人造金剛石微粉主要使用在工件精加工的研磨和拋光工序中，使用者往往要求用最低的金剛石濃度，以最快的切削速度，獲得最好的表面光潔度和工件的幾何形狀，以及最小可能的表面微損壞，為達到這樣的使用要求，沒有合適的微粉是不行的。因此，必須嚴格地控制以下幾項指標：粒度分布、顆粒形狀、雜質含量、金剛石強度等。今天先介紹一下金剛石微粉的粒度分布(bu)及檢測方法。

       01、金剛石微粉粒徑

       金(jin)(jin)剛石微(wei)粉(fen)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)徑(jing)(jing)即指(zhi)微(wei)粉(fen)顆(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)直(zhi)徑(jing)(jing)，是(shi)(shi)衡量(liang)顆(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)大(da)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)個(ge)數值。對于(yu)(yu)規則(ze)的(de)(de)(de)(de)球(qiu)形(xing)(xing)(xing)顆(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)而(er)(er)言，粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)徑(jing)(jing)就是(shi)(shi)球(qiu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)(jing)，然(ran)而(er)(er)金(jin)(jin)剛石微(wei)粉(fen)顆(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)一(yi)(yi)般不(bu)是(shi)(shi)規則(ze)的(de)(de)(de)(de)球(qiu)體(ti)(ti)，而(er)(er)是(shi)(shi)不(bu)規則(ze)形(xing)(xing)(xing)狀，比(bi)如棒狀、針片(pian)狀等(deng)(deng)，因此，很難用一(yi)(yi)個(ge)數值表(biao)示金(jin)(jin)剛石微(wei)粉(fen)顆(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)，于(yu)(yu)是(shi)(shi)引(yin)入了(le)等(deng)(deng)效(xiao)(xiao)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)徑(jing)(jing)這(zhe)(zhe)(zhe)一(yi)(yi)概念來(lai)代(dai)表(biao)金(jin)(jin)剛石微(wei)粉(fen)顆(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)徑(jing)(jing)。當一(yi)(yi)個(ge)顆(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)某一(yi)(yi)物理(li)特性與(yu)同(tong)(tong)質球(qiu)形(xing)(xing)(xing)顆(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)相同(tong)(tong)或相近(jin)時，我(wo)們就用該球(qiu)形(xing)(xing)(xing)顆(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)(jing)來(lai)代(dai)表(biao)這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)顆(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)(jing)，這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)球(qiu)形(xing)(xing)(xing)顆(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)徑(jing)(jing)就是(shi)(shi)該顆(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)等(deng)(deng)效(xiao)(xiao)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)徑(jing)(jing)。等(deng)(deng)效(xiao)(xiao)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)徑(jing)(jing)有幾(ji)種：等(deng)(deng)效(xiao)(xiao)投影面(mian)積(ji)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)徑(jing)(jing)是(shi)(shi)與(yu)實(shi)際(ji)顆(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)投影面(mian)積(ji)相同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)球(qiu)形(xing)(xing)(xing)顆(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)(jing)，圖(tu)像法所測(ce)的(de)(de)(de)(de)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)徑(jing)(jing)是(shi)(shi)等(deng)(deng)效(xiao)(xiao)投影面(mian)積(ji)直(zhi)徑(jing)(jing)；等(deng)(deng)效(xiao)(xiao)體(ti)(ti)積(ji)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)徑(jing)(jing)是(shi)(shi)與(yu)實(shi)際(ji)顆(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)體(ti)(ti)積(ji)相同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)球(qiu)體(ti)(ti)直(zhi)徑(jing)(jing)，一(yi)(yi)般認(ren)為激(ji)光法所測(ce)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)(jing)為等(deng)(deng)效(xiao)(xiao)體(ti)(ti)粒(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)徑(jing)(jing)。

       02、金剛石微粉的粒度分布

       金(jin)(jin)剛石微粉的(de)粒度分(fen)布(bu)是指各(ge)種粒徑金(jin)(jin)剛石顆粒的(de)分(fen)布(bu)比率(lv)，它是衡量金(jin)(jin)剛石微粉質量好壞的(de)一(yi)個非常重要的(de)參數，從某種意義上(shang)來說(shuo)，粒度分(fen)布(bu)的(de)集中程度決定(ding)了產品質量的(de)高低。

       在應用當中各種粒度規格的產品都有相應的磨削效率(lv)和表面(mian)加(jia)(jia)工(gong)(gong)光潔度，用(yong)戶可根(gen)據不(bu)同的加(jia)(jia)工(gong)(gong)要(yao)求(qiu)選擇不(bu)同粒(li)度規格的產品(pin)。一(yi)般而(er)言，對金剛石(shi)微粉(fen)中的粗(cu)(cu)顆(ke)粒(li)都會有嚴格的控(kong)制，這是因為粗(cu)(cu)顆(ke)粒(li)在(zai)應用(yong)中會引起(qi)被加(jia)(jia)工(gong)(gong)器件(jian)的劃傷，產生(sheng)嚴重(zhong)的質量問題，尤其是在(zai)一(yi)些精密(mi)拋光領域，粗(cu)(cu)顆(ke)粒(li)引起(qi)的劃傷會直接導致昂貴的加(jia)(jia)工(gong)(gong)器件(jian)報(bao)廢，損失巨大，而(er)細顆(ke)粒(li)的存(cun)在(zai)也(ye)會引出(chu)相(xiang)應的問題，比(bi)如在(zai)磨削(xue)加(jia)(jia)工(gong)(gong)中會降低磨削(xue)效率(lv)等。因此也(ye)會有明確的要(yao)求(qiu)。

