一種揭示金屬特徵的技術
金相蝕刻是一種化學技術,用於在微觀水平上突出顯示金屬的特徵。 通過研究這些不同特徵的性質 ,數量和分佈,冶金學家可以預測和解釋給定金屬樣品的物理性能和性能失效。
蝕刻如何在金屬中暴露問題?
大多數冶金特徵都是微觀的; 在使用光學顯微鏡時,如果光學放大率不低於50倍,高達1000倍,則無法觀察或分析。
為了分析這些特徵,必須將金屬樣品拋光成非常精細的鏡面狀飾面。 不幸的是,在顯微鏡下,這種精細拋光的表面看起來像一片純白色的場地。
為了在金屬微觀結構的元素之間形成對比,使用了被稱為蝕刻劑的化學溶液。 蝕刻劑有選擇地腐蝕其中一些顯示為較暗區域的元素。 這是可能的,因為當暴露於蝕刻劑時,金屬的組成,結構或相位的差異會改變相對腐蝕速率 。
蝕刻劑用於揭示:
- 晶界的形狀和尺寸(晶體結構中的缺陷)
- 金屬相(合金中不同類型的金屬)
- 夾雜物(少量非金屬材料)
- 焊點的完整性,特別是在電子產品中
- 裂縫和其他焊接問題
- 均勻性,質量和塗層材料的厚度
金相蝕刻的類型
根據網站Metalographic.com,“蝕刻是揭示材料結構的過程,常見的蝕刻技術包括:
- 化學
- 電解
- 熱
- 等離子體
- 熔鹽
- 磁性
兩種最常見的技術是化學蝕刻和電化學蝕刻。
化學蝕刻通常是酸或鹼與溶質(例如醇)中的氧化劑或還原劑的組合。 電化學蝕刻是化學蝕刻與電壓/電流的組合。“
蝕刻如何防止金屬失效
冶金學家是專門研究金屬結構和化學的科學家。 當金屬失效(例如結構崩潰)時,理解原因很重要。 冶金學家檢查金屬樣本以確定失敗的原因。
有十幾種由諸如氨,過氧化氫和鹽酸等成分組成的不同蝕刻溶液。 不同的解決方案可用於蝕刻不同的金屬。 例如,由氨,過氧化氫(3%)和DI水組成的ASTM 30用於蝕刻銅。 Keller's Etch由蒸餾水,硝酸,鹽酸和氫氟酸組成,最適合蝕刻鋁和鈦合金。
通過用不同的化學品進行蝕刻,冶金學家可以暴露金屬樣品中的各種可能的問題。 蝕刻可以揭示金屬樣品中的微小裂縫,孔隙或夾雜物。 通過蝕刻提供的信息允許冶金學家發現金屬失效的原因。
一旦確定了特定的問題,將來可以避免同樣的問題。