【学海拾“金” 】特殊类型的冷镶嵌

弗尔德每周知识小百科旨在分享材料科学领域的科普知识，探索未知，激发热情。每周一小步，材料科学发展一大步。

特殊类型的冷镶嵌

虽然冷镶嵌的影响因素较多，但下面这些实用技巧将会有效地帮助您制备出完 美的冷镶样品。

1、光固化冷镶嵌。光固化镶嵌树脂也由丙烯酸树脂组成。不同的是，它们只包含一种组分，并在紫外光下固化。这需要一个特殊的设备，透明的（!）镶嵌模具放在其中。固化温度大约为90°C，但可以通过合适的辐照类型降低。固化时间约为1至15分钟，取决于辐照类型。使用这种方法，哪怕是热敏材料也可进行镶嵌。这些单组分材料的一个主要缺点是相对较高的收缩率以及高材料去除率。其原因在于该材料不包含任何惰性填料，而是由100%的聚合物前体和引发剂组成。阴影区和缝隙的固化也不均匀。为能够实现完全固化，有时会添加热固化剂成分，这样下游非常有必要进行回火步骤（例如60°C）。

2、真空浸渍。多孔材料（例如陶瓷、烧结材料或喷涂涂层）必须在真空下镶嵌。只有这样，镶样材料才能填入所有表面的孔隙。由于蒸汽压力和粘度均足够低，因此使用环氧树脂的话是可以实现这一点的。不过真空必须限制在0.8巴以下的压力，否则环氧树脂系统的低沸点成分则会释放气体或开始沸腾。该工艺可用于加固和保护敏感材料。不想要的制备效果，如破损、裂缝和过度的孔隙可以降至最 低限度。然而，这主要适用于开孔材料；而对于较为密集的烧结陶瓷部件来说，尽管其孔隙率比较明显（例如5%），却不能得到适当浸渍。由于热或压力所造成的损坏不可预期，这是多孔材料的这一程序不可避免的另一原因。

3、超压冷镶嵌。只有在使用丙烯酸酯时，在压力下进行冷镶样才有意义。这需要一台简单的压力装置/压力锅（连接的压缩空气为5-6巴）。使用未填充的甲基丙烯酸酯可以达到更好的透明度。施加2至2.5巴的超压来增加镶嵌化合物的沸点，并抑 制聚合过程中气泡的形成。这使得如水晶般清晰的嵌入样品成为可能。压力并不能取代真空，原因在于不能将气量完全从孔隙中排出。因此，开孔仍有部分未被填充，进而形成制备假象。