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2024-07-02

应用案例 | 超细铜丝的不同截面金相制备

来源:     作者:    浏览:52

铜丝延展性好、导电性能优良、成本低,因此广泛应用于电子、通讯、电力传输等领域。通过一定工艺形成的铜丝,其组织结构影响着各项物理、化学等性能,通过金相制备可获得铜丝不同截面上的组织结构形貌,便于进一步分析它的性能。

本文就直径约30 μm的超细铜丝,提供了一种超细铜丝纵截面的金相制备方法,以供参考。


01 固定铜丝

首先需要找一块平整的衬底,长宽在20 mm以内即可,本次实验用到的衬底是PCB板。然后在体式镜下用百得胶将铜丝两端粘在衬底上,在胶水固化前用镊子将铜丝轻轻拉直,直到胶水固化,使得铜丝中段保持平直状态。
02 镶嵌

为使铜丝得到充分的保护,需要采用冷镶嵌的方式。将样品粘了铜丝的一面朝下放置,整体镶成25 mm直径大小,如下图所示。


03 磨抛

研磨与抛光采用标乐的手自一体磨抛机EcoMet30的半自动模式。参数如下表所示。
表1.机械磨抛参数


步骤1~3作为定位的步骤,主要目的是磨近铜丝中线位置,但每一步仍需要科学地去除损伤。步骤1和步骤2需要通过手动来研磨,避免因为砂纸粒径太大而容易磨过的情况。

9 μm自动抛光步骤可以选择每抛光1min观察一次,直至铜丝截面宽度约为30 μm。3 μm抛光步骤去除9 μm抛光步骤的损伤即可,这一步对材料的去除能力很小,此时铜丝截面宽度变化不大。最后用0.05 μm抛光步骤去除3 μm抛光步骤留下的损伤。



04 腐蚀


腐蚀液配方为:三氯化铁 5 g、盐酸50 ml、蒸馏水 100 ml,腐蚀时间约为60 s。




05 显微观察


最终结果如下图:
图3.腐蚀后的金相图



经过金相制备,可获得铜丝不同截面上的组织结构形貌。




06 备注


1) 铜丝横截面的金相可以轻易制备,由于直径过小,沿直径方向进行纵截面研磨容易磨过,因此定位研磨很重要,每一步的研磨或抛光都需要控制好去除量。

2) 为方便定位,可以在“固定铜丝”步骤,交叉粘上两层铜丝,用第一层作为参考,可以快速地磨至第二层。

3) 以上研磨与抛光参数仅供参考,可根据具体材料情况进行调整。



所用设备


标乐手自一体研磨 EcoMet30


EcoMet30专为连续使用的实验室环境而设计,并经过了大量的测试。具有可编程、用户友好型触摸屏,确保良好的质量和可重复性。它有单盘和双盘两种型号,适合多用户使用;最多可集成 3 个 Burst 抛光液配送模块,实现任务自动化,使用户能够腾出时间处理其他优先事项。


徕卡正置材料显微镜 DM4 M


Leica DM4M金相显微镜适用于材料科学和质量控制领域,能够提供真实、可再现的显微镜观察结果,呈现出色的光学性能以及高品质的图像。只需轻敲一个按钮,即可存储和恢复成像条件。利用高品质显微图像,能够轻松进行具有挑战性的检验、测量和分析任务。

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