关于研磨和抛光
机械准备
机械制备是制备用于显微镜检查的材料标本的最常见方法。所制备表面的特定要求由特定类型的分析或检查决定。样品可以准备到完美的光洁度,真实的结构,或者当表面可以接受特定的检查时,可以停止准备。
机械制备是制备用于显微镜检查的材料标本的最常见方法。所制备表面的特定要求由特定类型的分析或检查决定。样品可以准备到完美的光洁度,真实的结构,或者当表面可以接受特定的检查时,可以停止准备。
机械试样制备的基本过程是材料去除,使用磨料颗粒在连续较细的步骤中从表面去除材料,直到达到所需的结果。
去除材料有三种机制:研磨、抛光和研磨。它们的不同之处在于在试样表面引入变形的倾向。
适当的研磨去除损坏或变形的表面材料,同时限制额外的表面变形量。我们的目标是在抛光过程中在尽可能短的时间内轻松去除损伤的平面表面。
研磨使用固定的研磨颗粒去除材料,产生试样材料的碎片(见下文)。用锋利的磨粒制造切屑的过程在试样中产生的变形量最小,同时提供最高的去除率。
晶粒从试样表面通过,在试样材料中留下相对较小的变形的表面划痕。
谷物已经吃了一半了,芯片还在生长。
晶粒正在进入试样表面。颗粒在x方向上完全固定;y方向的运动(弹性)就会发生。当颗粒进入试样材料时启动切屑。
这通常是研磨过程的第一步。平面磨削可以确保所有样品的表面相似,尽管它们的初始状态和之前的处理。此外,当在一个支架中加工多个试样时,必须小心确保它们都在同一水平面上,或“平面”,然后再进行下一步,细磨。为了获得高而一致的材料去除率、短的磨削时间和最大的平面度,平面磨削首选具有较大晶粒尺寸的完全固定晶粒。合适的PG表面将提供完美的平面样品,从而减少后续细磨步骤的准备时间。此外,一些表面可以提供良好的边缘保留。在磨损过程中,新的磨粒显露出来,从而确保一致的材料去除。
精细磨削产生的表面变形很小,在抛光过程中可以很容易地去除。由于磨纸的缺点,可选择细磨复合表面,以改善和促进细磨,通过使用15、9.0和6.0 μ m的晶粒尺寸获得高的材料去除率。这是在具有特殊复合材料表面的硬复合磁盘(刚性磁盘)上完成的。因此,连续供应的金刚石颗粒被允许嵌入表面,并提供精细的磨削作用。用这些圆盘,可以得到一个非常平面的试样表面。在细磨盘上使用金刚石磨料可以保证均匀地去除硬和软相的材料。没有软相的涂抹和脆性相的剥落,试样将保持完美的平面度。后续的抛光步骤可以在很短的时间内完成。
钻石被用作磨料,以实现最快的材料去除和最好的平整度。没有其他可用的磨料可以产生类似的效果。由于钻石的硬度,它能很好地切割各种材料和相。爱游戏信誉
在抛光过程中,为了最终获得无划痕和变形的试样表面,需要较小的切屑尺寸。使用弹性更强的布,以及更小的颗粒尺寸,如3.0或1.0微米,以获得接近零的芯片尺寸。在抛光过程中,对试样施加较低的力也会减小切屑尺寸。
某些材料,特别是爱游戏信誉那些柔软和延展性强的材料,需要最后抛光,使用氧化物抛光以获得最佳质量。胶体二氧化硅粒径约为0.04 μ m, pH约为9.8,表现出显著的效果。化学活性和精细、温和的磨损相结合,可以产生无刮擦和无变形的样品。
在研磨过程中,磨料以悬浮形式涂在坚硬的表面上。颗粒不能被压入表面并固定在那里。它们在各个方向自由滚动和移动,将小颗粒从样品表面锤出,并引起深度变形。原因是自由运动的磨料颗粒不能在试样表面产生真正的“切屑”。
颗粒滚动而不接触试样表面。当它再次经过试样时,根据晶粒的形状,一个或大或小的试样被锤出。
颗粒滚动并锤出一块试样材料,在试样材料中引起严重变形。
晶粒进入试样表面。
x轴表示维氏硬度(HV)。这些数值并不是线性排列的,因为软材料的制备方法比硬材料的制备方法要多。爱游戏信誉金相图的形状是由于软材料通常更有延展性,而硬材料通常更脆。爱游戏信誉
制备方法的选择
1.求x轴上的硬度。
2.根据材料的延展性向上或向下移动。与硬度不同,延展性不容易用精确的数字来定义。
