金相镶嵌机挑选2025｜5大注意事项

金相学是一门利用实验室仪器设备，来研究金属及其合金内部结构的学科，它在材料科学及工程领域中扮演着至关重要的角色。

通过金相分析，研究者可以透过实验室设备观察到金属的晶粒结构、相组成、缺陷分布等微观特徵，这些信息对於评估材料的性能、诊断失效原因以及开发新材料具有重要意义。然而，为了获得高质量的金相显微照片，金相制备过程至关重要，这直接影响到後续的分析结果。

金相镶嵌是金相前处理流程中的重要步骤，通常在金相切割後进行。金相切割後的样品往往尺寸过小、易碎，或存在气孔和裂纹，这些因素都使得样品在後续的金相研磨和抛光过程中难以操作。

镶嵌样品是确保制备流程顺利进行的重要步骤。以下是金相镶嵌的主要原因：

当样品尺寸过小，难以直接手持进行研磨和抛光时，镶嵌可以使样品在後续的实验室设备上，更易於操作和处理

对於易碎裂、有气孔或裂纹的样品，金相镶嵌可以提供保护，避免样品在後续的实验过程中进一步破损。

金相镶嵌可以确保样品边缘的完整性，防止研磨和抛光过程中边缘材料的流失，从而获得更精确的分析结果

金相镶嵌後的样品可以更容易地放置在自动研磨抛光机中进行处理，提高效率并确保结果的一致性

1. 样品尺寸太小
2. 样品易碎裂
3. 获得良好的边缘包覆
4. 适用於自动研磨抛光机

此外，镶嵌样品还能帮助金相实验人员更好地固定样品，提供一个平整且稳定的表面，这对於後续其他实验室设备精确的分析，尤为重要。

金相镶嵌的流程包括清洁样品，去除表面污垢和氧化层，确保样品表面无污染。接下来，将样品放入镶嵌模具中，根据样品特性选择适当的镶嵌材料。

金相镶嵌是前处理制备中不可或缺的步骤，旨在保护和固定样品，使其在後续的研磨和抛光过程中更易於处理。

金相镶嵌技术可大致分为两种类型：金相冷镶嵌和金相热镶嵌。

对於无法承受高温高压的样品，例如电阻、被动元件等非金属电子零件，通常会采用金相冷镶嵌技术来包覆处理。

而能够承受高温高压的样品，则会使用金相热镶嵌技术进行後续实验室设备的处理前准备。

1. 金相冷镶嵌

   金相冷镶嵌是透过化学反应将样品包覆在树脂中进行镶嵌。主要材料为环氧树脂和硬化剂，两者混合後会产生化学反应并逐渐硬化，适用於後续实验室设备的应用。

   这种方法的优点包括：

   (1) 适用於非金属样品

   金相冷镶嵌适合用於脆弱、敏感或容易受热变形的非金属样品，如陶瓷、塑料和生物材料。

   (2) 低温操作

   因为金相冷镶嵌在室温下进行，避免了高温对样品的影响，特别适合那些对温度敏感的材料。

   (3) 操作简便

   金相冷镶嵌过程相对简单，只需将样品放置在模具中，倒入混合好的环氧树脂和硬化剂，静置硬化即可，後续便可应用在其他的实验室设备上。

2. 金相热镶嵌

   金相热镶嵌则使用高温高压的方式将样品压锭成形。

   常用的金相镶嵌材料包括电木粉及压克力粉。这种方法的优点包括：

   (1) 适用於金属样品

   金相热镶嵌能够提供较高的压力和温度，使金属样品与金相镶嵌材料紧密结合，适合於金属和合金样品的镶嵌，便於後续实验室设备的应用。

   (2) 金相前处理制备时间短

   由於金相热镶嵌在高温高压下进行，制备速度较快，通常可在二十分钟内完成，适合大量且快速的样品热镶嵌。

   (3) 高强度

   金相热镶嵌材料通常具有较高的强度和硬度，能够提供稳定的支撑，特别适合其他实验室设备的高强度操作。

镶嵌样品能够提供平整的样品表面，保护易碎样品边缘，并确保样品在研磨和抛光过程中不受损坏。

