材料可以用锯、车或刨等方法,对于硬质材料组份的复合材料可以用砂轮切片机或线切割机切割等方法。
试样的大小并无统一的规定,从便于握持和磨制角度考虑,一般直径或边长为15～20mm,高为12～18mm比较适宜。
对厚度比较小,不易握持的试样可用图1a的镶嵌办法。
如果厚度太薄,可采用图1b所示的镶嵌方法。
(a) (b)图1金属层状复合材料试样的镶嵌1.试样2.PVC管3.填料4.支撑物对于需要观察喷涂层、喷焊层与基体结合处组织或界面情况的试样,由于要观察的组织位于试样的边缘,若直接磨削抛光,喷涂和喷焊的薄层极易被磨成圆角或被破坏。
一般的做法是用低熔点合金或环氧树脂进行镶嵌。
但是由于镀层的厚度很小,且试样和填充物的硬度不同,在磨制过程中仍有镀层被破坏的情况。
因此,在对此类试样进行取样镶嵌时就需要对被观察薄层进行保护。
简单的方法是,按照试样镀层观察区的大小,截取相应尺寸的薄钢板(δ=1～2mm),将薄钢板与试样的接触面磨平、抛光,然后在抛光面上涂适量的万能胶,之后将其粘贴在试样的镀层上(见图2),待硬化后就可以对试样进行细磨和抛光。
若试样太薄无法握持,可将保护好的试样按图1所示的方法进行镶嵌。
由于保护钢片与试样之间的间隙小,结合牢固,所以试样在磨制、抛光和侵蚀过程中,镀层不会受到污染和损坏,使试样制作更加简便,提高了试样的成品率。
图2层状金属喷涂薄层试样的保护1.试样基层2.被观察镀层3.薄钢板4.工作台(2)磨削磨削又分为粗磨和细磨两步。
粗磨的目的主要是修整试样,使试样形状规则,去除切割时产生的变形层。
在不影响观察的情况下,要将试样的棱角磨去,防止在后续的磨制和抛光阶段划破砂纸和抛光织物。
如果复合金属组份的硬度都很高,粗磨时可以在砂轮机上进行。
需要注意的是,磨削会使试样表面温度骤然升高,只有不断地对试样浸水冷却才能防止各组份结合面处的组织发生变化。
如果层状复合材料各组份硬度相差很大,如不锈钢与铝、钛与铜和钢与铜,此类层状复合材料就要用锉刀进行粗磨,以免用砂轮机粗磨使试样的较软金属组份过度磨损或者产生较深的磨痕和严重的塑性变形层。
粗磨后的试样磨面上仍有较粗较深的磨痕,为了消除这些磨痕,必须进行细磨。
细磨可以选用手工磨制或机械磨制。
手工磨制时,金相砂纸依次由01号磨至05号(或06号)。
在磨制时,手握试样用力要均匀,使整个磨面都能磨到。
试样在同一张砂纸上磨痕方向要一致,并与前一道砂纸磨痕方向垂直。
待前一道砂纸磨痕完全消失时才能更换用下一道砂纸。
每次更换砂纸时,必须将试样、玻璃板清理干净,并把手冲洗干净,防止将前一道砂纸上的粗砂粒带到下一道砂纸上。
磨制组份硬度相差较大的层状复合材料时,用力更要轻,同时要及时调整试样的受力点,可以在硬度较高的材料一侧施加较大的磨削力,要注意使磨削方向与组份方向垂直或成一定角度,避免磨削方向与组份方向平行(见图3),否则极易造成较软材料的过度磨损或在结合面形成斜面或台阶。
图3金属层状复合材料试样的磨制示意图因为金相砂纸所用的粘接剂易溶于水,所以用金相砂纸磨制试样时不能加水。
其不足之处在于干磨过程中,试样表面易形成严重变形层,摩擦生热还可能引起组织变化。
目前大多数试样均采用水砂纸手工湿磨的方法。
用水砂纸手工磨制时要将水砂纸置于流动水下方边冲边磨。
砂纸由粗到细依次更换,最后磨到1000号砂纸。
细磨也可以用预磨机进行磨制。
机械磨制的磨削速度快,但是试样的平整度不好,而且表面变形层__也比较严重。
在机械磨制时要注意,转盘外侧比内侧的线速度大,如果较软组份在转盘线速度大的一侧,就会产生比靠内侧更大的磨削量,极易造成斜面或台阶分层。
所以磨制时要经常更换磨制方向,及时调整磨削压力,以保证层状复合材料试样的平整。
(3)抛光由于层状复合金属材料是根据使用要求设计各层组份的,有时各层组份的物理和化学性能相差很大,所以许多金属层状复合材料不能选择电解抛光,应选择机械抛光的方法。
否则会造成观察面局部强烈侵蚀,尤其在金属界面处更是如此。
采用机械抛光时,试样要沿盘的径向往返缓慢移动,同时要逆抛光盘转向自转。
在抛光时,要经常添加抛光液或清水,以保持抛光盘的湿度,如果发现抛光盘过脏或有较大颗粒时,必须将其冲刷干净后再使用。
抛光时间不可过长,以免试样表面产生严重的变形层。
在抛光有色金属(如铜、铝及其合金等)为组元的层状复合材料时,最好在抛光盘上加适量的肥皂水或洗洁精溶液。
当然,如果材料组元性能允许,也可以选择电解抛光和化学抛光的方法。
