一种金相腐蚀液及其应用的制作方法

1.本发明属于金相显示领域，涉及一种金相腐蚀液及其应用，更具体的，涉及一种cofe合金金相腐蚀液及其应用。


背景技术：

2.金属材料的内部组织结构与硬度、强度、延展性等材料性能有着直接和密切的联系，而金相观察则是研究金属材料内部组织结构最为直接有效的方法。金相是指金属或合金的化学成分以及各种成分在金属或合金内部的物理状态和化学状态，金相显示是一种常用的观察金属及其合金内部组织结构的技术，其基本原理是利用金属中各物相之间以及晶粒与晶界之间对同一腐蚀溶液的耐蚀性差异来显示出不同的组织相，该表征技术具有简单易行的特点，在材料科学研究中得到了广泛的应用。
3.在金相观察过程中，金相腐蚀液是必不可少的，金相试样的腐蚀效果是金相组织分析及缺陷分析的关键因素。金相腐蚀液针对合金的腐蚀效果主要取决于配制腐蚀液所用的酸及其配制比例，如果酸的种类不合适，无论何种配制比例，均不能达到所要的腐蚀效果。如选择了适合的酸的种类，如配制比例过高，易形成过腐蚀，如配制比例过低，则腐蚀不出晶界。所以要观察到清晰的金相组织，腐蚀液的配制极其关键。
4.cofe合金是一种用于生产磁性合金和抗磨蚀及抗高温的硬质合金，在磁记录、催化、吸波、生物医学等领域有广泛的应用前景。cofe合金的化学成分按质量百分比可分为以下几类：co70�30%、co50�50%和co5�95% 。目前cofe合金的金相腐蚀资料较少，仅查阅到有用乙醇-硝酸腐蚀液对co5%、fe95%的cofe合金进行金相腐蚀的文献，但通过试验验证该腐蚀液仅对co5%、fe95%的cofe合金有较好的腐蚀效果，对co70�30%、co50�50%或其他成分的cofe合金的腐蚀效果并不理想。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种金相腐蚀液，该腐蚀液可有效腐蚀不同组分的cofe合金。
6.本发明的目的之二在于提供金相腐蚀液在cofe合金金相制备过程中的应用。
7.为实现本发明目的，具体技术方案如下：一种金相腐蚀液，所述金相腐蚀液为浓硝酸、浓盐酸和水的混合溶液，混合溶液中浓硝酸、浓盐酸和水的体积比为2：1：1；所述浓硝酸的质量百分比浓度为60%~70%，浓盐酸的质量百分比浓度为28%~35%。
8.优选地，所述浓硝酸的质量百分比浓度为68%，浓盐酸的质量百分比浓度为32%。
9.本发明还公开了一种上述金相腐蚀液在cofe合金金相制备过程中的应用。
10.优选地，所述cofe合金金相制备过程包括以下步骤：（1）配制金相腐蚀液：往容器中加入蒸馏水，再加入浓硝酸和浓盐酸，搅拌均匀后得金相腐蚀液；
（2）将打磨抛光后的cofe合金试样加入盛有步骤（1）的金相腐蚀液的容器内，腐蚀液浸没试样；（3）腐蚀完成后使用纯水、无水乙醇清洗；（4）对步骤（3）清洗后的试样进行金相组织观察。
11.优选地，步骤（2）中，腐蚀时间为1.5~3min。
12.优选地，步骤（2）中，打磨抛光后的cofe合金试样的制备方法为：提供cofe合金金相样品，按金相制样标准，切割得到试样后，进行镶样处理；对镶好的试样依次进行粗抛、精抛，至表面光亮，呈现出明显镜面且无划痕，得打磨抛光后的cofe合金试样。
13.优选地，镶样处理的过程为：将试样放置在模具中，将环氧树脂和固化剂按照质量比环氧树脂：固化剂=4：1混料并倒入模具，固化后取出。
14.优选地，依次使用p180、p320、p500、p1200、p2500砂纸进行粗抛。
15.优选地，粗抛步骤为：用p180砂纸研磨30~60min，转速200~300r/min；依次更换p320、p500、p1200、p2500砂纸进行研磨，每次均磨1~2min，转速200~300r/min。
16.优选地，使用0.25μm的抛光布进行精抛。
17.相对现有技术，本发明的有益效果在于：（1）本发明的金相腐蚀液可有效的腐蚀不同组分的cofe合金，而不是仅对一种组分的cofe合金有效。该腐蚀液使得cofe合金的金相组织得到清晰的观察，晶粒尺寸也可明确标出。合金腐蚀后可在金相显微镜下明显观察到缺陷，便于判断该合金是否符合产品要求，从而能够及时调整该合金的制备工艺及相关参数，降低了相关产品的失败率，提高了产品的经济效益。
18.（2）本发明方法操作步骤简单、成本低、耗时短，经本发明方法处理后的cofe合金试样在金相显微镜下观察时，金相组织清晰，获得了优良的金相观察结果。
附图说明
19.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1为实施例2中cofe合金金相图（5倍）；图2为实施例2中cofe合金金相图（10倍）；图3为对比例2中cofe合金金相图（10倍）；图4为实施例3中cofe合金金相图（5倍）；图5为对比例3中cofe合金金相图一（5倍）；图6为对比例3中cofe合金金相图二（5倍）；图7为实施例4中cofe合金金相图（5倍）；图8为对比例4中cofe合金金相图（5倍）。
