本發(fā)明涉及金相試樣制備領(lǐng)域，更具體地，涉及一種鋯基合金金相腐蝕液及金相腐蝕方法。

背景技術(shù)：

鋯基合金是指以鋯元素為主要元素的一種合金。通常，鋯基合金中鋯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于50％。鋯基合金具有強(qiáng)大的玻璃形成能力和寬大的過冷液相區(qū)，有利于使用較為簡易的設(shè)備容易地制備出質(zhì)量佳的塊體合金。此外，鋯基合金具有優(yōu)異的力學(xué)性能，廣泛地應(yīng)用于航天及高爾夫等領(lǐng)域。

通過觀察鋯基合金的金相試樣，可對(duì)鋯基合金的性能進(jìn)行檢測?，F(xiàn)有的金相腐蝕液對(duì)鋯基合金的腐蝕效率低，腐蝕后得到的金相試樣效果不好。

因此，需要提供一種鋯基合金金相腐蝕液，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的至少一個(gè)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種鋯基合金金相腐蝕液的新技術(shù)方案。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種鋯基合金金相腐蝕液。

該鋯基合金金相腐蝕液包括水、至少2wt％的氫氟酸、至少8wt％的硫酸和至少8wt％的硝酸。

可選地，所述鋯基合金金相腐蝕液包括2wt％-5wt％的氫氟酸、8wt％-20wt％的硫酸和8wt％-20wt％的硝酸。

可選地，按體積份計(jì)，所述鋯基合金金相腐蝕液包括5-10份優(yōu)級(jí)純的氫氟酸、5-10份分析純的硫酸、10-20份優(yōu)級(jí)純的硝酸和60-80份水。

可選地，所述氫氟酸的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于40.0％，所述硫酸的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于98％，所述硝酸的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65％-68％。

可選地，所述水為蒸餾水。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，還提供了一種鋯基合金金相腐蝕方法。

該鋯基合金金相腐蝕方法包括如下步驟：

(1)根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)中所述的鋯基合金金相腐蝕液的配方，將氫氟酸、硫酸和硝酸加入水中，攪拌均勻，得到鋯基合金金相腐蝕液；

(2)將打磨和拋光好的鋯基合金完全浸泡于所述步驟(1)中得到的鋯基合金金相腐蝕液中，浸泡一段時(shí)間后取出鋯基合金。

可選地，所述步驟(2)中的鋯基合金中鋯的含量為50wt％-80wt％，銅的含量為20wt％-40wt％，鋁的含量為3wt％-6wt％。

可選地，所述步驟(1)中的攪拌時(shí)間為30s-60s。

可選地，所述步驟(2)中的浸泡時(shí)間為20s-80s。

可選地，還包括步驟(3)：

將所述步驟(2)中取出的鋯基合金用水沖洗表面30s-60s，吹干后用酒精清潔表面。

本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有技術(shù)中，確實(shí)存在金相腐蝕液對(duì)鋯基合金的腐蝕效率低，腐蝕后得到的金相試樣效果不好。因此，本發(fā)明所要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)任務(wù)或者所要解決的技術(shù)問題是本領(lǐng)域技術(shù)人員從未想到的或者沒有預(yù)期到的，故本發(fā)明是一種新的技術(shù)方案。

本發(fā)明的鋯基合金金相腐蝕液包括氫氟酸、硫酸和硝酸，對(duì)鋯基合金的腐蝕效率高，在金相顯微鏡下可觀察到非常清晰的金相組織。此外，本發(fā)明的鋯基合金金相腐蝕液的成本低。

通過以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。

附圖說明

被結(jié)合在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且連同其說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。

圖1為使用本發(fā)明鋯基合金金相腐蝕液a1腐蝕得到的鋯基合金金相試樣b1的金相照片。

圖2為使用本發(fā)明鋯基合金金相腐蝕液a2腐蝕得到的鋯基合金金相試樣b2的金相照片。

圖3為使用現(xiàn)有的金相腐蝕液c1腐蝕得到的鋯基合金金相試樣d1的金相照片。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到：除非另外具體說明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。

