關(guān)于石英礦薄片的研磨和拋光工藝

  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(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)石英礦石的分析研究顯得尤為重要。而部分分析 研究中，都會(huì)采用經(jīng)過(guò)研磨和拋光的石英礦薄片進(jìn)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(duì)尺寸為 15mm×18mm×0.15mm 的石英礦薄片進(jìn)行研磨拋光的處理，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)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(gè)加工工位，可對(duì)研磨拋 光盤擺動(dòng)頻率進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)整，使磨拋平面更加平整。

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)，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(jìn)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(jī)。將兩個(gè)支撐臂松開(kāi)，移至機(jī)體的外側(cè)，用鑄鐵花盤 上的三個(gè)定位銷對(duì)準(zhǔn)機(jī)體托盤上的三個(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），使載物塊套上修盤環(huán)后可以在其中 順暢運(yùn)轉(zhuǎn)。上下移動(dòng)支撐臂，使不可滑動(dòng)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(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)， 使修盤環(huán)能夠探出研磨盤；當(dāng)支撐臂移動(dòng)至最內(nèi)側(cè)時(shí)，使修盤環(huán)能夠經(jīng)過(guò)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(jī)的后方平臺(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)器表盤右 下角的定時(shí)單位螺絲旋鈕，選擇 min，調(diào)節(jié)左下角的定時(shí)范圍螺絲旋鈕，選擇 0～ 30 的范圍，再轉(zhuǎn)動(dòng)紅色指針至 20。打開(kāi)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(jī)的轉(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)鑄鐵花盤進(jìn)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(jìn)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(dòng)定時(shí)器紅色指針至 30 min（具體的研磨時(shí)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(kāi)機(jī)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)數(shù)為 35rpm，調(diào)節(jié)支撐 臂速度，使載物塊橫向的往復(fù)移動(dòng)，以保證薄片研磨的均勻性。待薄片研磨達(dá)到 要求時(shí)，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(jìn)行再次修盤。修盤、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的載 物塊、修盤環(huán)、鑄鐵花盤（將其吹干后，進(jìn)行涂油保養(yǎng)，以備后用），再使用酒 精清洗薄片及其周圍。 

最后，進(jìn)行薄片拋光。將聚氨酯拋光墊粘貼在磨拋底片上，粘貼時(shí)要均勻的攤開(kāi) 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(jī)的后方 平臺(tái)上，調(diào)節(jié)好位置。然后使用修鑄鐵花盤的方法對(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 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(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 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)。

由此可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)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。