Quy trình chuẩn bị mẫu kim tương

Phương pháp dùng kính hiển vi quang học để xem hình ảnh, tổ chức bề mặt của mẫu vật liệu với độ phóng đại từ 50, 100, 200, 400, 500, 1000, 1500, 2500 lần để quan sát cấu trúc tế vi của vật liệu nói chung, tổ chức kim lọai và hợp kim nói riêng gọi là phương pháp phân tích kim tương ( phương pháp kim tương học ).

Nhờ kính hiển vi kim tương ta có thể xác định đuợc lọai của vật liệu ( thép, gang, nhôm, đồng, vv… ), nhín thấy được sự phân bố, hình dáng, kích thước các tổ chức, pha, hạt. Ngòai ra, Có thể quan sát được các khuyết tật của vật liệu như các vết nứt tế vi, rỗ khí, tạp chất, bề dầy lớp thấm, lớp mạ nhờ đó ta có thể đánh giá tính chất, đặc tính của vật liệu.

Sơ đồ các bước chuẩn bị mẫu kim tương

Cắt mẫu

Vị trí lấy mẫu tùy thuộc vào mục đích kiểm tra. Để quan sát sự thay đổi tổ chức vật liệu từ ngoài vào trong

 thì cắt mẫu theo tiết diện ngang, nếu quan sát tổ chức theo các lớp thì cắt dọc trục. Có thể dùng các lưỡi 

cắt bằng đá mài, lưỡi cắt kim cương...tùy theo độ cứng của mẫu mà lựa chọn loại đĩa cắt phù hợp. Trong

 quá trình cắt cần có dung dịch làm mát để tránh làm thay đổi tổ chức của mẫu (nhiệt độ cắt không quá 100⁰C ).

Máy cắt mẫu

Đúc mẫu

Với các mẫu nhỏ, dễ đứt gẫy, sắc cạnh, nhiều chỗ trống hoặc quy chuẩn mẫu để kiểm tra cần đúc mẫu trong nhựa cứng để dễ thao tác, an toàn cho cả mẫu và người thao tác trong quá trình chuẩn bị và kiểm tra. Hiện tại có 2 phương pháp là đúc nóng - sử dụng nhựa đúc nóng và đúc nguội (hay còn gọi là đúc chân không) - sử dụng nhựa đúc nguội. Tùy thuộc vào khả năng chịu nhiệt, áp suất, thời gian đúc mẫu và một số đặc điểm khác để xác định loại nhựa cho phù hợp.

Máy đúc nóng và đúc nguội (đúc chân không)

Mài và đánh bóng mẫu

Mẫu sau khi đúc xong sẽ được mài bóng trên giấy mài từ thô đến mịn. Giấy mài thường được đánh số từ nhỏ đến lớn, số càng lớn hạt càng mịn. Gang ,thép sử dụng giấy mài: 120-240-400-600-800-1000-1200. Kim loại mầu và hợp kim mầu: 120-240-400-600-800-1000-1200-1500-2000. Giấy mài phải được cố định trên tấm đế máy mài, bề mặt mẫu áp sát vào giấy. Khi bề mặt mẫu tương đối phẳng, các vết xước song song và đều nhau ta quay mẫu đi 90 độ hoặc quay tròn mẫu theo cùng chiều quay của giấy mài, cho đến khi tạo ra bề mặt phẳng mới, các vết xước mới xóa đi các vết xước cũ. Mỗi loại giấy nhám, ta mài như thế tới 3 ÷5 lần và lặp lại với các giấy nhám càng mịn hơn cho đến tờ giấy nhám mịn nhất .

