關于石英礦薄片的研磨和拋光工藝

關于石英礦薄片的研磨和拋光工藝

  石英是一種物理性質和化學性質均十分穩定的礦產資源，根據其所含有元素 和元素百分比的不同，可以形成很多不同特性的品種。又根據各品種的特性分別 應用于光學、玻璃、電子、陶瓷、電瓷、釉面磚、細陶瓷、涂料、化學、橡膠填 料及耐火材料等工業。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 合材料的產品。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整，使磨拋平面更加平整。

圖 1 UNIPOL-802 型自動精密研磨拋光機及相關信息

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，以避免與磨料發生交叉污染。

其次，調節研磨拋光機。將兩個支撐臂松開，移至機體的外側，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，調節兩 個支撐滾輪至合適角度（90°～150°間），使載物塊套上修盤環后可以在其中 順暢運轉。上下移動支撐臂，使不可滑動臂上的支撐滾輪位于修盤環高度二分之 一附近。以修盤環位置為基準調整支撐臂軸向位置，當支撐臂移動至最外側時， 使修盤環能夠探出研磨盤；當支撐臂移動至最內側時，使修盤環能夠經過研磨盤 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，調整好滴料管位置。然后調節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，調節左下角的定時范圍螺絲旋鈕，選擇 0～ 30 的范圍，再轉動紅色指針至 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。將研磨拋光機的轉數調整旋鈕進行歸零后（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，轉數 調節為 35rpm，打開支撐臂開關，調節至最大速度，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）。修盤結束后，用清水清洗鑄鐵花 盤、載物塊、修盤環，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。轉動定時器紅色指針至 30 min（具體的研磨時間要根據薄片表面的 平整度決定，表面線痕去掉即可）。歸零后開機，調節轉數為 35rpm，調節支撐 臂速度，使載物塊橫向的往復移動，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，轉數調節為 35rpm。研磨結束后，用清水清洗粘有薄片的載 物塊、修盤環、鑄鐵花盤（將其吹干后，進行涂油保養，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，調節好位置。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，轉數選擇 80 rpm。待修墊完成后，用清水清洗拋光墊、載物塊、修盤 環。安裝好拋光墊后，再依次將粘有石英礦薄片的載樣塊、修盤環放在拋光墊上， 定時時間選擇為 25min，調節轉數為 110rpm，打開支撐臂開關，調節至最大速度， 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參數。

由此可見，經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制造的需求。