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地质薄片样品制备目的及制样过程

薄片样品制备目的及制样过程

本文以岩石样品为例介绍一下地质薄片类样品的基本制备过程。

1、岩石样品采样

 一般薄片大小为 2.4×2.4 cm,粗粒岩石含量测量要磨大薄片(5×5cm);岩组分析薄片要注明切面方向;

一般薄片厚度 0.03mm、化石鉴定薄片厚度0.04mm 左右、包体测温薄片厚 0.1—0.7mm

2试样制备的具体过程

本实验室一般先将样品切割成25mm×25mm×5mm的长方体试样块,再根据实验需求从试样块上切取适合厚度的薄片。沈阳科晶自动化设备有限公司用来切割地质类样品的有两种类型的机器,一种是外圆切割机,一种是金刚石线切割机。

1所示为用SYJ-200H手动快速切割机将大块岩石切割成小块的岩石样品。

1 从大块样品中取出条形样

用金刚石线切割机进行超薄精密切割时,切得的薄片厚度可薄达0.08mm

制作地质薄片时首先需要对样品切割薄片,切割薄片前首先要考虑样品的类型,若样品材质紧密,切割后不会碎裂则可直接切割成薄片进行研磨抛光。若样品质地疏松,切割后易碎裂,则需要先在样品上切割出一个平面,对该平面进行研磨抛光,研磨抛光后将磨抛面用光敏胶或树脂胶粘贴在载玻片上,然后以载玻片为基准面再切割出厚度为0.5㎜的薄片,再对切割后的薄片进行研磨抛光。

2.1 质地紧密可直接切割成薄片进行研磨抛光的样品的切割及研磨抛光过程

这里主要指普通薄片样品的制备过程而不包括粗粒岩石薄片样品的制备过程。

2.1.1本实验所用切割设备

本实验可用到的切割设备是由沈阳科晶自动化设备有限公司制造的SYJ-200H手动快速切割机、SYJ-200自动精密切割机STX-202A小型金刚石线切割机,设备形貌如图2所示:

 SYJ-200H手动快速切割机

 

SYJ-200自动精密切割机

 

STX-202A金刚石线切割机

2 本实验所用切割工具

2.1.2本实验所用研磨抛光设备

本实验所用到的研磨抛光设备是由沈阳科晶自动化设备有限公司制造的UNIPOL-1202自动精密研磨抛光机GPC-80A精 确磨抛控制仪,设备形貌如图3所示:

 

UNIPOL-1202自动精密研磨抛光机

 

GPC-80A精 确磨抛控制仪

3 本实验所用研磨抛光设备

2.1.3本实验所用切割研磨辅助设备

本实验所用到的切割研磨辅助设备是由沈阳科晶自动化设备有限公司制造的MTI-3040加热平台、多工位薄片粘合台、DZF-6020真空干燥箱、VGT-1620QTD超声波清洗机,设备形貌如图4所示:

 

MTI-3040加热平台

 

多工位薄片粘合台

 

DZF-6020真空干燥箱

 

VGT-1620QTD超声波清洗机

4 本实验所用切割研磨辅助设备

2.1.4本实验所用耗材

本实验所用耗材是由沈阳科晶自动化设备有限公司销售的边缘烧结金刚石锯片、金刚石线、石蜡、载玻片、树脂陶瓷垫块、研磨粉、带背胶水磨砂纸、白色合成革抛光垫、金刚石悬浮抛光液及UV胶,其中载玻片的规格有两种,分别是25×75×1㎜和26×50×1㎜的载玻片,可根据个人需要进行选择,所有耗材如图5所示;

 

边缘烧结金刚石锯片

 

金刚石线

 


石蜡

 

载玻片

 

金刚石悬浮抛光液

 

树脂陶瓷垫块

 

研磨粉

 

带背胶水磨砂纸

 

白色合成革抛光垫

 


光敏胶

 

 

