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“千磨萬(wàn)擊還堅(jiān)勁，任爾東西南北風(fēng)。”不僅堅(jiān)韌頑強(qiáng)的竹子擔(dān)得起如此贊美，高強(qiáng)度高硬度的磨料也具有相似的性質(zhì)。磨料在工業(yè)上應(yīng)用非常廣泛，如制造手機(jī)和電腦屏幕、集成電路硅片、手機(jī)和照相機(jī)鏡頭、砂輪、砂紙等等。

磨料粒度

粒度是影響磨料性能的主要參數(shù)之一。根據(jù)不同的應(yīng)用，磨料的粒徑從0.1μm到2mm不等。傳統(tǒng)的磨料粒度表征方法是用特定目數(shù)的篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，單位是“目”。然而隨著磨料向超細(xì)化、多樣化方向發(fā)展，篩分已經(jīng)無(wú)法滿足磨料精密的粒度表征需要，因此測(cè)量范圍更廣泛的激光衍射法已經(jīng)成為磨料粒度測(cè)試的主要手段。

磨料粒形

顆粒形貌是磨料的另一個(gè)重要的性能參數(shù)。表面棱角突出且銳利、球形度較低的磨料顆粒有更強(qiáng)的切削作用；表面棱角平滑、球形度較高的顆粒則拋光作用顯著。圖1是某磨料的掃描電鏡圖像，圖中這些顆粒的邊緣銳利，球形度較低，主要用于砂輪、砂紙等切削場(chǎng)合。

圖1. 某磨料的掃描電鏡圖像

同步表征磨料的粒度及粒形

激光粒度儀只能測(cè)粒度不能測(cè)形貌，電鏡只能定性看形貌不能測(cè)粒度，且價(jià)格很貴，有沒(méi)有既能測(cè)粒度又能測(cè)粒形的手段呢？丹東百特儀器有限公司最新推出的激光衍射+顯微圖像二合一的粒度粒形分析系統(tǒng)——Bettersize3000 Plus，創(chuàng)新性地將兩種表征方式集成在同一套設(shè)備中，成功地實(shí)現(xiàn)了“既能測(cè)粒度，又能測(cè)粒形”的功能。

圖2. Bettersize3000 Plus 粒度+粒形二合一系統(tǒng)

對(duì)細(xì)、中、粗三種磨料的粒度粒形分析

使用Bettersize3000 Plus對(duì)細(xì)、中、粗三種磨料進(jìn)行粒度及粒形分析，它們的粒度典型值如下表所示。

表1. 不同規(guī)格的磨料粒度典型值

與此同時(shí)，使用Bettersize3000 Plus拍攝粗、中、細(xì)磨料顆粒的圖像，并對(duì)它們進(jìn)行粒形的數(shù)字化分析，得出它們的圓形度、長(zhǎng)徑比、縱橫比等粒形參數(shù)。Bettersize3000 plus能為每一個(gè)顆粒都給出對(duì)應(yīng)的形貌信息，使用戶可以直觀的看出各種磨料之間的形狀差異。

表2. 細(xì)、中、粗磨料顆粒的關(guān)鍵形狀參數(shù)

那么，Bettersize3000 Plus的粒度測(cè)試分辨力怎樣呢，能不能有效地區(qū)分粗、中、細(xì)等不同粒度的磨料呢？我們把粗、中、細(xì)樣品各自測(cè)一遍，再將它們按一定比例混合起來(lái)測(cè)一遍，結(jié)果如圖3所示，證實(shí)Bettersize3000 Plus具備很高的分辨力，能準(zhǔn)確測(cè)出不同規(guī)格磨料的粒度。

圖3. 細(xì)、中、粗、混合磨料的粒度分布比較

Bettersize3000plus的絕招：不僅分辨力高，還能準(zhǔn)確測(cè)D100

磨料磨具行業(yè)很關(guān)注粉體的最大顆粒（D100）的控制。因?yàn)閷?duì)于拋光磨料而言，異常大顆粒的存在會(huì)導(dǎo)致工件報(bào)廢。但是由于最大顆粒很少，且衍射信號(hào)很弱，普通激光粒度儀無(wú)法測(cè)到，激光粒度儀國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO13320甚至干脆規(guī)定“本標(biāo)準(zhǔn)不允許使用D100值”。

圖4. 不同測(cè)量方法的粒度分布結(jié)果比較

如何用Bettersize3000 Plus測(cè)試D100？我們找到一個(gè)磨料樣品，用一個(gè)國(guó)外知名品牌的激光粒度儀檢測(cè)它的粒度，得到的粒度范圍為1-40μm。之后我們使用Bettersize3000 Plus對(duì)這個(gè)樣品進(jìn)行粒度測(cè)量，得到的粒度范圍除1-40μm外，在120μm附近還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)過(guò)粗顆粒峰。為了進(jìn)一步確認(rèn)異常大顆粒的存在，我們把Bettersize3000 Plus拍攝的最大的顆粒圖像顯示如圖5。眼見為實(shí)，證明這個(gè)細(xì)磨料中確實(shí)存在極少量大顆粒（D100=124.1μm），且Bettersize3000 Plus能準(zhǔn)確地測(cè)出磨料中的最大顆粒D100。

圖5. 異常大顆粒圖像

結(jié)論

Bettersize3000 Plus激光衍射+顯微圖像二合一粒度粒形分析系統(tǒng)，既能測(cè)粒度，又能測(cè)粒形，還能準(zhǔn)確測(cè)出困擾磨料行業(yè)的最大顆粒D100，是磨料質(zhì)量控制的新的可靠保障。