中國(guó)粉體網(wǎng)訊  金剛石微粉作為一種超硬材料，在現(xiàn)代工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，從精密機(jī)械加工到電子芯片制造，從光學(xué)鏡片研磨到寶石拋光等領(lǐng)域都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。然而，金剛石微粉的粒度大小直接影響其使用性能，因此，金剛石微粉的分級(jí)成為了該領(lǐng)域生產(chǎn)和應(yīng)用環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵步驟。準(zhǔn)確、高效的分級(jí)可以滿足不同工業(yè)場(chǎng)景的需求，確保加工質(zhì)量和產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性。

金剛石微粉分級(jí)的重要性

（一）滿足多樣化工業(yè)需求

不同的工業(yè)加工過(guò)程對(duì)金剛石微粉的粒度有著截然不同的要求。在超精密研磨領(lǐng)域，如制造高端光學(xué)鏡片和硬盤磁頭時(shí)，需要粒度極細(xì)且均勻的金剛石微粉。這些細(xì)粒度微粉能夠在加工表面形成微小且均勻的劃痕，從而實(shí)現(xiàn)極高的表面光潔度。例如光學(xué)鏡片的研磨需要微米甚至納米級(jí)別的金剛石微粉，以保證鏡片的光學(xué)性能不受影響。而在石材切割、金屬磨削等相對(duì)粗放的加工行業(yè)，則需要較粗粒度的金剛石微粉。較粗的微粉具有更強(qiáng)的切削能力，能夠快速去除材料，提高加工效率。因此，通過(guò)分級(jí)可以為不同的工業(yè)應(yīng)用提供合適粒度的金剛石微粉。

（二）保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性

對(duì)于使用金剛石微粉的加工過(guò)程，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性至關(guān)重要。如果金剛石微粉的粒度差異較大，在加工過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致加工表面粗糙度不一致、尺寸精度難以控制等問題。例如，在電子芯片制造過(guò)程中，若金剛石微粉粒度不均勻，可能會(huì)造成芯片表面的微觀結(jié)構(gòu)損壞，影響芯片的性能。通過(guò)分級(jí)，將粒度相近的金剛石微粉歸為同一等級(jí)，可以確保在同一批次產(chǎn)品的加工中，微粉的性能表現(xiàn)相對(duì)一致，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

金剛石微粉分級(jí)的方法

（一）篩分法

篩分法是一種基于篩網(wǎng)孔徑大小來(lái)分離金剛石微粉的傳統(tǒng)方法。它利用不同目數(shù)的篩網(wǎng)，使顆粒能通過(guò)的篩網(wǎng)目數(shù)不同來(lái)區(qū)分粒度大小。較粗的金剛石微粉會(huì)留在目數(shù)�。ňW(wǎng)孔大）的篩網(wǎng)上，而較細(xì)的微粉則可以依次通過(guò)相對(duì)目數(shù)大（網(wǎng)孔小）的篩網(wǎng)。這種方法操作簡(jiǎn)單、成本較低，適用于粒度相對(duì)較粗的金剛石微粉分級(jí)。然而，對(duì)于極細(xì)的微粉，由于篩網(wǎng)的網(wǎng)孔制作精度在極細(xì)尺度下難以保證能精準(zhǔn)區(qū)分極小的粒度差異，篩分法的精度會(huì)受到限制。例如當(dāng)金剛石微粉粒度小于10微米時(shí)，篩網(wǎng)的孔徑誤差可能會(huì)導(dǎo)致分級(jí)結(jié)果不準(zhǔn)確。

（二）水力沉降法

水力沉降法是依據(jù)金剛石微粉顆粒在液體（通常是水等）中的沉降速度不同來(lái)分級(jí)。根據(jù)斯托克斯定律，顆粒越大，沉降速度越快。在一定時(shí)間內(nèi)，不同粒度的微粉會(huì)在沉降容器中處于不同的高度位置，進(jìn)而可以進(jìn)行分離收集。這種方法可以對(duì)較細(xì)粒度的微粉實(shí)現(xiàn)較好的分級(jí)效果，但操作相對(duì)復(fù)雜，需要精確控制液體的性質(zhì)（如密度、黏度等）、沉降時(shí)間等諸多因素。而且，其分級(jí)效率相對(duì)較低，耗時(shí)較長(zhǎng)，不適合大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。

（三）離心分離法

離心分離法是把含有金剛石微粉的懸浮液放置在高速旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)中。由于不同粒度的微粉受到的離心力不同，大粒度的微粉會(huì)更容易被甩向外側(cè)，小粒度的則靠近內(nèi)側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)分級(jí)。進(jìn)一步的加入氣流分級(jí)技術(shù)，高速氣流攜帶金剛石微粉進(jìn)入分級(jí)區(qū)域，顆粒在此區(qū)域會(huì)同時(shí)受到離心力與氣流產(chǎn)生的向心力作用。粗顆粒因質(zhì)量相對(duì)較大，所受離心力大于向心力，就會(huì)被甩向分級(jí)區(qū)域邊緣，而細(xì)顆粒所受離心力較小，向心力能使其跟隨氣流運(yùn)動(dòng)，借此實(shí)現(xiàn)粗細(xì)顆粒的分離。這種方法分級(jí)效率較高，能處理的微粉粒度范圍較廣，從較粗到較細(xì)的微粉都可以通過(guò)合適的離心參數(shù)來(lái)進(jìn)行分級(jí)。不過(guò)，其設(shè)備成本相對(duì)較高，需要專業(yè)的離心機(jī)設(shè)備，并且要依據(jù)微粉特性調(diào)試合適的轉(zhuǎn)速等參數(shù)。

（四）激光粒度分析法

激光粒度分析法是利用激光照射到金剛石微粉顆粒上產(chǎn)生的散射、衍射等光學(xué)現(xiàn)象。通過(guò)檢測(cè)這些光學(xué)信號(hào)，再結(jié)合相關(guān)的算法來(lái)分析確定微粉的粒度分布情況，進(jìn)而進(jìn)行分級(jí)。這種方法具有精度高、能快速準(zhǔn)確地測(cè)量出微粉粒度及其分布的優(yōu)點(diǎn)，尤其適合對(duì)粒度均勻性要求極高的高端應(yīng)用領(lǐng)域微粉的分級(jí)。但是，其設(shè)備價(jià)格昂貴，對(duì)操作人員的專業(yè)知識(shí)要求也較高，而且多用于檢測(cè)分析后輔助其他分級(jí)手段來(lái)精準(zhǔn)分級(jí)。

分級(jí)后的質(zhì)量檢測(cè)

（一）粒度檢測(cè)

常采用光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡等設(shè)備觀察微粉顆粒大小，結(jié)合專業(yè)的圖像分析軟件準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)粒度情況。同時(shí)，激光粒度分析儀也是常用的高精度檢測(cè)工具，通過(guò)這些方法可以確保分級(jí)后的微粉粒度符合相應(yīng)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。例如，在電子顯微鏡下，可以清晰地觀察到金剛石微粉的微觀形態(tài)和粒度大小，通過(guò)對(duì)大量顆粒的統(tǒng)計(jì)分析，得到準(zhǔn)確的粒度分布數(shù)據(jù)。

（二）純度檢測(cè)

通過(guò)化學(xué)分析等手段檢測(cè)微粉中是否含有雜質(zhì)成分。因?yàn)殡s質(zhì)會(huì)影響金剛石微粉的硬度、耐磨性等性能，進(jìn)而影響其加工效果。例如，可以采用酸處理等化學(xué)方法去除雜質(zhì)后稱重對(duì)比等方式來(lái)確定純度情況。在一些高端應(yīng)用領(lǐng)域，如芯片制造，對(duì)金剛石微粉的純度要求極高，即使微量的雜質(zhì)也可能導(dǎo)致芯片性能下降。

（三）形狀檢測(cè)

金剛石微粉的顆粒形狀（如球形度、棱角情況等）也會(huì)對(duì)其在加工中的切削、研磨效果產(chǎn)生影響。一般利用電子顯微鏡等可以清晰觀察微粉形狀，保證形狀符合對(duì)應(yīng)應(yīng)用場(chǎng)景預(yù)期。例如，球形的金剛石微粉在某些精密研磨過(guò)程中可能比有棱角的微粉更有利于獲得光滑的加工表面。

結(jié)語(yǔ)

金剛石微粉分級(jí)是一個(gè)復(fù)雜但至關(guān)重要的過(guò)程，涉及到多種分級(jí)方法、嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和全面的質(zhì)量檢測(cè)。通過(guò)合理選擇分級(jí)方法、遵循統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，可以確保金剛石微粉在不同工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮最佳性能，滿足現(xiàn)代工業(yè)對(duì)高精度、高質(zhì)量加工的需求。隨著科技的不斷發(fā)展，金剛石微粉分級(jí)技術(shù)也將不斷改進(jìn)和完善，進(jìn)一步推動(dòng)其在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。

參考來(lái)源：

高強(qiáng)等：氣流分級(jí)技術(shù)在金剛石微粉生產(chǎn)中的應(yīng)用

王芬芬等：破碎法納米金剛石的制備及其分級(jí)工藝研究

羅中平等: 人造金剛石磨料精密分級(jí)分選技術(shù)研究

白華萍等：金剛石微粉分級(jí)研究

林克英：超細(xì)金剛石微粉的提純及分級(jí)工藝研究

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/留白）

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