پیش‌نویس:نصب در متالوگرافی
نصب در متالوگرافی(Mounting)[ویرایش]
در متالوگرافی و آماده سازی نمونه های فلزی و بررسی ریزساختار آنها، نصب به طور معمول دومین مرحله بعد از مقطع زنی(sectioning) میباشد. در این بررسی، ممکن است نگهداری نمونه های کوچک برای انجام مراحل بعد شامل سمباده زنی و پولیش کردن سخت باشد و در صورت عدم انجام این مراحل، آنها آماده و مناسب برای مشاهده زیر میکروسکوپ و بلورنگاری نیستند، یعنی سطح آیینه ای و صیقلی ایجاد نشده است، هرچند در بعضی موارد نمونه گرفته شده از مواد پایه را میتوان به طور مستقیم استفاده کرد.
نصب را میتوان با بستن نمونه بین دو قطعه از یک ماده سازگار با ماده نمونه و به طرق مختلفی انجام داد اما عمدتا نصب به دو شکل فشرده ساری گرم(hot mounting) و یا نصب سرد(cold mounting) انجام میشود.
هدف از نصب(mounting)[ویرایش]
دلایل متعددی باعث انجام چنین اقدامی میشود اما از مهمترین آنها میتوان به دلایل ذیل اشاره نمود:
نمونه کوچک است و یا شکل مناسبی ندارد و رسیدگی به آن دشوار میباشد، بنابراین برای اطمینان از آماده سازی درست و در انتها تصویربرداری مناسب این اقدام ضروری می باشد.
ممکن است نمونه شکننده باشد و یا دارای ترک های ریز و درشت، در اینصورت نصب میتواند سطح را بهبود ببخشد و آن را تثبیت و مستحکم کند. از طرفی ممکن است نمونه ای به صورت پودری در اختیار داشته باشیم که نصب میتواند نمونه را برای انجام مراحل بعد آماده کند.
از طرفی هنگام استفاده از تجهیزات آماده سازی اتوماتیک و یا نیمه اتوماتیک داشتن اطلاعات دقیق راجب اندازه نمونه ضروری می باشد.
عوامل مختلفی میتواند در کیفیت نصب و در ادامه تصویربرداری که توسط ما انجام میشود تاثیر گذار باشد که میتوان به نبودن فاصله بین نمونه و مواد نصب، مطابقت داشتن میزان مقاومت در برابر سایش مواد نصب و ماده نمونه، نبودن حباب های هوا ما بین نمونه و مواد نصبی و در امتداد لبه ها، مقاومت مواد نصبی در برابر اچ های معمولی و غیره اشاره کرد.
روش های نصب[ویرایش]
بستن[ویرایش]
در این شیوه نمونه به صورت مکانیکی و بدون هیچ مواد نصبی ثابت میشود. برای آماده سازی های خودکار نمونه میتواند به یه نگهدارنده وصل و بسته شود.
نصب گرم[ویرایش]
در فرآیند نصب گرم(پرس دو محوره داغ) نمونه فشرده شده و به طور متوالی و به مرور سرد میشود. این فرآیند در پرس نصب گرم متالوگرافی طراحی شده برای همین امر استفاده میشود.
این فرآیند بر روی نمونه هایی به شکل ساده صورت میگیرد که به اندازه کافی در برابر گرما و فشار وارده مقاومت داشته باشند. در این فرآیند دما میتواند بین 150 تا 200 سانتی گراد متغیر باشد در حالیکه فشار با توجه به قطر قالب میتواند بین 100 تا 300 بار تغییر کند.
در این فرآیند دو نوع رزین(resins) استفاده میشود.
- رزین ترموپلاستیک:رزین ترموپلاستیک موادی پلیمری می باشد که در هنگام گرم شدن هیچ تغییر متوالی نمی کنند و در دمایی ذوب میشوند، جریان دارند و ممکن است در نهایت با سرد شدن به شکلی تبدیل شوند. با گرم کردن مجدد میتوان این مواد را دوباره به جریان درآورد و آن را دوباره قالب ریزی کرد. پودر های PMMA نمونه ای از این مواد هستند که در در دمای بالا ذوب و تنها در زمان سرد شدن شروع به مقاومت می کنند.
