金相制樣的幾點(diǎn)技巧和常見問題的解決方法

李巨 樊湘芳 王沖 孫萌 于文博

摘 要金相制備技術(shù)包括金相試樣的制備技術(shù)和顯示技術(shù)，試樣的制備是基礎(chǔ)，顯示技術(shù)也很關(guān)鍵。筆者曾在南華大學(xué)金相技能大賽中獲一等獎(jiǎng)，在第八屆全國(guó)大學(xué)生金相技能大賽中獲三等獎(jiǎng)，本文結(jié)合課程實(shí)驗(yàn)、比賽訓(xùn)練及參與老師科研課題工作經(jīng)歷，總結(jié)了一些金相試樣制作的技巧以及制備過程中可能出現(xiàn)的問題的防止措施和解決方法，盡可能為初學(xué)者提供參考。

關(guān)鍵詞金相制樣;金相

1 磨制試樣前的準(zhǔn)備工作

1.1 試樣的取樣

磨制所需的試樣需要從母材上截取，為了保證金相組織的準(zhǔn)確性，取樣的位置需要具有代表性，取樣位置應(yīng)根據(jù)需研究的內(nèi)容來確定。

從母材上取下的試樣往往表面不夠平整，在開始磨樣前需要進(jìn)行一定程度的打磨。常用的打磨方式是手工砂輪打磨，用砂輪除去樣品表面的毛刺和氧化組織，打磨過程中需要注意不能過于用力，以免損壞樣品表面的平整性。

對(duì)于形狀不規(guī)則或者不宜抓取的樣品，可以使用鑲嵌機(jī)將小塊樣品鑲嵌于樹脂塊中，以便于磨制過程中的抓取和施力。

1.2 金相砂紙的選擇

磨制使用的金相砂紙有多種規(guī)格，一般為180目，400目，600目，800目，1000目，1200目，1500目和2000目，但在實(shí)際磨制中不需要如此多種類的金相砂紙，根據(jù)樣品的硬度，表面質(zhì)量和本人的熟練度可以選用適當(dāng)?shù)膸追N砂紙，但選用的砂紙目數(shù)不可差距過大，這里列出筆者實(shí)驗(yàn)和訓(xùn)練時(shí)常用的砂紙組合，分別為180目，600目，1000目，1500目，對(duì)于硬度較低的樣品可以加選一張2000目砂紙用于最后一道細(xì)磨。

磨制完成后，使用4%硝酸酒精溶液作為腐蝕液，還需準(zhǔn)備無水乙醇，脫脂棉，衛(wèi)生紙和W2.5水溶性拋光膏以進(jìn)行后續(xù)操作。

2 試樣的磨制

2.1 試樣磨制中可能出現(xiàn)的問題和解決方法

2.1.1 磨制過程中出現(xiàn)多個(gè)平面或有平面磨不到

產(chǎn)生原因：磨制中施力不均勻

解決方法：?jiǎn)纬棠ブ疲持赴磯簶悠讽斆妫粼谀ブ七^程中會(huì)有固定一片區(qū)域出現(xiàn)此問題，可以用食指稍微向此區(qū)域多施加一些力度。

2.1.2 磨制過程中磨制面出現(xiàn)少量不平行于磨制方向的劃痕

產(chǎn)生原因：上一道砂紙的大沙粒落到新砂紙上，或者玻璃板上有雜質(zhì)顆粒

解決方法：將細(xì)砂紙放在粗砂紙上，防止粗砂粒落到細(xì)砂紙上，磨制前將工作臺(tái)面和玻璃板清理干凈。若已經(jīng)出現(xiàn)劃痕，可換一張較粗的砂紙以垂直于劃痕方向?qū)澓勰トズ笤倮^續(xù)進(jìn)行。

2.2 試樣磨制過程中的幾點(diǎn)技巧

（1）如果在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)有某一塊固定的區(qū)域經(jīng)常性磨不到或者容易出現(xiàn)多個(gè)平面，可以在剛開始磨制時(shí)就在該區(qū)域刻意加大力度。

（2）關(guān)于試樣的抓取方法，建議用食指壓住樣品上表面，中指，無名指和拇指抓在試樣側(cè)面，中指和無名指的指縫可以用于固定一個(gè)磨制方向，以免在磨制過程中偏離原方向。

