Metallographic Etching Explained

Metallographisches Ätzen ist eine chemische Technik, die verwendet wird, um Merkmale von Metallen auf mikroskopischen Ebenen hervorzuheben. Durch die Untersuchung des Charakters, der Quantität und der Verteilung dieser verschiedenen Merkmale können Metallurgen physikalische Eigenschaften und Leistungsfehler einer gegebenen Metallprobe vorhersagen und erklären.

Wie zeigt das Ätzen Probleme in Metallen?

Die meisten metallurgischen Merkmale sind mikroskopisch klein - sie können ohne optische Vergrößerung von mindestens 50-fach und bis zu 1000-fach bei Verwendung von Lichtmikroskopen nicht gesehen oder analysiert werden.

Um solche Merkmale zu analysieren, muss eine metallische Probe zu einem sehr feinen spiegelartigen Finish poliert werden. Unglücklicherweise sieht eine solch fein polierte Oberfläche unter einem Mikroskop nur wie ein einfaches weißes Feld aus.

Um einen Kontrast zwischen den Elementen der Mikrostruktur des Metalls zu schaffen, werden chemische Lösungen verwendet, die als Ätzmittel bekannt sind. Ätzmittel korrodieren selektiv einige dieser Elemente, die sich als dunklere Bereiche zeigen. Dies ist möglich, weil Unterschiede in der Zusammensetzung, Struktur oder Phase eines Metalls die relativen Korrosionsraten verändern, wenn sie einem Ätzmittel ausgesetzt werden.

Ätzmittel werden verwendet, um:

• die Form und Größe von Korngrenzen (Defekte in der Kristallstruktur)
• metallische Phasen (verschiedene Arten von Metallen in einer Legierung)
• Einschlüsse ( winzige Mengen an nichtmetallischem Material
• die Integrität von Lötpunkten, insbesondere bei Rissen und anderen Problemen der elektronischen Produkte
• in den Schweißnähten
• Gleichmäßigkeit, Qualität und Dicke der Beschichtungsmaterialien

Metallographisches Ätzverfahren

Gemäß der Website Metalographic. com, "Ätzen ist ein Prozess, um die Struktur des Materials zu enthüllen, übliche Ätztechniken umfassen:

• Chemisches
• Elektrolytisches
• Thermisches
• Plasma
• Geschmolzenes Salz
• Magnetisches

Die beiden Die gebräuchlichsten Techniken sind chemisches und elektrochemisches Ätzen.

Chemisches Ätzen ist typischerweise eine Kombination von entweder einer Säure oder Base mit einem Oxidations- oder Reduktionsmittel in einem gelösten Stoff wie einem Alkohol. Elektrochemisches Ätzen ist eine Kombination aus chemischem Ätzen mit einer elektrischen Spannung. /current."

Wie Ätzen verwendet wird, um Metallversagen zu verhindern

Metallurgen sind Wissenschaftler, die sich auf die Struktur und Chemie von Metallen spezialisiert haben. Wenn Metalle versagen (z. B. eine Struktur kollabiert), ist es wichtig, die Gründe zu verstehen. Metallurgen untersuchen Metallproben, um die Gründe für das Versagen zu bestimmen.

Es gibt über ein Dutzend verschiedene Ätzlösungen, die aus Komponenten wie Ammoniak, Wasserstoffperoxid und Salzsäure bestehen. Verschiedene Lösungen sind nützlich zum Ätzen verschiedener Metalle. Zum Beispiel wird ASTM 30, das aus Ammoniak, Wasserstoffperoxid (3%) und DI-Wasser besteht, zum Ätzen von Kupfer verwendet. Keller's Etch, bestehend aus destilliertem Wasser, Salpetersäure, Salzsäure und Flusssäure, eignet sich am besten zum Ätzen von Aluminium und Titanlegierungen.

Durch Ätzen mit verschiedenen Chemikalien können Metallurgen bei Metallproben eine Vielzahl möglicher Probleme aufdecken. Durch Ätzen können kleine Risse, Poren oder Einschlüsse in Metallproben sichtbar werden. Die durch das Ätzen gelieferte Information ermöglicht es Metallurgen zu entdecken, warum das Metall versagte.

Sobald ein bestimmtes Problem identifiziert ist, ist es möglich, das gleiche Problem in Zukunft zu vermeiden.