一種鎂鋁鍶釔合金浸蝕劑及用以獲得金相組織的方法
【專利摘要】本發明涉及獲取金相組織領域，具體為一種通過鎂鋁鍶釔合金浸蝕劑獲得鎂鋁鍶釔合金清晰的金相組織的方法。一種鎂鋁鍶釔合金浸蝕劑，在容器中加入2.1單位克的苦味酸、5單位毫升的去離子水、35單位毫升的無水乙醇、5單位毫升的乙酸，用玻璃棒攪拌，使苦味酸完全溶解，待苦味酸完全溶解后，放置到陰涼避光處保存。本發明還提供了一種具體獲得清晰的金相組織的方法。有效解決了鎂合金腐蝕困難的現象。
【專利說明】
一種鏌鋁鍶釔合金浸蝕劑及用以獲得金相組織的方法
技術領域
[0001] 本發明涉及獲取金相組織領域，具體為一種通過鎂鋁鍶釔合金浸蝕劑獲得鎂鋁鍶 釔合金清晰的金相組織的方法。
【背景技術】
[0002] 鎂鋁合金是最輕的有色金屬合金，具有密度小、比強度高、比彈性模量大、散熱好、 消震性好，承受沖擊載荷能力比鋁合金大，耐有機物和堿的腐蝕性能好等特點，被譽為21世 紀的綠色結構材料。
[0003] 鎂合金中添加的合金元素主要有六1、2]1、]/[11、21'、03、1^、31'以及多種稀土元素，按照 合金組元數量分類，鎂合金可分為二元、三元和多元合金體系，按成型工藝鎂合金可分為變 形鎂合金和鑄造鎂合金。隨著鎂合金在電子工業、航空航天、汽車工業以及家用設備領域日 益廣泛的開發和應用，其合金組成更加復雜，多元化，成型工藝更加多樣性，鎂合金的組織 組成也隨之不斷發生變化。當前已有的鎂合金浸蝕劑常見的問題是浸蝕時間過短或者浸蝕 劑酸性較弱，晶界無法清晰地腐蝕出來，時間過長或者浸蝕劑酸性較強，往往會在金相試樣 表面形成一層薄膜狀氧化層，導致表面發黑，第二相難以辨認。由此可見，目前已有的浸蝕 劑已遠遠不能滿足越來越多的新型鎂合金組織研究的要求。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題是：如何提供一種鎂鋁鍶釔合金浸蝕劑，利用該鎂鋁 鍶釔合金浸蝕劑獲得清晰的鎂鋁鍶釔合金金相組織。
[0005] 本發明所采用的技術方案是:一種鎂鋁鍶釔合金浸蝕劑，在容器中加入2.1單位克 的苦味酸、5單位毫升的去離子水、35單位毫升的無水乙醇、5單位毫升的乙酸，用玻璃棒攪 拌，使苦味酸完全溶解，待苦味酸完全溶解后，放置到陰涼避光處保存。
[0006] 作為一種優選方式：一種鎂鋁鍶釔合金浸蝕劑，在容器中加入2.1單位克的苦味 酸、5單位毫升的去離子水、35單位毫升的無水乙醇、5單位毫升的乙酸、1單位克的氯化鈉， 用玻璃棒攪拌，使苦味酸完全溶解，待苦味酸完全溶解后，加熱到80攝氏度進行蒸餾，蒸餾 產物為總質量的50%時，停止蒸餾，將蒸餾產物冷卻到室溫，放置到陰涼避光處保存。
[0007] -種獲得鎂鋁鍶釔合金金相組織的方法，按照如下的步驟進行 步驟一、將按照質量百分比Mg為89-91%，A1為8.0-8.5%，Sr為0.4-0.8%，Y為0.2-0.6% 的鎂鋁鍶釔合金制作成的長方體試樣鑲嵌到膠木粉鑲嵌體上； 步驟二、將試樣顯露的要觀測金相組織的一面進行磨制，磨制完成后在金相拋光機上 進行機械拋光，將拋光完成的試樣用無水乙醇清洗干凈后，用吹風機吹干； 步驟三、鑷子夾持用制備的鎂鋁鍶釔合金浸蝕劑浸濕的脫脂棉球，在經過步驟二處理 的試樣表面擦拭，擦拭完成后用酒精沖洗，然后用吹風機吹干，使用金相顯微鏡進行拍照即 可獲得試樣的金相組織。