       03、粒度分布的主要表征參數

       粒度(du)分布的主要表征參數(shu)有: D50、Mv、D5、D95等。

       D50：也叫中值或中位徑(jing)，常用來表示粉體的(de)平均粒(li)(li)度，是一個樣(yang)品(pin)的(de)累計粒(li)(li)度分布百分數(shu)達到(dao)50%時所(suo)對應(ying)的(de)粒(li)(li)徑(jing)，其物理意義是粒(li)(li)徑(jing)大于它(ta)的(de)顆(ke)粒(li)(li)占50%，小于它(ta)的(de)顆(ke)粒(li)(li)也占50%。

       Mv：以體積分布的(de)平均(jun)粒(li)徑。是平均(jun)粒(li)徑的(de)另一種表示方法，該值(zhi)受大顆粒(li)的(de)影響更大，在對大顆粒(li)進行控制時該值(zhi)的(de)指示性更強。

       D5：是(shi)一個(ge)樣(yang)品的累計粒度分布(bu)百分數達到5%時所對應的粒徑，通常用(yong)來衡量樣(yang)品細端的顆粒指標。

       D95：是一個樣(yang)(yang)品(pin)的累計粒度分(fen)布百分(fen)數達到95%時所對應的粒徑，通常用來衡量樣(yang)(yang)品(pin)粗端(duan)的顆粒指標。

       04、金剛石微粉粒度分布的檢測方法

       金剛石微粉(fen)粒度分布的檢測方法(fa)(fa)主要有如下幾種：圖像法(fa)(fa)、沉降法(fa)(fa)、離(li)心法(fa)(fa)、激光法(fa)(fa)、庫侖(lun)法(fa)(fa)等。

       1、圖像法

       圖(tu)像法(fa)是(shi)使用(yong)顆粒(li)圖(tu)像儀對金(jin)剛石微粉粒(li)度進(jin)行粒(li)度檢測(ce)的一種方法(fa)。

       顆粒(li)圖像儀(yi)一(yi)般(ban)由光(guang)學顯微鏡(jing)、攝像機、計(ji)算(suan)(suan)機以及分析(xi)軟(ruan)件等部分組成。進行粒(li)度檢測的時候首(shou)先用載玻片、甘油將樣(yang)(yang)品制作成觀察(cha)樣(yang)(yang)本，置于光(guang)學顯微鏡(jing)下(xia)進行觀察(cha)，通過(guo)攝像機拍攝樣(yang)(yang)本圖片，然后傳送(song)到計(ji)算(suan)(suan)機用分析(xi)軟(ruan)件進行粒(li)度分析(xi)（如下(xia)圖所示）。

▲ 顆(ke)粒圖(tu)像分析儀

▲ 圖(tu)像法粒度分布檢測結果

       ;圖像(xiang)法的優點(dian)是檢(jian)測(ce)直觀(guan)，同(tong)時還可(ke)以對(dui)顆粒形(xing)貌進行分析(xi)等，缺(que)點(dian)是取樣量少，檢(jian)測(ce)結果代表性不強，整個操作過(guo)程也(ye)比較繁瑣，耗時較長(chang)。

       2、沉降法

       沉降法粒(li)度(du)測試技術是指通過顆(ke)粒(li)在(zai)液(ye)體中(zhong)(zhong)沉降速度(du)來衡量粒(li)度(du)分布(bu)的(de)(de)儀(yi)器和方法。根(gen)據不同(tong)粒(li)徑的(de)(de)顆(ke)粒(li)在(zai)液(ye)體中(zhong)(zhong)的(de)(de)沉降速度(du)不同(tong)，測量金剛石微粉粒(li)度(du)分布(bu)的(de)(de)一種方法。

