2024-07-02

应用案例 | 超细铜丝的不同截面金相制备

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铜丝延展性好、导电性能优良、成本低，因此广泛应用于电子、通讯、电力传输等领域。通过一定工艺形成的铜丝，其组织结构影响着各项物理、化学等性能，通过金相制备可获得铜丝不同截面上的组织结构形貌，便于进一步分析它的性能。

本文就直径约30 μm的超细铜丝，提供了一种超细铜丝纵截面的金相制备方法，以供参考。


01 固定铜丝

首先需要找一块平整的衬底，长宽在20 mm以内即可，本次实验用到的衬底是PCB板。然后在体式镜下用百得胶将铜丝两端粘在衬底上，在胶水固化前用镊子将铜丝轻轻拉直，直到胶水固化，使得铜丝中段保持平直状态。
02 镶嵌

为使铜丝得到充分的保护，需要采用冷镶嵌的方式。将样品粘了铜丝的一面朝下放置，整体镶成25 mm直径大小，如下图所示。


03 磨抛

研磨与抛光采用标乐的手自一体磨抛机EcoMet30的半自动模式。参数如下表所示。


步骤1~3作为定位的步骤，主要目的是磨近铜丝中线位置，但每一步仍需要科学地去除损伤。步骤1和步骤2需要通过手动来研磨，避免因为砂纸粒径太大而容易磨过的情况。

9 μm自动抛光步骤可以选择每抛光1min观察一次，直至铜丝截面宽度约为30 μm。3 μm抛光步骤去除9 μm抛光步骤的损伤即可，这一步对材料的去除能力很小，此时铜丝截面宽度变化不大。最后用0.05 μm抛光步骤去除3 μm抛光步骤留下的损伤。



04 腐蚀


腐蚀液配方为：三氯化铁 5 g、盐酸50 ml、蒸馏水 100 ml，腐蚀时间约为60 s。




05 显微观察


最终结果如下图：



经过金相制备，可获得铜丝不同截面上的组织结构形貌。




06 备注


1） 铜丝横截面的金相可以轻易制备，由于直径过小，沿直径方向进行纵截面研磨容易磨过，因此定位研磨很重要，每一步的研磨或抛光都需要控制好去除量。

2） 为方便定位，可以在“固定铜丝”步骤，交叉粘上两层铜丝，用第一层作为参考，可以快速地磨至第二层。

3） 以上研磨与抛光参数仅供参考，可根据具体材料情况进行调整。



所用设备



EcoMet30专为连续使用的实验室环境而设计，并经过了大量的测试。具有可编程、用户友好型触摸屏，确保良好的质量和可重复性。它有单盘和双盘两种型号，适合多用户使用；最多可集成 3 个 Burst 抛光液配送模块，实现任务自动化，使用户能够腾出时间处理其他优先事项。



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