一种揭示金属特征的技术
金相蚀刻是一种化学技术,用于在微观水平上突出显示金属的特征。 通过研究这些不同特征的性质 ,数量和分布,冶金学家可以预测和解释给定金属样品的物理性能和性能失效。
蚀刻如何在金属中暴露问题?
大多数冶金特征都是微观的; 在使用光学显微镜时,如果光学放大率不低于50倍,高达1000倍,则无法观察或分析。
为了分析这些特征,必须将金属样品抛光成非常精细的镜面状饰面。 不幸的是,在显微镜下,这种精细抛光的表面看起来像一片纯白色的场地。
为了在金属微观结构的元素之间形成对比,使用了被称为蚀刻剂的化学溶液。 蚀刻剂有选择地腐蚀其中一些显示为较暗区域的元素。 这是可能的,因为当暴露于蚀刻剂时,金属的组成,结构或相位的差异会改变相对腐蚀速率 。
蚀刻剂用于揭示:
- 晶界的形状和尺寸(晶体结构中的缺陷)
- 金属相(合金中不同类型的金属)
- 夹杂物(少量非金属材料)
- 焊点的完整性,特别是在电子产品中
- 裂缝和其他焊接问题
- 均匀性,质量和涂层材料的厚度
金相蚀刻的类型
根据网站Metalographic.com,“蚀刻是揭示材料结构的过程,常见的蚀刻技术包括:
- 化学
- 电解
- 热
- 等离子体
- 熔盐
- 磁性
两种最常见的技术是化学蚀刻和电化学蚀刻。
化学蚀刻通常是酸或碱与溶质(例如醇)中的氧化剂或还原剂的组合。 电化学蚀刻是化学蚀刻与电压/电流的组合。“
蚀刻如何防止金属失效
冶金学家是专门研究金属结构和化学的科学家。 当金属失效(例如结构崩溃)时,理解原因很重要。 冶金学家检查金属样本以确定失败的原因。
有十几种由诸如氨,过氧化氢和盐酸等成分组成的不同蚀刻溶液。 不同的解决方案可用于蚀刻不同的金属。 例如,由氨,过氧化氢(3%)和DI水组成的ASTM 30用于蚀刻铜。 Keller's Etch由蒸馏水,硝酸,盐酸和氢氟酸组成,最适合蚀刻铝和钛合金。
通过用不同的化学品进行蚀刻,冶金学家可以暴露金属样品中的各种可能的问题。 蚀刻可以揭示金属样品中的微小裂缝,孔隙或夹杂物。 通过蚀刻提供的信息允许冶金学家发现金属失效的原因。
一旦确定了特定的问题,将来可以避免同样的问题。