야금 실험실은 금속 및 합금의 특성과 구성을 검사하여 품질과 성능을 보장하는 재료 분석에서 중요한 역할을 합니다. 철저한 분석과 조사를 수행하기 위해 다양한 고급 장비와 기술이 야금 실험실에서 사용됩니다. 이 기사에서는 재료 분석에 사용되는 몇 가지 일반적인 유형의 야금 실험실 장비를 살펴보겠습니다.
광학 현미경:
광학 현미경은 금속 샘플을 확대하고 검사하기 위한 야금 실험실의 기본 도구입니다. 이를 통해 기술자와 야금학자는 입자 크기, 위상 분포 및 내포물을 포함하여 재료의 미세 구조를 볼 수 있습니다. 광학 현미경에는 편광 필터가 장착되어 복굴절 구조를 관찰하고 금속의 서로 다른 상을 구별할 수 있습니다.
주사 전자 현미경(SEM):
SEM은 금속 표면의 고해상도 이미지를 얻기 위해 재료 분석에 사용되는 강력한 도구입니다. 집속 전자 빔을 사용하여 샘플 표면을 스캔하고 미세 구조 및 지형에 대한 자세한 정보가 포함된 이미지를 생성합니다. SEM은 또한 에너지 분산형 X선 분광법(EDS) 기능을 갖추고 있어 재료의 성분을 분석하고 식별할 수 있습니다.
투과 전자 현미경(TEM):
TEM은 원자 수준에서 재료의 내부 미세 구조를 검사하는 데 사용되는 고급 현미경 기술입니다. SEM과 유사하게 작동하지만 표면을 스캔하는 대신 샘플을 통해 전자를 전송합니다. TEM은 금속의 결정 결함, 전위 및 입자 경계에 대한 자세한 정보를 제공합니다.
X선 회절계(XRD):
XRD는 금속 샘플의 결정학적 구조 및 상 구성을 결정하는 데 사용됩니다. 결정 격자 배열에 따라 X선이 회절되도록 하는 샘플에 X선을 조사하여 작동합니다. 회절된 패턴을 분석함으로써 야금학자는 재료의 결정 구조와 상 함량을 식별할 수 있습니다.
시차 주사 열량계(DSC):
DSC는 금속 및 합금의 열 거동을 연구하는 데 사용됩니다. 온도의 함수로 샘플 안팎으로의 열 흐름을 측정하여 상 변환, 융점 및 열 용량에 대한 정보를 제공합니다.
열중량 분석기(TGA):
TGA는 온도의 함수로 샘플의 중량 변화를 결정하는 데 사용됩니다. 금속 및 합금의 상전이, 분해 및 산화를 포함한 다양한 공정을 연구하는 데 사용할 수 있습니다.
경도 시험기:
경도 시험은 재료 분석의 필수 부분이며 경도 시험기는 금속의 경도를 결정하는 데 사용됩니다. 일반적인 방법에는 Brinell, Rockwell, Vickers 및 Knoop 경도 테스트가 포함됩니다. 경도 측정은 재료의 기계적 특성과 변형 및 마모에 대한 저항에 대한 중요한 정보를 제공합니다.
장력 시험기:
인장 시험기는 인장 상태에서 금속의 기계적 강도와 특성을 평가하는 데 사용됩니다. 기계는 샘플이 파단점에 도달할 때까지 제어된 인장력을 샘플에 적용합니다. 인장 시험은 재료의 항복 강도, 극한 인장 강도 및 연신율에 대한 데이터를 제공합니다.
분광계:
원자 방출 분광법(AES) 및 유도 결합 플라즈마 분광법(ICP)과 같은 분광계는 금속 및 합금의 원소 조성을 결정하는 데 사용됩니다. 이 장비는 특정 파장의 빛의 방출 또는 흡수를 분석하여 재료의 다양한 원소 존재에 대한 정량적 데이터를 제공합니다.
글로우 방전 광학 방출 분광법(GDOES):
GDOES는 표면 코팅 및 금속 층의 깊이 프로파일을 분석하는 데 사용됩니다. 다양한 깊이에서 원소의 농도를 측정하여 코팅 두께 및 원소 분포에 대한 정보를 제공합니다.
표면 프로파일미터:
표면 조도계는 금속의 표면 거칠기와 질감을 측정하는 데 사용됩니다. 재료의 표면을 스캔하고 표면 특성 및 거칠기 매개변수에 대한 정보를 제공하는 프로파일을 생성합니다.
화학 분석기:
가스 크로마토그래피(GC) 및 유도 결합 플라즈마 질량 분석법(ICP-MS)과 같은 화학 분석기는 금속 및 합금의 화학적 조성을 결정하는 데 사용됩니다. 이 장비는 재료의 미량 원소 농도에 대한 정확하고 정확한 데이터를 제공합니다.
금속 조직 샘플 준비 장비:
절단기, 연삭기 및 연마기, 에칭 장비를 포함한 금속 조직 시료 준비 장비는 현미경 검사 및 분석을 위한 금속 시료를 준비하는 데 사용됩니다. 야금 분석에서 정확하고 대표적인 결과를 얻으려면 적절한 시료 준비가 중요합니다.
미세경도 시험기:
미세경도 시험기는 금속 샘플의 작고 국부적인 영역의 경도를 측정하는 데 사용됩니다. 이 테스터는 입계 근처 또는 용접 영역과 같은 샘플 내의 경도 변화를 연구하는 데 특히 유용합니다.
부식 시험 장비:
염수 분무 챔버 및 전기 화학적 부식 시험 장비와 같은 다양한 부식 시험 장비는 다양한 환경에서 금속 및 합금의 내식성을 평가하는 데 사용됩니다.
야금 실험실 장비 재료 분석에서 중요한 역할을 하며 금속 및 합금의 특성을 특성화하고 이해하는 데 도움을 줍니다. 미세 구조를 드러내는 현미경부터 원소 구성을 식별하는 분광계에 이르기까지 이러한 도구는 재료 개발, 품질 관리 및 고장 분석과 관련된 엔지니어, 연구원 및 산업계에 귀중한 통찰력을 제공합니다. 고급 현미경 기술, 분석 기기 및 기계적 테스터의 조합으로 포괄적인 재료 분석이 가능하고 다양한 응용 분야에서 금속 재료의 안정적인 성능을 보장합니다.