재료공학기초실험 | 광학현미경을 이용한 미세조직 관찰

 

 

 

TIP

 

 

가공 처리된 금속시편을 관찰 하고자하는 표면을 균일하게 연마하고 에칭을 하고 광학현미경을 이용해 미세조직을 관찰 함으로서 그곳에 나타나는 상과 경정립의 형상 및 분포상태, 크기 또는 결함을 알아보고자 한다.

 

 

 

실험 방법

1. 마운팅

마운팅이란, 일반적으로 절단된 시편을 grinding 이나 polishing을 하기 위해서 수지를 이용하여 일정한 형태로 만드는 것을 마운팅이 라고 한다. 마운팅의 주요기능은 시편의 가장자리 및 시편의 표면을 보호하는 기능이다.

1) hot마운팅 : 일정한 규격, 모양의 시편을 빠른 시간에 고도의 품질로 시편을 성형하는 방법이다. 열가소성 수지 및 열경화성 수지 등 사용이 가능하며 mounthing press에 시편을 넣고 수지를 채운 뒤 가열 가압하여 성형하는 것이다. 그러나 압력이 가해지기 때문에 깨지기 쉽거나 마운팅 온도에서 변형이 되는 시편을 사용 할 수 없다는 단점이 있다.

2)  cold마운팅 : Hot mounting 방법과 달리 열을 가 할수 없거나 가압을 할 수 없는 경우(열에 민감하거나 강도가 낮은 전자재료, 취성 재료, 다공성 재료)에 사용하는 방법으로 일정한 크기의 틀에 시편을 넣고 액상의 수지와 경화제를 섞어 부은 다음 일정시간이 경과되어 굳으면 꺼내어 사용하는 방법이다.

728x90

2. 그라인딩, 폴리싱

1)  Grinding

시편을 연마하려고 할 때 첫 단계를 grinding 이라고 하고, 절단작업에서 발생되는 손상을 제거하기 위한 가장 중요한 시편 준비 작업이다. Grinding의 목적은 표면에 손상을 제거하고, 시편을 편평하게 하여 표면의 조도를 순차적으로 미세 하게하여 (사포를 사용할 때 강도가 낮은, 즉 낮은 숫자에서 큰 숫자 400,800,1200의 사포 순으로 갈아준다.)

Polishing단계를 보다 짧은 시간 안에 끝낼 수 있도록 최소의 손상만입은 평편한 표면을 얻을 수 있게 하는 것이다. Grinding 작업에는 평면Grinding과 미세Grinding이라는 과정이 있다. 평면Grinding은 모든 시료의 표면을 비슷하게 하는 것이고, 미세Grinding은 Polishing 단계에서 제거될 수 있을 정도의 손상만을 남긴 상태로 Grinding하는 과정을 말하는 것이다.

 

2)  Polishing

Polishing은 원리는 grinding과 같지만, 이전 준비과정 중(grinding 작업 후) 변형이 일어난 층을 갈아내고, 흠이 없는 거울 같이 깨끗한 면을 만드는 것이다. polishing 할 때 주의 할 점은 가급적이면 빠른 시간에 끝내야 한다는 것이다. 이유는 소모품의 사용이 과다해지고 시편이 필요이상의 손상을 받게 되어 원하지 않는 현상이 발생하기 때문이다.

Polishing작업에도 Coarse(rough) Polishing과 Fine(final) Polishing이 있다. coarse(rough) Polishing은 30～1㎛의 연마제를 사용 하고, Grinding에서 생긴 손상을 제거하는 단계이다. Fine(final) Polishing은 1㎛ 이하의 연마제를 사용하고, 손상된 표면을 모두 제거하는 최종 단계이다.

 

3. Etching

Etching의 기본 목적은 광학적으로 Grain크기, 상 등의 미세조직을 관찰하기 위한 과정이다. etching은 화학조성 응력 결정구조 등에 따라 방법이 다른데 가장 일반적인 방법은 화학부식 방법이며 목적에 따라 용융염방법, 전해부식, 열 및 plasma 부식 방법 등이 쓰인다.

 

간단히 화학 부식은 가장 일반적으로 쓰이며 산이나 염기의 선택 부식 성질을 이용한 것이다. 전해부식은 전류와 전압을 조절하여 전기 화학적인 부식을 하는 것이고, 열 부식 재료의 온도보다 낮은 온도에서 가열 유지시키는 부식 기술이다. 용융염 부식은 열 및 화학 부식의 복합 기술이다.

 

 

 

[재료공학기초실험]광학현미경을 이용한 미세조직 관찰 레포트