محلولهای نایتال اچ ۲% (Nital Etch 2%) و پیکرال اچ ۴% (Picral Etch) از مهمترین معرفهای شیمیایی در آزمایشگاههای متالورژی و صنایع مرتبط با آن هستند. این دو محلول به طور خاص برای آشکارسازی و تجزیه و تحلیل ریزساختار فلزات آهنی و غیرآهنی، به ویژه فولادها و چدنها، طراحی شدهاند. در این مقاله، به بررسی جامع این دو محلول، ترکیبات شیمیایی، مکانیسم عمل، کاربردها، نکات ایمنی و روشهای خرید آنها خواهیم پرداخت.
۱. نایتال اچ ۲%: ترکیب و ویژگیها
محلول نایتال اچ ۲% به عنوان یک معرف اچینگ قوی شناخته میشود که از دو جزء اصلی تشکیل شده است:
-
اتانول (C₂H₅OH): این الکل به عنوان حلال پایه در این محلول استفاده میشود. اتانول با خلوص ۹۶% یا بالاتر به کار میرود تا از خلوص مناسب اطمینان حاصل شود. متانول نیز به دلیل سمی بودن آن کمتر مورد استفاده قرار میگیرد.
-
اسید نیتریک (HNO₃): این جزء فعال محلول است که به عنوان عامل اچینگ عمل میکند. غلظت اسید نیتریک در نایتال اچ ۲% به صورت ۲% حجمی/حجمی تعیین میشود.
محلول نایتال اچ ۲% معمولاً شامل ۲ میلیلیتر اسید نیتریک غلیظ (۶۵-۷۰%) در ۹۸ میلیلیتر اتانول است. این غلظت یکی از پرکاربردترین و استانداردترین غلظتها برای بررسی ریزساختار فولادها و چدنها به شمار میآید.
۲. پیکرال اچ ۴%: ترکیب و کاربردها
پیکرال اچ ۴% نیز یک معرف اچینگ مهم است که به طور خاص برای بررسی ساختارهای فولادی با کربن بالا و چدنها طراحی شده است. این محلول از ترکیب زیر تشکیل شده است:
-
پیکریک اسید (C₇H₅N₃O₇): این ماده به عنوان عامل اصلی اچینگ عمل میکند و غلظت آن در پیکرال اچ ۴% برابر با ۴% است.
-
اتانول (C₂H₅OH): این الکل به عنوان حلال اصلی در این محلول به کار میرود.
پیکرال اچ ۴% به صورت ۴ میلیلیتر پیکریک اسید در ۹۶ میلیلیتر اتانول تهیه میشود. این محلول بهویژه برای شناسایی فازهای سمنتیتی و مارتنزیت تمپر شده در فولادها و بررسی ساختارهای پیچیده چدنها مناسب است.
۳. مکانیسم عمل: نحوه کارکرد نایتال و پیکرال
عمل اچینگ با استفاده از نایتال و پیکرال بهصورت یک فرآیند خوردگی کنترل شده و انتخابی انجام میشود. این فرآیند شامل مراحل زیر است:
۳.۱. حذف لایههای اکسید و آلودگی
هر دو محلول نایتال و پیکرال ابتدا سطح نمونه فلزی را تمیز میکنند. این مرحله برای حصول نتایج دقیق و قابل اعتماد بسیار حیاتی است.
۳.۲. حمله انتخابی به فازها
اسید نیتریک و پیکریک به مناطق مختلف ریزساختار (فازها، مرزدانهها و ناخالصیها) با سرعتهای متفاوت حمله میکنند:
-
نایتال: مرز دانهها (Grain Boundaries) به دلیل انرژی بالاتر، سریعتر خورده میشوند و به صورت خطوط تیره در زیر میکروسکوپ قابل مشاهده خواهند بود. فازهای مختلف مانند فریت، پرلیت و مارتنزیت به دلیل ترکیب شیمیایی و ساختار بلوری متفاوت، به میزانهای مختلفی خورده میشوند.
