金相制樣原理及方法

　　

一、實(shí)驗(yàn)原理：

    金相顯微分析是研究金屬內(nèi)部組織最重要的方法之一。用光學(xué)顯微鏡觀察和研究金屬內(nèi)部組織的步驟，首先是制備所取試樣的表面，然后選用合適的浸蝕劑試樣表面，并用金相顯微鏡觀察和研究試樣表面組織。

    試樣表面比較粗糙時(shí)，由于對人射光產(chǎn)生漫反射，無法用顯微鏡觀察其內(nèi)部組織，因此要對試樣表面加工，通常采用磨光和拋光的方法從而得到光亮如鏡的試樣表面。這個(gè)表面在顯微鏡下只能看到白亮的一片而看不到其組織細(xì)節(jié)，因此必須采用合適的浸蝕劑對試樣的表面進(jìn)行浸蝕，使試樣表面有選擇性地溶解掉某些部分（如晶界），從而呈現(xiàn)微小的凹凸不平，這些凹凸不平在光學(xué)顯微鏡的景深范圍內(nèi)可以顯示出式樣的組織形貌、大小和分布。

     

二、 金相式樣的制備方法

金相顯微式樣的制備包括取樣、鑲嵌、磨制、拋光、浸蝕等工序。

1） 取樣  

    式樣的選取應(yīng)根據(jù)研究的目的，取其具有代表性的部位。待確定好部位，就可以把式樣截下，式樣的尺寸通常采用直徑12～15mm，高12～15mm的圓柱體或邊長12～15mm的方形式樣。取樣方法可用手鋸、鋸床切割或錘擊等方法。

2） 鑲嵌
    如式樣尺寸太小，直接用手來磨制困難時(shí)，可把式樣鑲嵌在低熔點(diǎn)合金或塑料中，以便于式樣的磨制和拋光。

3） 磨制
    切好或鑲好的式樣在砂輪機(jī)上磨平，尖角要倒圓。然后用2﹟、1?﹟和1﹟等粗砂布磨光，再換400.600.800.1000.1200.1500.2000.2500.3000等金相砂紙逐級細(xì)磨，一直磨到W10砂紙方可進(jìn)行粗拋光和細(xì)拋光。
    磨制式樣時(shí)，每換一次磨制步驟（即每換一號砂紙）時(shí)，式樣磨制方向應(yīng)轉(zhuǎn)90°。這樣才能看出上次磨痕是否磨去。式樣在每一號砂布（紙）上磨制時(shí)，要沿一個(gè)方向磨，切忌來回磨削，而且給式樣施加的壓力要適當(dāng)。

4） 拋光
    細(xì)磨的式樣還需進(jìn)行拋光。拋光的目的是去除細(xì)磨時(shí)遺留下來的細(xì)微磨痕而獲得光亮的鏡面。式樣的拋光是在專用的拋光機(jī)上進(jìn)行的，轉(zhuǎn)速一般100～150r/min。拋光時(shí)在拋光盤盤面上鋪有絲絨等織物，并不斷滴注拋光液。拋光液是由àl2O3、Cr2O3或MgO等極細(xì)粒度的磨料加水而形成的懸浮液，依靠拋光液中極細(xì)的拋光粉末與式樣磨面間產(chǎn)生的相對磨削和滾壓作用來消除磨痕。拋光時(shí)應(yīng)使式樣磨面均勻地壓在旋轉(zhuǎn)的拋光盤上，并沿盤的邊緣到中心不斷作徑向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。除機(jī)械拋光方法外，還有電解拋光、化學(xué)拋光等其他拋光方法。

5） 浸蝕
    經(jīng)拋光后的式樣還必須經(jīng)過浸蝕后才能在顯微鏡下進(jìn)行觀察。浸蝕主要是依靠浸蝕劑對金屬的溶解或電化學(xué)腐蝕過程，使金屬式樣表面的晶粒與晶界及各組成相之間呈現(xiàn)輕微的凹凸不平，在顯微鏡下就可以清楚地觀察到式樣表面，浸蝕時(shí)間要適當(dāng)，一般式樣磨面發(fā)暗時(shí)就可停止。如果浸蝕不足重復(fù)浸蝕。浸蝕完畢后立即用清水沖洗，然后用酒精沖洗，最后用吹風(fēng)機(jī)吹干，式樣即可置于金相顯微鏡上進(jìn)行觀察

三、金相顯微鏡操作規(guī)程

    金相顯微鏡屬于精密光學(xué)儀器，為了保證金相顯微鏡系統(tǒng)正常的發(fā)揮功能，特制定本規(guī)程。
　　金相顯微鏡由專人使用，專人負(fù)責(zé)日常維護(hù)、保養(yǎng)。任何人未經(jīng)許可，不得調(diào)試該設(shè)備。
    金相顯微鏡系統(tǒng)的操作步驟及日常維護(hù)、保養(yǎng)注意事項(xiàng)如下：
一、顯微鏡部分
    1、去掉防塵罩，打開電源。
    2、將試樣置于載物臺墊片，調(diào)整粗/微調(diào)旋鈕進(jìn)行調(diào)焦，直到觀察到的圖像清晰為止。
    3、調(diào)整載物臺位置，找到關(guān)心的視場，進(jìn)行金相分析。
二、計(jì)算機(jī)及圖像分析系統(tǒng)
     將金相顯微鏡上的觀察/照相切換旋鈕調(diào)至PHOT位置，金相顯微鏡里觀察到的信息便轉(zhuǎn)換到視頻接口和攝像頭，打開計(jì)算機(jī)，啟動(dòng)圖象分析軟件，即可觀察到來自金相顯微鏡的實(shí)時(shí)的圖像，找到關(guān)心的視場后將其采集、處理。
三、日常維護(hù)、保養(yǎng)及注意事項(xiàng)
    為保證系統(tǒng)的使用壽命及可靠性，注意以下事項(xiàng)：
   1.試驗(yàn)室應(yīng)具備三防條件：防震（遠(yuǎn)離震源）、 防潮（使用空調(diào)、干燥器）、防塵（地面鋪上地板）；電源：220V±10%，50HZ；溫度：0°C—40°C。
   2.調(diào)焦時(shí)注意不要使物鏡碰到試樣，以免劃傷物鏡。
   3.當(dāng)載物臺墊片圓孔中心的位置遠(yuǎn)離物鏡中心位置時(shí)不要切換物鏡，以免劃傷物鏡。
   4.亮度調(diào)整切忌忽大忽小，也不要過亮，影響燈泡的使用壽命，同時(shí)也有損視力。
   5.所有（功能）切換，動(dòng)作要輕，要到位。
   6.關(guān)機(jī)時(shí)要將亮度調(diào)到最小。
   7.非專業(yè)人員不要調(diào)整照明系統(tǒng)（燈絲位置燈），以免影響成像質(zhì)量。
   8.更換鹵素?zé)魰r(shí)要注意溫，以免灼傷；注意不要用手直接接觸鹵素?zé)舻牟Ａw。
   9.關(guān)機(jī)不使用時(shí)，將物鏡通過調(diào)焦機(jī)構(gòu)調(diào)整到低狀態(tài)。
   10.關(guān)機(jī)不使用時(shí)，不要立即該蓋防塵罩，待冷卻后再蓋，注意防火。
   11.不經(jīng)常使用的光學(xué)部件放置于干燥皿內(nèi)。
   12.非專業(yè)人員不要嘗試擦物鏡及其它光學(xué)部件。目鏡可以用脫脂棉簽蘸1:1比例（無水酒精）混合液體甩干后擦拭，不要用其他液體，以免損傷目鏡。