金相镶嵌的过程中控制孔隙率和良好的边缘包覆能够提高分析结果的准确性和一致性。金相镶嵌後的样品还适合自动化的研磨抛光机，提高实验效率。

总之，金相冷镶嵌和金相热镶嵌各有优势，应根据样品的特性和金相实验室设备要求选择合适的方法，以确保金相前处理与其他实验流程的顺利进行和最终分析结果的准确性。

金相镶嵌机可分为两大类：金相热镶嵌机和金相真空冷镶嵌机。

1. 金相真空冷镶嵌机

   金相制备过程中，金相真空冷镶嵌是一个关键步骤，由於其能够保持样品的原始状态，因此被广泛应用於各类材料的制备中。

   然而，冷镶嵌过程中经常会遇到气泡问题，这些气泡会导致样品在研磨和抛光过程中出现空洞或裂纹，进而影响金相分析的准确性。

   为了解决这一问题，金相真空冷镶嵌机这类的实验室设备应运而生。

   在处理IC、电阻、PCB板等不耐高温、不耐高压以及易碎裂的样品时，树脂和硬化剂的混合过程中容易产生气泡。

   如果这些气泡未能有效去除，可能会影响後续其他实验检测结果。其能有效去除树脂中的气泡，保障样品的完整性和观察的精确性。

   金相真空冷镶嵌技术主要依靠真空室内的负压环境实现气泡的去除。

   金相真空冷镶嵌机通过应用真空技术，有效去除样品周围和镶嵌树脂中的气泡，确保树脂能够均匀渗透到样品的微小空隙中。

   这不仅提升了镶嵌的质量，还提高了後续金相实验检测分析的可靠性。

   金相真空冷镶嵌机去除气泡的过程如下所示：

   (1) 在操作过程中，将混合好的树脂和硬化剂置於真空室内。

   (2) 通过真空泵浦抽取真空室内的气体，在负压环境下，树脂中的气泡会膨胀并浮到液体表面。

   (3) 随着压力进一步减小，这些气泡会破裂并被去除。

   (4) 反覆抽真空和破真空的循环，彻底去除树脂内部的气泡，保证样品的稳定性和其他实验室设备检测的精准性。

   金相真空冷镶嵌亦可处理多孔性样品:

   (1) 多孔性的样品结构复杂，气泡容易残留在微细孔隙中，传统的去泡方法难以奏效，而透过金相真空冷镶嵌机处理则能够有效解决这一问题，便於其他实验室设备的观察。

   (2) 金相真空冷镶嵌技术利用压力差将气泡从孔隙中抽出，确保样品内部无气泡残留，提高其他实验室设备的处理效率和观察质量。

   下面将详细介绍金相真空冷镶嵌机的机构组成及操作流程，以及其在不同领域的应用，并探讨金相真空冷镶嵌机对於金相学的重要性。

   金相真空冷镶嵌机由多个关键部件组成，每个部件都在实现高效镶嵌过程中发挥着重要作用。这些部件主要包括真空泵、镶嵌模具、控制面板等。下面将详细介绍这些组成部分及其功能。

   (1)真空泵

   金相真空冷镶嵌机的真空泵是整个设备的核心，它的主要功能是降低金相冷镶嵌模具内部的压力，创造出真空环境。

   (2)金相冷镶嵌模具

   金相真空冷镶嵌机的镶嵌模具是放置样品和树脂的容器，通常由耐压的材料制成，以保证在真空状态下不会变形或渗漏。

   模具的尺寸和形状可以根据样品的大小和形状进行选择，这样可以最大限度地提高镶嵌效率和样品品质。

   (3)控制面板

   金相真空冷镶嵌机的控制面板是操作设备的主要介面，一般可分为传统面板与液晶面板，用户可以通过该面板设定真空度、持续时间、压力等参数。

   传统面板透过手动切换开关来控制腔体内的真空度与时间，液晶面板可预先设定参数，达到自动化的目的。

   金相真空冷镶嵌机的主要功能与特点体现在以下几个方面：

   (1)真空除泡功能

   真空除泡是金相真空冷镶嵌机最基本也是最重要的功能，通过减少金相冷镶嵌模具内部的气压，让气泡更容易逸出。这对於处理多孔材料、复杂结构的样品尤为重要，亦可在其他实验室设备作有效的观察。

