金相制样抛光攻略及难点总结

金相制样抛光攻略及难点总结

金相制样中的抛光工艺是揭示材料真实组织的关键步骤。本文详细介绍了抛光的目的、方法、介质选择以及常见问题的解决策略，对于从事材料科学和金相分析的专业人士具有重要参考价值。

抛光是金相制备的重要一环，只有正确地抛光才能避免假相，揭示材料的真实组织。

目的

去除细微磨痕，得到光亮镜面

抛光方法

机械抛光、电解抛光和化学抛光

理想抛光面

• 平滑光亮
• 无划痕
• 无浮雕
• 无塑性变形
• 无非金属夹杂物脱落

研磨的影响

研磨到适当的粒度

磨削作用

抛光颗粒以弹性力切削试样，产生更细的划痕

滚压作用

抛光颗粒滚动使表面凸起的金属向凹洼部位，常称为“金属的流动”

抛光介质

1. 手动磨抛机：无级变速，抛光质量依赖人工技术
   

2. 自动磨抛机：设置好程序参数和耗材可以得到一致可重复效果，不依赖人手，效率更高，制样质量更好
   

抛光介质

• 长绒抛光布：适用于硬黑色金属快速抛光
• 中短绒抛光布：适用于精抛
• 微/无绒抛光布：适用于粗抛
• 发泡材料抛光布：适用于精抛，抛光平面性好，浮凸小

金刚石具有高硬度，高抛光速度，能用于大部份材料的抛光制备。常用粒度范围在0.25μm~15μm,根据试样材料的不同，有水基、油基及乙醇基可供选择。

• 精抛：对于较软或抛光要求较高的试样，可选用0.3μm以至0.05μm的氧化铝或二氧化硅抛光液。
  
• 氧化铝通过纯粹的物理抛光去除材料表面变形层;
  
• SiO₂ 颗粒与试样表面反应层发生化学反应，腐蚀进行抛光;

抛光的关键

以最大抛光速率去除损伤层
抛光产生的变形层不会产生假相
为了获得最佳效果：粗抛→精抛

从研磨至第一步抛光

前一道磨粒尺寸的1/5
SiC P1200（15μm）＞抛光-3μm金刚石

每道抛光金刚石粒度

前一道磨粒尺寸的1/3
抛光-9μm＞3μm＞1μm

粗抛

除去磨光的变形层，抛光产生的变形层不会产生假相；

精抛

除去粗抛产生的变形层，使抛光损伤减到最小；

不同的材料选用相应的抛光布和抛光液是成功抛光的关键

• 硬、低回弹抛光布：前抛光效率高，平面性好，不易浮凸
• 软、弹性好的抛光布：吸震性好、适合精抛、去除微小划痕
• 粗、中抛：硬的、低弹性抛光布，中绒抛光布
• 精抛：软的短绒或发泡材料抛光布（ZN）

宏观检查

1. 平整、光亮。
2. 无沾污、斑点、水迹、抛光剂残痕。
3. 无划痕。
4. 无桔皮状皱纹----紊乱层。
5. 无麻点。
6. 需保护的棱边没有圆角。
7. 1～3项的缺陷，重新抛光。有4～6项的缺陷及深划痕时，必须从砂纸磨光开始，重新按顺序磨光、抛光试样。

显微镜检查

1. 无妨碍金相检验及摄影的划痕。
2. 无组织曳尾。
3. 无沾污。
4. 无严重凸浮、无剥落。
5. 无金属紊乱层、无抛光麻点。

精抛

除去粗抛产生的变形层，使抛光损伤减到最小；

划痕：材料去除过程中研磨颗粒留下的小细沟。宽度和深度取决于磨粒的尺寸和其他因素。

曳尾：硬质相和软的基体之间弱的结合力或者基体孔洞造成的无定向放射状小凹槽。

浮凸：抛光过程中，材料表面硬的相或者组分高于软的基体的情况，缝隙、孔隙边界。

嵌入：硬质颗粒压入软的材料或者裂纹、孔洞。

褶皱：样品较大区域发生的塑性变形称为褶皱。

伪色：伪色就是对样品表面的非正常着色，主要的原因是由于接触了外来物质。

特殊材料的抛光方法

• 铜及其合金、钛及其合金或陶瓷等：划痕、涂抹、变形；陶瓷耐磨突出；
• 使用机械化学抛光方法（二氧化硅中添加25%氨水+3%双氧水）
• 陶瓷使用硬布+（金刚石+ 二氧化硅）机械化学抛光法
• 易碎的层状脆性氧化涂层：装易碎、易分层、脱落；层间边界不清晰；
• 手抛，将涂层面垂直朝向抛光布选装来向，使涂层向基体受压
• 自动抛光时降低转速，减小压力
• 粉末冶金、陶瓷涂层等查看孔隙率材料：孔隙被堵死；虚假孔隙率；
• 使用硬无绒抛光布或者超声清洗
• 较长时间的抛光≥15min