[發(fā)明專利]一種稀土金屬鍍層金相試樣磨拋夾具及其使用方法

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• 申請日: 2022-08-25
• 公開（公告）號: CN115389293A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷震;李鴻亞;周利華;陳江;李文騰;牛書通;姜岳峰;華強(qiáng);付天佐;王江;鐘軼強(qiáng);陳義武
• 申請（專利權(quán)）人: 中核四0四有限公司
• 主分類號: G01N1/32
• 分類號: G01N1/32;G01N1/28
• 代理公司: 北京八月瓜知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11543
• 代理人: 張峰

本發(fā)明提供了一種稀土金屬鍍層金相試樣磨拋夾具及其使用方法，包括圓環(huán)狀的內(nèi)夾緊環(huán)和外夾緊環(huán)，所述內(nèi)夾緊環(huán)設(shè)置在所述外夾緊環(huán)的內(nèi)部，所述內(nèi)夾緊環(huán)的外壁以及所述外夾緊環(huán)的內(nèi)壁均設(shè)有磨砂橡膠，所述內(nèi)夾緊環(huán)的內(nèi)部設(shè)有擴(kuò)張裝置。本發(fā)明夾具可代替鑲樣材料直接固定試樣，省去了冷鑲時(shí)樹脂材料的凝固時(shí)間，既節(jié)約了成本也提高了制樣速率。在外夾緊環(huán)內(nèi)壁和內(nèi)夾緊環(huán)外壁附有柔性磨砂橡膠可增大摩擦力，從而避免磨拋過程中試樣的晃動(dòng)，保證表面的平整度。能夠有效抑制磁控濺射稀土金屬鍍層的剝落或剝離，也消除了金相組織界面產(chǎn)生的“飛邊”問題，達(dá)到了預(yù)期的技術(shù)效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鍍層試樣夾具技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種稀土金屬鍍層金相試樣磨拋夾具及其使用方法。

背景技術(shù)

高純稀土金屬及合金靶材作為濺射薄膜材料已成為眾多稀土功能材料及器件的關(guān)鍵核心材料，廣泛用于國防軍工及新能源汽車、集成電路、新型顯示、5G通訊等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。為了更加明晰濺射薄膜材料的性能和特點(diǎn)，高純稀土金屬薄膜的表征則顯得至關(guān)重要。

對該類高純稀土金屬材料鍍層截面進(jìn)行金相觀察，獲得鍍層界面微觀構(gòu)成、形貌特征以及組織結(jié)構(gòu)等信息，對材料研發(fā)設(shè)計(jì)具有非常重要的指導(dǎo)作用。傳統(tǒng)的金相試樣制備方法包括如下步驟：首先，將待觀察試樣按標(biāo)準(zhǔn)加工后采用冷鑲嵌的方式制樣；其次通過人工或者研磨機(jī)利用一系列目數(shù)從小到大的砂紙對試樣進(jìn)行打磨；再次，在拋光機(jī)上添加拋光劑或拋光膏進(jìn)行拋光；最后，選擇合適的腐蝕劑，腐蝕一定時(shí)間后水洗吹干。如果對稀土鍍層按傳統(tǒng)的金相試樣制備方法會(huì)出現(xiàn)以下幾個(gè)方面的問題：第一，由于基體金屬與稀土鍍層材料性質(zhì)相差較大，鍍層很容易發(fā)生脫附、斷裂而與金屬基體剝離，從而對鍍層形貌和基體/鍍層界面結(jié)構(gòu)的觀察造成一定影響；第二，由于稀土鍍層性質(zhì)活潑，冷鑲時(shí)的固化樹脂、砂紙上剝落的砂粒以及拋光劑等物質(zhì)都會(huì)污染試樣表面，此過程產(chǎn)生的偽像會(huì)對觀察效果造成嚴(yán)重影響；第三，由于稀土金屬鍍層厚度為納米級至微米級別的薄片狀結(jié)構(gòu)，在磨制過程中很容易造成鍍層邊緣產(chǎn)生一個(gè)“飛邊”剝離結(jié)構(gòu)，從而對兩相界面的組織觀察造成干擾，不能準(zhǔn)確獲得鍍層厚度等信息。而夾具作為一種重要的輔助工具，可有效促進(jìn)金相試樣的制備。鑒于此，為了客觀真實(shí)地表征鍍層信息，本發(fā)明提出一種適用于該類鍍層制備的夾具結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種稀土金屬鍍層金相試樣磨拋夾具及其使用方法，該夾具可實(shí)現(xiàn)免鑲樣處理且多個(gè)金相試樣同時(shí)粗磨、精磨和拋光等工序，從而消除不同拋磨手法、時(shí)長和力度等因素對試樣組織界面信息的影響，從而保證試樣觀測效果的客觀真實(shí)性。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)目的，本發(fā)明提供一種稀土金屬鍍層金相試樣磨拋夾具，包括圓環(huán)狀的內(nèi)夾緊環(huán)和外夾緊環(huán)，所述內(nèi)夾緊環(huán)設(shè)置在所述外夾緊環(huán)的內(nèi)部，所述內(nèi)夾緊環(huán)的外壁以及所述外夾緊環(huán)的內(nèi)壁均設(shè)有磨砂橡膠，所述內(nèi)夾緊環(huán)的內(nèi)部設(shè)有擴(kuò)張裝置。

進(jìn)一步地，試樣夾裝在所述外夾緊環(huán)和所述內(nèi)夾緊環(huán)之間。

進(jìn)一步地，所述試樣位于所述外夾緊環(huán)和所述內(nèi)夾緊環(huán)上的所述磨砂橡膠之間。

進(jìn)一步地，所述外夾緊環(huán)和所述內(nèi)夾緊環(huán)的材料為45號鋼。

進(jìn)一步地，所述內(nèi)夾緊環(huán)的外徑直徑小于外夾緊環(huán)的內(nèi)徑。

進(jìn)一步地，所述外夾緊環(huán)直徑50mm，所述內(nèi)夾緊環(huán)直徑可調(diào)，所述內(nèi)夾緊環(huán)厚度為5mm。

進(jìn)一步地，所述擴(kuò)張裝置包括緊固件和四個(gè)頂桿，所述緊固件上設(shè)有四個(gè)螺孔，四個(gè)所述頂桿的尾端設(shè)有外螺紋，所述頂桿螺紋連接在所述螺孔內(nèi)，四個(gè)所述頂桿的頂部與所述內(nèi)夾緊環(huán)的內(nèi)壁轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

進(jìn)一步地，所述內(nèi)夾緊環(huán)包括四段弧長相同的夾片，四段所述夾片組成所述內(nèi)夾緊環(huán)，每個(gè)所述夾片分別連接一個(gè)所述頂桿。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)目的，本發(fā)明提供一種稀土金屬鍍層金相試樣磨拋夾具的使用方法，包括如下步驟：

S1，首先利用車床對基體材料進(jìn)行車削加工，取樣得到由基體材料和鍍層構(gòu)成的初始試樣；