常見的煤巖鑲嵌粉類型:
環(huán)氧樹脂鑲嵌粉:具有高硬度、低收縮率和良好的耐化學(xué)性,適用于大多數(shù)煤巖樣品的制備。
酚醛樹脂鑲嵌粉:耐高溫性能較好,適用于需要高溫處理的樣品。
聚酯樹脂鑲嵌粉:固化速度快,適用于快速制備樣品。
煤巖鑲嵌粉使用步驟:
樣品準(zhǔn)備:將煤巖樣品切割成適當(dāng)大小,并清潔表面。
鑲嵌模具準(zhǔn)備:選擇合適大小的模具,并確保模具內(nèi)壁清潔。
混合鑲嵌粉:按照說明書將鑲嵌粉與固化劑按比例混合均勻。
填充模具:將混合好的鑲嵌粉倒入模具中,然后將煤巖樣品放入,確保樣品被完全包裹。
固化:將模具放入加熱設(shè)備中,按照規(guī)定的溫度和時(shí)間進(jìn)行固化。
脫模:固化完成后,將樣品從模具中取出,進(jìn)行后續(xù)的切割、打磨和拋光處理。
煤巖鑲嵌粉成分
通常由熱塑性樹脂、增塑劑、填料及少量添加劑等組成。熱塑性樹脂是主要成膜物質(zhì),提供粘結(jié)性能;增塑劑可增加樹脂的柔韌性和可塑性,改善鑲嵌粉的加工性能;填料則能降低成本、調(diào)節(jié)性能,如提高硬度、耐磨性等;添加劑包括抗氧化劑、顏料等,抗氧化劑可防止煤樣在鑲嵌過程中氧化,顏料可用于區(qū)分不同樣品或批次。
煤巖鑲嵌粉使用方法
準(zhǔn)備工作:選取合適的煤樣,將其破碎、研磨至合適的粒度,一般為 200 目左右,以便與鑲嵌粉更好地混合。準(zhǔn)備好鑲嵌模具,根據(jù)需要選擇不同形狀和尺寸的模具,如圓形、方形等,并確保模具清潔、無油污和雜質(zhì)。
混合:按照一定的比例將煤樣和鑲嵌粉倒入容器中,一般煤樣與鑲嵌粉的質(zhì)量比為 3:1 至 5:1 之間,具體比例可根據(jù)煤樣的性質(zhì)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整。使用攪拌工具充分?jǐn)嚢?,使煤樣和鑲嵌粉均勻混合?br />
裝模:將混合好的煤樣和鑲嵌粉倒入鑲嵌模具中,盡量填滿模具,并輕輕振動(dòng)模具,使混合物壓實(shí),排出其中的空氣。
加熱成型:將裝有混合物的模具放入熱壓設(shè)備中,按照鑲嵌粉的使用要求設(shè)置合適的溫度和壓力,一般溫度在 80-120℃之間,壓力在 10-30MPa 之間,保持一定時(shí)間,使鑲嵌粉熔化并與煤樣充分結(jié)合成型,時(shí)間一般為 10-30 分鐘。
冷卻脫模:成型完成后,將模具從熱壓設(shè)備中取出,自然冷卻或采用風(fēng)冷等方式使其快速冷卻至室溫。冷卻后,輕輕敲擊模具或使用脫模工具,將鑲嵌好的煤樣從模具中取出,即可得到用于分析檢測(cè)的煤巖樣品。
熱鑲嵌粉:一般是基于熱固化樹脂和功能性填充物的混合物,需要使用熱鑲嵌機(jī),經(jīng)過加溫、加壓、冷卻過程后完成鑲嵌。主要用于固定或包埋對(duì)溫度不敏感的樣品材料,常見的樹脂有酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、蜜胺樹脂等,填充物有礦物粉、玻璃纖維粉、陶瓷粉、顏料指示劑、銅粉和石墨等。
鑲嵌粉按功能特性分類
通用型:適用于多數(shù)材質(zhì)的鑲嵌需求,具有較好的流動(dòng)性和一定的硬度,能夠在一定程度上滿足常規(guī)的鑲嵌要求,對(duì)樣品起到基本的固定和保護(hù)作用。
保邊型:含玻璃強(qiáng)化纖維等成分,具有低磨損率、低收縮率的特點(diǎn),能對(duì)樣品的邊緣起到良好的保護(hù)作用,防止在后續(xù)的處理過程中出現(xiàn)邊緣破損、掉角等情況,特別適用于脆性材料、涂層及需要觀測(cè)邊角的樣品。
透明型:具有澄清透明的特性,能夠?qū)崿F(xiàn)無障礙視樣,方便對(duì)鑲嵌后的樣品進(jìn)行觀察和分析,適用于需要透視觀察內(nèi)部細(xì)節(jié)的樣品,如透明鑲樣、多孔試樣等。
導(dǎo)電型:含有石墨等導(dǎo)電填料,具備的導(dǎo)電性能,主要用于電鏡掃描、電解拋光等對(duì)樣品導(dǎo)電性能有要求的領(lǐng)域。
鑲嵌粉成分
樹脂:是鑲嵌粉的主要成膜物質(zhì),提供粘結(jié)性能,使鑲嵌粉能夠與樣品牢固結(jié)合。不同類型的樹脂具有不同的性能特點(diǎn),如熱固化樹脂具有較好的耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度,常溫固化樹脂則具有操作簡便、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
填充物:可以降低成本、調(diào)節(jié)性能,如提高硬度、耐磨性、導(dǎo)電性等。例如,礦物粉可以增加硬度和耐磨性,玻璃纖維粉能提高韌性和強(qiáng)度,石墨可賦予導(dǎo)電性。
添加劑:包括顏料、抗氧化劑、固化劑等。顏料可用于區(qū)分不同樣品或批次,抗氧化劑可防止樣品或樹脂在鑲嵌過程中氧化,固化劑則能促進(jìn)樹脂的固化反應(yīng),使鑲嵌粉更快地成型。
鑲嵌粉的應(yīng)用領(lǐng)域
地質(zhì)和礦物學(xué):用于煤巖、礦石等樣品的制備。
材料科學(xué):用于金屬、陶瓷、復(fù)合材料等樣品的顯微分析。
生物學(xué):用于生物組織的切片和觀察。
電子工業(yè):用于電子元器件的截面分析。
如果對(duì)制樣效率要求較高,可選擇固化速度快的鑲嵌粉,如一些快速固化的冷鑲嵌粉或熱穩(wěn)定性好、成型快的熱鑲嵌粉,能縮短制樣時(shí)間,提高工作效率。