如何提高钛样品制备的效率

钛及其合金具有高强度密度比和良好的耐腐蚀性。这使得它们在国防、航空航天和海洋应用中具有无价的价值。由于其良好的生物相容性,它在生物医学应用中也很有用。虽然它和一些钢一样坚固,但它只是钢密度的一小部分。

在切割过程中,由于切割盘的选择不正确和冷却不足,导致钛样品变色。

图1。由于切割盘的选择不正确,并且在切割过程中,由于选择的切割盘的选择并冷却不足而旋光。图片信用:Buehler

当准备金相样品时,它很快就会变得明显比钢还要难准备。这是因为它具有延展性,容易损坏,而且材料去除或恢复速度相对较慢,这对样品制备具有挑战性。

剖切

由于钛相当坚硬,切片可能很困难。2级特别困难,因为它更容易变形。商用纯钛具有延展性和柔软性。如果不小心,切片可能会导致孪生和热损伤。因此,在切割过程中务必小心。

冷却和正确选择叶片非常重要。优选具有针对钛和其他难熔金属优化的粘合强度的磨具。通常,这些刀片的粘合剂被设计为在适当的时候分解,释放出钝的、用过的磨料,并暴露出锋利的、新鲜的磨料颗粒。欧洲杯猜球平台

这使磨料刀片保持最佳的切割效率,并防止刀片犁入样品与枯燥的磨料。使用带有强大冷却系统的切割机可以防止热损伤。作为一种额外的预防措施,应该使用保守的负载和馈电速率。

诸如抛光横截面显示钛切割技术(交叉偏振光)中钛诱导的损伤

图2。抛光后的横截面显示了不当切割技术(交叉偏振光)导致的钛损伤。图片来源:Buehler

安装

一般来说,选择一个化学电阻安装介质,很少或没有收缩,使钛及其合金的制备更容易。环氧树脂是最好的,无论是压缩或浇注安装方法。当使用压缩安装时,应考虑使用硬的、矿物填充的环氧树脂如EpoMet。它们能抵抗腐蚀剂的化学侵蚀,而且几乎没有收缩。

如果需要测量氢化物含量,最好将试样安装在低放热环氧浇注料(如EpoxiCure 2)中。这些可浇铸环氧树脂能很好地粘附在试样边缘,具有耐化学腐蚀性,收缩率低,具有良好的边缘保持性能。

在安装之前,标本在旋转和清洁是重要的。如果不是,这可能会导致安装介质和样本之间的收缩差距。收缩差距是在抛光和研磨过程中可以收集和分散污染的差距。去除钛的污染划痕是耗时的。

研磨和抛光

磨削

钛不特别容易磨损。在所有准备阶段,材料去除率低。钛,特别是2级,在研磨过程中可以容易地变形。

使用侵蚀性研磨来缩短制备时间可能会导致孪晶、涂抹和严重变形。通常,初始研磨步骤使用中等压力的碳化硅(SiC)盘。

碳化硅相对较硬,含有锋利的磨粒,在研磨时会劈开,使用时会产生新的切削刃。这意味着初始材料去除率相对较高。欧洲杯猜球平台

每个光盘应仅用于1-2分钟。用劣化的SiC盘磨削可能导致过度损坏。320颗粒SIC如果正确分割,可用于初始研磨步骤。

由于其导热性(局部结构变化),钛易于局部过热。因此,在研磨过程中确保足够的水冷却也很重要。

抛光

初始研磨步骤后,应在硬织布上使用9微米聚晶金刚石悬浮液,以恢复研磨损坏。通常,像UltraPad这样的硬织布具有较高的材料去除率,有助于保持平整度。

多晶钻石,例如Metadi Supreme中使用的钻石,具有增加的切削刃数量增加。这使得钻石能够更快地去除损坏,并且具有最小的地下变形,留下更好的表面光洁度。

对于许多钛合金,比如Ti-6AI-4V,在9微米阶段之后可以完成最后的抛光。对于大多数钛合金,这三步法是非常有效的。

更敏感的合金,如商用纯钛和2级,可能需要增加3微米级。这4个步骤的过程提高了钛合金的晶粒取向的清晰度,这是比较敏感的。

与钛制备中的其他步骤一样,最终抛光阶段比大多数其他材料花更多的时间。欧洲杯足球竞彩这是由于材料去除率低。Buehler建议使用胶体二氧化硅混合10%(NH4.)2.s2.O8.溶液在化学抗性,无小节抛光垫上,例如化学计数器。最佳效果可以通过将5份胶体二氧化硅混合到1部分(NH)来实现(NH4.)2.s2.O8.解决方案。

与许多非立方材料一样,在光学显微镜上使用交叉偏振光可以看到钛的微观结构欧洲杯足球竞彩细节,而无需蚀刻。这是一个快速而简单的波兰质量评估。

通过对交叉偏振光的良好反应来表示低表面变形(更清晰细节,更加对比)。通过对交叉偏振光的不良反应来表示较高的表面变形和差的样品制剂(缺乏明显细节和对比度差)。

蚀刻

可以很好地与标准蚀刻剂(如Kroll的蚀刻剂)进行对比,以说明颗粒结构(图4)。如果在最后的抛光过程中出现较长的抛光时间,建议样品在空气中休息至少半个小时。

由于有半重建的钝化层,材料与蚀刻剂的反应较弱。在没有钝化层的情况下,样品的过蚀速度通常很快(t≤1秒)。

钛2级样品与克罗尔腐蚀剂的对比。

图3。钛2级样品与克罗尔腐蚀剂的对比。图片来源:布勒

表1。钛抛光的4步方法。许多合金可以省略步骤3。来源:Buehler

表面 磨料 润滑剂/
扩展器
武力
(每
(样本)
时间
(闵:秒)
压板
速度

速度
(转/分)
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**为了获得最佳效果,将5份胶体二氧化硅与1份(NH)混合4.)2.s2.O8.解决方案。

此信息已采购,从Buehler提供的材料进行审核和调整。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息,请访问比勒。

引用

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  • 美国心理学协会

    比勒。(2021年2月01日)。如何使钛样品制备更有效。AZoM。从Https://www.wireless-io.com/article.aspx?articled=18986从//www.wireless-io.com/11。

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    比勒。“如何使钛样品制备更有效”。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=18986。(2021年11月14日生效)。

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    布勒,2021年。如何提高钛样品制备的效率. 亚速姆,2021年11月14日查看,//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=18986.

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