CN113088975A - 一种铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料用金相腐蚀剂及腐蚀方法 - Google Patents

一种铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料用金相腐蚀剂及腐蚀方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料用金相腐蚀剂及腐蚀方法，包括依次使用的铝/铝/钛腐蚀剂、镍/不锈钢腐蚀剂和镍腐蚀剂；铝/铝/钛腐蚀剂包括氢氟酸、硝酸和水，氢氟酸：硝酸：水的体积比为2：1：(10～20)；镍/不锈钢腐蚀剂为硝酸、水和三氯化铁，硝酸：水：三氯化铁的体积质量比以ml/g计为5:2：(8～10)，镍腐蚀剂为硝酸、冰乙酸和水，硝酸：冰乙酸：水的体积比为4：(5～10)：1。本发明腐蚀剂可在较短时间内进行分步腐蚀，先使用的腐蚀剂对其周围已腐蚀和未腐蚀的材料无腐蚀或弱腐蚀，同时观测到多层异种材料界面和基体的金相组织且此法操作简单，组织晶界轮廓清晰。

Description

一种铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料用金相腐蚀剂及腐蚀方法
技术领域
本发明属于金相腐蚀技术领域，具体涉及一种铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料用金相腐蚀剂及腐蚀方法。
背景技术
钢铁材料具有一系列优良的性能，如力学性能、焊接性、冷热加工性等，且价格相对便宜，经济性好，是工业领域应用最广泛的金属材料。而铝合金，由于其比强度高、密度小重量轻、成本低、耐腐蚀性好以及优异的导电导热等特点，是继钢铁之后使用最广泛的金属结构材料。在某些工况下，需要兼有铝和钢的优异的耐腐蚀、耐磨、导电导热等优良特性的异种材料连接件，比如铝合金代替某些部位钢材的汽车制造领域、铝制上层建筑和钢制船体连接的舰船领域、铝制上层建筑和钢质主体的建筑等领域。铝/钢复合结构充分利用了各自材料的优势，在成产成本降低的同时，还通过降低结构重量提高了燃油效率、降低了环境的污染，因此被广泛用于汽车、航空、船舶等行业。但是由于铝和钢二者物理化学性能差异较大，连接困难较大亦或者结合界面处产生脆性金属间化合物，使得结合界面质量降低，故而常在铝钢界面加入中间层或复合层，以此来改善连接质量。铝/铝/钛/镍/不锈钢复合板便是在铝/钢复合板间通过爆炸焊接的方法加入铝/钛/镍复合层，不仅以冶金结合方式连接，而且还避免了不必要的脆性金属间化合物的生成。
但是，由于材料在爆炸连接过程中，缺陷无法避免，进而引起了组织发生变化，造成了力学性能变化。金属材料的内部组织结构决定了材料的力学性能，通过金相观察是了解材料内部组织结构最为有效的方法。良好的金相腐蚀能够得到清晰的金相组织，看到明显的晶界，并能够进行组织辨别，进而分析组织对于力学性能的影响。
目前，对于异种材料的腐蚀而言，常采用分步腐蚀法，但这种方法常因各腐蚀剂浓度，时间等因素的影响，很难把握尺度，出现过腐蚀和腐蚀不充分现象，进而使得同时实现均匀腐蚀出多层异种材料的基体和界面间的金相组织变得渺茫。通常，奥氏体不锈钢采用采用硝酸酒精腐蚀和草酸溶液电化学腐蚀，采用该方法获得组织较为清晰，但对奥氏体不锈钢和其他异种材料而言，当二者组织、电位等差异较大时，电解腐蚀可能也达不到想要的结果。若采用易挥发，腐蚀强的王水，腐蚀时反应剧烈，难控制，很难把握尺度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料用金相腐蚀剂及腐蚀方法，使得在腐蚀铝/铝/钛基体及界面和不锈钢基体及镍/不锈钢时，镍不发生腐蚀或者仅为弱腐蚀，腐蚀过程平稳，易于操作，解决了钛钢腐蚀剂对镍腐蚀的干扰。
本发明采用以下技术方案：
一种铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料用金相腐蚀剂，包括依次使用的铝/铝/钛腐蚀剂、镍/不锈钢腐蚀剂和镍腐蚀剂；铝/铝/钛腐蚀剂包括氢氟酸、硝酸和水，氢氟酸：硝酸：水的体积比为2：1：(10～20)；镍/不锈钢腐蚀剂为硝酸、水和三氯化铁，硝酸：水：三氯化铁的体积质量比以ml/g计为5:2：(8～10)，镍腐蚀剂为硝酸、冰乙酸和水，硝酸：冰乙酸：水的体积比为4：(5～10)：1，铝/铝/钛腐蚀剂、镍/不锈钢腐蚀剂和镍腐蚀剂依次擦拭铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料完成金相腐蚀。