3.根据之前的经验将材料放置在y轴上。一个先决条件是要了解延展性或脆性材料的性能。
金相图基于十种制备方法。七种方法,A - G,涵盖了材料的全部范围。爱游戏信誉它们的设计目的是为了产生具有最佳结果的标本。此外,还显示了三个简短的方法:X、Y和Z。这些方法是为了非常快速,可接受的结果。
一些材料,爱游戏信誉如复合材料、涂层或由各种相或组分组成的其他材料不能轻易地放置在金相图中。在这种情况下,在决定制备方法时可应用以下规则:
根据所使用的相关设备、样品材料和制备要求,仔细选择表面。在每一组表面中:研磨石头,研磨或抛光纸,磁盘或布,特征的差异包括磨料粘结类型,磨料类型,硬度,回弹性,表面图案和纤维的投影。
制备总是从尽可能小的晶粒尺寸开始,以避免对试样的过度损伤。在随后的制备步骤中,选择从一个粒度到下一个粒度的最大可能间隔,以使制备时间最小化。
研磨和抛光中的去除率与所使用的磨料密切相关。钻石是已知最坚硬的材料之一,因为它们的硬度约为8000 HV。爱游戏信誉这意味着它可以很容易地切割所有材料和相。爱游戏信誉有不同种类的钻石可供选择。试验表明,由于多晶金刚石有许多小切削刃,因此可以获得高材料去除率和浅划痕深度。碳化硅,SIC,硬度约为2500hv,是一种广泛用于研磨纸张的磨料,主要用于有色金属。氧化铝的硬度约为2000hv,主要用作磨石的磨料。主要用于黑色金属的制备。它也被广泛用作抛光介质,但自从为此目的引入钻石产品以来,它在很大程度上已经失去了它的应用价值。在氧化物抛光步骤中,胶体二氧化硅用于生产无划痕的表面处理。一般情况下,磨料的硬度必须是所制备材料硬度的2.5 ~ 3.0倍。 Never change to softer abrasives - this might lead to preparation artifacts. The amount of abrasive applied depends on the grinding/polishing surface and the hardness of the specimen. The combination of cloths with low resilience and hard specimens requires a larger amount of abrasive than cloths with high resilience and softer specimens, because the abrasive particles wear faster.
这可能包括具有高冷却和低润滑效果的薄润滑剂,用于抛光柔软和延展性材料的特殊润滑剂,酒精基或水基等。爱游戏信誉
根据材料的类型和用于制备的研磨/抛光盘,润滑和冷却的量必须平衡。一般来说,可以说柔软的材料需要大量的润滑剂来避免损坏,但只需要少量的磨料爱游戏信誉,因为磨料上的磨损很小。硬材料需要爱游戏信誉更少的润滑剂,但由于磨损更快,需要更多的磨料。为了达到最好的效果,必须正确调整润滑剂的用量。
抛光布应湿润,不能潮湿。过量的润滑剂将从圆盘上冲刷磨料,并保持在试样和圆盘之间的厚层,从而将材料去除减少到最低限度。
对于二合一金刚石悬浮液,在瓶中加入润滑液和冷却液并进行平衡,以优化相应的制备方法。
对于PG,高磁盘速度用于获得快速的材料去除。对于FG, DP和OP, 150 rpm的速度用于研磨/抛光盘和标本夹。它们也都转向了同一个方向。当使用松散的磨料时,高速会将悬浮液从圆盘上抛出,因此需要更多的磨料和润滑剂。
力的单位是牛顿。在制备方法中所述的数字通常是标准化的6个30毫米直径的标本,夹在标本夹中。标本被装入,标本面积应约为装入面积的50%。如果试样较小,或者支架中试样较少,则必须减小力以避免变形等损伤。对于较大的试样,只需要稍微增加力。相反,准备时间应该延长。更高的力会因为更高的摩擦而增加温度,因此可能会发生热损伤。
