Metallografisk ætsning er en kemisk teknik, der bruges til at fremhæve egenskaber ved metaller på mikroskopiske niveauer. Ved at studere Karakter, mængde og fordeling af disse forskellige egenskaber, kan metallurgikere forudsige og forklare de fysiske egenskaber og ydeevne for en given metalprøve.
Sådan udsættes ætsning for problemer i metaller
De fleste metallurgiske træk er mikroskopiske i størrelse; de kan ikke ses eller analyseres uden optisk forstørrelse på mindst 50x og så meget som 1000x ved brug af lysmikroskoper.
For at analysere sådanne funktioner skal en metallisk prøve poleres til en meget fin spejllignende finish. Desværre, under et mikroskop, ser sådan en fint poleret overflade bare ud som et almindeligt hvidt felt.
For at skabe en kontrast mellem elementerne i metalets mikrostruktur bruges kemiske opløsninger kendt som ætsemidler. Ætsninger korroderer selektivt nogle af disse elementer, der vises som mørkere regioner. Dette er muligt, fordi forskelle i sammensætning, struktur eller fase af et metal ændrer den relative
korrosionshastigheder når de udsættes for en ætsning.Ætsemidler bruges til at eksponere:
- form og størrelse på korngrænser (defekter i krystalstruktur)
- metalliske faser (forskellige typer metal i en legering)
- indeslutninger (små mængder ikke-metalmateriale)
- integriteten af lodningspunkter, især i elektroniske produkter
- revner og andre problemer i svejsninger
- belægningsmaterialers ensartethed, kvalitet og tykkelse
Typer af metallografisk ætsning
Ifølge webstedet Metalographic.com "Ætsning er en proces til at afsløre strukturen af materialet, almindelige ætsningsteknikker inkluderer:
- Kemisk
- elektrolytisk
- Termisk
- Plasma
- Smeltet salt
- Magnetisk
De to mest almindelige teknikker er kemisk og elektrokemisk ætsning. Kemisk ætsning er typisk en kombination af enten en syre eller base med et oxiderende eller reducerende middel i et opløsningsmiddel, såsom en alkohol. Elektrokemisk ætsning er en kombination af kemisk ætsning med en elektrisk spænding / strøm. "
Hvordan ætsning bruges til at forhindre metalfejl
metallurger er forskere, der er specialiserede i metalleres struktur og kemi. Når metaller svigter (for eksempel en struktur kollapser), er det vigtigt at forstå årsagerne. Metallurgister undersøger prøver af metallet for at bestemme årsagerne til fiaskoen.
Der er over et dusin forskellige ætsningsopløsninger sammensat af komponenter, såsom ammoniak, hydrogenperoxid og saltsyre. Forskellige opløsninger er nyttige til ætsning af forskellige metaller. For eksempel bruges ASTM 30, der består af ammoniak, hydrogenperoxid (3%) og DI-vand til ætsning af kobber. Keller's Etch, der består af destilleret vand, salpetersyre, saltsyre og saltsyre, er bedst til ætsning af aluminium og titanlegeringer.
Ved ætsning med forskellige kemikalier kan metallurgikere udsætte en række mulige problemer i metalprøver. Ætsning kan afsløre små revner, porer eller indeslutninger i metalprøver. Oplysninger, der leveres ved ætsning, tillader metallurister at finde ud af, hvorfor metallet mislykkedes. Når et bestemt problem er identificeret, er det muligt at undgå det samme problem i fremtiden.