金刚石微粉在各种金属产品、光学仪器、电子元件研磨、抛光过程中担任了重要的角色,一旦粒度控制出现了偏差就会出现超过粒度尺寸的粗颗粒造成工件划伤,使得整个工件的制作前功尽弃。除此之外,金刚石微粉的颗粒形貌、杂质含量、及磨削性能都会对金刚石微粉的性能产生巨大的影响。因此,对金刚石微粉的质量检验是金刚石微粉加工生产流程中的重中之重。
一、粒度分布
由于金刚石微粉的颗粒并不是十分规则的球体因而在实际测量颗粒大小的时候通常采用了等效粒径的方法。如下表是金刚石微粉粒度分布标准。
粒度标记 |
公称尺寸范围D μm |
D5 (最小值) μm |
D50 μm |
D95(最大值)μm |
M0.5/1 |
0.5~1 |
0.5 |
0.75+0.15 |
1.0 |
其中D50被称为中值,最常被用来表示粉体的平均粒度,它的含义是大于该粒度范围的微粉占50%,小于他的也占50%。同理,D5被称为最小值而D95被称为最大值。
在实际生产中多采用激光法检测微粉粒度,其特点是操作简单、方便,测量速度快,在测量球形颗粒时准确度高。而缺点也是在面对长条形或其他不规则形状时准确度会下降,因而实际操作时常配合图像法或生物显微镜测量。
二、颗粒形貌
颗粒形貌是金刚石细化过程中的重要指标,以接近球类形貌为佳。当长条形和不规则形状颗粒越多时,不仅会影响粉体粒度检测,还会对粉体的切削效率产生影响,进而产生出多种不稳定要素。对颗粒形貌的检测多采用光学显微镜,对细颗粒的检测也会采用电子扫描显微镜(SEM)。
三、杂质含量
杂质是指金刚石微粉中所含有的非碳成分,可分为颗粒外部杂质和颗粒内部杂质。颗粒外部杂质通常在生产原料中或生产过程中引入,一般有硅、铁、镍等元素。颗粒内部杂质则在金刚石合成过程中引入,一般有铁、镍、钴、锰等元素。这些杂质会影响到金刚石微粉的性能,并且铁、镍等元素还会导致微粉被带上磁性,对微粉应用产生影响。如在将微粉用于线锯或电镀工具时,如果微粉杂质含量过高就会导致使用时微粉结块,影响使用效果,无法达到预期功效。
在检测杂质含量时通常使用燃烧失重法,取样品于马弗炉中在1000℃下燃烧至衡重所余质量即为杂质质量。