岩石(shí)薄片(piàn)的(dí)製(zhì)備
引言(yán)
岩(yán)石學(xué)使用顯(xiǎn)微(wēi)鏡(jìng)研究岩(yán)石和礦(kuàng)物。橫(héng)截麵可以用(yòng)來(lái)對岩石，礦物和礦石(shí)的辨(biàn)識(shí)以(yǐ)及(jí)對劈理，卷曲(qū)度，反(fǎn)射(shè)係數等屬(shǔ)性的(dí)鑒定(dìng)。
岩相分析有有兩(liǎng)種(zhǒng)類型的標本，超薄(báo)切片和(hé)拋(pāo)光(guāng)散裝(zhuāng)標本(běn)。拋光散裝標(biāo)本(běn)類(lèi)似(sì)於(yú)用反射(shè)光(guāng)顯微鏡檢查(chá)表(biǎo)麵(miàn)的(dí)金相(xiāng)標(biāo)本。另一(yī)方麵(miàn)，超(chāo)薄(báo)切(qiē)片使用透射偏振(zhèn)光(guāng)顯微鏡觀(guān)察(chá)。
製(zhì)備透明(míng)薄(báo)切片(piàn)的(dí)一(yī)般順序(xù)如(rú)下(xià)：切片(piàn)，真(zhēn)空吸附(fù)浸漬(zì)，磨(mó)削，載片，切除(chú)，研磨(mó)和(hé)拋(pāo)光。超薄切(qiē)片的製(zhì)備比拋(pāo)光(guāng)散裝標(biāo)本的(dí)製作(zuò)復(fù)雜(zá)的多(duō)。一般情(qíng)況(kuàng)下，一(yī)塊薄切(qiē)片必(bì)須(xū)製備(bèi)成厚度均匀的的(dí)大約(yuē)30µm的薄片。

