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2.2 取样
所谓取样就是在材料上，以适当的方法取下欲作金相观察的小试
片，由于后续的试片准备过程是相当耗时及昂贵的，因此在取样时就
必顸考虑到试片的数量、位置及方向，以及观察到的金相组织能反应
出欲获知的材料特性。一般材料的组织都是非均性(heterogennous)，
因此随机性在大块体积材料取下的试片并不能代表其整体条件。试片
的数量及位置通常要配合统计学的观点，用于重要零件的材料检验，
其试片数量必然较一般品管检查或实验室研究工作多上许多，至于位
置与观察方向的选择，必顸根据实验者的研究目的与用途而定，但通
常不外乎是为了显示均匀的材料组织、材料组织内部的某种特徵或是
材料缺陷，不同的材料製作或加工方式在取样上皆有其特定的考虑因
素。
其取样方法有下列五种：
1. 破断法
对于淬火状态的高硬度麻田散铁钢，在取样切断的过程中会因而受热
而改变其显微组织，此时可利用破断法将试片敲断，直接面作为金相
试片的观察面，避免受热影响，工具钢常利用这种方法来获得一个无
塑性变形层的金相表层。当材料的延性稍高时，可将其在液态氮中冷
却后再予以破断，除了脆性钢材外，陶瓷材料也常利用这种方法。
2. 剪断法
剪断法通常是用在低碳钢板或其他软质薄板材料上，在剪断过程中只
有少数热量产生，但剪断面附近会残留一些塑性、变形层，进行下一
步骤试片处理时必顸将其磨除，剪断法是极为简单且速度快的取样方
法，但是它不适用于会有机械双晶出现的非铁材料或厚板材料。
3. 锯断法
这是早期金相实验室常用的方法，至今仍在使用，通常材料硬度在
350HB 以下才建议使用。使用锯断法会有热及变形层产生，这是不可
避免的，可加入冷却液改善之。由于锯断法的断面凹击不齐，在后续
研磨过程中要耗费相当时间将它处理掉，目前只有手锯较常用而且只
限于形状複杂无法夹持的试件之取样工作或是利用自动锯床来处理
大型的物件。
4. 砂轮切割法
砂轮切割机是目前金相取样工作最被常使用的工具，它操作时间短，
可以切割大部份材料，而且有一个平整的切割面，有利于后续的研磨
过程。砂轮切割片分为两大类，一为消耗性，另一为非消耗性，一般
常用的为消耗性砂轮片。它是由研磨颗粒和结合剂所组成，碳化硅颗
粒适合一般非铁材料，而氧化铝颗粒则适合钢铁材料，络、镍等。依
结合剂种类亦可将砂轮片分成两类，使用树脂结合剂称为乾式，它不
具弹性。研磨颗粒易剥落，速度快。适合做软质材料的乾式切割；使
用橡胶为结合剂称为湿式，它必顸在有冷却水供应下切割。适合金相
试片取样工作，这种切割片在切割过程中有烧焦的异味产生，因此切
割机必顸安置在有抽风机的地方，由于橡胶结合剂置久会变质，砂轮
片有一定的使用年限，通常是一至一年半。在砂轮片是都会有製造日
期的标示，平时保存的砂轮片要选择一个乾燥的环境。平坦摆置，不
要大量储存。
由于砂轮切割的原理是利用研磨颗粒与金属材料间的磨耗作用，快远
刮下金属细屑并将期带走。因此颗粒间的结合力会影响其切割特性。
消耗性砂轮使其颗粒结合力程度可分为软质或硬质，软质砂轮片的孔
隙度大，颗粒易脱落，它消耗功率高，是合作硬质材料的切割；硬质
砂轮片颗粒较为致密。适合切割软质材料。这种砂轮片在低速运转时
容易崩裂，使用时必顸注意转速的控制，一个良好的切割条件就是磨
耗速率能和被切割材料的硬度相配合，硬度越高，相对应提高其磨耗
速率。图 2-1 为砂轮切割机。
砂轮片除了以上提到的不同种类外，它还具备不同的直径与厚度规格，
金相试片切割机常用的是 12 英吋直径规格的砂轮。对于砂轮片适合
生产性工作。无法得到平滑细緻的切割面。
鑽石切割片是将鑽石颗粒能力附着在金属片的外为刃口上。在切割过
程中鑽石颗粒并不会被消耗掉，属于非消耗的刀片，矿物、石英。玻
璃及陶瓷材料常使用这类刀片在高转速下切割，金属材料为了获得无
几应变层的表面，也可利用此类刀片慢速切割，图 2-2 为慢速鑽石切
割机。它是製造供穿透式电子显微镜观察用试片不可或缺的设备，在
金相准备室中也常被用来做为小型试片的取样。

出自http://www.bjsgyq.com/北京显微镜百科