[發明專利]一種制備金屬薄膜金相組織樣品的方法

有效

• 申請號: 201310253544.4
• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN103335877A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 尚德廣;張立紅;劉小冬;靳佳;劉鳳珠;郭毓博;任崇剛;王露
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/32
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明屬于金相樣品制備領域，特別提出了一種制備金屬薄膜金相組織樣品的方法，并以多晶軋制銅薄膜微試件為例成功地驗證了此方法的可行性。

背景技術

金相顯微分析是研究金屬和合金組織的主要方法之一，在實際生產實際中，為了探索金屬材料的性能，經常需要進行金相組織的檢查和分析。金相組織分析是利用顯微鏡的光學理論借助試樣表面對光線的反射特點來進行的。需要將所分析的金屬材料制備成一定尺寸的試樣，并經過磨制拋光和腐蝕等工序，最后通過金相顯微鏡來觀察和分析金屬顯微組織狀態及分布情況。金相試樣制備質量的好壞，直接影響到組織觀察的結果，因此，金相試樣的制備過程尤為重要。

由于金屬薄膜類試樣厚度較小，不能直接鑲樣，只能將試樣用膠水等直接粘在基體上進行研磨和拋光。由于試樣較薄，如果直接將試樣放在砂紙上進行手動研磨，試樣表面易劃傷，研磨不均勻，且易磨透；若直接進行拋光，則時間過長。因此，制備表面光亮的金屬薄膜類金相樣品較其他樣品更加困難。

本發明采用重力裝置進行研磨，并結合絨布拋光，選用配比為：10gFeCl3+30ml?HCL+120ml?H2O的腐蝕液，成功制備了多晶軋制銅薄膜金相樣品，并得到清晰的顯微組織。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種制備金屬薄膜金相組織樣品的方法。由于金屬薄膜類試樣厚度較小，直接將試件放在砂紙上進行手動研磨，試樣表面易劃傷，且研磨不均勻易磨透；若直接進行拋光，則時間過長。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為一種制備金屬薄膜金相組織樣品的方法，其步驟為：

步驟（1）：提供制備金屬薄膜金相組織樣品的裝置，所述制備金屬薄膜金相組織樣品的裝置包括加熱平臺，研磨裝置，拋光裝置，所述研磨裝置包括砂紙和重力研磨裝置，所述拋光裝置包括拋光機和酚醛樹脂基體，所述重力研磨裝置包括圓柱基體和輔助圓環；所述重力研磨裝置的材料為不銹鋼，避免在帶水研磨的過程中圓柱基體和輔助圓環生銹，影響其使用，其中圓柱基體的重量為0.5～1N，輔助圓環的內徑大于圓柱基體的直徑，避免配合過緊而導致的研磨不均勻；

步驟（2）：將圓柱基體置于加熱平臺上進行預熱，加熱溫度不超過150℃，此溫度易達到，且可避免溫度過高導致試件形狀及表面組織形態發生變化，在圓柱基體上加入樹膠使其融化，使樹膠均勻分布，將金屬薄膜試件放置在樹膠上，進行冷卻，直到試件粘結在基體上為止；

步驟（3）：將粘有試件的圓柱基體置于砂紙上，將輔助圓環套在圓柱基體外側，手持輔助圓環進行帶水研磨，在研磨過程中隨時觀察試件表面形態，直到將試件表層磨掉為止；

步驟（4）：將粘有研磨好的試件圓柱基體烘干后置于加熱平臺上預熱，待樹膠融化后取下研磨好的金屬薄膜試件，用蘸有丙酮試劑的棉棒輕輕地將試件表面的樹膠擦拭干凈，避免殘留的樹膠導致拋光時間過長；?

步驟（5）：用膠水將研磨好的金屬薄膜試件粘到酚醛樹脂基體上，在金屬薄膜表面涂抹金剛石研磨膏，將粘有金屬薄膜試件的酚醛樹脂基體置于金相拋光機中進行拋光，在拋光的同時不斷的加水作為潤滑劑，拋光3～5分鐘后，用顯微鏡觀察試件表面狀態，重復此過程，直至試件表面較為光亮、無明顯劃痕為止；

步驟（6）：用清水將拋光的試件清洗干凈，用蘸有腐蝕液的棉簽輕輕地對試件進行擦拭，用清水沖洗后進行烘干，在顯微鏡下觀察試件表面組織狀態，重復擦拭、清洗和觀察的過程，直到出現清晰的組織為止。

本發明的優點在于：研磨時，利用粘結試件的圓柱基體自身的重力進行研磨，對金屬薄膜類試件影響較小，不易造成損傷，且省時、操作簡單，易得到清晰的金相組織。金屬薄膜直接拋光需要1小時左右，采用本裝置僅需10分鐘左右，大大縮短了金屬薄膜金相組織樣品的制備時間。

附圖說明

圖1為本發明中的金屬薄膜金相組織樣品制備過程的示意圖。

圖2為本發明中的重力研磨裝置的示意圖。

圖3為本發明中的加熱平臺的示意圖。

圖4為本發明中的粘有銅薄膜試件的圓柱基體的示意圖。

圖5為本發明中的粘有銅薄膜試件的酚醛樹脂基體的示意圖。

圖6為本發明技術制備的多晶軋制銅薄膜試件的金相組織照片。

圖1至圖4中：1、燒杯，2、砂紙，3、重力研磨裝置，4、金相試樣拋光機，5、精拋絨，6、酚醛樹脂基體，31、輔助圓環，32、重量為0.5N圓柱基體，33、重量為1N圓柱基體，7、加熱平臺，8、多晶軋制銅薄膜試件

具體實施方式

實例：