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利用樹(shù)脂拋光液切割機(jī)進(jìn)行巖石薄片的制備

日期：2013-11-27瀏覽：5088次

巖石薄片的制備
引言
巖石學(xué)使用顯微鏡研究巖石和礦物。橫截面可以用來(lái)對(duì)巖石、礦物和礦石的辨識(shí)以及對(duì)劈理、卷曲度、反射系數(shù)等屬性的鑒定。
巖相分析有有兩種類(lèi)型的標(biāo)本，超薄切片和拋光散裝標(biāo)本。拋光散裝標(biāo)本類(lèi)似于用反射光顯微鏡檢查表面的金相標(biāo)本。另一方面，超薄切片使用透射偏振光顯微鏡觀察。
制備透明薄切片的一般順序如下：切片、真空吸附浸漬、磨削、載片、切除、研磨和拋光。超薄切片的制備比拋光散裝標(biāo)本的制作復(fù)雜的多。一般情況下，一塊薄切片必須制備成厚度均勻的的大約30µm的薄片。

準(zhǔn)備工作
1.從散裝切片開(kāi)始制作一個(gè)大約3mm厚的超薄切片。稍差的固結(jié)材料應(yīng)該切成10mm厚度的薄片。
2.用EpoThin®低粘度環(huán)氧樹(shù)脂*毛細(xì)孔以*清潔并真空吸附浸漬，并支撐樣品材料。
3.打磨標(biāo)本“片狀樣品”來(lái)產(chǎn)生一個(gè)表面光滑，無(wú)嚴(yán)重變形的平面。在選擇研磨和拋光磨料時(shí)，該樣品被分成兩大另類(lèi)：軟質(zhì)材料（硫化物，碳酸鹽巖，砂巖等）和硬質(zhì)材料（花崗巖，玄武巖，石英，燧石和礦石）。表1和表2介紹了每個(gè)類(lèi)別的建議使用的磨料。*行代表粗磨。
4.如果確定整個(gè)樣品的表面已經(jīng)磨平。保持樣品打磨平面與光線(xiàn)呈越45度角。反射均勻良好表明整個(gè)平面被打磨的適當(dāng)。如果表面不均勻、無(wú)光澤，表明整個(gè)表面可能沒(méi)有被研磨平整，應(yīng)該繼續(xù)研磨一段時(shí)間。需要注意的是一些礦物材料，如黑云母，即使經(jīng)過(guò)*的研磨，表面可能仍然沒(méi)有光澤。不要取出多余的材料，因?yàn)檫@可能導(dǎo)致暴露未浸漬的毛孔。
5.準(zhǔn)備將樣品粘著在載玻片上。首先，*清潔樣品，清楚所有松動(dòng)的磨料和其他殘留物，然后干燥。然后，預(yù)研磨玻璃載片的一側(cè)。這將使載片厚度更加均勻，糙面助劑起到良好的粘合作用。使用30-8001載玻片架或者PetroThin®切割系統(tǒng)控制載片的厚度。一般來(lái)說(shuō)，松散的碳化硅磨料粉末粒度為600或1000（P1200-P2000），可以使用鑄鐵研具研磨載片。
6.采用下面的建議，將樣品以環(huán)氧基樹(shù)脂粘著在載玻片上:
·按照指示測(cè)量樹(shù)脂和固化劑，輕輕的充分混合成分，壁面形成過(guò)多氣泡。在使用前放置幾分鐘，這樣可以使剩余的殘留空氣上升到頂部。
·將少量的環(huán)氧基樹(shù)脂涂抹在樣品研磨表面和載玻片表面。
·粘合劑一面朝下，小心的將樣品放置到有膠層的載玻片上。用適度的壓力擠壓樣品在載玻片上來(lái)回移動(dòng)，擠出多余的粘合劑和氣泡。
7.推薦使用PetroBond™粘合夾具使膠層厚度均勻。將夾具放置在電熱板上，加快環(huán)氧基樹(shù)脂的固結(jié)硬化。溫度應(yīng)不超過(guò)50℃（122℉）。有加熱板時(shí)大概需要兩到三個(gè)小時(shí)使環(huán)氧基樹(shù)脂固結(jié)硬化。沒(méi)有加熱板時(shí)，根據(jù)環(huán)境溫度的不同，薄切片的正常固化可能需要40到48小時(shí)。
8.切割樣品，降低樣品厚度，減少研磨時(shí)間。可以通過(guò)使用IsoMet®精密鋸或者PetroThin®薄切片切割機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)再切割。
9.繼續(xù)使用表1和表2列出的制備工藝。為了防止過(guò)度研磨樣品，可以將載玻片放置到薄切片器上（30-8000）。這個(gè)裝置有碳化硼限位器，可以防止研磨后厚度小于75μm（包括膠層）。
10.當(dāng)樣品被研磨到所需要的厚度時(shí)，采用透射光檢測(cè)樣品。
11.繼續(xù)按照制備順序研磨樣品。經(jīng)過(guò)拋光的薄切片既可以通過(guò)透射光顯微鏡也可以通過(guò)反射光顯微鏡檢測(cè)。
經(jīng)過(guò)拋光的薄切片的其他優(yōu)點(diǎn)包括一下各項(xiàng)：
·可以確定礦物的硬度
·在拋光表面上可以進(jìn)行化學(xué)測(cè)試
·施加玻璃蓋片的耗時(shí)過(guò)程被省略了