（3）每一張砂紙的前幾次打磨可以稍微大些用力，這樣可以盡快將上一道較粗的劃痕磨去，之后的打磨要稍微輕一些，以磨去較細(xì)劃痕，并避免給下一道留下深且粗的劃痕。

（4）每更換一次砂紙，必須將玻璃板清理一遍，且放置新砂紙之前要進(jìn)行反復(fù)抖動(dòng)，以去除砂紙及玻璃板表面的大顆粒雜質(zhì)。

（5）試樣在每張紗紙上實(shí)際所需的打磨次數(shù)很少，熟練的情況下可以控制在20次以內(nèi)，每打磨5-10次，可對(duì)試樣的打磨效果進(jìn)行觀察，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取后續(xù)措施。

3 試樣的拋光

3.1 試樣拋光過程中可能出現(xiàn)的問題和解決方法

3.1.1 試樣拋光前沒有劃痕，拋光后出現(xiàn)明顯劃痕

產(chǎn)生原因：（1）試樣磨制結(jié)束時(shí)沒有清理干凈，劃痕被樣品粉末及其他方向的細(xì)微劃痕掩蓋，拋光后顯現(xiàn)出來。

（2）研磨布表面存在大顆粒雜質(zhì)，拋光過程中在試樣表面劃出劃痕。

解決方法：（1）磨制完成后認(rèn)真清洗磨制面并旋轉(zhuǎn)確認(rèn)磨制面無粗大劃痕。

（2）更換新的拋光布，舊的拋光布必須認(rèn)真清洗干凈。

3.1.2 長(zhǎng)時(shí)間拋光后依然有細(xì)微劃痕存在

產(chǎn)生原因：研磨膏量過少，或者手工磨制過程中較粗的劃痕沒有完全磨去。

解決方法;重新從約1200目或更粗的砂紙開始磨制，或者延長(zhǎng)拋光時(shí)間并加大研磨膏用量。

3.2 試樣拋光的幾點(diǎn)技巧

（1）拋光時(shí)不要將試樣固定在一個(gè)位置不動(dòng)，這樣拋光效果不佳且有可能導(dǎo)致出現(xiàn)劃痕，將試樣沿拋光機(jī)轉(zhuǎn)盤的直徑方向輕輕滑動(dòng)，可以提高拋光效率，但要注意力度和速度，否則會(huì)容易飛樣。

（2）拋光機(jī)轉(zhuǎn)速800轉(zhuǎn)/min就可以有效拋光，更高的轉(zhuǎn)速雖然拋光速度更快一些，但也會(huì)更加難以控制，建議不要超過1200轉(zhuǎn)/min。

（3）拋光膏的使用量不需要太多，過大的使用量實(shí)際上對(duì)拋光效果沒有明顯的提高，研磨膏涂抹在拋光布上時(shí)盡量分散開涂抹。

（4）水流以滴狀連續(xù)下落且不會(huì)濺起為最佳狀態(tài)，水流過小研磨膏無法充分利用，拋光效果不佳;水流過大研磨膏會(huì)迅速溶解起不到拋光作用。

4 試樣的腐蝕

4.1 試樣腐蝕過程中可能出現(xiàn)的問題和解決方法

4.1.1 試樣表面出現(xiàn)彩色斑點(diǎn)

產(chǎn)生原因：清洗后試樣表面殘留的水漬沒有清理干凈，吹風(fēng)機(jī)的熱風(fēng)導(dǎo)致試樣表面過燒。

解決方法：重新拋光，用水流清洗后再用無水乙醇清洗，吹風(fēng)機(jī)用冷風(fēng)。

4.1.2 試樣表面發(fā)黑

產(chǎn)生原因：腐蝕過度，腐蝕時(shí)間過長(zhǎng)。

解決方法：重新拋光，并適當(dāng)縮短腐蝕時(shí)間。

4.2 試樣腐蝕的幾點(diǎn)技巧

（1）腐蝕時(shí)用脫脂棉蘸取腐蝕液，在拋光面上輕輕旋轉(zhuǎn)擦拭，可以最大程度保證腐蝕均勻。也可以將試樣直接浸泡在腐蝕液里，但腐蝕程度不好把握。