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。

　　圖2 完成研磨拋光工藝后的石英礦薄片

表1 石英礦薄片研磨拋光工藝的相關參數

    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。