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地質薄片樣品制備目的及制樣過程

薄片樣品制備目的及制樣過程

本文以巖石樣品為例介紹一下地質薄片類樣品的基本制備過程。

1、巖石樣品采樣

 一般薄片大小為 2.4×2.4 cm,粗粒巖石含量測量要磨大薄片(5×5cm);巖組分析薄片要注明切面方向;

一般薄片厚度 0.03mm、化石鑒定薄片厚度0.04mm 左右、包體測溫薄片厚 0.1—0.7mm

2試樣制備的具體過程

本實驗室一般先將樣品切割成25mm×25mm×5mm的長方體試樣塊,再根據實驗需求從試樣塊上切取適合厚度的薄片。沈陽科晶自動化設備有限公司用來切割地質類樣品的有兩種類型的機器,一種是外圓切割機,一種是金剛石線切割機。

1所示為用SYJ-200H手動快速切割機將大塊巖石切割成小塊的巖石樣品。

1 從大塊樣品中取出條形樣

用金剛石線切割機進行超薄精密切割時,切得的薄片厚度可薄達0.08mm

制作地質薄片時首先需要對樣品切割薄片,切割薄片前首先要考慮樣品的類型,若樣品材質緊密,切割后不會碎裂則可直接切割成薄片進行研磨拋光。若樣品質地疏松,切割后易碎裂,則需要先在樣品上切割出一個平面,對該平面進行研磨拋光,研磨拋光后將磨拋面用光敏膠或樹脂膠粘貼在載玻片上,然后以載玻片為基準面再切割出厚度為0.5㎜的薄片,再對切割后的薄片進行研磨拋光。

2.1 質地緊密可直接切割成薄片進行研磨拋光的樣品的切割及研磨拋光過程

這里主要指普通薄片樣品的制備過程而不包括粗粒巖石薄片樣品的制備過程。

2.1.1本實驗所用切割設備

本實驗可用到的切割設備是由沈陽科晶自動化設備有限公司制造的SYJ-200H手動快速切割機、SYJ-200自動精密切割機STX-202A小型金剛石線切割機,設備形貌如圖2所示:

 SYJ-200H手動快速切割機

 

SYJ-200自動精密切割機

 

STX-202A金剛石線切割機

2 本實驗所用切割工具

2.1.2本實驗所用研磨拋光設備

本實驗所用到的研磨拋光設備是由沈陽科晶自動化設備有限公司制造的UNIPOL-1202自動精密研磨拋光機GPC-80A精 確磨拋控制儀,設備形貌如圖3所示:

 

UNIPOL-1202自動精密研磨拋光機

 

GPC-80A精 確磨拋控制儀

3 本實驗所用研磨拋光設備

2.1.3本實驗所用切割研磨輔助設備

本實驗所用到的切割研磨輔助設備是由沈陽科晶自動化設備有限公司制造的MTI-3040加熱平臺、多工位薄片粘合臺、DZF-6020真空干燥箱、VGT-1620QTD超聲波清洗機,設備形貌如圖4所示:

 

MTI-3040加熱平臺

 

多工位薄片粘合臺

 

DZF-6020真空干燥箱

 

VGT-1620QTD超聲波清洗機

4 本實驗所用切割研磨輔助設備

2.1.4本實驗所用耗材

本實驗所用耗材是由沈陽科晶自動化設備有限公司銷售的邊緣燒結金剛石鋸片、金剛石線、石蠟、載玻片、樹脂陶瓷墊塊、研磨粉、帶背膠水磨砂紙、白色合成革拋光墊、金剛石懸浮拋光液及UV膠,其中載玻片的規格有兩種,分別是25×75×1㎜和26×50×1㎜的載玻片,可根據個人需要進行選擇,所有耗材如圖5所示;

 

邊緣燒結金剛石鋸片

 

金剛石線

 


石蠟

 

載玻片

 

金剛石懸浮拋光液

 

樹脂陶瓷墊塊

 

研磨粉

 

帶背膠水磨砂紙

 

白色合成革拋光墊

 


光敏膠

 

 