5 本实验所用耗材图

2.1.5薄片样品的切割

经初加工成的25×25×一定长度(㎜)的试样块再经由STX-202A将试样块切割成25×25×5㎜的试样片。

6 样品固定示意图

2.1.6样品的研磨

切割后的25×25×5㎜的薄片样品需要进行双面研磨抛光。研磨过程一般使用水磨砂纸从150目砂纸一直研磨到2000目砂纸。研磨过程使用UNIPOL-1202精密研磨抛光机搭配GPC-80A机械研磨手臂

为保证样品在显微镜下透光性好,成像清晰,取下的样品应用VGT-1620QTD超声波清洗机,清洗后的样品用电吹风吹干,然后在样品表面涂上透光性良好的光敏胶,将样品固定于载玻片上,固定样品的基本过程如图7所示;

 

7在载玻片上固定样品的基本过程

为保证样品与载玻片之间完全贴合,没有气泡残留且黏胶层尽可能的薄,用多工位样品粘合台将试样与载玻片压实,多工位样品粘合台压实样品的过程如图8所示。

 

8 样品在多工位薄片粘合台压实的过程

此时取出样品放到紫外光灯下或真空干燥箱中使UV胶完全凝固。用真空干燥箱使样品与载玻片间的胶凝固。取出样品然后对样品的另一面进行研磨,另一面的研磨与第 一面的研磨过程相同,研磨后的样品的厚度不能超过30μm,这样能保证样品在透光偏光显微镜下有良好的透光性,才会观察到清晰的岩石组织形貌。研磨过程中加载玻片的样品在GPC-80A上的固定位置如图9所示。研磨过程中用SKCH-1A)精密测厚仪对样品的剩余厚度进行测量,直到观察到样品厚度在合格范围内为止,测量剩余样品厚度的设备和过程如图10所示。完全研磨后样品应将表面清洗干净。

 

9 加载玻片样品固定方式

 

10SKCH-1A)精密测厚仪测量剩余样品厚度

2.2质地疏松应先切割出基面的样品的切割与研磨过程  

对于质地疏松的样品切割完25×25×一定长度的条形块后,应对切割出的25×25㎜的面进行研磨,研磨时用手持试样或用专用工装夹具夹持样品按第 一种样品的研磨步骤将25×25㎜的面研磨抛光,然后将研磨抛光后的样品面上涂上光敏胶盖上载玻片压实,将载玻片与样品间的气泡全部挤压出去,然后放到真空干燥箱中进行干燥,使胶凝固,使载玻片完全固定在样品上。接下来要对样品进行切片操作。薄片的切割要用到地址薄片切割专用夹具,夹具示意图如图11所示。

11 薄片样品切割夹具

将真空吸盘装载于STX-202A金刚石线切割机样品台上,然后将载玻片吸附于真空吸盘上,设置切割参数将样品切割成近似50μm的薄片,此薄片应是留在载玻片上的样品的厚度,样品的切割位置如图12所示。切割后用手扶住载玻片,关闭真空泵,然后取下载玻片,取下载玻片后将载玻片粘贴于GPC-80A机械手臂上进行研磨抛光,研磨过程中应使用精密测厚仪对剩余样品厚度进行测量,研磨后的样品厚度应在30μm左右。

12 样品切割位置示意图

研磨抛光后将试样清洗干净。然后对样品进行观察。图13是本实验室根据自己的研磨抛光经验制作的几种地质薄片样品。

 

13 研磨后的几种地址薄片图

3样品的观察

经研磨抛光后的地质薄片样品用透光偏光显微镜进行观察,观察前将样品表面加盖玻片,加完盖玻片后放到偏光显微镜下进行观察,样品的观察过程如图14所示;



14 偏光显微镜下样品的观察过程

15为几种常见地质薄片在偏光显微镜下成像的形貌图,从图可清楚观察到岩石样品的基本形貌,为进一步的分析提供依据。

 

 

   

15常见地质薄片形貌图

以上便为本实验室通过对本公司设备的使用,并通过常用的制样经验总结出的制备地质薄片样品的常用过程。

   
       

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