金相樣品鑲嵌

鑲嵌

在實際的檢測工作中，由于被檢測試樣的大小和形狀各異，往往難以切成符合金相試樣的尺寸要求（如顆粒樣品，脆性樣品），此時需要對試樣進行鑲嵌。試樣鑲嵌的目的有兩個：

一、保護試樣邊緣，預防制備過程對表面造成缺陷

二、使那些尺寸或形狀不適合的試樣可以滿足隨后的制備步驟

金相試樣的制樣過程中，鑲嵌樣品的質量對試驗結果精確與否有著重要的影響。目前的鑲嵌方法可分為兩種：熱鑲嵌和冷鑲嵌。

熱鑲嵌是采用熱固性或熱塑性樹脂包埋試樣，然后放入鑲嵌機內加熱加壓完成的。一般來說熱鑲嵌的溫度在 150-200 °C，適用于熱穩定好的材料，如金屬材料。在鑲嵌的成型過程中，熱塑性和熱固性的樹脂都需要加熱加壓。不同的是，在成型之后，熱固性樹脂可在成型溫度下脫模，而熱塑性的樹脂必須在壓力保持的情況下冷卻到 70 °C 以下后脫模。值得一提的是，熱固性樹脂在壓力保持的情況下冷卻到室溫脫模， 可以有效減少縮孔形成。如果熱固性樹脂試樣是在成型溫度下脫的模，不能用水直接快速冷卻，不然會由于熱收縮率不同導致出現縫隙，甚至金屬表面脫落，表面邊緣就不能完整保持。

冷鑲嵌工藝不要求壓力也不要求外部加熱，適合對于壓力和溫度敏感，易碎的樣品，如電子樣品、聚合物樣品及生物樣品。環氧樹脂是主流的冷鑲嵌材料，在真空條件下，具有與試樣結合非常緊、較低的收縮、易于填充裂紋和孔洞的特點。大多數環氧樹脂在室溫下成型，成型時間在 2-8 h。在常溫常壓下進行冷鑲嵌，成型樣品一般氣泡較多，樹脂往往完全填充樣品中那些微小的縫隙。而在低真空下，低真空將孔隙內的空氣抽走, 使樹脂在澆注時得以進入與試樣表面連通的孔隙, 經過研磨與拋光可以保持試樣原有孔隙形貌、數量與分布。環氧樹脂在成型過程的短時間內會產生大量的熱，有時這些熱量足以擴張裂紋，因此要注意。加熱樹脂可以減少樹脂黏度提高成型速度，縮短成型時間，但是成型產生的熱量也會更多。

不管是熱鑲嵌還是冷鑲嵌，試樣鑲嵌過程都容易造成一些假象。絲狀或薄片狀樣品鑲嵌時很忌諱試樣倒塌，因為這樣會看不到真實的截面大小，對于表面處理的樣品則會產生對表面涂鍍層滲層深度的誤判。試樣的硬度與鑲嵌材料的硬度如果相差太大，制備中很容易產生臺階，形成微小的圓角，并在臺階處藏污納垢。對表面處理樣品的表層形貌形成假象，如滲層涂鍍層變窄、脫碳層丟失等，以及受水漬和腐蝕劑的污染而產生的不潔圖像。

對于鑲嵌不當產生的假象可以采用金屬支架來固定絲片狀試樣，也可以用透明的鑲嵌材料，使試樣的位置一目了然。對于和鑲嵌材料硬度相差較大的試樣，則盡量采用與試樣硬度相當的鑲嵌材料，精磨加上快速拋光，即可避免小臺階的產生。