5 本實驗所用耗材圖

2.1.5薄片樣品的切割

經初加工成的25×25×一定長度(㎜)的試樣塊再經由STX-202A將試樣塊切割成25×25×5㎜的試樣片。

6 樣品固定示意圖

2.1.6樣品的研磨

切割后的25×25×5㎜的薄片樣品需要進行雙面研磨拋光。研磨過程一般使用水磨砂紙從150目砂紙一直研磨到2000目砂紙。研磨過程使用UNIPOL-1202精密研磨拋光機搭配GPC-80A機械研磨手臂

為保證樣品在顯微鏡下透光性好,成像清晰,取下的樣品應用VGT-1620QTD超聲波清洗機,清洗后的樣品用電吹風吹干,然后在樣品表面涂上透光性良好的光敏膠,將樣品固定于載玻片上,固定樣品的基本過程如圖7所示;

 

7在載玻片上固定樣品的基本過程

為保證樣品與載玻片之間完全貼合,沒有氣泡殘留且黏膠層盡可能的薄,用多工位樣品粘合臺將試樣與載玻片壓實,多工位樣品粘合臺壓實樣品的過程如圖8所示。

 

8 樣品在多工位薄片粘合臺壓實的過程

此時取出樣品放到紫外光燈下或真空干燥箱中使UV膠完全凝固。用真空干燥箱使樣品與載玻片間的膠凝固。取出樣品然后對樣品的另一面進行研磨,另一面的研磨與第 一面的研磨過程相同,研磨后的樣品的厚度不能超過30μm,這樣能保證樣品在透光偏光顯微鏡下有良好的透光性,才會觀察到清晰的巖石組織形貌。研磨過程中加載玻片的樣品在GPC-80A上的固定位置如圖9所示。研磨過程中用SKCH-1A)精密測厚儀對樣品的剩余厚度進行測量,直到觀察到樣品厚度在合格范圍內為止,測量剩余樣品厚度的設備和過程如圖10所示。完全研磨后樣品應將表面清洗干凈。

 

9 加載玻片樣品固定方式

 

10SKCH-1A)精密測厚儀測量剩余樣品厚度

2.2質地疏松應先切割出基面的樣品的切割與研磨過程  

對于質地疏松的樣品切割完25×25×一定長度的條形塊后,應對切割出的25×25㎜的面進行研磨,研磨時用手持試樣或用專用工裝夾具夾持樣品按第 一種樣品的研磨步驟將25×25㎜的面研磨拋光,然后將研磨拋光后的樣品面上涂上光敏膠蓋上載玻片壓實,將載玻片與樣品間的氣泡全部擠壓出去,然后放到真空干燥箱中進行干燥,使膠凝固,使載玻片完全固定在樣品上。接下來要對樣品進行切片操作。薄片的切割要用到地址薄片切割專用夾具,夾具示意圖如圖11所示。

11 薄片樣品切割夾具

將真空吸盤裝載于STX-202A金剛石線切割機樣品臺上,然后將載玻片吸附于真空吸盤上,設置切割參數將樣品切割成近似50μm的薄片,此薄片應是留在載玻片上的樣品的厚度,樣品的切割位置如圖12所示。切割后用手扶住載玻片,關閉真空泵,然后取下載玻片,取下載玻片后將載玻片粘貼于GPC-80A機械手臂上進行研磨拋光,研磨過程中應使用精密測厚儀對剩余樣品厚度進行測量,研磨后的樣品厚度應在30μm左右。

12 樣品切割位置示意圖

研磨拋光后將試樣清洗干凈。然后對樣品進行觀察。圖13是本實驗室根據自己的研磨拋光經驗制作的幾種地質薄片樣品。

 

13 研磨后的幾種地址薄片圖

3樣品的觀察

經研磨拋光后的地質薄片樣品用透光偏光顯微鏡進行觀察,觀察前將樣品表面加蓋玻片,加完蓋玻片后放到偏光顯微鏡下進行觀察,樣品的觀察過程如圖14所示;



14 偏光顯微鏡下樣品的觀察過程

15為幾種常見地質薄片在偏光顯微鏡下成像的形貌圖,從圖可清楚觀察到巖石樣品的基本形貌,為進一步的分析提供依據。

 

 

   

15常見地質薄片形貌圖

以上便為本實驗室通過對本公司設備的使用,并通過常用的制樣經驗總結出的制備地質薄片樣品的常用過程。

   
       

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