人造金剛石微粉主要使用在工件精加工的研磨和拋光工序中，使用者往往要求用最低的金剛石濃度，以最快的切削速度，獲得最好的表面光潔度和工件的幾何形狀，以及最小可能的表面微損壞，為達到這樣的使用要求，沒有合適的微粉是不行的。因此，必須嚴格地控制以下幾項指標：粒度分布、顆粒形狀、雜質含量、金剛石強度等。今天先介紹一下金剛石微粉的粒(li)度分布(bu)及(ji)檢測方法。

       01、金剛石微粉粒徑

       金剛(gang)石微(wei)粉粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)徑(jing)(jing)(jing)(jing)即指微(wei)粉顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)直(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)，是(shi)(shi)衡量顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)大(da)小(xiao)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)個(ge)數值。對于(yu)(yu)規則(ze)(ze)(ze)的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)形(xing)(xing)顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)而言，粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)徑(jing)(jing)(jing)(jing)就(jiu)是(shi)(shi)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)，然而金剛(gang)石微(wei)粉顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)一(yi)(yi)(yi)般不是(shi)(shi)規則(ze)(ze)(ze)的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)體(ti)(ti)，而是(shi)(shi)不規則(ze)(ze)(ze)形(xing)(xing)狀(zhuang)，比(bi)如棒狀(zhuang)、針片(pian)狀(zhuang)等(deng)，因(yin)此，很難用(yong)一(yi)(yi)(yi)個(ge)數值表示金剛(gang)石微(wei)粉顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)大(da)小(xiao)，于(yu)(yu)是(shi)(shi)引入了等(deng)效粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)徑(jing)(jing)(jing)(jing)這一(yi)(yi)(yi)概念來代表金剛(gang)石微(wei)粉顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)徑(jing)(jing)(jing)(jing)。當一(yi)(yi)(yi)個(ge)顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)某一(yi)(yi)(yi)物理特(te)性與(yu)同質球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)形(xing)(xing)顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)相同或相近(jin)時，我們就(jiu)用(yong)該球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)形(xing)(xing)顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)來代表這個(ge)顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)，這個(ge)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)形(xing)(xing)顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)徑(jing)(jing)(jing)(jing)就(jiu)是(shi)(shi)該顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)等(deng)效粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)徑(jing)(jing)(jing)(jing)。等(deng)效粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)徑(jing)(jing)(jing)(jing)有幾種：等(deng)效投(tou)影面積(ji)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)徑(jing)(jing)(jing)(jing)是(shi)(shi)與(yu)實際顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)投(tou)影面積(ji)相同的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)形(xing)(xing)顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)，圖像法所測的(de)(de)(de)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)徑(jing)(jing)(jing)(jing)是(shi)(shi)等(deng)效投(tou)影面積(ji)直(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)；等(deng)效體(ti)(ti)積(ji)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)徑(jing)(jing)(jing)(jing)是(shi)(shi)與(yu)實際顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)體(ti)(ti)積(ji)相同的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)體(ti)(ti)直(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)，一(yi)(yi)(yi)般認(ren)為激光法所測的(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)為等(deng)效體(ti)(ti)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)徑(jing)(jing)(jing)(jing)。

       02、金剛石微粉的粒度分布

       金(jin)剛(gang)石(shi)微粉的(de)粒(li)度(du)分(fen)布是指各種粒(li)徑金(jin)剛(gang)石(shi)顆粒(li)的(de)分(fen)布比率(lv)，它是衡(heng)量(liang)(liang)金(jin)剛(gang)石(shi)微粉質(zhi)量(liang)(liang)好壞的(de)一個(ge)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)參數，從(cong)某種意義上來說，粒(li)度(du)分(fen)布的(de)集(ji)中程度(du)決定了產品質(zhi)量(liang)(liang)的(de)高(gao)低。

       在應用當中各種粒度規格的產品都有相應的磨削效率和表面(mian)加(jia)工(gong)光(guang)潔度(du)，用(yong)戶可根據(ju)不同(tong)的加(jia)工(gong)要(yao)求(qiu)選擇不同(tong)粒(li)度(du)規格的產(chan)品。一(yi)般而言，對金剛石(shi)微粉中的粗(cu)顆粒(li)都(dou)會(hui)有(you)嚴(yan)格的控制(zhi)，這是(shi)因(yin)為(wei)粗(cu)顆粒(li)在(zai)(zai)(zai)應用(yong)中會(hui)引(yin)起(qi)被加(jia)工(gong)器件(jian)的劃(hua)傷(shang)，產(chan)生嚴(yan)重的質量問題(ti)，尤(you)其是(shi)在(zai)(zai)(zai)一(yi)些(xie)精密拋光(guang)領(ling)域，粗(cu)顆粒(li)引(yin)起(qi)的劃(hua)傷(shang)會(hui)直接導(dao)致昂貴(gui)的加(jia)工(gong)器件(jian)報廢，損失巨(ju)大(da)，而細顆粒(li)的存在(zai)(zai)(zai)也會(hui)引(yin)出(chu)相(xiang)應的問題(ti)，比如在(zai)(zai)(zai)磨削(xue)加(jia)工(gong)中會(hui)降低(di)磨削(xue)效率等。因(yin)此也會(hui)有(you)明確的要(yao)求(qiu)。