   (2)操作便捷性

   大多数金相真空冷镶嵌机的操作流程简单，通过控制面板即可完成大部分设置工作。用户只需放置样品，设定参数，然後启动金相真空冷镶嵌机。

   (3)提升镶嵌品质

   由於金相真空冷镶嵌机的真空技术能够有效去除环氧树脂中的气泡，最终透过金相冷镶嵌得到的样品具有更好的均匀性和完整性。在其他实验室设备中观察微观结构时，清晰无气泡的样品能够提供更真实可靠的数据。

   (4)应用广泛

   金相真空冷镶嵌机技术适用於多种材料的前处理，包括金属、陶瓷、复合材料以及电子元件等。特别是在处理易碎或结构复杂的样品时，金相真空冷镶嵌机的优势更加显着，这使得材料样品在其他实验室设备中的检测，也更加容易。

   金相真空冷镶嵌机的操作流程通常包括样品准备、环氧树脂选择与配制、真空镶嵌操作步骤、样品固化与金相分析。下文将对每个步骤进行详细阐述。

   (1)样品准备

   在进行镶嵌操作之前，首先需要对样品进行清洁，以去除表面的油脂、灰尘或其他可能影响镶嵌效果的杂质。样品的大小和形状应与冷镶嵌模具相匹配，以保证环氧树脂能够均匀包裹样品。

   (2)树脂的选择与配制

   冷镶嵌树脂的选择取决於样品的性质和分析需求。常见的树脂材料包括环氧树脂和压克力树脂等。树脂的配制需要严格按照厂家的比例要求进行，以确保固化後的性能稳定，不会影响到其他实验室设备的应用。

   (3)真空冷镶嵌操作步骤详解

   将准备好的样品放入冷镶嵌模具中，加入适量的冷镶嵌树脂。启动金相真空冷镶嵌机，设置适当的真空度和持续时间，让设备开始工作。

   在真空状态下保持一定时间，这样树脂能够充分渗透到样品的微小孔隙中，去除所有气泡。

   (4)样品固化与金相分析

   真空过程结束後，关闭金相真空冷镶嵌机的真空泵，让样品在常压下固化。固化时间取决於所使用的树脂种类和环境温度。样品固化完成後，将其取出并在其他实验室设备上进行後续的操作，以进行金相分析。

   目前市面上的金相真空冷镶嵌机分为手动和自动两种类型。以下是两者的比较与应用：

   (1) 手动金相真空冷镶嵌机

   手动金相真空冷镶嵌机需要操作人员手动抽真空和泄压。尽管在操作过程中较为耗费人力，但其成本较低，适合小规模或特定需求的实验室和生产环境。例如：

   ● 节省金相真空冷镶嵌机的购置成本

   ● 适合少量样品的处理

   ● 灵活应对各种特殊需求

   (2) 自动金相真空冷镶嵌机

   自动金相真空冷镶嵌机则是全自动完成抽真空和泄压的过程，大大节省了人力成本和操作时间，适用於需要大量样品处理或高效生产的应用。例如：

   ● 减少操作人力

   ● 提高工作效率

   无论是手动还是自动，金相真空冷镶嵌技术在现代材料科学、电子制造和科学研究中都扮演着重要角色。通过去除气泡，确保了材料的质量和性能稳定性，并提升了其他实验室设备检测的正确性。例如：

   (1) 在材料科学中，用於多孔材料样品的金相前处理，避免影响其他实验室设备观察的精确性。

   (2) 在电子制造中，适用於不耐高温、不耐高压的样品如IC、电阻和PCB板等，解决了其他实验室设备观察的难题。

   (3) 在科学研究中，运用於样品的保存和分析。

   这些技术通过优化样品边缘保护和树脂渗透，显着提升了实验和生产的效能与品质，让样品可以更顺利的透过其他实验室设备去检测。

   通过有效去除镶嵌过程中的气泡，金相真空冷镶嵌机能够显着提高样品的均匀性和完整性，让样品可以在其他实验室设备上更精确的备观察，从而提升金相分析的准确性。

   随着材料科学和工程技术的不断发展，金相真空冷镶嵌机这类的实验室设备其应用前景将更加广阔。无论是在材料研究还是工业生产中，选择合适的金相真空冷镶嵌机，对於其他实验室设备而言，保证产品质量和提高科研成果具有重要意义。

