31
2022
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08
金属粉末的金相样品制备
作者：
金属粉末是指尺寸小于1mm的金属颗粒群。包括单一金属粉末、合金粉末以及具有金属性质的某些难熔化合物粉末，是粉末冶金的主要原材料。金属单质一般都是银白色的，当金属在一定条件下时，就是黑色的粉末。大多金属粉末是黑的。
金属粉末的制备方法，通常按转变的作用原理分为机械法和物理化学法两类，既可从固、液、气态金属直接细化获得，又可从其不同状态下的金属化合物经还原、热解、电解而转变制取。难熔金属的碳化物、氮化物、硼化物、硅化物一般可直接用化合或还原－化合方法制取。因制取方法不同，同一种粉末的形状、结构和粒度等特性常常差别很大。粉末的制取方法中应用最广的是还原法、雾化法和电解法。
金属粉末应用广泛，可应用于粉末冶金、3D打印、固体燃料、录音磁带、炸药、烟花、颜料、电池和催化等产品中。
成堆的金属粉末里面含有大量的空隙，在常压下将树脂渗入粉末层的底部存在一定的困难，尤其是当堆垛的粉末层较厚时，由于气压的原因，树脂更是难以渗入。所以为了使每个粉末都能被环氧树脂良好的包裹，故推荐进行真空浸渍，以使粉末间空隙的压力降至最低，以利于环氧树脂顺利流入空隙。将粉末均匀平铺在模具的底部，且其厚度不应大于1mm，否则会增加树脂下渗的流体阻力。但也不能太薄，否则在研磨阶段很容易磨过。使用具有高渗透性（粘度低）和保边性的TJ2562进行真空浇注，在进行几次抽真空循环后，金属粉末可以被树脂良好的包裹。
由于很多金属粉末都是球形而且单位体积里粉末占比较大，所以在研磨时如若使用较粗的砂纸开始研磨则极容易使得粉末颗粒脱落。一般应从P2000砂纸进行研磨，若金属粉末颗粒为硬质相则应使用P2000的金刚石研磨盘开始研磨。一般研磨至P2500即可抛光。抛光时为使抛光面平整无浮凸先采用较硬的机织布如SC抛光布配合金刚石抛光液进行抛光，在后续的抛光过程中为了去除上道抛光造成的细小划痕以及提高试样面的光亮度，可以使用中绒或短绒如YR抛光布配合氧化铝抛光液和特制二氧化硅抛光液进行精细抛光，最后得到一个平坦光滑的表面。
特鲁利推荐如下磨抛工艺以供参考：
|
步骤 |
1 |
2 |
3 |
4 |
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制备表面 |
SiC砂纸/金刚石研磨盘 |
SC抛光布 |
YR抛光布 |
Final Red抛光布 |
|
粒号 |
P2000~P2500 |
1μm金刚石抛光液 |
0.05氧化铝抛光液 |
二氧化硅抛光液 |
|
冷却润滑剂 |
水 |
/ |
/ |
/ |
|
单个试样负载/N |
23 |
23 |
21 |
20 |
|
时间/ s |
120 |
180 |
90 |
60 |
|
磨头转速/rpm |
80 |
80 |
80 |
80 |
|
底盘转速/rpm |
300 |
150 |
120 |
120 |
|
转向 |
同向 |
同向 |
同向 |
反向 |
最后使用氧化铝精抛时应合理控制抛光的力度和时间以防试样的导体层和绝缘层产生大的浮凸，或者使用无绒平坦的ZN抛光布代替。为了简化抛光程序，也可以使用YR/Final Red抛光布混合氧化铝和二氧化硅抛光液进行同时抛光，抛光的参数使用二氧化硅的。
金属粉末 100×
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