[发明专利]采用金相试样方法制作软骨鱼表皮盾鳞剖面的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种制作软骨鱼表皮盾鳞剖面的工艺方法，更特别地说，是指一种采用金相试样方法来制作软骨鱼表皮盾鳞剖面的工艺。

背景技术

日益严峻的能源问题使得节能降耗成为当今社会的共同、迫切需求。有效降低航行器的表面阻力以提高速度、提升航行器的续航能力以提高燃料利用效率，对于国民经济和国防安全具有重要意义。一般航行器的外形体表面采用高逼真仿生减阻蒙皮技术，使航行器表面具有较高的减阻率。当前，鲨鱼等水下动物表皮鳞片纵横剖面的结构形貌获取成为制约高逼真仿生减阻表皮制造的重要技术。

鱼类通常分为硬骨鱼系和软骨鱼系两大类，鲨鱼、鳐鱼、银鲛等属于典型的软骨鱼类。鲨鱼的盾状鳞片，也称盾鳞（placoid scale）是软骨鱼类特有一种鳞片类型，由于此种鳞片的形成过程和牙齿相同，是同源器官，故又称为“齿鳞”。盾鳞呈菱形连续铺排，单个盾鳞由基板和鳞棘两部分组成，基板是一块骨质的板，内有髓腔与真皮相通，基板埋于皮肤内，上面是釉质的鳞棘，鳞棘间有圆谷状沟槽。鳞棘的硬度很高，其显微硬度在300～350HV，鳞棘向后倾斜伸出于皮肤之外。

当前，对鲨鱼等软骨鱼表皮鳞片纵横剖面的结构形貌获取主要采用显微测量和轮廓扫描等方式。上述方法也只能粗略测量其鳞片表面的沟槽尺寸，无法对鳞片倾角、鳞片厚度等结构信息进行测量。获取软骨鱼表皮盾鳞的清晰剖面是对其结构形貌进行精确测量的重要前提，而在现有技术条件下很难直接获取盾鳞的清晰剖面。

金相分析是金属材料试验研究的重要手段之一，而金相试样制备是金相分析研究中获取清晰金相组织剖面的重要方法，它包括试样的截取、试样的镶嵌、试样的磨光、试样的抛光、金相显微组织的显示等多个流程。借助金相试样的制备可以得到高清晰的微观显微组织，且该方法具有可操作性强、成本低廉等特点，为更科学地评价材料、合理地使用材料提供了可靠的数据来源。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种制作软骨鱼表皮盾鳞剖面的工艺，以解决上述技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

采用金相试样方法制作软骨鱼表皮盾鳞剖面的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：软骨鱼表皮样本预处理。

（A）将购入的原软骨鱼表皮经去离子水清洗3～6次，然后将洗净的原软骨鱼表皮在2.5%戊二醛溶液中化学固定6～8h，化学固定温度0～4℃，制得固定表皮样本。

（B）将经（A）步骤制得的固定表皮样本采用去离子水清洗3～6次，然后将洗净的固定表皮样本依次放入浓度50%乙醇溶液中脱水20～30min、浓度75%乙醇溶液中脱水20～30min、浓度95%乙醇溶液中脱水20～30min、浓度100%乙醇溶液中脱水20～30min，制得脱水表皮样本。

（C）将经（B）步骤制得的脱水表皮样本在50～70℃条件下烘8～12h，制得含水率5～10%的干燥表皮样本。

为防止软骨鱼表皮样本皱缩和翘曲，将原软骨鱼表皮四周绷在一夹具上，所述夹具为常用的相框式框架。在固定、脱水、干燥环节中均采用了框架式夹具，能够使软骨鱼表皮样本保持平整。

所述的原软骨鱼表皮可以是阔口真鲨鱼皮、黑印真鲨鱼皮或者短尾真鲨鱼皮等。

此步骤的目的是保持原软骨鱼表皮原型结构，防止组织细胞发生腐败分解，并增加其硬度和强度。

第二步：软骨鱼表皮样本裁切。

（A）将第一步制得的软骨鱼干燥表皮样本放在生物显微镜下观察，并利用记号笔在软骨鱼干燥表皮样本上标示出盾鳞的沟槽方向。

（B）将经（A）步骤标记后的软骨鱼干燥表皮样本裁切出两条适合大小的矩形，制得用作制备金相试样的软骨鱼表皮矩形试样。

所述软骨鱼表皮矩形试样的两条相邻裁切边要分别与盾鳞的沟槽方向保持平行和垂直。

第三步：软骨鱼表皮样本真空冷埋。

（A）将第二步制得的软骨鱼表皮矩形试样中的一条夹持在一夹具上并保持盾鳞沟槽方向呈竖直；同时，将第二步制得的软骨鱼表皮矩形试样中的另一条夹持在另一夹具上并保持盾鳞沟槽方向呈水平。

（B）将经（A）步骤制得的两个夹持试样连同夹具一起放入镶嵌模具内，在镶嵌模具内注入冷埋树脂并对所述软骨鱼表皮矩形试样进行包埋，最后将所述镶嵌模具连同软骨鱼表皮矩形试样和夹具整体移入真空镶嵌机内抽真空至1×10^－3                                                ，常温固化6～10min后脱掉镶嵌模具，制得软骨鱼表皮冷埋试样。