方案详情:
一、取样与切割
关键步骤:
定位取样:根据检测目标(如焊缝、缺陷区)使用线切割或精密切割机截取10×10×5mm样品。
冷却保护:切割时喷淋冷却液(如水基乳化液),防止热影响区导致组织相变。
注意事项:
二、镶嵌与固定
关键步骤:
热压镶嵌:对导电性差的样品,使用酚醛树脂(180℃/15MPa)封装,增强边缘保护。
冷镶:对热敏感材料(如淬火钢),采用环氧树脂+固化剂(混合比例4:1),室温固化24小时。
注意事项:
多孔样品:先真空浸渍树脂(如甲基丙烯酸甲酯)填充孔隙;
导电需求:镶嵌时预留电极接口,便于后续电解抛光;
气泡排除:离心机以3000rpm旋转5分钟消除树脂内气泡。
三、研磨与平整化
关键步骤:
逐级研磨:依次使用240#→600#→1200#→2000#水砂纸,每级研磨至前级划痕完全消除。
研磨参数:压力0.1-0.3MPa,转速200-400rpm,单向研磨避免交叉划痕。
注意事项:
硬质合金:优先选用金刚石涂层砂纸,粒度从80#起步;
软金属(铜、锡):每级研磨时间≤30秒,防止磨屑嵌入表面;
清洁控制:每更换砂纸后,用超声波清洗机(40kHz)处理样品2分钟。
四、抛光与镜面处理
关键步骤:
粗抛光:用9μm金刚石悬浮液+绒布抛光5分钟,压力50N,转速150rpm。
精抛光:换用0.05μm氧化铝悬浮液+丝绸布,压力降至20N,转速100rpm,时间3-5分钟。
注意事项:
多相材料(如铸铁):采用振动抛光(频率30Hz)减少石墨拖尾;
电解抛光:对难抛光合金(钛、镍基高温合金),电压20V、电流密度1A/cm²,时间10-20秒;
终点判定:在200×光学显微镜下无可见划痕,非金属夹杂物无“彗星尾”现象。
五、腐蚀与组织显示
关键步骤:
化学腐蚀:根据材料选择腐蚀剂(如钢用4%硝酸酒精,铝用Keller试剂),浸渍或擦拭5-60秒。
清洗干燥:立即用无水乙醇终止反应,氮气吹干避免水渍。
注意事项:
过腐蚀处理:若晶界模糊,用10%草酸溶液二次浅腐蚀2-3秒;
敏感材料(如不锈钢):采用电解腐蚀(1mol/L H₂SO₄溶液,6V/10s);
腐蚀剂保存:氢氟酸等危险试剂需密封存放于防爆柜,废弃液中和至pH 6-8后排放。
六、常见缺陷与修正
缺陷类型 | 成因 | 解决方案 |
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浮雕效应 | 抛光压力不均或时间过长 | 改用振动抛光,精抛时间缩短至1-2分钟 |
划痕残留 | 研磨跳级或砂纸污染 | 返回600#砂纸重新研磨,清洁研磨设备 |
腐蚀不均 | 样品表面残留抛光液 | 抛光后增加10%盐酸清洗步骤 |
边缘倒角 | 镶嵌材料硬度不匹配 | 冷镶时添加玻璃纤维增强环氧树脂强度 |
七、特殊材料制样要点
涂层材料:
粉末冶金件:
生物医用合金(如镁合金):
通过严格遵循上述步骤并针对性优化,可制备出满足SEM、EBSD等高端分析要求的金相试样,确保显微组织表征的准确性。