       03、粒度分布的主要表征參數

       粒度分布的主要表征(zheng)參數有: D50、Mv、D5、D95等。

 ;      D50：也叫中值或中位徑(jing)，常用(yong)來表示粉體的(de)(de)平(ping)均粒度(du)，是一個樣品的(de)(de)累計(ji)粒度(du)分布百分數達到50%時所對應的(de)(de)粒徑(jing)，其物理意義是粒徑(jing)大于它的(de)(de)顆粒占50%，小于它的(de)(de)顆粒也占50%。

       Mv：以體積分(fen)布(bu)的平(ping)均粒(li)徑。是平(ping)均粒(li)徑的另一種表示方法，該值(zhi)受(shou)大(da)(da)顆粒(li)的影響更大(da)(da)，在對大(da)(da)顆粒(li)進行控(kong)制(zhi)時該值(zhi)的指(zhi)示性更強。

       D5：是(shi)一個樣品的累計粒度分布百分數達(da)到5%時(shi)所對應的粒徑，通常用(yong)來衡量樣品細端的顆粒指標。

       D95：是一個樣品(pin)的累計(ji)粒(li)度分布百分數達到(dao)95%時所對應的粒(li)徑，通常(chang)用(yong)來(lai)衡量樣品(pin)粗端的顆粒(li)指標(biao)。

       04、金剛石微粉粒度分布的檢測方法

       金剛石微粉粒度分布的(de)檢測方法(fa)(fa)(fa)主(zhu)要有如下幾種：圖像法(fa)(fa)(fa)、沉降法(fa)(fa)(fa)、離心法(fa)(fa)(fa)、激光法(fa)(fa)(fa)、庫侖法(fa)(fa)(fa)等。

       1、圖像法

       圖像(xiang)法是使用顆粒圖像(xiang)儀對金剛(gang)石(shi)微粉粒度進(jin)行粒度檢(jian)測的一種方法。

       顆粒(li)圖(tu)(tu)像(xiang)儀一般由(you)光(guang)學(xue)顯微鏡、攝像(xiang)機(ji)、計(ji)算(suan)機(ji)以及分(fen)析(xi)(xi)軟(ruan)件(jian)等部分(fen)組成。進(jin)(jin)行粒(li)度(du)檢測的(de)時候首先用載(zai)玻(bo)片(pian)(pian)、甘油將樣(yang)品制(zhi)作成觀察樣(yang)本(ben)(ben)，置于光(guang)學(xue)顯微鏡下(xia)進(jin)(jin)行觀察，通過攝像(xiang)機(ji)拍攝樣(yang)本(ben)(ben)圖(tu)(tu)片(pian)(pian)，然(ran)后傳送(song)到(dao)計(ji)算(suan)機(ji)用分(fen)析(xi)(xi)軟(ruan)件(jian)進(jin)(jin)行粒(li)度(du)分(fen)析(xi)(xi)（如下(xia)圖(tu)(tu)所示）。

▲ 顆粒圖像(xiang)分析儀

▲ 圖(tu)像法粒度分(fen)布(bu)檢測(ce)結果

       圖(tu)像法的(de)優點是(shi)檢測(ce)(ce)直觀，同(tong)時(shi)還(huan)可以對顆(ke)粒形貌(mao)進行分(fen)析(xi)等，缺點是(shi)取樣量少，檢測(ce)(ce)結(jie)果代表性不強，整個操作過(guo)程也比較繁瑣(suo)，耗時(shi)較長。

       2、沉降法

       沉(chen)降法粒(li)度測(ce)試技術(shu)是指通過顆粒(li)在液體(ti)中沉(chen)降速度來衡量(liang)粒(li)度分布(bu)的儀器(qi)和(he)方法。根據不(bu)同(tong)(tong)粒(li)徑的顆粒(li)在液體(ti)中的沉(chen)降速度不(bu)同(tong)(tong)，測(ce)量(liang)金剛石微粉粒(li)度分布(bu)的一種方法。

