维氏/努氏硬度计VH1102/1202 | 美国威尔逊硬度计

Microscopic examination is an important inspection technique widely used in the research, quality control and failure analysis of very hard materials. To properly reveal the microstructure of these very hard materials, it is critical to use the proper equipment (usually automated), along with suitable high-quality consumable products, such as cutting blades, mounting compounds, abrasives, lubricants and working surfaces with proven preparation methods.

越软、延展性越好的材料，在机械抛光作用下，划痕越难去除，越容易被掩盖。在机械+化学作用下抛光理论的提出，才使得这些疑难逐渐被破解。本文主要介绍一些常见的使用机械+化学作用抛光的应用。

在纷杂多样的材料种类中，有一类遇水就会发生腐蚀反应或者水化反应的材料，当我们必须要对这类材料进行一个制样分析的时候，常规的切割水冷，磨抛水冷及水清洗等过程已经不能达到制备的要求，这就需要我们在无论切割、磨抛、清洗的过程中选择少水甚至无水的介质。我们常见的不能使用水作为介质的试样有：镀锌（铝锌）样品、镁及镁合金、水化不完全的（未水化的水泥）混凝土及其他遇水发生腐蚀、水化、松散的材料。

热喷涂涂层金相 热喷涂涂层的应用是为了改善基体材料的抗氧化、抗腐蚀、抗表面磨损和抗烧蚀能力。有涂层金属部件的准确表征要求对其显微组织进行金相检验。涂层的厚度范围从0.002至0.060英寸 (0.005至 1.5mm) 并用不同的喷涂技术和参数沉积到基底上。必须用金相制备技术准确地确定显微组织特性。由于一些涂层的脆性本质和孔隙的存在并在涂层构成了很不相同的硬度，在金相制备中总是有可能无法显示出真实的显微组织或引入假象，从而对涂层特性作出错误的诠释。

从上世纪60年代始，从军事领域到商业领域，金属钛的使用在不断地增加。无论军用还是民用，钛合金完全可以和铝、镍和铁等金属竞争。之所以选用钛合金，是由于它具有以下几个优异的特性： ·强度和重量比 ·可靠性 ·耐腐蚀性 ·热膨胀 ·机械性能

100 多年来，热喷涂层以其多种形式而存在。热喷涂的原理非常简单——原料通常以粉末或金属丝的形式存在，对其进行加热使其部分或完全熔化，并以高速喷射向基材使得颗粒在撞击时发生变形，在此过程中，颗粒发生凝固并机械结合到基材表面。 这其中涂层孔隙率是描述涂层密度的重要指标，通常采用金相法制备样品并进行孔隙率的测量。然而，长期以来的实践已经证实，在寻找合适的制备方法以及不同实验室间重复同种方法得到的结果却并不相同。 最近的一项“循环”实验证明了实验室之间的差异。 实验邀请了在金相制备和样品分析方面有着丰富经验的技术工作人员，但不同参与者之间测得的孔隙率值差异很大，任何实验室均可实现良好的结果可重复性。这意味着在多孔热喷涂层的制备和分析中，方法变化是导致误差的主要因素。

新能源汽车是目前各国争相发展的关键行业，其中电池及其能量控制系统无疑是是最迫切想要攻克的难题，提高储能密度及使用安全性一直是研究的热点问题。 从三元粉末铝箔到正极材料、从石墨铜箔到负极材料、成品电池及电池壳体的激光焊接等等的质量管控都离不开金相设备的助力，之前的文章（世界地球日-助力新能源动力电池金相制备）中我们分享了三元粉末、成品圆柱电池、方形电池壳体的制备方案，今天我们来看看其他一些材料的制备。

纤维种类、编织方式、纤维表面处理、在树脂中的分散性和长径保留比、纤维含量都影响最终的增强效果。在微观尺度上，复合材料的强度决定于基体材料与增强纤维界面的强度，要实现这一点必须使材料在界面上形成能量的最 低结合，即液体与固体之间的润湿。因此研究复合材料中纤维和基体界面的组成、结构、控制、性能和改进界面相，是复合材料的基础理论之一。但玻璃纤维和碳纤维具有高强度低伸长，易弯曲脆断等特性，给样品制备带来很大的困难。本文以碳纤维增强树脂为例进行样品制备。

增材制造零件除了机械性能测试，金相检测与分析也是非常重要的，尤其是在材料和工艺的开发阶段。如果您正准备创建一个3D打印零部件实验室，标乐可以为您定制一系列解决方案。