[0008] 作為一種優選方式：步驟二中的磨制是指，手工依次使用粒度為400#、600#、 1000#、1600#、2000#的砂紙對試樣表面進行磨削，磨削過程中每換一次砂紙時，試樣磨削方 向均須轉換90°，與原磨痕成垂直方向，沿著同一個方向磨制直至磨痕完全消失，新磨痕均 勻一致時為止，同時每次更換砂紙用超聲波清洗器將試樣洗凈。
[0009] 作為一種優選方式:步驟二中進行機械拋光時，用粒度為0.5微米的氧化鋁拋光粉 配制成的質量百分濃度為25%的水溶液作為拋光液。
[0010] 作為一種優選方式:步驟三中在試樣表面擦拭是指，在試樣表面以順時針方向和 逆時針方向交替的方式旋轉擦拭，擦拭速度為2圈/秒，每10秒變換一次旋轉方向，共腐蝕 20-40秒。
[0011] 本發明的有益效果是:本發明是針對新型稀土鎂合金金相腐蝕困難的情況，采用 將乙酸作為基礎氧化性酸，苦味酸和乙酸的共同使用，制成匹配鎂鋁鍶釔合金特性的金相 浸蝕劑，有效解決了鎂合金腐蝕困難的現象;本發明的各組分均為常規的市售化學試劑，且 配制方法簡單，應用本化學浸蝕劑可快速、清晰顯示鎂鋁鍶釔合金的金相組織，特別是固溶 處理后的金相組織。
【具體實施方式】
[0012] 圖1是鑄態鎂鋁鍶釔合金的金相組織圖； 圖2是固溶處理后的鎂鋁鍶釔合金的金相組織圖（在380°C條件下保溫12小時后的熱處 理態鎂鋁鍶釔合金）； 圖3是固溶處理后的鎂鋁鍶釔合金的金相組織圖（在380°C條件下保溫24小時后的熱處 理態鎂鋁鍶釔合金）。
【具體實施方式】 [0013] 實施例1 用藥品匙取適量水封保護的苦味酸放置到濾紙上，并放置到陰涼干燥處靜置12小時， 其間每2小時更換一次濾紙以脫干水分，最終得到淡黃色結晶固體，稱量2.1克放入容量為 50ml的棕色試劑瓶中。
[0014]用容量為10ml的量筒量取5ml去離子水，倒入上述容量為50ml的棕色試劑瓶中。 [0015]用容量為50ml的量筒量取35ml無水乙醇，倒入上述容量為50ml的棕色試劑瓶中。 [0016]用容量為10ml的量筒量取5ml乙酸，倒入上述容量為50ml的棕色試劑瓶中。
[0017]將以上四種物質在試劑瓶中用玻璃棒均勻攪拌3min，促使苦味酸快速溶解，待苦 味酸完全溶解后，獲得鎂鋁鍶釔合金浸蝕劑，放置到陰涼避光處保存。
[0018] 本浸蝕劑中的苦味酸是浸蝕鎂合金常用的浸蝕劑，但是由于其酸性過強，隨著濃 度的減少或者增加，會造成腐蝕過輕或者過重的情況，得不到清晰、理想的金相組織，因此 本發明浸蝕劑特別添加乙酸這種弱酸作為基礎氧化性酸，乙酸和乙醇在苦味酸的催化作用 下發生了酯化反應生成乙酸乙酯，腐蝕過程中在金屬表面形成了一種保護膜，這樣可以大 大減緩苦味酸的腐蝕速率，并且不影響觀察金屬的金相組織。
[0019] 實施例2 用藥品匙取適量水封保護的苦味酸放置到濾紙上，并放置到陰涼干燥處靜置12小時， 其間每2小時更換一次濾紙以脫干水分，最終得到淡黃色結晶固體，稱量2.1克放入容量為 50ml的棕色試劑瓶中。
[0020]用天平稱量1克的氯化鈉，倒入上述容量為50ml的棕色試劑瓶中。
[0021]用容量為10ml的量筒量取5ml去離子水，倒入上述容量為50ml的棕色試劑瓶中。 [0022]用容量為50ml的量筒量取35ml無水乙醇，倒入上述容量為50ml的棕色試劑瓶中。 [0023]用容量為10ml的量筒量取5ml乙酸，倒入上述容量為50ml的棕色試劑瓶中。
[0024]將以上五種物質在試劑瓶中用玻璃棒均勻攪拌3min，促使苦味酸快速溶解，待苦 味酸完全溶解后，放入蒸餾瓶中在80攝氏度的水浴池中進行蒸餾，當蒸餾產物為總質量的 50%時，停止蒸餾，將蒸餾產物冷卻到室溫，放置到陰涼避光處保存。
