Metall. - Scienza che studia la costituzione e la struttura dei metalli, in
relazione alle loro proprietà chimico-fisiche e meccaniche. •
Encicl. - Le prime osservazioni della struttura dei metalli al microscopio
furono compiute da R. Hooke, nella seconda metà del Seicento. Tuttavia,
solo nel XIX sec., con H.C. Sorby e Tschernoff, si ebbe un'applicazione
sistematica del microscopio per lo studio dei metalli e delle loro leghe. La
m. si avvale di diverse tecniche; fra di esse la più semplice
è la
macrografia. Con questo termine si intende ogni osservazione
effettuata a occhio nudo, o con strumenti a basso ingrandimento; essa permette
di ottenere informazioni sulla struttura granulare dei metalli, sulla
segregazione, e su alcuni difetti. Uno degli esami macrografici più
interessanti è la
tiografia o
impronta Baumann, utilizzato
per rilevare la distribuzione dei solfuri in una sezione di un campione di
acciaio. Si parla, invece, di
micrografia ottica quando l'osservazione
del campione è effettuata per mezzo di un microscopio metallografico, con
ingrandimenti ottici fino a qualche migliaio di volte. Per la micrografia ottica
è necessaria una complessa preparazione dei campioni, allo scopo di
ottenere una superficie molto piana e rappresentativa della microstruttura del
metallo. L'utilizzo di sofisticate emulsioni fotografiche a colori e di
microscopi con ottica particolarmente corretta, consente di ottenere una
documentazione micrografica a colori, che si rivela molto utile nello studio
delle leghe non ferrose con inclusioni non metalliche, e in quello dei fenomeni
di corrosione (è possibile colorare in maniera caratteristica l'agente
corrosivo). Molto utile per la
m. si rivela anche il microscopio
elettronico; poiché esso non è utilizzabile per l'osservazione
diretta di superfici opache, le osservazioni vengono condotte per mezzo delle
cosiddette repliche: sottili pellicole di collodio, silice, carbonio o altro, su
cui vengono impressi i dettagli strutturali del metallo studiato. Nella
microscopia elettronica a scansione, il campione viene esplorato da un
pennello elettronico; gli elettroni diffusi sono raccolti da un contatore a
scintillazione, la cui corrente in uscita modula l'intensità del fascio
elettronico di un tubo a raggi catodici il cui schermo è, a sua volta,
esplorato in modo sincronico con il campione. Dalla topografia superficiale del
campione, dal numero atomico degli elettroni che, a seconda dei punti, lo
compongono, e da tutto un insieme di altre caratteristiche, dipenderà il
contrasto dell'immagine che si viene a formare sullo schermo del tubo. Uno dei
principali vantaggi della microscopia elettronica a scansione è che per
essa non è necessaria la planarità del campione, o una sua
particolare preparazione. Nell'
analisi con microsonda elettronica il
campione è irraggiato nel vuoto con un sottile fascio elettronico e i
raggi X emessi dagli atomi del campione sono analizzati con uno spettrometro a
cristallo. Questa tecnica risulta particolarmente efficace per studiare i
fenomeni di segregazione, le inclusioni non metalliche, le ossidazioni e i
fenomeni di inquinamento. L'
analisi per diffrazione di raggi X viene,
invece, utilizzata per studiare natura e dimensioni del reticolo cristallino, le
dimensioni dei grani, i difetti reticolari e gli orientamenti cristallografici.