具体的，氢氟酸：硝酸：水的体积比为2：1：16。
具体的，硝酸：水：三氯化铁的体积质量比以ml/g计为5：2：9。
具体的，硝酸：冰乙酸：水的体积比为4：7：1。
本发明的另一个技术方案是，一种铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料的腐蚀方法，利用所述铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料用金相腐蚀剂，具体为：先采用铝/铝/钛腐蚀剂对铝/铝/钛界面及基体两侧进行浸泡或擦拭腐蚀，再采用镍/不锈钢腐蚀剂对镍/不锈钢界面及基体两侧进行浸泡或擦拭腐蚀，最后采用镍腐蚀剂对钛/镍/不锈钢界面及镍基体进行擦拭腐蚀。
具体的，采用铝/铝/钛腐蚀剂对铝/铝/钛界面及基体两侧进行浸泡或擦拭腐蚀的时间为30～40s。
具体的，采用镍/不锈钢腐蚀剂对镍/不锈钢界面及基体两侧进行浸泡或擦拭腐蚀的时间为51～55s。
具体的，采用镍腐蚀剂对钛/镍/不锈钢界面及镍基体进行擦拭腐蚀的时间为5～9s。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明一种铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料用金相腐蚀剂，在腐蚀过程中，由于晶界原子排列不规则，自由能较高，晶界易受腐蚀而呈凹坑在显微镜下显现组织。但由于同一种腐蚀剂对不同材料腐蚀溶解不同亦或者不同腐蚀剂对同一材料腐蚀溶解不同，这一思路常被用于分步腐蚀多层异种材料。本发明采用此顺序的腐蚀剂及其配比，能腐蚀出相应金相组织的同时；最先使用的铝/铝/钛腐蚀剂对还未腐蚀的镍/不锈钢材料无腐蚀，其后镍/不锈钢腐蚀剂对还未腐蚀的镍组织有弱腐蚀；最后使用的镍腐蚀剂对已经腐蚀的钛和不锈钢无腐蚀或弱腐蚀。
进一步的，选用铝/铝/钛腐蚀剂且氢氟酸：硝酸：水的体积比为2：1：16，可节省腐蚀剂的同时，可清晰的腐蚀出铝/铝/钛材料界面和基体的金相组织且对还未腐蚀的镍侧无腐蚀。
进一步的，选用镍/不锈钢腐蚀剂且硝酸：水：三氯化铁的体积质量比以ml/g计为5：2：9，可清晰的腐蚀出镍/不锈钢靠近不锈钢侧的界面和基体的金相组织，且对还未腐蚀的镍侧弱腐蚀。
进一步的，选用镍腐蚀剂且硝酸：冰乙酸：水的体积比为4：7：1，可清晰的腐蚀出钛/镍/不锈钢界面靠近不锈钢侧的界面和镍基体的金相组织。
本发明一种铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料的腐蚀方法，采用分步法均匀腐蚀出多层异种材料时，先使用的腐蚀剂对其周围已腐蚀和未腐蚀的材料无腐蚀或弱腐蚀，可同时观测到多层异种材料界面和基体的金相组织；节省腐蚀剂的同时，可清晰的腐蚀出多层异种材料界面和基体的金相组织，镍/不锈钢的腐蚀剂能腐蚀出不锈钢但对镍的一侧腐蚀较弱；采用30～40s的腐蚀时间，均可观测到不同清晰度的多层异种材料界面和基体的金相组织，铝/铝/钛腐蚀剂腐蚀铝/铝/钛界面和基体时，超该时间段，铝腐过；少于30～40s的腐蚀时间，钛金相组织不明显，最后腐蚀出中间部位镍金相组织的同时，对已腐蚀的钛和不锈钢弱腐蚀或不腐蚀。
进一步的，选用铝/铝/钛腐蚀剂腐蚀30～40s，钛组织清晰显现、铝组织绝大部分未过腐蚀且对还未腐蚀的镍无腐蚀。
进一步的，选用镍/不锈钢腐蚀剂腐蚀51～55s，不锈钢侧组织清晰可见且对还未腐蚀的镍弱腐蚀。
进一步的，选用镍腐蚀剂腐蚀5～9s，镍侧组织清晰可见且对已腐蚀的不锈钢和钛侧无腐蚀。
综上所述，本发明腐蚀剂可在较短时间内进行分步腐蚀，先使用的腐蚀剂对其周围已腐蚀和未腐蚀的材料无腐蚀或弱腐蚀，同时观测到多层异种材料界面和基体的金相组织且此法操作简单，组织晶界轮廓清晰。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为采用本发明新制备的金相腐蚀剂对铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料铝/铝结合界面及两侧基体腐蚀后的界面金相组织示意图；
