炭相    (carbon micrographs)

利用光学显微镜或电子显微镜等观察、鉴别和分析炭素材料类别及微观组织的学科之一。炭相观察、研究是在金相学的基础上发展起来的。借用了许多类似于金属材料金相学研究的方法和设备。无论是对炭素原料(如各种石油焦、无烟煤、冶金焦、天然石墨等)，还是对生坯电极、焙烧电极或石墨电极，都可以通过其微观结构(图1、2)进行炭相研究。近年来，由于炭相分析理论的进一步成熟发展，目前能成功的剖析、鉴别未知炭基类制品的各种物料(骨料)组成及确定其各自不同的热处理温度、添加剂属性等．为新一代炭制品的研发提供了科学依据。在炭相研究领域中国吉林炭紊厂首先做出了成绩。并出版了中国第一本“炭相图谱”。

为进行各种炭素材料的炭相研究，通常分为取样、试样制品和用仪器设备进行观察分析3个步骤。

图1    石墨电极相田(挤压成型、中颗粒结构、低密、孔隙率26％)原料为普通石油焦

图2    炭块相圈(挤压成型、中密度、孔隙事21％)

1-无烟煤；2-片状体；3-冶金焦

取样   

试样必须具有代表性．根据不同的研究目的或检验项目．选取在待测试样的合适部位取样．取样的大小和数量应根据需要的测试仪器的性能而定。

试样制备   

通常的块状样品加工成30mm×20mm×15mm的长方体或Φ30mm×l5mm的圆柱体。对于必须进行氩离子腐刻处理的石墨类样品，尺寸应由氩离子腐刻器的性能大小决定，一般是加工成Φ25mm×15mm的圆柱体。另外，一些特殊样品如粉状、纤维状及多孔疏松样品，可用黏结剂或树脂进行分阶段处理后再铸成上述尺寸。

研磨   

铸样后至抛光前这一段工序为研磨阶段，它包括对试样外观形状的规格化，边棱倒角及观察面的深加工，研磨采用国产绿色炭化硅金相砂纸．金相砂纸的型号依次为280号、320号……M5等八个级别。

抛光  

抛光的目的是要获得没有机械扭曲的平坦、光滑无疵的试样表面，必须消除研磨后遗留下的5μm左右的划痕，机械抛光是在涂有抛光剂的泥料或天鹅绒等特殊耐磨布料上进行的。

仪器设备   

用于炭相研究的仪器设备主要是金相显微镜及带图像分析功能的自动定量电子显微镜等，另外，还有用于消除石墨样品表面非晶质层的氩离子腐刻器和清洗试样的超声波发生器等。

观察方法   

将抛光制好的光片(试样)放在显微镜载物台上，一般是从低倍至高倍有针对性地分步骤进行观察．充分地运用光干涉及“相加、相减”现象，鉴别、分析试样内部不同组成项的反光强度及微观结构特点，做出评价。