نمونههاي كوچك يا با شكل خاص كه بدون مانت قابل آمادهسازي نيستند يا در نمونههايي كه لبههاي نمونه نيز بايد بررسي شود از مانت سرد يا گرم استفاده ميشود.
– فوايد مانت كردن
۱) نگهداري لبه نمونه ها در نمونه هاي مانت شده بهتر از نمونه هاي مانت نشده مي باشد.
۲) نگهداري نمونه هاي كوچك، ترد و شكننده و با شكل پيچيده راحت تر مي باشد.
۳) محدود نگه داشتن لبه تيز نمونه ها يا گوشه هايي كه امكان آسيب رساندن به كاغذ سنباده يا نمد مورد استفاده براي پوليش را دارد و خطراتي در حين آماده سازي ايجاد مي كند.
۴) شناسايي يا كدگذاري نمونه هاي بدون مانت در دراز مدت دشوار مي باشد. درصورتيكه در پشت نمونه هاي مانت شده اطلاعات فراواني را مي توان حك كرد كه در دراز مدت نيز ازبين نخواهند رفت.
۵) راحتي و يكنواختي پيكربندي در روش دستي و ماشيني
۶) پر كردن سوراخ ها و ترك ها در نمونه با استفاده از مواد مانت به جهت جلوگيري از بالا آمدن آب، الكل و محلول هاي اچ
۷) اندازه استاندارد براي سهولت نگهداري در دسيكاتور
مانت گرم
الف) مواد ترموست: شامل باكت ۲- مواد ترليت (Bakelite) وDiallyle phethalate و اپوكسي هايي چون پلاستيمت و اپومپت طي سيكل مانت به فشار و حرارت نياز دارند و در ماكزيمم دماي قالبگيري سخت مي شوند.
ب) مواد ترموپلاست شامل متيل متا اكريلات، پلي وينيل كلرايد و پلي وينيل فرما طي قالبگيري به حرارت و فشار نياز دارند ولي در ماكزيمم دماي قالبگيري سيال هستند و بايد تحت فشار تا دماي محيط خنك شوند. در صورت استفاده از مانت هاي ترموپلاست استفاده از جريان آب به اندازه كافي جهت جلوگيري از افزايش دماي مانت و نرم شدگي آن ضروري است.
موارد زير در مانت كردن (بالاخص مانت گرم بايد رعايت شود):
- استفاده از فيكسچرهاي مناسب جهت نگهداشتن ورقها و تسمههاي نازك يا كلاً نمونههاي ظريفتر كه تحت فشار مانت گرم قابليت خم شدن دارند جهت جلوگيري از تغيير فرم آنها ضروری است.
- فيكسچرهاي بكار رفته جهت نگهداري مانت بايد:
- از موادي باشند كه هنگام اچ، قبل از نمونه اصلي مورد حمله واقع نشوند و حتي الامكان تركيب شيميايي آنها به نمونه اصلي نزديك باشد. زيرا درغير اين صورت از اچ شدن صحيح نمونه اصلي جلوگيري مينمايند.
- حتيالامكان سختي آن نزديك به سختي نمونه اصلي باشد تا از گرد شدن لبههاي نمونه هنگام سنباده و پوليش پرهيز شود.
- فشار بيش از حد به نمونه وارد نكند زيرا در نمونههاي نرم ممكن است باعث تغيير فرم آنها شده و به آنها خسارت وارد نمايد.
- خشكي و تميزي نمونه قبل از مانت گرم و خنك شدن آن تا زير oC40 قبل از خروج از دستگاه باعث تشكيل حداقل فاصله انقباضي بين نمونه و مانت ميشود.
- در نمونههايي كه بايد لبهها بررسي شوند مثل پوشش ها و لايه هاي دكربوره، بهتر است نمونه بصورت الكتروليتي يا الكترولس با يك پوشش مناسب كه مانع اچ نمونه نشود با ضخامت حداقل mµ۵ پوشش داده شود. در اين حالت از فويل آلومينيومي نيز كه داراي چسبندگي خوبي باسطح نمونه باشد استفاده ميشود.
مانت سرد (COLD MOUNTING OR CASTABLE MOUNTS)
مانت سرد معمولاً دو جزئي بوده و از يك رزين و يك هاردنر (سخت كننده) تشكيل شده كه بايد با نسبت معيني با هم مخلوط شوند و در مدت زمان معيني سخت خواهد شد. رزين هاي مورد استفاده در اين روش رزين هاي مونومري هستند كه از يك كاتاليست، فعال كننده يا هاردنر براي پليمريزاسيون و سخت شدن بهره مي گيرند. مهمترين رزين هاي مورد استفاده در اين روش عبارتند از رزين هاي اپوكسي، اكريليك و پلي استر
الف) رزين هاي اپوكسي (EPOXY)
اين رزين ها به عنوان متداولترين و مناسبترين رزين هاي مورد استفاده براي مانت سرد دو قسمتي اند و نسبت اختلاط رزين و هاردنر از ۱۰ به ۱ تا ۵ به ۲ متغير است. اين قسمت اهميت زيادي دارد و بايد به دقت رعايت شود. با توجه به آنكه با افزايش دما واكنش هاي پليمريزاسيون تسريع مي شوند، عوامل موثر بر زمان گيرايي را مي توان به صورت زير برشمرد.
