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光学材料グラフィー パート 1
 

光学材料グラフィー パート 1: サンプル調製

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マテリアグラフィーは、固体材料の顕微鏡構造イメージングおよび分析のための方法である。特に物質造形は、材料中の空隙率、粒の大きさと形状分布、微細構造の等方性の程度を定性的に研究する。

このような詳細な分析には、固体材料の特定のサンプル調製が必要です。このビデオでは、サンプル4つの光学材料分析を調製するために実行される4つの主要なステップを示します。

マテリアグラフィーは、固体材料を特徴付けるために使用されます。この方法により、定性分析、定量分析を行うことができます。このビデオでは、固体のために得られた質的情報に焦点を当てます。物質的な造図では、サンプルは光で、または電子ビームでプローブすることができます。プローブツールの選択に応じて、サンプルはさまざまな方法で準備する必要があります。ここでは、鋼と同様の硬度の固体材料の光学材料に対するサンプル調製の原理を示す。このサンプル調製は、切断、取り付け、研磨、エッチングの4つの主要なステップで行われます。これらの各手順について詳しく見ていきましょう。

最初のステップはサンプル切断です。予想される等方性微細構造を持つサンプル、つまり均等に分布した微細構造を有する場合、カットの向きは任意であるが、他の場合、異方性サンプルとして言えば、切断ベクトルは特定の方向に従って配向されるべきであるまたはサンプルの平面。2番目のステップでは、切断サンプルが支持に取り付けられています。固体材料は、樹脂やエポキシのような高温圧縮熱硬化材料に固定され、プレスペレットを形成する。3番目のステップはサンプル研磨です。粗い研磨から細かく、より細かい研磨まで、複数の後続工程で行われます。このアイデアは、前の研磨サブステップからサンプルの表面に残された傷を除去しながら、マイクロ構造的特徴を明らかにすることです。

サンプルは、エッチングされている最後のステップの準備ができています。これは、酸に対する試料の化学博覧会である。固体材料の一部の粒界は、より多くの原子欠陥を有し、したがって、酸溶液によってより影響を受けます。これは、マウントされたサンプルの中に彫刻の効果があります。その結果、このステップは光学顕微鏡によって明らかにされる穀物間のコントラストを高める。光学材料撮影のサンプル調製の原理を理解したので、実験室で手順の主なステップがどのように実行されるかを見てみましょう。

この例で使用されている標本は金属ナットです。サンプル調製は、次の 4 つの主要な手順で示されています: まず、フープ平面に垂直なサンプルをカットする線形精度ソーを使用します。次に、サンプルがプレスのダイキャビティに適合していることを確認します。取り付けプレスの下向きにイメージする側をキャビティに取り付けます。次に、取り付けプレスキャビティの残りのボリュームをベークライトで満たします。

ベークライトの所定の熱、圧力、持続時間を見つけ、それに応じてサンプルを押します。他の熱硬化取付け加工材料は、他のタイプのサンプルに使用できることに注意してください。第3工程は試料の研磨である。粗い600グリット紙から始めます。回転研磨ホイールを120rpmの速度で2分間使用し、サンプルを研磨します。次に、光学顕微鏡を使用して、サンプル表面の傷を確認します。次に、最初の研磨位置からサンプルを90度回転させ、1,200グリット紙で研磨を繰り返します。ホイールモーションの圧力と方向は一定に保たないようにしてください。

光学顕微鏡で試料表面を確認してください。以前に識別されたスクラッチを削除し、新しいスクラッチを識別する必要があります。もう一度サンプルを90度回転させ、1マイクロメートルのアルミナ粒子のより細かい研磨懸濁液でサンプルを研磨し、サンプル表面の傷を顕微鏡で再び検証します。シーケンスを繰り返し、今回は0.05マイクロメートルアルミナ粒子で。最終研磨工程では、光学顕微鏡の最高倍率を用いた。

サンプル表面に目に見える傷があってはならない。最後のステップは、サンプルエッチングです。まず、2%体積濃縮硝酸をエタノールに混合して2%ニタル溶液を調製する。試料の研磨面を溶液中に約20秒間浸した。試料をエタノールですすいで、顕微鏡でエッチング面を観察します。これらのエッチングを繰り返し、粒状構造に十分なコントラストが認められるまですすす工程が認められる。

光学材料撮影は、様々な用途に適した材料を特徴付ける非常に有用な技術です。例えば、トロイダルインダクタコアは、電磁干渉を調節する電子アプリケーションで一般的に使用されます。これらのコアは、鉄粉を圧縮することによって経済的に製造されています。コア材料の多孔率と粒径は、いずれもインダクタの電磁特性に影響を及ぼし、光学材料撮影により評価することができます。

透膜の透過性に起因するポラス材料は、合成膜の製造に使用されます。光学材料グラフィは、膜材料の2D断面の空隙構造を分析し、その結果、膜の空隙率品質を評価するために使用される。

あなたはちょうど光学材料グラフィのサンプル調製にジョーブの紹介を見てきました。サンプル調製、切断、取り付け、研磨、エッチングの4つのステップと、材料微細構造の定性的分析においてこれらがどのように重要であるかを理解する必要があります。

見てくれてありがとう。

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