金相制樣的幾點技巧和常見問題的解決方法

李巨 樊湘芳 王沖 孫萌 于文博

摘 要金相制備技術包括金相試樣的制備技術和顯示技術，試樣的制備是基礎，顯示技術也很關鍵。筆者曾在南華大學金相技能大賽中獲一等獎，在第八屆全國大學生金相技能大賽中獲三等獎，本文結合課程實驗、比賽訓練及參與老師科研課題工作經歷，總結了一些金相試樣制作的技巧以及制備過程中可能出現的問題的防止措施和解決方法，盡可能為初學者提供參考。

關鍵詞金相制樣;金相

1 磨制試樣前的準備工作

1.1 試樣的取樣

磨制所需的試樣需要從母材上截取，為了保證金相組織的準確性，取樣的位置需要具有代表性，取樣位置應根據需研究的內容來確定。

從母材上取下的試樣往往表面不夠平整，在開始磨樣前需要進行一定程度的打磨。常用的打磨方式是手工砂輪打磨，用砂輪除去樣品表面的毛刺和氧化組織，打磨過程中需要注意不能過于用力，以免損壞樣品表面的平整性。

對于形狀不規則或者不宜抓取的樣品，可以使用鑲嵌機將小塊樣品鑲嵌于樹脂塊中，以便于磨制過程中的抓取和施力。

1.2 金相砂紙的選擇

磨制使用的金相砂紙有多種規格，一般為180目，400目，600目，800目，1000目，1200目，1500目和2000目，但在實際磨制中不需要如此多種類的金相砂紙，根據樣品的硬度，表面質量和本人的熟練度可以選用適當的幾種砂紙，但選用的砂紙目數不可差距過大，這里列出筆者實驗和訓練時常用的砂紙組合，分別為180目，600目，1000目，1500目，對于硬度較低的樣品可以加選一張2000目砂紙用于最后一道細磨。

磨制完成后，使用4%硝酸酒精溶液作為腐蝕液，還需準備無水乙醇，脫脂棉，衛生紙和W2.5水溶性拋光膏以進行后續操作。

2 試樣的磨制

2.1 試樣磨制中可能出現的問題和解決方法

2.1.1 磨制過程中出現多個平面或有平面磨不到

產生原因：磨制中施力不均勻

解決方法：單程磨制，食指按壓樣品頂面，若在磨制過程中會有固定一片區域出現此問題，可以用食指稍微向此區域多施加一些力度。

2.1.2 磨制過程中磨制面出現少量不平行于磨制方向的劃痕

產生原因：上一道砂紙的大沙粒落到新砂紙上，或者玻璃板上有雜質顆粒

解決方法：將細砂紙放在粗砂紙上，防止粗砂粒落到細砂紙上，磨制前將工作臺面和玻璃板清理干凈。若已經出現劃痕，可換一張較粗的砂紙以垂直于劃痕方向將劃痕磨去后再繼續進行。

2.2 試樣磨制過程中的幾點技巧

（1）如果在實踐中發現有某一塊固定的區域經常性磨不到或者容易出現多個平面，可以在剛開始磨制時就在該區域刻意加大力度。

（2）關于試樣的抓取方法，建議用食指壓住樣品上表面，中指，無名指和拇指抓在試樣側面，中指和無名指的指縫可以用于固定一個磨制方向，以免在磨制過程中偏離原方向。

（3）每一張砂紙的前幾次打磨可以稍微大些用力，這樣可以盡快將上一道較粗的劃痕磨去，之后的打磨要稍微輕一些，以磨去較細劃痕，并避免給下一道留下深且粗的劃痕。

（4）每更換一次砂紙，必須將玻璃板清理一遍，且放置新砂紙之前要進行反復抖動，以去除砂紙及玻璃板表面的大顆粒雜質。

（5）試樣在每張紗紙上實際所需的打磨次數很少，熟練的情況下可以控制在20次以內，每打磨5-10次，可對試樣的打磨效果進行觀察，以便及時發現問題并采取后續措施。

3 試樣的拋光

3.1 試樣拋光過程中可能出現的問題和解決方法

3.1.1 試樣拋光前沒有劃痕，拋光后出現明顯劃痕

產生原因：（1）試樣磨制結束時沒有清理干凈，劃痕被樣品粉末及其他方向的細微劃痕掩蓋，拋光后顯現出來。

（2）研磨布表面存在大顆粒雜質，拋光過程中在試樣表面劃出劃痕。

解決方法：（1）磨制完成后認真清洗磨制面并旋轉確認磨制面無粗大劃痕。

（2）更換新的拋光布，舊的拋光布必須認真清洗干凈。

3.1.2 長時間拋光后依然有細微劃痕存在

產生原因：研磨膏量過少，或者手工磨制過程中較粗的劃痕沒有完全磨去。

解決方法;重新從約1200目或更粗的砂紙開始磨制，或者延長拋光時間并加大研磨膏用量。

3.2 試樣拋光的幾點技巧

（1）拋光時不要將試樣固定在一個位置不動，這樣拋光效果不佳且有可能導致出現劃痕，將試樣沿拋光機轉盤的直徑方向輕輕滑動，可以提高拋光效率，但要注意力度和速度，否則會容易飛樣。

（2）拋光機轉速800轉/min就可以有效拋光，更高的轉速雖然拋光速度更快一些，但也會更加難以控制，建議不要超過1200轉/min。

（3）拋光膏的使用量不需要太多，過大的使用量實際上對拋光效果沒有明顯的提高，研磨膏涂抹在拋光布上時盡量分散開涂抹。

（4）水流以滴狀連續下落且不會濺起為最佳狀態，水流過小研磨膏無法充分利用，拋光效果不佳;水流過大研磨膏會迅速溶解起不到拋光作用。

4 試樣的腐蝕

4.1 試樣腐蝕過程中可能出現的問題和解決方法

4.1.1 試樣表面出現彩色斑點

產生原因：清洗后試樣表面殘留的水漬沒有清理干凈，吹風機的熱風導致試樣表面過燒。

解決方法：重新拋光，用水流清洗后再用無水乙醇清洗，吹風機用冷風。

4.1.2 試樣表面發黑

產生原因：腐蝕過度，腐蝕時間過長。

解決方法：重新拋光，并適當縮短腐蝕時間。

4.2 試樣腐蝕的幾點技巧

（1）腐蝕時用脫脂棉蘸取腐蝕液，在拋光面上輕輕旋轉擦拭，可以最大程度保證腐蝕均勻。也可以將試樣直接浸泡在腐蝕液里，但腐蝕程度不好把握。