Metalografické leptanie je chemická technika používaná na zvýraznenie prvkov kovov na mikroskopických úrovniach. Štúdiom znak, množstvo a distribúciu týchto rôznych vlastností môžu metalurgovia predpovedať a vysvetliť fyzikálne vlastnosti a zlyhania výkonu danej vzorky kovu.
Ako leptanie predstavuje problémy s kovmi
Väčšina metalurgických znakov má mikroskopickú veľkosť; pri použití svetelných mikroskopov ich nemožno vidieť ani analyzovať bez optického zväčšenia najmenej 50x a až 1000x.
Aby bolo možné tieto vlastnosti analyzovať, musí byť kovová vzorka vyleštená do veľmi jemného zrkadlového povrchu. Bohužiaľ, pod mikroskopom taký jemne vyleštený povrch vyzerá ako obyčajné biele pole.
Na vytvorenie kontrastu medzi prvkami mikroštruktúry kovu sa používajú chemické roztoky známe ako lepty. Leptadlá selektívne korodujú niektoré z týchto prvkov, ktoré sa prejavujú ako tmavšie oblasti. Je to možné, pretože rozdiely v zložení, štruktúre alebo fáze kovu menia relatívnu hodnotu miery korózie keď je vystavený pôsobeniu leptadla.
Leptadlá sa používajú na vystavenie:
- tvar a veľkosť hraníc zŕn (poruchy kryštalickej štruktúry)
- kovové fázy (rôzne typy kovov v zliatine)
- inklúzie (malé množstvo nekovového materiálu)
- integrita spájkovacích bodov, najmä v elektronických výrobkoch
- praskliny a iné problémy vo zvaroch
- rovnomernosť, kvalita a hrúbka poťahových materiálov
Druhy metalografického leptania
Podľa webovej stránky Metalographic.com: „Leptanie je proces odhaľovania štruktúry materiálu. Bežné techniky leptania zahŕňajú:
- chemický
- elektrolytické
- termálne
- plazma
- Roztopená soľ
- magnetický
Dve najbežnejšie techniky sú chemické a elektrochemické leptanie. Chemické leptanie je typicky kombinácia buď kyseliny alebo zásady s oxidačným alebo redukčným činidlom v rozpustenej látke, ako je napríklad alkohol. Elektrochemické leptanie je kombináciou chemického leptania s elektrickým napätím / prúdom. ““
Ako sa leptanie používa na prevenciu kovových porúch
metalurgovia sú vedci, ktorí sa špecializujú na štruktúru a chémiu kovov. Keď kovy zlyhajú (napríklad sa zrúti štruktúra), je dôležité porozumieť príčinám. Metalurgovia skúmajú vzorky kovu, aby určili príčiny zlyhania.
Existuje viac ako tucet rôznych leptacích roztokov zložených zo zložiek, ako je amoniak, peroxid vodíka a kyselina chlorovodíková. Na leptanie rôznych kovov sú užitočné rôzne riešenia. Napríklad na leptanie medi sa používa ASTM 30, vyrobený z amoniaku, peroxidu vodíka (3%) a vody DI. Keller's Etch, ktorý sa skladá z destilovanej vody, kyseliny dusičnej, kyseliny chlorovodíkovej a kyseliny fluorovodíkovej, je najlepší na leptanie zliatin hliníka a titánu.
Leptaním rôznymi chemikáliami môžu metalurgovia odhaliť celý rad možných problémov vo vzorkách kovov. Leptanie môže odhaliť drobné praskliny, póry alebo inklúzie vo vzorkách kovov. Informácie poskytované leptaním umožňujú metalurgom zistiť, prečo kov zlyhal. Len čo sa zistí konkrétny problém, je možné sa tomu istému problému v budúcnosti vyhnúť.