En teknikk for eksponering av egenskaper i metaller
Metallografisk etsing er en kjemisk teknikk som brukes til å markere egenskaper av metaller på mikroskopiske nivåer. Ved å studere karakter , kvantitet og distribusjon av disse forskjellige funksjonene, kan metallurger forutsi og forklare fysiske egenskaper og ytelsesfeil i en gitt metallprøve.
Hvordan utsettes etsningsproblemer i metaller?
De fleste metallurgiske funksjoner er mikroskopiske i størrelse; De kan ikke sees eller analyseres uten optisk forstørrelse på minst 50x og så mye som 1000x ved bruk av lysmikroskoper.
For å analysere slike egenskaper må en metallprøve være polert til en meget fin speillignende overflate. Dessverre, under et mikroskop, ser en finpolert overflate bare ut som et vanlig hvitt felt.
For å skape kontrast mellom elementene i metallets mikrostruktur, benyttes kjemiske løsninger kjent som etchants. Etsemidler korroderer noen av elementene selektivt, som dukker opp som mørkere områder. Dette er mulig fordi forskjeller i sammensetningen, strukturen eller fasen av et metall endrer de relative korrosjonshastighetene når de blir utsatt for et etsmiddel.
Etikanter brukes til å avsløre:
- Formen og størrelsen på korngrenser (mangler i krystallstruktur)
- metalliske faser (forskjellige typer metall i en legering)
- inneslutninger (små mengder ikke-metallisk materiale)
- integriteten til loddetrinn, spesielt i elektroniske produkter
- sprekker og andre problemer i sveiser
- ensartethet, kvalitet og tykkelse av beleggmaterialer
Typer metallografisk etsing
Ifølge nettsiden Metalographic.com, "Etsing er en prosess for å avsløre strukturen av materialet, inkluderer vanlige etsning teknikker:
- Kjemisk
- elektrolytisk
- Termisk
- Plasma
- Smeltet salt
- magnetisk
De to vanligste teknikkene er kjemisk og elektrokjemisk etsing.
Kjemisk etsing er vanligvis en kombinasjon av enten en syre eller base med et oksyderende eller reduksjonsmiddel i et oppløsningsmiddel som en alkohol. Elektrokjemisk etsing er en kombinasjon av kjemisk etsing med elektrisk spenning / strøm. "
Hvordan etsning brukes for å forhindre metallfeil
Metallurgister er forskere som spesialiserer seg på metallkonstruksjon og -kjemi. Når metaller svikter (for eksempel faller en struktur sammen), er det viktig å forstå årsakene. Metallurgister undersøker prøver av metallet for å fastslå årsakene til feil.
Det finnes over et dusin forskjellige etseløsninger som består av komponenter som ammoniakk, hydrogenperoksid og saltsyre. Ulike løsninger er nyttige for å etse forskjellige metaller. For eksempel brukes ASTM 30, som består av ammoniakk, hydrogenperoksid (3%) og di vann, til etsning av kobber. Kellers Etch, bestående av destillert vann, salpetersyre, saltsyre og flussyre, er best for å etse aluminium og titan legeringer.
Ved etsning med forskjellige kjemikalier kan metallurgister utsette en rekke mulige problemer i metallprøver. Etsning kan avsløre små sprekker, porer eller inneslutninger i metallprøver. Informasjonen fra etsningen tillater metallurger å oppdage hvorfor metallet mislyktes.
Når et bestemt problem er identifisert, er det mulig å unngå det samme problemet i fremtiden.