[0025] 通過蒸餾獲得浸蝕劑，腐蝕程度合適，腐蝕速率適中，觀察金屬的鎂鋁鍶釔金相組 織時，圖像特別清晰。
[0026] 實施例3 將按照質量百分比Mg為89-91%，A1為8.0-8.5%，Sr為0.4-0.8%，Y為0.2-0.6%的鑄態 的鎂鋁鍶釔合金制作成的長方體試樣鑲嵌到膠木粉鑲嵌體上，試樣在電火花線切割機上切 取尺寸為l〇mm X 10mm X 5mm的塊體，之后采用金相試樣鑲嵌機鑲嵌該塊體，鑲嵌溫度為130 i 5°C，保溫時間為8-10min; 將金相砂紙平鋪于表面平整的玻璃上，手工依次使用粒度為400#、600#、1000#、1600#、 2000#的砂紙進行鎂鋁鍶釔合金金相試樣的磨制，磨制過程中每換一次砂紙時，試樣磨制方 向均須轉換90°，與原磨痕成垂直方向，沿著一個方向磨制至磨痕完全消失，新磨痕均勻一 致時為止，同時每次須用超聲波清洗器將試樣洗凈，清洗時間為30s，手亦同時洗凈。將磨制 后的鎂鋁鍶釔合金試樣于金相拋光機上進行機械拋光，用粒度為0.5微米的氧化鋁拋光粉 配制成的質量百分濃度為25%的水溶液作為拋光液，將試樣磨面均勻地壓在旋轉的拋光盤 上，并沿盤的邊緣到中心不斷作徑向往復運動，時間為3_5min，直至磨面光亮無痕為止，將 拋光好的鎂鋁鍶釔合金試樣(鑄態）用無水乙醇清洗干凈后，用吹風機吹干； 用膠頭滴管吸取實施例1配置好的浸蝕劑，浸濕大小適中的脫脂棉球，并用鑷子夾持 住，在樣品表面以順時針方向和逆時針方向交替的方式旋轉擦拭，擦拭速度為2圈/秒，每10 秒變換一次旋轉方向，共腐蝕20秒后迅速使用酒精沖洗，吹風機吹干，使用金相顯微鏡進行 拍照即可獲得試樣的清洗的金相組織，如圖1所示。
[0027] 實施例4 將按照質量百分比Mg為89-91%，A1為8.0-8.5%，Sr為0.4-0.8%，Y為0.2-0.6%的固溶 處理后(在380°C條件下保溫12小時）的鎂鋁鍶釔合金制作成的長方體試樣鑲嵌到膠木粉鑲 嵌體上，試樣在電火花線切割機上切取尺寸為l〇mm X 10mm X 5mm的塊體，之后采用金相試樣 鑲嵌機鑲嵌該塊體，鑲嵌溫度為130±5°C，保溫時間為8-10min; 將金相砂紙平鋪于表面平整的玻璃上，手工依次使用粒度為400#、600#、1000#、1600#、 2000#的砂紙進行鎂鋁鍶釔合金金相試樣的磨制，磨制過程中每換一次砂紙時，試樣磨制方 向均須轉換90°，與原磨痕成垂直方向，沿著一個方向磨制至磨痕完全消失，新磨痕均勻一 致時為止，同時每次須用超聲波清洗器將試樣洗凈，清洗時間為30s，手亦同時洗凈。將磨制 后的鎂鋁鍶釔合金試樣于金相拋光機上進行機械拋光，用粒度為0.5微米的氧化鋁拋光粉 配制成的質量百分濃度為25%的水溶液作為拋光液，將試樣磨面均勻地壓在旋轉的拋光盤 上，并沿盤的邊緣到中心不斷作徑向往復運動，時間為3_5min，直至磨面光亮無痕為止，將 拋光好的鎂鋁鍶釔合金試樣（固溶態）用無水乙醇清洗干凈后，用吹風機吹干； 用膠頭滴管吸取實施例1配置好的浸蝕劑，浸濕大小適中的脫脂棉球，并用鑷子夾持 住，在樣品表面以順時針方向和逆時針方向交替的方式旋轉擦拭，擦拭速度為2圈/秒，每10 秒變換一次旋轉方向，共腐蝕30秒后迅速使用酒精沖洗，吹風機吹干，使用金相顯微鏡進行 拍照即可獲得試樣的清洗的金相組織，如圖2所示。
