CN102221493B - 一种银合金透射电镜样品的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种银合金透射电镜样品的制备方法，其步骤如下：预磨，通过手工磨制或机械加工将银合金材料减薄至80微米以下的银合金片；切片，将预磨好的银合金片用穿孔器切成直径为3毫米的圆片；配制双喷液，按照体积比为5%-8%高氯酸，20%-25%多元醇，余量为甲醇或者乙醇配制；双喷，将圆片置于双喷减薄仪的样品夹中，在电压为15-20V、温度为-30℃至-20℃的条件下进行双喷减薄；待双喷仪上光纤感应器报警时断电取出样品；多级清洗，至少为三级清洗，清洗液为无水乙醇；本发明缩短了制备样品周期，相比离子减薄，制备一个样品可缩短十个小时，试样的后期处理比较简单；解决了样品表面氧化，提高了样品质量，使之能在透射电镜中清晰地观察到形貌相。

Description

一种银合金透射电镜样品的制备方法

技术领域

本发明涉及透射电镜样品的制备方法，具体涉及一种银合金透射电镜样品的制备方法。

背景技术

银常用来制作灵敏度极高的物理仪器元件，各种自动化装置、火箭、潜水艇、计算机、核装置以及通讯系统中的大量的接触点都是用银合金制作的，并且因其具有迷人的金属光泽，自古就被用于制作首饰、装饰材料以及餐具等。合金的微观组织是决定性能的主要因素，透射电镜作为研究微观组织有效手段，已经被广泛运用于银合金的研究。

目前制备银合金透射电镜样品的方法以离子减薄为主，但该方法存在着一些缺点：一是制备周期长，制备一个好的样品需要一天甚至更长的时间；二是制备的银合金样品薄区小，成功率不高；三是可能引起脆性第二相的脱落以及位错的产生。而现有的双喷减薄制备银合金透射电镜样品方法，使用一定配比的硝酸和甲醇做双喷液，虽然解决了制备周期长、第二相脱落和产生位错等问题，但制出的样品氧化很严重，无法在透射电镜中观察到清晰的形貌相，而为了去除氧化层，试样的后期处理比较麻烦。

因此，寻找一种操作简单、效率高且样品质量好的透射电镜样品制备方法成为对银合金进行透射电镜研究的必要途径。

发明内容

本发明的目的是提供一种银合金透射电镜样品的制备方法，既可以解决离子减薄制备样品周期长的问题，又可以解决现有双喷减薄制备样品质量差的问题。

双喷减薄制备透射电镜最困难的是双喷液的选取，传统制备银合金双喷液使用的腐蚀剂是硝酸，其具有很强的氧化性，是造成样品表面氧化的主要原因。为了解决这个问题，本发明在大量试验的基础上选用了酸性很强但氧化性较弱的高氯酸。试验发现，若高氯酸比例过高会引起银合金穿孔太快，不容易控制薄区的大小；而高氯酸比例太低则会引起穿孔过慢，制样周期延长，不利于快速大量制备样品。

因此本发明首先提出了如下双喷液配比（按各组分体积比计）：5%-8%的高氯酸（分析纯），余量为甲醇或者乙醇（分析纯），双喷电压为15-20V，双喷温度为-30℃至-20℃。

在透射电镜观察时发现在上述工艺条件下制备的样品表面仍存在轻微氧化，难以获得高质量的照片。为了解决这个问题，进一步在双喷液中加入多元醇，利用多元醇低温电解可有效防止银合金样品的氧化。随着碳原子数的增多，多元醇的粘度增大，直接影响了双喷液的粘度，导致样品穿孔不对中的现象，通过多次试验，最终确定使用丙三醇或正丁醇作为抗氧化的成分。另外，多元醇的加入量也会影响双喷减薄的质量，体积比过低，防止银合金表面氧化的作用不够明显；体积比过高会增大溶液的粘度，导致样品穿孔不对中。

因此，本发明最终确定的银合金双喷减薄溶液的配比是（按各组分体积比计）：5%-8%高氯酸（分析纯）、20%-25%的三元或者四元醇（分析纯）、余量为甲醇或者乙醇（分析纯）；双喷减薄工艺条件为：电压为15-20V，温度为-30℃至-20℃。

本发明所述的一种银合金透射电镜样品的制备方法，其步骤如下：

(1)预磨，通过手工磨制或机械加工将银合金材料减薄至80微米以下的银合金片，并保证厚度均匀；在保证厚度均匀的前提下，预磨的厚度越小越好；

（2）切片，将预磨好的银合金片用穿孔器切成直径为3毫米的圆片；

（3）配制双喷液，按照体积比为5%-8%高氯酸，20%-25%多元醇，余量为甲醇或者乙醇配制；

（4）双喷，将直径3mm的圆片样品置于双喷减薄仪（上海交大生产的MTP-1A型）的样品夹中，在电压为15-20V、温度为-30℃至-20℃的条件下进行双喷减薄；待双喷仪上光纤感应器报警也就是样品穿孔时断电取出样品；

