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應用案例 | 聚合物材料的金相制備

時間：2024/7/10閱讀：253

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聚合物材料是指由許多相同的、簡單的結構單元通過共價鍵重復連接而成的高分子量化合物。按性質和用途通常分為化學纖維、塑料、橡膠、涂料和粘合劑，其產品廣泛應用于我們生產生活中。

制備重點

切割

聚合物通常非常軟，可以采用不同的切割方法。鋒利的剃刀、解剖刀或者剪刀，都可以用于切割此類材料。

切割可使用顯微切片機，先把試樣在液氮中冷凍，然后切割的表面有利于隨后的制備過程。珠寶鋸也可以用于切割，但切后的表面很粗糙。精密切割機切割能獲得非常好的表面，而砂輪切割機切割出的表面更粗糙損傷更大。

標樂提供專門切割聚合物的切割機和切割片，樣品的切割損傷很容易去除。

鑲嵌

聚合物制備的表面質量有可能因研磨和拋光的研磨碎屑而降低。鑲嵌的試樣要比沒鑲嵌的試樣更容易制備。最好選用冷鑲嵌樹脂鑲嵌樣品，以免鑲嵌產生的熱量損傷改變組織結構。

鑲嵌在環氧樹脂里多層聚合物 (暗場，100X )

但有一個顯而易見的問題，那就是如果一個透明的聚合物樣品被鑲嵌在透明的環氧樹脂里時，樣品和鑲嵌樹脂之間無法分辨。在這種情況就可能需要用到標樂專用的彩色填料（紅色、藍色），固化后樹脂紅色或者藍色將與試樣在暗場或偏振光下有明顯的反差。一般聚合物樣品重量較輕，可能會在鑲嵌時漂浮在環氧樹脂里，為防止這樣的現象發生，最好用雙面膠將樣品粘在模具的底部，另外一定要使樹脂固化反應的放熱降到最小。

研磨&拋光

聚合物的制備，應遵循和其它材料制備一樣的通用準則。自動拋光機是理想的制備工具，制備過程中不一定需要粗磨，即使對磨平步驟也不是必須使用粗磨介質，同時磨拋載荷也相應比大多數材料的要小。

含填充劑 (白色顆粒) 的高密度聚乙烯

(未腐蝕，Nomarski DIC，100X )

水是常用的冷卻介質，如果有些聚合物可能會和水起反應，這種情況下，應使用不會與聚合物反應的介質。

制備方案

聚合物

對聚合物而言，嵌入可能是個問題。ASTM E 2015(關于聚合物的顯微組織檢測和試樣制備的標準指導)描述了幾種聚合物的制備程序。下方為聚合物的通用的制備程序。根據材料和切割后的表面粗糙度，可以從400(P600)或600(P1200)粒度的SiC砂紙開始研磨。

.切割

推薦用于切割聚合物的30HC的刀片

.鑲嵌

一般用環氧樹脂EpoThin 2澆注

.研磨&拋光

根據材料和切割后的表面粗糙度，可以從400(P600)或600(P1200)粒度的SiC砂紙開始拋光。

如果對平整度有要求，那么最終拋光步驟可以改成在TexMet C拋光布上采用MasterPrep氧化鋁混合液，每個試樣20N（直徑30mm試樣），反向旋轉，轉速120-150rpm，時間2分鐘來實現。

| 小貼士 |

透明的聚合物在顯微鏡下與鑲嵌材料幾乎沒有色差。這樣就使得厚度測量和邊緣檢查很困難。采用顏色填料添加到環氧樹脂可以使樣品和鑲嵌材料之間產生明顯的顏色反差，從而解決此類問題。

聚合物也許會與切割時的冷卻液及制備時的拋光液起反應，一定要先檢查你要制備樣品的特性，再選擇合適的拋光液，避免反應發生，通常情況可選擇水基或油基的拋光液。

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