石英礦薄片的研磨和拋光工藝

石英一種物理性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì) 均十分穩(wěn)定礦產(chǎn)資源，根據(jù)其所含有元素元素百分比不同，可以形成很多不同特性品種。又根據(jù)各品種特性分別應(yīng)用于光學(xué)、玻璃、電子、 陶瓷 、 電瓷 、 釉面磚 、細(xì)陶瓷、 涂料 、化學(xué)、橡膠填料及耐火材料等工業(yè)。因此，對(duì)石英礦石分析研究顯得尤為重要。而部分分析研究，都會(huì)采用經(jīng)過(guò)研磨拋光石英礦薄片進(jìn)行，所以石英礦薄片研磨拋光工藝也變得十分重要。

　　針對(duì)尺寸為15mm×18mm×0.15mm石英礦薄片進(jìn)行研磨拋光處理，可選擇 UNIPOL-802 型自動(dòng)精密研磨拋光機(jī) (見(jiàn)下圖1)進(jìn)行。此型號(hào)研磨拋光機(jī)專(zhuān)門(mén)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)合材料產(chǎn)品。它配備了203mm直徑研磨拋光盤(pán)兩個(gè)加工工位，可對(duì)研磨拋光盤(pán)擺動(dòng)頻率進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)整，使磨拋平面更加平整。

　　主要特點(diǎn)1、超平拋光盤(pán)(平面度為每25mm×25mm小于0.0025mm)

　　2、超精旋轉(zhuǎn)軸(托盤(pán)端跳小于0.010mm)

　　3、配備了203mm直徑研磨拋光盤(pán)兩個(gè)加工工位

　　4、可用于研磨拋光直徑≤80mm或矩形平面

　　5、帶有數(shù)字式顯示磨拋盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù)無(wú)級(jí)調(diào)速

　　6、可自動(dòng)停止工作定時(shí)器

　　7、可選配自動(dòng)送液滴料器或循環(huán)泵采

　　8、選擇適當(dāng)附件，可自動(dòng)批量生產(chǎn)高質(zhì)量平面磨拋產(chǎn)品

　　技術(shù)參數(shù)1、研磨盤(pán)轉(zhuǎn)速：0—125(250)rpm

　　2、工位：2個(gè)

　　3、載料盤(pán)擺動(dòng)次數(shù)：0-9次/分

　　4、研磨盤(pán)直徑：203mm

　　5、載料盤(pán)直徑：80mm

　　6、交流電源：110/220伏，功率：275瓦

　　7、托盤(pán)端跳：0.008/180mm，定時(shí)：0-99.99H

圖1 UNIPOL-802 型自動(dòng)精密研磨拋光機(jī) 及相關(guān)信息

　　首先，進(jìn)行粘樣。將載樣塊、石英礦薄片放到 MTI-250 型加熱平臺(tái) 上進(jìn)行加熱。待載樣塊達(dá)到80℃時(shí)，其上面均勻地涂上石蠟，再將薄片等分放載樣塊上，輕輕擠壓，以便排除氣泡及多余石蠟。取下載樣塊，上面壓上稍有重力物體進(jìn)行冷卻(避免薄片各部分或所有薄片不同一平面)，然后使用酒精將薄片邊緣多余石蠟清理干凈，以避免與磨料發(fā)生交叉污染。

