3.Металлографический метод изучения металлов.
Используются оптические микроскопы, реже-электронные. Металлографический анализ связан с изучением микроструктуры и дефектов металлических сплавов. Оптические микроскопы дают увелечение до 1500 раз. Ммикр= Моб*Мок (М-увелечение).Максимальное увеличение микроскопа определяется разрешающей способностью оптич. сист.(РС=1/dмикр)d-минимальное расстояние между 2 точками,пока они видны раздельно. dглаза=0,3 мм, Ммах=dгл/dмикр; dмикр=λ/2nsinα; λ-длина волны излучения видимого света, n – коэффициент преломления среды, α-половина отверстного угла фронтальной линии объектива, λ(вид.света)=6000 А, n(возд)=1,чем меньше λ и больше n, тем выше РС микроскопа. На практике электронные микроскопы дают увеличение от 6000 до 1млн. Объекты исследования-микрошлифы. Изготовление микрошлифа: шлифуют образец, смывают водой остатки абразива, полируют до зеркального блеска, промывают водой или спиртом, просушивают, После полирования под микроскопом вначале изучают нетравленый шлиф, затем – протравленный.При изучении нетравленого микрошлифа можно обнаружить различные микродефекты и неметаллические включения. Затем травление – погружение шлифа в соответствующий реактив, затем образец промывают водой и просушивают. При травлении различные структурные составляющие втравливаются с различной интенсивностью. Особенно глубоко вытравливаются границы дырок. В случае электронного микроскопа: объектом исследования являются фольги (тонкие срезы с поверхности микрошлифа). Их очень сложно и трудоемко подготовить, поэтому чаще используются реплики (тонкий слепок с поверхности микрошлифа или копия, которая имеет некоторые искожения)
реплика
микрошлиф
5.Специальные методы изучения сплавов (рентгеноструктурный, микрорентгеноспектральный, фрактографический, радиографический.
Рентгеноструктурный: исследования проводятся при помощи рентгеновских дифрактометров. Основной элемент - рентгеновская трубка, вакуумный элемент, в котором есть катод и анод. В результате термоэлектронной эмиссии на разогреваемом катоде возникают электроны, под действием напряжения электроны разгоняются до скоростей ≈ с. Попадая на анод электроны резко тормозятся и возникают рентгеновские лучи. Длина волны лучей зависит от материала анода (≈ 1-3 А). Рентгеновские лучи попадая на атомно-кристаллические плоскости отражаются под определенными углами. Углы фиксируются на диаграммной ленте межатомных (межплоскостных) расстояний. Зная углы отражения можно определить типы кристаллическй решетки, определить структурный состав материала. Для каждого типа кристаллической решетки в таблице есть необходимые данные. Фазовый рентгеноструктурный анализ наиболее используемый метод. Также можно определить уровень внутреннего направления, размер мозаичных блоков, количественное соотношение фаз. Микрорентгеноспектральный:
Используется для определения характера распределения химических элементов в микрообъемах. Прибор для этого анализа обладает электронной пушкой. Поток электронов из этой пушки со скоростью≈с
падается на поверхность микрошлифа. При резком торможении электронов возникают лучи определенной длины волны в зависимости от того, какие элементы присутствуют в исследуемом объекте. Интенсивность рентгеновских лучей пропорциональна количеству исследуемого элемента.При движении электрического луча на диаграммной ленте возникает характер распределения исследуемого элемента.
c
r,%
0
L,
длина,расстояние
Фрактографический: Фрактография-наука об изломах, Ф. нализ-изучение изломов. Исследуют изломы с помощью макроскопического анализа или лупы. Макроанализ связан с визуальным исследованием материала. Более точный метод с использованием микроскопа (микроанализ).По характеру изломов определяют свойства материала и его состояние. Если материал в хрупком состоянии, то излом – крупнозернистый, в вязком – мелкозернистый излом. Радиографический: позволяет определить характер распределения исследуемого элемента в крупных объемах материала. В расплав вводят радиоактивный изотоп исследуемого элемента. После затвердевания металла к поверхности материала прикладывают фотопленку. На ней в местах распределения радиоактивного материала будут потемнения.