图2为采用本发明新制备的金相腐蚀剂对铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料铝/钛结合界面及两侧基体腐蚀后的界面金相组织示意图；
图3为采用本发明新制备的金相腐蚀剂对铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料钛/镍结合界面及两侧基体腐蚀后的界面金相组织示意图；
图4为采用本发明新制备的金相腐蚀剂对铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料镍/不锈钢结合界面及两侧基体腐蚀后的界面金相组织示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
本发明提供了一种铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料用金相腐蚀剂及腐蚀方法，针对铝/铝/钛和镍/不锈钢层状复合材料的金相腐蚀；铝/铝/钛腐蚀剂由氢氟酸、硝酸和水组成；镍/不锈钢腐蚀剂由氯化铁、硝酸和水组成；本发明能够用同一腐蚀剂同时快捷地实现铝/铝和铝/钛界面及两侧的金相组织腐蚀以及在腐蚀镍/不锈钢界面时，不锈钢的腐蚀剂对镍进行弱腐蚀或不腐蚀，有效地解决了钛以及钛合金腐蚀剂对铝过腐蚀的干扰；钢的腐蚀剂也解决了对镍过腐蚀这一问题。
本发明一种铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料用金相腐蚀剂，包括依次使用的铝/铝/钛腐蚀剂、镍/不锈钢腐蚀剂和镍腐蚀剂；铝/铝/钛腐蚀剂包括氢氟酸、硝酸和水，氢氟酸：硝酸：水的体积比为2：1：(10～20)；镍/不锈钢腐蚀剂包括硝酸、水和三氯化铁，硝酸：水：三氯化铁的体积质量比以ml/g计为5:2：(8～10)，镍腐蚀剂包括硝酸、冰乙酸和水，硝酸：冰乙酸：水的体积比为4：(5～10)：1；其中，氢氟酸、硝酸、三氯化铁均为分析纯，水为去离子水，铝/铝/钛腐蚀剂、镍/不锈钢腐蚀剂和镍腐蚀剂依次擦拭铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料完成金相腐蚀。
优选的，氢氟酸：硝酸：水的体积比以ml计为2：1：16。
优选的，硝酸：水：三氯化铁的体积质量比以ml/g计为5：2：9。
优选的，硝酸：冰乙酸：水的体积比为4：7：1。
本发明一种铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料的金相腐蚀方法，对铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料进行三次腐蚀；具体为：
采用铝/铝/钛腐蚀剂对铝/铝/钛界面及基体两侧进行擦拭腐蚀，再采用镍/不锈钢腐蚀剂对镍/不锈钢界面及基体两侧进行擦拭腐蚀，最后采用镍腐蚀剂对钛/镍/不锈钢界面及镍基体进行擦拭腐蚀。
其中，针对铝/铝/钛界面及其两侧进行擦拭腐蚀的腐蚀时间为30～40s；针对镍/不锈钢界面及其两侧进行擦拭腐蚀的腐蚀时间为51～55s，针对镍/不锈钢界面及镍侧基体进行擦拭腐蚀的腐蚀时间为5～9s。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施提供一种铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料的金相腐蚀液，该金相腐蚀液组分及配比分别为氢氟酸2ml、硝酸1ml和水20ml；硝酸5ml、水2ml和三氯化铁8g；硝酸4ml、冰乙酸5ml和水1ml。
一种使用上述铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料的金相腐蚀剂的腐蚀方法，该腐蚀方法包括以下步骤：
步骤一：对铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料，按照常规方法进行切取、粗磨、细磨、机械抛光，磨制所用的砂纸牌号依次为200#、400#、800#、1000#、1200#、1500#、2000#，3000#、5000#、抛光液为1μm的二氧化硅抛光液；
