專利名稱：用于檢測(cè)合金中第二相粒子的透射電鏡樣品的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測(cè)合金中第二相粒子的透射電鏡樣品制備方法，具體地說(shuō)，是采用真空抽濾及超聲波振蕩濃縮的透射電鏡樣品制備方法，屬于合金晶相檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
上世紀(jì)八十年代提出的“氧化物冶金”理念，認(rèn)為在鋼中呈彌散分布的尺寸小于 Γ3 μ m的超細(xì)夾雜物，可作為晶內(nèi)鐵素體的形核核心，從而細(xì)化晶粒，達(dá)到改善鋼材質(zhì)量和性能的目的。因此如何獲取鋼中細(xì)小夾雜物，并據(jù)此來(lái)研究其數(shù)量、尺寸分布，尤其是結(jié)構(gòu)類別對(duì)鋼的性能的影響，就顯得至關(guān)重要。而目前，在實(shí)驗(yàn)室研究及工廠快速檢測(cè)機(jī)構(gòu)中獲取鋼中夾雜物結(jié)構(gòu)類別方面的信息，主要是通過(guò)對(duì)塊狀鋼樣切割后進(jìn)行平面磨，再利用電解雙噴儀沖孔或離子減薄儀對(duì)沖孔后的薄片中心部位進(jìn)行剪薄從而獲得薄區(qū)，并在透射電鏡下檢測(cè)得到的。但由于鋼中夾雜物本身的特殊性，在用一般方法制備透射電鏡樣品的過(guò)程中，附著在基體上的夾雜物，很容易在磨平和剪薄時(shí)大量脫落。這種方法得到的薄區(qū)也十分有限， 同時(shí)夾雜物在基體上呈散亂隨機(jī)分布，導(dǎo)致樣品制備成功率很低，極大地限制了對(duì)夾雜物結(jié)構(gòu)分析的工作。對(duì)于合金中的碳化物等第二相粒子的透射電鏡樣品制備亦存在上述限制。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于檢測(cè)合金中微納級(jí)別第二相粒子的透射電鏡樣品制備簡(jiǎn)易方法，采用酸溶過(guò)濾分離及超聲波振蕩提取的手段，可以制備出符合透射電鏡觀察的樣品，有效提高樣品制備的成功率。本發(fā)明是一種用于檢測(cè)合金中第二相粒子的透射電鏡樣品的制備方法，其特征在于具有以下的制備過(guò)程和步驟a)使用酸溶法分離合金中第二相粒子，使第二相粒子以懸浮顆粒的狀態(tài)存在于酸溶液中；
b)利用分級(jí)真空過(guò)濾方法過(guò)濾以上溶液，具體如下使用孔徑為微米級(jí)別的偏氟乙烯膜初次過(guò)濾酸溶液，保存濾液；采用孔徑為微納級(jí)別(0. 8 μ m、0. 08 μ m、0. 05 μ m)的聚碳酸酯膜過(guò)濾初次濾液，保存載有微納級(jí)別第二相粒子的聚碳酸酯膜一濾膜；
c)轉(zhuǎn)移濾膜至盛有約IOml無(wú)水乙醇的燒杯中，利用超聲波振蕩燒杯約3分鐘，將微納級(jí)別第二相粒子與過(guò)濾膜分離，取出濾膜，保留含有微納級(jí)別第二相粒子的無(wú)水乙醇溶液；
d)將溶液略微加熱，加熱溫度不可高于50°C，使之緩慢揮發(fā)至5ml左右，成為濃縮液；
e)濃縮液經(jīng)超聲振蕩后，利用吸管轉(zhuǎn)移至附有碳膜的直徑為3mm的銅網(wǎng)上，白熾燈烘干銅網(wǎng)，附有碳膜的銅網(wǎng)上載有微納級(jí)別第二相粒子，此銅網(wǎng)即為透射電鏡樣品。本發(fā)明的有益效果是1.本發(fā)明可將彌散分布在基體上的第二相粒子充分集中起來(lái)，便于電鏡下進(jìn)行快速有效地觀察。2.本發(fā)明避免了制備透射電鏡樣品的一般方法中第二相粒子極易脫落的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)酸溶后提取的第二相粒子得以較好地保留。3.本發(fā)明簡(jiǎn)單易行，克服了第二相粒子透射電鏡樣品難以制備的難題，極大地提高了樣品制備的成功率。


圖1為本發(fā)明用于檢測(cè)合金中微納級(jí)別第二相粒子的透射電鏡樣品制備流程圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例!^eVSO合金中含有的300nm Al2O3單晶第二相粒子的成分、明場(chǎng)像及電子衍射花樣。圖3為本發(fā)明實(shí)施例!^eVSO合金中含有的300nm Al2O3單晶第二相粒子的高分辨晶格相。圖4為本發(fā)明實(shí)施例 ^ν80合金中含有的200nm多晶3Al203*4Ca0粒子的成分、明場(chǎng)像及電子衍射花樣。圖5為本發(fā)明實(shí)施例i^eV80合金中含有的200nm 3Al203'4Ca0多晶第二相粒子的
高分辨像。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于后。 實(shí)施例本實(shí)施例中，由酸溶法得到的第二相粒子透射電鏡樣品的制備步驟如下
(a)將14.9g含釩80%的釩鐵合金放入小燒杯中，倒入適量無(wú)水乙醇浸沒(méi)樣品，連同小燒杯一起放入超聲波清洗儀中進(jìn)行清洗，然后用約20ml濃度為5%的稀鹽酸對(duì)樣品進(jìn)行酸洗，去除表面的氧化層，再重新放入盛有適量無(wú)水乙醇的小燒杯中進(jìn)行振蕩清洗，目的是去除表面附著的鹽酸，烘干待用；
