วัสดุสิ้นเปลืองทางโลหะวิทยาคืออะไร?

วัสดุสิ้นเปลืองทางโลหะวิทยา ได้แก่สารกัดกร่อน สารขัดเงา วัสดุยึดติด และอุปกรณ์แกะสลักที่ใช้ในการเตรียมตัวอย่างโลหะ (และวัสดุอื่นๆ) สำหรับการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์ วิชาโลหะวิทยา — การศึกษาโครงสร้างภายในของวัสดุในระดับจุลทรรศน์ — ขึ้นอยู่กับความสามารถในการเตรียมพื้นผิวตัวอย่างได้ดีเพียงใด เนื่องจากรอยขีดข่วน การเสียรูป หรือการปนเปื้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการเตรียมอาจบดบังหรือบดบังโครงสร้างจุลภาคจริงที่กำลังศึกษาอยู่โดยสิ้นเชิง

วัสดุสิ้นเปลืองเหล่านี้เป็น "วัสดุสิ้นเปลือง" ในความหมายตามตัวอักษร — กระดาษที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเสื่อมสภาพ ผ้าขัดเงาเสื่อมสภาพตามการใช้งาน และสารกัดกร่อนเป็นสารละลายเคมีแบบใช้ครั้งเดียวหรือมีอายุจำกัด — ทำให้เป็นการซื้อซ้ำสำหรับห้องปฏิบัติการทดสอบวัสดุ แผนกควบคุมคุณภาพ หรือศูนย์วิจัยที่ทำงานกับโลหะ

การเตรียมตัวอย่างทางโลหะวิทยาคืออะไร

การเตรียมตัวอย่างทางโลหะวิทยาเป็นกระบวนการเปลี่ยนชิ้นส่วนวัสดุที่ตัดหยาบให้เป็นพื้นผิวเรียบ ไร้รอยขีดข่วน และขัดเงาเหมือนกระจก เหมาะสำหรับการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์ เป้าหมายคือการเปิดเผยโครงสร้างจุลภาคที่แท้จริง — ขอบเขตของเกรน การกระจายเฟส การเจือปน ความพรุน หรือข้อบกพร่อง — โดยไม่ต้องแนะนำสิ่งประดิษฐ์จากกระบวนการเตรียมการ เช่น โลหะที่เปื้อน อนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่ฝังอยู่ หรือการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่เกิดจากความร้อน

กระบวนการเตรียมตัวอย่างทางโลหะวิทยา: ทีละขั้นตอน

ประเภทของวัสดุสิ้นเปลืองทางโลหะวิทยา

วัสดุสิ้นเปลืองการบดและขัดโลหะ

วัสดุขัดเงาโลหะ

การขัดขั้นสุดท้ายจะขจัดรอยขีดข่วนเล็กๆ น้อยๆ ที่หลงเหลือจากการเจียร โดยใช้อนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่มีความละเอียดมากขึ้นเรื่อยๆ ที่แขวนอยู่ในตัวพาของเหลว:

วัสดุที่ใช้สำหรับการทดสอบทางโลหะวิทยา

นอกเหนือจากวัสดุสิ้นเปลืองที่ใช้ในการเตรียมการแล้ว การทดสอบทางโลหะวิทยายังใช้กับวัสดุหลายประเภท โดยแต่ละประเภทมีความต้องการในการเตรียมที่แตกต่างกันเล็กน้อย:

• โลหะกลุ่มเหล็ก (เหล็ก เหล็กหล่อ) — โดยทั่วไปจะสลักด้วยสารละลายไนทัลหรือพิครัลเพื่อแสดงโครงสร้างเกรนและการกระจายเฟส
• โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก (อะลูมิเนียม ทองแดง ไทเทเนียม) — มักต้องใช้สารกัดกร่อนที่แตกต่างกัน และในบางกรณี ต้องใช้แรงกดในการเจียรที่นุ่มนวลกว่าเนื่องจากมีความแข็งต่ำกว่า
• เซรามิกและคอมโพสิต — โดยทั่วไปต้องใช้สารขัดถูที่มีเพชรเป็นหลัก เนื่องจากกระดาษ SiC ทั่วไปอาจไม่สามารถตัดเฟสเซรามิกที่แข็งกว่าได้อย่างมีประสิทธิภาพ
• วัสดุอิเล็กทรอนิกส์และเซมิคอนดักเตอร์ — มักต้องใช้ขั้นตอนการขัดเงาขั้นสุดท้ายที่ละเอียดมาก (ซิลิกาคอลลอยด์) เพื่อให้ได้คุณภาพพื้นผิวที่จำเป็นสำหรับการวิเคราะห์ข้อบกพร่องที่มีกำลังขยายสูง

คู่มือการเลือกวัสดุสิ้นเปลืองทางโลหะวิทยา

1. ระบุความแข็งของวัสดุ โดยทั่วไป วัสดุที่แข็งกว่าต้องใช้วัสดุขัดถูแบบเพชร ในขณะที่วัสดุที่นิ่มกว่าสามารถเตรียมได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยกระดาษ SiC ทั่วไปและการขัดอลูมินา
2. จับคู่ความก้าวหน้าของกรวดกับสภาพพื้นผิวเริ่มต้น พื้นผิวการตัดเริ่มแรกที่มีความหยาบมากขึ้นจำเป็นต้องมีเม็ดกรวดเริ่มต้นที่ต่ำกว่า พื้นผิวที่สะอาดและเรียบอยู่แล้วมักจะข้ามขั้นตอนการเจียรที่หยาบที่สุดได้
3. เลือกผ้าเช็ดทำความสะอาดตามขั้นตอนการขัด ผ้างีบหลับจะยึดความเรียบได้ดีกว่าสำหรับขั้นกลาง ผ้าซับสูงสงวนไว้สำหรับการขัดเงาคุณภาพดีที่สุดขั้นสุดท้าย
4. ยืนยันความเข้ากันได้ของตัวกัดกับโลหะผสมเฉพาะ สูตรการกัดกรดเป็นสูตรเฉพาะของโลหะผสม การกัดที่ไม่ถูกต้องอาจกัดใต้หรือกัดพื้นผิวมากเกินไป บดบังโครงสร้างจุลภาคที่แท้จริง
5. ปัจจัยในปริมาณตัวอย่าง ห้องปฏิบัติการที่มีปริมาณงานสูงจะได้รับประโยชน์จากวัสดุสิ้นเปลืองที่ออกแบบมาเพื่ออายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น (เช่น แผ่นเพชรบนกระดาษ SiC) เพื่อลดความถี่ของการเปลี่ยนแปลงวัสดุสิ้นเปลือง