- رزین ترموست:این رزین ها مواد پلیمری هستند که با اعمال گرما و فشار تشکیل میشوند اما با افزایش این حرارت و فشار قابلیت اصلاح ندارند و پس از آن نمیتوان آنها را ذوب کرد. رزین های ملامینه و اپوکسی با پرکننده های معدنی نمونه ای از این مواد می باشند. این پرکننده ها موادی هستند که مقاومت به سایش رزین را بهبود می بخشند. هنگام ساختن یک پایه از رزین نصب گرم، گرمایش، فشار و سرمایش لازم است. دما باید بین 100 تا 200 درجه سانتی گراد باشد و خنک سازی از حداکثر دما تا 60 در جه سانتی گراد در یک زمان معقول انجام شود.
پرس های نصب گرم شامل دو بخش اساسی میباشند:
- واحد گرمایش/سرمایش:مهم ترین بخش پرس این واحد میباشد که خود شامل سیلندرهای نصب، مخزن پایینی و مخزن بالایی،سیم پیچ گرمایشی، که توسط یک ترموستات کنترل می شود، و در نهایت یک سیم پیچ خنک کننده(خنک کننده آب) می باشد. محفظه یا مخزن پایینی داخل سیلندر نصب به شکل هیدرولیکی یا به واسطه هوا بالا و پایین می رود.
- پرس هیدرولیک:این بخش فشاری که برای انجام نصب نیاز است را برآورده می کند، اولین پرس ها جک های ماشینی بودند که در داخل یک قاب کار میکردند و به محفظه ها نیروهایی وارد میکرد که محفظه و سیلندر بالایی را ثابت نگه میداشت و به محفظه پایینی فشار وارد میکرد. گرمایش با یک پوشش حاوی عنصر گرمایش و با یک ترموستات که در اطراف سیلندر قرار گرفته بود و یک بلوک خنک کننده انجام میشد. از این راه اندازی ساده پرس های دستی توسعه پیدا کردند، به گونه ای که فشار از طریق یک پمپ دستی و واحد گرمایش و خنک کننده نیز به عنوان بخشی از پرس ایجاد شد.
نصب سرد[ویرایش]
اغلب دما در این نوع نصب بین 30 تا 150 درجه سانتیگراد می باشد.
در اکثر موارد با نصب سر دو جزء مخلوط میشوند، این اختلاط باید بسیار با دقت انجام شود، بنابراین باید نسبت وزن یا حجم دقیق اجزای نصب اندازه گیری شود. این رزین های مخلوط باید بلافاصله بهره گرفته شوند تا از بین نروند.
در اینجا معمولا نمونه تمیز در یک قالب نصب(mounting mold) جای میگیرد و مخلوط با احتیاط در قالب ریخته میشود. ویسکوزیته پایین تضمین میکند که رزین در تمام بی نظمی های نمونه جریان می یابد در صورت وجود حباب های هوا، آنها میتوانند به سمت بالای قالب حرکت کنند، هرچند برای بهبود نفوذ رزین به داخل نمونه بهتر است قالب از خلاء اشباع باشد.
در اینجا نیز رزین ها انواع مختلفی دارند و مانند رزین های نصب گرم به دو دسته ترموست و ترموپلاستیک تقسیم بندی میشوند. همچنین قالب های استفاده شده برای نصب سرد امکان استفاده مجدد را نیز برای ما فراهم میکنند.
نصب پودرها[ویرایش]
رایج ترین شیوه برای نصب پودرها، ترکیب آنها با رزین های اپوکسی می باشد. اما مشکلی که میتواند وجود داشته باشد ته نشین شدن ذرات است زیرا آنها یا در اطراف قاب نصب می نشینند یا اگر پودر گرانش کمتری داشته باشد این نصب کارآمد نخواهد بود و پودر در اپوکسی مایع معلق است.
جستارهای وابسته[ویرایش]
منابع[ویرایش]
1-Metallographic and Materialographic Specimen Preparation, Light Microscopy,Image Analysis, and Hardness Testing
2-https://www.qatm.com/knowledge/metallographic-mounting/
3-William D. Callister, David G. Rethwisch.Materials Science and Engineering: An Introduction,10th Edition