Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Science Education Library
Materials Engineering

A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 20 seconds.

 

Materialografía óptica Parte 1: Preparación de muestras

Article

Transcript

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the English version.

La materialografía es un método para la toma de imágenes de estructuras microscópicas y el análisis de materiales sólidos. En particular, la materialografía estudia cualitativamente la porosidad en el material, el tamaño y la distribución de la forma de los granos, y el grado de isotropía de las microestructuras.

Este análisis detallado requiere la preparación específica de la muestra de materiales sólidos. Este video ilustrará los cuatro pasos principales realizados para preparar una muestra de cuatro análisis materialográficos ópticos.

La materialografía se utiliza para caracterizar materiales sólidos. Con este método, se puede realizar un análisis cualitativo, así como un análisis cuantitativo. En este vídeo nos centraremos en la información cualitativa obtenida para un sólido. En la materialografía, la muestra puede ser sondeada con luz o con un haz de electrones. Dependiendo de la elección de la herramienta de sondeo, la muestra debe prepararse de diferentes maneras. Aquí demostramos los principios de la preparación de muestras para la materialografía óptica de materiales sólidos de dureza similar a la del acero. Esta preparación de la muestra se realiza en cuatro pasos principales, corte, montaje, pulido y grabado. Veamos en detalle cada uno de estos pasos.

El primer paso es el corte de muestras. Para las muestras con microestructuras isotrópicas esperadas, es decir, microestructuras distribuidas uniformemente, la orientación del corte es arbitraria, pero para otros casos, dicho como muestras anisotrópicas, el vector de corte debe orientarse de acuerdo con direcciones específicas o planos de la muestra. En el segundo paso, la muestra de corte se monta en un soporte. El material sólido se fija a un material termoestable de compresión en caliente como una resina o un epoxi para formar un pellet prensado. El tercer paso es el pulido de muestras. Se realiza en múltiples pasos posteriores, desde el pulido grueso hasta el pulido más fino y fino. La idea es revelar las micro características estructurales mientras se retiran los arañazos dejados en la superficie de la muestra del subpaso de pulido anterior.

La muestra está lista para el último paso que está grabando. Esta es una exposición química de la muestra a un ácido. Algunos límites de grano del material sólido tienen más defectos atómicos y por lo tanto son más realizados por la solución ácida. Esto tendrá el efecto de tallar dentro de la muestra montada. En consecuencia, este paso mejora el contraste entre los granos que se revela mediante microscopía óptica. Ahora que comprende los principios detrás de la preparación de muestras para la materialografía óptica, veamos cómo se realizan los pasos principales del procedimiento en el laboratorio.

El espécimen utilizado en este ejemplo es una tuerca de metal. La preparación de la muestra se demuestra en cuatro pasos principales de la siguiente manera: En primer lugar, utilice una sierra de precisión lineal para cortar la muestra normal al plano del aro. En segundo lugar, asegúrese de que la muestra se ajuste a la cavidad del troquel de la prensa. Monte la muestra en la cavidad con el lado que se va a tomar una imagen hacia abajo en la prensa de montaje. A continuación, llene el volumen restante de la cavidad de la prensa de montaje con Bakelite.

Encuentre el calor, la presión y la duración prescritos para la baquelita y presione la muestra en consecuencia. Tenga en cuenta que otros materiales de montaje termoestables se pueden utilizar para otros tipos de muestras. El tercer paso es el pulido de la muestra. Comience con un papel grueso de 600 granos. Emplear las ruedas de pulido giratorias durante dos minutos a una velocidad de 120 rpm para pulir la muestra. A continuación, utilice un microscopio óptico para comprobar los arañazos en la superficie de la muestra. Ahora gire la muestra 90 grados desde su primera posición de pulido y repita el pulido con un papel de grano de 1.200. Asegúrese de mantener constante la presión y la dirección del movimiento de la rueda.

Compruebe la superficie de la muestra con el microscopio óptico. Los arañazos previamente identificados deben ser eliminados y se identificarán otros nuevos. Gire de nuevo la muestra 90 grados y pula la muestra con suspensiones de pulido más finas de partículas de alúmina de un micrómetro y verifique de nuevo con el microscopio los arañazos en la superficie de la muestra. Repita la secuencia, esta vez con partículas de alúmina de 0,05 micrómetros. En el paso final de pulido, utilizando el aumento más alto del microscopio óptico.

No debe haber arañazos observables en la superficie de la muestra. El último paso es el grabado de muestras. Primero preparar una solución nital al 2% mezclando ácido nítrico concentrado de 2% volumen en etanol. Sumergido la cara pulida de la muestra en la solución durante unos 20 segundos. Enjuague la muestra con etanol y, a continuación, observe la superficie grabada en el microscopio. Repita estos pasos de grabado y ensidado hasta que se observe suficiente contraste en la estructura granular.

La materialografía óptica es una técnica muy útil para caracterizar materiales sólidos para diversas aplicaciones. Por ejemplo, los núcleos de inductor es toroidal se utilizan comúnmente en aplicaciones electrónicas para regular la interferencia electromagnética. Estos núcleos se fabrican económicamente mediante la compactación de polvo de hierro. La porosidad y el tamaño del grano del material del núcleo afectan a las propiedades electromagnéticas del inductor y pueden ser evaluados por materialografía óptica.

Los materiales porus, debido a su permeabilidad, se utilizan para la fabricación de membranas sintéticas. La materialografía óptica se emplea para analizar la estructura nula de la sección transversal 2D del material de membrana y, en consecuencia, para evaluar la calidad de la porosidad de la membrana.

Acabas de ver la introducción de Jove a la preparación de muestras para la materialografía óptica. Ahora debe comprender los cuatro pasos de preparación de muestras, corte, montaje, pulido y grabado y cómo estos son importantes para un análisis cualitativo de las microestructuras de materiales.

Gracias por mirar.

Read Article

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter