石英是一種物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)均十分穩(wěn)定的礦產(chǎn)資源，根據(jù)其所含有元素和元素百分比的不同，可以形成很多不同特性的品種。又根據(jù)各品種的特性分別應(yīng)用于光學(xué)、玻璃、電子、陶瓷、電瓷、釉面磚、細陶瓷、涂料、化學(xué)、橡膠填料及耐火材料等工業(yè)。因此，對石英礦石的分析研究顯得尤為重要。而部分分析研究中，都會采用經(jīng)過研磨和拋光的石英礦薄片進行，所以石英礦薄片的研磨和拋光工藝也變得十分重要。
針對尺寸為15mm×18mm×0.15mm的石英礦薄片進行研磨拋光的處理，可選擇UNIPOL-802型自動精密研磨拋光機(見下圖1)進行。此型號研磨拋光機是專門為加工制備晶體、陶瓷、玻璃、金屬、巖樣、礦樣、耐火材料、PCB板、復(fù)合材料的產(chǎn)品。它配備了203mm直徑的研磨拋光盤和兩個加工工位，可對研磨拋光盤擺動頻率進行無級調(diào)整，使磨拋平面更加平整。
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主要特點 |
1、超平拋光盤（平面度為每25mm×25mm小于0.0025mm） 2、超精旋轉(zhuǎn)軸（托盤端跳小于0.010mm） 3、配備了203mm直徑的研磨拋光盤和兩個加工工位 4、可用于研磨拋光直徑≤80mm或矩形的平面 5、帶有數(shù)字式顯示的磨拋盤轉(zhuǎn)數(shù)無級調(diào)速 6、可自動停止工作的定時器 7、可選配自動送液的滴料器或循環(huán)泵采 8、選擇適當?shù)母郊勺詣优可a(chǎn)高質(zhì)量的平面磨拋產(chǎn)品 |
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技術(shù)參數(shù) |
1、研磨盤轉(zhuǎn)速：0—125（250）rpm 2、工位：2個 3、載料盤擺動次數(shù)：0-9次/分 4、研磨盤直徑：203mm 5、載料盤直徑：80mm 6、交流電源：110/220伏，功率：275瓦 7、托盤端跳：0.008/180mm，定時：0-99.99H |
圖1 UNIPOL-802型自動精密研磨拋光機及相關(guān)信息
首先，進行粘樣。將載樣塊、石英礦薄片放到MTI-250型加熱平臺上進行加熱。待載樣塊達到80℃時，在其上面均勻地涂上石蠟，再將薄片等分的放在載樣塊上，輕輕擠壓，以便排除氣泡及多余的石蠟。取下載樣塊，在上面壓上稍有重力的物體進行冷卻(避免薄片各部分或所有薄片不在同一平面)，然后使用酒精將薄片邊緣多余的石蠟清理干凈，以避免與磨料發(fā)生交叉污染。
其次，調(diào)節(jié)研磨拋光機。將兩個支撐臂松開，移至機體的外側(cè)，用鑄鐵花盤上的三個定位銷對準機體托盤上的三個安裝孔，放實。移回兩個支撐臂，調(diào)節(jié)兩個支撐滾輪至合適角度(90°～150°間)，使載物塊套上修盤環(huán)后可以在其中順暢運轉(zhuǎn)。上下移動支撐臂，使不可滑動臂上的支撐滾輪位于修盤環(huán)高度二分之一附近。以修盤環(huán)位置為基準調(diào)整支撐臂軸向位置，當支撐臂移動至最外側(cè)時，使修盤環(huán)能夠探出研磨盤;當支撐臂移動至最內(nèi)側(cè)時，使修盤環(huán)能夠經(jīng)過研磨盤中心，鎖緊固定螺絲即可。將裝有W14剛玉磨料的SKZD-2型滴料器，放置在研磨拋光機的后方平臺上，調(diào)整好滴料管位置。然后調(diào)節(jié)研磨拋光機定時器表盤右下角的定時單位螺絲旋鈕，選擇min，調(diào)節(jié)左下角的定時范圍螺絲旋鈕，選擇0～30的范圍，再轉(zhuǎn)動紅色指針至20。打開滴料器，在鑄鐵花盤上滴上適量磨料后，放上空的載物塊并套上修盤環(huán)。將研磨拋光機的轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)整旋鈕進行歸零后(每次啟動機器前都要進行歸零操作，避免造成下一次開機時誤操作)打開機器，轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)為35rpm，打開支撐臂開關(guān)，調(diào)節(jié)至最大速度，即開始對鑄鐵花盤進行修盤(為了去除盤上附有其他粒度的磨料及雜物)。修盤結(jié)束后，用清水清洗鑄鐵花盤、載物塊、修盤環(huán)，再將鑄鐵花盤安裝好。