以下對(duì)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的，決不作為對(duì)本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制。

對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為說明書的一部分。

在這里示出和討論的所有例子中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它例子可以具有不同的值。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。

本發(fā)明的鋯基合金金相腐蝕液包括水、至少2wt％的氫氟酸、至少8wt％的硫酸和至少8wt％的硝酸。上述“wt％”是指質(zhì)量分?jǐn)?shù)。至少2wt％的氫氟酸是指氫氟酸的質(zhì)量至少為鋯基合金金相腐蝕液總質(zhì)量的2％；至少8wt％的硫酸是指硫酸的質(zhì)量至少為鋯基合金金相腐蝕液總質(zhì)量的8％；至少8wt％的硝酸是指硝酸的質(zhì)量至少為鋯基合金金相腐蝕液總質(zhì)量的8％。本領(lǐng)域技術(shù)人員可實(shí)際需求，選擇具有不同的含量的氫氟酸或硫酸或硝酸的鋯基合金金相腐蝕液。

本發(fā)明的鋯基合金金相腐蝕液對(duì)鋯基合金的腐蝕效率高，在金相顯微鏡下可觀察到非常清晰的金相組織，有利于通過觀察鋯基合金內(nèi)的晶粒來檢測鋯基合金的性能。此外，本發(fā)明的鋯基合金金相腐蝕液的成本低。

在此，需要進(jìn)行說明的是，鋯基合金中鋯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)當(dāng)大于或等于50％。

可選地，鋯基合金金相腐蝕液包括2wt％-5wt％的氫氟酸、8wt％-20wt％的硫酸和8wt％-20wt％的硝酸。該配比的鋯基合金金相腐蝕液配制容易，對(duì)鋯基合金的腐蝕效率高。

可選地，按體積份計(jì)，鋯基合金金相腐蝕液包括5-10份優(yōu)級(jí)純的氫氟酸、5-10份分析純的硫酸、10-20份優(yōu)級(jí)純的硝酸和60-80份水。該配比的鋯基合金金相腐蝕液配制容易，對(duì)鋯基合金的腐蝕效率高。

進(jìn)一步地，氫氟酸的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于40.0％，硫酸的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于98％，硝酸的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65％-68％。氫氟酸的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于40.0％是指單份氫氟酸中的氫氟酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于40.0％；硫酸的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于98％是指單份硫酸中的硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于98％；硝酸的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65％-68％是指單份硝酸中硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65％-68％。

配制時(shí)，可將相應(yīng)的體積份的氫氟酸、硫酸、硝酸和水混合在一起攪拌均勻，即可制得鋯基合金金相腐蝕液。

可選地，水為蒸餾水。進(jìn)一步地，水為一級(jí)ro水。

本發(fā)明還提供了一種鋯基合金金相腐蝕方法，包括如下步驟：

(1)根據(jù)本發(fā)明的鋯基合金金相腐蝕液的配方，將氫氟酸、硫酸和硝酸加入水中，攪拌均勻，得到鋯基合金金相腐蝕液。

可選地，氫氟酸、硫酸和硝酸可依次加入水中。

上述攪拌可通過攪拌槳或磁力攪拌等方式實(shí)現(xiàn)。攪拌速率可根據(jù)需要配制的鋯基合金金相腐蝕液的體積確定。

此外，為了更加快速地?cái)嚢杈鶆?，可?duì)水進(jìn)行加熱。

(2)將打磨和拋光好的鋯基合金完全浸泡于步驟(1)中得到的鋯基合金金相腐蝕液中，浸泡一段時(shí)間后取出鋯基合金。

鋯基合金在鋯基合金金相腐蝕液中的浸泡時(shí)間可根據(jù)實(shí)際需求靈活選擇。

本發(fā)明的鋯基合金金相腐蝕方法操作簡單，得到的鋯基合金金相試樣的金相組織可非常清晰地被觀察到。

可選地，步驟(2)中的鋯基合金中鋯的含量為50wt％-80wt％，銅的含量為20wt％-40wt％，鋁的含量為3wt％-6wt％。對(duì)于上述組成的鋯基合金，使用本發(fā)明的鋯基合金金相腐蝕液的腐蝕效率高。

可選地，步驟(1)中的攪拌時(shí)間為30s-60s。

可選地，步驟(2)中的浸泡時(shí)間為20s-80s。

可選地，還包括步驟(3)：

將步驟(2)中取出的鋯基合金用水沖洗表面30s-60s，吹干后用酒精清潔表面。該步驟有利于更清晰地觀察到鋯基合金的金相組織。

上述沖洗用的水可為蒸餾水或去離子水。用酒精清潔表面可通過使用吸附有酒精的脫脂棉擦拭鋯基合金的表面，或者，將鋯基合金在酒精中超聲清洗等方式實(shí)現(xiàn)。

以下，結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的鋯基合金金相腐蝕液及金相腐蝕方法做具體說明。實(shí)施例中使用的各種原料均可通過市售獲得。各實(shí)施例和對(duì)比例中使用同種鋯基合金。各實(shí)施例和對(duì)比例中使用優(yōu)級(jí)純的氫氟酸、分析純的硫酸和優(yōu)級(jí)純的硝酸。

實(shí)施例1

(1)用100ml量筒量取80ml去離子水置于塑料燒杯中，用10ml塑料量筒量取5ml氫氟酸，以及用10ml玻璃量筒分別量取5ml硫酸和10ml硝酸，將量取的氫氟酸、硫酸和硝酸倒入裝有去離子水的燒杯中，攪拌30s至均勻，得到鋯基合金金相腐蝕液a1。

(2)將打磨和拋光好的鋯基合金完全浸泡于步驟(1)中得到的鋯基合金金相腐蝕液a1中，浸泡30s后取出鋯基合金。

(3)將步驟(2)中取出的鋯基合金用去離子水沖洗表面40s，吹干后帶酒精的脫脂棉擦拭試樣表面，得到鋯基合金金相試樣b1。

使用金相顯微鏡觀察b1。如圖1中所示，可觀察到非常清晰的金相組織。

實(shí)施例2

(1)用100ml量筒量取60ml去離子水置于塑料燒杯中，用10ml塑料量筒量取10ml氫氟酸，以及用10ml玻璃量筒分別量取10ml硫酸，用25ml玻璃量筒量取20ml硝酸，將量取的氫氟酸、硫酸和硝酸倒入裝有去離子水的燒杯中，攪拌30s至均勻，得到鋯基合金金相腐蝕液a2。

(2)將打磨和拋光好的鋯基合金完全浸泡于步驟(1)中得到的鋯基合金金相腐蝕液a2中，浸泡30s后取出鋯基合金。

(3)將步驟(2)中取出的鋯基合金用去離子水沖洗表面40s，吹干后帶酒精的脫脂棉擦拭試樣表面，得到鋯基合金金相試樣b2。

使用金相顯微鏡觀察b2。如圖2中所示，可觀察到非常清晰的金相組織。

對(duì)比例1

(1)用100ml量筒量取80ml去離子水置于塑料燒杯中，用10ml塑料量筒量取2ml氫氟酸，以及用20ml玻璃量筒分別量取18ml硫酸，將量取的氫氟酸和硝酸倒入裝有去離子水的燒杯中，攪拌30s至均勻，得到金相腐蝕液c1。

(2)將打磨和拋光好的鋯基合金完全浸泡于步驟(1)中得到的金相腐蝕液c1中，浸泡30s后取出鋯基合金。

(3)將步驟(2)中取出的鋯基合金用去離子水沖洗表面40s，吹干后帶酒精的脫脂棉擦拭試樣表面，得到鋯基合金金相試樣d1。

使用金相顯微鏡觀察d1。如圖3中所示，可觀察到金相組織的清晰度和完整性明顯差于a1和a2。

雖然已經(jīng)通過例子對(duì)本發(fā)明的一些特定實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上例子僅是為了進(jìn)行說明，而不是為了限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，對(duì)以上實(shí)施例進(jìn)行修改。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來限定。