化学沉积干涉膜彩色金相技术
彩色金相技术的浅析与应用
彩色金相技术的浅析与应用摘要：彩色金相是金相技术发展后期才出现的一种先进的金相显示技术，它综合了光学、化学、色彩学等多个学科的知识，充分光的各种特性，使材料不同组织显示出不同颜色，与传统黑白金相相比体现出明显的优势。
一般来说，它具有更高的鉴别能力，能显示晶界、枝晶、第二相和成分偏析等，提供更多关于材料显微组织的有用信息，并能提高组织显示的精确性。
这种技术在钢铁、铝合金等传统材料已有非常成功的应用，但在镁合金上的应用才刚刚开始，对大多数镁合金而言是应用空白。
对镁合金的彩色金相分析技术进行研究，对镁合金组织的精细研究和镁合金材料的发展具有十分重要的意义。
关键词：彩色金相技术；应用引言传统光学金相，是通过化学试剂的刻蚀作用，使金属表面产生凸凹不平，从而产生反光能力的差别，即通过所谓“黑白衬度”来显示微观组织的形貌特征。
对于钢铁材料而言，传统金相方法最常用的刻蚀剂为3%～5%的硝酸酒精溶液，但是钢铁材料里的铁素体相和渗碳体相在用硝酸酒精刻蚀后均呈现白亮色，不能辨别。
彩色金相是利用化学法（电化学刻蚀沉积法、恒电位刻蚀沉积法、热氧化法等）或物理法（真空镀膜法、离子溅射法等），在试样表面形成一层具有特殊性质的薄膜，利用光的薄膜干涉效应，使金属及合金的显微组织呈现同的颜色，从而通过所谓的“颜色衬度”去辨别显微组织。
1、光学金相技术的发展同其它金属材料一样，对于镁合金材料的研究也必然要以金相技术作为研究和检验的基础手段。
金相技术发展到现在已经有一百多年历史了，从最初的光学金相显微镜发展到现代高分辨电子显微镜，已经有了巨大的变化。
虽然现代电子显微镜的迅速发展为揭开材料组织中微观结构的奥秘发挥着越来越大的作用，在推动材料科学的进一步发展和阐明材料中的组织转变机制、相的结晶构造、晶体缺陷的形态、分布和作用等方面显示出了巨大的威力，但是它并不能取代传统光学金相的作用。
光学金相有价廉、易于操作、视野范围宽等优点，能使分析者在较大范围内掌握材料中组织的变化情况，从而对材料的整体状况做出较正确的判断。
彩色金相技术的浅析与应用
彩色金相技术的浅析与应用李永德;张培;毛振宁;刘明艳;曹彩玉【摘要】利用"黑白衬度"金相和彩色金相技术研究五种铁碳合金(热轧态37Mn5、中温回火65Mn、铸态QT400-18L、热轧态P92超超临界钢和退火态20钢)和一种钛合金(热锻后淬火)的金相组织.研究结果表明,"黑白衬度"金相仅能用来观察传统碳钢和低合金钢的金相组织,试剂一(40 mL水+1 mL稀硝酸+0.5 g钼酸钠)、试剂二(盐酸(35%)+蒸馏水=1:5体积比(共100 mL)+0.5~1 g的焦亚硫酸钾)和热染法三种彩色金相方法能够清晰地观察球墨铸铁材料QT400-18L的铁素体基体晶界,且三种方法在操作性方面均较容易实现.热染法也可用来观察工业上批量化生产的碳钢和低合金钢的金相组织.%Absract:The microscopic structures of five iron-carbon alloys (including hot rolled 37Mn5, medium- temperature tempered 65Mn, as-cast QT400-18L, hot rolled P92 and annealed 20 steel) and one titanium alloy (quenched after hot forging) were investigated by using the color metallographic technology and "black and white contrast" metallography. It was shown that the "black and white contrast" metallography could only be used to observe the microstructure of conventional carbon steel and low alloy steel. Three color metallographic methods which were easily operated can be used to observe the ferrite grains in QT400-18L. Heat dyeing can be used to observe the metallurgical structures of carbon steel and low alloy steel in industrial mass production.【期刊名称】《河北工程大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(034)003【总页数】4页(P93-96)【关键词】彩色金相;铁碳合金;铁素体;珠光体;钛合金【作者】李永德;张培;毛振宁;刘明艳;曹彩玉【作者单位】河北工程大学材料科学与工程学院,河北邯郸 056038;河北工程大学材料科学与工程学院,河北邯郸 056038;河北工程大学材料科学与工程学院,河北邯郸 056038;河北工程大学材料科学与工程学院,河北邯郸 056038;河北工程大学材料科学与工程学院,河北邯郸 056038【正文语种】中文【中图分类】TG142.1传统光学金相[1-5]，是通过化学试剂的刻蚀作用，使金属表面产生凸凹不平，从而产生反光能力的差别，即通过所谓“黑白衬度”来显示微观组织的形貌特征[6-10]。
表面镀金刚石的原理
表面镀金刚石的原理
表面镀金刚石的原理是利用化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，CVD）技术。
在CVD过程中，通过加热金属基底，将气态的金属化合物和碳源共同引入反应室中。
首先，金属基底（如钢）被加热到高温，在反应室中引入金属含有化合物（如金属有机化合物）和碳源（如甲烷）。
在高温下，金属化合物分解并与碳源发生反应，生成金刚石的碳原子。
随着CVD过程的进行，金刚石碳原子逐渐沉积在金属基底上，并且由于高温和气相反应的影响，金刚石形成的结构相对较完整和均匀。
最后，经过一段时间的CVD过程，金属基底上的金刚石层逐
渐增厚，形成金属基底表面的金刚石涂层。
总的来说，表面镀金刚石的原理是在高温条件下，通过化学气相沉积技术将金刚石碳原子沉积在金属基底表面上，形成金刚石涂层。
这种涂层具有高硬度、高耐磨、抗腐蚀等优良性能，广泛应用于各个领域。
彩色金相技术
硫化物沉积在阳极上形成薄膜，因此使组织的阳极相着色。这类试剂主 要是以偏重亚硫酸盐为基的溶液。常用的偏重亚硫酸盐为偏重亚硫酸钠 （Na2S2O5）或偏重亚硫酸钾（K2S2O5），试剂中可以加硫代硫酸钠 （Na2S2O3）或酸。当抛光试样浸入这类试剂的水溶液中时，偏重亚硫酸 盐分解，放出SO2、H2S和H2，SO2能消除表面的钝化。
彩染色技术的原理及各类常用方法； 2.掌握化学染色法的一般操作技术。
二、实验内容
金属、合金中的某些相，如钢铁材料中的氮化物、硫化物和氧化物，
利用金相显微镜的一些组件在明场、暗场和偏光下观察，会获得各种色
彩。 但对于钢、铸铁、合金钢，有色金属及合金等不具有天然色彩的材
② 阴极试剂 在该试剂中，薄膜沉积在试样显微组织的微电池阴极相上， 因此使阴极相着色。沉积在阴极上的膜，既可以是金属元素，也可以是 氧化物，这要根据试剂的成分而定。例如由六价钼的钼酸盐还原成四价 钼的MoO2：
③ 复合试剂 这种试剂主要是硫代硫酸盐为主的复杂溶液。
恒电位法
恒电位染色是一种电化学侵蚀法，是以合金中各相的电化学性质的 不同为基础的，即以各相的极化曲线的差异为根据的。其主要原理是在 事先测出各相的极化曲线的基础上，只需改变电位便能控制各相的溶解 速度，从而调节各相在显微镜下的反差。并且只要电位恒定，就有良好 的重复性。而在普通化学侵蚀中，电位是不能控制的，所以难以得到稳 定的显示效果。
新增实验项目-1-彩色金相
1 新增实验项目-1-彩色金相试样的制备一、实验目的1 掌握化学浸蚀形成干涉膜的操作技术。
2 了解不同化学试剂对显微组织着色的原理二、实验说明众所周知，鉴别金相组织通常采用的方法是将抛光后的试样进行化学浸蚀。
由于各种组织（或相）接受浸蚀的程度不同而产生凸凹不平，因此在光学显微镜下反映出明暗的差异。
然而在实际分析中，常常又由于不同组织的明暗反差不够，而无法鉴别同时存在的几种相，但应用彩色金相就可以解决这个问题。
彩色金相不但可提高鉴别显微组织中各种相的准确度，而且还便于图像仪进行定量金相分析。
彩色金相的基本原理是利用化学或物理方法在金属表面形成一层膜。
当一束复合光照在金属表面时，从薄膜外面与空气交界处反射的光束与薄膜和试样表面交界处反射的光束之间将产生干涉，干涉的结果决定于两束反射光间的位相差。
图1 空气-膜-金属类型的干涉效应示意图 由图1-18-1可见，两束光的总位相差δ为：//2A S S M d δδδ=+式中，S d — 薄膜厚度；S n — 薄膜折射率；ϕ — 光线辐射角； /A S δ — 空气/薄膜界面上的位相跃变；/S M δ — 薄膜/金属界面上的位相跃变。
当()()21,0,1,2,2k k λδ=+=±±时，两束反射光发生相消干涉而被减弱。
由于投射在试样上的复合光为连续光谱，其中总有某一波长λ可以满足干涉的位向条件而被减弱，因此，反射光的光谱组成就发生了变化，这时反射光不再是复合光，而是相干波长的光的补色，这样，金属表面便出现了颜色，这种颜色称为干涉色。
由此可知，要得到彩色相，必须首先使试样表面形成干涉膜。
形成干涉膜的方法有：热染法、化学浸蚀沉积膜法（也称化学染色法）、真空镀膜法、电解阳极化法、恒电位法等。
其中化学浸蚀沉积膜法使用较方便，操作也简单，同时不需特殊设备，所以已被金相工作者广泛采用。
化学浸蚀沉积膜法，是利用化学试剂与试样表面发生氧化还原作用，并在表面沉积一层薄膜的方法。
金相分析介绍
金相分析介绍(总4页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--有色合金彩色金相技术的研究与应用朱锦艳王凤花(太原重型机械集团公司，太原030024)摘要：本文应用化学沉积着色法对铜、铝合金及双金属焊接接头的显微组织进行了上千次的着色试验。
结果表明：彩色金相能够清晰地显示一般金相方法看不到的组织细节和特殊的相，其色彩鲜艳、分辩率高，给人们提供了很有意义的信息。
同时还系统地介绍了化学沉积试剂的应用方法和试验操作技巧。
关键词：金相技术；着色；衬度；组织鉴别O 引言光学金相技术对揭示合金内部组织的奥秘起了十分重要的作用。
随着科学技术的高速发展，普遍的金相方法限于其反着能力，已满足不了人类对金属材料微观世界的进一步探讨。
由于电子金相技术的蓬勃兴起，使材料的研究进入一个新领域．作为基础的光学金相技术依然是解决生产实际问题所不可缺少的重要手段。
人们为了提高光学金相的测试水平，必须从提高组织中各相间衬度入手，由此发展了一种崭新的显示方法——彩色金相。
基于人眼对彩色差异的特殊敏感，利用彩色衬度来区分合金组织更为准确可靠，彩色金相已成为光学金相发展的方向。
本文应用彩色金相的原理和方法对铝、铜合金等有色金属的显微组织进行了大量的试验和探讨工作，积累了较丰富的实践操作经验和技术，并研制出一册《有色合金彩色金相图谱》。
1 彩色金相原理及方法彩色金相主要是通过物理或化学的方法，使试样表面形成一层干涉膜，利用光的薄膜干涉效应，使合金的显微组织产生鲜明的彩色衬度，以此来提高光学金相的鉴别能力。
彩色金相显示合金组织的方法主要从两方面着手：一是改变样品表面状况的彩色侵蚀着色法、化学沉积着色法、热染法和真空蒸镀法等；二是不改变样品表面状况的纯光学方法，有偏光干涉法和分色法等，这些方法各有特点和局限性。
本试验基于有色合金的特点及实验条件，主要选用化学沉积干涉膜着色法。
化学沉积着色的机理是，根据电化学原理，金属试样浸入到化学沉积试剂中时，必然会发生一系列的电化学过程，试样表面上的各区域按它们各自的稳定电位与试样综合稳定电位之差值，分为不同的阴极区域和阳极区域。
镁合金的彩色金相
镁合金的彩色金相镁是地球上储量最丰富的元素之一，镁的密度小，是最轻的金属结构材料，与其他金属结构材料相比，镁及镁合金具有比强度、比刚度高，减振性、电磁屏蔽和抗辐射能力强，易切削加工，易回收等一系列优点。
镁合金的彩色金相分析技术对镁合金组织的精细研究和镁合金材料的发展具有十分重要的意义。
1. 彩色金相原理彩色金相，首先是一个颜色的问题。
自然界中本身不发光的物体之所以会显示出不同的颜色，是由于他们对白光的选择性吸收而造成的。
因为绝大部分彩色金相都是利用化学或者物理的方法，在不破坏表面或只进行轻微侵蚀的情况下，在试样表面形成一层在结构与成分上同基体组织密切相关的薄膜，然后利用光的干涉效应显示出干涉波长的补色。
在彩色金相中，除了膜的作用外，偏振光和灵敏色片也发挥着重要的作用，在实践中经常被用来增强颜色衬度，获得色偏振效果。
1.1 彩色金相的优点①显著提高了相鉴别率传统黑白金相完全以组织形貌的灰度差去鉴别相和组织，很显然有很大的局限性。
人眼对灰度图像的分辨能力远比彩色图像要低，用彩色金相方法却可以使不同相染上不同的颜色，这样不仅可以清晰的显示出相的数量、各个相的大小和分布规律，而已可以依此利用其它电子显微方法进行进一步的分析和研究。
②大大提高组织显示的精确性，为定量金相奠定良好的基础材料的宏观性能与其微观组织结构密切相关，它们之间的依赖关系已经随着材料科学的发展由定性评估过渡到定量分析的阶段。
定量金相以体视学为理论基础，借助物体的二维截面或投影来推断三维空间中显微组织的定量关系。
其测量精度除取决于测量方法和仪器的测量精度外，最重要的取决于显微组织的显示精度。
彩色金相彩色显示，即使是化学蚀刻沉积法，对金属表面的浸蚀比黑白金相也要缓和的多，对金属表面的破坏也小的多，这样就保证显微组织接近真实的显示出来。
③可以提供更丰富的新的信息彩色金相是利用薄膜干涉效应产生颜色衬度来显示微观组织结构的，而各种组织结构的因素都可能非常敏感地反映到颜色衬度上去，颜色衬度对组织状态的敏感性和提供信息的广泛性是黑白金相所不能比拟的。
金属着色技术
6.3 不锈钢的着色
不锈钢由于具有高的力学强度，硬度，耐 磨性，耐蚀性以及易加工等优良性能，在各行 各业中被广泛采用，随着其用途的多样化，高 级化，并不断向装饰性和艺术性方向发展，不 锈钢的彩色化受到了人们的重视，其较高的装 饰功能正得到日益广泛的应用。
➢ 膜层具有特别好的耐紫外线照射性； ➢ 耐热性好； ➢ 耐蚀性好；
➢ 缺陷性（孔蚀点）比吸附染色膜大，也 与电解着色时阻挡层的厚度有关。
电解着色工艺流程
铝制件→除油→清洗 →电解抛光或化 学抛光 →清洗 →硫酸阳极氧化 →清 洗 →中和 →清洗 →电解着色→清洗 →光亮 →成品检验
单锡盐着色色调与着色电压和时间的关系
在不锈钢表面形成彩色的技术很多，大体 有以下六种：化学着色法、电化学着色法、高 温氧化法、有机物涂覆法、气相裂解法及离子 沉积法。下面将着重介绍不锈钢的化学着色法。
➢ 化学着色法就是将不锈钢零件浸在一定的溶液 （如热的铬酸-硫酸溶液）中，发生化学反应而使 不锈钢表面呈现出色彩的方法。
➢ 化学着色法制备彩色不锈钢的过程包括前处理、 化学着色和后处理等三部分。
6.3.1 电解发色技术
电解发色是阳极氧化和着色过程在同一溶液中完 成，在铝合金上直接形成彩色的氧化膜。因此， 电解发色也称为电极着色一步法。发色体在多空 层的夹壁中或发色体的胶体粒子分布在多孔层的 夹壁中，如图上所示。
电解发色是由于光线被膜层选择吸附了某些特定 的波长，剩余波长部分反射引起的。选择吸收与 合金元素在膜层中的氧化状态或电解液成分与氧 化膜中物质结合的状态有关。
不同着色方法发色体沉积的部位
