机械零部件通过表面加工技术，可使其获得良好的力学性能、优异的光学性能或者提高其对复杂的工作环境的耐受能力。通过各种喷涂、沉积等方法获得镀层是实现零部件表面性能提升的重要手段。获得镀层后，其厚度、均匀性、界面结合情况等信息，可通过对其进行适当的截面制备来获得。其中CP可完美地制备微米、甚至纳米级别的镀层截面。因此本次试验以某毫米探针部件为样品，通过离子束切割获得无损的平整面，以满足后续的SEM测试与分析。原试样（尺寸不超过4mm）如下图所示，需要测量箭头所指平面的镀层厚度，指定位置在任意方向直径1/4处。

 

 

图1. 试样原貌

 镶嵌

将样品镶嵌成约14X5X3mm大小的尺寸，如下图2所示。

 

   

图2. 镶嵌后的试样

 

机械研磨

样品极小，用普通研磨机难以高效精准定位加工，因此使用徕卡精研一体机Leica EM TXP对样品进行预处理，处理流程示意图如下：

 

图3. 样品离子束加工前的TXP机械加工流程

 

左：样品原始形貌，红点为目标点；

左二：TXP加工去掉的多余截面部分；

右二：TXP加工去掉的多余侧面部分；

右：TXP机械加工完成后

 

1. 样品截面加工

使用徕卡EM TXP扁平样品夹固定样品，通过TXP加工截面，使目标位置与截面距离控制在20-100um范围内，流程如下图

 

图4. TXP加工截面流程图

 

2. 样品坡面加工

使用徕卡EM TXP插件样品夹固定样品，调节样品臂角度为-10°，通过TXP加工坡面，使目标位置与坡面距离控制在20-50um范围内，流程如下图

 

图5. TXP加工侧面流程图

 

  样品离子束加工

 

图6. TXP加工后的样品离子束加工时的示意图

 

 

图7. 徕卡EM TIC3X样品装夹示意图

 

  样品离子束加工结果

 

图8. 徕卡EM TIC3X离子束加工效果（SEM）

 

  小结

1、样品极小，形状不是简单的长方体状，且指定测试位置在样品内部，需用树脂镶嵌成易处理的长方体状后切割。尽量选用与样品切割速率相近的镶嵌树脂。

2、预处理用徕卡精研一体机EM TXP代替普通研磨机更高效精准，形状尺寸按图3所示加工后，才可大大提高离子束加工速率。

3、镀层极薄，仅需沿厚度方向加工约30um即可。

 

 

本次试验所用设备如下

 

Leica EM TXP 精研一体机

 

 

Leica EM TIC3X离子束切割抛光仪