步骤二：将铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料(基材304不锈钢，覆材5083铝合金，中间复合层从上到下依次为1060纯铝、TA2和纯镍)腐蚀面侧立放入到配置好的腐蚀液中，且腐蚀液刚好没过铝/铝/钛/镍界面，采用轻搅拌或轻振动的方式，使产生的气泡离开待腐蚀面，以此来降低气泡对腐蚀面产生的影响；或用棉花球沾取铝/铝/钛爆炸复合材料的金相腐蚀剂在铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料靠近铝/铝/钛/镍侧磨面上进行擦拭，先对铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料的铝/铝/钛/镍结合界面及铝侧基体进行腐蚀，腐蚀的时间为30秒；
步骤三：使用清水冲洗铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料表面，再用带有无水乙醇的干净棉球擦拭其表面，并将其表面立即用吹风机吹干；
步骤四：将铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料浸入不锈钢腐蚀剂中，且腐蚀液刚好没过镍/不锈钢界面，采用轻搅拌或轻振动的方式，使产生的气泡离开待腐蚀面，以此来降低气泡对腐蚀面产生的影响；或用棉花球沾取不锈钢爆炸复合材料的金相腐蚀剂在镍/不锈钢爆炸界面及不锈钢基体侧磨面上进行擦拭腐蚀，腐蚀的时间为51秒；
步骤五：使用清水冲铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料表面，再用带有无水乙醇的干净棉球擦拭其表面，并将其表面立即用吹风机吹干；
步骤六：棉花球沾取镍腐蚀剂4ml硝酸、5ml冰乙酸和1ml水，在钛/镍/不锈钢爆炸界面及镍基体磨面上进行擦拭腐蚀，腐蚀的时间为5秒；
步骤七：使用清水冲铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料表面，再用带有无水乙醇的干净棉球擦拭其表面，并将其表面立即用吹风机吹干，获得腐蚀后的铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料表面，即可用来对铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料进行金相观察。
通过本实施例腐蚀剂腐蚀后，铝/铝/钛/镍界面与基体金相组织和缺陷形貌稍有雏形，但不清晰，反观不锈钢侧，组织未显现。
实施例2
本实施提供一种铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料的金相腐蚀液，该金相腐蚀液组分及配比分别为氢氟酸2ml、硝酸1ml和水10ml；硝酸5ml、水2ml和三氯化铁8g；硝酸4ml、冰乙酸10ml和水1ml。
一种使用上述铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料的金相腐蚀剂的腐蚀方法，该腐蚀方法包括以下步骤：
步骤一：对铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料，按照常规方法进行切取、粗磨、细磨、机械抛光，磨制所用的砂纸牌号依次为200#、400#、800#、1000#、1200#、1500#、2000#，3000#、5000#、抛光液为1μm的二氧化硅抛光液；
步骤二：将铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料(基材304不锈钢，覆材5083铝合金，中间复合层从上到下依次为1060纯铝、TA2和纯镍)腐蚀面侧立放入到配置好的腐蚀液中，且腐蚀液刚好没过铝/铝/钛/镍界面，采用轻搅拌或轻振动的方式，使产生的气泡离开待腐蚀面，以此来降低气泡对腐蚀面产生的影响；或用棉花球沾取铝/铝/钛爆炸复合材料的金相腐蚀剂在铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料靠近铝/铝/钛/镍侧磨面上进行擦拭，先对铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料的铝/铝/钛/镍结合界面及铝侧基体进行腐蚀，腐蚀的时间为40秒；