[0028] 實施例5 將按照質量百分比Mg為89-91%，A1為8.0-8.5%，Sr為0.4-0.8%，Y為0.2-0.6%的固溶 處理后(在380°C條件下保溫24小時）的鎂鋁鍶釔合金制作成的長方體試樣鑲嵌到膠木粉鑲 嵌體上，試樣在電火花線切割機上切取尺寸為l〇mm X 10mm X 5mm的塊體，之后采用金相試樣 鑲嵌機鑲嵌該塊體，鑲嵌溫度為130±5Γ，保溫時間為8-10min; 將金相砂紙平鋪于表面平整的玻璃上，手工依次使用粒度為400#、600#、1000#、1600#、 2000#的砂紙進行鎂鋁鍶釔合金金相試樣的磨制，磨制過程中每換一次砂紙時，試樣磨制方 向均須轉換90°，與原磨痕成垂直方向，沿著一個方向磨制至磨痕完全消失，新磨痕均勻一 致時為止，同時每次須用超聲波清洗器將試樣洗凈，清洗時間為30s，手亦同時洗凈。將磨制 后的鎂鋁鍶釔合金試樣于金相拋光機上進行機械拋光，用粒度為0.5微米的氧化鋁拋光粉 配制成的質量百分濃度為25%的水溶液作為拋光液，將試樣磨面均勻地壓在旋轉的拋光盤 上，并沿盤的邊緣到中心不斷作徑向往復運動，時間為3_5min，直至磨面光亮無痕為止，將 拋光好的鎂鋁鍶釔合金試樣（固溶態）用無水乙醇清洗干凈后，用吹風機吹干； 用膠頭滴管吸取實施例2配置好的浸蝕劑，浸濕大小適中的脫脂棉球，并用鑷子夾持 住，在樣品表面以順時針方向和逆時針方向交替的方式旋轉擦拭，擦拭速度為2圈/秒，每10 秒變換一次旋轉方向，共腐蝕40秒后迅速使用酒精沖洗，吹風機吹干，使用金相顯微鏡進行 拍照即可獲得試樣的清洗的金相組織，如圖3所示。
【主權項】
1. 一種鎂鋁鍶釔合金浸蝕劑，其特征在于:在容器中加入2.1單位克的苦味酸、5單位 毫升的去離子水、35單位毫升的無水乙醇、5單位毫升的乙酸，用玻璃棒攪拌，使苦味酸完全 溶解，待苦味酸完全溶解后，放置到陰涼避光處保存。2. -種獲得鎂鋁鍶釔合金金相組織的方法，其特征在于:按照如下的步驟進行 步驟一、將按照質量百分比Mg為89-91%，A1為8.0-8.5%，Sr為0.4-0.8%，Y為0.2-0.6% 的鎂鋁鍶釔合金制作成的長方體試樣鑲嵌到膠木粉鑲嵌體上； 步驟二、將試樣顯露的要觀測金相組織的一面進行磨制，磨制完成后在金相拋光機上 進行機械拋光，將拋光完成的試樣用無水乙醇清洗干凈后，用吹風機吹干； 步驟三、鑷子夾持用權利要求1所述鎂鋁鍶釔合金浸蝕劑浸濕的脫脂棉球，在經過步驟 二處理的試樣表面擦拭，擦拭完成后用酒精沖洗，然后用吹風機吹干，使用金相顯微鏡進行 拍照即可獲得試樣的金相組織。3. 根據權利要求2所述的一種獲得鎂鋁鍶釔合金金相組織的方法，其特征在于:步驟二 中的磨制是指，手工依次使用粒度為400#、600#、1000#、1600#、2000#的砂紙對試樣表面進 行磨削，磨削過程中每換一次砂紙時，試樣磨削方向均須轉換90°，與原磨痕成垂直方向，沿 著同一個方向磨削直至磨痕完全消失，新磨痕均勻一致時為止，同時每次更換砂紙用超聲 波清洗器將試樣洗凈。4. 根據權利要求2所述的一種獲得鎂鋁鍶釔合金金相組織的方法，其特征在于:步驟二 中進行機械拋光時，用粒度為〇. 5微米的氧化鋁拋光粉配制成的質量百分濃度為25%的水溶 液作為拋光液。5. 根據權利要求2所述的一種獲得鎂鋁鍶釔合金金相組織的方法，其特征在于:步驟三 中在試樣表面擦拭是指，在試樣表面以順時針方向和逆時針方向交替的方式旋轉擦拭，擦 拭速度為2圈/秒，每10秒變換一次旋轉方向，共腐蝕20-40秒。
【文檔編號】G01N1/32GK105951100SQ201610284811
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月4日
【發明人】范晉平, 房璐璐, 郭麗娜, 李尚明, 趙洋強, 許并社
【申請人】太原理工大學