نحوه آماده کردن نمونه زمین شناسی

تئوری آزمایش نمونه برداری زمین شناسی 

متالوگرافی عبارتست از بررسی و مطالعه ساختمان سطح مقطع فلزات و آلیاژها که به دو روش ماکروسکوپی و میکروسکوپ پلاریزان صورت می گیرد . مطالعه ساختمان ماکروسکوپی را ماکروگرافی و ساختمان میکروسکوپی را میکروگرافی می نامند.

ساختمان میکروسکوپ متالورژی

ساختمان میکروسکوپ متالورژی عبارتست از ساختمان فلزات و آلیاژها که با چشم غیر مسلح یا بزرگنمایی های کم قابل رویت باشد.این ساختمان را میتوان مستقیما بر سطح قطعه کار یا بر مقطع شکست آن و یا اغلب بر نمنه هایی که از شمش های بزرگ یا قطعه کارها گرفته می شود مطالعه نمود . در اینجا ابتدا سطع نمونه صیقلی شده و سپس توسط عوامل شیمیایی مخصوص اچ می گردد.

اچ کردن متالوگرافی

اچ کردن متالوگرافی عملی که محلولهای اچ انجام می دهند حل کردن سطح فلز و نشان دادن اجزا مختلف آن و نمایش حفره ها ترکها و دیگر معایت موجود می باشد.

میکروگرافی

میکروگرافی عبارتست از مطالعه ساختمان داخلی فلزات و آلیاژها در زبر یک میکروسکوپ با بزرگنمایی هایی از 75 تا 1500 برابر بیشتر ، ساختمان هایی که بدین صورت مشاهده می شوند ساختمان میکروسکوپی یا نامرئی نامیده می شوند.هدف از مطالعه متالوگرافی تعیین ساختمان داخلی بررسی آن از نظر دانه بندی ، مرز دانه ها ، توزیع دانه ها و فازهای تشکیل دهنده فلز می باشد .علاوه بر آن میتوان آشکار کردن مشخصات ساختمانی ، برخی از انواع اثرات کار مکانیکی ، کشف عیوب ریز (ذرات غیر فلزی ، ترکهای کوچک و غیره ) و در برخی موارد تعیین عناصر شیمیایی آلیاژ ها را نیز در زمره اهداف مطالعات متالوگرافی قرار دارد.

مراحل بررسی سطح مقطع یک فلز

برای بررسی و مطالعه سطح مقطع یک فلز با مراحل زیر را طی کرد.

• نمونه برداری از قطعه مورد بررسی
• مانت کردن
• آماده کردن سطح نمونه(شامل سنگ زنی ، سنباده زدن ، پولیش کردن ، اچ کردن )
• بررسی سطح مقطع به طریق میکروسکوپی و ماکروسکوپی 
• اکنون به تشریح هریک از مراحل فوق می پردازیم.

نمونه برداری از قطعه مورد نظر

DISCOPLAN-TSدستگاه-تهیه-مقاطع-نازک

خرید دستگاه تهیه مقاطع نازک زمین شناسی

برای مطالعه سطح مقطع یک فلزبایستی از آن نمونه برداری کرد ، نمونه باید از قسمتی از قطعه برداشته شود که با سایر مناطق ساختار ، مشابهت دارد .

بطوریکه با توجه به آن بتوان روی حواص کلی قطعه اظهار نظر نمود.

مشاهدات میکروگرافی بر نمونه های بنام مقطع کوچک MICROSECTIOM انجام می گیرد . این کار با برداشتن نمونه کوچکی بهشکل مکعب و به ابعاد 10 میلی متر و یا پولکی به قطر 15 و ارتفاع 15 میلی متر از فلز صورت میگرد.پس اولین مرحله برای مطالعات متالوگرافی شامل نمونه برداری از قطعه کار است که این کار به کمک اره دستی یا ماشین نمونه برداری صورت می گیرد . در این جا باید دقت شود که در ضمن عمل نمونه داخ نشده و سطح برش حتی المکان عمود بر محور نمونه باشد . 

مانت کردن

عمل مانت کردن به دو علت ضورت میگیرد ، یکی آنکه قطعه کار کوچک است و انجام عملیات بر روی آن مشکل می باشد و دوم آنکه استفاده از دستگاه های مخصوص در این مرحله مستلزم آن است که قطعه در ابعاد بخصوصی باشد . مانت کردن یعنی نصب کردن قطعه در داخل مواد پلاستیکی که به دو روش گرم و سرد انجام می پذیرذ.

