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。
カタログ
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.取樣:在整體材料中選取一個具有代表性的區域，確保所取的試樣能反映材料的真實特徵。取樣區域應避免受到加工、熱處理或使用過程中的不均勻影響。使用切割機對材料進行切割，常用的方法包括機械切割和線切割。切割時需避免過熱或施加過大壓力，以防止材料表面產生熱影響區，這可能會導致晶粒變形或結構改變。
2.鑲埋:主要用來固定和保護試樣，尤其是形狀不規則或較小的試樣。鑲嵌過程中，試樣通常會被嵌入到熱固性或冷固性樹脂中，這樣可以提供穩定的支撐，方便後續的打磨和拋光操作，同時避免試樣邊緣在加工過程中受到損壞。鑲嵌還能使試樣更容易夾持，確保製樣過程的穩定性，進而提升顯微結構觀察的精確度和一致性。
3.研磨:研磨是金相研究中很重要的一個步驟，主要目的是對試樣表面進行初步的平整化，以去除粗糙的切割痕跡和不均勻性。
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。
選擇合適的粒度，逐步從較粗的磨料開始，再過渡到較細的磨料，直到試樣平面僅出現單一方向劃痕。
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.拋光:金相拋光也是金相製樣過程中重要的步驟！旨在通過去除試樣表面的微小不規則性和磨痕，以獲得光滑平整的鏡面效果。
這一過程通常從粗拋光開始常用於呢絨墊、粗帆布墊；中拋光則常用植絨墊、超纖拋光墊等；逐步到精密拋光使用金絲絨墊、聚氨酯墊進行拋光；最後使用短纖維絨墊、蠶絲墊等進行鏡面拋光，以達到高光澤度。
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.腐蝕:將已打磨和拋光的試樣浸泡在特定的腐蝕劑中，腐蝕劑會選擇性地攻擊不同的相或晶界，從而顯露其微觀結構。常見的腐蝕劑包括酸性或鹼性溶液，具體選擇依賴於試樣成分和預期結構。
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.材料開發：透過研究金屬材料的顯微結構，幫助開發出性能更優的金屬合金。
2.失效分析：透過對失效金屬零件的顯微分析，可以找到材料失效的原因，如疲勞、斷裂、腐蝕等。
3.品質控制：在工業生產中，金相研究用於監控金屬製品的質量，確保其微觀結構符合設計要求。
様々な産業における金属組織分析
製造業：在金屬加工和生產中，金相分析用於檢查金屬材料的結構、晶粒大小、相分佈等，以保證材料在機械應用中的強度和耐久性。
汽車與航太:檢查引擎零件、齒輪等機械組件的熱處理效果，確保這些關鍵部件在高壓和高溫環境下的可靠性和耐用性。並檢測材料中的微裂紋或缺陷，避免因金屬疲勞而導致的結構失效。
醫療器械:金相分析應用於醫療器械，如外科工具、植入物中的金屬材料檢查，確保其生物相容性和耐久性，特別是用於人體植入的部件。
電子與半導體:在電子元件的製造中，金相技術可檢查焊點和導電材料的質量，確保它們在微小尺度下的性能穩定性。
建築與土木工程:在鋼筋混凝土結構的建設中，金相分析可檢測鋼筋的質量，確保結構穩定性和安全性，及用於分析橋梁或建築物中金屬構件的腐蝕情況，評估其壽命和安全風險。
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。
この記事を読んでも、まだ最適なものの選び方がわからないという人は、ぜひ参考にしてほしい。
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