金属表面合金化 方法
金属表面合金化是一种提高金属材料表面性能的技术，通过在金属表面生成一层或多层合金，以增强其耐磨性、耐腐蚀性、硬度等。
以下是一些常见的金属表面合金化方法：
1. 物理气相沉积（PVD）：这种方法通过蒸发或溅射将金属或金属化合物沉积在金属表面，形成一层均匀的合金膜。
PVD技术包括真空蒸发、磁控溅射等。
2. 化学气相沉积（CVD）：通过在金属表面附近发生化学反应，生成金属碳化物、氧化物等沉积物，形成一层合金膜。
CVD技术包括热丝CVD、等离子体增强CVD等。
3. 扩散法金属碳化物覆层技术：通过将工件置于特种介质中，经扩散作用于工件表面形成一层数微米至数十微米的金属碳化物层。
这种方法可以大幅度提高工模具及机械零件的使用寿命。
4. 电镀：通过电解过程在金属表面沉积一层合金，如镍、铬、钛等。
电镀可以实现较厚的合金层，并具有较好的附着力和耐磨性。
5. 热喷涂：将合金粉末加热至熔点以上，然后喷射到金属表面，形成一层合金膜。
热喷涂包括火焰喷涂、等离子弧喷涂等。
6. 表面合金化处理：通过在金属表面引入合金元素，如氮、碳、钛等，通过扩散使其与基体金属形成合金层，以提高表面性能。
7. 激光和电子束表面合金化：利用激光或电子束的高能量密度对金属表面进行局部加热，使表面金属发生熔化、蒸发和再凝固，形成一层合金层。
8. 金属表面氧化处理：通过在金属表面生成一层氧化物膜，如氧化铝、氧化钛等，以提高其耐磨性和耐腐蚀性。
这些方法可以根据具体的应用需求和金属材料的特性选择使用，以达到提高金属表面性能的目的。
金属表面着色技术
金属表面着色技术一般情况下，金属基体本身颜色单一，不能满足零部件不同部位不同颜色的需要。
大多情况下，同一零部件的不同部位颜色要求也不一致。
例如同种材质的金属管和手机外壳要求具有不同的色彩，如何实现这一目的，这一切都来源于金属表面着色技术。
图6-21所示为着色后的金属管（图6-21a）和手机外壳（图6-21b）。
本节主要介绍各种金属的着色技术。
图6-21 着色后的金属管和手机外壳一、概述金属表面着色是金属通过化学浸渍、电化学方法和热处理方法等在金属表面形成一层带有某种颜色，并且具有一定耐蚀能力的化合物膜层。
这种膜层中生成的化合物通常是具有较高化学稳定性的氧化物、硫化物、氢氧化物和金属盐类。
钢铁及有色金属表面都可以实施着色技术。
图6-22所示为着色后的各种零部件。
金属表面着色技术常用的方法有化学着色技术和电解着色技术两大类。
化学着色技术有两种着色原理：一是依靠膜层的吸附作用，膜层中存在空隙，可以吸附颜料或有色粒子；二是依靠金属表面与溶液的化学反应，生成有色产物沉积在金属表面，使金属表面具有预定色彩。
其优点是不需耗电，对设备要求不高，操作简单，成本低，可获得多种鲜艳颜色，装饰性强。
但是其缺点是获得的表面颜色稳定性差，存在一定色差，且在使用中易掉色和褪色，一般用于室内装潢和外观要求不高的设备仪器。
图6-22 着色后的各种零部件电解着色技术是将被着色金属置于电解液中，通过电解的方式将溶液中的金属离子还原成的单质或其化合物后再吸附于被着色金属表面的氧化层底部。
被吸附的物质对光线的干涉作用，产生显色效果，因此电解着色技术所着颜色不是被吸附物质的颜色。
电解着色技术颜色可控性好，得到的颜色鲜艳，装饰性极强，使用时不易掉色，应用十分广泛。
二、铝及铝合金的着色处理铝具有银白色的金属光泽，密度为2.7g/cm3，拥有很多优良的性能而被广泛应用于建筑、交通运输业、工程、机械制造、电气工程、国防等领域。
铝及铝合金在自然条件下生成的氧化膜很薄，不能有效耐大气腐蚀，更不能耐稀酸、稀碱的腐蚀，也不能直接着色。
彩色金属的原理
彩色金属的原理彩色金属是一种由多种金属合金组成的材料，具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性，广泛应用于工业制造、建筑装饰、家居用品等领域。
彩色金属的颜色丰富多样，可以通过表面处理、氧化、合金成分等方式实现。
