顯微組織及其發展

線截距法(linear-intercept method)

替晶粒量尺寸最常用的辦法美在簡單,像走一條直路、數你跨過幾道籬笆,來量籬笆柱有多遠。在線截距法(linear-intercept method)裡,你在磨光、蝕刻後截面的顯微照片上,畫一條或數條已知總長的直測試線,數這些線切過多少道晶界。把真實線長(畫出的長度除以放大倍率)除以跨越的晶界數,就得到平均線截距——線在撞上下一道晶界前,於一顆晶粒內走過的平均距離。

舉個算例:假設你在 500 倍放大的影像上畫了總長 500 mm 的測試線,那它們在樣品上的真實長度是 500 除以 500,即 1 mm,也就是 1000 微米。若這些線跨越 200 道晶界,平均線截距就是 1000 除以 200,等於 5 微米。這個截距並不完全是真實晶粒直徑,因為一條隨機線很少切在晶粒最寬處;對填滿空間的等軸晶粒,公認的換算是把平均截距乘上約 1.56 來估計真實平均晶粒直徑,於是 5 微米的截距意味著晶粒約 8 微米。此法載於標準 ASTM E112,該標準也讓你把截距計數直接換算成 ASTM 晶粒度編號。

它受歡迎,因為快、不需花俏軟體、統計上站得住腳,又能優雅地處理不規則晶粒——你數的是跨越次數,而非判斷每顆晶粒起於何處、止於何處。可信結果的關鍵,在於數夠多的晶界(好幾百道,測試線隨機置放並朝多個方向,使拉長的組織不被偏頗量測),以及把截面蝕刻到每道晶界確實可見,因為漏掉一道晶界會把表觀晶粒尺寸灌大。對拉長或織構化的晶粒,朝不同方向畫的線能揭露單一方向會藏起來的各向異性。

為認證一種細氧化鋁,分析員在掃描電子顯微影像上疊放五條隨機朝向的測試線,在 936 微米的真實線長上數出 312 次晶界跨越,算得 3.0 微米的平均截距。乘上 1.56 得到回報的晶粒尺寸 4.7 微米——任何遵循同一標準的實驗室都能重現。

數跨越次數、相除、再乘上形狀因子——整片顯微組織被化約成一個可比較的數字。

那個 1.56 因子與截距轉晶粒尺寸的換算,假設晶粒等軸、大致均勻。若把它盲目套用到拉長、織構化或極端雙峰的組織,它給出的單一數字會藏起最要緊的那些特徵。

又称
mean linear interceptHeyn intercept method截線法平均截距法