- حجم مانت ( مانت هاي حجيم تر سريع تر مي گيرند)
- جرم نمونه ( نمونه هاي بزرگتر به زمان بيشتري نياز دارند)
- دماي اوليه رزين يا پيش گرم نمودن رزين و هاردنر
- دماي محيط
بر اساس يك قانون كلي: زمان گيرايي مانت هاي سرد از ۳۰-۴۵ دقيقه تا ۲۴ ساعت مي تواند متغير باشد. ولي با كنترل دماي رزين مي توان اين زمان را تغيير داد. بعنوان مثال در صورت پيش گرم نمودن يك سيستم رزين ۸ ساعته تا ۵۰ درجه سانتي گراد ( قبل از اختلاط با هاردنر) زمان گيرايي را مي توان تا ۳۰ دقيقه كاهش داد. همچنين با دميدن هواي سرد به بالاي مانت و يا قرار دادن مانت درون يخچال يا حمام آب مي توان زمان كيورينگ را افزايش داد. مهمترين ويژگي هاي رزين اپوكسي عبارتند از:
- انقباض كم (كمترين ميزان در بين رزين هاي سرد)
- نسبتا شفاف
- كم بودن ميزان حرارت توليدي طي واكنشهاي پلي مريزاسيون
- چسبندگي عالي به نمونه هاي فلزي
- مقاومت شيميايي عالي در برابر اغلب محلول هاي اچ ( در برابر اسيدهاي غليظ مقاوت خوبي ندارند)
- سختي خوب و مقاومت بالا در برابر edge retention(حفظ لبه)
ب) اكريليك ها (acrilics)
اين رزينها سرعت گيرايي قابل ملاحظه اي دارند لذا مواقعي استفاده مي شوند كه سرعت عمل بالا (حدود ۱۵ دقيقه) مد نظر باشد. ساير ويژگي هاي مهم اكريليك ها عبارتنداز: حساسيت كمي به نسبت اختلاط دارند، كدر هستند و سختي نسبتا خوبي دارند لكن به edge retention مستعد مي باشند. اين نقيصه را مي توان با افزودن فيلر و افزايش سختي مرتفع نمود، ميزان انقباض اين مواد متوسط است ولي با افزودن فيلرها مي توان آنرا كاهش داد. حرارت توليدي طي مرحله گيرايش نسبتا زياد است. اين مساله را نيز مي توان با انتخاب صحيح مواد قالب تا حد بسيار زيادي حل نمود. علاوه بر اينكه اكريليك ها قابليت رخنه بسيار خوب در درزها، حفرات و تخلخل ها و ترك ها دارند.
ج) پلي استرها(Polyesters)
ميزان انقباض اين نوع مواد از اپوكسي بيشتر است. اقتصادي هستند و زمان گيرايي نسبتا مناسبي دارند و بيشتر، مواقعي استفاده مي شوند كه به مانت هاي كاملا شفاف نياز باشد. در مقايسه با اكريليك ها انقباض كمتري دارند و در مقابل محلول هاي اچ متداول مقاومت شيميايي خوبي ارائه مي نمايند.
توصيه هاي مهم براي مانت سرد
الف) قبل از مانت كردن به منظور حذف كليه آثار برش و سنباده زني بايد نمونه را كاملا شسته و خشك نمود.
ب) بايد كليه ناخالصي ها و ذرات جامد و باقيمانده مايعات را از قالب حذف كرد.
ج) جهت تسهيل خروج قطعه مانت شده از قالب بهتر است درون آنرا با پوشش هاي مناسب پوشش داد.
د) قطعه بايد دقيقا در مركز قالب قرار داده شود.
ت) رزين و هاردنر را بايد دقيقا توزين كرد.
ث)اختلاط رزين و هاردنر به آرامي جهت عدم تشكيل حباب
پ) پيش گرم نمودن رزين، هاردنر و نمونه جهت كاهش زمان گيرايي (اختياري)
مزاياي مانت سرد
- قابليت مانت نمودن نمونه هاي بزرگ
- قابليت مانت تعداد زيادي نمونه به صورت همزمان
- مانت نمونه هاي ترد و شكننده
- مانت نمونه هاي داراي نقطه ذوب پايين يا داراي اجزاي ساختاري زود ذوب
- مانت نمودن مواد حساس به حرارت
- عدم نياز به تجهيزات گرانقيمت
معيارهاي انتخاب مانت مناسب
انتخاب محيط مناسب براي مانت هاي پلاستيكي اهميت زيادي دارد. ماده مورد استفاده بايد داراي خواص و ويژگي هاي زير باشد:
- نمونه هايي كه به حرارت و اعمال فشار حساس هستند را بايد با استفاده از مانت سرد مانت نمود.
- جنس ماده بايد به گونه اي باشد كه به نمونه آسيب وارد نكند (مثلا موجب خوردگي آن نشود).
- در مورد مانت سرد نيز ميزان گرماي توليد شده طي واكنش پليمريزاسيون مي تواند در مورد برخي مواد قابل توجه باشد لذا در انتخاب رزين هاي مانت سرد نيز بايد توجه كافي نمود.
- ماده مورد استفاده بايد در مقابل محلول هاي اچ مقاومت شيميايي داشته باشد.
- در صورت نياز به بررسي سطح نمونه بايد از موادي بهره گرفت كه علاوه بر سختي لازم، چسبندگي خوبي با نمونه داشته باشند.
- براي الكتروپوليش يا بررسي SEM بايد از مانت هاي هادي استفاده كرد ( افزودن پودر مس يا آهن به رزين)
- سختي و به عبارت بهتر نرخ سايش ماده مانت بايد قابل مقايسه با نرخ سايش نمونه باشد. در غير اينصورت اگر ماده نرم و نمونه سخت باشد ماده مانت سائيده شده درحالي كه نمونه به صورت برجستگي بر جاي خود باقي مي ماند و بالعكس.
- به طور كلي نرخ سايش ترموست ها معادل نرخ سايش فلزات آهني و غير آهني است و ترموپلاستها را تنها بايد در مورد فلزات نرم استفاده كرد با اين حال با افزودن فيلرهايي مانند آلومينيم مي توان نرخ سايش را كنترل كرد.
