機械零部件通過表面加工技術，可使其獲得良好的力學性能、優異的光學性能或者提高其對復雜的工作環境的耐受能力。通過各種噴涂、沉積等方法獲得鍍層是實現零部件表面性能提升的重要手段。獲得鍍層后，其厚度、均勻性、界面結合情況等信息，可通過對其進行適當的截面制備來獲得。其中CP可完美地制備微米、甚至納米級別的鍍層截面。因此本次試驗以某毫米探針部件為樣品，通過離子束切割獲得無損的平整面，以滿足后續的SEM測試與分析。原試樣（尺寸不超過4mm）如下圖所示，需要測量箭頭所指平面的鍍層厚度，指定位置在任意方向直徑1/4處。

 

 

圖1. 試樣原貌

 鑲嵌

將樣品鑲嵌成約14X5X3mm大小的尺寸，如下圖2所示。

 

   

圖2. 鑲嵌后的試樣

 

機械研磨

樣品極小，用普通研磨機難以高效精準定位加工，因此使用徠卡精研一體機Leica EM TXP對樣品進行預處理，處理流程示意圖如下：

 

圖3. 樣品離子束加工前的TXP機械加工流程

 

左：樣品原始形貌，紅點為目標點；

左二：TXP加工去掉的多余截面部分；

右二：TXP加工去掉的多余側面部分；

右：TXP機械加工完成后

 

1. 樣品截面加工

使用徠卡EM TXP扁平樣品夾固定樣品，通過TXP加工截面，使目標位置與截面距離控制在20-100um范圍內，流程如下圖

 

圖4. TXP加工截面流程圖

 

2. 樣品坡面加工

使用徠卡EM TXP插件樣品夾固定樣品，調節樣品臂角度為-10°，通過TXP加工坡面，使目標位置與坡面距離控制在20-50um范圍內，流程如下圖

 

圖5. TXP加工側面流程圖

 

  樣品離子束加工

 

圖6. TXP加工后的樣品離子束加工時的示意圖

 

 

圖7. 徠卡EM TIC3X樣品裝夾示意圖

 

  樣品離子束加工結果

 

圖8. 徠卡EM TIC3X離子束加工效果（SEM）

 

  小結

1、樣品極小，形狀不是簡單的長方體狀，且指定測試位置在樣品內部，需用樹脂鑲嵌成易處理的長方體狀后切割。盡量選用與樣品切割速率相近的鑲嵌樹脂。

2、預處理用徠卡精研一體機EM TXP代替普通研磨機更高效精準，形狀尺寸按圖3所示加工后，才可大大提高離子束加工速率。

3、鍍層極薄，僅需沿厚度方向加工約30um即可。

 

 

本次試驗所用設備如下

 

Leica EM TXP 精研一體機

 

 

Leica EM TIC3X離子束切割拋光儀