Metalografi

**Metalografi,** metal ve alaşımlarının mikroskop altında iç yapısının ve özelliklerinin incelendiği bilim dalıdır. Malzemenin iç yapısının incelenmesi sadece malzeme özelliklerinin açıklanmasında kullanılmaz ayrıca hasara uğramış malzemelerde hasarın incelenmesi ve analiz edilmesi, kalite kontrol ve malzemelerin araştırılması ve geliştirilmesinde de iç yapının incelenmesine sıkça başvurulur. Seramik ve polimerik malzemeler de metalografik teknikler kullanılarak hazırlanabilir, bu nedenle seramografi, plastografi ve toplu olarak materyalografi terimleri kullanılır.

Metal bir nesnenin basit gözlemi, yüzey durumu (pürüzlülük, çatlaklar) dışında herhangi bir özel bilgi vermez. Metalografik tekniklerle malzemenin doğasını, mevcut fazların bileşimini, tanelerin büyüklüğünü ve dağılımlarını, kapanımların doğasını ve içeriğini, olası bir ısıl işlemin varlığını, kayma çizgilerinin yönünü (kayan düzlemlerin yüzeyle kesişmesi) ve deformasyon izlerini belirlemek mümkündür.

## Mikroskop öncesi numunelerin hazırlanma yöntemleri

Malzemelerin iç yapı incelemelerinde optik (LOM) veya elektron mikroskobu (EM) kullanmadan önce numunelerin bir ön hazırlıktan geçmesi gerekir.

### Numune seçimi
Numune seçimi yaparken dikkat edilecek bazı hususlar vardır bunlar: Seçilecek numunenin parçanın bütününü temsil etmesi, belirli bölgelerden alınacak numune sayısı, alınan numune sayısı ne kadar fazla ise sonuçların güvenilirliği o oranda artacaktır. Hasara uğramış malzemelerde ise karşılaştırma yapılabilmesi için hasarlı, hasarsız ve hasarın başladığı bölgeden ayrı ayrı numune alınır.

### Numune alma

Numunenin nerelerden alınacağını belirledikten sonra malzemenin iç yapısını bozmayacak bir şekilde numune kesilmesi gerekir. Orijinal malzeme iç yapısının korunabilmesi için numune alırken malzemede en az ısı ve plastik şekil değişimi meydana getiren yöntem seçilmelidir. Alınan numune elle tutulacak büyüklükte değilse uygun zımparalama işlemi gerçekleştirilemeyeceği için numune soğuk veya sıcak olarak kalıplanır.

### Zımparalama
Mekanik hazırlık en yaygın hazırlama yöntemidir. İstenilen yüzey kalitesi elde edilene kadar malzemeyi numune yüzeyinden çıkarmak için ardışık olarak daha ince aşındırıcı parçacıklar kullanılır. Numunenin yüzeyini ortaya çıkarmak için ıslak zeminde zımpara ile istenilen yüzey kalitesi elde edilinceye kadar kaba zımparalamadan ince zımparalamaya doğru numune öğütülerek numune yüzeyindeki deformasyon çizgileri giderilir.

### Parlatma

Parlatma kademesinde ise mekanik, elektrolit ve kimyasal parlatma gibi birden fazla parlatma yöntemiyle yüzey pürüzlülüğü azaltılır ve parlak bir yüzey elde edilir. Kullanılacak parlatma yöntemi ise avantaj ve dezavantajlarıyla birlikte seçilen numunenin özelliklerine göre değişkenlik gösterebilir.

### Dağlama

Düzgün parlatılmış numunenin iç yapısı kısmen görünebilir fakat parlatma sonrası numune gelen ışığı eşit şekilde dağıttığından iç yapının detaylarını görmek zorlaşabilir. Dağlama işlemiyle birlikte numunenin yüzeyinde kontrast oluşturularak objektif altında numunenin mikroyapısal özellikleri ve fazları vurgulanır. Dağlama yapılırken uygun dağlama yönteminin seçilmesi önemlidir. dağlama kimyasal (asit ile dağlama) veya fiziksel (elektrolitik dağlama) olarak uygulanabilir. Kimyasal dağlamada dağlayıcılar incelenecek numunenin malzemesine göre alkol, saf su, gliserin, asit gibi malzemelerin karışımlarından elde edilir. Dağlama sonrasında numune mikroskobik incelemeye hazır hale gelir.

## Mikroyapının analizi ve yorumlanması teknikleri
Metalografik analizde birçok farklı mikroskopi tekniği kullanılmaktadır.

Hazırlanan örnekler, dağlandıktan sonra çıplak gözle incelenmeli ve mikroskobik incelemenin nerede kullanılması gerektiğine dair bir rehber olarak dağlanmaya normdan farklı tepki veren görünür alanları tespit etmelidir. Işık optik mikroskopi (LOM) incelemesi her zaman herhangi bir elektron metalografik (EM) tekniğinden önce yapılmalıdır.

Ayrıca, bazı özellikler en iyi LOM ile gözlemlenebilir, örneğin, bir bileşenin doğal rengi LOM ile görülebilir, ancak EM sistemlerinde görülemez. Ayrıca, nispeten düşük büyütmelerde mikroyapıların görüntü kontrastı, örneğin, 
Dosya:CSIRO ScienceImage 11637 Scanning electron microscope image of the seed inside the MOF crystals.jpg|SEM
Dosya:Scanning electron microscope (SEM) micrograph of viscose rayon fibres.png|SEM
Dosya:Austenite ZADP.jpg|TEM
Dosya:TEM micrograph dislocations precipitate stainless steel 2.jpg|TEM


### X-ışını kırınım teknikleri (XRD)

Mikroyapıların karakterizasyonu da uzun yıllardır x-ışını kırınım (XRD) teknikleri kullanılarak gerçekleştirilmektedir. XRD, farklı kristal yapılarda bulunan malzemelerin bir numunede bulunan çeşitli fazların yüzdelerini belirlemek için kullanılabilir. Örneğin, sertleştirilmiş bir çelikte tutulan östenit miktarı en iyi XRD (ASTM E 975) kullanılarak ölçülür. Belirli bir faz bir dökme numuneden kimyasal olarak ekstrakte edilebiliyorsa, kristal yapısına ve kafes boyutlarına göre XRD kullanılarak tanımlanabilir. Bu çalışma, kimyasal bileşimin ölçüldüğü EDS ve / veya WDS analizi ile tamamlanabilir. Ancak EDS ve WDS'nin çapı 2-3 mikrometreden küçük parçacıklara uygulanması zordur. Daha küçük parçacıklar için, tanımlama için TEM kullanılarak kırınım teknikleri gerçekleştirilebilir ve çökelti ile birlikte matrisin algılanmasını önlemek için replikasyon yöntemleri kullanılarak matristen ekstrakte edilirse EDS küçük parçacıklar üzerinde gerçekleştirilebilir.

## Kaynakça