6.腐蚀(浸蚀)
经过抛光的样品,在显微镜下观察时,除非金属夹杂物、石墨、裂纹及磨痕等能看到外,只能看到光亮的磨面。要看到组织必须进行腐蚀。腐蚀的方法有多种,如化学腐蚀、电解腐蚀、恒电位腐蚀等,最常用的是化学腐蚀法。
下面分析化学腐蚀显示组织的基本过程。
(1)化学腐蚀法的原理
化学腐蚀的主要原理是利用浸蚀剂对样品表面引起的化学溶解作用或电化学作用(微电池作用)来显示组织。
(2)化学腐蚀的方式
化学腐蚀的方式取决于组织中组成相的性质和数量。纯粹的化学溶解是很少的。一般把纯金属和均匀的单相合金的腐蚀主要看作是化学溶解过程,两相或多相合金的腐蚀,主要是电化学溶解过程。
1)纯金属或单相合金的化学腐蚀
它是一个纯化学溶解过程,由于其晶界上原子排列紊乱,具有较高的能量,故易被腐蚀形成凹沟。同时由于每个晶粒排列位向不同,被腐蚀程度也不同,所以在明场下显示出明暗不同的晶粒。
2)两相合金的侵蚀
主要是一个电化学的的腐蚀过程。由于各组成相具有不同的电极电位,样品浸入腐蚀剂中,就在两相之间形成无数对微电池。具有负电位的一相成为阳极,被迅速溶入浸蚀剂中形成低凹,具有正电位的另一相成为阴极,在正常的电化学作用下不受浸蚀而保持原有平面。当光线照到凹凸不平的样品表面上时,由于各处对光线的反射程度不同,在显微镜下就看到各种的组织和组成相。
3)多相合金的腐蚀
一般而言,多相合金的腐蚀,同样也是一个电化学溶解的过程,其腐蚀原理与两相合金相同。但多相合金的组成相比较复杂,用一种腐蚀剂来显示多种相难于达到,只有采取选择腐蚀法等专门的方法才行。
(3)化学腐蚀剂
是用于显示材料组织而配制的特定的化学试剂,多数腐蚀剂是在实际的实验中总结归纳出来的。一般腐蚀剂是由酸、碱、盐以及酒精和水配制而成,钢铁材料最常用的化学腐蚀试剂是3—5%硝酸酒精溶液,各种材料的腐蚀剂可查阅有关手册。
(4)化学腐蚀方法
一般有浸蚀法、滴蚀法和摖蚀法。。
1)浸蚀法:将抛光好的样品放入腐蚀剂中,抛光面向上,或抛光面向下,浸入腐蚀剂中,不断观察表面颜色的变化,当样品表面略显灰暗时,即可取出,充分冲水冲酒精,再快速用吹风机充分吹干。
2)滴蚀法:是一手拿样品,表面向上,用滴管吸入腐蚀剂滴在样品表面,观察表面颜色的变化情况,当表面颜色变灰时,再过2—3秒即可充分冲水冲酒精,再快速用吹风机充分吹干。
3)摖蚀法:用沾有腐蚀剂的棉花轻轻地摖拭抛光面,同时观察表面颜色的变化,当样品表面略显灰暗时,即可取出,充分冲水冲酒精,再快速用吹风机充分吹干。
经过上述操作后,腐蚀完成,金相样品的制备即告结束,这时候要将手和样品的所有表面都完全干燥后,方可在金相显微镜下观察和分析金相样品的组织。