       它的(de)(de)基本(ben)過(guo)程是(shi)：把樣品放到某種液體中(zhong)制成(cheng)一(yi)定濃度(du)(du)(du)的(de)(de)懸(xuan)(xuan)(xuan)浮液，懸(xuan)(xuan)(xuan)浮液中(zhong)的(de)(de)顆(ke)(ke)粒在(zai)重力(li)作用(yong)下(xia)(xia)將發生(sheng)沉(chen)(chen)(chen)降(jiang)(jiang)。顆(ke)(ke)粒的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)降(jiang)(jiang)速(su)度(du)(du)(du)與顆(ke)(ke)粒的(de)(de)大小(xiao)(xiao)有關，大顆(ke)(ke)粒的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)降(jiang)(jiang)速(su)度(du)(du)(du)快(kuai)，小(xiao)(xiao)顆(ke)(ke)粒的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)降(jiang)(jiang)速(su)度(du)(du)(du)慢，通過(guo)測量不同時刻透過(guo)懸(xuan)(xuan)(xuan)浮液光(guang)強的(de)(de)變化(hua)率來間(jian)接(jie)地反映顆(ke)(ke)粒的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)降(jiang)(jiang)速(su)度(du)(du)(du)，進而計算出其粒度(du)(du)(du)分(fen)布(bu)。但是(shi)，在(zai)實(shi)際測量過(guo)程中(zhong)，直(zhi)接(jie)測量顆(ke)(ke)粒的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)降(jiang)(jiang)速(su)度(du)(du)(du)是(shi)很(hen)困難(nan)的(de)(de)。所以通常用(yong)在(zai)液面下(xia)(xia)某一(yi)深(shen)度(du)(du)(du)處測量懸(xuan)(xuan)(xuan)浮液濃度(du)(du)(du)的(de)(de)變化(hua)率來間(jian)接(jie)地判(pan)斷顆(ke)(ke)粒地沉(chen)(chen)(chen)降(jiang)(jiang)速(su)度(du)(du)(du)，進而測量樣品的(de)(de)粒度(du)(du)(du)分(fen)布(bu)。

       3、離心法

       對(dui)于較(jiao)細(xi)(xi)的(de)顆粒(li)來說，重力沉(chen)降(jiang)法需要較(jiao)長的(de)沉(chen)降(jiang)時(shi)(shi)間(jian)，且在(zai)沉(chen)降(jiang)過程(cheng)中受對(dui)流、擴(kuo)散、布(bu)朗運動等因素的(de)影響較(jiao)大(da)，致使(shi)(shi)測量誤差變大(da)。為(wei)了克服這些(xie)問題通常用(yong)離心沉(chen)降(jiang)法，測量時(shi)(shi)將沉(chen)降(jiang)槽(cao)置于高(gao)(gao)速旋轉的(de)圓盤中，加(jia)快顆粒(li)的(de)沉(chen)降(jiang)速度(du)，從而大(da)大(da)縮短(duan)測量時(shi)(shi)間(jian)，提(ti)高(gao)(gao)測量精度(du)，同時(shi)(shi)使(shi)(shi)超細(xi)(xi)顆粒(li)的(de)檢測成(cheng)為(wei)可能。現在(zai)的(de)離心式粒(li)度(du)分(fen)析儀(yi)轉速高(gao)(gao)達2萬多(duo)轉/分(fen)鐘。檢測下(xia)限達到納米級別。

       4、激光法

       激光法是根據顆粒(li)能使激光產(chan)生散射(she)這一物理現象(xiang)進行粒(li)度(du)分布測試的(de)。該分析方法在(zai)實際的(de)應用(yong)中(zhong)因測量時間(jian)短(duan)，測量數據結(jie)果穩定，特別是對于粒(li)度(du)小于 150μm 粉體測量的(de)實際應用(yong)中(zhong)得(de)到(dao)了(le)人(ren)們的(de)認同。

       5、庫爾特法

       庫爾特法(fa)也稱為電阻法(fa)，采(cai)用的(de)(de)(de)(de)是小(xiao)孔(kong)電阻原理(li)，當微(wei)(wei)粉(fen)顆粒(li)(li)通過一個小(xiao)微(wei)(wei)孔(kong)的(de)(de)(de)(de)瞬間(jian)，微(wei)(wei)粉(fen)顆粒(li)(li)占據(ju)了(le)小(xiao)微(wei)(wei)孔(kong)中的(de)(de)(de)(de)部分(fen)空(kong)間(jian)而排開了(le)小(xiao)微(wei)(wei)孔(kong)中的(de)(de)(de)(de)導電液(ye)體(ti)，使小(xiao)微(wei)(wei)孔(kong)兩(liang)端的(de)(de)(de)(de)電阻發(fa)生變化。儀(yi)器對(dui)這(zhe)些電阻信號(hao)進行(xing)處(chu)理(li)就可以(yi)統計出(chu)粒(li)(li)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)分(fen)布(bu)了(le)。這(zhe)種(zhong)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)方法(fa)適合(he)于測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)粒(li)(li)度(du)(du)均勻(yun)（即(ji)粒(li)(li)度(du)(du)分(fen)布(bu)范圍(wei)窄）的(de)(de)(de)(de)粉(fen)體(ti)樣品，也適用于測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)水(shui)中稀少的(de)(de)(de)(de)固體(ti)顆粒(li)(li)的(de)(de)(de)(de)大小(xiao)和個數(shu)。具有分(fen)辨率高、測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)速度(du)(du)快、操作簡便(bian)等優點。但也存(cun)在動態(tai)范圍(wei)小(xiao)、測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)下限不(bu)夠小(xiao)等不(bu)足。

 參考資料：《金剛石微粉》汪靜(jing)