河南
昨天介绍了影响人造金刚石微粉质量指标中的粒度分布，今天再讲一下另外一个很重要的指标，即金刚石微粉的颗粒形状。
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金刚石微粉的颗粒形状
颗粒形状是评价金刚石微粉质量好坏的主要因素， 表征颗粒形状的参数有颗粒圆度、颗粒椭圆度、比表面积、针棒状颗粒、片状颗粒等。 一般推荐选择用颗粒圆度和片状颗粒数两个参数来表征颗粒形状。
颗粒圆度是指颗粒投影面积等效圆周长与颗粒的实际投影周长之比，是一个小于1的无量纲数。圆度是表征颗粒形状的综合参数，既可以反映颗粒的圆形度、又可以反映颗粒的椭圆度、还可以反映颗粒的表面粗糙度。
片状颗粒，是指在显微镜下很薄而且透光率高的颗粒视作片状颗粒。为便于实施检验，进一步将透光率量化，将透光率大于90%的视为片状颗粒。
根据目前金刚石微粉的实际情况，片状颗粒的所占数量比在0-10%之间。目前片状颗粒数量百分比应小于10%。片状颗粒数以前规定是小于5%，事实上即便是片状颗粒大于5%，仍然能用，只是影响使用效果，因此将该指标放宽，作为指导性质指标。
由于颗粒圆度和片状颗粒百分比数是指导性指标，所以没有提出过高的要求，主要目的是指导生产和应用。
在金刚石微粉质量检验中，针棒状颗粒是指长轴与短轴之比超过3:1。在微粉中不能有超过最大颗粒尺寸的针棒状颗粒，长度在最大公称尺寸和最大颗粒之间的针棒状颗粒，不允许超过3%。
颗粒形状会影响粒度检测，非球形颗粒多的时候很难得到粒度集中的产品，针棒状颗粒多的产品粒度检测变化大，一致性差。在应用中颗粒形状还会影响产品的磨削效率，产生许多不确定因素，通常在抛光时，金刚石微粉的颗粒形状以接近球形和等积形为佳。不过随着应用的拓展，现在也有需求不规则形状金刚石微粉的情况，下图是针棒状较多的金刚石微粉。
▲针棒状较多的金刚石微粉
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不同形状的微粉适合不同的应用
颗粒的形状圆度好的微粉在抛光中有比较好的效果。块状、多棱角、多刃口、低磁性高强度微粉在金刚石电镀线锯中有好的应用效果，其他形状的微粉，如条状、块状和片状，比较锋利的多用在树脂结合剂砂轮中。
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金刚石微粉的颗粒形状检测方法
金刚石微粉的颗粒形状检测常常使用光学显微镜。 一般光学显微镜的最大放大倍数为 1600 倍，适合 2 微米以粗颗粒的检测（下图为金刚石微粉光学显微镜照片）。 在检测的时候使用载玻片及甘油把待检测样品制成样本，置于生物显微镜载物台上进行观测，要求制作样本的时候颗粒分布均匀且不相互重叠，沿横向、纵向分别进行观察，统计等积形颗粒的百分比。
还可以采用颗粒图像分析仪，可以通过视频采集体系拍下样品图片后通过软件进行颗粒形状分析，可以给出球形度等形状参数，可降低光学显微镜直接观测时的主观性（下图是颗粒图像分析仪的检测报告）。
▲金刚石微粉光学显微镜照片
▲颗粒形状检测报告
细颗粒的形状检测需要借助电子扫描显微镜。对于1微米以细的颗粒使用光学显微镜已经无法清晰观察其颗粒形状，电子扫描显微镜能达到几万、十几万的放大倍数，可以清晰观察纳米级别颗粒的形状。
▲电子扫描显微镜
▲金刚石微粉SEM照片
虽然粒度组成相同，但由于微粉的颗粒形状差异，导致使用效果就会有很大差别。因此生产企业必须根据颗粒形状对产品进行分类管理，才能确保产品质量稳定。用户也必须根据颗粒形状选择合格的产品才能保证使用效果稳定。
参考资料：《金刚石微粉》汪静
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