金相制样-铜及铜合金的金相制样方法

铜及铜合金凭借其优异的导电、导热、耐腐蚀及加工性能，成为实用性基础材料。其核心应用在电力电子行业，用于制造电线电缆、变压器和集成电路。在建筑领域，铜管用于供水系统，铜板用于屋面幕墙。工业上，它是制造热交换器、汽车散热器和轴承的关键材料。此外，在新能源、航空航天及艺术领域也有广泛应用，支撑着从传统工业到现代高科技产业的发展。

金相分析是评价铜及铜合金材料性能、控制生产工艺、诊断失效原因的核心手段。而获得一个无划痕、无变形、无玷污、清晰显现真实微观结构的试样是成功分析的第一步。本文旨在提供一套详尽、可靠且适用于大多数铜及铜合金的金相制样方案，涵盖从切割到观察的全流程，并为不同特性的合金提供关键注意事项。

使用设备及耗材

标乐EcoMet30单盘自动磨抛机、美均P2000碳化硅砂纸、标乐TexMet C抛光布（白色加压布0.02-15μm）、标乐VerduTex抛光布（绿色合成丝织物1-9μm）、标乐ChemoMet抛光布（黑色合成布0.02-1μm）、迈格9μm金刚石悬浮液、迈格3μm金刚石悬浮液、迈格1μm金刚石悬浮液、标乐0.05μm二氧化硅/氧化铝悬浮液

磨抛步骤

磨抛过程中，每步磨抛完成都需要清洗夹具和样品。不同成分和热处理状态下的铜合金磨抛方法不同，以下是针对较软的铜含量较高的纯铜及合金的实验方法，而较硬的铜合金则更为简单。

腐蚀

三氯化铁盐酸溶液：是常用的铜合金腐蚀剂。

配方：5g FeCl₃ + 50mL HCl + 100mL H₂O

适用：大多数铜合金，如黄铜、青铜。

实验结果

左图为铜锡合金（锡含量较高）明场500X，右图为粉末冶金铜500X

左图为明场500X，右图为复合材料中铜膜500X

腐蚀后的粉末冶金铜左图1000X，右图500X