DD294893A5

DD294893A5 - SAMPLE HOLDER FOR THE CLAIM CLAUSE PREPARATION

Info

Publication number: DD294893A5
Application number: DD34128190A
Authority: DD
Inventors: Frank Muecklich; Angelika Mueller; Gudrun Heinzel
Original assignee: Bergakademie Freiberg Direktorat Fuer Forschung,De
Priority date: 1990-06-05
Filing date: 1990-06-05
Publication date: 1991-10-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Probenhalterung fuer die Schraegschliffherstellung in allen Bereichen der Festkoerperpraeparation unterschiedlichster schlifftechnischer Anwendungsfaelle. Erfindungsgemaesz sind unter Einsatz eines fuer die normale metallographische Schlifftechnik verwendeten Probenhalters auf dem Probenteller drei auf dem Umfang im gleichen Abstand in radialer Anordnung befindliche Kassetten mittels Schwalbenschwanzfuehrung befestigt. Die Kassetten weisen eine Haltevorrichtung und zwischen Kassettenfassung und Haltevorrichtung jeweils eine verschleiszfeste Keramik, die ueber die Kassette hinausragt, auf. Die Probe wird in einen Formkoerper eingegossen. Die zu praeparierende Probenseite wird waehrend der Einbettung auf die Grundflaeche der Einbettform gepreszt, so dasz Probenseite und Grundflaeche parallel zueinander liegen. Der so entstandene Probenkoerper wird in die Kassette eingesetzt. Der Winkel zwischen verschleiszfester Kante und Probenkoerper ist, indem die Probe ueber eine wippeaehnliche Vorrichtung angehoben wird, reproduzierbar einstellbar. Der gewaehlte Winkel wird eingestellt und die Probe in dieser Stellung in der Kassette fixiert, wobei die Probenseite ueber die verschleiszfeste Kante der Keramik hinausragt. Anschlieszend wird praepariert bis Anschliffflaeche und verschleiszfeste Kante eine Ebene bilden und die endpolierte Flaeche den gewuenschten Anforderungen entspricht.{Probenhalter; Festkoerperpraeparation; Schlifftechnik, metallographisch; Probenteller; Kassetten; Keramik; Einbettung; Formkoerper; Anschliffflaeche}The invention relates to a sample holder for the Schraegschliffherstellung in all areas of Festkoerperpraeparation different cutting technical applications cases. According to the invention, using a sample holder for normal metallographic grinding on the sample tray, three cassettes circumferentially equidistant in radial arrangement are secured by dovetail guidance. The cassettes have a holding device and between the cassette holder and holding device in each case a wear-resistant ceramic, which protrudes beyond the cassette on. The sample is poured into a mold. During the embedding, the sample side to be prepared is pressed against the base surface of the embedding mold, so that the sample side and the base surface lie parallel to one another. The resulting sample is inserted into the cassette. The angle between the wear-resistant edge and the sample body is reproducibly adjustable by raising the sample by means of a device similar to a seesaw. The selected angle is set and the sample is fixed in this position in the cassette, with the sample side protruding beyond the non-wearing edge of the ceramic. Subsequently, it is prepared until the grinding surface and the wear-resistant edge form a plane and the end-polished surface meets the desired requirements. Festkoerperpraeparation; Cut technique, metallographic; Sample tray; cartridges; ceramics; embedding; Formkoerper; ground face}

