[发明专利]一种金刚石/铜焊接接头金相试样的制备方法

说明书

本发明公开了一种金刚石/铜焊接接头金相试样的制备方法，具体包括如下步骤：首先对金刚石/铜焊接接头进行切割，获得兼具金刚石、焊缝和铜的接头截面的试样；然后采用金刚石砂轮片对得到的试样截面进行逐级磨光，最后经机械抛光得到；切割时，采用双面切割方式，对金刚石/铜焊接接头中金刚石和焊缝部分采用激光切割，对铜部分采用线切割。所述方法克服了金刚石难加工以及金刚石/铜之间物性差异过大的带来的金刚石/铜焊接接头金相试样难以获得的难题，得到了高质量的金相试样。

技术领域

本发明属于金相试样加工技术领域，尤其涉及一种金刚石/铜焊接接头金相试样的制备方法。

背景技术

金相组织的表征在工程材料的研究中是必不可少的，在进行显微观察之前需要将样品表面打磨、抛光至镜面，然后才能通过金相显微镜、电子显微镜等检测手段去表征。所以金相试样的制备是材料组织表征的门槛和必经之路。

对于一般的金属材料而言，最常见的加工方法为采用SiC砂纸逐级打磨，然后抛光至镜面。不同材料的加工难度差异较大，金属相对较软，打磨相对较为容易而抛光较难，而陶瓷试样很硬，不易打磨，但后续抛光过程相对简单。在焊接特别是钎焊领域中往往涉及异种材料之间的连接，不同材料间的物性差异将在金相试样加工过程中带来很大困难。例如金刚石具有极高的硬度和强度，而纯铜质地很软，屈服强度只有70MPa，两者形成的接头金相试样很难加工，其难点在于：1)一般需要将焊接试样切开以观察其内部截面组织，但是金刚石硬度极高，很难用一般线切割的方法将其切开；2)金刚石和纯铜物性差异太大，在打磨过程中无法用常规砂纸进行加工；3)在打磨过程中金刚石会产生大量尖锐碎片，会在后续打磨抛光过程中嵌入到质地较软的接头中。

目前文献报道中的情况分为以下几种情况：一是采用小尺寸金刚石颗粒进行钎焊，接头金相试样易于加工，但是针对较大尺寸的金刚石厚膜钎焊接头的金相试样加工，很难采用此方法得到；二是采用离子束切割等昂贵手段切割得到接头截面；三是采用与金刚石成分相同的材料，例如高强石墨以及C/C复合材料代替金刚石，但是接头界面反应层形貌与采用金刚石得到的接头差异较大。目前尚无简单有效的加工方法来实现金刚石膜片/纯铜钎焊接头的金相试样加工。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供了一种金刚石/铜焊接接头金相试样的制备方法，克服了金刚石难加工以及金刚石/铜之间物性差异过大带来的金刚石/铜焊接接头金相试样难以获得的难题，得到了高质量的金相试样。

本发明具体技术方案如下：

本发明提供了一种金刚石/铜焊接接头金相试样的制备方法，具体包括如下步骤：首先对金刚石/铜焊接接头进行切割，获得兼具金刚石、焊缝和铜的接头截面的试样；然后采用金刚石砂轮片对得到的试样截面进行逐级磨光，最后经机械抛光得到；切割时，采用双面切割方式，对金刚石/铜焊接接头中金刚石和焊缝部分采用激光切割，对铜部分采用线切割。

本发明所述的金刚石/铜焊接接头是指，将母材金刚石和铜经焊接得到的接头。焊接接头包括金刚石部分、铜的部分以及焊缝部分。对于本发明所述焊接接头的类型不作具体的限定，如包括但不限于：T型接头、对接接头等。本发明中铜为纯铜或铜合金。

优选地，切割时，激光切割与线切割切口齐平；激光切割的深度大于金刚石的厚度。通过设定激光切割深度大于金刚石的厚度保证金刚石被完全切开。

优选地，依次采用粒度为100-180目、240-400目、600-800目、1000-1200目、1500-2000目的金刚石砂轮片进行逐级磨光。

优选地，依次采用粒度为180目、400目、800目、1000目、2000目的金刚石砂轮片进行逐级磨光。

优选地，采用粒度小于等于400目的金刚石砂轮片进行磨光时，将金刚石砂轮片固定在磨抛机上，在100-200r/min转速下进行磨光。