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

       1、金剛石微粉的顆粒形狀

       顆粒形狀是評價金剛石微粉質量好壞的主要因素，表征顆粒形狀的參數有顆粒圓度、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兩個參數來表征顆粒形狀。

       顆粒圓度是指顆粒投影面積等效圓周長與顆粒的實際投影周長之比，是一個小于1的無量綱數。圓度是表征顆粒形狀的綜合參數，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。為便于實施檢驗，進一步將透光率量化，將透光率大于90%的視為片狀顆粒。

       根據目前金剛石微粉的實際情況，片狀顆粒的所占數量比在0-10%之間。目前片狀顆粒數量百分比應小于10%。片狀顆粒數以前規定是小于5%，事實上即便是片狀顆粒大于5%，仍然能用，只是影響使用效果，因此將該指標放寬，作為指導性質指標。

       由于顆粒圓度和片狀顆粒百分比數是指導性指標，所以沒有提出過高的要求，主要目的是指導生產和應用。

       在金剛石微粉質量檢驗中，針棒狀顆粒是指長軸與短軸之比超過3:1。在微粉中不能有超過最大顆粒尺寸的針棒狀顆粒，長度在最大公稱尺寸和最大顆粒之間的針棒狀顆粒，不允許超過3%。

       顆粒形狀會影響粒度檢測，非球形顆粒多的時候很難得到粒度集中的產品，針棒狀顆粒多的產品粒度檢測變化大，一致性差。在應用中顆粒形狀還會影響產品的磨削效率，產生許多不確定因素，通常在拋光時，金剛石微粉的顆粒形狀以接近球形和等積形為佳。不過隨著應用的拓展，現在也有需求不規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、低磁性高強度微粉在金剛石電鍍線鋸中有好的應用效果，其他形狀的微粉，如條狀、塊狀和片狀，比較鋒利的多用在樹脂結合劑砂輪中。

       3、金剛石微粉的顆粒形狀檢測方法

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

▲金剛石微粉光學顯微鏡照片

▲顆粒形狀檢測報告

       細顆粒的形狀檢測需要借助電子掃描顯微鏡。對于1微米以細的顆粒使用光學顯微鏡已經無法清晰觀察其顆粒形狀，電子掃描顯微鏡能達到幾萬、十幾萬的放大倍數，可以清晰觀察納米級別顆粒的形狀。

▲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，導致使用效果就會有很大差別。因此生產企業必須根據顆粒形狀對產品進行分類管理，才能確保產品質量穩定。用戶也必須根據顆粒形狀選擇合格的產品才能保證使用效果穩定。

   參考資料：《金剛石微粉》汪靜