科学技術の進歩に伴い、様々な産業における様々な金属の用途はますます多様化しており、金属組織学的材料科学分析（金属組織学と呼ばれる）はますます重要になってきている。いかに効果的に製品の品質を向上させ、プロセスコストを削減するか、優れた金属組織学的研究は大きな助けとなる！
この記事では、我々は良い金属組織研究、研削と研磨がああ重要なステップである金属組織研究プロセスの実装を完了する方法といくつかの注意について話を開始するためにあなたを取るでしょう！
ポイント1：「切削」→「マウント」→「研削」→「研磨」→「エッチング」→「検査」というお馴染みの金属組織学的プロセスは、完全なプロセスである。
ポイント2：研究の必要性に応じて、研磨で終わるものもある。
目錄
金属組織分析とは？
金属およびその合金の見かけの微細構造と特性との関係を研究すること。 金属または合金の顕微鏡分析を行うことにより、金属組織学的研究は、材料の粒構造、相組成、粒界、欠陥（空隙、介在物など）などの微視的特徴を明らかにすることができる。
「相」とは、同じ化学組成、構造、原子配列を持つ合金の均質な部分であり、異なる相は明確な界面によって分離されている。 合金の全体的な特性は、それを構成する相の構造的特性と、それらが互いに結合する方法によって決定されます。 合金の相構造には、主に固溶体と化合物の2種類があります。 固溶体は合金元素の原子が母材の格子中に溶解した結果であり、化合物は異なる元素が一定の割合で結合して形成された結晶構造である。 一方、金属組織学は、金属または合金の相構造を意味し、金属組織学的研究を通じて材料の微細構造を分析し、その特性と加工履歴を推測することができる。
メタログラフィープロセス
1. サンプリング: 採取されたサンプルが素材の真の特性を反映していることを確認するために、素材全体から代表的な領域を選択します。サンプリング領域は、加工、熱処理、または使用中に不均一な影響から保護される必要があります。材料の切断には切断機を使用します。一般的に使用される方法には、機械切断とワイヤー切断があります。材料表面の熱影響部を防ぐために、切断時に過熱や過剰な圧力を加えないようにする必要があります。これにより、結晶粒の変形や構造変化が生じる可能性があります。
2. 埋め込み: 主に標本、特に不規則な形状や小さな標本の固定と保護に使用されます。取り付けプロセス中、試験片は通常、熱硬化性樹脂または冷硬化性樹脂に埋め込まれます。これにより、その後の研削および研磨作業を安定してサポートし、加工中の試験片のエッジへの損傷を回避できます。また、取り付けによりサンプルのクランプが容易になり、サンプル準備プロセスの安定性が確保され、微細構造観察の精度と一貫性が向上します。
3. 研削: 研削は、金属組織学的研究において非常に重要なステップです。主な目的は、最初にサンプルの表面を滑らかにして、粗い切断痕や凹凸を除去することです。
この工程は通常、研磨パッドや研磨ペーストなど、粒度の異なる研磨剤を用いて行われる。
適切な粒子サイズを選択し、徐々に粗い研磨剤から始めて、試験片の平面に一方向の傷のみが現れるまで、より細かい研磨剤に移行します。
研削加工中は、試料表面の過熱や変形を避けるため、適切な研削圧力と均一な研削時間を維持するよう注意する必要がある。
ディスクのパターンデザインは、美観だけでなく、研磨剤と研磨中に発生する切り屑をよりよく除去できるように設計されています。 研磨材の材質だけでなく、パターンのデザインも試料表面の除去率に影響するため、早く研磨したい場合とゆっくり研磨したい場合では、さまざまなパターンから選ぶことができます。
4. 研磨: 金属組織学的研磨も、金属組織学的サンプル準備プロセスの重要なステップです。試験片表面の小さな凹凸や摩耗痕を除去し、滑らかで平坦な鏡面効果を実現するように設計されています。
このプロセスは通常、ウールのパッドや粗いキャンバスのパッドを使用する粗い研磨から始まり、植毛パッドやマイクロファイバーの研磨パッドなどを使用して、徐々に細かい研磨に移行し、最後に短繊維のベルベットを使用します。パッド、シルクパッド等を使用し、高光沢を実現した鏡面研磨を施しています。
ちょっとした注意事項：研磨の際には、研磨剤の均一な分布と研磨効果を促進するために、適切な研磨液と研磨パッドを使用する必要があります。 研磨ステップで除去できない傷が見つかった場合は、前のステップに戻るか、別の研磨剤に変えてテスト研磨することをお勧めします。
5. 腐食: 研削および研磨された試験片を特定の腐食剤に浸漬すると、異なる相または粒界が選択的に攻撃され、その微細構造が明らかになります。一般的なエッチング液には酸性またはアルカリ性の溶液が含まれており、試料の組成や予想される構造に応じて選択されます。
エッチング時間の管理は非常に重要で、長すぎても短すぎても観察結果に影響する！ 成功した金属組織エッチングは、結晶粒界と相分布を明確に示します。
注：ただし、エッチングは、例えば黒鉛を含む鋳鉄試料ではブルーミングが発生するなど、観察を困難にする不要な特徴を明らかにする可能性があるため、すべての試料に必要というわけではない。 したがって、エッチングを行うかどうかの判断は、材料特性に基づいて慎重に行う必要がある。