Máy mài và đánh bóng mẫu

Sau đó chuyển sang giai đoạn đánh bóng mẫu. Thực hiện trên cùng 1 máy, thay vì dán tờ giấy mài ta thay bằng nỉ đánh bóng kết hợp với dung dịch đánh bóng nhỏ lên trên ( dung dịch đánh bóng mẫu thường dùng là Al₂O_3, Cr₂O₃, kim cương, ….).Với vật liệu cứng thì dùng vải dầy, vật liệu mềm thì dùng nỉ mịn. Khi mài cũng tiến hành quay mẫu 90 độ hoặc quay tròn theo đĩa nỉ như khi mài bóng. Đánh bóng mẫu cho đến khi thấy không còn vết xước trên bề mặt mẫu thì dừng lại, nếu đánh mẫu quá lâu sẽ làm bong các tổ chức mềm hoặc làm nổi các hạt cứng gây khó khăn khi quan sát và chụp ảnh. Với những kim lọai rất mềm ( chì, thiếc, kẽm .. .) thường đánh cuối cùng bằng tay trên vải nhung hoặc dùng máy đánh bóng phải điều chỉnh tốc độ chậm. Sau khi đánh bóng mẫu phải rửa thật nhanh và sạch bột mài, rồi đem sấy thật khô mẫu. Ngoài ra còn có cách đánh bóng đạt chất lượng cao hơn là dùng phương pháp đánh bóng điện phân. Nguyên tắc của đánh bóng điện phân là hòa tan anod trong dung dịch điện phân,  dưới tác dụng của dòng điện một chiều . Đánh bóng điện phân còn có ưu điểm là rất bóng, tránh được hiện tượng biến dạng dẻo bề mặt và thời gian nhanh hơn

Tẩm thực mẫu

Mẫu sau khi đánh bóng đem rửa sạch, thấm và sấy khô rồi quan sát trên kính hiển vi sẽ thấy được các vết xước khi mài, các vết nứt tế vi,…

Tẩm thực là quá trình làm hiện tổ chức mẫu , bằng cách dùng hóa chất bôi lên mặt mẫu làm cho bề mặt mẫu bị ăn mòn, tùy theo vật liệu quan sát mà sử dụng hóa chất tẩm thực thích hợp. Khi tẩm thực biên giới các pha, các thành phần tổ chức khác nhau thậm chí cùng thành phần tổ chức pha nhưng định hướng tinh thể khác nhau cũng sẽ bị ăn mòn khác nhau.

Ví dụ: muốn quan sát các đường biên hạt thì dùng hóa chất thích hợp chủ yếu chỉ ăn mòn biên giới hạt, trong khi bản thân hạt bị ăn mòn không đáng kể. Các đường biên hạt sẽ bi lõm sâu hơn bản thân hạt.

Tẩm thực bề mặt hạt là lọai tẩm thực mà bản thân từng hạt ăn mòn khác nhau. Bề mặt mẫu sau khi tẩm thực sẽ lồi lõm và màu sáng tối , đậm nhạt khác nhau tương ứng với các pha và tổ chức nên có thể dễ dàng nhận biết hình dáng, kích thước và sự phân bố các pha.

Khi tẩm thực có thể nhúng bề mặt mẫu vào dunh dịch tẩm thực, hoặc dùng đũa thủy tinh có quấn bông tẩm dung dịch rồi thoa đều lên mặt mẫu . Thời gian tẩm thực tùy theo tính chất của từng vật liệu, có thể vài giây, vài phút thậm chí vài giờ, nếu để lâu quá mẫu sẽ có màu tối đen không quan sát được (để có kết quả tốt nhất thì nên theo tiêu chuẩn ASTM về hóa chất và thời gian tẩm thực). Tẩm thực xong ta phải dùng bông rửa thật sạch bề mặt mẫu dưới vòi nước chảy, sau đó có thể rửa lại bằng cồn và thấm khô trên giấy lọc hoặc sấy khô bằng máy sấy. Nếu sau khi tẩm thực, quan sát thấy các đường biên giới hạt đứt đọan là thời gian tẩm tẩm thực chưa đủ phải tẩm thực lại, nếu đường biên giới quá to đậm, đường tương phản sáng tối không rõ nét là do thời gian tẩm thực quá lâu hoặc nồng độ dung dịch tẩm thực cao, ta phải đánh bóng mẫu và tẩm thực lại .

Mẫu sau tẩm thực soi phân cực và trường sáng

Chúng tôi chuyên tư vấn, cung cấp thiết bị và vật tư quy trình chuẩn bị mẫu kiểm tra độ cứng, kim tương, thành phần vật liệu. Hãy liên hệ với chúng tôi để quy trình chuẩn bị mẫu của bạn có chất lượng tốt nhất:

Liên hệ: Đinh Quang Hải                Phone: 0986 921 613       Email: haidinhquang@gmail.com      

Website: www.mectech.com.vn      Tel: 046 294 9311