背景

使用樹脂鑲嵌是我們金相制樣步驟中重要的一步。樹脂鑲嵌有很多好處：可以為樣品提供邊緣保護、可以用于固定小樣品，可以用于樣品封存保管、方便使用自動化設備、便于保護精細樣品等等。而鑲嵌又分為冷鑲嵌和熱鑲嵌。顧名思義，冷鑲嵌的溫度比較低，對一些溫度敏感的樣品會相對友好，但代價是時間相對慢；熱鑲嵌需要用到熱壓鑲嵌機，鑲嵌過程會加熱加壓，時間快但是樣品需要耐熱耐壓。

01.熱鑲嵌

熱鑲嵌熱鑲嵌適合耐熱耐壓的樣品。
熱鑲嵌過程中，通常會加熱到180℃左右，并且伴有290bar的壓力。對常規的金屬來說，使用熱鑲嵌是一種很好的選擇。

1)它時間短，通常在幾分鐘內就可以鑲嵌完成；

2)熱鑲嵌樹脂本身的硬度較高，能達到94D(邵氏硬度)，更接近金屬的硬度，在后續磨拋的時候樣品和樹脂之間硬度差異越小，產生浮凸就會越少，磨拋時質量就會越好；

3)熱鑲嵌中有丙烯酸和酚醛樹脂兩種選擇，它們的價格相對便宜；

4)熱鑲嵌樹脂化學上更耐腐蝕、平整度高，對于后續的磨拋更加友好。

簡單來說，熱鑲嵌的優勢就是小批量樣品鑲嵌時間快，鑲嵌出來的質量高。

             標樂Buehler 熱壓鑲嵌機 SimpliMet 4000

02 冷鑲嵌

冷鑲嵌適用于大批量處理樣品、對保邊性能、溫度、壓力等有要求的樣品。冷鑲嵌跨度大，分為丙烯酸樹脂、環氧樹脂、光固化樹脂，它們具有不同的固化時間、保邊性能等特性。

01.丙烯酸樹脂

丙烯酸樹脂固化時間快、價格低廉，但是氣味大，并且保邊性能相對較差。

丙烯酸樹脂通常的固化時間為5-10min，峰值放熱量在100℃左右，硬度在60-80D不等。一些工廠的大批量的金屬件、PCB板或對溫度不敏感的電子元器件通常會用到。但丙烯酸樹脂固化時間快帶來的卻是保邊性能相對較差的缺點，因為丙烯酸樹脂本身收速率較高，一些需要高保邊性的如涂鍍層、粉末類的樣品就不適合使用。另外丙烯酸樹脂的氣味很大，對于使用者來說也有很大的安全風險。

02.環氧樹脂

環氧樹脂保邊性能優秀、放熱溫度低，可以抽真空，但是時間久。

環氧樹脂是目前實驗室使用的主流樹脂，因為實驗室對于固化時間要求不高，更關注的是對樣品的保護性以及放熱峰值溫度。環氧樹脂固化時間通常在1-12h，甚至有24-48h固化的環氧樹脂，其硬度一般在70-80D。長時間緩慢地放熱使得環氧樹脂峰值溫度在40-60℃，使得本就不高的收縮率能達到0.2-0.6%，遠低于丙烯酸2-2.5%的收縮率，因此對一些精細電子樣品、鍍層或者薄膜、粉末樣品的用戶而言，環氧樹脂的低收縮高保護性為他們所喜愛。另外較長的固化時間可以搭配上真空鑲嵌機一起使用，以更好地排出空氣，為一些帶孔隙的樣品帶來更好的保護。

03 光固化樹脂

光固化樹脂保邊性能良好、放熱溫度適中、固化時間短、氣味也小，也可以抽真空，最重要的是價格也不貴。

光固化樹脂顧名思義，需要用光照來進行固化。相比與丙烯酸和環氧樹脂的二組分（樹脂混合固化劑），光固化樹脂僅有樹脂單組分，固化的條件為使用特定波長的紫外光進行固化。因此在進行紫外光照前，光固化樹脂都能保持良好的流動性和滲透性，進而使樣品內的氣泡有足夠的時間浮出，給予樣品良好的保護性。另外單組分意味著不需要混合攪拌，不會產生多余的氣泡，也不會有紙杯內的殘留。

光固化的固化時間通常為5-20min，在放熱溫度這一塊其峰值溫度在80-90℃，通過特定的鑲嵌方式可以控制在60℃左右。整體的收縮性則能達到1%左右。對絕大多數樣品，尤其是電阻、電容、電感，金屬，陶瓷，印刷電路板來說，既可以做大批量快速鑲嵌，又可以為實驗室檢測帶來便利。總的來說，光固化樹脂集環氧和丙烯酸之長處，是效率與質量的結合。

丙烯酸樹脂和環氧樹脂為市面上主流的冷鑲嵌樹脂，但是使用丙烯酸樹脂的用戶想要更低的收縮率和保護性，而使用環氧樹脂的用戶想要更短的固化時間。光固化樹脂恰巧能滿足這一點。