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粗磨/平面研磨

在多数情况下,制备EBSD样品时所选用的切割技术应有减少切割时对样品的损伤。研磨初始阶段应尽量柔和,损伤应当小于切割时所造成的损伤。因此,通常都不建议使用如磨石或其他比较粗糙的研磨表面。

可以通过不同的磨料和不同的方法磨平,如使用金刚石、三氧化二铝或立方氮化硼(CBN)磨料可得到良好的研磨表面。将磨料粘合在转轮上的方法决定了研磨的特性——粘合介质越硬越强,研磨表面磨削能量越强。要制备的样品决定了要使用的研磨表面的种类。

对于较软的材料,可以使用碳化硅或氧化铝这类粗砂砾的砂纸,但这种砂纸的耐用性或其他特点可能不适合某些材料。一般情况下,为了保持锋利的研磨颗粒,需要经常换砂纸。按照生产商的建议和意见,对于较硬的材料和软硬复合材料,最好选择金刚石研磨盘。

Grinding surfaces

研磨表面

平面磨削也可在一个合适的表面上使用膏状或浆状研磨剂,这种不用固定磨料的研磨方式比较柔和,样品表面更平整,能够有效减少固定磨料研磨过程中的脆性断裂和塑性变形。

粗磨(平面研磨)的特点:

  • 磨料是固定的或粘合的,粘到纸上或与树脂混合然后制成研磨砂轮或研磨盘;
  • 在磨盘或砂纸进行机械旋转时,每颗磨料都像突起的切削刀具对样品表面进行切削;
  • 研磨第一步,平面研磨去除切割时引入的损伤,并且将固定在夹具上的样品表面磨平以进行后面的自动制备;
  • 研磨表面的选择是至关重要的,这取决于样品材料的物理特性;
  • 固定的磨料磨削比软性研磨磨削能力更强,能保证得到更好的平整度;
  • 通常保持磨料颗粒的锋利可以保证良好的磨削性能和最小的样品损伤。
Plane Ground sample of nodular cast iron

球墨铸铁平整研磨样品

精磨

使用不同磨料通过不同研磨方法可以进行精磨,采用的磨料主要是碳化硅和金刚石,精磨可以通过不同研磨颗粒制备不同的材料表面,这些颗粒是被固定或是粘附到坚硬的磨削表面上。碳化硅砂纸主要用于研磨,但它有一些缺点,由于砂纸的弹性有限,样品不能够达到非常平坦,它需要几个制备步骤,需要不同粒度的3-4张砂纸完成精磨。碳化硅砂纸会很快变钝,因此在短时间研磨后就要丢弃,以保持高效的磨削。如果研磨面上的颗粒很钝,那么会把样品表面严重蹭脏,磨光和局部受热。

通过使用在粗纹理抛光布或硬表面上的金刚石研磨剂,可以使精磨减少到一步,这样更有效,并且比碳化硅砂纸研磨得到更平整的样品表面。确保使用锋利的研磨颗粒,遵循生产商的建议选择旋转速度、方向、压力、时间和润滑剂。磨削过程中对抛光表面引入的损伤是看不到的,但是会影响EBSD花样,甚至完全得不到衍射花样。请记住,不同材料有不同的研磨特性,因此研磨材料和条件的选择要针对具体的样品,每个研磨阶段后都要用光学显微镜检查样品表面,以确保所有来自前一阶段的损伤彻底消除,无论是切割还是研磨阶段。按这种方式一直到最细的研磨颗粒,以准备进行抛光。注意细心得研磨阶段将大大减少良好的表面所需要的抛光时间。

砂纸和磨盘

SiC-Grinding Paper

碳化硅研磨纸

Fine Grinding rigid discs

精细研磨的刚性盘

精磨的特点:

  • 用于精磨的磨料是固定或是粘和在,纸上或与树脂混合或添加到一个硬的研磨表面上;
  • 精磨的目的是减少损伤和表面粗糙度到适合抛光的程度;
  • 研磨表面的选择取决于材料的物理特性,这是至关重要的;
  • 牢固的固定磨料比软性研磨表面得到的研磨表面更平整;
  • 一般情况下,保持锋利的磨料可以保证良好研磨性能和对样品的最小损伤;
  • 应使用光学显微镜检查精磨表面,以确保彻底消除前一阶段的所有损伤。
Fine Ground sample of nodular cast iron

球墨铸铁精细研磨样品

图片有 Struers 公司提供。

 

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