(b)根據(jù)計(jì)算得出的實(shí)驗(yàn)所需IT離子數(shù)目配置濃度為1:1的鹽酸溶液200ml，將準(zhǔn)備好的樣品和小磁針小心放入配好的鹽酸溶液中，連同大燒杯一起放置在保持溫度在 6(T70°C間的電磁加熱攪拌儀的托盤上，調(diào)整小磁針平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)即可；
(c)酸溶約證后，將電磁加熱攪拌器關(guān)掉，取下燒杯，加入200ml去離子水對(duì)酸溶液進(jìn)行稀釋，而后將濾液稍置放涼，以防過(guò)熱而對(duì)過(guò)濾膜的過(guò)濾性能有所影響；
(d)將濾液緩慢倒入準(zhǔn)備好墊有孔徑為2.5μπι偏氟乙烯膜的過(guò)濾裝置中，進(jìn)行初次真空抽濾；
(e)然后把得到的澄清濾液倒入換有孔徑為0.08 μ m聚碳酸酯膜的過(guò)濾裝置中，進(jìn)行二次真空抽濾；
(f)把二次過(guò)濾得到的過(guò)濾膜取下后放入盛有約IOml無(wú)水乙醇的小燒杯中，采用超聲波震蕩，分離過(guò)濾膜和第二相粒子，取出過(guò)濾膜，保留含有第二相粒子的無(wú)水乙醇溶液， 將其放在溫度保持在3(T40°C的加熱盤上進(jìn)行緩慢蒸發(fā)至5ml左右；
4(g)用小吸管吸取含有第二相粒子的濃縮液，滴在備好的附有碳膜的直徑為3mm的銅網(wǎng)上，用白熾燈燒干銅網(wǎng)，附有碳膜的銅網(wǎng)上載有微納級(jí)別的第二相粒子，此銅網(wǎng)即為透射電鏡樣品。 將本實(shí)例所得產(chǎn)物，進(jìn)行透射電鏡觀察。在從圖2至圖5可見(jiàn)，通過(guò)本發(fā)明的方法，可以看到FeVSO合金中存在的300nm左右的單晶第二相粒子和200nm左右的多晶第二相粒子的明場(chǎng)相，以及相應(yīng)的衍射斑點(diǎn)和高分辨像。配以EDS獲取了其成分信息，EDS中的 Cu是分析使用的銅網(wǎng)的成分，結(jié)果中均有此成分。經(jīng)過(guò)精確標(biāo)定衍射花樣，單晶第二相粒子晶體結(jié)構(gòu)為正交結(jié)構(gòu)的ai2O3。同樣對(duì)于多晶相結(jié)合能譜檢測(cè)結(jié)果，對(duì)衍射花樣進(jìn)行標(biāo)定顯示，析出相為氧化鋁與氧化鈣的復(fù)合夾雜，為體心立方的3A1203 · 4CaO。
權(quán)利要求
1. 一種用于檢測(cè)合金中微納級(jí)別第二相粒子的透射電鏡樣品制備方法，其特征在于具有以下的制備過(guò)程和步驟a.使用酸溶法分離合金中第二相粒子，使第二相粒子以懸浮顆粒的狀態(tài)存在于酸溶液中；b.利用分級(jí)真空過(guò)濾方法過(guò)濾以上酸溶液，具體如下使用孔徑為微米級(jí)別的偏氟乙烯膜初次過(guò)濾酸溶液，保存濾液；采用孔徑為微納級(jí)別(0. 8 μ m、0. 08 μ m、0. 05 μ m)的聚碳酸酯膜過(guò)濾初次濾液，保存載有微納級(jí)別第二相粒子的聚碳酸酯膜一濾膜；c.轉(zhuǎn)移濾膜至盛有約IOml無(wú)水乙醇的燒杯中，利用超聲波振蕩燒杯約3分鐘，將微納級(jí)別第二相粒子與過(guò)濾膜分離，取出濾膜，保留含有微納級(jí)別第二相粒子的無(wú)水乙醇溶液；d.將溶液略微加熱，加熱溫度不可高于50°C，使之緩慢揮發(fā)至5ml左右，成為濃縮液；e.濃縮液經(jīng)超聲振蕩后，利用吸管轉(zhuǎn)移至附有碳膜的直徑為3mm的銅網(wǎng)上，用白熾燈烘干銅網(wǎng)，附有碳膜的銅網(wǎng)上載有微納級(jí)別第二相粒子，此銅網(wǎng)即為透射電鏡樣品。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種用于檢測(cè)合金中微納級(jí)別第二相粒子的透射電鏡樣品制備方法。其步驟是首先將合金酸溶或電解，而后對(duì)得到的溶液進(jìn)行二級(jí)真空過(guò)濾，將二級(jí)過(guò)濾膜放入無(wú)水乙醇中，利用超聲波振動(dòng)儀分離濾膜和微納第二相粒子，再緩慢加熱蒸發(fā)含有微納第二相粒子的無(wú)水乙醇溶液，得到保留微納第二相粒子的濃縮液，用滴管將濃縮液轉(zhuǎn)移至附有碳膜的銅網(wǎng)上，白熾燈烘干以上銅網(wǎng)，微納第二相粒子保留在銅網(wǎng)上，此銅網(wǎng)是透射電鏡樣品。本發(fā)明可將分散在基體上的第二相粒子集中起來(lái)，極大地提高了透射電鏡樣品制備的成功率，且簡(jiǎn)單易行，能較好地反映需要分析的第二相粒子的本征結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)G01N1/28GK102507285SQ20111035760
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者孫菲菲, 李慧改, 楊存波, 翟啟杰, 趙丹, 鄭少波, 龔玥 申請(qǐng)人:上海大學(xué)