中國粉體網訊 金剛石微粉作為一種超硬材料，在現代工業中有著廣泛的應用，從精密機械加工到電子芯片制造，從光學鏡片研磨到寶石拋光等領域都發揮著至關重要的作用。然而，金剛石微粉的粒度大小直接影響其使用性能，因此，金剛石微粉的分級成為了該領域生產和應用環節中的關鍵步驟。準確、高效的分級可以滿足不同工業場景的需求，確保加工質量和產品性能的穩定性。
金剛石微粉分級的重要性
（一）滿足多樣化工業需求
不同的工業加工過程對金剛石微粉的粒度有著截然不同的要求。在超精密研磨領域，如制造高端光學鏡片和硬盤磁頭時，需要粒度極細且均勻的金剛石微粉。這些細粒度微粉能夠在加工表面形成微小且均勻的劃痕，從而實現極高的表面光潔度。例如光學鏡片的研磨需要微米甚至納米級別的金剛石微粉，以保證鏡片的光學性能不受影響。而在石材切割、金屬磨削等相對粗放的加工行業，則需要較粗粒度的金剛石微粉。較粗的微粉具有更強的切削能力，能夠快速去除材料，提高加工效率。因此，通過分級可以為不同的工業應用提供合適粒度的金剛石微粉。
（二）保證產品質量穩定性
對于使用金剛石微粉的加工過程，產品質量的穩定性至關重要。如果金剛石微粉的粒度差異較大，在加工過程中會導致加工表面粗糙度不一致、尺寸精度難以控制等問題。例如，在電子芯片制造過程中，若金剛石微粉粒度不均勻，可能會造成芯片表面的微觀結構損壞，影響芯片的性能。通過分級，將粒度相近的金剛石微粉歸為同一等級，可以確保在同一批次產品的加工中，微粉的性能表現相對一致，從而提高產品質量的穩定性。
金剛石微粉分級的方法
（一）篩分法
篩分法是一種基于篩網孔徑大小來分離金剛石微粉的傳統方法。它利用不同目數的篩網，使顆粒能通過的篩網目數不同來區分粒度大小。較粗的金剛石微粉會留在目數小（網孔大）的篩網上，而較細的微粉則可以依次通過相對目數大（網孔小）的篩網。這種方法操作簡單、成本較低，適用于粒度相對較粗的金剛石微粉分級。然而，對于極細的微粉，由于篩網的網孔制作精度在極細尺度下難以保證能精準區分極小的粒度差異，篩分法的精度會受到限制。例如當金剛石微粉粒度小于10微米時，篩網的孔徑誤差可能會導致分級結果不準確。
（二）水力沉降法
水力沉降法是依據金剛石微粉顆粒在液體（通常是水等）中的沉降速度不同來分級。根據斯托克斯定律，顆粒越大，沉降速度越快。在一定時間內，不同粒度的微粉會在沉降容器中處于不同的高度位置，進而可以進行分離收集。這種方法可以對較細粒度的微粉實現較好的分級效果，但操作相對復雜，需要精確控制液體的性質（如密度、黏度等）、沉降時間等諸多因素。而且，其分級效率相對較低，耗時較長，不適合大規模的工業生產。
（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的離心機中。由于不同粒度的微粉受到的離心力不同，大粒度的微粉會更容易被甩向外側，小粒度的則靠近內側，從而實現分級。進一步的加入氣流分級技術，高速氣流攜帶金剛石微粉進入分級區域，顆粒在此區域會同時受到離心力與氣流產生的向心力作用。粗顆粒因質量相對較大，所受離心力大于向心力，就會被甩向分級區域邊緣，而細顆粒所受離心力較小，向心力能使其跟隨氣流運動，借此實現粗細顆粒的分離。這種方法分級效率較高，能處理的微粉粒度范圍較廣，從較粗到較細的微粉都可以通過合適的離心參數來進行分級。不過，其設備成本相對較高，需要專業的離心機設備，并且要依據微粉特性調試合適的轉速等參數。
（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生的散射、衍射等光學現象。通過檢測這些光學信號，再結合相關的算法來分析確定微粉的粒度分布情況，進而進行分級。這種方法具有精度高、能快速準確地測量出微粉粒度及其分布的優點，尤其適合對粒度均勻性要求極高的高端應用領域微粉的分級。但是，其設備價格昂貴，對操作人員的專業知識要求也較高，而且多用于檢測分析后輔助其他分級手段來精準分級。
分級后的質量檢測
（一）粒度檢測
常采用光學顯微鏡、電子顯微鏡等設備觀察微粉顆粒大小，結合專業的圖像分析軟件準確統計粒度情況。同時，激光粒度分析儀也是常用的高精度檢測工具，通過這些方法可以確保分級后的微粉粒度符合相應等級標準要求。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和粒度大小，通過對大量顆粒的統計分析，得到準確的粒度分布數據。
（二）純度檢測
通過化學分析等手段檢測微粉中是否含有雜質成分。因為雜質會影響金剛石微粉的硬度、耐磨性等性能，進而影響其加工效果。例如，可以采用酸處理等化學方法去除雜質后稱重對比等方式來確定純度情況。在一些高端應用領域，如芯片制造，對金剛石微粉的純度要求極高，即使微量的雜質也可能導致芯片性能下降。
（三）形狀檢測
金剛石微粉的顆粒形狀（如球形度、棱角情況等）也會對其在加工中的切削、研磨效果產生影響。一般利用電子顯微鏡等可以清晰觀察微粉形狀，保證形狀符合對應應用場景預期。例如，球形的金剛石微粉在某些精密研磨過程中可能比有棱角的微粉更有利于獲得光滑的加工表面。
結語
金剛石微粉分級是一個復雜但至關重要的過程，涉及到多種分級方法、嚴格的標準和全面的質量檢測。通過合理選擇分級方法、遵循統一標準和進行嚴格檢測，可以確保金剛石微粉在不同工業領域中發揮最佳性能，滿足現代工業對高精度、高質量加工的需求。隨著科技的不斷發展，金剛石微粉分級技術也將不斷改進和完善，進一步推動其在更廣泛領域的應用和發展。
參考來源：
高強等：氣流分級技術在金剛石微粉生產中的應用
王芬芬等：破碎法納米金剛石的制備及其分級工藝研究
羅中平等: 人造金剛石磨料精密分級分選技術研究
白華萍等：金剛石微粉分級研究
林克英：超細金剛石微粉的提純及分級工藝研究
（中國粉體網編輯整理/留白）
注：圖片非商業用途，存在侵權請告知刪除！