步骤三：使用清水冲洗铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料表面，再用带有无水乙醇的干净棉球擦拭其表面，并将其表面立即用吹风机吹干；
步骤四：将铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料浸入不锈钢腐蚀剂中，且腐蚀液刚好没过镍/不锈钢界面，采用轻搅拌或轻振动的方式，使产生的气泡离开待腐蚀面，以此来降低气泡对腐蚀面产生的影响；或用棉花球沾取不锈钢爆炸复合材料的金相腐蚀剂在镍/不锈钢爆炸界面及不锈钢基体侧磨面上进行擦拭腐蚀，腐蚀的时间为55秒；
步骤五：使用清水冲铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料表面，再用带有无水乙醇的干净棉球擦拭其表面，并将其表面立即用吹风机吹干；
步骤六：棉花球沾取镍腐蚀剂4ml硝酸、10ml冰乙酸和1ml水，在钛/镍/不锈钢爆炸界面及镍基体磨面上进行擦拭腐蚀，腐蚀的时间为9秒；
步骤七：使用清水冲铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料表面，再用带有无水乙醇的干净棉球擦拭其表面，并将其表面立即用吹风机吹干，获得腐蚀后的铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料表面，即可用来对铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料进行金相观察。
与实施1相比，实施2中的1060纯铝部位腐过大部分发黑，镍侧少许；而不锈钢侧，组织仍未显现。
实施例3
本实施提供一种铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料的金相腐蚀液，该金相腐蚀液组分及配比分别为氢氟酸2ml、硝酸1ml和水16ml；硝酸5ml、水2ml和三氯化铁10g；硝酸4ml、冰乙酸6ml和水1ml。
一种使用上述铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料的金相腐蚀剂的腐蚀方法，该腐蚀方法包括以下步骤：
步骤一：对铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料，按照常规方法进行切取、粗磨、细磨、机械抛光，磨制所用的砂纸牌号依次为200#、400#、800#、1000#、1200#、1500#、2000#，3000#、5000#、抛光液为1μm的二氧化硅抛光液；
步骤二：将铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料(基材304不锈钢，覆材5083铝合金，中间复合层从上到下依次为1060纯铝、TA2和纯镍)腐蚀面侧立放入到配置好的腐蚀液中，且腐蚀液刚好没过铝/铝/钛/镍界面，采用轻搅拌或轻振动的方式，使产生的气泡离开待腐蚀面，以此来降低气泡对腐蚀面产生的影响；或用棉花球沾取铝/铝/钛爆炸复合材料的金相腐蚀剂在铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料靠近铝/铝/钛/镍侧磨面上进行擦拭，先对铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料的铝/铝/钛/镍结合界面及铝侧基体进行腐蚀，腐蚀的时间为37秒；
步骤三：使用清水冲洗铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料表面，再用带有无水乙醇的干净棉球擦拭其表面，并将其表面立即用吹风机吹干；
步骤四：将铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料浸入不锈钢腐蚀剂中，且腐蚀液刚好没过镍/不锈钢界面，采用轻搅拌或轻振动的方式，使产生的气泡离开待腐蚀面，以此来降低气泡对腐蚀面产生的影响；或用棉花球沾取不锈钢爆炸复合材料的金相腐蚀剂在镍/不锈钢爆炸界面及不锈钢基体侧磨面上进行擦拭腐蚀，腐蚀的时间为53秒；
