Способ микроструктурного анализа

1702252 м С 01 И 15/02 11 ь . , .. ,, ,ф ъ лъ Ъ ИСАНИЕ БРЕТЕНИЯ ВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВ титут нефт(56) Салть 1 ков Л,А. Стереометрическая металлография, М.: Металлургия, 1976, с,266.Чернявский К,С, Стереология в металло- ведении, М,; Металлургия, 1977, с,214-216. (54) СПОСОБ МИКРОСТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА(57) Изобретение относится к способам количественного микроструктурного анализа материалов с шаровидными частицами, образующими плоские круговые контакты, С Изобретение относится к способам исследования материалов с помощью оптических средств, а именно к способам количественного микроструктурного анализа материалов с шаровидными частицами и их плоскими круговыми контактами, и может быть использовано для определения числа неравновеликих контактов частиц в единице объема, их среднего диаметра и дисперсии,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ микроструктурного анализа материалов с шаровидными частицами одинакового диаметра, контакты между которыми плоские и имеют форму круга одинакового диаметра.Сущность способа заключается в том, что измеряют площадь 5 шлифа, подсчитывают число и контактов частиц на плоскости шлифа и определяют число )чка контактов и/3, подечения с аййой сента ктов ифа Яка = чек перес лины случ сло М, к ице обьем площади,шлисло Рк 1 то на единицу д еделяют чи цэми В един на единицу считывают контактами кущей, опр между части ала атерио диаметр Ок всех жет быть определен зта формула не прижет быть получена иэ й между параметраом тождества Ок = плоПк щадь и и единице тов Ок= Спо ние. Онимене- налиэа союз соаетских СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСГ 1 УБЛИК 1 ГОСУДАРСТБЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ и ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Ивано-Франковскийгаза целью повышения достоверности при анализе материалов с неравновеликими частицами, дополнительно измеряют длину следа каждого контакта на плоскости шлифа и определяют средний диаметр контактов и дисперси,о, Число контактов в единице объема, их средний диаметр и дисперсию определяют по формулам: Мкч = (4/.7 т )(ЙКАИК); бк = И.7 т 2)М 1 1 Ц; У = О 114 т ог) Й Ь - ак ) ) где 11 - длина следа 1-контакта на плоскости шлифа; и - число измеренных следов контэкток р)КА - число следов контактов на единице площади шлифа; ЯКА = п/5; Я - площадь шлифа; г)КУ - число контактов в единице объема; Ок - средний диаметр контактов; о" - дисперсия. 1 ил., 1 табл,Ккч = 2 Ка /(Л Рк 1). При этом полагают, ч контактов одинаков и м по Формуле(в описании ВОДИТСЯ, ОДНдко ОНд МО известных взаимосвязе ми структуры и с уче5 и П - соответстве риметр равновеликих конбъема материала) 2МКАб имеет ограниченное редназначен только длматериалов с равновеликими как частицами, так и их контактами. Его использованиедля анализа материалов, содержащих неравновеликие шаровидные частицы и неравновеликие их контакты возможно лишьв качестве оценочного анализа.Цель изобретения - расширение возможностей способа путем применения дляанализа материалов с неравновеликими частицами и их контактами,Поставленная цель достигается тем, чтов известном способе микроструктурногоанализа материалов с шаровидными частицами и их плоскими круговыми контактами,включающем измерение площади шлифа,подсчет цисла следов контактов частиц наплоскости шлифа, определение их числа наединице площади шлифа и определениечисла контактов в единице объема, дополнительно измеряют длину следа каждогоконтакта на плоскости шлифа, определяютсредний диаметр контактов и дисперсию, ачисло контактов в единице обьема, их средний диаметр и дисперсию определяют поформулам(5)где Ь - длина следа 1-контакта на г)лоскости шлифа;п - число измеренных следов контактов; Я - площадь шлифа;Ика - число следов контактов на единице площади шлифа, Яка = п ЮМкч - число контактов в единице объема;Ок - средний диаметр контактов;а - дисперсия.2Формулу (3) для определения числа контактов получим следующим путем. Из формул (1) и (2) следует, что при одинаковых диаметрах контактовЯка = Л/4 И 1 чО (6) Видоизменим уравнение (6) применительно к системе неравновеликих контактов. Для этого рассмотрим систему контактов частиц, в единице объема которой находятся контакты следующих диаметровйк контактов диаметра Ок);кг то же1 кМк Для контактов каждого диаметра в отдельности соблюдается условие (6)- ЛМкд = - йк) Ок),45 где 1= 1,2.