準備(bèi)工作(zuò)
1.從(cóng)散(sàn)裝(zhuāng)切片(piàn)開始(shǐ)製作(zuò)一(yī)個大約3mm厚(hòu)的超(chāo)薄切片(piàn)。稍差的固結材(cái)料應該切(qiē)成(chéng)10mm厚度的(dí)薄片。
2.用EpoThin®低粘(nián)度(dù)環(huán)氧(yǎng)樹(shù)脂*毛細(xì)孔(kǒng)以(yǐ)*清(qīng)潔並(bìng)真(zhēn)空吸附浸(jìn)漬(zì)，並支撐(chēng)樣品(pǐn)材料(liào)。
3.打磨(mó)標(biāo)本“片(piàn)狀樣(yàng)品(pǐn)”來產生(shēng)一(yī)個(gè)表麵(miàn)光滑(huá)，無嚴重變(biàn)形的(dí)平麵(miàn)。在選(xuǎn)擇(zé)研磨(mó)和拋(pāo)光磨料(liào)時，該樣品被(bèi)分成(chéng)兩(liǎng)大另(lìng)類(lèi)：軟(ruǎn)質材料（硫(liú)化物(wù)，碳酸鹽岩，砂岩等(děng)）和(hé)硬(yìng)質(zhì)材料(liào)（花(huā)崗(gǎng)岩(yán)，玄(xuán)武(wǔ)岩(yán)，石英，燧(suì)石和礦(kuàng)石(shí)）。表(biǎo)1和(hé)表2介紹了(liǎo)每(měi)個類別(bié)的(dí)建議(yì)使(shǐ)用(yòng)的磨料。*行代表(biǎo)粗磨(mó)。
4.如(rú)果確定整(zhěng)個樣品的表麵已(yǐ)經(jīng)磨平。保持(chí)樣品打磨平麵(miàn)與光綫呈(chéng)越45度角。反射均匀(yún)良好(hǎo)表明整(zhěng)個平(píng)麵被打(dǎ)磨(mó)的適當。如(rú)果表(biǎo)麵不(bù)均匀(yún)，無光(guāng)澤，表(biǎo)明整個表麵(miàn)可(kě)能(néng)沒(méi)有被(bèi)研(yán)磨平(píng)整(zhěng)，應(yīng)該(gāi)繼續研(yán)磨一(yī)段(duàn)時間。需(xū)要注意(yì)的是(shì)一(yī)些(xiē)礦(kuàng)物(wù)材料，如黑雲母，即使經(jīng)過(guò)*的研(yán)磨，表麵(miàn)可能仍然沒(méi)有光澤。不要取出(chū)多(duō)餘的材料，因為(wéi)這(zhè)可(kě)能導致暴露未(wèi)浸(jìn)漬(zì)的毛孔(kǒng)。
5.準(zhǔn)備將樣品粘(nián)著在載玻片上。首先，*清潔樣品，清楚所有鬆動(dòng)的磨(mó)料(liào)和其他殘留(liú)物，然後幹(gān)燥(zào)。然後，預(yù)研(yán)磨玻璃載(zǎi)片的一側(cè)。這將(jiāng)使(shǐ)載片(piàn)厚(hòu)度(dù)更加均匀(yún)，糙麵助劑(jì)起到良好(hǎo)的粘合作(zuò)用(yòng)。使用30-8001載玻片架(jià)或者PetroThin®切割係統(tǒng)控製(zhì)載片(piàn)的厚(hòu)度。一般來(lái)說(shuō)，鬆散的(dí)碳(tàn)化(huà)矽磨(mó)料(liào)粉末(mò)粒度為(wéi)600或(huò)1000（P1200-P2000），可(kě)以使(shǐ)用(yòng)鑄鐵研(yán)具(jù)研(yán)磨載片(piàn)。
6.采(cǎi)用(yòng)下(xià)麵的建議，將(jiāng)樣品(pǐn)以環(huán)氧基(jī)樹(shù)脂粘(nián)著在載(zǎi)玻片(piàn)上:
·按(àn)照(zhào)指(zhǐ)示(shì)測量(liáng)樹脂和固(gù)化(huà)劑(jì)，輕輕(qīng)的充(chōng)分(fēn)混合成分，壁麵形(xíng)成過多氣(qì)泡。在使(shǐ)用前(qián)放(fàng)置幾分(fēn)鐘(zhōng)，這樣可(kě)以使(shǐ)剩(shèng)餘的殘留空(kōng)氣上升到頂部。
·將(jiāng)少量的環(huán)氧(yǎng)基樹脂(zhī)塗(tú)抹(mǒ)在(zài)樣(yàng)品(pǐn)研磨(mó)表麵和載玻(bō)片表(biǎo)麵。
·粘(nián)合劑一麵(miàn)朝(zhāo)下(xià)，小心(xīn)的(dí)將樣品(pǐn)放置到(dào)有膠層的(dí)載(zǎi)玻片(piàn)上。用(yòng)適(shì)度(dù)的(dí)壓力(lì)擠壓樣品在載(zǎi)玻(bō)片上(shàng)來(lái)回移動，擠(jǐ)出多(duō)餘的(dí)粘合劑(jì)和氣泡。
7.推(tuī)薦(jiàn)使用(yòng)PetroBond™粘合夾(jiā)具使膠層厚度均匀。將夾具(jù)放置在(zài)電熱(rè)板(bǎn)上，加(jiā)快(kuài)環(huán)氧(yǎng)基(jī)樹脂(zhī)的固(gù)結硬化(huà)。溫(wēn)度(dù)應(yīng)不(bù)超(chāo)過50℃（122℉）。有加(jiā)熱板(bǎn)時(shí)大(dà)概需要兩到三個(gè)小時(shí)使環氧基(jī)樹脂固結硬化。沒有加(jiā)熱板時(shí)，根(gēn)據(jù)環境溫度的(dí)不同，薄(báo)切(qiē)片(piàn)的正常固(gù)化可(kě)能需(xū)要(yào)40到48小(xiǎo)時。
8.切割樣(yàng)品，降(jiàng)低(dī)樣品厚度，減少研(yán)磨時間(jiān)。可以(yǐ)通(tōng)過(guò)使用IsoMet®精(jīng)密鋸(jù)或(huò)者(zhě)PetroThin®薄切(qiē)片切(qiē)割機係(xì)統實現再切(qiē)割。
9.繼續(xù)使用表1和表2列出(chū)的製(zhì)備工藝(yì)。為(wéi)了(liǎo)防(fáng)止過度(dù)研磨樣(yàng)品，可以(yǐ)將載(zǎi)玻(bō)片(piàn)放置到(dào)薄(báo)切片(piàn)器(qì)上(shàng)（30-8000）。這個(gè)裝(zhuāng)置(zhì)有碳(tàn)化(huà)硼(péng)限位(wèi)器，可以(yǐ)防(fáng)止(zhǐ)研磨(mó)後厚度小於75μm（包括(kuò)膠(jiāo)層(céng)）。
10.當樣(yàng)品(pǐn)被(bèi)研磨到所(suǒ)需(xū)要(yào)的(dí)厚度時，采用(yòng)透(tòu)射光(guāng)檢(jiǎn)測(cè)樣品。
11.繼(jì)續(xù)按照製(zhì)備(bèi)順(shùn)序研磨樣品(pǐn)。經(jīng)過拋(pāo)光的薄切(qiē)片既(jì)可(kě)以通(tōng)過(guò)透(tòu)射(shè)光顯微(wēi)鏡也可(kě)以(yǐ)通(tōng)過(guò)反射(shè)光顯微鏡檢測。
經(jīng)過(guò)拋(pāo)光的薄切(qiē)片的(dí)其(qí)他優(yōu)點(diǎn)包括一下各(gè)項(xiàng)：
·可以確定礦物的(dí)硬(yìng)度
·在拋光(guāng)表麵上可以進行(háng)化學(xué)測試
·施(shī)加玻(bō)璃蓋(gài)片的(dí)耗時(shí)過程被(bèi)省略(lüè)了

