机械+化学作用下的抛光应用

有多少金相工程师曾因为软金属及其合金等材料的金相样品的制备而伤透了心，永远抛不掉的划痕不禁都使人有砸了磨抛机的冲动。粗磨、精磨、粗抛、精抛，一步不差，但怎么也得不到好的效果，这也是常规机械抛光后我们总会反思的问题。

越软、延展性越好的材料，在机械抛光作用下，划痕越难去除，越容易被掩盖。在机械+化学作用下抛光理论的提出，才使得这些疑难逐渐被破解。

机械+化学作用抛光

应用案例

铝及铝合金样品

铝及铝合金的制备工艺已经比较成熟，我们都知道其关键步骤在于ZZ抛光时选择的PH值在10~10.5的氧化硅抛光液。在碱性环境下铝会发生微弱的化学反应，在机械的协同作用下，对划痕的抛光效率和质量都大大提高。我们常用的氧化铝抛光液同样也可以作为终抛介质，但单纯机械作用的效果远不如机械+化学作用下的效果。

                                    0.05氧化铝终抛                                          0.02氧化硅终抛

                                        机械作用                                           500X 机械+化学作用 500X

氧化铝抛光后表面偏黄，仍然观察到许多细微的划痕；氧化硅抛光后表面光洁清晰无划痕，由于其较高的PH值也使得硅相更清晰明显。

钛及钛合金样品（锆及锆合金）

我们都知道，钛及其钛合金的磨抛制备，其终抛过程是较特殊，也是Z关键的，常用的氧化铝抛光会可能造成划痕的掩盖，氧化硅碱性环境抛光又无法抛动划痕去除损伤，所以我们通常会将氧化硅与双氧水以5:1的配比进行混合后作为ZZ抛光液，效果明显。

                                       氧化硅终抛                                          氧化硅+H₂O₂终抛

此外，除了在氧化硅终抛液中添加H₂O₂外，我们还可以选择添加少量钛合金的腐蚀剂（氢氟酸+硝酸+水），感兴趣的同学可以一试，且锆及锆合金的制备方法与之相同，效果明显，重复性高。

                               Ti-氧化硅+混合酸                                       Zr-氧化硅+混合酸

注意事项

1）添加化学用品后必须使用耐化学腐蚀的抛光布；

2）操作过程中佩戴好防护用品，手套，防护眼镜等。

耐火材料

除了软金属，非金属材料也有着相关的应用，例如耐火材料，耐火材料多以岩矿或氧化物作为主要组成部分，其中某些组分坚硬如陶瓷，不仅耐磨，且易碎，这就形成了研磨抛光过程中的矛盾点，粗颗粒的金刚石（15μm、9μm）去除效率高，但破碎严重；细颗粒的金刚石（3μm、1μm）不造成破碎，但去除效率又极低。

标乐针对例如：蓝宝石、玻璃、氧化物、氮化硅、陶瓷、金属/陶瓷复合等硬且易碎的材料设计了一款氧化铁抛光液，其也是一款机械+化学协同作用的抛光液，效果显著。

                                     研磨后表面                                         3μm金刚石抛光5mins

                                氧化铁抛光5mins                                       氧化铁抛光10mins

研磨及粗抛后留下较严重的破碎，1μm金刚石对其去除效率低，所以推荐在3μm金刚石抛光后直接通过氧化铁来抛光去除破碎痕迹。

总结

对于一些在单一机械抛光作用下难以达到制样要求的材料，我们都可以把添加少量的反应试剂的方式作为一个研究的方向，例如还有一些如铅、钼、金、银等难熔或贵重金属的磨抛制备都是许多金相工程师们望而生畏的，至于添加何种试剂，添加的量又如何，敬请期待以后分享。