金相学和金相研磨

金相学是一门研究金属或者合金材料内部组织和结构的科学，主要利用金相显微镜或者电子显微镜来研究金属或合金因化学成分、加工条件、热处理等所引起内部组织结构改变及其对性能的影响规律。

金相研磨是金相学的一个重要组成部分，是能够对试样进行分析和研究的前提条件。研磨加工过程中，研具和工件表面间存在固结磨具或者游离磨料，在两者之间施加一定的压力并使其产生复杂的相对运动，这样经过砂粒的磨削作用，把工件表面去掉极薄的一层，进而获得很高的精度和较小的表面粗糙度。金相研磨达到检测要求时，就可以用金相显微镜去观察试样的内部组织和结构。

一、金相学的研究技术

1、 金相显微镜

金相显微镜是金相分析的主要仪器，是专门用于观察金属和矿物等不透明物体金相组织的显微镜。在金相显微镜中照明光束从物镜方向射到被观察物体表面，被物面反射后再返回物镜成像，这种反射照明方式也广泛用于集成电路硅片的检测工作。

2、 制样技术

所需要观察的金相样品绝大多数需要经过研磨和抛光，才能观察到真正的内部组织状态，并进行分析。样品在机械研磨、抛光的过程中，表层发生了严重的塑性变形，所以试样制备技术对于金相研究很重要。

3、 分析技术

金相组织的判定是金相分析的核心，它包括定性和定量两方面。在常规的金相检验中，以各种金相检验标准作为判定的依据。

二、金相研磨

 金相试样经切割或镶嵌后，需进行一系列的研磨工作，才能得到光亮的磨面，进而去对金相组织进行分析确认。研磨的过程一般来讲包括磨平、磨光、抛光3个步骤。

1．磨平即粗磨

试样截取后，第一步进行粗磨，粗磨一般在落地砂轮上进行。磨料粒度的粗细，对试样表面粗糙度和磨削效率有一定影响，红外碳硫分析仪粗磨时，还应注意蘸水冷却，防止组织变化。有的样品不需要切割或镶嵌制样就可以直接安装在金相研磨机台的夹具上，且样品本身平整度较高，则无需进行砂轮粗磨这一道工序。

2．磨光即细磨

试样经粗磨后表面虽已平整，但还存在较深的磨痕及表面加工变形层，需要通过从粗到细的不同金相研磨纸的磨制，把它们逐渐减轻，为进一步抛光做好准备。金相研磨纸是磨光金相试样的重要材料，一般采用的磨料为碳化硅、氧化铝、金刚石。手工磨光试样时，研磨纸应放在玻璃板上，从粗到细依次用金相砂纸磨光，每更换一道砂纸，试样应转动90°，并使前一道的磨痕彻底去除。除了手工细磨外，还可用金相试样研磨机机械细磨，但磨光时需注意用水冷却，避免磨面过热。金相研磨纸的磨料种类和粒度大小选择根据样品的种类有所不同，硬度较大的制样，如硬质合金、半导体、陶瓷等材质需要用金刚石为磨料的金相研磨纸，其他硬度较小的则可选择氧化铝为磨料的水砂纸或者薄膜基材静电植砂研磨纸。

3．抛光

抛光的目的在于去除金相磨面由细磨所留下的细微磨痕及表面变形层，使磨面成为无划痕的光滑镜面，便于在高倍显微镜下分析样品的纹理结果和缺陷。抛光根据工艺的不同可选用金刚石研磨液或者细粒度的金刚石研磨纸。