金属組織学および冶金工業のための顕微鏡

金属

金属組織学

金属組織学の研究室には、新しい合金材料を開発する場合でも、品質管理を行って鋼の純度を保証する場合でも、柔軟な光学顕微鏡および電子顕微鏡が欠かせません。非金属介在物の内容のような特定のパラメーターの測定や粒子分析は、厳密な基準や規格で規定されます。金属組織学は、銅やチタンから鉄、鋼、およびこれらの合金まで、金属を調査するために使用されます。これらの調査は、専用のソフトウェアモジュールと自動化された顕微鏡システムを使用して、定量的かつ確実に実行されます。

微細構造に対する洞察

金属の微細構造は強度や耐食性などの特性に大きく影響します。そのため、顕微鏡を使用して微細構造を詳細に調査することは、冶金分野および多くの工業アプリケーションの中核をなすものです。微細構造の金属組織学的研究において関心の高い特徴には、粒子サイズ、粒界、相、相変態と体積分率、介在物、形態、および偏析が含まれます。

調査前の処理

卑金属は、特定のアプリケーションの準備をして特性を向上させるために、合金化元素を加えるなどの処理を行います。多くの場合、顕微鏡調査は微細構造と材料の特性の相関性を中心とします。顕微鏡解析には、正立顕微鏡、倒立顕微鏡、偏光顕微鏡、明視野および暗視野検鏡法、また電子顕微鏡も使用します。それぞれが、処理の効果を検証してプロセスパラメーターを最適化するために重要です。

適切な検鏡法の選択

反射光明視野の検鏡法は、エッチング面の微細構造の分析に最適です。粒界を認識し、粒子サイズ、相、および構造要素について結論を導き出すことができます。鋳鉄の中の黒鉛など、エッチングの前の不純物および構造要素を見ることができます。反射光暗視野は、割れ目、細孔、介在物、ひび、擦過痕、くぼみなどの機械的な表面の傷を明らかにします。偏光コントラストを使用すると、マグネシウム、アルミニウム、青銅、黄銅など、異方性材料の構造を分析できます。走査電子顕微鏡を使用する場合、金属の表面は研磨およびエッチングされていてもされていなくても構いませんが、導電性でなければなりません。そのため、非導電性材料には極薄の金属コーティングが必要です。

NMIおよび汚染物質の検知

一次金属の生産における工程管理は、鋼の非金属介在物 (NMI) および材料の汚染物質を見付けることも目的としています。これについては、自動化された光学顕微鏡分析では、基準で要求されるように、試料の広い面積をリアルカラーで高速かつ効率的に走査できます。非金属介在物の内容を基準に従って格付けすることができます。

相関と文書化

調査プロセスの中で見付かった顕著な介在物は、光学顕微鏡で簡単に文書化できます。光・電子相関顕微鏡法を利用すれば、走査電子顕微鏡によるさらなる形態解析が可能です。これによって、大変詳細な構造のイメージングや、介在物の化学組成とEDS、WDS、EBSDのようなSEMのX線解析技術を用いた介在物の結晶方位に関する正確な情報を得ることができます。

関連する領域

金属組織学の研究は、卑金属と鉄鋼の製造、航空宇宙産業、自動車産業、機械工学、建設、および莫大な数の工業製品と消費財の製造において重要です。

金属用推奨製品