PetroThin®切(qiē)割(gē)機係統由鑽(zuān)石切(qiē)割(gē)刀(dāo)片，金剛石砂(shā)輪片和可(kě)接(jiē)受五(wǔ)種(zhǒng)尺寸的(dí)玻(bō)璃載(zǎi)片的真(zhēn)空吸盤組成。兩(liǎng)個精密的千分(fēn)尺用於(yú)控(kòng)製切(qiē)削和研磨薄(báo)切片(piàn)。
研(yán)磨的時候，薄切(qiē)片被千分(fēn)尺的(dí)推(tuī)進到(dào)到砂(shā)輪(lún)軌道(dào)上(shàng)。根(gēn)據(jù)樣品的(dí)硬度和(hé)脆碎(suì)度，一次切割可以(yǐ)移除(chú)表(biǎo)麵(miàn)10-20μm的樣品(pǐn)。

超薄切(qiē)片的製備
極細顆粒(lì)材料(liào)指粒徑小於30μm的晶體(tǐ)。在(zài)這(zhè)種情況(kuàng)下(xià)，典型的薄切(qiē)片可能還有幾層微(wēi)細晶體(tǐ)，使(shǐ)顯(xiǎn)微鏡觀察變得模糊(hū)。為(wéi)了更(gēng)好(hǎo)的(dí)觀察(chá)這類樣(yàng)品，有時(shí)需(xū)要(yào)製備(bèi)超(chāo)薄切(qiē)片。
用傳統(tǒng)的(dí)研磨方法繼續(xù)研磨(mó)薄切(qiē)片(piàn)是(shì)不(bù)合適的(dí)，因為在這種(zhǒng)厚(hòu)度(dù)上，即使輕微的壓(yā)力也可(kě)能(néng)會破壞樣品。因此(cǐ)，需(xū)要采用(yòng)振(zhèn)動拋光法。振(zhèn)動(dòng)拋光(guāng)法(fǎ)拋(pāo)光(guāng)平緩移除(chú)材料(liào)非(fēi)常緩慢(màn)。一般來(lái)說，樣品(pǐn)用精細細磨(mó)料，如1μm的(dí)金(jīn)剛(gāng)石，在TexMet® 1500墊(diàn)片上或(huò)者(zhě)用(yòng)具有(yǒu)亞微(wēi)米尺寸(cùn)的氧化鋁在(zài)MicroCloth®墊(diàn)片上(shàng)用VibroMet® 2振(zhèn)動(dòng)拋光機拋光。

