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“千磨萬擊還堅(jiān)勁,，任爾東西南北風(fēng),?！辈粌H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)無法滿足磨料精密的粒度表征需要,，因此測量范圍更廣泛的激光衍射法已經(jīng)成為磨料粒度測試的主要手段,。

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

激光粒度儀只能測粒度不能測形貌，電鏡只能定性看形貌不能測粒度,，且價(jià)格很貴,，有沒有既能測粒度又能測粒形的手段呢？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“既能測粒度，又能測粒形”的功能,。

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

對細(xì),、中、粗三種磨料的粒度粒形分析

使用Bettersize3000 Plus對細(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,，并對它們進(jìn)行粒形的數(shù)字化分析，得出它們的圓形度,、長徑比,、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)樣品各自測一遍,，再將它們按一定比例混合起來測一遍,，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τ趻伖饽チ隙?，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，且衍射信號很弱,，普通激光粒度儀無法測到,，激光粒度儀國際標(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. 不同測量方法的粒度分布結(jié)果比較

如何用Bettersize3000 Plus測試D100,？我們找到一個(gè)磨料樣品,，用一個(gè)國外知名品牌的激光粒度儀檢測它的粒度，得到的粒度范圍為1-40μm,。之后我們使用Bettersize3000 Plus對這個(gè)樣品進(jìn)行粒度測量,，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),，既能測粒度,，又能測粒形，還能準(zhǔn)確測出困擾磨料行業(yè)的最大顆粒D100,，是磨料質(zhì)量控制的新的可靠保障,。