之前介紹了影響人造金剛石微粉質(zhì)量指標(biāo)中的粒度分布，今天再講一下另外一個(gè)很重要的指標(biāo)，即金剛石微粉的顆粒形狀。

       1、金剛石微粉的顆粒形狀

       顆粒形狀是評(píng)價(jià)金剛石微粉質(zhì)量好壞的主要因素，表征顆粒形狀的參數(shù)有顆粒圓度、顆粒橢圓度、比表面積、針棒狀顆粒、片狀顆粒等。一般推薦選擇用顆粒圓度和片狀顆粒數(shù)兩個(gè)參數(shù)來(lái)表征顆粒形狀。

       顆粒圓度是指顆粒投影面積等效圓周長(zhǎng)與顆粒的實(shí)際投影周長(zhǎng)之比，是一個(gè)小于1的無(wú)量綱數(shù)。圓度是表征顆粒形狀的綜合參數(shù)，既可以反映顆粒的圓形度、又可以反映顆粒的橢圓度、還可以反映顆粒的表面粗糙度。

       片狀顆粒，是指在顯微鏡下很薄而且透光率高的顆粒視作片狀顆粒。為便于實(shí)施檢驗(yàn)，進(jìn)一步將透光率量化，將透光率大于90%的視為片狀顆粒。

       根據(jù)目前金剛石微粉的實(shí)際情況，片狀顆粒的所占數(shù)量比在0-10%之間。目前片狀顆粒數(shù)量百分比應(yīng)小于10%。片狀顆粒數(shù)以前規(guī)定是小于5%，事實(shí)上即便是片狀顆粒大于5%，仍然能用，只是影響使用效果，因此將該指標(biāo)放寬，作為指導(dǎo)性質(zhì)指標(biāo)。

       由于顆粒圓度和片狀顆粒百分比數(shù)是指導(dǎo)性指標(biāo)，所以沒(méi)有提出過(guò)高的要求，主要目的是指導(dǎo)生產(chǎn)和應(yīng)用。

       在金剛石微粉質(zhì)量檢驗(yàn)中，針棒狀顆粒是指長(zhǎng)軸與短軸之比超過(guò)3:1。在微粉中不能有超過(guò)最大顆粒尺寸的針棒狀顆粒，長(zhǎng)度在最大公稱(chēng)尺寸和最大顆粒之間的針棒狀顆粒，不允許超過(guò)3%。

       顆粒形狀會(huì)影響粒度檢測(cè)，非球形顆粒多的時(shí)候很難得到粒度集中的產(chǎn)品，針棒狀顆粒多的產(chǎn)品粒度檢測(cè)變化大，一致性差。在應(yīng)用中顆粒形狀還會(huì)影響產(chǎn)品的磨削效率，產(chǎn)生許多不確定因素，通常在拋光時(shí)，金剛石微粉的顆粒形狀以接近球形和等積形為佳。不過(guò)隨著應(yīng)用的拓展，現(xiàn)在也有需求不規(guī)則形狀金剛石微粉的情況，下圖是針棒狀較多的金剛石微粉。

▲針棒狀較多的金剛石微粉

       2、不同形狀的微粉適合不同的應(yīng)用

       顆粒的形狀圓度好的微粉在拋光中有比較好的效果。塊狀、多棱角、多刃口、低磁性高強(qiáng)度微粉在金剛石電鍍線(xiàn)鋸中有好的應(yīng)用效果，其他形狀的微粉，如條狀、塊狀和片狀，比較鋒利的多用在樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪中。

       3、金剛石微粉的顆粒形狀檢測(cè)方法

       金剛石微粉的顆粒形狀檢測(cè)常常使用光學(xué)顯微鏡。一般光學(xué)顯微鏡的最大放大倍數(shù)為1600倍，適合2微米以粗顆粒的檢測(cè)（下圖為金剛石微粉光學(xué)顯微鏡照片）。在檢測(cè)的時(shí)候使用載玻片及甘油把待檢測(cè)樣品制成樣本，置于生物顯微鏡載物臺(tái)上進(jìn)行觀測(cè)，要求制作樣本的時(shí)候顆粒分布均勻且不相互重疊，沿橫向、縱向分別進(jìn)行觀察，統(tǒng)計(jì)等積形顆粒的百分比。
       還可以采用顆粒圖像分析儀，可以通過(guò)視頻采集體系拍下樣品圖片后通過(guò)軟件進(jìn)行顆粒形狀分析，可以給出球形度等形狀參數(shù)，可降低光學(xué)顯微鏡直接觀測(cè)時(shí)的主觀性（下圖是顆粒圖像分析儀的檢測(cè)報(bào)告）。 

▲金剛石微粉光學(xué)顯微鏡照片

▲顆粒形狀檢測(cè)報(bào)告

       細(xì)顆粒的形狀檢測(cè)需要借助電子掃描顯微鏡。對(duì)于1微米以細(xì)的顆粒使用光學(xué)顯微鏡已經(jīng)無(wú)法清晰觀察其顆粒形狀，電子掃描顯微鏡能達(dá)到幾萬(wàn)、十幾萬(wàn)的放大倍數(shù)，可以清晰觀察納米級(jí)別顆粒的形狀。

▲電子掃描顯微鏡

▲金剛石微粉SEM照片

       雖然粒度組成相同，但由于微粉的顆粒形狀差異，導(dǎo)致使用效果就會(huì)有很大差別。因此生產(chǎn)企業(yè)必須根據(jù)顆粒形狀對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分類(lèi)管理，才能確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。用戶(hù)也必須根據(jù)顆粒形狀選擇合格的產(chǎn)品才能保證使用效果穩(wěn)定。

   參考資料：《金剛石微粉》汪靜