下面我将为大家详细介绍彩色金属的原理与特点。
首先，彩色金属的原理是通过合金成分和表面处理来实现颜色的多样性。
彩色金属通常是由铝、铜、镁、锌等金属合金构成的，这些金属具有较高的化学活性和良好的可加工性，其合金成分可以根据需要进行调整，从而改变金属的颜色和性能。
另外，彩色金属的表面处理也是实现颜色变化的重要手段，常见的表面处理方法包括阳极氧化、喷涂、镀层等，这些处理方式可以形成不同颜色的氧化膜、涂层或者细微结构，从而赋予彩色金属丰富多彩的外观。
在实际应用中，彩色金属的原理表现为其具有多种颜色和良好的性能特点。
首先，彩色金属具有良好的导电性和导热性，可以用于制造电子元器件、导电材料等产品。
其次，彩色金属具有较好的耐腐蚀性能，可以在室内外环境下长期使用而不褪色、生锈或者变形。
此外，彩色金属的加工性能较好，可以进行拉伸、压铸、焊接等加工方式，从而制造出各种形状和尺寸的产品。
最重要的是，彩色金属的外观丰富多样，可以根据不同的需求定制出金属产品，满足使用者的个性化需求。
彩色金属在工业制造领域有着广泛的应用，例如汽车制造、家电制造、建筑装饰等方面。
彩色金属可以用于汽车车身板、发动机零部件、车内装饰件等，其颜色丰富多样，可以满足不同车型的外观要求。
此外，彩色金属还可以用于制造家电产品的外壳、控制面板、散热片等，这些产品可以通过不同颜色的金属外观吸引消费者的注意。
在建筑装饰领域，彩色金属常用于制造窗户、门框、屋顶、墙面等用品，其抗腐蚀性和美观性能使其成为建筑材料中不可或缺的一部分。
除了工业制造领域，彩色金属还在家居用品、装饰品等领域有着广泛的应用。
彩色金属可以用于制造家具、厨房用具、日常生活用品等产品，其外观亮丽、耐用性强使其受到消费者的欢迎。
彩色金相实验报告
彩色金相实验报告彩色金相实验报告实验目的：通过彩色金相实验，研究不同金属材料的显微组织结构及性能。
实验原理：彩色金相实验是通过对金属材料进行显微组织分析，利用不同化学试剂产生颜色反应，从而观察金属的组织结构和化学成分。
彩色金相实验中最常用的试剂是经过预处理的酸性碱性染色液，经染色后可将不同成分和晶粒的颜色清晰地显示出来。
实验步骤：1. 将试样进行切割、打磨等前处理工作。
2. 将试样放置在彩色金相显微镜上，调整镜头，找到适合观察的显微组织区域。
3. 使用酸性染色液进行染色，并观察金属组织的显微结构及颜色反应情况。
4. 使用碱性染色液进行染色，并观察金属组织的显微结构及颜色反应情况。
5. 根据不同的显微组织颜色反应和区分度，结合显微组织的结构和性能信息，对试样进行分析和评价。
实验结果：在彩色金相实验中，我们选择了铜、铁、铝等不同材料作为试样进行分析。
经过酸性和碱性染色液的作用，我们观察到了不同颜色的显微组织结构，其中铜呈现为橙红色，铁呈现为深蓝色，铝呈现为灰白色。
通过对试样显微组织的分析，我们发现铜的晶粒尺寸较小，均匀分布，铁的组织结构为网状结构，且存在着一些夹杂物，而铝的晶粒尺寸较大，晶界处呈现出黑色。
综合分析，我们得出结论，不同金属材料具有不同的显微组织结构和特性，对材料的综合性能有着重要的影响。
实验结论：彩色金相实验是一种有效的金属材料显微组织分析方法，通过对试样的处理和染色，能够准确地观察到不同材料的组织结构和性能。
对于金属材料的研究以及工业生产过程中的材料质量检验具有重要意义。
彩色金相学
参考文献Байду номын сангаас
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结论
• 彩色金相技术是把颜色光学、干涉膜金相学、电化学及 各种彩色显示方法和彩色摄影技术融为一体,进而形成了 自己一套完整的彩色金相理论、方法、体系。它为光学金 相开拓一个崭新的领域,有着许多黑白金相无法比拟的优 越性.但由于传统的化学蚀刻法应用时间长,且有不少很成 熟的试剂,在一般情况下,其显微组织也足够清晰.而缀蚀剂 在一定程度上还存在着稳定性和重现性差的不足。所以从 目前情况来看,两种显示方法在一个时期内应相辅相成,取 长补短。我们相信,经过广大科技工作者积极努力,随着彩 色显示方法普及，和彩色摄影及冲洗放大技术的普及,彩 色金相将会逐步取代传统的黑白金相技术,而占据腐蚀金 属显微组织的主导地位。
