美国标乐 Buehler | IsoMet HS 高速精密切割机

Microscopic examination is an important inspection technique widely used in the research, quality control and failure analysis of very hard materials. To properly reveal the microstructure of these very hard materials, it is critical to use the proper equipment (usually automated), along with suitable high-quality consumable products, such as cutting blades, mounting compounds, abrasives, lubricants and working surfaces with proven preparation methods.

100 多年来，热喷涂层以其多种形式而存在。热喷涂的原理非常简单——原料通常以粉末或金属丝的形式存在，对其进行加热使其部分或完全熔化，并以高速喷射向基材使得颗粒在撞击时发生变形，在此过程中，颗粒发生凝固并机械结合到基材表面。 这其中涂层孔隙率是描述涂层密度的重要指标，通常采用金相法制备样品并进行孔隙率的测量。然而，长期以来的实践已经证实，在寻找合适的制备方法以及不同实验室间重复同种方法得到的结果却并不相同。 最近的一项“循环”实验证明了实验室之间的差异。 实验邀请了在金相制备和样品分析方面有着丰富经验的技术工作人员，但不同参与者之间测得的孔隙率值差异很大，任何实验室均可实现良好的结果可重复性。这意味着在多孔热喷涂层的制备和分析中，方法变化是导致误差的主要因素。

本文将重点介绍紧固件黑色金属材料的一些硬度测试要求，以及评估紧固件的备选方法，包括如何对有色金属材料进行测试评估。

越软、延展性越好的材料，在机械抛光作用下，划痕越难去除，越容易被掩盖。在机械+化学作用下抛光理论的提出，才使得这些疑难逐渐被破解。本文主要介绍一些常见的使用机械+化学作用抛光的应用。

热喷涂涂层金相 热喷涂涂层的应用是为了改善基体材料的抗氧化、抗腐蚀、抗表面磨损和抗烧蚀能力。有涂层金属部件的准确表征要求对其显微组织进行金相检验。涂层的厚度范围从0.002至0.060英寸 (0.005至 1.5mm) 并用不同的喷涂技术和参数沉积到基底上。必须用金相制备技术准确地确定显微组织特性。由于一些涂层的脆性本质和孔隙的存在并在涂层构成了很不相同的硬度，在金相制备中总是有可能无法显示出真实的显微组织或引入假象，从而对涂层特性作出错误的诠释。

1、电子产品正变得越来越复杂，工程技术人员总是力图将许多部件放在一个小小的“黑匣子” 中。 毫无疑问，最终产品的质量和可靠性取决于每个部件的性能。然而，这也总是电子工业的一个令人头痛的问题。对电子产品的截面进行金相检验是一种众所周知并通常广为接受的检验方法。 然而，大多数电子产品检验员可能面临的一个问题就是他们需要进行磨光和抛光的材料比预期的复杂和困难。而且他们也许从来没有学习过如何去处理多层基体材料，他们在大学学习时只学过如何恰当地制备均匀的材料，例如钢、铜合金或铝合金。 2、烧结钢零件的横截面试样制备好以后, 不难发现在心部仍然有一些孔隙. 孔隙的面积分数也是该烧结钢零件是否合格的一个重要判据. 然而, 如果试样制备的方法不正确, 测出的孔隙面积分数可能更小或更大. 为了评估试样制备方法对试样中孔隙面积分数的影响, 可将一个烧结钢零件切成两块。其中一个面用传统方法制备, 另一个面用Buehler方法制备.

纤维种类、编织方式、纤维表面处理、在树脂中的分散性和长径保留比、纤维含量都影响最终的增强效果。在微观尺度上，复合材料的强度决定于基体材料与增强纤维界面的强度，要实现这一点必须使材料在界面上形成能量的最 低结合，即液体与固体之间的润湿。因此研究复合材料中纤维和基体界面的组成、结构、控制、性能和改进界面相，是复合材料的基础理论之一。但玻璃纤维和碳纤维具有高强度低伸长，易弯曲脆断等特性，给样品制备带来很大的困难。本文以碳纤维增强树脂为例进行样品制备。

研究表明，对于在曲柄销和轴颈进行打压和测量压痕，采用自动化测试方式与手动硬度测试相比，可以节省86%的时间。 同时自动化测试可以有效减少操作步骤并降低数据转录错误的风险，也会避免因不用操作者之间的人为误差。

工具钢是一种非常重要的材料,它的化学成分组成从简单的塑性成型的模具钢和水淬硬化碳钢到高合金的高速钢. 这些材料都有一个共同的特点——铁基材料。在工具钢和模具钢的失效分析中,有时会观察到各种各样我们不希望出现的显微组织。