步骤五：使用清水冲铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料表面，再用带有无水乙醇的干净棉球擦拭其表面，并将其表面立即用吹风机吹干；
步骤六：棉花球沾取镍腐蚀剂4ml硝酸、6ml冰乙酸和1ml水，在钛/镍/不锈钢爆炸界面及镍基体磨面上进行擦拭腐蚀，腐蚀的时间为8秒；
步骤七：使用清水冲铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料表面，再用带有无水乙醇的干净棉球擦拭其表面，并将其表面立即用吹风机吹干，获得腐蚀后的铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料表面，即可用来对铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料进行金相观察。
本实施例的结果显示，铝/铝/钛界面与基体以及不锈钢侧组织均清晰，但镍/不锈钢靠近镍侧，镍晶界出现微发黑现象，这可能由于不锈钢的腐蚀剂相比实施例1和2增加了1g三氯化铁。多的氯离子进入三价铁离子和硝酸溶液中，会起到王水的效果，对镍/不锈钢界面及镍侧进行弱腐蚀，故而此腐蚀剂中，三氯化铁不易过多。
实施例4
本实施提供一种铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料的金相腐蚀液，该金相腐蚀液组分及配比分别为氢氟酸2ml、硝酸1ml和水16ml；硝酸5ml、水2ml和三氯化铁9g；硝酸4ml、冰乙酸7ml和水1ml。
一种使用上述铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料的金相腐蚀剂的腐蚀方法，该腐蚀方法包括以下步骤：
步骤一：对铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料，按照常规方法进行切取、粗磨、细磨、机械抛光，磨制所用的砂纸牌号依次为200#、400#、800#、1000#、1200#、1500#、2000#，3000#、5000#、抛光液为1μm的二氧化硅抛光液；
步骤二：将铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料(基材304不锈钢，覆材5083铝合金，中间复合层从上到下依次为1060纯铝、TA2和纯镍)腐蚀面侧立放入到配置好的腐蚀液中，且腐蚀液刚好没过铝/铝/钛/镍界面，采用轻搅拌或轻振动的方式，使产生的气泡离开待腐蚀面，以此来降低气泡对腐蚀面产生的影响；或用棉花球沾取铝/铝/钛爆炸复合材料的金相腐蚀剂在铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料靠近铝/铝/钛/镍侧磨面上进行擦拭，先对铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料的铝/铝/钛/镍结合界面及铝侧基体进行腐蚀，腐蚀的时间为33秒；
步骤三：使用清水冲洗铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料表面，再用带有无水乙醇的干净棉球擦拭其表面，并将其表面立即用吹风机吹干；
步骤四：将铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料浸入不锈钢腐蚀剂中，且腐蚀液刚好没过镍/不锈钢界面，采用轻搅拌或轻振动的方式，使产生的气泡离开待腐蚀面，以此来降低气泡对腐蚀面产生的影响；或用棉花球沾取不锈钢爆炸复合材料的金相腐蚀剂在镍/不锈钢爆炸界面及不锈钢基体侧磨面上进行擦拭腐蚀，腐蚀的时间为52秒；
步骤五：使用清水冲铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料表面，再用带有无水乙醇的干净棉球擦拭其表面，并将其表面立即用吹风机吹干；
步骤六：棉花球沾取镍腐蚀剂4ml硝酸、7ml冰乙酸和1ml水，在钛/镍/不锈钢爆炸界面及镍基体磨面上进行擦拭腐蚀，腐蚀的时间为6秒；