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Probenhalterung für die Schrögschliffherstellung in allen Bereichen der Festkörperpräparation unterschiedlichster schlifftechnischer Anwendungsfälle.The invention relates to a sample holder for Schrögschliffherstellung in all areas of the solid state preparation of a variety of cutting applications.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Die Schrägschlifftechnik findet hauptsächlich bei wenig kompaktem Probenmaterial, wie dünne Drähte, Folien, kleine Bauelemente und bei Untersuchungen sehr dünner Schichten und deren Dickenmessung, Anwendung. Die Werkstoffoberfläche wird dazu nicht senkrecht, sondern schräg angeschliffen. Es gilt hierbei folgender Zusammenhang: Beim Schrägschliff vergrößert sich die Oberflächenschicht auf D = d/sina; d bedeutet hierbei die tatsächliche Dicke der Schicht und mit α bezeichnet rr.an den Winkel zwischen Schlifffläche und Werkstoffoberfläche. Je kleiner der Winkel ist, umso größer ist die Breite der angeschliffenen Oberflächenschicht (SCHUMANN, H.; .Metallographie", Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1975). Waschul (WASCHUL, H.; „Präparative Metallographie", Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1984) gibt die drei wesentlichsten methodischen Varianten der Schrägschlifftechnik wie folgt an:The bevel grinding technique is mainly used in less compact sample material, such as thin wires, foils, small components and in investigations of very thin layers and their thickness measurement, application. The material surface is not ground perpendicularly, but obliquely. The following relationship applies here: In the oblique cut, the surface layer increases to D = d / sina; d denotes the actual thickness of the layer and α denotes the angle between the cutting face and the material surface. The smaller the angle, the greater the width of the ground surface layer (SCHUMANN, H., "Metallography", Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1975), Waschul (WASCHUL, H .; "Preparative Metallography", Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1984 ) gives the three most important methodical variants of the bevel grinding technique as follows:

a) ebene Probe In Schräglagea) level sample in an inclined position

b) Einschleifen mit Umfangschleifkörperb) Grinding with circumferential grinding body

c) Einschleifen mit Kugelschleifkörperc) Grinding with ball grinder

Ein großer Nachteil bei den Varianten b) und c) ist, daß die geringe Oberflächengüte der Schlifffläche nach dem Schleifen nicht durch Polieren verbessert werden kann und damit ausgezackte Schicht-Substrat-Übergänge das genaue Ausmessen der Schichtdicke erschweren (BAREGHOORN, H.; Wiss. Z. Techn, Hochschule Dresden 4,1954/55,1, S.83-86).A major disadvantage of variants b) and c) is that the small surface finish of the finish surface after grinding can not be improved by polishing, and thus jagged layer-substrate transitions make accurate measurement of the layer thickness more difficult (BAREGHOORN, H., Wiss. Z. Techn, University of Dresden 4,1954 / 55,1, S.83-86).

Die von Herff und Roeder (HERFF, K. T.; ROEDR, E.; Praktische Metallographie 9,1972,11, S.615-623) beschriebene Methode des Einschleifens mittels Stahlkugel, deren Durchmesser in die Berechnung der wahren Schichtdicke eingeht, läßt vermuten, daß beim Bearbeiten sehr harter Schichten, z. B. von TiN, die Stahlkugel stark abgenutzt und deren Schichtdickenwert verfälscht, oder aber der Schleifkörper ständig ausgetauscht werden muß.The method described by Herff and Roeder (HERFF, KT, ROEDR, E, Practical Metallography 9, 1972, 11, p.615-623) of steel ball grinding, the diameter of which is included in the calculation of the true layer thickness, suggests that when working very hard layers, z. B. of TiN, the steel ball worn out and their layer thickness value falsified, or the abrasive body must be constantly replaced.