PetroThin®切割機(jī)系統(tǒng)由鉆石切割刀片、金剛石砂輪片和可接受五種尺寸的玻璃載片的真空吸盤(pán)組成。兩個(gè)精密的千分尺用于控制切削和研磨薄切片。
研磨的時(shí)候，薄切片被千分尺的推進(jìn)到到砂輪軌道上。根據(jù)樣品的硬度和脆碎度，一次切割可以移除表面10-20μm的樣品。

超薄切片的制備
極細(xì)顆粒材料指粒徑小于30μm的晶體。在這種情況下，典型的薄切片可能還有幾層微細(xì)晶體，使顯微鏡觀察變得模糊。為了更好的觀察這類(lèi)樣品，有時(shí)需要制備超薄切片。
用傳統(tǒng)的研磨方法繼續(xù)研磨薄切片是不合適的，因?yàn)樵谶@種厚度上，即使輕微的壓力也可能會(huì)破壞樣品。因此，需要采用振動(dòng)拋光法。振動(dòng)拋光法拋光平緩移除材料非常緩慢。一般來(lái)說(shuō)，樣品用精細(xì)細(xì)磨料，如1μm的金剛石，在TexMet® 1500墊片上或者用具有亞微米尺寸的氧化鋁在MicroCloth®墊片上用VibroMet® 2振動(dòng)拋光機(jī)拋光。

自動(dòng)化
手動(dòng)研磨和拋光薄切片需要大量的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和時(shí)間。手動(dòng)研磨也會(huì)用力偏向薄切片的一邊，使薄切片的某一邊更薄。

品牌
CarbiMet®
砂盤(pán)
OR
鑄鐵研具
磨料/尺寸
碳化硅砂礫
240-600（P280-P1200）
碳化硅砂礫
潤(rùn)滑劑
水
15sec/1sec
水與CoolMet®混合液
表1 用于軟質(zhì)材料制備的磨料
600-1000（P1200-P200）（50:50）
或者研磨油
UltraPol™ 鉆石膏 6μm MetaDi®液或研磨油
UltraPol™ 鉆石膏 6μm MetaDi®液或研磨油
MasterTex® MasterPrep® 0.05μm 蒸餾水
品牌
UltraPrep™金屬結(jié)合劑
金剛石圓盤(pán)
ApexHercules™
ApexHercules™
磨料/尺寸
鉆石
125-45μm
鉆石9μm
鉆石6μm
潤(rùn)滑劑
水
MetaDi®液
MetaDi®液
MetaDi®液
表2 用于硬質(zhì)材料的磨料
TexMet®1500 鉆石3μm MetaDi®液
或研磨油
UltraPol™ MicroPolish®II 蒸餾水
0.3µm

IsoMet®線(xiàn)性精密鋸系列
PetroBond®薄片焊接夾具
PetroThin®薄片切割機(jī)系統(tǒng)
VibroMet®2振動(dòng)拋光機(jī)
設(shè)備*
耗材*
IsoMet®金剛石硅片切割刀片
EpoThin®低粘度環(huán)氧基樹(shù)脂
UltraPrep™金剛石磨盤(pán)

ApexHercules™H & S金剛石研磨盤(pán)
CarbiMet®砂盤(pán)
TexMet®1500
UltraPol™
MetaDi®液
MasterTex®拋光布
MasterPrep®氧化鋁拋光液
MicroPolish®II 0.3µm解聚氧化鋁

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