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技術文章

工具顯微鏡測滲鋅層層深
工具顯微鏡測滲鋅層層深
      借助工具顯微鏡測量金屬制品的滲鋅層深，相比磁性法測量準確，相比金相顯微法測量誤差小，相比掃描電鏡分析方法成本更低；利用工具顯微鏡CCD攝像及軟件中的直線間求距功能測量滲鋅層深。

粉末滲鋅是一種固態多元熱擴散涂層加工技術。滲鋅涂層與金屬基體結合強度很高，具有優異的抗高溫氧化性，耐腐蝕性和抗磨損與抗沖擊等特性，極大地提高了金屬的使用壽命。而滲鋅層層深直接關系到金屬材料的使用年限。目前一般測試滲鋅層層深的方法有三種：一種是磁性法其原理為利用從測頭經過非鐵磁覆層而流入鐵磁基體的磁通的大小，來測定覆層厚度；一種是金相顯微法其原理Zn滲入金屬中形成不同的相，經過拋光腐蝕后呈現不同的組織，利用顯微目鏡的測微格推算滲層層深；一種是掃面電子顯微鏡其原理為通過能譜儀對滲層斷面進行成分定性測試，來確定滲層的層深。第 一種缺點是限于基體材料是磁性材料及粗糙度會引起試驗的誤差。第 二種的缺點是由于眼睛視場的不同及顯微鏡放大倍數的誤差引起的誤差。第三種設備投資較大，不適合工廠批量檢驗。本文闡述了一種利用工具顯微鏡的放大及測量的功能，實現對滲鋅層層深測量的方法。

1.試樣的制備

試驗試樣處理工藝


試樣的加工。由于直接磨様會導致試樣的邊緣產生倒棱現象，造成試驗誤差的產生。因此我們首先將滲鋅的試樣用金相切割機沿軸線的垂直方向切割，露出新鮮的金屬表面。然后再用鑲嵌機將金屬試樣鑲嵌到膠木粉中，制成zui終的塑料金屬復合試樣。

金相試樣的制備。將鑲嵌好的試樣在金相試樣拋光機上用180目、320目、600目水砂紙、600目金相砂紙依此拋光，再用金絲絨布拋光（加適量的三氧化二鋁混合液），拋光至表面無劃痕。

將拋光好的試樣用4%的硝酸酒精腐蝕，然后用電吹風吹干。

2.滲鋅層層深測量

工具顯微鏡測量層深的原理。工具顯微鏡的原理為：工作臺上被測工件由LED表面光（反射光）或底座內部的輪廓光照明后，經變焦距物鏡，彩色高清CCD攝像機攝取圖像，再通過S端子傳送至影像采集卡，PC再讀取影像采集卡的資料進行分析處理，圖像顯示在液晶顯示器上，通過M2D專業軟件及十字線產生器瞄準測量。工件放在工作上不動，通過工作臺帶動光學尺在X 、Y方向上移動，由M2D專業軟件對測量數據進行處理顯示，完成測量工作。

層深的測量。將制備好的試樣放在工具顯微鏡的工作臺上，打開表面光源，調節焦距及表面光源，調節焦距及放大倍率，使得PC顯示屏呈現清晰的圖像（圖2） 圖 2

將旋轉工作臺X、Y方向旋鈕，使得光標十字線對應金屬滲層的臨界點，踩腳踏板拾取坐標點，將拾取的每兩個坐標點定義為一條直線，共拾取4個點形成兩條直線，利用M2D軟件中的直線間求距功能直接求出兩條直線間的距離，即滲層的層深。

3.結果分析與應用

利用工具顯微鏡測量滲鋅層的層深數據直觀，利用工具顯微鏡的相關軟件也可測量其他非標準試樣的滲鋅層層深，相比較金相法及磁性法數據更為準確，減少了人為誤差。通過變換浸蝕劑，該方法也可用于其它表面處理層深的測量。