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光学材料学第1部分:样品制备
 

光学材料学第1部分:样品制备

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材料学是一种对固体材料进行微观结构成像和分析的方法。特别是材料学在质量上研究材料的孔隙度、颗粒的大小和形状分布以及微观结构的等分度。

这种详细的分析需要固体材料的特定样品制备。本视频将说明为准备四个光学材料学分析样本而执行的四个主要步骤。

材料学用于描述固体材料。通过这种方法,可以进行定性分析以及定量分析。在本视频中,我们将重点介绍为实体获取的定性信息。在材料学中,样品既可以通过光探测,也可以用电子束探测。根据探测工具的选择,需要以不同的方式准备样品。本文演示了与钢硬度相似的固体材料光学材料光学材料制备的样品制备原理。此样品制备分四个主要步骤进行,即切割、安装、抛光和蚀刻。让我们详细看看每个步骤。

第一步是样品切割。对于具有预期各向异性微结构的样本,这意味着均匀分布的微观结构,切割的方向是任意的,但对于其他情况,如作为各向异性样本,切割向量应根据特定方向定向或样品的平面。在第二步中,切割样品安装在支架上。固体材料固定在热压缩热固性材料,如树脂或环氧树脂,以形成压颗粒。第三步是样品抛光。它执行多个后续步骤,从粗抛光到更精细,以及更精细的抛光。其理念是揭示微结构特征,同时去除前一个抛光子步骤中样品表面留下的划痕。

然后,该示例已为蚀刻的最后一步做好准备。这是样品对酸的化学说明。固体材料的某些晶粒边界具有较多的原子缺陷,因此受酸溶液的影响更大。这将在安装的样品内雕刻的效果。因此,此步骤增强了光学显微镜显示的颗粒之间的对比度。现在,您已经了解了光学材料学样品制备背后的原理,让我们来看看在实验室中如何执行该过程的主要步骤。

本示例中使用的试样是金属螺母。样品制备主要体现在四个主要步骤中:首先使用线性精密锯切割与箍平面垂直的样品。第二,确保样品适合压机的模腔。将样品安装在型腔中,将一侧朝下安装在安装压机上。然后用巴克利特填充安装压腔的剩余体积。

找到 Bakelite 的指定热量、压力和持续时间,并相应地按压样品。请注意,其他热固性安装材料可用于其他类型的样品。第三步是抛光样品。从粗糙的 600 砂纸开始。以 120 rpm 的速度使用旋转抛光轮两分钟,以抛光样品。然后使用光学显微镜检查样品表面的划痕。现在,将样品从第一个抛光位置旋转 90 度,然后用 1,200 砂砾纸重复抛光。确保保持车轮运动的压力和方向不变。

使用光学显微镜检查样品表面。应删除先前确定的划痕,并识别新的划痕。再次将样品旋转 90 度,用一微米氧化铝颗粒的更精细的抛光悬浮液抛光样品,然后用显微镜再次验证样品表面的划痕。重复序列,这一次使用 0.05 微米氧化铝颗粒。在最后的抛光步骤,使用光学显微镜的最高放大倍率。

样品表面不应有可观察到的划痕。最后一步是样品蚀刻。首先通过在乙醇中混合2%体积浓缩硝酸制备2%尼塔尔溶液。将溶液中样品的抛光面浸渍约20秒。用乙醇冲洗样品,然后在显微镜上观察蚀刻表面。重复这些蚀刻、去蚀刻步骤,直到观察到粒度结构中有足够的对比度。

光学材料学是一种非常有用的技术,用于描述各种应用的固体材料。例如,环形电感芯通常用于电子应用来调节电磁干扰。这些芯由压实铁粉经济制造。核心材料的孔隙度和颗粒尺寸都会影响电感器的电磁特性,并且可以通过光学材料学来评估。

波鲁斯材料由于其渗透性,用于合成膜的制造。光学材料学用于分析膜材料的二维横截面的空隙结构,从而评估膜的孔隙质量。

您刚刚观看了 Jove 关于光学材料学样品制备的介绍。现在,您应该了解样品制备、切割、安装、抛光和蚀刻的四个步骤,以及这些步骤对于材料微观结构的定性分析的重要性。

谢谢你的收看。

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