干涉膜金相学基础
• 1.2 彩色金相主要是以薄膜干涉现象为基础。其 原理主要是通过化学或物理的方法在金属表面形 成一层极薄的干涉膜,再利用薄膜干涉效应使金属 微观组织产生不同的干涉色,从而显著地提高了对 金属组织的鉴别能力
各种缀饰方法的
• • • • • • • 缀饰方法 暗视场照明法 偏振光法 干涉法、分色法 阳极化法 热染法 化学染色法 真空蒸镀膜法 离子溅射成膜法 恒电位法 金属表面状态 不改变样品表面状态 不形成沉积膜 不形成沉积膜 样品表面受轻微蚀刻 表面形成干涉膜 样品表面无蚀刻 样品表面无蚀刻 样品表面形成沉积膜 样品表面形成沉积膜
理论基础
彩色金相
彩色金相彩色金相和其它彩色图象一样，随着现代科学技术的飞跃发展，有目益普及的趋势。
彩色金相的突出优点不仅是色彩艳丽，更重要的是彩色金相对组织的分辨能力较黑白金相高出了许多，这就为彩色金相在实际生产中的应用提供了广阔前景。
正是在这种趋势的推动下，促使我们对彩色金相的原理、试样的制备及摄影作了一些初步尝试和研究并取得了一定效果。
1 彩色金相的原理一般金属及合金组织中的相，对光的反射能力都比较强，且不具有明显的选择吸收性，所以看不到彩色，而彩色金相技术就是用化学或物理的方法，在金属表面形成一层很薄的干涉膜，利用光的干涉效应使金属的微观组织显示出不同的颜色。
1.1 干涉膜的产生一化学沉积膜的应用获得彩色的关键是在试样的表面形成一层干涉膜，而利用金属与化学试剂的电化学反应可使金属试样在发生腐蚀时，在试样表面选择性地沉积一些不溶性的化合物，使试样表面形成一层不等厚膜，在光的干涉作用下，不同相反射光谱中相干波长不同，各相呈现出各自相干波长的补色。
1.2 彩色金相浸蚀剂随着彩色金相技术的发展，用于对试样进行浸蚀的试剂种类很多，归纳起来有以下三类：a.阳极系列--在试样的微阳极上沉淀出一层薄膜，即微阳极组份被着色。
b.阴极系列--使试样的微阴极组份着色。
c.复合系列--薄膜的沉淀是一种复杂的反应。
通过对各种侵蚀试剂进行综合分析、比较，结合试验室实际条件我们从众多的试剂中选择了以下两类。
1.2.1 以焦亚硫酸盐一硫代硫酸盐溶液为基的浸蚀剂这种试剂的主要成分是焦亚硫酸根离子S205-2，焦亚硫酸盐溶解于有金属存在的水溶液中，放出S02、H2S和H2气，H2S提供的S-2和试样的离子(Fe、Ni)形成亚硫酸盐薄膜的阳极沉淀。
该试剂可以通过加入不同量的盐酸来控制成膜速度，盐酸量越多则成膜速度越快，这一点从铸钢中低碳马氏体被迅速着色(5～8秒)内可获说明。
而在其它成分不变的情况下，焦亚硫酸盐的含量决定着色效果，量大则沉积膜过厚颜色发黑，沉积膜易损坏和剥落。
2彩色金相
彩色金相在金属型磨球凝固分析中的应用彩色金相技术是把颜色光学、干涉膜金相学、电化学及各种彩色显示方法和彩色摄影技术融为一体，可大大提高金相检测的鉴别力及对各种组织的区分能力。
用彩色金相对过共晶和亚共晶球铁磨球试样进行了试验对比，了解平衡结晶组织与非平衡结晶组织的差异。
1试验条件直径120mm磨球试样1的化学成分为3．6％C，2．5％Si，0．25％Mn试样2的化学成分同试样1，唯Cr达4％。
两个试样的共晶点Cc=4．23％，为过共晶成分。
取直径80 mm磨球2个，型腔只浇一次的磨球编为试样3。
经多次浇注，积存热量，激冷减弱的磨球编为试样4。
磨球化学成分为：3．15％C、3．11％Si、2．28％Mn。
共晶点Cc=4．28％，为亚共晶成分。
磨球凝固后冷却至880～900℃，水淬，200~220℃回火。
截取圆球中心10mm厚半圆板，切割线自圆心与内浇道成一直线如图2，分别取5个点测其硬度和彩色金相，用热碱试剂浸蚀。
