Пыль — это мелкие твёрдые частицы органического или минерального происхождения [https://ru.wikipedia.org/wiki/Пыль]. К пыли относят частицы меньшего диаметра от долей микрона и до максимального — 0,1 мм. Более крупные частицы переводят материал в разряд песка, который имеет размеры от 0,1 до 5 мм.
Пыль на поверхности металлографических шлифов может появляться осаждением из воздуха, а также при использовании загрязненных материалов для сушки и травления – фильтров, тампонов и т.п. Поэтому и образцы, и материалы для травления в металлографической лаборатории хранят в закрытых емкостях.
Частицы пыли следует уметь идентифицировать.
На рис. 1 показаны различные по происхождению объекты на поверхности нетравленного шлифа стали. Объекты «1» являются оксидными включениями (рис.1,а). Об этом свидетельствует свелый ободок вокруг одного из них в темном поле (рис.1,б). Второе включение лежит, по – видимому, несколько ниже плоскости шлифа и выявилось при полировке не полностью. Объекты «2» являются частицами полировочного материала; это подтверждается наличием характерных «кометных хвостов» (о них мы еще напишем). Остальные черные точки - пыль. Надежно разделить все эти объекты можно при использовании максимального увеличения, а также различных методов контрастирования – темного поля и поляризованного света. При используемом увеличении 100 крат велика вероятность ошибки.
а | б |
Рисунок 1. Оксидные включения, пыль и частицы полировочного материала на шлифе стали; а – светлое поле, б – темное поле.
На рис.2 показан загрязненный шлиф чугуна. При 200х практически невозможно различить пыль и точечные включения графита. При 1000х в светлом поле надежно фиксируются включения сульфидов «1» и пыль «2»; здесь частица пыли полупрозрачна. Прозрачные частицы пыли показаны на рис. 3. Через пылевые частицы видна структура.
а | б |
Рисунок 2. Поверхность нетравленных образцов в светлом поле: а - чугун, б – углеродистая сталь.
а | б |
Рисунок 3. Пыль на шлифе серого чугуна: а – фокусировка на структуру, б – фокусировка на частицу пыли.
Частицы пыли, как правило, не имеют идеально плоской поверхности, поэтому хорошо видны в темном поле (рис.4). Сравнение изображений с различным освещением показывает, что в темном поле «светятся», помимо пыли, границы некоторых графитных включений и матрицы.
а | б |
Рисунок 4. Серый чугун, без травления: а – светлое поле, б – темное поле.
Крупная частица, которая по классификации Википедии является песком, показана на рис.5. Более контрастна она в темном поле. На самом деле это не песок, а чешуйка какого-то материала, краски лака или чего-то подобного. Случай сильно загрязненного шлифа показан на рис.6. В светлом поле и в поляризованном свете зафиксированы артефакты на поверхности шлифа. Поскольку образец представляет собой чистый вольфрам, то видимые эффекты на поверхности не могут быть связаны с присутствием каких-либо фаз. Серые пятна «1»– частицы пыли, в нижнем правом углу снимка находится крупная пылевая частица не в фокусе (рис.5,а). В поляризованном свете частицы пыли дают размытые светлые изображения (рис.5,б). Остальные артефакты созданы мелкими пятнами воды, а также, возможно мелкими прозрачными частицами пыли, имеющими форму, близкую к шаровидной; все эти объекты могут давать в поляризованном свете эффект «темного креста», что и наблюдается в некоторых участках «2».
а | б |
Рисунок 5. Крупная пылевая частица: а – светлое поле, б – темное поле.
а | б |
Рисунок 6. Поверхность шлифа вольфрама: а – светлое поле, б – поляризованный свет.
Частицы пыли при взаимодействии с водой и травителями создают эффекты на поверхности образца. На рис. 7,а показан ободок вокруг частицы, сформировавшийся при высыхании воды после некачественной промывки шлифа. Ободок имеет дендритное строение вследствие кристаллизации раствора посторонних примесей. Возможно также, что растворяется и сама частица. При травлении шлифа, на котором уже находятся пылевые частицы, на поверхности могут формироваться радужные пятна (рис.7,б). В других случаях частицы пыли окисляются, приобретая окраску (рис.8).
а | б |
Рисунок 7. Ободки вокруг частиц пыли: а – нетравленный шлиф, промывка водой; б – сталь, травление 4%-м раствором азотной кислоты в этиловом спирте.
а | б |
Рисунок 8. Частицы пыли после травления: а – фокусировка на структуру, б – фокусировка на частицы пыли.
На рис. 9,а показан перетравленный шлиф бронзы. Светлый кольцевой участок образовался, вероятно, вследствие нахождения в данном месте пузырька воздуха при травлении погружением. Для сравнения: эффект на рис.9,б не является атефактом. Темное оксидное включение окружено светлотравящейся зоной, которая отличается от остального шлифа химическим составом. Не исключено, впрочем, что в этом месте как раз был пузырек воздуха, закрепившийся на оксидном включении. Но пузырек обычно имеет сферическую форму, а тут эллипс. Поэтому остановимся на различиях в химическом составе.
а | б |
Рисунок 9. Кольцевые эффекты при травлении: а – бронза; б – трубная сталь, травление 4%-м раствором азотной кислоты в этиловом спирте.