准备时间是试样支架旋转并压在研磨/抛光盘上的时间。准备时间以分钟为单位。它应该保持尽可能短,以避免浮雕或边缘圆角等工件。根据样品大小,时间可能需要调整。对于较大的标本,时间应延长。对于小于标准的试样,时间保持不变,力减小。
FG后,PG留下的划痕依然可见。玛格:200 x
钻石抛光后,FG留下的划痕依然存在。非常深的垂直划痕甚至可能是PG. Mag: 200x留下的
较大样本区域的塑性变形称为涂布。材料不是被切割或移除,而是被推过表面。由于磨料、润滑剂、抛光布的不正确应用,或这些因素的组合,导致磨料的作用好像是钝的。避免涂抹的方法有三种:
1.涂抹在柔软,延展性的钢材上。Mag: 15x, DIC
2.涂抹在柔软,延展性的钢材上。Mag: 25x, DIC
如果您的抛光机在OP抛光的最后十秒氧化抛光步骤后没有配备自动水冲洗,请用水冲洗抛光布,以清洁样品和抛光布。
由于树脂和样品之间的间隙导致样品染色。玛格:20 x
变形有两种类型:弹性和塑料。弹性变形消失时,施加的载荷。塑性变形,也可称为冷加工,可导致磨削、研磨或抛光后的次表面缺陷。在蚀刻后,首先可以看到剩余的塑性变形。
这里只介绍了在制备过程中引入的变形。不考虑之前操作中的所有其他类型,如弯曲、拉伸和拉伸,因为它们不能通过改变制备方法来改变或改进。
1.变形线短,限于单一晶粒。Mag: 100x, DIC
2.轮廓清晰,变形线条锐利。Mag: 200倍,DIC
3.钝化变形线,间断Mag: 500倍,偏振光
使用高回弹性的抛光表面将导致样品表面和侧面的材料去除。如果树脂的磨损速率比样品材料的磨损速率高,则可以在安装的样品中看到边缘圆角的效果。请在每一步之后检查你的样品,看看什么时候发生故障,这样你就可以确定你需要在准备中做什么改变。
1.由于树脂和样品之间的间隙,边缘是圆形的。不锈钢Mag: 500倍,蚀刻:Beraha I
2.良好的边缘保持,不锈钢。Mag: 500x,蚀刻:Beraha I
由于不同相的硬度或磨损率不同,来自不同相的材料以不同的速度去除。
浮雕通常在抛光开始时才会被注意到,所以开始准备研磨介质是很重要的,这将使样品尽可能平整。然而,为了获得最佳的启动条件,应使用MD-Largo对硬度低于150 HV的材料进行细磨,而使用MD-Allegro对硬度为150 HV及以上的材料进行细磨。爱游戏信誉
1.B4AlSi中的C纤维,纤维与基材之间的缓解。玛格:200 x
2.与图1相同,但没有浮雕。玛格:200 x
拉出是一个通用术语,用于描述大量的材料不规则性,例如:
上述问题通常发生在材料制备的早期步骤:切片、安装和平面/粗磨。爱游戏信誉避免这些情况:
剔除夹杂物。从拉出的夹杂物中可以看到划痕。
Mag: 500倍,DIC
缝隙是安装树脂和样品材料之间的空隙。当用显微镜检查样品时,可以看到树脂和样品之间是否有间隙。间隙会导致各种制备故障:边缘圆角、抛光布污染、蚀刻和染色时出现问题。
树脂与样品之间的间隙。由于蚀刻液溢出到样品表面,蚀刻失败。还要注意缝隙中的研磨颗粒。
玛格:200 x
裂纹是脆性材料和不同相材料的断裂。爱游戏信誉用于加工样品的能量大于可以吸收的能量。多余的能量导致了裂缝。
裂纹在脆性材料和呈层状的样品中出现。爱游戏信誉在整个准备过程中必须小心谨慎。
本节不处理韧性材料中的裂纹,因为这些裂纹不是由制备引起的,而是在制备前已经存在于样品中。爱游戏信誉
注意:真空浸渍只会填充与表面相连的裂纹和空洞。注意不要使用高收缩率的安装材料。爱游戏信誉它们可能会从基本材料上扯下几层。
等离子喷涂层与基材之间的裂纹。裂纹是切割造成的。
玛格:500 x
样品在真空下用环氧树脂和环氧染料固定。裂纹被荧光染料填满,证明裂纹在安装之前就在材料上了。
玛格:500 x
荧光灯
有些材料具爱游戏信誉有天然孔隙,例如铸造金属、喷涂涂层或陶瓷。重要的是要得到正确的值,而不是由于准备故障而提供不正确的读数。