مانت گرم

دستگاه-مانت-گرم-XQ2B

خرید دستگاه مانت گرم زمین شناسی

مانت گرم : در اینجا ابتدا نمونه را از طرفی که مورد بررسی قرار می گیرد در کف محفظه قالب قرار داده و پودر مخصوص مانت کردن را روی آن می ریزند . سپس این پور تحت فشار و دما ذوب شده و دور نمونه را می گیرد . در مرحله بعد آن را با آب یا وسایل خنک کننده دیگر سرد کرده و به این ترتیب نمونه مانت شده بدست می آید . در این روش دمای لازم برای ذوب پودر مابین 120 تا 180 درجه سانتی گراد می باشد . 

مانت سرد

مانت سرد : بطور کلی برای فلزاتی که دارای نقطه ذوب پائینی بوده و یا انعطاف پذیری زیادی دارند نمی توان از روش مانت گرم استفاده کرد . چرا که اعمال فشار یا درجه حراراتی که در عملیات مانت گرم بکار می رود ساختمان سطح مقطع فلز تغییر داده و مطالعه متالوگرافی آن را مشکل می سازد . در چنین حالتی از مانت سرد استفاده می شود . در اینجا از یک پودر بعلاوه محلول و کاتالیزور بخصوصی استفاده کرده و با مخلوط کردن این مواد مایه اولیته مانت سزد بدست می آید . باز هم نمونه را از طرفی که مورد بررسی قرار میگیرد در کف محفظه قالب قرار داده و مخلوط فوق را بر روی آن ریخته و صبر می کنیم تا خودش را بگیرد . این روش بیشتر برای فلزات غیر آهنی مثل سرب ، قلع ، و غیره مورد استفاده قرار می گیرد.

آماده کردن سطح نمونه

آماده کردن سطح نمونه همانطور که گفته شد شامل مراحل زیر می باشد :

سنگ زدن

نمونه پس از بریده شدن مورد سنگ زنی قرار می گیرد تا گوشه تیز و خطوط عمیق حاصل از اره محو شده و بدین ترتیب از خراب شدن سنباده ها و صفحه پولیش جلوگیری شود . دستگاه سنگ زنی معمولا دارای دو سطح خشن و نرم است .

ابتدا نمونه را روی سطح خشن گرفته و بعد از صاف شدن نسبی آنرا روی دیسک نرمتر میگیریم تا سطح نمونه صافتر گردد . در جریان سنگ زنی باید نمونه را مرتبا در آب سرد فرو برد تا از تغییر احتمالی ساختمان میکروسکوپی آن جلوگیری شود.

سنباده زنی

بعد از آنکه نمونه سنگ زده شده و خطوط عمیق و ناهمواریهای اولیه آن برطرف گردید آنرا روی سنباده 60 که بر روی دیسکی سوار شده است می گیرند تا سطحش قدری صافتر گردد . سپس عملیات سنباده زدن اصلی در چهار مرحله معمولا به ترتیب بر روی سنباده بر  روی سنباده 240 ، 320 ، 400 و 600 صورت می گیرد که سنباده 240 خشن ترین و سنباده 600 نرم ترین آنها می باشد . هر قدر سنباده نرم تر باشد فشردن  نمونه بر روی آن آهسته تر صورت می گیرد . عمل سنباده زنی را ابتدا بر روی کاغذ سنباده خشن شروع کرده و سپس به ترتیب به سنباده های ترم می روند . جهت سنباده زدن از یک دیسک به دیسک بعدی تغییر کرده و هر بار نمونه نمونه به اندازه 90 درجه چرخانده می شود تا خطوطی که از سنباده قبلی حاصل شده است در مرحله بعد کاملا محو گردد و هر بار خطوطی عمود بر خطوط قبلی ایجاد شود . در ضمن هرچه سنباده نرم تر باشد عمل سنباده زنی ملایمتر و با اعمال فشار کمتر و صرف وقت بیشتر صورت می پذیرد . در پایان هر مرحله سنباده زدن و پیش از شروع مرحله بعدی بر روی سنباده نرم تر لازم است نمونه بدقت شسته شود تا ذرات درشت تر سنباده مرحله قبل ، صفحه سنباده بعدی را آلوده نکند . حال اگر سنباده زنی بر روی سنباده هایی صورت گیرد که آب از روی آنها جریان دارد دیگر لزومی به تمیر کردن نمونه در بین مراحل نخواهد بود.

در خاتمه عملیات سنباده زنی باید نمونه را شسته و خشک کرد و فورا به مرحله بعدی عملیات که پولیش کردن است منتقل کرد.