　　其次，調(diào)節(jié)研磨拋光機(jī)。將兩個(gè)支撐臂松開(kāi)，移至機(jī)體外側(cè)，用鑄鐵花盤(pán)上三個(gè)定位銷(xiāo)對(duì)準(zhǔn)機(jī)體托盤(pán)上三個(gè)安裝孔，放實(shí)。移回兩個(gè)支撐臂，調(diào)節(jié)兩個(gè)支撐滾輪至合適角度(90°～150°間)，使載物塊套上修盤(pán)環(huán)后可以其順暢運(yùn)轉(zhuǎn)。上下移動(dòng)支撐臂，使不可滑動(dòng)臂上支撐滾輪位于修盤(pán)環(huán)高度二分之一附近。以修盤(pán)環(huán)位置為基準(zhǔn)調(diào)整支撐臂軸向位置，當(dāng)支撐臂移動(dòng)至最外側(cè)時(shí)，使修盤(pán)環(huán)能夠探出研磨盤(pán);當(dāng)支撐臂移動(dòng)至最內(nèi)側(cè)時(shí)，使修盤(pán)環(huán)能夠經(jīng)過(guò)研磨盤(pán)心，鎖緊固定螺絲即可。將裝有W14剛玉磨料SKZD-2型滴料器，放置研磨拋光機(jī)后方平臺(tái)上，調(diào)整好滴料管位置。然后調(diào)節(jié)研磨拋光機(jī)定時(shí)器表盤(pán)右下角定時(shí)單位螺絲旋鈕，選擇min，調(diào)節(jié)左下角定時(shí)范圍螺絲旋鈕，選擇0～30范圍，再轉(zhuǎn)動(dòng)紅色指針至20。打開(kāi) 滴料器 ，鑄鐵花盤(pán)上滴上適量磨料后，放上空載物塊并套上修盤(pán)環(huán)。將研磨拋光機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)整旋鈕進(jìn)行歸零后(每次啟動(dòng)機(jī)器前都要進(jìn)行歸零操作，避免造成下一次開(kāi)機(jī)時(shí)誤操作)打開(kāi)機(jī)器，轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)為35rpm，打開(kāi)支撐臂開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)至最大速度，即開(kāi)始對(duì)鑄鐵花盤(pán)進(jìn)行修盤(pán)(為了去除盤(pán)上附有其他粒度磨料及雜物)。修盤(pán)結(jié)束后，用清水清洗鑄鐵花盤(pán)、載物塊、修盤(pán)環(huán)，再將鑄鐵花盤(pán)安裝好。

　　然后，進(jìn)行薄片研磨。將粘有石英礦薄片載物塊倒置鑄鐵花盤(pán)上，套上修盤(pán)環(huán)。轉(zhuǎn)動(dòng)定時(shí)器紅色指針至30 min(具體研磨時(shí)間要根據(jù)薄片表面平整度決定，表面線(xiàn)痕去掉即可)。歸零后開(kāi)機(jī)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)數(shù)為35rpm，調(diào)節(jié)支撐臂速度，使載物塊橫向往復(fù)移動(dòng)，以保證薄片研磨均勻性。待薄片研磨達(dá)到要求時(shí)，取下載物塊、修盤(pán)環(huán)鑄鐵花盤(pán)用清水清洗。再換用裝有W7剛玉磨料SKZD-2型滴料器進(jìn)行再次修盤(pán)。修盤(pán)、清洗完成后，進(jìn)行第二次研磨，定時(shí)時(shí)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載物塊、修盤(pán)環(huán)、鑄鐵花盤(pán)(將其吹干后，進(jìn)行涂油保養(yǎng)，以備后用)，再使用酒精清洗薄片及其周?chē)?/p>

　　最后，進(jìn)行薄片拋光。將聚氨酯拋光墊粘貼磨拋底片上，粘貼時(shí)要均勻攤開(kāi)拋光墊，以便消除粘合面氣泡，保證拋光面平整度。再將磁力墊粘貼鋁盤(pán)上，并按照安裝鑄鐵花盤(pán)方法安裝鋁盤(pán)，然后將粘好拋光墊磨拋底片安放上面。將裝有W0.75氧化鈰拋光液SKZD-3型滴料器放置研磨拋光機(jī)后方平臺(tái)上，調(diào)節(jié)好位置。然后使用修鑄鐵花盤(pán)方法對(duì)拋光墊進(jìn)行修墊，定時(shí)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(pán)環(huán)。安裝好拋光墊后，再依次將粘有石英礦薄片載樣塊、修盤(pán)環(huán)放拋光墊上，定時(shí)時(shí)間選擇為25min，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)數(shù)為110rpm，打開(kāi)支撐臂開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)至最大速度，即開(kāi)始對(duì)薄片進(jìn)行拋光。

　　拋光完成后，用清水清洗載物塊，然后放到加熱平臺(tái)加熱，分離石英礦薄片載物塊，用酒精清洗薄片即可。下圖2完成研磨拋光工藝后石英礦薄片。下表1工藝所涉及部分相關(guān)參數(shù)。

圖2 完成研磨拋光工藝后石英礦薄片

表1 石英礦薄片研磨拋光工藝相關(guān)參數(shù)

　　由此可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)此工藝磨拋石英礦薄片，具有非常理想研磨拋光效果，能夠滿(mǎn)足分析研究以及工業(yè)制造需求。

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