-
پیکرال: این محلول بهویژه برای شناسایی فازهای سمنتیتی و مارتنزیت تمپر شده طراحی شده است. پیکریک اسید میتواند بهطور مؤثری این فازها را از یکدیگر تفکیک کند و کنتراست مناسبی بین آنها ایجاد کند.
۳.۳. تشکیل حفرههای ریز
حمله اسیدی باعث ایجاد حفرههای میکروسکوپی (Pits) در سطح میشود. این حفرهها به تفکیک فازها کمک میکنند و در نهایت باعث ایجاد کنتراست در تصاویر میکروسکوپی میشوند.
۳.۴. مشاهده ریزساختار
پس از شستشو و خشککردن نمونه، تفاوتها در زیر میکروسکوپ نوری (Metallurgical Microscope) به وضوح قابل مشاهده است و تصویری دقیق از ریزساختار داخلی فلز ارائه میدهد.
۴. کاربردهای نایتال اچ ۲% و پیکرال اچ ۴% در صنعت و پژوهش
محلولهای نایتال و پیکرال در صنایع مختلف و پژوهشهای علمی کاربردهای متنوعی دارند. به برخی از این کاربردها اشاره میشود:
۴.۱. تعیین ریزساختار فولادها
این محلولها به شناسایی و اندازهگیری فازهای اصلی (فریت، پرلیت، مارتنزیت، بینیت، آستنیت باقیمانده) و توزیع آنها در فولادها کمک میکنند.
۴.۲. تعیین اندازه دانه (Grain Size)
محلولهای نایتال و پیکرال به اندازهگیری اندازه دانههای فریت یا آستنیت سابق بر اساس استانداردهای بینالمللی (مانند ASTM E112) کمک میکنند.
۴.۳. بررسی عملیات حرارتی (Heat Treatment)
این محلولها در ارزیابی اثر فرآیندهایی مانند آنیل، نرمالایزینگ، کوئنچ و تمپر بر ریزساختار و خواص فولاد بسیار مؤثر هستند.
۴.۴. کنترل کیفیت جوش (Weld Inspection)
محلولهای نایتال و پیکرال برای بررسی منطقه جوش (Fusion Zone)، منطقه متاثر از حرارت (HAZ) و فلز پایه به کار میروند. این محلولها میتوانند عیوب احتمالی و تغییرات ریزساختاری ناشی از جوشکاری را شناسایی کنند.
۴.۵. آنالیز چدنها
این محلولها در تشخیص نوع گرافیت (ورقهای، کروی، کرمی)، اندازه و توزیع گرافیت، و ساختار زمینه فلزی (پرلیتی، فریتی) کاربرد دارند.
۴.۶. تحقیق در زمینه فولادسازی و متالورژی
محلولهای نایتال و پیکرال در توسعه آلیاژهای جدید، بهینهسازی فرآیندها، مطالعه رفتار خوردگی، شکست و خستگی بسیار مؤثر هستند.
۴.۷. آمادهسازی نمونه برای تستهای پیشرفته
گاهی به عنوان مرحله مقدماتی برای آنالیزهای دقیقتر مانند میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده میشوند.
۵. نکات ایمنی در کار با نایتال اچ ۲% و پیکرال اچ ۴%
محلولهای نایتال و پیکرال به دلیل وجود اسید نیتریک و پیکریک اسید غلیظ، مواد شیمیایی خطرناکی هستند. رعایت نکات ایمنی در کار با این محلولها الزامی است:
۵.۱. تجهیزات حفاظتی فردی
- عینک ایمنی: استفاده از عینک ایمنی با محافظ جانبی برای جلوگیری از آسیب به چشمها الزامی است.
- دستکش مقاوم به اسید: دستکشهای نیتریل یا نئوپرن برای جلوگیری از تماس با پوست.
- روپوش آزمایشگاهی: روپوشی از جنس مقاوم به مواد شیمیایی.
- کفش بسته: برای حفاظت از پاها.
۵.۲. محیط کار
- کار در زیر هود شیمیایی: حتماً با مکش مناسب کار کنید تا بخارات سمی و خورنده از محیط خارج شوند.
