[发明专利]一种Ti-Cu层状复合材料金相显示样品的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金相样品制备技术领域，具体涉及一种针对基体力学性质差别较大的Ti-Cu层状复合材料的金相显示样品的制备方法。

背景技术

相对许多其它有色金属，钛（或钛合金）、铝（或铝合金）为强度、硬度、耐磨性等力学性质差别较大的金属（合金）材料，给试样金相制样制备带来很大困难。

1、传统制备钛及钛合金试样时易发生的主要问题：

（1）钛及钛合金的金相样品制备比钢更困难，其磨光和抛光效率非常低；

（2）过度剧烈的切割和磨光过程都会在α相中产生形变孪晶；

（3）对于纯度相对较高的纯钛采用冷镶嵌的方法比热压力镶嵌更为适合，因为热压力镶嵌有可能改变纯钛中氢元素的含量和分布；

（4）特别对于纯钛而言，在样品制备过程中想要去除划痕和塑性流变非常困难。

2、传统制备铝及铝合金试样时易发生的主要问题：

（1）由截取和研磨引起的变形较深；

（2）在较低温度下，如180~250℃就会发生回复和沉淀过程，而在制样过程中很容易升到这样的温度；

（3）难以消除抛光道痕及易于第二相质点间出现浮雕。

3、基于铝相对钛及钛合金的重量轻、导电好、成本低，而钛及钛合金在有色金属电积提取的硫酸盐及氯酸盐介质溶液中耐腐蚀好的互补性，CN101319333A公开了一种钛包铝层状复合板及其制备方法，包括采用焊接、熔铸、爆炸复合、轧制、和热压工艺中一种或一种以上制备钛将铝完全包覆或部分包覆的Ti-Cu复合板，且具有导电性好、耐蚀性好、成本低等优点，可替代目前用于电解中的钛惰性阳极板，降低惰性阳极的槽电压0.1～0.8V，该层状复合阳极改变了在单质金属或多元合金为基板，再涂覆涂料的传统结构设计，使得惰性阳极板中的内阻降低，均匀化了电流分布，减少了发热量，延长了阳极板的使用寿命，并提高电解产品的生产效率和节约能耗。为进一步考察其界面特性，还要克服冶金一体化之后对界面形貌施以保护及真实显现组织的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Ti-Cu层状复合材料金相显示样品的制备方法，操作方便，可清晰完整地显示其结合界面的组织。

本发明通过下列技术方案实现：一种Ti-Cu层状复合材料金相显示样品的制备方法，经过下列各步骤：

A、截取及处理样品：将Ti-Cu层状复合材料切割成所需尺寸，再用无水乙醇浸泡清洗样品表面10～20分钟，然后用丙酮擦拭，直至表面油污祛除干净，再用蒸馏水冲净，在空气中自然晾干，然后将横断面锉平，用胶粘剂将聚四氟乙烯材料粘接在整个处理后的Ti-Cu层状复合材料表面，最后置于光滑面上于空气中自然固化6～8小时；

B、磨制：以水作润滑剂和冷却剂，依次使用400#、800#、1000#、1200#和1500#五个等级的金相水砂纸，将步骤A固化后的试样从粗、中到细逐步进行磨制需要显示组织的表面，每个等级磨制完成后均用超声清洗一次；

C、粗抛光：以水为作润滑剂和冷却剂，将步骤B磨制后的试样用抛光布抛光40～60分钟；

D、细抛光：以水为作润滑剂和冷却剂，将步骤C粗抛光后的试样用新的抛光布在转速1000～1500r/min下进行抛光，每抛光2～8分钟，就用脱脂棉蘸取H₂O 40～60mL+HNO₃（1.40g/cm³）30～50mL+HF（质量浓度为40%）5～15mL的侵蚀液在磨面上擦拭1～2分钟，并迅速用水冲净，再用脱脂棉蘸取H₂O 90mL+HNO₃（1.40 g/cm³）40～60mL+AgNO₃  2～8g的侵蚀液在磨面上擦拭1～2分钟，并迅速用水冲净；以此共抛光30分钟后用水冲净，再经冷风吹干即得到Ti-Cu层状复合材料的金相显示样品。

所述步骤A的切割是用电火花线切割机进行切割。

所述步骤A的胶粘剂为环氧树脂和固化剂按体积比1︰1的混合物。

所述步骤D的AgNO₃均为市购分析纯或化学纯。

所述步骤D的侵蚀液中的H₂O为蒸馏水。