硬质合金是一种利用难熔金属的硬质化合物如碳化钨 (WC)或者其他MC 型碳化物和粘结金属通过粉末冶金工艺制备而成的合金材料，粘结金属主要以钴基、镍基、铁基等较为常用。本文提供了其金相制备和硬度测试解决方案。

耳石（脊椎动物内耳）的显微组织分析对于研究鱼的生长模式和年龄是一个重要的工具。这一信息可进一步用于总的鱼群、物种动态特性、以及了解环境变化的影响等更大范围的研究。 鱼的年龄通常是通过检查和计数鳞片上的生长环或是在耳石（内耳的小骨）上看到的环状组织来确定的。这些环对应于环境的季节变化并可以与树干的年轮相比较。如果这些环生长迅速，它们的间隔就比较宽；当环与环之间的间隔比较窄时，就表明生长比较缓慢。 耳石共有三对，最常分别称为耳沙（内耳囊状物部分的一种石状物）、扁平石（多数鱼的两个耳石中较大的一个）、和星状耳石。它们的所在位置、功能、尺寸、形状、以及超微结构方面均不相同。这些差异会影响到制备方案的确定，例如抛光面以及所必需的制备量。 尺寸具有特殊的重要性，因为较大耳石具一般有较大的三维深度和不规则性，从而限制了显微组织的外观观察。另一方面，对于较小的耳石，有可能不经切割或抛光就可以观察其显微组织。 大多数情况下，需将耳石清洁而准确地切割成非常薄的截面。这样就可以看到环状组织。对于厚度大于100μm的耳石，将试样抛光可能会更好些。这样做在观察环状组织时将使分辨率得到改善。 为了能继续增进对鱼群动态特性的了解，很好地确定耳石的分离、制备、和分析技术并适当侧重质量控制十分重要。许多情况下，研究者已经拟订出针对某一物种的特定方法。这里所介绍的方法还是属于相当一般性的。

在众多分析领域中，我们经常会遇到需要制备薄片样品的应用，例如，岩相光片分析，透射电镜分析，高温显微镜下组织分析等，需要制备1mm以下，甚至微米级的薄片试样。岩相光片的样品可以将样品通过树脂粘结在载玻片上，然后使用PetroThin进行精确的切割、研磨减薄。但如果样品需要独立成薄片，该怎么办呢？通过离子减薄虽然达到减薄的效果，但设备投入以及效率仍然有一定局限，所以作为前处理如何通过机械的方法制备一个独立，不带镶嵌树脂或载玻片且需要单面或双面抛光的分析样品，以下会为大家推荐一套制备小技巧。

焊点是微电子封装的重要组成部分，因其既可用作机械互连，也可用作电气互连。在过去，电子部件连接到印刷线路板的铜端子所用的焊料由锡和铅的合金制成，后来出于对铅造成的安全和环境污染方面的担忧，人们提出使用无铅合金，包括Sn-Ag和Sn-Cu等。 在微电子行业和失效分析实验室，这类材料的抛光相对比较困难，通常需要很长时间才能获得较好的抛光面。焊点的评估和可靠性测试通常广泛应用于失效分析和显微结构研究。 本文的目的在于为无铅焊料的金相分析开发一种有效的试样制备方法。对四种不同的焊料合金进行了光学偏振光显微镜测试和SEM分析，包括SnCu、SN100C、SAC305和Kester的新型合金K100LD（SnCu与Ni和Bi微合金化）。

随着电子技术在各应用领域的逐步加深，半导体正沿着大功率化、高频化、集成化方向发展，高度的集成化封装模块要求良好的散热承载系统，而传统线路板FR-4导热系数上的劣势已经成为制约电子技术发展的一个瓶颈。近些年来发展迅猛的LED产业，也对其承载线路板的导热系数指标提出了更高的要求。陶瓷基板材料以其强度高、绝缘性好、导热和耐热性能优良、热膨胀系数小、化学稳定性好等优点，广泛应用于电子封装基板。