步骤七：使用清水冲铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料表面，再用带有无水乙醇的干净棉球擦拭其表面，并将其表面立即用吹风机吹干，获得腐蚀后的铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料表面，即可用来对铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料进行金相观察。
附图中的金相图来源于该实施例后的结果，与实施例2，铝/铝/钛界面与基体的腐蚀浓度和腐蚀时间均有减少；而与实施例3相比，三氯化铁量减少，降低了“王水”的效应，腐蚀效果较好。
实施例5
本实施提供一种铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料的金相腐蚀液，该金相腐蚀液组分及配比分别为氢氟酸2ml、硝酸1ml和水13ml；硝酸5ml、水2ml和三氯化铁9g；硝酸4ml、冰乙酸7ml和水1ml。
一种使用上述铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料的金相腐蚀剂的腐蚀方法，该腐蚀方法包括以下步骤：
步骤一：对铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料，按照常规方法进行切取、粗磨、细磨、机械抛光，磨制所用的砂纸牌号依次为200#、400#、800#、1000#、1200#、1500#、2000#，3000#、5000#、抛光液为1μm的二氧化硅抛光液；
步骤二：将铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料(基材304不锈钢，覆材5083铝合金，中间复合层从上到下依次为1060纯铝、TA2和纯镍)腐蚀面侧立放入到配置好的腐蚀液中，且腐蚀液刚好没过铝/铝/钛/镍界面，采用轻搅拌或轻振动的方式，使产生的气泡离开待腐蚀面，以此来降低气泡对腐蚀面产生的影响；或用棉花球沾取铝/铝/钛爆炸复合材料的金相腐蚀剂在铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料靠近铝/铝/钛/镍侧磨面上进行擦拭，先对铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料的铝/铝/钛/镍结合界面及铝侧基体进行腐蚀，腐蚀的时间为39秒；
步骤三：使用清水冲洗铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料表面，再用带有无水乙醇的干净棉球擦拭其表面，并将其表面立即用吹风机吹干；
步骤四：将铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料浸入不锈钢腐蚀剂中，且腐蚀液刚好没过镍/不锈钢界面，采用轻搅拌或轻振动的方式，使产生的气泡离开待腐蚀面，以此来降低气泡对腐蚀面产生的影响；或用棉花球沾取不锈钢爆炸复合材料的金相腐蚀剂在镍/不锈钢爆炸界面及不锈钢基体侧磨面上进行擦拭腐蚀，腐蚀的时间为54秒；
步骤五：使用清水冲铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料表面，再用带有无水乙醇的干净棉球擦拭其表面，并将其表面立即用吹风机吹干；
步骤六：棉花球沾取镍腐蚀剂4ml硝酸、7ml冰乙酸和1ml水，在钛/镍/不锈钢爆炸界面及镍基体磨面上进行擦拭腐蚀，腐蚀的时间为9秒；
步骤七：使用清水冲铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料表面，再用带有无水乙醇的干净棉球擦拭其表面，并将其表面立即用吹风机吹干，获得腐蚀后的铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料表面，即可用来对铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料进行金相观察。
结果显示，该实施例下的1060纯铝组织介于实施例1和实施例2的1060纯铝组织间，组织清晰，但部分晶界处存在发黑过腐现象。而其他复合板界面及基体的组织清晰可观，此时的镍侧组织和实施例4中镍的组织相同，说明此时不锈钢腐蚀剂配比对镍的影响较小。