Soll bei der Varlanto a) die Schräglage der Probo durch Unterkleben erzeugt werden, muß erreicht werden, daß Probenober- und •Unterseite sowie Kittfläche parallel sind. Andernfalls wird der Anschliffwinkel nicht eingehalten.If, in Varlanto a) the inclination of the Probo is to be created by undercutting, it must be ensured that the upper and lower surfaces of the sample and the cement surface are parallel. Otherwise, the bevel angle is not maintained.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, einen Probenhalter bereitzustellen, mit dem mehrere Proben mit reproduzierbar einstellbarem Winkel gehaltert und damit zeiteffektiv und teilautomatisiert nach der Schrägschlifftechnik präpariert werden können.The aim of the invention is to provide a sample holder with which a plurality of samples can be held with a reproducibly adjustable angle and thus can be prepared in a time-effective and semi-automatic manner according to the beveled grinding technique.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, einen Probenhalter für die Schrägschliffherstellung an wenig kompaktem Probenmaterial, Insbesondere an Schichtwerkstoffen, zu entwickeln und dabei eine hohe Genauigkeit der Winkeleinstellung zu gewährleisten.The invention is based on the technical object of developing a sample holder for the production of bevelled edges on less compact sample material, in particular of coating materials, and thereby ensuring a high accuracy of the angle adjustment.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß unter Einsatz eines für die normale metallographische Schlifftechnik verwendeten Probenhalters auf dem Probenteller drei auf dem Umfang im gleichen Abstand in radialer Anordnung befindliche Kassetten mittels Schwalbenschwanzführung befestigt sind. Die Kassetten weisen oine Haltevorrichtung und zwischen Kassettenfassung und Haltevorrichtung jeweils eine verschleißfeste Keramik, die über die Kassette hinausragt, auf. Die Probe wird in einen Formkörper eingegossen. Die zu präparierende Probenseite wird während der Einbettung auf die Grundfläche der Einbettform gepreßt, so daß Probenseite und Grundfläche parallel zueinander liegen. Der so entstandene Probenkörper wird in die Kassette eingesetzt. Der Winkel zwischen verschleißfester Kante und Probenkörper ist, indem die Probe über eine wippeähnliche Vorrichtung angehoben wird, reproduzierbar einstellbar. Der gewählte Winkel wird eingestellt und die Probe In dieser Stellung in der Kassette fixiert, wobei die Probenseite über die verschleißfeste Kante der Keramik hinausragt. Anschließend wird präpariert bis Anschlifffläche und verschleißfeste Kante eine Ebene bilden und die endpolierte Fläche den gewünschton Anforderungen entspricht.According to the invention, this object is achieved in that using a sample holder used for the normal metallographic grinding technique on the sample tray three on the circumference at the same distance in radial arrangement located cassettes are attached by dovetail guide. The cassettes have oine holding device and between the cassette holder and holding device in each case a wear-resistant ceramic, which protrudes beyond the cassette on. The sample is poured into a shaped body. During the embedding, the sample side to be prepared is pressed onto the base of the embedding mold, so that the sample side and the base surface are parallel to one another. The resulting sample is inserted into the cassette. The angle between the wear-resistant edge and the specimen can be reproducibly adjusted by raising the specimen by means of a rocker-like device. The selected angle is adjusted and the sample is fixed in this position in the cassette with the sample side protruding beyond the wear-resistant edge of the ceramic. Then it is prepared until the grinding surface and the wear-resistant edge form a plane and the end-polished surface meets the desired requirements.

Die Erfindung soll an nachfolgendem Ausführungsbeispiel an Hand der schematischen Darstellungen in Fic. 1 und 2 näher erläutert werden.The invention is based on the following embodiment with reference to the schematic representations in Figs. 1 and 2 are explained in more detail.

Fig.1: cassette Fig. 2: Arrangement of the cassettes on the sample tray

Der erfindungsgemaße Probenhalter besteht aus einem üblichen Probenteller 4 und drei im gleichen Abstand auf dem Umfang in radialer Lage angeordneten Kassetten 1. Die erfindungsgemäßen Kassetten 1 weisen zwei gegenüberliegende schraubstockartige Backen 7, wovon ein Backen 8 beweglich ausgebildet ist, auf. Zwischen Kassettenfassung und den beiden Backen 7 und 8 ist jeweils eine verschleißfeste Keramik 2 befestigt. Diese Keramik ragt über die Kassette 1 hinaus. Die Kassetten 1 sind über eine Schwalbenschwanzführung 3 in den Probenteller eingeführt und besitzen eine entsprechende Befestigungsschraube 5.The inventive sample holder consists of a conventional sample tray 4 and three equally spaced circumferentially arranged in a radial position cartridges 1. The cassettes 1 according to the invention have two opposite vise-like jaws 7, of which a jaw 8 is designed to be movable. Between cassette holder and the two jaws 7 and 8, a wear-resistant ceramic 2 is attached in each case. This ceramic protrudes beyond the cassette 1. The cassettes 1 are introduced via a dovetail guide 3 into the sample tray and have a corresponding fastening screw 5.

