上一篇文章我们分享了冷镶嵌与热镶嵌的全方案,今天我们来着重探讨一下冷镶嵌的具体过程。
前文我们提到过,对于温度和压力都比较敏感的样品,冷镶嵌是更合适的选择。冷镶嵌过程中,镶嵌材料通常由2种或3种组分构成(液-液或固-液),一般采用环氧树脂或丙烯酸树脂与对应的固化剂均匀混合。整个过程无需加热和高温,混合后倒入模具中,根据树脂类型和具体工艺的不同,固化时间短则几分钟,长则数小时。需要注意的是,如果加入填料,也会对硬度、收缩率以及对比度产生影响。
正因为树脂类型丰富多样,加上镶嵌方法以及对不同截面进行包埋的灵活性,冷镶嵌能够胜任非常广泛的应用场景。在正式操作前,需要根据样品材料的特性以及所选树脂的性能,来确定匹配的方法和镶嵌材料。
在使用真空渗透仪,也就是真空镶嵌机协助镶嵌的时候,环氧树脂表现出良好的物理粘附能力、低收缩率以及能够渗入样品孔隙和裂纹中的渗透性。而丙烯酸树脂则多用于那些对镶嵌时间要求较短的场合。
环氧树脂:在固化过程中会产生明显的放热现象。慢速固化的,瞬间释放的峰值温度大约在40-50℃;而快速固化时,峰值温度可达到100-110℃。以上数据是基于QMAXIS (可脉) EpoQuick(2 小时固化型)与 EpoFlow(9 小时固化型)产品实测得出的。而有些品牌的对比测试中,其峰值温度可能更高。选择镶嵌料时,一定要看标签上对峰值温度的描述,高的峰值温度很可能会损害样品组织和形状等宏观看不到的变化。
如果材料样品有空隙、裂纹,或者多层结构,或者要求环氧树脂和样品之间致密附着,那就必须借助真空浸渍系统。能够适合真空渗透的镶嵌料是环氧树脂。但需要注意的是,快速固化类型的环氧树脂不建议用于抽真空。粘度低、流动性好的长时间固化的环氧树脂才适合渗透浸渍。



丙烯酸树脂:固化速度非常快,一般情况下5-8分钟即可完成。因此,混合后必须立刻将其倒入模具中。另外,丙烯酸树脂不适合用于真空浸渍系统,也不适合搭配一次性镶嵌模具使用。
冷镶嵌除了准备镶嵌树脂和固化剂以外,还需要准备下面的一些小附件:
模具(注模杯):有可重复使用的硬质塑料注模杯,也有适用于大尺寸样品的硅橡胶注模杯,这种硅橡胶注模杯还可以放入烘箱中加热使用。QMAXIS的注模杯,材质优良,加工精度较高,底座与杯身过盈紧密,不渗液。多次冷热循环不易变形。
混合蜡纸杯:用于混合镶嵌树脂和固化剂。QMAXIS的蜡纸杯带刻度,表面经过蜡涂覆处理,混合液不会渗入纸质,杯子不会变形,也较少黏附混合液,对计量的影响比较小。
搅拌棒:用于搅拌镶嵌料,通常为木质。
固样卡子(样品夹):材质多样,包括不锈钢和多种设计的塑料卡子(如弹簧式、对捏式、三脚的、四脚的、多脚的),用于固定、支撑较小的或不规则的样品。
脱模剂:分为水性、油性和硅胶类,涂抹在模具内壁,便于固化后样品从模具中顺利脱出。

无论您正在攻克何种制样难题,都欢迎与美国可脉(QMAXIS)的技术工程师一起交流,我们也会不断分享更多关于金相冷镶嵌的知识与经验!
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