电子学是工程学的一个重要分支, 它是一门关于为了有用的目的而对电子进行控制的学科。运用物理学的知识得知, 电子的流动可以在真空、气体、或液体中进行，也可以在固体中受限制地流动（半导体）、接近不受限制地流动（导体）、或完全不受限制地流动（超导体）。 当今, 电子产品正变得越来越复杂，工程技术人员总是力图将许多部件放在一个小小的“黑匣子”中。制造商总是想把大部分资金用在改善其生产设施，而只愿意留下很少一部分资金用于质量控制。最坏的情况是，大多数公司宁愿把他们的质量控制资金用于基本设备投资，例如购买新型扫描电子显微镜、透射电子显微镜，或是厄歇谱仪，只剩下很少一部分钱用来购买试样制备设备和消耗器材。一个众所周知的现象就是人们对试样制备的重要性一直不够重视。 另一方面, 毫无疑问，最终产品的质量和可靠性取决于每个部件的性能。然而，这也总是电子工业的一个令人头痛的问题。对电子产品的截面进行金相检验是一种众所周知并通常广为接受的检验方法。 然而，大多数电子产品的金相技术人员可能面临的一个问题就是他们需要进行磨光和抛光的材料比预期的复杂和困难。他们也许从来没有学习过如何去处理多层基体材料，而他们在大学学习时只学过如何恰当地制备均匀的材料，例如钢、铜合金或铝合金。此外，他们还须面对设备很差的金相实验室，消耗器材的品种也很有限，并且使用所谓的“传统或常规方法”来制备先进的电子产品试样。 一般情况下，常规试样制备方法是从240#碳化硅砂纸开始，先进行磨成平面工序，接着使用600#、1200#砂纸，然后用0.3 ?m 氧化铝进行粗抛光，以及0.05 ?m 氧化铝在长绒毛织物上进行最终抛光，这样可获得光亮的表面。制备方法还可能因地而异，甚至还取决于实验室有哪些现成的消耗器材。当今，这种制备方法已经不适于用来制备先进材料。此外，他们也没有想到他们的试样是否好到足以和先进的显微镜或扫描电子显微镜相匹配。 在本文中，我们试图给出各种集成电路（IC）封装、引线连接，以及其它部件的试样制备方法。

冠状动脉支架是一种金属支架，它具有良好的塑性和几何稳定性，可在闭合状态下经心导管送至病变部位，再用气囊扩张等方法使之展开，起到支撑血管壁的作用。冠状动脉支架可以将已经狭窄或闭塞的血管撑开，恢复冠状动脉的血流，从而改善心肌供血。正确的制备技术将增强对临床支架的细胞反应的理解，特别是在组织支架界面。此外，它还可以对扩展特性进行周密的评估。这样的观察甚至可能促使支架设计的改进及发展。

在过去十年，骨骼和组织损伤的修复技术，已经有了很大的进步。像髋关节植入物和展伸等器件已经广泛用于修理和矫正等问题，而在过去，这些都是难于修理的。 植入物在体内的生物兼容性是一个主要的关注问题也是需要进行显微组织检查的主要原因。一个成功的植入要求骨骼或组织能接受植入物并且不排斥植入手术。与此同时，外科植入物还暴露在身体的生物化学环境并可能造成降解。为了评估这种兼容性，为进行显微分析而进行的任何制备技术都应当避免使骨骼或组织受到损伤，与此同时，还应当保持植入物的原始真实性。 骨骼具有海绵质并可以再生，因此能够随着时间改变其体积。而植入物则较硬，体积不会改变，在人体中会降解并造成失效。硬的植入物和软的骨骼或组织在硬度上的差异，对于试样制备是一个挑战。 对于骨骼和组织的研究有两种方法。薄截面试样可用于X射线照相术以及在透射光下进行显微观察。大块试样则在反射光下进行显微观察。更常使用的是薄截面试样，它比大块试样能提供多得多的信息，下面将进行详尽讨论。

冠状支架是一些金属支架，可以在已经闭合或是看起来很可能要闭合的动脉中与一个气囊导管一道扩展。冠状支架通过支撑开启动脉恢复足够的血液流动到心肌。 冠状支架的发明人是Charles Dotter，他在1969年研制出他的首 个支架。Charles Dotter 继续改进和发展他的设计并在1983年与Andrew Craig一道发明了一种可以扩展的支架，这是用一种镍钛合金制造的，目前这种材料经常用来制作支架。 随着支架的使用越来越成为平常的事情，对于人体和支架的交互作用有较好的理解始终是一个重要的临床议题。对于不同的支架设计、材料、表面涂层、以及附属的药物处理的研究要求对于装有支架的血管进行详尽的组织学和免疫组织化学分析，特别是在支架原位的细胞组织与金属的界面处。 正确的制备技术将会增强对细胞组织对临床安装支架（特别是在细胞组织与支架的界面处）的反应。此外，它还可以对扩展特性进行周密的评估。这种观察甚至能导致研制出经过改进的支架设计。