增材制造零件除了机械性能测试，金相检测与分析也是非常重要的，尤其是在材料和工艺的开发阶段。如果您正准备创建一个3D打印零部件实验室，标乐可以为您定制一系列解决方案。

硬质合金是一种利用难熔金属的硬质化合物如碳化钨 (WC)或者其他MC 型碳化物和粘结金属通过粉末冶金工艺制备而成的合金材料，粘结金属主要以钴基、镍基、铁基等较为常用。本文提供了其金相制备和硬度测试解决方案。

增强型纤维材料中我们最熟悉的莫过于碳纤维了，碳钎维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量的新型纤维材料，已经普遍应用在汽车、航空航天、医疗、国防及民用工业等众多领域，因为其具有轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好，良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等等优良性能，碳化硅被誉为“黑色黄金”。当然，除了碳纤维以外，碳化硅纤维和玻璃纤维也是我们所熟知的应用较广的纤维材料。本次分享将与大家分别探讨碳纤维、碳化硅纤维、玻璃纤维的样品制备那些事。

这一期我们想与大家分享一些无色样品制备的常见问题和解决方案，例如环保塑料袋、车灯灯罩、汽车车身表面清漆等样品。

应用于医疗组件上的合金由于其在研磨/抛光阶段存在极高可能性的结构变化甚至损坏，对于金相制样提出了挑战，需要谨慎选择合适的工艺。常见问题包括油污染、划痕和机械变形既很难消除同时影响测量准确性。这些合金上的陶瓷涂层可以是氧化锆、氧化铝或微晶玻璃等。最常用的是羟基磷灰石（HA）涂层，但也可以采用磷酸三钙和其他磷酸钙。由于这些涂层是通过热喷涂技术涂覆的，因此其孔隙率、厚度和涂层/基体界面是应检查的关键金相参数。

应用于医疗组件上的合金由于其在研磨/抛光阶段存在极高可能性的结构变化甚至损坏，对于金相制样提出了挑战，需要谨慎选择合适的工艺。常见问题包括油污染、划痕和机械变形既很难消除同时影响测量准确性。本文介绍了医疗植入物之钛及其合金的金相制备。

不锈钢，如AISI 316L，因其成本低、机械性能好、易于加工等优点，一直被用于骨科。不锈钢合金可能会带来其他挑战，如由于其密度较高，与周围骨组织的不相容性，以及合金在体液环境中随时间发生腐蚀的可能性。这是一个主要问题，因为腐蚀副产物对人体组织的影响可能会造成严重的健康风险。

钴合金是一种结构坚固的材料，具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和良好的生物相容性。与铁基或钛基医用合金相比，它们通过传统加工工艺制造的成本较高，因此更倾向于使用后两种。随着增材制造工艺的出现，钴铬合金越来越多地用于医疗植入物，这归功于近净形状制造能力的提高，只需很少或不需要加工。本文介绍了钴基合金的金相制备方案。

冠状动脉支架是一种金属支架，它具有良好的塑性和几何稳定性，可在闭合状态下经心导管送至病变部位，再用气囊扩张等方法使之展开，起到支撑血管壁的作用。冠状动脉支架可以将已经狭窄或闭塞的血管撑开，恢复冠状动脉的血流，从而改善心肌供血。正确的制备技术将增强对临床支架的细胞反应的理解，特别是在组织支架界面。此外，它还可以对扩展特性进行周密的评估。这样的观察甚至可能促使支架设计的改进及发展。

冠状支架是一些金属支架，可以在已经闭合或是看起来很可能要闭合的动脉中与一个气囊导管一道扩展。冠状支架通过支撑开启动脉恢复足够的血液流动到心肌。 冠状支架的发明人是Charles Dotter，他在1969年研制出他的首 个支架。Charles Dotter 继续改进和发展他的设计并在1983年与Andrew Craig一道发明了一种可以扩展的支架，这是用一种镍钛合金制造的，目前这种材料经常用来制作支架。 随着支架的使用越来越成为平常的事情，对于人体和支架的交互作用有较好的理解始终是一个重要的临床议题。对于不同的支架设计、材料、表面涂层、以及附属的药物处理的研究要求对于装有支架的血管进行详尽的组织学和免疫组织化学分析，特别是在支架原位的细胞组织与金属的界面处。 正确的制备技术将会增强对细胞组织对临床安装支架（特别是在细胞组织与支架的界面处）的反应。此外，它还可以对扩展特性进行周密的评估。这种观察甚至能导致研制出经过改进的支架设计。

