光學金相顯微鏡截面金相分析測量較常用的工具
僅在十年前,光學顯微鏡還是斷裂過程觀察的較常用的
工具。由于聚焦的深度太淺,對斷裂表面的觀察只能在低放
大倍數下進行。所以,斷裂表面的分析程序就只能是對包含
裂紋表面的一個剖面的金相斷面觀察。用這種方法可得到斷
裂路徑的重要資料。例如,比較斷裂路徑和金相顆粒結構可
以確定破壞的本質是穿晶的,還是晶間的。如果在
取剖面的構件中有次裂紋存在,從而揭示了這些次裂紋的兩
個相合的斷裂表面的剖面,這一點常常更容易弄清楚,因為
剖面的邊緣狀態對正確的破壞分析是很關鍵的,所以常常采
取預防措施以保存斷裂剖面的尖銳性。為此目的,斷裂表面
通常鍍鎳,以免邊緣在金相拋光中磨圓。
標準的金相學教科書,其中描述了較廣泛應用的制備金相試樣
的步驟。
隨著電子顯微鏡的發展,人們對材料斷裂機制的認識很
大地提高了。由于電子顯微鏡的場深和分辨率遠比光學顯微
鏡好,斷裂表面的許多形貌特征第一次被觀察到了。許多這
樣得到的條紋從此被用于斷裂的現代理論。直到較近,大多
數斷口分析都是在透射電子顯微鏡(TEM)上進行的。因
為電子的穿透能力十分有限,在透射電子顯微鏡上斷裂表面
的觀察需要制備一個斷裂表面的復型,它能透過高能電子束。
過去幾年中,在斷裂分析中使用掃描電子顯微鏡的工作
又取得了令人鼓舞的進展。對某些研究工作來說,掃描電子
顯微鏡(SEM)的主要優點是斷裂試樣可以在儀器上直接
觀察,因而不必制備復型。如果不能把構件切下來放進觀察
室中,則仍必須做復型。目前,掃描電子顯微鏡的分辨能力
還不如透射電子顯微W我們預期,新型的掃描電子顯微鏡
的這個指標能夠提高到與透射電子顯微鏡差不多的水平。
可能用不了多久,這兩種顯微鏡都要成為破壞
分析實驗室所必需的了