金相制樣及問題解析

金相分析是研究材料內部組織結構的重要方法，一般用來進行失效分析（FA）、質量控制（QC）、研發（RD）等。而金相試樣制備的目的是獲得材料內部真實的組織結構，需要通過不同的金相試樣制備方法去完成。

一般來說，金相試樣制備的方法有：機械法（傳統意義上的機械制備--磨拋）、電解法（電解拋光和浸蝕）、化學法（化學浸蝕）、化學機械法（化學作用和機械作用去除材料）。

金相試樣制備的結果需要滿足以下要求：1、試樣必須具有代表性；2、所有結構元素必須保留；3、試樣表面必須無劃痕也無變形；4、試樣表面不應有外來物質；5、試樣表面必須平整且呈鏡面。

對于金相試樣來說，傳統的機械制備是主要手段。金相試樣機械制備步驟一般分為：切割（cutting）、鑲嵌（mounting）、研磨（grinding）、拋光（polishing）、蝕刻（etching）、顯微鏡觀察（observation）。至于每一個步驟的制樣理論不贅述，以下主要列出常見的制樣難點問題及解決方案，以供參考。

一、切割：

金相取樣一般會選擇濕式砂輪片切割法（金相切割機），取樣位置根據金相檢測目的來決定（是常規金相檢測取樣還是失效分析取樣，是縱向還是橫向取樣），金相取樣的一般原則是在取樣過程中不能導致試樣過熱，否則會產生嚴重的熱變形，對后續制樣帶來不便。切割過程中常見的一些問題有：1、切割過程中砂輪片崩裂；2、切割下來的試樣有毛邊；3、切割的工件表面有燒傷；4、切割面不平整；5、切割輪損耗較大；6、切割涂層類樣品時涂層易脫層

二、鑲嵌：

為了便于機械磨拋，將金相試樣鑲嵌成標準尺寸大小。往往會根據不同的應用要求（比如鑲嵌料是否需要具有導電性、試樣邊緣是否需要邊緣保護、試樣是否需要批量鑲嵌、鑲嵌樹脂是否需要很好地填充到試樣內部孔隙中等等）來選擇不同的鑲嵌方案：是選擇冷鑲還是熱鑲？是選擇冷鑲或熱鑲樹脂中的哪一種？鑲嵌過程中常見的一些問題有：1、冷鑲嵌塊有大量氣泡；2、試樣與樹脂交界處有縫隙；3、鑲嵌塊表面有放射狀裂紋；4、鑲嵌樹脂黏模。

三、磨拋：

為了獲得真實的材料內部組織，需要通過逐道次機械研磨和拋光來實現。磨拋難點在于，會存在許多制備贗像，而這些贗像會干擾我們對真實組織的判斷。磨拋過程中常見的一些問題有：1、劃痕；2、涂覆；3、變形；4、邊緣磨圓；5、浮雕；6、脫落；7、磨料嵌入；8、曳尾；9、開裂；10、虛假孔隙率。

四、蝕刻：

蝕刻提高了試樣拋光表面的對比度，展示出材料的微觀或宏觀結構（金相圖），比如晶界或者相的輪廓形貌，這將有助于我們進行金相分析。蝕刻要點有：1、蝕刻之前試樣表面需要達到一個盡量無變形或無劃痕的光滑表面；2、如果是電解制樣，可以先進行電解拋光緊接著進行電解蝕刻。3、選擇適合當前材料的化學蝕刻液或者電解蝕刻液。

檢測標準及參數：