金属組織学的試料の基準
1.サンプルは代表的なものでなければならない： 試料は、材料全体の特性を代表する場所で採取する必要がある。 こうすることで、微視的な観察が材料の全体的な性質を反映したものとなり、特定の領域の局所的な特徴に限定されないことが保証される。
2.すべての構造要素は保存されなければならない： 試料調製中、材料のすべての微細構造要素（例えば、結晶粒、相、介在物など）は保存される必要があり、切断、研削、研磨などの調製プロセスによって元の形状や分布から変化してはならない。
3.試料の表面には傷や変形がないこと。： 研削や研磨による傷や、熱処理などによる塑性変形は、微細構造の観察を妨げ、検査結果を歪める可能性があるため、避けるべきである。
4.試料の表面に異物があってはならない。： 油脂、ほこり、腐食性物質、その他の汚染物質が試料の表面に存在してはならない。なぜなら、これらの外来物質は顕微鏡観察を不明瞭にしたり、誤解を招いたりする可能性があり、それによって分析結果に影響を及ぼすからである。
5.試料の表面は平らで鏡面でなければならない。： 研磨試料の表面は、鏡面仕上げを実現するために非常に平らで滑らかでなければならない。 こうすることで、表面の粗さや凹凸に邪魔されることなく、金属の微細構造を顕微鏡ではっきりと観察することができる。
金属組織研究の応用
1. 材料開発：金属材料の微細構造を研究することで、より優れた性能を備えた金属合金の開発に役立ちます。
2. 故障解析: 故障した金属部品の顕微鏡分析を通じて、疲労、破壊、腐食などの材料故障の原因を見つけることができます。
3. 品質管理: 工業生産では、金属組織学的研究を使用して金属製品の品質を監視し、微細構造が設計要件を満たしていることを確認します。
様々な産業における金属組織分析
製造: 金属の加工および生産では、機械的用途における材料の強度と耐久性を確保するために、金属組織学的分析を使用して金属材料の構造、粒子サイズ、相分布などを検査します。
自動車および航空宇宙: エンジン部品、ギア、その他の機械部品の熱処理効果をチェックして、高圧高温環境におけるこれらの主要部品の信頼性と耐久性を確保します。また、材料の微小亀裂や欠陥を検出して、金属疲労による構造破損を回避します。
医療機器: 金属組織学的分析は、医療機器、特に人間のインプラントに使用されるコンポーネントの生体適合性と耐久性を確保するために、手術器具やインプラントの金属材料検査などの医療機器で使用されます。
エレクトロニクスおよび半導体: 電子部品の製造では、金属組織検査技術によりはんだ接合部と導電性材料の品質をチェックし、小さなスケールでの性能の安定性を確保します。
建築および土木: 鉄筋コンクリート構造物の建設において、金属組織学的分析は、構造の安定性と安全性を確保するために棒鋼の品質を検出できます。また、橋や建物の金属コンポーネントの腐食を分析して、その寿命と安全性を評価するために使用されます。リスク。
推奨される研磨工具
ナノダイヤモンド研磨液 / 研磨剤 / 懸濁液>>>研磨剤
- より適した用途：機械操作
- 状態: 液体 (オイル/水/アルコール)
- 両面ラップ盤、化学機械研磨（CMP）、金属組織研磨に使用できる。
- ※研磨剤は自由で、さまざまな対象物を磨くことができる。
- ※ワークの表面がまだ粗い場合は、粒子径の大きな研磨液を選ぶことができます。
酸化アルミニウム（鈰）研磨液 / 研磨剤 / 懸濁液 >>>研磨剤
- より適した用途：機械操作
- 状態: リキッド
- 適用範囲：一般的に石膏を掘削した後に使用する。
- ※ワークの研磨痕を修復する機能を持つ。
- ※酸化セリウムは、工具と一緒に低速で使用することを推奨する。
ポリッシングパッド / ラッピングパッド >>>> 金属組織用消耗品
- 素材：
- 研磨材を含むもの：酸化セリウム研磨パッド、ダイヤモンド樹脂研磨ディスク、ダイヤモンドメッキ研磨ディスク
- 研磨材を除く：絹、牛革、ポリウレタン（黒いベルベット）、編み込み、毛羽立ち、多孔質、硬い布、柔らかい布など。
実験記事
銅研磨>>> 金屬拋光材質-CU銅介紹
鎳拋光 >>> 金属研磨材-NIニッケル紹介
亜鉛研磨>>> 金属研磨材-亜鉛紹介
ステンレス研磨>>> 金属研磨材 – ステンレス紹介
結論
メタログラフィーサンプリングは、適切なサンプリング、埋め込み、研磨、エッチング、およびメタログラフィーサンプリングの標準を理解することにより、金属材料の微細構造を正確に分析および評価するために明確に提示することができる重要なプロセスです。 金属組織学的サンプリングがうまくいけば、試料の変形や汚染を防ぎ、材料特性を正確に表現することができる。 金属組織学的研究が様々な用途に役立ち、材料科学の研究開発に定量化可能な値を提供することで、プロセス効率を改善し、プロセスコストを削減することを理解することは、見過ごすべきではありません。
研磨の方に、加工ニーズにより カスタマイズが最大効率に調整されるのは可能です。
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