       它的(de)基本過程是：把(ba)樣(yang)品(pin)(pin)放到某種液(ye)(ye)(ye)體(ti)中(zhong)制成一(yi)定(ding)濃(nong)度(du)的(de)懸(xuan)浮(fu)液(ye)(ye)(ye)，懸(xuan)浮(fu)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)的(de)顆(ke)粒(li)在重力作用下將發生沉(chen)降(jiang)(jiang)。顆(ke)粒(li)的(de)沉(chen)降(jiang)(jiang)速(su)(su)度(du)與顆(ke)粒(li)的(de)大(da)小有關，大(da)顆(ke)粒(li)的(de)沉(chen)降(jiang)(jiang)速(su)(su)度(du)快(kuai)，小顆(ke)粒(li)的(de)沉(chen)降(jiang)(jiang)速(su)(su)度(du)慢，通過測量(liang)(liang)不同時刻透(tou)過懸(xuan)浮(fu)液(ye)(ye)(ye)光強的(de)變化率(lv)來間接(jie)地反映顆(ke)粒(li)的(de)沉(chen)降(jiang)(jiang)速(su)(su)度(du)，進而計(ji)算出其(qi)粒(li)度(du)分布(bu)(bu)。但是，在實(shi)際(ji)測量(liang)(liang)過程中(zhong)，直(zhi)接(jie)測量(liang)(liang)顆(ke)粒(li)的(de)沉(chen)降(jiang)(jiang)速(su)(su)度(du)是很困難的(de)。所以通常用在液(ye)(ye)(ye)面下某一(yi)深度(du)處測量(liang)(liang)懸(xuan)浮(fu)液(ye)(ye)(ye)濃(nong)度(du)的(de)變化率(lv)來間接(jie)地判斷顆(ke)粒(li)地沉(chen)降(jiang)(jiang)速(su)(su)度(du)，進而測量(liang)(liang)樣(yang)品(pin)(pin)的(de)粒(li)度(du)分布(bu)(bu)。

       3、離心法

       對于(yu)較(jiao)細(xi)的(de)顆(ke)粒(li)來說，重力沉(chen)(chen)(chen)降法需要較(jiao)長的(de)沉(chen)(chen)(chen)降時(shi)(shi)間(jian)(jian)，且在沉(chen)(chen)(chen)降過(guo)程中受對流(liu)、擴散(san)、布朗運動等(deng)因素的(de)影響較(jiao)大(da)(da)(da)，致使測(ce)量誤差(cha)變(bian)大(da)(da)(da)。為了克服這(zhe)些問題通常用離(li)心(xin)沉(chen)(chen)(chen)降法，測(ce)量時(shi)(shi)將沉(chen)(chen)(chen)降槽置于(yu)高(gao)速(su)旋轉的(de)圓盤中，加快(kuai)顆(ke)粒(li)的(de)沉(chen)(chen)(chen)降速(su)度(du)，從而(er)大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)縮短測(ce)量時(shi)(shi)間(jian)(jian)，提高(gao)測(ce)量精度(du)，同(tong)時(shi)(shi)使超細(xi)顆(ke)粒(li)的(de)檢測(ce)成為可能。現在的(de)離(li)心(xin)式(shi)粒(li)度(du)分析(xi)儀轉速(su)高(gao)達(da)2萬多轉/分鐘。檢測(ce)下限達(da)到納米級(ji)別。

       4、激光法

       激(ji)光法(fa)是(shi)根據(ju)顆粒(li)能(neng)使(shi)激(ji)光產生散射這一物理現象進(jin)行粒(li)度分布測(ce)(ce)試(shi)的(de)(de)(de)。該分析方法(fa)在實際(ji)的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)中因測(ce)(ce)量時間短，測(ce)(ce)量數據(ju)結(jie)果穩定，特別是(shi)對(dui)于(yu)粒(li)度小于(yu) 150μm 粉體測(ce)(ce)量的(de)(de)(de)實際(ji)應(ying)用(yong)中得到了(le)人們(men)的(de)(de)(de)認同。

       5、庫爾特法

       庫爾特法也稱為電阻(zu)法，采用(yong)的(de)(de)是小(xiao)(xiao)孔(kong)電阻(zu)原(yuan)理，當微(wei)(wei)粉(fen)顆粒(li)(li)通過(guo)一個(ge)小(xiao)(xiao)微(wei)(wei)孔(kong)的(de)(de)瞬間，微(wei)(wei)粉(fen)顆粒(li)(li)占據了小(xiao)(xiao)微(wei)(wei)孔(kong)中(zhong)的(de)(de)部(bu)分(fen)空間而(er)排開了小(xiao)(xiao)微(wei)(wei)孔(kong)中(zhong)的(de)(de)導電液體(ti)(ti)，使小(xiao)(xiao)微(wei)(wei)孔(kong)兩端的(de)(de)電阻(zu)發(fa)生變化(hua)。儀(yi)器對這些電阻(zu)信號進(jin)行處理就可(ke)以(yi)統計(ji)出(chu)粒(li)(li)度(du)的(de)(de)分(fen)布(bu)了。這種測(ce)(ce)量(liang)方(fang)法適(shi)合于測(ce)(ce)量(liang)粒(li)(li)度(du)均(jun)勻(yun)（即粒(li)(li)度(du)分(fen)布(bu)范(fan)圍(wei)窄）的(de)(de)粉(fen)體(ti)(ti)樣品，也適(shi)用(yong)于測(ce)(ce)量(liang)水中(zhong)稀少的(de)(de)固(gu)體(ti)(ti)顆粒(li)(li)的(de)(de)大小(xiao)(xiao)和個(ge)數。具有(you)分(fen)辨(bian)率高、測(ce)(ce)量(liang)速(su)度(du)快、操作簡便等優點。但也存(cun)在動態范(fan)圍(wei)小(xiao)(xiao)、測(ce)(ce)量(liang)下限不夠小(xiao)(xiao)等不足。

 參考資料(liao)：《金剛石(shi)微粉(fen)》汪靜