2磨球非平衡凝固过程的分析2．1磨球表层及近表层非平衡凝固过程的分析得到试样1的非平衡结晶组织如图3，黄细长条莱氏体+红色初生渗碳体+深蓝色非平衡奥氏体亚晶。
各组织颜色均较深，说明表层奥氏体内溶质si含量较高。
各组织颜色均较深，说明表层奥氏体内溶质si含量较高。
渗碳体硬度亦高Hv913。
由于过冷度大，进入亚共晶区亦较深，故析出的非平衡奥氏体亦较多。
图4试样2的表层过共晶组织，在红黄相间的柱状共晶长条内横亘着与其方向不一致非平衡先奥氏体亚晶枝晶为深蓝问深赭色。
有长条白色碳化铬，显微硬度很高Hvl287且不受热碱试剂浸蚀。
试样3熔液先析出奥氏体，部分奥氏体包围在球墨周围，使球墨成形长大，逐步形成晕圈铁素体，表层形成的铁素体晕圈有的变形，分布不匀。
如图5形的绿色晕圈Hv383．1，绿色带紫色片的奥氏体(马氏体)Hv919，黑色长条为非平衡渗碳体亚晶。
图6基体为带绿色的奥氏体，晕圈铁素体不规则，球墨大小和分布也不规则，中间横亘着两大块暗绿色非平衡渗碳体亚晶Hvl 589.8。
彩色不锈钢显色的光学原理及其化学沉积法生产工艺
彩色不锈钢显色的光学原理及其化学沉积法生产工艺
陈元鼎;李嘉第;崔志敏;彭滨
【期刊名称】《五邑大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】1995(000)002
【摘要】本文依据颜色光学原理，探讨不锈钢和氧化物薄膜的物理参数对相消干涉的影响，并介绍了彩色不锈钢生产工艺条件。
【总页数】7页(P21-27)
【作者】陈元鼎;李嘉第;崔志敏;彭滨
【作者单位】五邑大学化学工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TG142.71
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化学沉积法制备金纳米通道膜的相关研究
化学沉积法制备金纳米通道膜的相关研究以化学沉积法制备金纳米通道膜的相关研究为标题近年来，金纳米通道膜作为一种新型的纳米过滤材料在分离和过滤领域引起了广泛的关注。
化学沉积法是一种常用的制备金纳米通道膜的方法，通过该方法可以制备出具有高通量和高选择性的金纳米通道膜。
本文将介绍化学沉积法制备金纳米通道膜的相关研究进展。
我们需要了解金纳米通道膜的结构和性能。
金纳米通道膜由一系列金纳米颗粒组成，这些颗粒排列成一定的孔道结构。
金纳米颗粒之间的间隙可以作为通道，用于分离和过滤目标物质。
金纳米通道膜具有高通量和高选择性的特点，可以广泛应用于水处理、生物传感和能源领域等。
化学沉积法是一种通过在基底表面沉积金纳米颗粒来制备金纳米通道膜的方法。
该方法主要包括以下几个步骤：首先，选择合适的基底材料，如硅基底或陶瓷基底；然后，在基底表面形成一层适当厚度的金薄膜；接下来，在金薄膜表面进行表面修饰，以提高纳米颗粒的密度和排列性；最后，通过控制沉积条件和时间，使金纳米颗粒在金薄膜上自组装形成孔道结构。
化学沉积法制备金纳米通道膜的关键是控制金纳米颗粒的形貌和尺寸分布。
研究者们通过调节沉积溶液的成分和浓度，以及控制沉积温度和时间等因素，成功地制备出具有不同孔径和间距的金纳米通道膜。
此外，还可以利用模板法或电化学沉积法结合化学沉积法来制备金纳米通道膜，以进一步调控其结构和性能。
化学沉积法制备金纳米通道膜的研究不仅关注制备方法的优化，还包括对其结构和性能的表征和应用。
通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜和原子力显微镜等表征技术，可以观察金纳米通道膜的形貌、孔径和间距等结构特征。
此外，还可以利用流体动力学模拟等方法研究金纳米通道膜的流体传输行为和分离性能。
在应用方面，金纳米通道膜可以用于水处理领域，实现对有害物质的高效去除和对离子的选择性分离；在生物传感领域，可以用于检测和分离生物分子；在能源领域，可以用于制备高效的燃料电池和锂离子电池等。