پولیش کردن و صیقل دادن نمونه ها

دستگاه پولیشر هولدر دار

پولیش کردن برای از بین بردن تمام خطوط باقیمانده بر روی نمونه صورد می گیرد و بر دو نوع است : مکانیکی و الکتریکی.

خرید دستگاه پولیشر زمین شناسی

پولیش مکانیکی

پولیش مکانیکی بر روی یک دیسک چرخان که با ماهوت یا نمد پوشانده شده و به آن یک ماده ساینده خیلی نرم(مثل اکسید آلومینیوم یا اکسید منیزیم) پاشیده می شود صورت می گیرد . ماهوت یا نمدی که در اینجا بکار می رود باید ضخیم بوده و عاری از ذرات سخت مخصوصا گرد و خاک باشد تا موجب ایجاد شیار بر روی نمونه نگردد . در تمام مدت صیقل کاری لازم است تناوب نمد را با گرد آلومین معلق در آب آغشته گردد . دانه بندی ذرات اکسید آلومینیوم بصورت 1 اپسیلون ، 0.3 اپسیلون ، 0.05 پاسیلون می باشد .برای اینکار از اکسید منیزیم هم می توان استفاد هکرد ولی باید دقت شود که Mgo گازکربینک هوا را جذب کرده و کربنات بوجود می آورد.

و به همین علت در آزمایشگاه متالوگرافی معمولا از AL2O3 استفاده می شود . معمولا فلزات سختی مثل فولاد ها و چدنها را با پودر آلومین شماره 1 ، فلزات با سختی متوسط مثل برنجها و برنزها را با پودر آلومین شماره 2 و فلزات نرمی مثل آلومینیم و سرب را با پودر آلومین شماره 3 پولیش می کنند.

برای عکس گرفتن و کارهای حساس دیگری که احتیاج به بدست آوردن سطح بسیار صیقلی داریم ، از دیسکی با روکش جیر و پودر الماس با دور ماشین 125 تا 1250 دور در دقیقه استفاده می شود . 

برای پولیش کردن فلز روی ، سطح سنباده را با شمع لغزان تر و مسطح تر می کنند چون روی بسایر نرم است و در غیر اینصورت ایجاد اشکال می کند .

همانطور که گفته شد پس از پولیش بر روی دیسک نمدی قطعه را به دیسک دیگری که با مخمل پوشانده شده و از خمیر الماس به عنوان ماده ساینده و الکل به عنوان روان ساز استفاده می کند. منتقل کرده و به این ترتیب سطح نهایی قطعه بسایر برای و عاری از هر گونه خراش خواهد شد .

خمیر الماس امروزه کاربرد وسیعی به عنوان یک ماده پولیش کننده پیدا کرده است . اندازه ذرات خمیر الماس بصورت 0.25 ، 0.8 ، 1 ، 3 ، 6 و 5 میکرون می باشد . معمولا از خمیر الماسی با ذرات 1 میکروسن استفاده می شود اما گار از کلاسهای 3 تا 6 میکرون استفاده کنیم زمان کلی صیقل کاری کاهش خواهد یافت .

اغلب بهتر است خمیر الماس از یک روان ساز مناسب استفاده شود زیرا گرشته از آنکه خود خمیر باید محتوی مواد تمیز کننده ای باشد که باعث آزاد ماندن ذرات الماس و بالا بردن قدرت برش آنها شود ، باید به نگهداری مخمل روکش دیسک هم توجه داشت و این ماده روان ساز باعث محافظت این روکش مخملی شده و عمر ان را بالا می برد . در این مرحله نمونه را در تماس با سطح پولیش کننده قرار داده و از اعمال فشار زیاد خود داری کنید . در طی عملیات پولیش کردن نمونه را باید حول دیسک پولیش حرکت داد تا یک سطح پولیش یکنواخت بدست آید . اگر چه خمیر الماس در اغلب آزمایشات اساسی ، سطح رضایت بخشی ایجاد می کیند . اما در برخی آزمایشات که کیفیت سطحی بسیار بالائی مورد لزوم است احتیاج به ماده پولیش کننده ریزتری داریم . برای این منظور از خمیر آبکی منیزیم ریز با سوسپانسیون آبکی منیزیم ریز یا سوسپانسیون آبکی آلومینای ریز می توان استفاده کرد . گاهی اوقات هم بهتر است از محلولی که شامل مقدار کمی محلول اچ مناسب در آب باشد استفاده کنیم.