[发明专利]铝基陶瓷型芯和硅基陶瓷型芯的金相试样制备方法

说明书

技术领域

本技术是用于陶瓷金相试样的制备，具体是针对铝基和硅基陶瓷型芯金相试样制备而提供的试验参数。

背景技术

在当今科技高速发展的时代，陶瓷材料已经不仅仅是一门所谓的民间手艺，而是一门科学。由于其几乎不受酸碱腐蚀，不导电，硬度高，化学稳定性特别高，耐高温，耐老化，抗辐射等特点，在电子，航空，航天，医学等等领域越来越受到重视，并被广泛的应用。然而，一般对于陶瓷材料的研究主要集中在其性能、成分、制备工艺的探讨，而少有的对其金相组织进行探讨，其根本原因在于陶瓷材料脆性大，不如金属材料那样具备一定的韧性能够容易制备出理想的金相试样。但是陶瓷材料在研究和发展的过程中，如果能够结合金相微观结构的分析，将会为陶瓷材料的研究和发展带来不可估量的前景。那么如何制备出一个理想的陶瓷材料金相试样，成为了我们突破这个问题的的首要因素。

铝基和硅基陶瓷型芯是我国航空发动机铸件常用的型芯，为了进一步提高陶瓷型芯的工艺性能，笔者对其力学性能和微观结构进行了试验分析，在此过程中获得了一种理想的铝基和硅基陶瓷型芯金相制备技术。

铝基、硅基陶瓷型芯材料金相试样制备过程中，以往都是采用机器手工操作来获取金相试样的。由于人为因素占主导作用，制备过程中，试样的稳定性，试样在操作者手中把持的力度，在金相砂纸或抛光盘上磨、抛的时间，试样制备时对抛光液或抛光膏的选择等等，这些因素都影响着试样制备最终质量。

发明内容

为克服现有技术中存在的人为因素的作用从而影响试样质量的不足，本发明提出了一种铝基陶瓷型芯和硅基陶瓷型芯的金相试样制备方法。

本发明的具体过程是：

第一步：制作试样。在铝基陶瓷材料要观测的部位截取多个试样，并分别标记，得到一组试样。

第二步：确定试样的检测面。

第三步：镶嵌试样。将各试样分别放入各金相试样镶嵌模具中。

第四步：装夹试样。

第五步：磨削试样。将装夹有各环氧树脂的夹具安装在自动磨样机上。启动自动磨样机，用不同粒度的SIC金相砂纸对试样进行磨削。磨削时，砂纸粒度由粗到细依次进行。磨削中的压力为3～5Psi/mt。每张砂纸的磨削时间为30～60秒。自动磨样机磨盘的转速为250～300RPM。所述砂纸的不同粒度分别是320#、500#或600#、800#、1000#或1200#。

第六步：抛光试样。抛光试样的过程与金属金相试样的抛光过程相同。粗抛光时，采用6μ金刚石抛光液与DP-Lu bricant Blue的混合液抛光1～2分钟。所述6μ金刚石抛光液与DP-Lu bricant Blue的比例为1：30。精抛光时，采用液体悬浮硅与水的混合液作为抛光液。所述抛光液中，液体悬浮硅与水的体积比为1：10。抛光时间为1分钟。在对试样进行抛光时，自动磨样机磨盘的转速均为300RPM，抛光压力均为4Psi/mt。

本发明创造的目的是提供一种合理且有效的铝基、硅基陶瓷型芯材料显微组织试样制备方法，获得理想的显微组织试样界面，对铝基、硅基陶瓷型芯材料金相微观结构的分析提供有效的技术保障。

由于陶瓷材料比较脆，在使用手工磨削时容易造成磨削面凹凸不平，产生假象。但是借助机械制样可以弥补施力不均的影响，使得试样受力均匀，最大限度的降低了试样表面的破损率。图3就是采用本发明步骤获得的良好的显微组织界面。

本发明通过自动制样机制样，避免了手工操作制样所产生的试样制备截面受力的不可控性。粗磨和精磨过程中选用不同型号的金相砂纸，以及试样抛光过程中抛光织物的选取，使得试样表面达到理想的抛光效果。制备过程中，合理确定试样表面的压力、试样制备时间、试样制备中液体悬浮硅的运用，以及合理控制磨削和抛盘的转速值，均为得到理想的铝基和硅基陶瓷型芯金相试样截面奠定了基础。将本发明制备出的铝基和硅基陶瓷型芯金相试样通过金相显微镜显微观察，试样界面干净，各组成相的轮廓分明，材料基体无明显剥落现象，无制备划痕。本发明为铝基和硅基陶瓷型芯材料金相组织微观结构分析提供了可靠保障，并具有简单易行，可操作性强的特点。

附图说明

图1是自动磨样机在压力3Psi/mt下制备铝基陶瓷型芯金相组织；其中图1a是铝基陶瓷50×；图1b是铝基陶瓷200×；

图2是自动磨样机在压力4Psi/mt下制备硅基陶瓷型芯金相组织；其中图2a是硅基陶瓷50×，图2ab是硅基陶瓷200×；

图3是本发明制备技术获得的良好的铝基和硅基陶瓷金相组织，其中：图3a为铝基陶瓷型芯显微组织；图3b为硅基陶瓷型芯显微组织；