п 1.Просуммируем по отдельности левые иправые части этих равенствМКд = -(Ык ккк ))= 1=1Левая часть полученного равенства равнаобщему числу 1 Ча следов неравновеликихконтактов на единице площади шлифа, аЛправая деленная на - Йкч, - среднему154арифметическому диаметру О контактов,т.е,- ЛЙка = - Йкч Ок,4(7 а)откуда следует формула (3).Для установления зависимостей (4) и (5)рассмотрим систему равновеликих контактов равномерно(по положению и направлению) расположенных в объеме материала ипересекаемых плоскостью микрошлифа.Длина (. следа отдельного контакта на площади шлифа (хорда окружности) обусловлена расстоянием Р хо ды до центра контакта(Ок/2 ) (8)Для учета влияния относительного расположения контакта и секущей (плоскости шлифа) на величинурассмотрим в декартовойсистеме координат Охук пересечение единичного произвольно расположенного контакта диаметра Ок секущей плоскостью,перпендикулярной плоскости хОу, Отметим, что пересечение единичного контактасистемой параллельных плоскостей в данном рассмотрении равнозначно пересечению плоскостью шлифа равномернорасположенных равновеликих контактов.На чертеже показана 1/4 часть проекции окружности на плоскость хОу - эллипса,Большая ось эллипса (Ох) равна Ок, ма 45 лая (Оу) - Осов у, Углы а и р определяютвзаимное расположение контакта и секущей; а - острый угол между проекцией перпендикуляра к контакту на плоскость хОу иосью Оу; р- острый угол между перпендикуляром к контакту и осью Ог.Кроме того, - проекция С ОК - проекция Е; ОЕ = х,; ЕМ = уо; Р/2 - расстояниеот центра О до касательной (роловина расстояния между касательными к эллипсу); х -расстояние произвольной секущей плоскости (ее следа на плоскости хОу) до центраконтакта; ось Оу, секущая и касательная кокружности (эллипсу) параллельны.свойств материала, типа проводимости и прочности.Предлагаемый способ использован для микроструктурного анализа образцов, полученных спеканием свободно насыпанного порошка бронзы со сферической формой частиц и следующим гранулометрическим составом; 85 мас.% порошка имели диаметр от 50 до 400 мкм, Измерение следов контактов частиц выполняли на микрофотографии шлифа с площадью Я, равной после приведения к плоскости шлифа 9 мм . Измерены 358 следов контактов частиц. Сумма длин измеренных следов составила 5,460 мм, сумма обратных длин - 35248 мм (приведены к плоскости шлифа), Параметры трехмерной структуры, расчитанные по исходным данным предлагаемым способом и известным (предполагая равенство диаметров контактов), приведены в таблице,Как следует из данных таблицы точность оценки числа контактов и их среднего диаметра известным способом в предположении равенства диаметров низкая; погрешность составляет соответственно 21 и 18%. Использование предлагаемого способа расширяет возможности известноо микроструктурного анализа принятого также в качестве базового) и позволяет определять число контактов сферических частиц, образующих неравновеликие плоские круговые контакты, а также их средний диаметр и дисперсию.5 Формула изобретенияСпособ микроструктурного анализа материалов, включающий измерение площади шлифа, подсчет числа следов контактов частиц на плоскости шлифа, определение их 10 числа на единице площади шлифа и определение числа контактов в единице объема, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности при анализе материалов с неравновеликими частицами, 15 дополнительно измеряют длину следа каждого контакта на плоскости шлифа, определяют средний диаметр контактов и дисперсию, а число контактов в единице объема й, их средний диаметр О и дисперсию о определяют по формуламЭ ""-ф, " ",-т=12где Ь - длина следа 1-контакта на плоскости шлифа;и - число измеренных следов контактов;Мз - число следов контактов на единице площади шлифа, Ь,. = п/3;30Я - площадь шлифэ.1702252Составитель Б.Сторож Редактор Ю.Середа Техред М.Моргентал Корректор О,Кун каэ 4538 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10