采用光学显微镜分别对处理后的退火态的铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料的界面进行组织观察。如图1、图2和图3所示，使用本发明此实施例4制备的铝/铝/钛和镍的金相腐蚀剂对铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料铝/铝、铝/钛和钛/镍结合界面及两侧基体进行腐蚀，5083铝合金侧可见清晰的金相组织，且有Al3Mg2和Al4Mn相析出；1060纯铝、镍侧和钛侧组织也清晰可见，钛侧的组织为等轴α相。如图3和图4所示，使用不锈钢的腐蚀剂对铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料镍/不锈钢结合界面及不锈钢基体进行腐蚀，镍和钢侧金相组织清晰可见，且钢侧获得显微组织为珠光体(P)+铁素体(F)。此实施例4可获得清晰的铝侧、钛侧的金相组织以及界面组织。
综上所述，本发明一种铝/铝/钛/镍/不锈钢爆炸复合材料的金相腐蚀剂及其腐蚀方法，铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料金相腐蚀剂及腐蚀方法，主要针对铝/铝/钛和镍/不锈钢层状复合材料的金相腐蚀。铝/铝/钛腐蚀剂由氢氟酸、硝酸和水组成；镍/不锈钢腐蚀剂由氯化铁、硝酸和水组成。本发明用腐蚀剂分步快捷地实现铝/铝和铝/钛界面及两侧的金相组织腐蚀以及在腐蚀镍/不锈钢界面时，不锈钢的腐蚀剂，都对镍进行弱腐蚀或不腐蚀，有效地解决了钛以及钛合金腐蚀剂对铝过腐蚀的干扰；钢的腐蚀剂也解决了对镍过腐蚀这一问题。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料用金相腐蚀剂，其特征在于，包括依次使用的铝/铝/钛腐蚀剂、镍/不锈钢腐蚀剂和镍腐蚀剂；铝/铝/钛腐蚀剂包括氢氟酸、硝酸和水，氢氟酸：硝酸：水的体积比为2：1：(10～20)；镍/不锈钢腐蚀剂为硝酸、水和三氯化铁，硝酸：水：三氯化铁的体积质量比以ml/g计为5:2：(8～10)，镍腐蚀剂为硝酸、冰乙酸和水，硝酸：冰乙酸：水的体积比为4：(5～10)：1，采用浸泡或擦拭的方式，依次使用铝/铝/钛腐蚀剂、镍/不锈钢腐蚀剂和镍腐蚀剂对铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料进行金相腐蚀。
2.根据权利要求1所述的铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料用金相腐蚀剂，其特征在于，氢氟酸：硝酸：水的体积比为2：1：16。
3.根据权利要求1所述的铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料用金相腐蚀剂，其特征在于，硝酸：水：三氯化铁的体积质量比以ml/g计为5：2：9。
4.根据权利要求1所述的铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料用金相腐蚀剂，其特征在于，硝酸：冰乙酸：水的体积比为4：7：1。
5.一种铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料的腐蚀方法，其特征在于，利用权利要求1所述铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料用金相腐蚀剂，具体为：先采用铝/铝/钛腐蚀剂对铝/铝/钛界面及基体两侧进行浸泡或擦拭腐蚀，再采用镍/不锈钢腐蚀剂对镍/不锈钢界面及基体两侧进行浸泡或擦拭腐蚀，最后采用镍腐蚀剂对钛/镍/不锈钢界面及镍基体进行擦拭腐蚀。
6.根据权利要求5所述的腐蚀方法，其特征在于，采用铝/铝/钛腐蚀剂对铝/铝/钛界面及基体两侧进行浸泡或擦拭腐蚀的时间为30～40s。
7.根据权利要求5所述的腐蚀方法，其特征在于，采用镍/不锈钢腐蚀剂对镍/不锈钢界面及基体两侧进行浸泡或擦拭腐蚀的时间为51～55s。
8.根据权利要求5所述的腐蚀方法，其特征在于，采用镍腐蚀剂对钛/镍/不锈钢界面及镍基体进行擦拭腐蚀的时间为5～9s。
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