金属組織エッチング
金属の特徴を露出させる技術
ライアン・ウォジェス
金属組織エッチングは、顕微鏡レベルで金属の特徴を強調するために使用される化学技術です。を勉強することで、 キャラクター 、量、およびこれらのさまざまな特徴の分布により、冶金学者は、特定の金属サンプルの物理的特性と性能障害を予測および説明できます。
エッチングが金属の問題をどのように明らかにするか
ほとんどの冶金学的特徴は微視的なサイズです。光学顕微鏡を使用する場合、少なくとも 50 倍、最大 1000 倍の光学倍率がないと、それらを観察したり分析したりすることはできません。
このような特徴を分析するには、金属サンプルを非常に細かい鏡のような仕上げに研磨する必要があります。残念ながら、顕微鏡下では、このように細かく研磨された表面は真っ白な野原にしか見えません。
金属の微細構造の要素間のコントラストを作成するために、エッチング液として知られる化学溶液が使用されます。エッチング剤はこれらの元素の一部を選択的に腐食し、暗い領域として現れます。これが可能なのは、金属の組成、構造、または相の違いが相対的な変化をもたらすためです。 腐食率 エッチャントにさらされたとき。
エッチング剤は、以下を露出させるために使用されます。
- 結晶粒界（結晶構造の欠陥）の形状とサイズ
- 金属相 (合金中のさまざまな種類の金属)
- 介在物 (少量の非金属材料)
- 特に電子製品のはんだ付けポイントの完全性
- 溶接部の亀裂やその他の問題
- コーティング材料の均一性、品質、厚さ
金属組織エッチングの種類
Web サイト Metalographic.com によると、「エッチングは材料の構造を明らかにするためのプロセスであり、一般的なエッチング技術には次のようなものがあります。
- 化学
- 電解
- 熱の
- プラズマ
- 溶融塩
- 磁気
最も一般的な 2 つの技術は、化学エッチングと電気化学エッチングです。化学エッチングは通常、アルコールなどの溶質中の酸または塩基と酸化剤または還元剤の組み合わせです。電気化学エッチングは、化学エッチングと電圧/電流の組み合わせです。
金属の破損を防ぐためのエッチングの使用方法
冶金学者 金属の構造と化学を専門とする科学者です。金属が故障した場合 (構造が崩壊するなど)、その理由を理解することが重要です。冶金学者は、金属のサンプルを調べて、失敗の理由を特定します。
アンモニア、過酸化水素、塩酸などの成分からなる 10 種類以上のエッチング液があります。さまざまな金属のエッチングには、さまざまなソリューションが役立ちます。たとえば、アンモニア、過酸化水素 (3%)、および DI 水で構成される ASTM 30 は、銅のエッチングに使用されます。蒸留水、硝酸、塩酸、フッ化水素酸で構成されるケラーのエッチングは、アルミニウムおよびチタン合金のエッチングに最適です。
さまざまな化学薬品でエッチングすることにより、冶金学者は、金属サンプルで考えられるさまざまな問題を明らかにすることができます。エッチングにより、金属サンプルの小さな亀裂、細孔、または介在物が明らかになることがあります。エッチングによって提供される情報により、冶金学者は金属が失敗した理由を発見できます。特定の問題が特定されると、将来同じ問題を回避することができます。