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应用案例 | 聚合物材料的金相制备

时间：2024-07-10 阅读：116

聚合物材料是指由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的高分子量化合物。按性质和用途通常分为化学纤维、塑料、橡胶、涂料和粘合剂，其产品广泛应用于我们生产生活中。

制备重点

切割

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

切割可使用显微切片机，先把试样在液氮中冷冻，然后切割的表面有利于随后的制备过程。珠宝锯也可以用于切割，但切后的表面很粗糙。精密切割机切割能获得非常好的表面，而砂轮切割机切割出的表面更粗糙损伤更大。

标乐提供专门切割聚合物的切割机和切割片，样品的切割损伤很容易去除。

镶嵌

聚合物制备的表面质量有可能因研磨和抛光的研磨碎屑而降低。镶嵌的试样要比没镶嵌的试样更容易制备。最好选用冷镶嵌树脂镶嵌样品，以免镶嵌产生的热量损伤改变组织结构。

镶嵌在环氧树脂里多层聚合物 (暗场，100X )

但有一个显而易见的问题，那就是如果一个透明的聚合物样品被镶嵌在透明的环氧树脂里时，样品和镶嵌树脂之间无法分辨。在这种情况就可能需要用到标乐专用的彩色填料（红色、蓝色），固化后树脂红色或者蓝色将与试样在暗场或偏振光下有明显的反差。一般聚合物样品重量较轻，可能会在镶嵌时漂浮在环氧树脂里，为防止这样的现象发生，最好用双面胶将样品粘在模具的底部，另外一定要使树脂固化反应的放热降到最小。

研磨&抛光

聚合物的制备，应遵循和其它材料制备一样的通用准则。自动抛光机是理想的制备工具，制备过程中不一定需要粗磨，即使对磨平步骤也不是必须使用粗磨介质，同时磨抛载荷也相应比大多数材料的要小。

含填充剂 (白色颗粒) 的高密度聚乙烯

(未腐蚀，Nomarski DIC，100X )

水是常用的冷却介质，如果有些聚合物可能会和水起反应，这种情况下，应使用不会与聚合物反应的介质。

制备方案

聚合物

对聚合物而言，嵌入可能是个问题。ASTM E 2015(关于聚合物的显微组织检测和试样制备的标准指导)描述了几种聚合物的制备程序。下方为聚合物的通用的制备程序。根据材料和切割后的表面粗糙度，可以从400(P600)或600(P1200)粒度的SiC砂纸开始研磨。

.切割

推荐用于切割聚合物的30HC的刀片

.镶嵌

一般用环氧树脂EpoThin 2浇注

.研磨&抛光

根据材料和切割后的表面粗糙度，可以从400(P600)或600(P1200)粒度的SiC砂纸开始抛光。

如果对平整度有要求，那么最终抛光步骤可以改成在TexMet C抛光布上采用MasterPrep氧化铝混合液，每个试样20N（直径30mm试样），反向旋转，转速120-150rpm，时间2分钟来实现。

| 小贴士 |

透明的聚合物在显微镜下与镶嵌材料几乎没有色差。这样就使得厚度测量和边缘检查很困难。采用颜色填料添加到环氧树脂可以使样品和镶嵌材料之间产生明显的颜色反差，从而解决此类问题。

聚合物也许会与切割时的冷却液及制备时的抛光液起反应，一定要先检查你要制备样品的特性，再选择合适的抛光液，避免反应发生，通常情况可选择水基或油基的抛光液。