مواد مصرفی متالوگرافی ساینده ها، ترکیبات صیقل دهنده، مواد نصب کننده و لوازم اچینگ هستند که برای تهیه نمونه های فلزی (و سایر مواد) برای بررسی میکروسکوپی استفاده می شوند. متالوگرافی - مطالعه ساختار داخلی یک ماده در سطح میکروسکوپی - کاملاً به نحوه آماده سازی سطح نمونه بستگی دارد، زیرا خراش، تغییر شکل یا آلودگی ایجاد شده در حین آماده سازی می تواند ریزساختار واقعی مورد مطالعه را مبهم یا کاملاً بپوشاند.
این مواد مصرفی به معنای واقعی کلمه «مصرفپذیر» هستند - کاغذهای ساینده فرسوده میشوند، پارچههای پولیش با استفاده از بین میروند، و اچکنندهها محلولهای شیمیایی یکبار مصرف یا با عمر محدود هستند - آنها را به خریدی تکراری برای هر آزمایشگاه تست مواد، بخش کنترل کیفیت یا مرکز تحقیقاتی که با فلزات کار میکند تبدیل میکند.
آماده سازی نمونه متالوگرافی چیست؟
آماده سازی نمونه متالوگرافی فرآیند تبدیل یک قطعه مواد برش ناهموار به سطح صاف، بدون خش و صیقلی آینه ای مناسب برای بررسی میکروسکوپی است. هدف این است که ریزساختار واقعی - مرزهای دانهها، توزیع فازها، آخالها، تخلخل یا نقصها - را بدون وارد کردن مصنوعاتی از فرآیند آمادهسازی، مانند فلز لکهدار، ذرات ساینده جاسازی شده، یا تغییرات ساختاری ناشی از حرارت، آشکار کنیم.
چرا اهمیت دارد: یک نمونه ضعیف میتواند عیوب واقعی را پنهان کند یا نقصهای نادرست ایجاد کند - کیفیت آمادهسازی نمونه مستقیماً تعیین میکند که آیا تجزیه و تحلیل میکروسکوپی بعدی قابل اعتماد است یا خیر.
فرآیند آماده سازی نمونه متالوگرافی: مرحله به مرحله
بخش بندی - نمونه از ماده اصلی با استفاده از یک اره برش ساینده، معمولاً با مایع خنک کننده برای جلوگیری از آسیب حرارتی که می تواند ریزساختار نزدیک سطح برش را تغییر دهد، بریده می شود.
نصب - نمونه های کوچک یا نامنظم در یک رزین (اپوکسی، اکریلیک یا فنولیک) تعبیه می شوند تا نمونه استاندارد شده و قابل حمل آسان برای سنگ زنی و پرداخت.
سنگ زنی - نمونه نصب شده از طریق یک رشته کاغذهای ساینده به تدریج ریز آسیاب می شود (معمولاً از حدود 120-240 گریت شروع می شود و تا 800-1200 گریت یا ریزتر پیش می رود) تا آسیب برش برداشته شده و سطح صاف شود.
جلا دادن - سطح زمین در مراحل با استفاده از تعلیق الماس یا آلومینا به تدریج ریزتر (معمولاً از 6 میکرون تا 0.05 میکرون یا ریزتر) بر روی چرخ های پارچه ای صیقلی می شود تا به روکش آینه ای بدون خش دست یابد.
حکاکی کردن - یک اچانت شیمیایی به طور مختصر روی سطح صیقلی اعمال می شود تا به طور انتخابی به مرزهای دانه یا فازهای خاص حمله کند و ریزساختار را در زیر میکروسکوپ آشکار کند.
انواع مواد مصرفی متالوگرافی
| دسته بندی | نمونه ها | مرحله آماده سازی |
|---|---|---|
| برش مواد مصرفی | چرخ های برش ساینده، تیغه ها | بخش بندی |
| نصب materials | پودرهای فشرده سازی رزین اپوکسی، اکریلیک، فنولیک | نصب |
| سنگ زنی abrasives | کاغذهای SiC (کاربید سیلیکون)، دیسک های سنگ زنی الماس | سنگ زنی |
| جلا دادن consumables | سوسپانسیون / خمیر الماس، سوسپانسیون آلومینا، پارچه های پولیش | جلا دادن |
| حکاکی کردن supplies | محلول های اچ کننده شیمیایی، سواب، پنبه اچینگ | حکاکی کردن |
مواد مصرفی سنگ زنی و پرداخت متالوگرافی
کاغذهای آسیاب SiC
موجود در طیف وسیعی از سنگریزهها، بهطور متوالی برای حذف تدریجی آسیبهای مرحله درشتتر قبلی استفاده میشود.
