材料檢測與分析

蝕刻(etching)

蝕刻是刻意、受控地讓拋光表面腐蝕,使其結構變得可見。完美的鏡面均勻反射光線、看起來一片空白;蝕刻讓化學藥劑以不同速率侵蝕晶界與不同相,刻出微小的溝谷與階梯,使光線不均勻散射,結構於是躍然而出——就像對著乾淨的窗戶哈氣,指紋便顯現出來。

你用棉花沾取或把拋光樣品浸入特定試劑幾秒鐘。晶界是能量較高、較無序的區域,因此溶解得較快、形成溝槽,呈現為暗色線條。不同相有不同的化學性質,溶解速率不同或染色不同,於是顯現為不同深淺。鋼材的經典試劑是 nital(幾個百分比的硝酸溶於乙醇);每個合金家族都有自己的配方與自己的時間掌控。

沒有蝕刻,你根本看不到晶粒或多數相——單靠拋光只能看到裂縫、孔隙與夾雜物。但蝕刻具破壞性且對時間敏感:蝕刻不足則晶界模糊;蝕刻過度則一片漆黑、細節盡失。蝕刻劑也會左右你看到什麼,因為它顯現的是它所侵蝕的部分——選擇試劑,就是選擇讓哪一種結構現身。

一塊拋光的鋼看起來像一面空白鏡子。在 2% nital 中蝕刻 5 秒後,出現一張細緻的暗色晶界網,而波來鐵(pearlite)團簇蝕刻得比周圍的肥粒鐵(ferrite)更深——顯微組織現在可以判讀了。

受控的侵蝕,把空白鏡面變成晶粒與相的地圖。

蝕刻顯現的是它所侵蝕的部分,因此可能造成判讀偏差——顯現某一相的試劑,可能讓另一相隱形。而且蝕刻過度無法挽回;你必須重新拋光、從頭再來。

又称
chemical etching化學蝕刻metallographic etching