具体实施方式
20.为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
21.除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不旨在限制本发明的保护范围。
22.除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
23.实施例1本实施例提供一种金相腐蚀液，金相腐蚀液为浓硝酸、浓盐酸和水的混合溶液，混合溶液中浓硝酸、浓盐酸和水的体积比为2：1：1。
24.本实施例中，浓硝酸的质量百分比浓度为68%，浓盐酸的质量百分比浓度为32%。
25.本实施例的金相腐蚀液的制备方法如下：先用量杯量取20ml的纯水，倒入150ml容量的烧杯中，再分别量取40ml的浓盐酸和20ml的浓硝酸，缓慢倒入该烧杯，并用玻璃棒搅拌使其混合均匀。
26.对比例1本对比例提供一种金相腐蚀液，为乙醇-硝酸腐蚀液，该腐蚀液由乙醇（96%）：硝酸（68%）按体积比=49：1配制得到。
27.具体制备方法如下：先用量杯量取98ml的乙醇（96%），倒入150ml容量的烧杯中，再量取2ml的硝酸（68%），缓慢倒入该烧杯，并用玻璃棒搅拌使其混合均匀。
28.实施例2本实施例公开了一种cofe合金的金相制备方法，该cofe合金组分为co70%、fe30%，使用实施例1中的cofe合金金相腐蚀液，具体包括以下步骤：（1）利用水切割设备对cofe靶材进行取样，得到15
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7mm的试样；（2）将试样放置在模具中，按照环氧树脂：固化剂=4：1配制好倒入模具，待其固化即可将试样从模具中取出；（3）在金相自动抛光机上对试样进行粗抛，先用新的p180砂纸研磨30min，转速250 r/min，将表面明显的切割痕去除；再依次更换p320、p500、p1200、p2500砂纸进行粗抛，每次均磨1min，转速300 r/min；（4）更换0.25μm的抛光布，配合0.25μm的抛光液对样品进行精抛，2min后，样品表面光亮，呈现出明显镜面且无划痕，即可用清水冲洗，再用酒精擦洗；（5）将cofe合金金相腐蚀液倒入容量为50ml的小烧杯中，再将抛光好的试样放入腐蚀液中，确保腐蚀液浸没试样，使得需腐蚀的试样表面与腐蚀液充分接触，腐蚀2.5min，腐蚀完毕后即可取出试样，并用大量纯水冲洗，再用无尘纸和酒精对试样表面进行擦洗，确保试样表面无腐蚀液残留；（6）腐蚀完毕后，将试样表面置于显微镜下进行观察。
29.参见附图1~2，分别为本实施例中不同倍数下cofe合金的金相图片。通过实施例2的方法处理后，该合金金相组织结构清晰明显，晶界清晰，晶粒细小。
30.对比例2对比例2与实施例2基本相同，不同点在于步骤（5）中腐蚀液的不同，对比例2采用对比例1中的乙醇-硝酸腐蚀液。
31.将对比例2所得金相样品置于金相显微镜中观察，附图3为对比例2中cofe合金的金相图片，与实施例2中的图1和2进行比对可看出，对比例2所使用的腐蚀液对cofe合金没有腐蚀作用。
32.实施例3本实施例与实施例2基本相同，不同点在于：cofe合金组分为co50%、fe50%。
33.参见附图4，为本实施例中cofe合金的金相图片。通过实施例3的方法处理后，该合金金相组织结构清晰明显，晶界清晰，晶粒细小。
34.对比例3对比例3与实施例3基本相同，不同点在于步骤（5）中腐蚀液的不同，对比例3采用对比例1中的乙醇-硝酸腐蚀液。
35.将对比例3所得金相样品置于金相显微镜中观察，附图5和6分别为对比例3中不同倍数下cofe合金的金相图片，与实施例3中的图4进行比对可看出，对比例3所使用的腐蚀液对cofe合金没有腐蚀作用。
36.实施例4本实施例与实施例2基本相同，不同点在于：cofe合金组分为co5%、fe95%。
37.参见附图7，分别为本实施例中cofe合金的金相图片。通过实施例4的方法处理后，该合金金相组织结构清晰明显，晶界清晰，晶粒细小。
38.对比例4对比例4与实施例4基本相同，不同点在于步骤（5）中腐蚀液的不同，对比例4采用对比例1中的乙醇-硝酸腐蚀液。
39.将对比例4所得金相样品置于金相显微镜中观察，附图8为对比例4中cofe合金的金相图片，与实施例4中的图7进行比对可看出：该合金金相组织结构清晰明显，晶界清晰，晶粒细小，说明实施例4和对比例4所使用的腐蚀液对co5%、fe95%的cofe合金均有较好的腐蚀作用。
40.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的包含范围之内。