2. 金相热镶嵌机

   金相热镶嵌技术在现代材料科学和金相分析领域中扮演着不可或缺的角色，特别适用於那些可耐受高温、高压且不易碎裂的样品材料，例如钢铁和黄铜等材料。

   这种技术主要通过高温高压，使用电木粉或压克力粉将样品镶嵌起来，从而保护样品的边缘和表面缺陷在金相前处理的过程中不受损坏，不去影响到样品在其他实验室设备上的检测。

   压力与模具管尺寸的影响

   样品在模具管内所受的压力与油压缸本身施加的力量及模具管的尺寸有很大的关系。

   实验室设备中的金相热镶嵌机的种类繁多，根据不同的使用需求和预算，选择适合的实验室设备非常重要。以下对手动补压功能、自动补压功能（压力固定）和自动补压功能（压力可调）进行详细介绍：

   (1) 手动补压(产品: ML-MAI)

   ● 适用对象：需要经济型实验室设备的使用者或样品对压力较为敏感。

   ● 操作方式：样品加热过程中，手动补压来使样品成型。

   ● 优点：成本较低，适合预算有限的用户，灵活度高，可以根据样品需求手动调整压力。

   (2) 自动补压（压力不可调）(产品: ML-C)

   ● 适用对象：需要节省时间且对压力要求不高的实验室设备使用者。

   ● 操作方式：机台自动完成加压、冷却等过程，无需手动干预。

   ● 优点：全自动操作，使用简单，即使不熟悉金相镶嵌机的操作人员也能快速上手，节省时间与人力，效率较高。

   (3) 自动补压（压力可调）(产品: ML-L1A/ML-L2)

   ● 适用对象：需要多样化压力调整选项的实验室设备专业使用者。

   ● 操作方式：金相镶嵌流程中，自动完成加压、冷却等过程，并且可以调整压力设定以适应不同样品需求。

   ● 优点：压力可调，应用范围广泛，能处理耐高温且对压力敏感的样品；可以根据不同材料、电木粉种类及前处理需求自由调整参数，确保金相前处理及後续实验室设备的应用品质。

   市面上部分的实验室设备，如金相热镶嵌机亦配有预热模式的功能。预热模式可以大幅缩短金相热镶嵌的时间，其作用及优点如下：

   (1) 缩短金相镶嵌时间

   预热模式可以提前将样品和材料加热，使固化过程中的加热时间缩短，从而提高整体制备效率，优化其他实验室设备的制程。

   (2) 温度均匀分布

   预热还能够确保温度在样品和镶嵌材料中的均匀分布，进一步提高固化质量，增加其他实验室设备的处理效率。

   (3) 增强样品稳定性

   预热能够使样品的边缘完整性及表面的缺陷在金相前处理的过程中得到充分保护，减少了冷却阶段引发的应力和可能的裂缝，减少其他实验室设备观察的错误。

金相冷镶嵌及金相热镶嵌在耗材选用上亦有差异。金相冷镶嵌通常搭配环氧树脂及硬化剂来固化样品，而金相热镶嵌则使用电木粉来包埋样品，正确的实验室设备选择可以确保结果的准确性和效率。

1. 金相冷镶嵌

   金相冷镶嵌通常使用树脂和硬化剂结合，通过化学反应硬化。在这类金相冷镶嵌操作中，适当的实验室设备如真空冷镶嵌机可以帮助去除气泡，提升样品品质。

   金相冷镶嵌的样品表面硬度通常较低，因此在研磨和抛光较硬的样品时（如钨钢），需要选择合适的耗材及实验室设备，以避免出现样品周围的树脂被过度磨损，而硬度高的样品本身却无法研磨的浮雕现象。

