Een techniek voor het blootleggen van functies in metalen
Metallografisch etsen is een chemische techniek die wordt gebruikt om kenmerken van metalen op microscopische niveaus te benadrukken. Door het karakter , de hoeveelheid en de verdeling van deze verschillende kenmerken te bestuderen, kunnen metallurgen fysieke eigenschappen en prestatiefouten van een bepaald staal van metaal voorspellen en verklaren.
Hoe ontmaskert etsen problemen in metalen?
De meeste metallurgische kenmerken zijn microscopisch klein; ze kunnen niet worden gezien of geanalyseerd zonder optische vergroting van ten minste 50x en zoveel als 1000x bij gebruik van lichtmicroscopen.
Om dergelijke kenmerken te analyseren, moet een metalen monster worden gepolijst tot een zeer fijne spiegelachtige afwerking. Helaas lijkt een dergelijk fijn gepolijst oppervlak onder een microscoop net een effen wit veld.
Om contrast te creëren tussen de elementen van de microstructuur van het metaal, worden chemische oplossingen gebruikt die bekend staan als etsmiddelen. Etchantsoorten corroderen sommige van die elementen selectief als donkere gebieden. Dit is mogelijk omdat verschillen in de samenstelling, structuur of fase van een metaal de relatieve corrosiesnelheden veranderen wanneer ze worden blootgesteld aan een etsmiddel.
Etsen worden gebruikt om bloot te leggen:
- de vorm en grootte van korrelgrenzen (defecten in kristalstructuur)
- metaalfasen (verschillende soorten metaal in een legering)
- insluitsels (kleine hoeveelheden niet-metalen materiaal)
- de integriteit van soldeerpunten, met name in elektronische producten
- scheuren en andere problemen in lassen
- uniformiteit, kwaliteit en dikte van coatingmaterialen
Typen metallografische etsen
Volgens de website Metalographic.com, "Ets is een proces voor het onthullen van de structuur van het materiaal, omvatten de gebruikelijke etstechnieken:
- Chemisch
- elektrolytische
- warmte-
- Plasma
- Gesmolten zout
- magnetisch
De twee meest voorkomende technieken zijn chemisch en elektrochemisch etsen.
Chemisch etsen is typisch een combinatie van een zuur of een base met een oxidatie- of reductiemiddel in een opgeloste stof zoals een alcohol. Elektrochemisch etsen is een combinatie van chemisch etsen met een elektrische spanning / stroom. "
Hoe etsen wordt gebruikt om metaalfalen te voorkomen
Metallurgen zijn wetenschappers die gespecialiseerd zijn in de structuur en chemie van metalen. Wanneer metalen uitvallen (bijvoorbeeld als een structuur instort), is het belangrijk om de redenen te begrijpen. Metaalbewerkers onderzoeken monsters van het metaal om de redenen voor het falen te bepalen.
Er zijn meer dan twaalf verschillende etsoplossingen samengesteld uit componenten zoals ammoniak, waterstofperoxide en zoutzuur. Verschillende oplossingen zijn nuttig voor het etsen van verschillende metalen. ASTM 30, bestaande uit ammoniak, waterstofperoxide (3%) en DI Water, wordt bijvoorbeeld gebruikt voor het etsen van koper. Keller's Etch, bestaande uit gedestilleerd water, salpeterzuur, zoutzuur en fluorwaterstofzuur, is het best voor het etsen van aluminium en titaniumlegeringen.
Door met verschillende chemicaliën te etsen, kunnen metallurgen een verscheidenheid aan mogelijke problemen in metalen monsters blootleggen. Ets kan kleine barstjes, poriën of insluitsels in metalen monsters blootleggen. De informatie die door etsen wordt verstrekt, stelt metallurgen in staat te ontdekken waarom het metaal faalde.
Zodra een bepaald probleem is geïdentificeerd, is het mogelijk om hetzelfde probleem in de toekomst te voorkomen.