什么是金相砂纸以及如何使用？一份无瑕疵样品制备指南

金相砂纸的核心是一种精密工具，旨在系统地研磨材料样品，为显微分析做准备。它由涂有特定尺寸磨料颗粒（最常见的是碳化硅（SiC））的防水纸背衬组成，分阶段使用以去除表面损伤并获得平坦、光滑的表面。

使用金相砂纸的真正目的不仅仅是研磨样品，而是有条不紊地去除切割或切片造成的变形层，制备一个原始表面，以揭示材料真实的内部微观结构。

研磨在材料分析中的作用

金相制备是一个多步骤过程，而研磨是所有后续步骤（抛光和腐蚀）的基础。研磨阶段执行不当，后期无法纠正。

该工具本身由两个关键要素组成：一个防水纸基和一种紧密分级的磨料。碳化硅因其硬度和锋利的切削刃而成为标准选择，可有效去除材料。

砂纸的粗糙度由其砂号定义。这个系统是反向的：较低的砂号（例如，180、240）表示更大、更具侵略性的磨料颗粒，而较高的砂号（例如，800、1200）表示更细的颗粒。

这个范围允许材料去除的受控、逐步过程，从粗到细。

金相研磨的成功依赖于一致且可重复的技术。目标是使用下一个更细的磨料去除上一步造成的损伤。

第一步，通常称为平面研磨，使用粗砂使样品完全平坦，并去除切片或切割造成的深层损伤。

应在整个样品上均匀施力。用力过大将引入深层的新划痕和亚表面变形，这在后期阶段将难以去除。

初始平面研磨后，转到下一个更细的砂号。一个关键技术是在每次更换砂号时将样品旋转90度。这使得前一个较粗步骤的划痕易于看到。继续研磨，直到所有先前的划痕都消失，只留下新的、更细的图案。

研磨几乎总是在湿润条件下进行。稳定的水流流过砂纸，起到润滑剂和冷却剂的作用，最重要的是，它冲走磨屑（去除的材料和磨料碎屑），以防止其堵塞砂纸并划伤样品。

研磨过程中犯的错误是金相结果不佳的最常见原因。了解这些陷阱对于获得准确分析至关重要。

切勿让较粗的磨料颗粒污染较细的砂纸。1200号砂纸上的一颗240号磨料颗粒会产生深的、不规则的划痕，从而破坏表面。在步骤之间使用单独的区域，并确保彻底清洁样品和双手。

当砂纸失去切削能力时，必须更换。磨损的砂纸，其特征是磨料大量流失，会使材料抛光或涂抹，而不是切割，从而引入变形而不是去除变形。

施加压力不均匀，例如摇晃样品，会使边缘变圆并形成凸面或凹面。这使得在显微镜下无法在整个样品上实现聚焦。

如果纸张在放置到研磨盘上之前是潮湿的，它可能无法正确粘附并可能撕裂。始终确保纸张在开始前是平整和干燥的。

您的方法应根据您所处的制备阶段进行调整。

如果您的主要重点是初始平整： 从粗砂（例如180或240）开始，并施加牢固、均匀的压力，直到整个表面均匀。
如果您的主要重点是去除损伤： 有条不紊地逐步使用每个砂号（例如320、400、600、800、1200），使用90度旋转技术确保所有先前的划痕都被消除。
如果您的主要重点是为抛光做准备： 您的最后研磨步骤（例如1200号砂）应使表面只留下非常细微的单向划痕，为完美的最终抛光奠定基础。

掌握这种基础研磨过程是揭示材料中隐藏的真实、清晰故事的最重要一步。