- تهویه مناسب: از تهویه مناسب محل کار اطمینان حاصل کنید.
- خودداری از خوردن، آشامیدن و سیگار کشیدن: در محل کار با مواد شیمیایی به شدت خودداری کنید.
۵.۳. جابجایی و نگهداری
- محلولها را در ظروف شیشهای یا پلاستیکی مقاوم به اسید نگهداری کنید.
- ظروف را محکم بسته و برچسبگذاری کنید: (نام ماده، تاریخ تهیه، خطرات).
- نگهداری در جای خنک و خشک: دور از نور مستقیم خورشید و منابع حرارت.
۵.۴. پسماند و دفع
- هرگز نایتال یا پیکرال استفاده شده را مستقیماً در سینک نریزید!
- پسماند را در ظروف مقاوم و دربدار جمعآوری کنید.
- دفع باید مطابق با مقررات زیستمحیطی محلی و ملی انجام شود.
۵.۵. تماس پوستی/چشمی/تنفسی
- تماس پوستی: سریعاً پوست را با مقادیر زیاد آب به مدت حداقل ۱۵ دقیقه بشویید. لباس آلوده را درآورید و در صورت نیاز به پزشک مراجعه کنید.
- تماس چشمی: فوراً چشم را با آب تمیز و فراوان به مدت حداقل ۱۵ دقیقه شستشو دهید و فوراً به پزشک مراجعه کنید.
- بلع: دهان را با آب بشویید (بلیعدن را تحریک نکنید) و فوراً به پزشک مراجعه کنید.
- استنشاق بخارات: فرد را به هوای تازه منتقل کنید و در صورت مشکل تنفسی به پزشک مراجعه کنید.
۶. خرید محلول نایتال اچ ۲% و پیکرال اچ ۴% با کیفیت بالا
برای خرید محلول نایتال اچ ۲% و پیکرال اچ ۴% با کیفیت بالا و استاندارد آزمایشگاهی، به فروشگاه شیشه آلات و تجهیزات آزمایشگاهی کاملی تجهیز مراجعه کنید. ما انواع لوازم و شیشه آلات آزمایشگاهی را با بهترین قیمت و کیفیت ارائه میدهیم.
۶.۱. نکات مهم در خرید
- کیفیت مواد اولیه: از فروشندهای خرید کنید که از اتانول مطلق یا متانول با خلوص بالا و اسید نیتریک مرغوب و استاندارد آزمایشگاهی استفاده میکند.
- تازهسازی: نایتال و پیکرال به مرور زمان تجزیه میشوند و اثر اچینگ آنها کاهش مییابد. محلول را تازه تهیه کنید یا در حجم کم خریداری نمایید.
- غلظت دقیق: اطمینان حاصل کنید که غلظت دقیقاً ۲% (نایتال) و ۴% (پیکرال) حجمی/حجمی است.
- بستهبندی مناسب: ظروف مقاوم، دربدار و با برچسبگذاری شفاف حاوی نام ماده، غلظت، تاریخ تولید/انقضا، خطرات و اقدامات احتیاطی.
تماس با ما:
- تلفن: 09127812617
- وبسایت: کاملی تجهیز
محلولهای نایتال اچ ۲% و پیکرال اچ ۴% ابزارهای بنیادی و غیرقابل جایگزین در علم و مهندسی مواد، به ویژه متالورژی فولاد و چدن هستند. این محلولها با هزینه نسبتاً کم، امکان مشاهده، شناسایی و کمیسازی ریزساختار فلزات را فراهم میکنند، اطلاعاتی که مستقیماً به خواص مکانیکی، دوام، رفتار در سرویس و کیفیت نهایی قطعات مرتبط است.
آمادهاید تا ریزساختار فولاد و چدن خود را کشف کنید؟ محلولهای نایتال اچ ۲% و پیکرال اچ ۴% با کیفیت ممتاز آزمایشگاهی را همین امروز از ما بخواهید!
بدون دیدگاه