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金相制样及问题解析

金相分析是研究材料内部组织结构的重要方法，一般用来进行失效分析（FA）、质量控制（QC）、研发（RD）等。而金相试样制备的目的是获得材料内部真实的组织结构，需要通过不同的金相试样制备方法去完成。

一般来说，金相试样制备的方法有：机械法（传统意义上的机械制备--磨抛）、电解法（电解抛光和浸蚀）、化学法（化学浸蚀）、化学机械法（化学作用和机械作用同时去除材料）。

金相试样制备的结果需要满足以下要求：1、试样必须具有代表性；2、所有结构元素必须保留；3、试样表面必须无划痕也无变形；4、试样表面不应有外来物质；5、试样表面必须平整且呈镜面。

对于金相试样来说，传统的机械制备是主要手段。金相试样机械制备步骤一般分为：切割（cutting）、镶嵌（mounting）、研磨（grinding）、抛光（polishing）、蚀刻（etching）、显微镜观察（observation）。至于每一个步骤的制样理论不赘述，以下主要列出常见的制样难点问题及解决方案，以供参考。

一、切割：

金相取样一般会选择湿式砂轮片切割法（金相切割机），取样位置根据金相检测目的来决定（是常规金相检测取样还是失效分析取样，是纵向还是横向取样），金相取样的一般原则是在取样过程中不能导致试样过热，否则会产生严重的热变形，对后续制样带来不便。切割过程中常见的一些问题有：1、切割过程中砂轮片崩裂；2、切割下来的试样有毛边；3、切割的工件表面有烧伤；4、切割面不平整；5、切割轮损耗较大；6、切割涂层类样品时涂层易脱层

二、镶嵌：

为了便于机械磨抛，将金相试样镶嵌成标准尺寸大小。往往会根据不同的应用要求（比如镶嵌料是否需要具有导电性、试样边缘是否需要边缘保护、试样是否需要批量镶嵌、镶嵌树脂是否需要很好地填充到试样内部孔隙中等等）来选择不同的镶嵌方案：是选择冷镶还是热镶？是选择冷镶或热镶树脂中的哪一种？镶嵌过程中常见的一些问题有：1、冷镶嵌块有大量气泡；2、试样与树脂交界处有缝隙；3、镶嵌块表面有放射状裂纹；4、镶嵌树脂黏模。

三、磨抛：

为了获得真实的材料内部组织，需要通过逐道次机械研磨和抛光来实现。磨抛难点在于，会存在许多制备赝像，而这些赝像会干扰我们对真实组织的判断。磨抛过程中常见的一些问题有：1、划痕；2、涂覆；3、变形；4、边缘磨圆；5、浮雕；6、脱落；7、磨料嵌入；8、曳尾；9、开裂；10、虚假孔隙率。

四、蚀刻：

蚀刻提高了试样抛光表面的对比度，展示出材料的微观或宏观结构（金相图），比如晶界或者相的轮廓形貌，这将有助于我们进行金相分析。蚀刻要点有：1、蚀刻之前试样表面需要达到一个尽量无变形或无划痕的光滑表面；2、如果是电解制样，可以先进行电解抛光紧接着进行电解蚀刻。3、选择适合当前材料的化学蚀刻液或者电解蚀刻液。

检测标准及参数：