Ядром реализации « неразрушающего» микрораскрытия золотой мельницы является постепенное устранение поверхностного поврежденного слоя посредством процесса удаления материала с точным управлением, избегая при этом введения новых дефектов и в конечном итоге получая плоскую, гладкую поверхность, подходящую для микроскопических наблюдений. Его научные шаги и механизм удаления материала можно разделить на следующие этапы:

Научный шаг: поэтапный контроль от грубого измельчения до точного сброса

этап грубой шлифовки

Для удаления режущего поврежденного слоя, оксидной корки и макроскопической неровности поверхности образца при более высоком давлении (1 - 2N / cm²) и средних оборотах (150 - 300 rpm) используется более крупнозернистая наждачная бумага (например, позиции 180 - 400) или алмазный шлифовальный диск. На этом этапе образец быстро уменьшается механическим резанием, но необходимо контролировать давление и время, чтобы избежать перегрева или пластической деформации поверхности из - за чрезмерного резания. Например, при грубом измельчении образцы алюминиевого сплава должны охлаждаться с помощью системы водяного охлаждения, чтобы предотвратить перекристаллизацию зерна из - за теплового эффекта.

Этап шлифования

Постепенно заменяйте более тонкую наждачную бумагу (подкласс 600 - 2000) или карбид кремния шлифовальный диск, понижайте давление до 0,5 - 1N / cm² и увеличивайте скорость до 200 - 400 rpm. На этом этапе шероховатость поверхности уточняется микрорезанием, устраняются царапины, оставленные грубым шлифованием, а остаточный слой напряжения удаляется с помощью трения абразива и поверхности материала. Например, образцы стали должны использовать безводный этанол в качестве смазки при шлифовании, чтобы уменьшить прилипание железных стружек и предотвратить царапины поверхности.

Период полировки

Используйте полированную ткань (например, шелк, пуховую ткань) в сочетании с полировальной жидкостью оксида алюминия или диоксида кремния (зернистость 0,05 - 1 мкм) для химической механической полировки (CMP) при очень низком давлении (0,1 - 0,5N / cm²) и низкой скорости вращения (50 - 150rpm). Частицы в полированной жидкости удаляют микроскопическое выпуклость поверхности с помощью механического трения, в то время как полирующий агент химически реагирует с поверхностью материала, образуя легко удаляемый мягкий слой и ускоряя процесс выравнивания. Например, образцы медных сплавов при полировке должны быть полированы с использованием полировочной жидкости, содержащей лимонную кислоту, которая удаляет поверхностный окислительный слой хелатом и избегает царапин.

II. Механизм удаления материалов: механико - химическая синергия

Механическое резание

Этапы грубого и точного измельчения в основном механическое резание, абразивные частицы встраиваются в поверхность образца под действием давления и удаляют материал путем скольжения, качения или плуга. Этот процесс должен контролировать размер частиц и давление абразива, чтобы избежать чрезмерного резания одной частицы, что приводит к отслоению зерна или расширению микротрещин.

Химическая коррозия

На этапе полировки поверхностный слой смягчается химической реакцией полирующего агента и поверхности материала, что снижает сопротивление резанию. Например, при полировке образцов нержавеющей стали ионы нитрата в полированной жидкости избирательно разъедают железную матрицу, сохраняя защитный слой оксида хрома для достижения избирательного удаления.

Синергизм

Синергия механического воздействия и химической коррозии является ключом к раскрытию « неразрушающего». Механическое резание обеспечивает движущую силу выравнивания поверхности, а химическая коррозия уменьшает механическое повреждение путем размягчения поверхностного слоя. Например, при полировке полупроводниковых материалов, таких как кремний, раствор гидроксида калия реагирует с поверхностью кремния, образуя растворимые силикаты, в то время как механическое действие полированной ткани ускоряет отслаивание продуктов реакции и обеспечивает выравнивание атомного уровня.

III. Ключевые параметры контроля

Давление и скорость вращения: чрезмерное давление приводит к пластической деформации поверхности, слишком малое - неэффективность; Скорость вращения должна соответствовать давлению, чтобы избежать местного перегрева.

Гранулы абразива: выбор градиента от грубого до тонкого может постепенно уточнять поверхность и уменьшать остаточное повреждение.

Охлаждение и смазка: охлаждающая жидкость на водной или масляной основе может снизить температуру, уменьшить трение и предотвратить поверхностное окисление или адгезию мельниц.

Время полировки: качество поверхности необходимо контролировать в режиме реального времени с помощью микроскопа, чтобы избежать чрезмерной полировки, которая приводит к отскоку шероховатости поверхности.

Благодаря вышеуказанным шагам и точному управлению механизмом, золотая мельница может сохранить первоначальную микроструктуру материала в предпосылке для устранения поверхностных дефектов, для анализа золотой фазы, микроскопического теста твердости и других высококачественных образцов. Например, при обнаружении золотой фазы лопастей авиационных двигателей полностью автоматическая мельница может контролировать погрешность выравнивания образца в пределах ± 0,01 мм, обеспечивая четкое раскрытие микроскопических характеристик, таких как границы кристаллов и фаз.