   玖钲机械提供了多款金相冷镶嵌的树脂，包括：

   (1) 快速型环氧树脂(产品: S0303A-1)

   ● 成型时间：约45分钟

   ● 气味：较重

   ● 优点：价格较具竞争力，成型时间较快

   ● 注意：气泡大多无法透过金相抽真空的流程去除

   (2) 压克力树脂(产品: S0303A-3)

   ● 成型时间：约10分钟

   ● 气味：较重

   ● 优点：成型时间较快

   ● 注意：气泡大多无法透过金相抽真空的流程去除

   (3) 高流速环氧树脂(产品: S0303A-2)

   ● 成型时间：约24小时

   ● 气味：无

   ● 优点：可透过金相抽真空的流程移除大部分气泡，成型後样品清澈

   ● 注意：样品成型时间较长

   
   使用金相冷镶嵌树脂的注意事项

   (1) 操作手法

   倒入环氧树脂及硬化剂时，应该用搅拌棒沿搅拌杯的边缘缓缓流入，以避免在搅拌前产生过多气泡。

   (2) 搅拌方式：

   搅拌时需要保持同方向和同速度，以避免在搅拌过程中出现过多的气泡。

   (3) 倒入方式：

   混合後的树脂及硬化剂也是一样，应缓慢地透过搅拌棒倒入矽胶模具杯内。此外，亦可透过实验室设备如金相真空冷镶嵌机，将液体缓缓沿着矽胶模具的边缘，吸入到矽胶模具杯内，以尽可能减少过程中产生的气泡。这类实验室设备能显着提高冷镶嵌的质量和效率。

   在购买金相冷镶嵌树脂时，惟需要注意其出口和进口的限制。使用前应与供应商确认物质安全资料表（MSDS），确保可以合法进出口。

2. 金相热镶嵌

   在金相热镶嵌过程中，常用的材料包括电木粉和压克力粉。这些材料各有其特点和应用场合。搭配适当的实验室设备如热镶嵌机，能确保在高温高压下操作安全且有效。

   (1) 电木粉

   电木粉主要有两种类型：一般电木粉和导电性电木粉。电木粉，即酚醛树脂，具有耐高温和不吸水等特性，非常适合大多数金相分析的应用。

   电木粉的制备过程通常在约15分钟内完成，这其中包括冷却时间。虽然不同品牌的电木粉在金相热镶嵌参数上可能略有不同，但在细节上其实是大同小异的。

   ● 一般电木粉：适合於一般的金相热镶嵌，可以提供良好的边缘保护和中等收缩作用，是经济实惠的选择，但需要适配专业的实验室设备来进行操作。

   ● 导电性电木粉：特别适合需要进行SEM（扫描电子显微镜）观察的样品。导电性电木粉可以确保在金相前处理的观察过程中能够适当地导电，从而获得清晰的影像和准确的分析结果。SEM观察同样依赖高效的实验室设备来完成。

   (2) 压克力粉

   压克力粉具有透明的成型特性，适合需要深度研磨的金相试验，并且其成型样品清澈，便於金相检测观察。

   压克力粉的金相热镶嵌时间略长，约20分钟左右，这其中包括冷却时间。不同品牌的压克力粉在金相热镶嵌参数上可能会存在许差异，这些参数包括压力、温度、加热时间和冷却时间。使用专业的实验室设备能够保证每个参数的精确控制。

   经过参数测试的压克力粉可以确保制出的样品达到最透明的效果，这对於需要进行研磨深度观察和分析的金相试验尤为重要。使用合适的实验室设备搭配正确的参数，能大幅提高透明样品的质量。

   压克力粉成型後的样品透明度高，这使得在金相研磨抛光过程中可以清楚观测，避免过度研磨，同时保持样品表面的平整度和形状完整性。

   电木粉或压克力粉在进出口上的限制相对较少，不像环氧树脂及硬化剂那样多。但是，在出口之前，也应该与厂商索取物质安全资料表(MSDS)，以确保进出口过程中不会遇到任何问题。

