應用案例 | 超細銅絲的不同截面金相制備

銅絲延展性好、導電性能優良、成本低，因此廣泛應用于電子、通訊、電力傳輸等領域。通過一定工藝形成的銅絲，其組織結構影響著各項物理、化學等性能，通過金相制備可獲得銅絲不同截面上的組織結構形貌，便于進一步分析它的性能。

本文就直徑約30 μm的超細銅絲，提供了一種超細銅絲縱截面的金相制備方法，以供參考。


01 固定銅絲

首先需要找一塊平整的襯底，長寬在20 mm以內即可，本次實驗用到的襯底是PCB板。然后在體式鏡下用百得膠將銅絲兩端粘在襯底上，在膠水固化前用鑷子將銅絲輕輕拉直，直到膠水固化，使得銅絲中段保持平直狀態。

02 鑲嵌

為使銅絲得到充分的保護，需要采用冷鑲嵌的方式。將樣品粘了銅絲的一面朝下放置，整體鑲成25 mm直徑大小，如下圖所示。

03 磨拋

研磨與拋光采用標樂的手自一體磨拋機EcoMet30的半自動模式。參數如下表所示。

步驟1~3作為定位的步驟，主要目的是磨近銅絲中線位置，但每一步仍需要科學地去除損傷。步驟1和步驟2需要通過手動來研磨，避免因為砂紙粒徑太大而容易磨過的情況。

9 μm自動拋光步驟可以選擇每拋光1min觀察一次，直至銅絲截面寬度約為30 μm。3 μm拋光步驟去除9 μm拋光步驟的損傷即可，這一步對材料的去除能力很小，此時銅絲截面寬度變化不大。最后用0.05 μm拋光步驟去除3 μm拋光步驟留下的損傷。



04 腐蝕


腐蝕液配方為：三氯化鐵 5 g、鹽酸50 ml、蒸餾水 100 ml，腐蝕時間約為60 s。




05 顯微觀察


最終結果如下圖：

經過金相制備，可獲得銅絲不同截面上的組織結構形貌。




06 備注


1） 銅絲橫截面的金相可以輕易制備，由于直徑過小，沿直徑方向進行縱截面研磨容易磨過，因此定位研磨很重要，每一步的研磨或拋光都需要控制好去除量。

2） 為方便定位，可以在“固定銅絲"步驟，交叉粘上兩層銅絲，用第一層作為參考，可以快速地磨至第二層。

3） 以上研磨與拋光參數僅供參考，可根據具體材料情況進行調整。



所用設備

EcoMet30專為連續使用的實驗室環境而設計，并經過了大量的測試。具有可編程、用戶友好型觸摸屏，確保良好的質量和可重復性。它有單盤和雙盤兩種型號，適合多用戶使用；最多可集成 3 個 Burst 拋光液配送模塊，實現任務自動化，使用戶能夠騰出時間處理其他優先事項。

Leica DM4M金相顯微鏡適用于材料科學和質量控制領域，能夠提供真實、可再現的顯微鏡觀察結果，呈現出色的光學性能以及高品質的圖像。只需輕敲一個按鈕，即可存儲和恢復成像條件。利用高品質顯微圖像，能夠輕松進行具有挑戰性的檢驗、測量和分析任務。