光学金相显微镜截面金相分析测量较常用的工具
仅在十年前,光学显微镜还是断裂过程观察的较常用的
工具。由于聚焦的深度太浅,对断裂表面的观察只能在低放
大倍数下进行。所以,断裂表面的分析程序就只能是对包含
裂纹表面的一个剖面的金相断面观察。用这种方法可得到断
裂路径的重要资料。例如,比较断裂路径和金相颗粒结构可
以确定破坏的本质是穿晶的,还是晶间的。如果在
取剖面的构件中有次裂纹存在,从而揭示了这些次裂纹的两
个相合的断裂表面的剖面,这一点常常更容易弄清楚,因为
剖面的边缘状态对正确的破坏分析是很关键的,所以常常采
取预防措施以保存断裂剖面的尖锐性。为此目的,断裂表面
通常镀镍,以免边缘在金相抛光中磨圆。
标准的金相学教科书,其中描述了较广泛应用的制备金相试样
的步骤。
随着电子显微镜的发展,人们对材料断裂机制的认识很
大地提高了。由于电子显微镜的场深和分辨率远比光学显微
镜好,断裂表面的许多形貌特征第一次被观察到了。许多这
样得到的条纹从此被用于断裂的现代理论。直到较近,大多
数断口分析都是在透射电子显微镜(TEM)上进行的。因
为电子的穿透能力十分有限,在透射电子显微镜上断裂表面
的观察需要制备一个断裂表面的复型,它能透过高能电子束。
过去几年中,在断裂分析中使用扫描电子显微镜的工作
又取得了令人鼓舞的进展。对某些研究工作来说,扫描电子
显微镜(SEM)的主要优点是断裂试样可以在仪器上直接
观察,因而不必制备复型。如果不能把构件切下来放进观察
室中,则仍必须做复型。目前,扫描电子显微镜的分辨能力
还不如透射电子显微W我们预期,新型的扫描电子显微镜
的这个指标能够提高到与透射电子显微镜差不多的水平。
可能用不了多久,这两种显微镜都要成为破坏
分析实验室所必需的了