制备原理

    金相试样制备旨在揭示试样的真实结构，无论试样是金属、陶瓷、硬质合金还是其他固体材料。拥有一套系统的制备方法是实现这一宗旨zui便利的途径。我们在日常工作中需要在同一种检测条件下对同一种材料进行检测时，每次都希望获得相同的检测结果。这意味着制备结果必须具有再现性。我们的制备原理就是基于这四项标准而确定的：

    系统制备

    试样制备需要遵循某些适用于大多数材料的规则。具有相应特性（硬度和韧性）的不同材料在制备过程中会产生类似反应并要求使用相同的易耗品。因此，我们可以在Metalogram中根据材料的特性列出所有材料，而不是因为这些材料同属于某个材料组。我们以科学的视角定义易耗品的性能，进而确定其zui佳用途。这一系统化途径造就了“Metalog制备方法”，成为“Metalog指南”的编制依据。

    再现性

    制备方法一经制定和调整，每次对相同材料执行时均应产生完全相同的结果。这就要求采用高标准、质量统一的易耗品。另外一个基本因素则是制备参数的控制，如：

    旋转速度与方向

    作用于试样上的力

    磨料与润滑剂的用量及类型

    制备时间

    在制备过程中，这些因素均会对zui终的制备结果产生明确影响。其中很多因素只能采用自动设备进行调节与控制。

    真实结构

    从理论上讲，我们感兴趣的是试样表面的检查，试样表面可以展示出需分析结构的图像。我们需要得到的理想结果是：

    无变形

    无划痕

    无拉伤

    无异物

    无污斑

    无浮凸或圆缘

    无热损伤

    然而，如果采用机械制备方法，几乎不可能达到上述所有要求。结构受到的损伤被降到zui低限度，即使在光学显微镜下也无法显现，且不会影响检查结果。这种近乎、只存在表面损伤的状态通常被称为真实结构。

    的制备结果

    只有在少数情形下才必须获得真实结构。对于大多数检验来说，存在少量划痕或轻微圆缘是无关紧要的。我们需要的是一个可以接受的制备结果。精加工表面只需满足特定分析要求即可。任何超出该要求的制备只会增加制备的总成本

    经济的制备

    除了对精加工表面的相关要求感兴趣之外，制备的总成本也是我们感兴趣的一个方面。整个制备过程的制备时间、操作时间以及消耗品用量都是重要的因素。

    zui廉价的消耗品并不一定意味着平均单个试样的制备成本zui低。每件产品的寿命，当然还有其制成表面的质量，都与之相关。例如，如果一个PG步骤仅仅因为具有较高的材料去除量而被选用，随后的FG步骤就有可能由于PG步骤中产生的过度变形而不得不延长。这一点在计算制备总时间和成本时必须予以考虑。

    制备目标

    试样必须具有代表性。

    所有结构要素必须予以保留。

    表面必须无划痕、无变形。

    试样表面不得含有异物。

    试样必须平整且具有较高反射性。

    应该获得平均每件试样的zui优价格。

    所有制备必须具备100%可再现

    制备方法

    制备方法是采用晶粒度连续变小的磨料、通过机械方式从试样表面去除材料的一系列步骤。一种制备方法通常由以下步骤组成：

    粗磨，PG

    精磨，FG

    金刚石抛光，DP

    氧化物抛光，OP

    制备用磨盘或抛光布。

    制备一种新材料时必须使用相关制备方法中指定的磨盘/抛光布。

    改变制备方法时，请从本表中选择替代型研磨/抛光布。

    磨料

    研磨与抛光用磨料。

    金刚石是我们所有制备方法中应用zui广泛的磨料。*例外为PG步骤和OP步骤。在PG步骤中，软质材料的制备可采用其他磨料。OP步骤则采用了胶态氧化硅制备无划痕的精加工表面。磨料硬度必须为需制备材料硬度的2.5至3倍。请勿选择硬度更低的磨料——否则会产生人为制备缺陷。磨料用量取决于研磨/抛光表面及试样硬度。低弹力布配硬质试样时，由于磨料晶粒磨损速度较快，磨料用量会大于高弹力布配软质试样时的用量。

    粒度/晶粒度

    所用磨料的粒度或晶粒度。

    制备开始阶段的磨料晶粒度应尽可能小，以防试样过度受损。在后续制备步骤中，不同晶粒度磨料的更换间隔时间应尽可能长，以缩短制备时间。

    润滑剂

    冷却及润滑用液体。

    根据材料类型和制备阶段，可采用不同类型的润滑剂。蓝色和绿色润滑剂较稀，具有高冷却、低涂抹的效果。蓝色润滑剂为乙醇基润滑剂，而绿色润滑剂为水基润滑剂，不含酒精。红色润滑剂具有高涂抹、低冷却的效果。要求较高材料去除量时，可选用蓝色或绿色润滑剂；对软质和韧性材料抛光时，应选用红色润滑剂。润滑剂与磨料必须单独施加。应根据材料类型和制备时使用的研磨/抛光盘，施加不同量的润滑剂和磨料。一般来说，软质材料要求润滑剂用量较大，以避免材料受损，但由于磨料磨损小，所以要求磨料用量较少。硬质材料要求润滑剂用量较少，而磨料用量较大，原因是磨料磨损速度较快。润滑剂用量必须正确调节，以获得zui佳制备结果。抛光布必须保持潮湿，但不得过湿。润滑剂过量只会冲掉研磨/抛光盘上的磨料，并在试样与研磨/抛光盘之间形成一厚层润滑剂，从而降低材料去除量。

    旋转速度

    研磨/抛光盘的旋转速度。

    执行PG制备步骤时，宜采用高转速，以快速完成材料去除。执行FG、DP和OP等制备步骤时，研磨/抛光盘和试样座的转速均应为每分钟150转。两者须同向旋转。

    由于我们作业时采用的是松散型磨料，转速太高会将研磨/抛光盘上的悬浮液甩出，从而增加磨料和润滑剂用量。

    "抛光动力学特性"部分将对此作更详尽的描述。

    力

    试样座被压在研磨/抛光盘上所施加的总力。

    力的单位为牛顿。制备方法中规定的数字适用于6个用试样座夹紧的30毫米直径的标准试样。这些试样为已镶试样，试样面积约为镶样底座的50%。在Prepamatic、RotoForce-4或Pedemat上制备单个试样时，每个试样上的作用力须设定在制备方法规定值的1/6。如果试样尺寸小于或试样座上试样少于上述数值，则必须相应降低作用力，避免发生变形等损伤。试样尺寸大于上述数值时，作用力只需稍稍增大即可。正确的对策应该是延长制备时间。增大作用力会因摩擦力变大而升高温度，因而可能产生热损伤。

    时间

    制备时间指试样座旋转并被压在研磨/抛光盘上的持续时间。

    制备时间以分钟为单位。制备时间应尽可能短，以免引发浮凸或边角修圆等人为缺陷。制备时间可根据不同的试样尺寸作相应调整。试样越大，制备时间越长。每一分钟必须对试样进行检查，以确定下一步骤的开始时间。试样尺寸小于标准尺寸时，应保持恒定制备时间并降低作用力。

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