然后，進行薄片的研磨。將粘有石英礦薄片的載物塊倒置在鑄鐵花盤上，套上修盤環(huán)。轉(zhuǎn)動定時器紅色指針至30 min(具體的研磨時間要根據(jù)薄片表面的平整度決定，表面線痕去掉即可)。歸零后開機，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)數(shù)為35rpm，調(diào)節(jié)支撐臂速度，使載物塊橫向的往復(fù)移動，以保證薄片研磨的均勻性。待薄片研磨達到要求時，取下載物塊、修盤環(huán)和鑄鐵花盤用清水清洗。再換用裝有W7剛玉磨料的SKZD-2型滴料器進行再次修盤。修盤、清洗完成后，進行第二次研磨，定時時間選擇為15min，轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)為35rpm。研磨結(jié)束后，用清水清洗粘有薄片的載物塊、修盤環(huán)、鑄鐵花盤(將其吹干后，進行涂油保養(yǎng)，以備后用)，再使用酒精清洗薄片及其周圍。
最后，進行薄片拋光。將聚氨酯拋光墊粘貼在磨拋底片上，粘貼時要均勻的攤開拋光墊，以便消除粘合面的氣泡，保證拋光面的平整度。再將磁力墊粘貼在鋁盤上，并按照安裝鑄鐵花盤的方法安裝鋁盤，然后將粘好拋光墊的磨拋底片安放在上面。將裝有W0.75氧化鈰拋光液的SKZD-3型滴料器放置在研磨拋光機的后方平臺上，調(diào)節(jié)好位置。然后使用修鑄鐵花盤的方法對拋光墊進行修墊，定時器選擇5min，轉(zhuǎn)數(shù)選擇80 rpm。待修墊完成后，用清水清洗拋光墊、載物塊、修盤環(huán)。安裝好拋光墊后，再依次將粘有石英礦薄片的載樣塊、修盤環(huán)放在拋光墊上，定時時間選擇為25min，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)數(shù)為110rpm，打開支撐臂開關(guān)，調(diào)節(jié)至最大速度，即開始對薄片進行拋光。
拋光完成后，用清水清洗載物塊，然后放到加熱平臺加熱，分離石英礦薄片和載物塊，用酒精清洗薄片即可。下圖2是完成研磨拋光工藝后的石英礦薄片。下表1是工藝中所涉及的部分相關(guān)參數(shù)。
圖2 完成研磨拋光工藝后的石英礦薄片
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磨拋料 |
W （μm） |
轉(zhuǎn)數(shù)（rpm） |
壓力 （kg） |
時間（min） |
平面度（μm） |
表面粗糙度（μm） |
配件 |
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剛玉 |
14 |
35 |
1.69 |
30 |
2.5 |
1.2 |
鑄鐵花盤 |
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剛玉 |
7 |
35 |
1.69 |
15 |
2.5 |
0.35 |
鑄鐵花盤 |
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氧化鈰 |
0.75 |
110 |
1.69 |
25 |
2.5 |
0.15 |
聚氨酯拋光墊 |
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備注 |
石英礦薄片尺寸為15mm×18mm×0.15mm |
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表1 石英礦薄片研磨拋光工藝的相關(guān)參數(shù)
由此可見，經(jīng)過此工藝磨拋的石英礦薄片，具有非常理想的研磨拋光效果，能夠滿足分析研究以及工業(yè)制造的需求。