3. 样品夹具

   在金相分析中，切割後的样品可能由於厚度过薄而无法独立站立，这时候需要使用样品夹具来协助固定和夹持。

   具体来说，塑胶圆型样品夹通常用於金相冷镶嵌的制程中，这种夹具能够轻易地夹持薄小的样品，并确保其在金相镶嵌过程中保持稳定。

   相对地，不锈钢圆形样品夹则更适用於金相热镶嵌的制程。这类夹具由於其耐高温高压的特性，能够在金相热镶嵌过程中提供稳固的支撑，保持样品的形状完整性和稳定性。

   使用适当的样品夹具不仅能够确保样品在金相镶嵌过程中的安全性和稳定性，还能够提高後续金相研磨、抛光等步骤的效率和准确性。因此，根据不同的金相镶嵌方法和样品特性，选择合适的样品夹具是非常重要的一环。

   在整个金相分析过程中发挥着关键作用。从冷镶嵌机、热镶嵌机到真空冷镶嵌机等，这些实验室设备不仅能提高样品镶嵌的质量，还能大大提升操作的效率。

购买金相镶嵌机是一项重要的设备投资，无论是在材料科学研究、电子制造，还是其他涉及金相分析的领域，都需要慎重考虑与设备相关的各项成本。

这些成本不仅限於实验室设备的购置费用，还涵盖了操作、维护、及其他隐性成本。以下探讨金相镶嵌机买进前後可能涉及的相关成本。

1. 设备购置成本
   (1) 实验室设备本身的价格

   金相镶嵌机的购置费用通常是投资的第一步。根据实验室设备的功能、品牌以及技术水平，价格可能会有较大差异。众多的实验室设备，如金相热镶嵌机和金相真空冷镶嵌机的成本各不相同。

   金相冷镶嵌制程的入手成本较低，消费者假如对树脂内混合所产生的气泡没有特别的要求，通常购入环氧树脂或压克力树脂即可使用。

   金相热镶嵌制程，则是需要需同时购入金相热镶嵌机及耗材才能使用。

   (2)培训与操作

   为了确保实验室设备能够正确、高效地运行，操作人员的培训费用也是一项重要支出。厂商通常会提供培训服务，但这些服务可能需要额外付费。高品质的实验室设备往往附带更专业的培训服务，以确保设备操作正确无误。

2. 操作过程中的成本
   (1)耗材成本

   在金相镶嵌过程中，耗材的消耗是日常运行的主要成本之一。

   对於金相冷镶嵌，需要购买环氧树脂和硬化剂，而金相热镶嵌则需要使用电木粉或压克力粉，这些耗材使用量与实验室设备的工作量直接相关。

   此外，样品夹具的使用也会产生成本，这些夹具属於消耗型的实验室设备耗材。

   (2)操作时间与人工成本

   手动操作的金相镶嵌机通常需要更多的时间和人力投入，这意味着人工成本会较高。

   而自动化程度较高的实验室设备，虽然减少了操作人力，但设备的维护和校准仍需专业技术人员的参与，这也增加了成本。对於大批量样品处理，时间和人力成本的累积效果尤其显着，因此选择高效的实验室设备可以减少这些隐性成本。

金相学在材料科学及工程领域中扮演着至关重要的角色，而金相镶嵌技术则是金相前处理中不可或缺的一部分。无论是金相冷镶嵌还是金相热镶嵌，各有其独特的应用场景和技术优势，选择合适的实验室设备能够大大提升金相镶嵌的效果。

在处理易碎、易受热影响或尺寸较小的样品时，金相冷镶嵌技术尤其适用，特别是搭配金相真空冷镶嵌机这类实验室设备时，能有效去除气泡，提升样品的镶嵌质量。

而金相热镶嵌技术则更适合那些可承受高温高压的样品，提供了更高的镶嵌强度和效率。

选择合适的金相镶嵌技术和实验室设备，根据样品的特性选用正确的耗材，并配合适当的样品夹具，不仅可以确保金相样品的完整性和稳定性，还能显着提高後续金相分析的准确性和可靠性。

Copyright©2024 玖钲机械工业有限公司 版权所有