自(zì)動(dòng)化
手動研(yán)磨(mó)和拋(pāo)光薄切片(piàn)需要大量的(dí)專業知識(shí)和時間(jiān)。手動研(yán)磨(mó)也(yě)會用力(lì)偏向(xiàng)薄(báo)切(qiē)片(piàn)的(dí)一(yī)邊(biān)，使(shǐ)薄(báo)切(qiē)片(piàn)的某一邊更(gēng)薄。
 

品牌(pái)
CarbiMet®
砂盤
OR
鑄鐵研具
磨料/尺(chǐ)寸
碳(tàn)化矽(guī)砂(shā)礫
240-600（P280-P1200）
碳化矽砂礫
潤(rùn)滑劑
水(shuǐ)
15sec/1sec
水(shuǐ)與(yǔ)CoolMet®混合液
表1 用(yòng)於(yú)軟質(zhì)材料製(zhì)備(bèi)的(dí)磨料
600-1000（P1200-P200） （50:50）
或(huò)者(zhě)研(yán)磨(mó)油(yóu)
UltraPol™ 鑽(zuān)石(shí)膏 6μm MetaDi®液(yè)或研(yán)磨油
UltraPol™ 鑽(zuān)石膏(gāo) 6μm MetaDi®液(yè)或研磨油(yóu)
MasterTex® MasterPrep® 0.05μm 蒸(zhēng)餾水
品(pǐn)牌(pái)
UltraPrep™金(jīn)屬結合(hé)劑
金剛(gāng)石(shí)圓盤
ApexHercules™
ApexHercules™
磨(mó)料/尺寸(cùn)
鑽石(shí)
125-45μm
鑽石9μm
鑽(zuān)石6μm
潤滑(huá)劑
水
MetaDi®液(yè)
MetaDi®液(yè)
MetaDi®液
表(biǎo)2 用於硬(yìng)質(zhì)材料(liào)的(dí)磨料
TexMet®1500 鑽(zuān)石(shí)3μm MetaDi®液(yè)
或研(yán)磨油(yóu)
UltraPol™ MicroPolish®II 蒸(zhēng)餾(liù)水(shuǐ)
0.3µm

IsoMet®綫(xiàn)性精密(mì)鋸係(xì)列
PetroBond®薄片焊(hàn)接夾(jiā)具
PetroThin®薄(báo)片(piàn)切(qiē)割(gē)機(jī)係統
VibroMet®2振(zhèn)動(dòng)拋光機(jī)
設(shè)備(bèi)*
耗材*
IsoMet®金剛石(shí)矽(guī)片(piàn)切割刀片(piàn)
EpoThin®低粘(nián)度(dù)環(huán)氧(yǎng)基樹脂
UltraPrep™金剛(gāng)石磨盤(pán)

ApexHercules™H & S金剛石(shí)研(yán)磨盤
CarbiMet®砂盤
TexMet®1500
UltraPol™
MetaDi®液(yè)
MasterTex®拋(pāo)光布
MasterPrep®氧化鋁(lǚ)拋光(guāng)液
MicroPolish®II 0.3µm解(jiě)聚氧化(huà)鋁