재료공학기초실험 | 미세 조직 관찰 - 마그네슘

 

 

 

TIP

 

 

금속 시편을 채취하여 관찰면을 균일하게 연마하고 미세한 조직을 관찰함으로써 그 곳에나타는 상,결정립의 형상 및 분포상태, 크기 또는 결함 등을 측정하여 조직과 기체적 성질, 열처리 등과의 관계를 연구한다.

 

 

 

미세조직 관찰

금속학적 원리를 기술 분야에 적용하려면 금속조직을 검사하는 방법을 알아서 제조과정에서 일어나는 조직의 변화와 그 재료의 조직과 성질과의 상호관계를 연구하여야 한다. 금속의 내부조직을 연구하는 데에 가장 많이 쓰이는 것은 현미경이며, 이것으로 금속입자의 크기, 모양, 배열을 볼 수 있고, 또 금속중의 여러 가지 상과 조직을 확인할 수 있다. 또한 금속의 조직에 미치는 열처리, 가공 및 기타 처리의 영향을 알 수 있고, 또 기계적 성질과의 관계도 연구할 수 있다.

 

 

관찰 순서

1. 시편 준비

광학 현미경으로 미세조직을 관찰하기 위해서는 시편의 표면을 거칠게 긁힌 자국이 없는 완전한 평면으로 만든 후 각 재질, 열처리 상태에 맞는 부식액으로 부식(etching)시켜야 하는데 이 과정을 5개의 공정으로 나누면 절단(cutting), 마운팅(mounting), 연마(grinding), 연삭(polishing), 부식(etching)등이다. 이 공정 중 어느 한 과정에서도 잘못 처리하면 실제 조직이 아닌 엉뚱한 조직으로 변하거나 관찰하기에 불량한 상태가 된다.

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실험 방법

1. Sample selection 및 Cutting(시험편을 채취한다.)

① 절단 작업 중 재료의 움직임이 발생하면 파손 및 사고의 원인이 되므로 확실하게 고정 시킬 것

 

② 시험 목적에 따라 적당한 크기로 cutting할 것

 

2. Sample Mounting

① 시편을 고정시키기 위해서 탄소를 고온, 고압에서 mounting press를 시키는 것

 

② 시험편의 크기가 작아 연마, 폴리싱이 어려운 경우 또는 시편을 경사지게 폴리싱할 필요가 있을 경우 원하는 각도로 비스듬히 마운팅한다.

 

③ 본 실험에서 마그네슘은 금속이 약해 마운팅의 온도, 압력등을 버틸 수 없어 다른 금속에 금속용 테이프로 결속시키는 것으로 대체하였다.

 

 

3. Grinding the sample

① 연마기를 사용 시 연마포가 찢어지는 것을 방지하기 위해서 시편의 edge 부분을 먼저 연마시킨다.

 

② 입자가 거친 220번 sand paper에서 큰 scratch를 연마 시키고 입자가 고운 2000번 sand paper에서 작은 scratch를 연마시킨다.

 

4. Polishing(※이 과정에서 라운딩지지 않도록 주의※)

① 9㎜ 연마포를 회전판에 끼우고 alcohol을 적신 후 회전판을 돌려가며 9㎜ 용액을 뿌려가며 큰 scratch의 정도를 확인하며 연마시킨다.

 

 

② 6, 3, 1㎜ 차례로 윤활제를 적당히 뿌려가며 각 단위에 맞춘 용액을 뿌려가며 scratch를 최소화 한다.

 

③ 0.04㎜연마포를 이용하여 더 이상의 scratch가 나오지 않도록 최종 연마작업을 실시한다.

 

5. Etching

Etching은 연마 된 표면을 부식시켜 높낮이 차이가 나게 하여 빛이 난반사되게 하여 검은 부분과 흰 부분으로 구분하여 조직을 관찰하는 과정이다. policing이 된 시편을 질산용액에서 1～2초간 빠르게 넣었다 뺀 후 즉시 alcohol로 시편을 세척시켜가면서 dry시켜주는 과정이다. 본 실험에 표면을 태우는 Chemical Etching 기법을 사용하였다.

 

 

 

[재료과학실험]미세 조직 관찰 - 마그네슘 레포트