金相分析作為材料科學的核心技術(shù),其精度與可靠性高度依賴配套耗材的性能。從樣品制備到微觀觀察,
金相耗材覆蓋切割、鑲嵌、研磨、拋光、腐蝕及分析六大環(huán)節(jié),形成一套完整的工具鏈體系。

一、切割環(huán)節(jié):精準分離與損傷控制
切割耗材的核心目標是快速分離樣品并最小化熱損傷。金剛石切割片憑借其高硬度和耐磨性,成為切割硬質(zhì)合金、陶瓷等材料的首要選擇,其薄型設(shè)計可減少切割表面形變。樹脂切割片則適用于普通金屬的粗切,成本較低但壽命較短。配套的冷卻潤滑液通過降溫和潤滑作用,防止樣品過熱導致組織變化,同時降低切割片磨損。夾具系統(tǒng)如磁性、V型和平口夾具,確保切割過程中樣品的穩(wěn)定性,避免因振動產(chǎn)生次生裂紋。
二、鑲嵌環(huán)節(jié):樣品固定與邊緣保護
鑲嵌耗材通過樹脂固化實現(xiàn)不規(guī)則樣品的標準化處理。熱壓鑲嵌粉以酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂為基體,通過高溫高壓快速成型,適用于批量制樣,其邊緣保護效果可防止研磨時樣品崩裂。冷鑲嵌樹脂搭配固化劑,通過低粘度、低收縮率特性,實現(xiàn)微小樣品的精準固定,注模杯、脫模劑等輔助工具進一步簡化操作流程。導電填料則針對掃描電鏡觀察需求,提升非導電樣品的成像質(zhì)量。
三、研磨與拋光:表面平整度與光潔度控制
研磨階段依賴碳化硅、氧化鋁砂紙及金剛石研磨盤,通過逐級遞減的粒度(120目至2000目以上)去除切割損傷層。拋光環(huán)節(jié)則采用短絨毛布、長絨毛布及合成纖維布,配合金剛石懸浮液、氧化硅/氧化鋁拋光液,實現(xiàn)從粗拋到終拋的表面優(yōu)化。冷卻潤滑液在此階段可避免熱損傷,同時提升拋光效率。對于高精度需求,0.05μm粒度的拋光劑可滿足電子背散射衍射(EBSD)樣品的制備標準。
四、腐蝕與分析:微觀結(jié)構(gòu)可視化
化學腐蝕劑(如硝酸酒精溶液)通過選擇性溶解基體,揭示晶界與相組成,而電解腐蝕液則適用于特殊材料的深度蝕刻。清潔耗材如無水乙醇、丙酮用于去除樣品表面殘留物,載玻片與蓋玻片則保護樣品免受污染。顯微鏡油通過消除空氣間隙,提升光學顯微鏡的成像清晰度,標記筆與樣品夾則輔助定位與操作。
從硬質(zhì)合金的精密切割到納米級晶粒的顯微觀察,金相耗材通過材料科學與工程技術(shù)的融合,構(gòu)建起連接宏觀性能與微觀結(jié)構(gòu)的橋梁。其技術(shù)迭代不僅體現(xiàn)在耗材本身的性能提升,更通過標準化、模塊化的設(shè)計,推動金相分析向高效化、智能化方向發(fā)展。