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巖相分析|巖相樣品制備與金相
巖相分析,簡單來說,是對巖石的礦物成分、含量、結構、形態、構造特征及特性等方面進行研究,在地質學、材料科學和礦產資源勘探等領域具有廣泛的應用。根據分析目的和樣品特點,巖相分析中可采用不同的技術方法,如光學或電子顯微鏡觀察、X射線衍射分析(XRD)、X射線熒光光譜分析(XRF)和光片薄片分析。其中對巖相樣品進行光片和薄片制備,然后在顯微鏡下觀察并繼以相應的物相和成分分析是巖相學中相當常用的方法。
其實巖相樣品的制備一直和金相有著不解之緣。早在1808年,Widmanstt?tten(魏氏) 就通過在鐵隕石上腐蝕并用拓印技術制備出完美的鐵隕石組織結構,成為金相學的啟蒙人。
鐵隕石腐蝕后直接印制的魏氏組織形貌
現在,巖相學研究中的主要制樣方法——光片和薄片制備均與金相密不可分。光片制備的對象為塊狀巖石樣品,采用傳統的金相制樣方法進行切割、鑲嵌、磨拋后用反射光顯微鏡進行觀察。薄片則應用更為廣泛,其制備難度也比光片更大。操作人員需要通過一系列切割(有時也需要鑲嵌)、修整、粘合、磨削、拋光等步驟將樣品制備成粘貼在載玻片上雙面薄切片,厚度不高于30微米,然后用透射偏振光進行觀察。整個過程雖然和傳統金相不完全相同,但也基本屬于金相制樣的范疇。
需要說明的是,巖相薄片又區分為帶蓋玻片和不帶蓋玻片兩種,制備過程也略有差異。前者樣品表面不需要精細拋光,磨光后粘夾在兩片玻片之間呈三明治結構,適用于確定物相和晶體結構這樣的定性分析,但無法進行定量及成分分析。不帶蓋玻片的樣品表面需要實現高質量拋光,樣品后續可以進行定性及定量分析,也可進一步進行電鏡分析(EPMA, SEM, EDS, EBSD)。
巖相光片及薄片樣品示例
石英巖薄片放大組織示例當然,在現代金相領域,巖相樣品的定義已不僅僅限于巖石、礦物、化石等地質類樣品,而擴展到混凝土、水泥熟料等建筑材料,出土文物如古瓷器之類的考古樣品,魚耳石、骨骼牙齒等生物樣品以及陶瓷、玻璃、聚合物。樣品形態也不僅僅限于塊體材料,也包含各類顆粒或粉末樣品如沙礫和煤粉。
火山灰,光片
玻璃纖維板,薄片
QATM助力高效巖相樣品制備
以往,巖相樣品的制備主要是通過手動的方式進行。以薄片為例,采用玻璃板+滾動磨料顆粒進行手動濕磨的方式因為成本低廉而在行業內得到廣泛的應用,甚至在今天也常常被使用。但是,一方面這種粗放型的手動制備給樣品帶來的損傷比較大,另一方面由于制備過程相對原始,很耗費操作人員的體力,很多實驗室都采用外協的方法來制備批量性樣品,在制備質量和時效方面均無法得到足夠的保證。
傳統薄片的手動制備
如今,金相領域設備與耗材技術的發展使高質量、高效的巖相制樣成為可能。作為領先的金相制樣廠商,QATM在巖相應用方面也有完整的解決方案。
舉例來說,QATM Qcut 150A和Qcut 200A精密切割機在標準的金剛石切割輪切割模式外,均配備了磨削模式,可使用金剛石研磨杯輪對巖相樣品進行手動或者半自動磨削;搭配專業的真空薄片吸附夾具,可方便快捷地在一臺機器上實現對巖相薄片樣品的低損傷切割和定量磨削。
Qcut 150A的樣品磨削模式
金剛石研磨杯輪+真空吸附夾具制備薄片樣品
此外,特別設計的樣品粘接夾具和薄片樣品磨拋夾具,專業的巖相載玻片,以及豐富的冷鑲嵌樹脂和磨拋耗材選擇,都會助力您輕松實現巖相樣品制備自由。
弗爾德(上海)儀器設備有限公司隸屬全球技術領先者-弗爾德集團旗下,提供最先進的樣品處理與分析設備及解決方案。旗下六大品牌:德國Retsch(萊馳)粉碎、研磨、篩分設備,德國Microtrac MRB(麥奇克萊馳)多功能粒度粒形分析儀,Carbolite?Gero(卡博萊特?蓋羅)烘箱、高溫烘箱、箱式馬弗爐、灰化爐、管式馬弗爐、氣氛馬弗爐、真空馬弗爐、高溫馬弗爐及工業定制爐,Eltra(埃爾特)碳/氫/氧/氮/硫元素分析儀,QATM(奧德鎂)切割機、鑲嵌機、磨拋機、硬度計,ERWEKA制藥行業測試設備。服務于全球無數實驗室、制造商和科研機構,是客戶最忠實的合作伙伴。弗爾德致力于和客戶共同進步成長,為客戶提供有效可靠的產品、流程和工藝方法,使其能夠更安全、更高效、更持久地發展業務。我們希望通過不懈努力,不斷推動技術進步,使世界變得更加健康和安全。
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