片式多层陶瓷电容器（MLCC）具有性能极好、品种众多、规格齐全、尺寸小巧、价格便宜等特点，被广泛用于各种电路。本文将介绍如何对其进行金相制备。

随着节能环保等理念的推进，功率器件在市场上越来越多见；IGBT 是能源变换与传输的核心器件，俗称电力电子装置的“CPU”，作为国家战略性新兴产业，在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。IGBT 模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点；当前市场上销售的多为此类模块化产品，一般所说的 IGBT也指IGBT模块。

为达到质量控制或失效分析目的对电子元件进行切割是具有挑战性的，因为必须确保不受制备引起的假象影响，显示出样品真实的结构。 不恰当的切割方式对样品有高度破坏性，可能会导致假象，很容易被误解为生产缺陷。为了避免这种情况，需要在远离感兴趣区域（ROI）的地方进行切割，并且需要长时间的研磨和抛光阶段来恢复切割造成的损伤。

焊点是微电子封装的重要组成部分，因其既可用作机械互连，也可用作电气互连。在过去，电子部件连接到印刷线路板的铜端子所用的焊料由锡和铅的合金制成，后来出于对铅造成的安全和环境污染方面的担忧，人们提出使用无铅合金，包括Sn-Ag和Sn-Cu等。 在微电子行业和失效分析实验室，这类材料的抛光相对比较困难，通常需要很长时间才能获得较好的抛光面。焊点的评估和可靠性测试通常广泛应用于失效分析和显微结构研究。 本文的目的在于为无铅焊料的金相分析开发一种有效的试样制备方法。对四种不同的焊料合金进行了光学偏振光显微镜测试和SEM分析，包括SnCu、SN100C、SAC305和Kester的新型合金K100LD（SnCu与Ni和Bi微合金化）。

随着电子技术在各应用领域的逐步加深，半导体正沿着大功率化、高频化、集成化方向发展，高度的集成化封装模块要求良好的散热承载系统，而传统线路板FR-4导热系数上的劣势已经成为制约电子技术发展的一个瓶颈。近些年来发展迅猛的LED产业，也对其承载线路板的导热系数指标提出了更高的要求。陶瓷基板材料以其强度高、绝缘性好、导热和耐热性能优良、热膨胀系数小、化学稳定性好等优点，广泛应用于电子封装基板。

电子学是工程学的一个重要分支, 它是一门关于为了有用的目的而对电子进行控制的学科。运用物理学的知识得知, 电子的流动可以在真空、气体、或液体中进行，也可以在固体中受限制地流动（半导体）、接近不受限制地流动（导体）、或完全不受限制地流动（超导体）。 当今, 电子产品正变得越来越复杂，工程技术人员总是力图将许多部件放在一个小小的“黑匣子”中。制造商总是想把大部分资金用在改善其生产设施，而只愿意留下很少一部分资金用于质量控制。最坏的情况是，大多数公司宁愿把他们的质量控制资金用于基本设备投资，例如购买新型扫描电子显微镜、透射电子显微镜，或是厄歇谱仪，只剩下很少一部分钱用来购买试样制备设备和消耗器材。一个众所周知的现象就是人们对试样制备的重要性一直不够重视。 另一方面, 毫无疑问，最终产品的质量和可靠性取决于每个部件的性能。然而，这也总是电子工业的一个令人头痛的问题。对电子产品的截面进行金相检验是一种众所周知并通常广为接受的检验方法。 然而，大多数电子产品的金相技术人员可能面临的一个问题就是他们需要进行磨光和抛光的材料比预期的复杂和困难。他们也许从来没有学习过如何去处理多层基体材料，而他们在大学学习时只学过如何恰当地制备均匀的材料，例如钢、铜合金或铝合金。此外，他们还须面对设备很差的金相实验室，消耗器材的品种也很有限，并且使用所谓的“传统或常规方法”来制备先进的电子产品试样。 一般情况下，常规试样制备方法是从240#碳化硅砂纸开始，先进行磨成平面工序，接着使用600#、1200#砂纸，然后用0.3 ?m 氧化铝进行粗抛光，以及0.05 ?m 氧化铝在长绒毛织物上进行最终抛光，这样可获得光亮的表面。制备方法还可能因地而异，甚至还取决于实验室有哪些现成的消耗器材。当今，这种制备方法已经不适于用来制备先进材料。此外，他们也没有想到他们的试样是否好到足以和先进的显微镜或扫描电子显微镜相匹配。 在本文中，我们试图给出各种集成电路（IC）封装、引线连接，以及其它部件的试样制备方法。