Ein 2 mm starkes Stahlblech, das mit Titannitrid plasmatronbeschichtet ist, soll Im Schrägschliff präpariert werden. Es liegen drei Proben mit verschiedenen Schichtdicken des TiN vor. Entsprechend der technologischen Bedingungen während der Beschichtung sind folgende Schichtdicken zu erwarten: 0,5; 0,7 und 1,3μπι. Da diese geringen Schichtdicken im Bereich der Auflösungsgrenze des Lichtmikroskopes liegen, sollen sie zur besseren Gefügebeurteilung und Dickenbestimmung über den Schrägschliff verbreitert werden. Dazu werden die Proben, nachdem eine Schutzschicht aufgebracht wurde, mit der Schichtseite parallel zur Grundfläche der rechteckigen Einbettform, mit einem entsprechenden Einbettwinkel eingebettet. Der Probekörper 6 wird anschließend mit der Kassette 1 auf eine wippeähnliche Vorrichtung gesetzt. Die Kassette 1 sitzt fest auf, während die Probe mit Hilfe einer Stellschraube mit Feingewinde gegenüber den Unterkanten der Kassette 1, mit den darauf befestigten verschleißfesten Kanten, um z. B. 5° gekippt und fesiyespannt wird. Danach werden die Kassetten 1 über die Schwalbenschwanzführung 3 eingesetzt und bis zum Aufsetzen der als Stopper fungierenden verschleißfesten Kanten der Keramik 2 geschliffen und poliert.A 2 mm thick steel sheet, which is plasma-coated with titanium nitride, is to be prepared in an oblique cut. There are three samples with different layer thicknesses of the TiN. According to the technological conditions during the coating, the following layer thicknesses are to be expected: 0.5; 0.7 and 1.3μπι. Since these small layer thicknesses are in the range of the resolution limit of the light microscope, they should be widened over the bevel cut for better microstructure assessment and thickness determination. For this purpose, after a protective layer has been applied, the samples are embedded with the layer side parallel to the base area of the rectangular embedding mold, with a corresponding embedding angle. The specimen 6 is then placed with the cassette 1 on a rocker-like device. The cassette 1 sits firmly on while the sample by means of a set screw with fine thread against the lower edges of the cassette 1, with the wear-resistant edges mounted thereon, for. B. 5 ° tilted and fesiyespannt. Thereafter, the cassettes 1 are inserted via the dovetail guide 3 and ground and polished until the stopper acting wear-resistant edges of the ceramic 2.

Der Winkel kann mit einer Genauigkeit von ± 0,1° eingestellt werden. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Probenhalterung wi'd es möglich, reproduzierbare und zeiteffektive Schrägschliffe anzufertigen, die in der Qualität der Anschliffoberfläche höchsten Anforderungen gerecht werden.The angle can be adjusted with an accuracy of ± 0.1 °. With the aid of the sample holder according to the invention, it is possible to produce reproducible and time-effective inclined cuts which meet the highest requirements in terms of the quality of the polished surface.

Claims

Sample holder for bevel grinding preparation on the basis of a sample holder used for normal metallographic grinding technique, characterized in that on a sample plate (4) three circumferentially equally spaced radial arranged in the cassette (1), a holding device and between the cassette holder and holding device each have a wear-resistant ceramic (2) which projects beyond the cassette (1), are attached.

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