电解抛光时,先按要求配好电解抛光液,将待抛光的试样磨面浸入抛光液中,接通电源,按照规范调整到所需电压和电流,一般只需要十几秒至几十秒即可取出试样。
试样取出后立即用清水冲洗干净,用无水酒精擦拭后吹干即可。
如抛光过程中已经同时具有侵蚀作用,则可以省去抛光后的侵蚀步骤。
以铜合金、铝合金、奥氏体不锈钢以及高锰钢等材料为组份的层状金属复合材料根据需要可以选择电解抛光的方法。
(4)侵蚀层压金属复合材料不同于纯金属,它按照不同的应用要求来设计复合组份,因此很多层状材料组份间的物理和化学性质相差很大。
当它们的物理性能相近时,可选用电解侵蚀的方法,如纯铝/铝合金层状复合板可采用电解侵蚀(电压18V,125mL甲醇木精+50mLHNO3,侵蚀12min)。
而更多的层状金属复合材料,由于材料性能的差异,一般很少选择电解侵蚀而选用化学侵蚀。
化学侵蚀的方法简单易行,但是又需要一些特殊的方法和技巧,只有认真对待才能制备出高质量的试样。
选择合适的侵蚀剂是侵蚀操作的关键。
在很多时候,很难通过一种侵蚀剂达到同时侵蚀两种金属的目的,所以要根据不同的组份金属选择不同的侵蚀剂。
如碳钢、低合金钢等金属最常用的侵蚀剂是4%HNO3酒精溶液,而铝及其合金要选择1mLHF+1mLHNO3+3mL乳酸溶液。
有时层状金属复合材料各组份可以使用相同的侵蚀剂但是需要不同的侵蚀时间,如不锈钢(304)/钢(Q235)层状复合材料,各组份均可用50mLHCl+5mLHNO3+50mLH2O作为侵蚀剂,但是不锈钢(304)要加热侵蚀1min,而钢(Q235)只需用脱脂棉球蘸侵蚀剂轻擦即可。
因此可将不锈钢层先置于侵蚀剂中,如图4所示,当不锈钢层达到侵蚀要求后再用侵蚀剂擦拭Q235层,这样才能使两复合层均达到侵蚀要求。
图4金属层状复合材料试样的侵蚀示意图侵蚀试样时需要注意,如果金属复合材料各层所选侵蚀剂不同,如不锈钢/铜层状复合材料所选侵蚀剂分别为:2mLHNO3+6mLC3H5(OH)3用以侵蚀不锈钢,0.5mLHF+40mLHNO3+50mLH2O用以侵蚀铜。
侵蚀时需要对其复合层分别侵蚀,结合面处的侵蚀更需要认真操作。
在一层组元完成侵蚀后再用另一种侵蚀剂对另一组元层进行侵蚀,直至达到要求为止。
在侵蚀时要注意观察试样的侵蚀程度,如侵蚀程度过浅,可以重新侵蚀;如果过深,则要重新抛光才能侵蚀;如果变形层严重,要反复抛光2侵蚀1～2次后再观察组织清晰度的变化。
选用侵蚀剂时,要根据规范尽量选择不会相互干涉或相互干涉小的侵蚀剂。
例如对紫铜/低碳钢层状复合材料试样的侵蚀,可以采用8%CuCl2氨溶液侵蚀紫铜层,再用4%HNO3酒精溶液侵蚀低碳钢层的侵蚀方法;也可以选择用酸性FeCl3水溶液(5gFeCl3+50mLHCl+100mLH2O)侵蚀低碳钢,再用酸性FeCl3酒精溶液(5gFeCl3+4mLHCl+100mL酒精)侵蚀紫铜的方法。
但是经过比较,后一种方法所采用的两种侵蚀剂组成大致相近,侵蚀时相互干涉较小,因此在操作时应优先选择。
具体的侵蚀操作是,先用酸性FeCl3水溶液擦拭低碳钢一侧(时间约为30s),擦拭时需注意在结合面处应尽量避免此侵蚀液与紫铜接触,擦拭低碳钢后,不用冲洗,立即用另一棉花球蘸酸性FeCl3酒精溶液擦拭紫铜(时间约为十几秒),待紫铜变色后,立即用蒸馏水冲洗,再用酒精脱水后吹干。
另外需要指出的是,有很多金属层状复合材料的厚度很薄,各组元的厚度还不足1mm,对于这样的金属层状复合材料试样,只能选用擦拭侵蚀的方法,甚至操作时需要借助放大镜,侵蚀操作的难度较大,有时制备一个合格的金相试样需要多次的反复。
这就对操作人员提出了更高的要求,侵蚀操作要迅速,擦拭要准确,否则很难达到理想的侵蚀效果。
根据上述制样要点,笔者在不锈钢/碳钢层状复合材料的制备过程中,从磨、抛光到侵蚀剂的选择和试样的侵蚀,都采用了相应的操作方法,成功地制备出所需要的金相试样,所得界面的显微组织十分清晰(见图5),能达到预期的分析目的。
图5 304/Q235层状复合材料界面显微形貌 400×3 结语金属层状复合材料因为其结构和成分的特殊性,在对其组织性能进行研究时,其首要环节就是金相试样的制备工作。
只有制备出高质量的金相试样才能在研究工作中得出正确的组织分析结果。
但是,由于其特殊的结构,制备出的金相试样往往不尽如人意。
只有在制备过程中不断探索,不断总结,根据试样的组元情况具体问题具体分析,采用灵活多变的制作方法才能在工作过程中优质高效地制备出高质量的层状金属复合材料试样。