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石英矿薄片的研磨和抛光工艺

石英矿薄片的研磨和抛光工艺


石英一种物理性质 化学性质 均十分稳定矿产资源,根据其所含有元素元素百分比不同,可以形成很多不同特性品种。又根据各品种特性分别应用于光学、玻璃、电子、 陶瓷 、 电瓷 、 釉面砖 、细陶瓷、 涂料 、化学、橡胶填料及耐火材料等工业。因此,对石英矿石分析研究显得尤为重要。而部分分析研究,都会采用经过研磨抛光石英矿薄片进行,所以石英矿薄片研磨抛光工艺也变得十分重要。


  针对尺寸为15mm×18mm×0.15mm石英矿薄片进行研磨抛光处理,可选择 UNIPOL-802 型自动精密研磨抛光机 (见下图1)进行。此型号研磨抛光机专门为加工制备晶体、陶瓷、玻璃、金属、岩样、矿样、耐火材料、PCB板、复合材料产品。它配备了203mm直径研磨抛光盘两个加工工位,可对研磨抛光盘摆动频率进行无级调整,使磨抛平面更加平整。


  主要特点1、超平抛光盘(平面度为每25mm×25mm小于0.0025mm)


  2、超精旋转轴(托盘端跳小于0.010mm)


  3、配备了203mm直径研磨抛光盘两个加工工位


  4、可用于研磨抛光直径≤80mm或矩形平面


  5、带有数字式显示磨抛盘转数无级调速


  6、可自动停止工作定时器


  7、可选配自动送液滴料器或循环泵采


  8、选择适当附件,可自动批量生产高质量平面磨抛产品


  技术参数1、研磨盘转速:0—125(250)rpm


  2、工位:2个


  3、载料盘摆动次数:0-9次/分


  4、研磨盘直径:203mm


  5、载料盘直径:80mm


  6、交流电源:110/220伏,功率:275瓦


  7、托盘端跳:0.008/180mm,定时:0-99.99H



图1 UNIPOL-802 型自动精密研磨抛光机 及相关信息


  首先,进行粘样。将载样块、石英矿薄片放到 MTI-250 型加热平台 上进行加热。待载样块达到80℃时,其上面均匀地涂上石蜡,再将薄片等分放载样块上,轻轻挤压,以便排除气泡及多余石蜡。取下载样块,上面压上稍有重力物体进行冷却(避免薄片各部分或所有薄片不同一平面),然后使用酒精将薄片边缘多余石蜡清理干净,以避免与磨料发生交叉污染。


  其次,调节研磨抛光机。将两个支撑臂松开,移至机体外侧,用铸铁花盘上三个定位销对准机体托盘上三个安装孔,放实。移回两个支撑臂,调节两个支撑滚轮至合适角度(90°~150°间),使载物块套上修盘环后可以其顺畅运转。上下移动支撑臂,使不可滑动臂上支撑滚轮位于修盘环高度二分之一附近。以修盘环位置为基准调整支撑臂轴向位置,当支撑臂移动至最外侧时,使修盘环能够探出研磨盘;当支撑臂移动至最内侧时,使修盘环能够经过研磨盘心,锁紧固定螺丝即可。将装有W14刚玉磨料SKZD-2型滴料器,放置研磨抛光机后方平台上,调整好滴料管位置。然后调节研磨抛光机定时器表盘右下角定时单位螺丝旋钮,选择min,调节左下角定时范围螺丝旋钮,选择0~30范围,再转动红色指针至20。打开 滴料器 ,铸铁花盘上滴上适量磨料后,放上空载物块并套上修盘环。将研磨抛光机转数调整旋钮进行归零后(每次启动机器前都要进行归零操作,避免造成下一次开机时误操作)打开机器,转数调节为35rpm,打开支撑臂开关,调节至最大速度,即开始对铸铁花盘进行修盘(为了去除盘上附有其他粒度磨料及杂物)。修盘结束后,用清水清洗铸铁花盘、载物块、修盘环,再将铸铁花盘安装好。


  然后,进行薄片研磨。将粘有石英矿薄片载物块倒置铸铁花盘上,套上修盘环。转动定时器红色指针至30 min(具体研磨时间要根据薄片表面平整度决定,表面线痕去掉即可)。归零后开机,调节转数为35rpm,调节支撑臂速度,使载物块横向往复移动,以保证薄片研磨均匀性。待薄片研磨达到要求时,取下载物块、修盘环铸铁花盘用清水清洗。再换用装有W7刚玉磨料SKZD-2型滴料器进行再次修盘。修盘、清洗完成后,进行第二次研磨,定时时间选择为15min,转数调节为35rpm。研磨结束后,用清水清洗粘有薄片载物块、修盘环、铸铁花盘(将其吹干后,进行涂油保养,以备后用),再使用酒精清洗薄片及其周围。


  最后,进行薄片抛光。将聚氨酯抛光垫粘贴磨抛底片上,粘贴时要均匀摊开抛光垫,以便消除粘合面气泡,保证抛光面平整度。再将磁力垫粘贴铝盘上,并按照安装铸铁花盘方法安装铝盘,然后将粘好抛光垫磨抛底片安放上面。将装有W0.75氧化铈抛光液SKZD-3型滴料器放置研磨抛光机后方平台上,调节好位置。然后使用修铸铁花盘方法对抛光垫进行修垫,定时器选择5min,转数选择80 rpm。待修垫完成后,用清水清洗抛光垫、载物块、修盘环。安装好抛光垫后,再依次将粘有石英矿薄片载样块、修盘环放抛光垫上,定时时间选择为25min,调节转数为110rpm,打开支撑臂开关,调节至最大速度,即开始对薄片进行抛光。


  抛光完成后,用清水清洗载物块,然后放到加热平台加热,分离石英矿薄片载物块,用酒精清洗薄片即可。下图2完成研磨抛光工艺后石英矿薄片。下表1工艺所涉及部分相关参数。


图2 完成研磨抛光工艺后石英矿薄片



表1 石英矿薄片研磨抛光工艺相关参数


  由此可见,经过此工艺磨抛石英矿薄片,具有非常理想研磨抛光效果,能够满足分析研究以及工业制造需求。


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