Химическое травление

Химическое травление растворением является одним из наиболее распространенных методов выявления микроструктуры. Оно основано на использовании различной скорости растворения отдельных участков металла, отличающихся по химическому составу или физическому строению. Поверхность шлифа, покрытая травителем, представляет собой гальванический элемент, состоящий из большого числа соединенных между собой микроскопических электродов. В электрохимической паре структурные составляющие сплава, обладающие повышенной энергией, имеют наиболее электроотрицательный потенциал, поэтому они играют роль микроскопических анодов и растворяются в травителе-электролите, вызывая потемнение шлифа в этих места. Структурные составляющие с более положительным электродным потенциалом являются катодами, и при травлении остаются неизменными. В результате травления образуется система выступов и впадин, характеризующих микроструктуры сплава. В соответствии с законом отражения угол отражения света, падающего на зеркально полированную поверхность, равен углу падения.

При наличии рельефа на отражающей поверхности (рис.1) возникает разность фаз между лучами, отраженными от выступов и впадин вместо зеркального отражения происходит рассеивание света (рис.1, а).

Рис.1. Схема образования контраста в изображении рельефных структур: а - формирование контраста; б - граница зерен; в - избирательное растравливание одной из фаз; г - граница с примесями

Оптический контраст в изображении структурных составляющих получается за счет того, что в объектив попадает неодинаковое количество света от различных структурных составляющих. При травлении чистых металлов или однофазных сплавов происходит избирательное растравливание поверхности.

Границы между отдельными зернами выявляются в виде тонких темных линий (рис.1, б), образующих сетку. Фазы, имеющие различную скорость растворения, образуя контрастную границу за счет избирательного растравливания одной из фаз (рис.1, в). Технически чистые металлы с небольшим содержанием примесей при травлении образуют границу, показанную на (рис.1, г).

Во всех случаях при наличии рельефа граница имеет вид темной полосы. При травлении растворением выявляются границы зерен, границы между различными фазами, дендритное строение твердого раствора, обусловленное внутризеренной ликвацией по химическому составу, фазы, различающиеся по составу и травимости.