Методы приготовления объектов для исследования сталей и сплавов на просвечивающем электронном микроскопе, страница 11

3. ОСОБЕННОСТИ МЕТОДИКИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ

Неметаллические включения (оксидные, сульфидные и др.) присутству­ющие в металле, имеют широкий диапазон размеров от сотых долей микрона до нескольких десятков и даже сотен микрометров.

Крупные включения, начиная примерно с 1—2 мкм изучают  при помощи светового микроскопа. Включения размером менее 1 мкм можно изучить только с помощью электронной микроскопии. Метод ПЭМ позволяет обнаружить в металле включения размером от сотых и ты­сячных долей микрометров.

Методика исследования неметаллических включений под электрон­ным микроскопом в основном аналогична  методике   исследования любых дисперсных фаз, но она имеет некоторые особенности. Изуче­ние неметаллических включений со шлифа проводится с применением одноступенчатых экстракционных угольных реплик и реже с помощью фольг.

При исследовании неметаллических включений на   репликах со шлифа к подготовке последних предъявляются особые   требования, которые обусловлены недостаточно прочной связью включений с мат­рицей и их химической неустойчивостью.

Предварительная подготовка шлифа при изучении включений раз­личной дисперсности должна быть несколько различной. При исследо­вании более крупных включений, подготовку шлифа   рекомендуется заканчивать тщательной механической полировкой   без   травления. Для того чтобы сохранить включения на шлифе, рекомендуется меха­ническую полировку сочетать с промежуточным кратковременным травлением при плотности тока не выше 0,1 А/см2. Можно шлифы подвергать легкой электрополировке в течение 1—2 с, используя при этом такие электролиты и   режимы, которые позволяют сохранить включения в металле, но снять накле­панный при механическом воздействии слой.

4. МЕТОД ЭЛЕКТРОННОЙ ФРАКТОГРАФИИ

4.1. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ОБЪЕКТОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ИЗЛОМОВ. ВОЗМОЖНОСТИ МЕТОДА

Для решения задачи создания материалов с высоким сопротивлением хрупкому разрушению и оптимальным комплексом свойств при раз­личных условиях передела и эксплуатации, необходимо иметь четкое представление о процессах зарождения трещины и развитии разрушения металла и связи с его структурным состоянием.

Возможности изучения строения излома металла до недавнего вре­мени были ограничены. Структура разрушения изучалась   визуально или с применением световых микроскопов. Эти методы позволяют по­лучить весьма ограниченные сведения. Так, при визуальной оценке строения излома можно определить лишь общий характер излома по его внешнему виду: вязкий—матовый (волокнистый), хрупкий—блестящии (кристаллический). Этот метод применяется в настоящее вре­мя для оценки критической температуры хрупкосги стали по относи­тельной доле в изломе вязкой и хрупкой составляющей.

Возможности световой микроскопии для изучения структуры изло­ма еще более ограничены. Из-за малой глубины фокуса световой оптики удается просмотреть лишь небольшие участки излома, не имеющие глубокого рельфа. Однако увидеть детали даже хрупкого разру­шения из-за низкого разрешения световых микроскопов не представляется возможным

Исследование структуры разрушения с применением электронного микроскопа проводится с использованием метода реплик. Длительное время для этих целей использовали в основном метод двухступенчатых реплик. В настоящее время этот метод применяют редко. В качестве первичного отпечатка используют пластические материалы. Поскольку отделение реплики с поверхности с глубоким рельефом затруднитель­но, первичный отпечаток делают более толстым, чем при исследовании структуры со шлифа. Вместо обычно используемого 0,5-%-ного рас­твора лака применяют 1,5-2%-ный раствор. Для первичного отпечат­ка используют также размягченную ацетоном рентгеновскую пленку, тщательно отмытую от эмульсии.

Первичный пластиковый отпечаток, в случае при­менения лака, отделяется от излома механически, 8—10%-ным раство­ром пищевого желатина. Вторичный отпечаток получают путем напы­ления в вакууме углерода или другого вещества на контактную сто­рону первичного отпечатка.