（5）多级清洗，至少为三级清洗，清洗液为无水乙醇，必要时可以增加清洗的级数；

（6）样品保存，清洗好的样品保存在无水乙醇中，或者真空保存。

所述的一种银合金透射电镜样品的制备方法，其特征是：所述多元醇为丙三醇或正丁醇。

本发明的有益效果：缩短了制备样品周期，相比离子减薄，本制备方法制备一个样品可缩短十个小时甚至更多的时间，试样的后期处理比较简单；解决了样品表面氧化，提高了样品质量，使之能在透射电镜中清晰地观察到形貌相。

附图说明

图1是本发明实施例一所制试样的透射电镜组织照片；

图2是本发明实施例二所制试样的透射电镜组织照片；

图3是本发明实施例三所制试样的透射电镜组织照片；

图4是本发明实施例四所制试样的透射电镜组织照片。

具体实施方式

本发明的银合金透射电镜样品制备具体实施方案是：

(1)预磨，通过手工磨制或机械加工将银合金材料减薄至80微米以下，在保证厚度均匀性的前提下，预磨的厚度越小越好；

（2）切片，将预磨好的银合金用穿孔器切成直径为3毫米的圆片；

（3）配制双喷液，按照体积比为5%-8%高氯酸，20%-25%多元醇，余量为甲醇或者乙醇配制。

（4）双喷，将直径3mm的圆片样品置于双喷减薄仪（上海交大生产的MTP-1A型）的样品夹中，在电压为15-20V、温度为-30℃至-20℃的条件下进行双喷减薄。待双喷仪上光纤感应器报警也就是样品穿孔时断电取出样品。

（5）多级清洗，至少为三级清洗，清洗液为无水乙醇，必要时可以增加清洗的级数；（6）样品保存，清洗好的样品可以保存在无水乙醇中，有条件的可以真空保存。

实施例一：

将银合金材料手工磨制至80微米以下，用酒精清洗干净，使用穿孔仪获取直径3毫米的样品。放到电解双喷仪的样品夹上进行双喷减薄。

电解双喷液成分（体积比）为：

高氯酸：10ml（5%）；正丁醇： 40ml(20%)；甲醇150ml（75%）；

在电解温度为零下20℃，电压为15V下进行电解双喷。待光纤感应器报警也就是样品穿孔时断电取出样品，在无水乙醇中进行三级清洗。清洗后的样品放入透射电镜中观察，其薄区较大，能够形貌清晰，并能够得到清楚的微观组织照片，见附图1。

实施例二：

将银合金材料手工磨制至80微米以下，用酒精清洗干净，使用穿孔仪获取直径3毫米的样品。放到电解双喷仪的样品夹上进行双喷减薄。

电解双喷液成分（体积比）为：

高氯酸：16ml(8%)；正丁醇：46ml（23%）；甲醇：138ml(69%)；

在电解温度为-25℃，电压为20V下进行电解双喷。待光纤感应器报警也就是样品穿孔时断电取出样品，在无水乙醇中进行三级清洗。清洗后的样品放入透射电镜中观察，其薄区较大，能够形貌清晰，并能够得到清楚的微观组织照片，见附图2。

实施例三：

将银合金材料手工磨制至80微米以下，用酒精清洗干净，使用穿孔仪获取直径3毫米的样品。放到电解双喷仪的样品夹上进行双喷减薄。

电解双喷液成分（体积比）为：

高氯酸：16ml(8%)；丙三醇：50ml(25%);乙醇：134ml(67%)；

在电解温度为-30℃，电压为20V下进行电解双喷。待光纤感应器报警也就是样品穿孔时断电取出样品，在无水乙醇中进行三级清洗。清洗后的样品放入透射电镜中观察，其薄区较大，能够形貌清晰，并能够得到清楚的微观组织照片，见附图3。

实施例四：

将银合金材料手工磨制至80微米以下，用酒精清洗干净，使用穿孔仪获取直径3毫米的样品。放到电解双喷仪的样品夹上进行双喷减薄。

电解双喷液成分（体积比）为：

高氯酸：10ml(8%)；丙三醇：40ml(25%);乙醇：150ml(67%)；

在电解温度为-20℃，电压为15V下进行电解双喷。待光纤感应器报警也就是样品穿孔时断电取出样品，在无水乙醇中进行三级清洗。清洗后的样品放入透射电镜中观察，其薄区较大，能够形貌清晰，并能够得到清楚的微观组织照片，见附图4。

Claims (1)

1.一种银合金透射电镜样品的制备方法，其步骤如下：

(1)预磨，通过手工磨制或机械加工将银合金材料减薄至80微米以下的银合金片，并保证厚度均匀；

（2）切片，将预磨好的银合金片用穿孔器切成直径为3毫米的圆片；

（3）配制双喷液，按照体积比为5%-8%高氯酸，20%-25%丙三醇或正丁醇，余量为甲醇或者乙醇配制；上述各组分均为分析纯；

（4）双喷，将直径3mm的圆片样品置于双喷减薄仪的样品夹中，在电压为15-20V、温度为-30℃至-20℃的条件下进行双喷减薄；待双喷仪上光纤感应器报警也就是样品穿孔时断电取出样品；

（5）多级清洗，至少为三级清洗，清洗液为无水乙醇；

（6）样品保存，清洗好的样品保存在无水乙醇中，或者真空保存。

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