دیسک های سنگ زنی الماس
جایگزینی با ماندگاری طولانی تر برای کاغذ SiC، نرخ حذف ثابت تری را در استفاده طولانی مدت ارائه می دهد
پارچه های پولیش
طیف وسیعی از پارچه های سخت و کم چرت برای پرداخت درشت تا پارچه های نرم و پرخواب برای پرداخت نهایی
روان کننده ها / اکستندرها
برای کنترل سرعت برش و جلوگیری از گرم شدن سطح نمونه با سوسپانسیون های پولیش استفاده می شود
مواد پولیش متالوگرافی
پرداخت نهایی با استفاده از ذرات ساینده به تدریج ریزتر معلق در یک حامل مایع، خراش های ریز به جا مانده از آسیاب را از بین می برد:
| مواد | اندازه ذرات معمولی | استفاده کنید |
|---|---|---|
| سوسپانسیون/خمیر الماس | 9μm - 0.25μm | پرداخت درشت تا متوسط، مواد سخت |
| تعلیق آلومینا | 1μm - 0.05μm | پرداخت نهایی، مواد نرم تر |
| سیلیس کلوئیدی | 0.06μm - 0.02μm | پرداخت نهایی شیمیایی-مکانیکی، آماده سازی تصویربرداری با وضوح بالا |
مواد مورد استفاده برای تست متالوگرافی
فراتر از مواد مصرفی مورد استفاده در آماده سازی، آزمایش متالوگرافی خود در طیف گسترده ای از انواع مواد اعمال می شود که هر کدام با نیازهای آماده سازی کمی متفاوت هستند:
- فلزات آهنی (فولاد، چدن) - معمولاً با محلولهای نیتال یا پیکرال حک میشود تا ساختار دانه و توزیع فاز را آشکار کند.
- فلزات غیر آهنی (آلومینیوم، مس، تیتانیوم) - اغلب به اچ های مختلف و در برخی موارد به دلیل سختی کمتر، به فشار آسیاب ملایم تر نیاز دارند.
- سرامیک و کامپوزیت - معمولاً به مواد ساینده مبتنی بر الماس نیاز دارند، زیرا کاغذهای SiC معمولی ممکن است به طور موثری فازهای سرامیکی سخت تر را برش ندهند.
- مواد الکترونیکی و نیمه هادی - اغلب برای دستیابی به کیفیت سطح مورد نیاز برای تجزیه و تحلیل عیب با بزرگنمایی بالا، به مراحل بسیار ظریف پرداخت نهایی (سیلیکا کلوئیدی) نیاز دارند.
راهنمای انتخاب مواد مصرفی متالوگرافیک
- سختی مواد را مشخص کنید. مواد سخت تر معمولاً به ساینده های مبتنی بر الماس نیاز دارند، در حالی که مواد نرم تر را می توان به طور موثر با کاغذهای SiC معمولی و پرداخت آلومینا تهیه کرد.
- پیشرفت شن را با شرایط سطح شروع مطابقت دهید. یک سطح برش اولیه خشن تر به شن اولیه کمتری نیاز دارد. یک سطح تمیز و از قبل صاف اغلب می تواند از درشت ترین مرحله سنگ زنی عبور کند.
- چرت پارچه ای پولیش را بر اساس مرحله پولیش انتخاب کنید. پارچه های کم چرت برای پله های میانی بهتر صافی را حفظ می کنند. پارچه های پرخواب برای پرداخت نهایی و با بهترین درجه در نظر گرفته شده اند.
- سازگاری اچانت را با آلیاژ خاص تأیید کنید. فرمولهای اچانت مخصوص آلیاژ هستند - اچانت اشتباه میتواند سطح را زیر یا بیش از حد اچ کند و ریزساختار واقعی را پنهان کند.
- فاکتور در حجم نمونه آزمایشگاههای با کارایی بالا از مواد مصرفی که برای عمر طولانیتر طراحی شدهاند (مانند دیسکهای الماس روی کاغذ SiC) برای کاهش فرکانس تغییرات مواد مصرفی بهره میبرند.
نکته کاربردی: یک توالی ریز و صیقل مستند برای هر نوع ماده در آزمایشگاه خود نگه دارید - سازگاری در آماده سازی اغلب بزرگترین عامل جداسازی نتایج ریزساختار قابل تکرار از موارد ناسازگار است.