根据材料的特性,可以看到两种与孔隙率相反的效应:
与韧性材料相反,韧性材料的初始孔隙率似乎很低,孔隙必须打开,脆性材料似乎具有很高的孔隙率。爱游戏信誉表面明显的裂缝必须被移除。
1.高温合金,在MD/DP-Dur上抛光5分钟,3.0微米。玛格:500 x
2.与1相同,但在MD/DP-Dur上额外抛光1分钟后,1.0µm。
3.和2一样。在MD/DP-Dur上再加2分钟后,1.0µm。正确的结果。
问题: |
FG的第一步你用MD-Allegro了吗? |
解释: |
使用MD-Allegro 9.0µm重复FG1。每两分钟检查一次样本,当 孔隙率不再有变化。 |
完成此步骤后,正常继续准备。 |
问题: | FG的第二步你用MD-Largo了吗? | 解释: |
使用MD-Largo 3.0µm重复FG2。每两分钟检查一次样本,当 孔隙率不再有变化。 |
完成此步骤后,正常继续准备。 |
问题: | 你用MD-Dac治疗DP了吗? |
解释: |
No:重复DP使用MD-Dae 3.0µm。每两分钟检查一次样品,当孔隙率没有变化时,进行下一步。完成此步骤后,正常继续准备。 |
是的:在OP-Chem上使用OP-U。每两分钟检查一次样品。孔隙率无变化时停止制备。 |
硬脆材料在机械制备的第一步爱游戏信誉往往会发生表面断裂。表面的孔隙率可能比真实的要高。
与韧性材料相反,韧性材料的初始孔隙率似乎很低,孔隙必须打开,脆性材料似乎具有很高的孔隙率。爱游戏信誉表面明显的裂缝必须被移除。
1.Cr2O3.FG步骤后进行等离子喷涂
2.三分钟后1分,6.0分µm抛光
3.在MD-Nap 1.0上进行额外打磨后,与2相同µm。正确的结果
当试样与抛光盘单向运动时,彗尾出现在夹杂物或气孔附近。它们独特的形状赢得了“彗星尾巴”的名字。避免彗星尾巴的一个关键因素是抛光动力学。
1.在抛光过程中,试样和圆盘使用相同的转速。
2.减小力。
3.在软布上长时间的抛光是一个因素。确保在下一个抛光步骤中必须去除尽可能小的变形,特别是当需要高回弹性的布料时。
彗星尾巴弹:20x, DIC
彗星尾巴Mag: 200倍,DIC
在机械研磨或抛光过程中,来自样品本身以外来源的物质沉积在样品表面,称为污染。
先前制备的铜沉积在样品表面上,因为B4C粒子和铝基体。
玛格:200 x
嵌入磨料是压入试样表面的松散磨料颗粒。使用软质材料时,磨蚀爱游戏信誉颗粒会嵌入。由于磨料粒度小,使用的研磨或抛光布回弹性低,或使用了低粘度的润滑剂,可能会出现嵌入磨料。通常,这些原因的组合发生。
铝,用3.0微米的金刚石研磨,使用低回弹性的布。样品中嵌有许多钻石。
玛格:500 x
同上,最后抛光后。大部分钻石仍留在样品中。
玛格:500 x
研磨痕迹是磨料颗粒在坚硬表面上自由运动而在样品表面形成的凹痕。这些不是像切割一样的划痕,而是颗粒在表面翻滚时留下的明显痕迹,但没有去除材料。
在锆合金上研磨痕迹:
由滚动或翻滚的磨粒引起
玛格:200 x
经过最后的抛光,有很深的压痕和下面的变形
随着研磨痕迹可见。纯钽。
Mag: 500倍,DIC
问题: | 是刚进行的步骤造成的研磨痕迹吗? |
解释: |
是的:换一块弹性更强的布。重复造成研磨痕迹的步骤。 |
否:重复完整的制备方法。检查每一步,看看什么时候发生了研磨。从头再来。 |
用于平面和精细磨削,几乎没有工件
用于平面和精细磨削
专为特定抛光布优化的一体化钻石解决方案
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钻石悬浮液在各种各样的晶粒尺寸和格式
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不需要划痕和变形时
适用于高去除、低变形的磨削
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