本发明涉及鉴别微米级磨料的硬度的检测方法，主要针对实验室分析微米级磨料碳化硅材质的抗磨损能力。
背景技术：
：磨料是锐利、坚硬的材料，用于磨削较软的材料表面。使用的磨料总体上分天然磨料和人造磨料两大类。按硬度主要有超硬磨料和普通靡磨料。磨料的范围很广，从较软的家用去垢剂、宝石磨料到最硬的材料金刚石。可以说磨料是制造每一种精密产品所必不可少的材料。许多天然磨料，已被人造磨料所代替。而作为太阳能硅片切割的关键辅材——碳化硅，在硅片切割生产中起关键作用。碳化硅(又名：碳硅石、金钢砂或耐火砂)，化学简式：SiC，是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成的一种耐火材料。我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为3.20～3.25。①黑碳化硅含SiC约95％，其韧性高于绿碳化硅，大多用于加工抗张强度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等。②绿碳化硅含SiC约97％以上，自锐性好，大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。此外还有立方碳化硅，它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体，用以制作的磨具适于轴承的超精加工，可使表面粗糙度从Ra32～0.16微米一次加工到Ra0.04～0.02微米。太阳能硅片切割中使用的碳化硅为绿碳化硅。切割机理就是设备导轮带动钢线，由钢线将聚乙二醇和碳化硅微粉混合的砂浆送到切割区，在钢线的高速运转中与压在线网上的工件连续发生摩擦完成切割的过程。不同厂家根据切割工艺不同，使用的磨料的粒径D50范围从8μm-12μm。目前对磨料的检测指标主要包括：成分检测、圆度、粒径检测。成分检测碳化硅含量，杂质含量；圆度(与颗粒投影面积相等的圆的周长/颗粒投影轮廓的周长)可表征所使用的砂的颗粒是否具有切割能力；粒径则主要看粒径范围、分布是否与工艺相匹配。专利CN105203433A,磨料研磨能力检测方法公开了一种用于分析磨料研磨能力的方法，得到公式C＝RxH,其中R＝∑D4.4CD1AD，D为所述检测样品中单个颗粒的等效粒径；CD是所述检测样品中单个颗粒的圆度值；AD是检测样中单个颗粒面积所有所述检测颗粒总面积的百分比。H＝D2/D1,其中，D1为所述检测样品破碎前的中值粒径；D2为所述检测样破碎后的中值粒径。此公式中的C会随着圆度值的变大而变大，而H值会随着粒径破碎后中值的变大而变大。针对回收砂的圆度，其圆度值会相对原生砂要大，由于回砂棱角被磨后，表面相对光滑因此在进行研磨后其粒径前后的大小差异将没有原砂差异大。因此，假设粒径大小相同，一个是回收砂，一个是原生砂，用此公式得到的研磨能力C则会出现回砂高于原生砂，是不符合实际情况的。技术实现要素：本发明的目的是提供一种微米级超硬磨料硬度的检测方法，以解决现有的方法不能同时适用于回收砂和原生砂的问题。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种微米级超硬磨料硬度的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，抽取研磨颗粒料样品，检测样品的圆度值R和长宽比数值A，其中，长宽比指颗粒的宽度W与颗粒的长度L的比值；得到粒型系数S＝AxR；步骤二，将研磨颗粒料样品进行破坏性试验后，得到球磨后的样品的粒径分布；步骤三，将步骤二得到的破坏性试验后的样品的粒径分布与破坏性试验前的粒径分布进行对比，进而可得到在此过程中磨料的粒径降低程度；步骤四，通过磨料的粒径降低程度反映出磨料的磨损度系数B，粒径降低越小，抗磨损能力越好；步骤五，将粒型系数与磨损度系数结合起来，能够综合反映出模量的硬度值H＝SxB。进一步的，步骤二中，所述的破坏性试验为能够使研磨颗粒料样品磨损的方式。进一步的，所述的破坏性试验为对研磨颗粒料样品进行研磨。进一步的，所述的对研磨颗粒料样品进行研磨为：使用球磨设备，将研磨颗粒料样品在同等条件及相同时间、相同频率下进行旋转研磨。进一步的，研磨时，根据磨料颗粒的大小采用不同大小的研磨球，并通过不同的组合方式进行研磨；所述的不同的组合方式为不同的研磨频率和时间范围的组合。进一步的，所述研磨球为不同大小的氧化锆小球。进一步的，步骤三中，磨料的粒径降低程度通过计算磨损度来体现。进一步的，所述磨损度的计算公式为：B(磨损度)％＝(球磨前粒径D50-球磨后粒径D50)/球磨前的D50*100％，其中D50为按照体积,颗粒累计分布百分数达到50％时所对应的粒径大小。有益效果：本发明使用球磨设备，将研磨颗粒料在同等条件及相同时间、相同频率下进行旋转研磨，从而得到球磨后的样品的粒径分布，并将此与球磨前的粒径分布进行对比，进而可得到在此过程中磨料的粒径降低程度，最终反映出磨料的易碎性。粒径降低越小，抗磨损能力越好，磨损度值越小。通过本发明的方法，针对微米级的颗粒硬度的检测可很好反映出品质的优劣。本发明考虑到回收砂由于切割后粒型和原砂在长宽比上的差异引入长宽比因子，从而可识别出原回收研磨颗粒的硬度差异。因此本发明的方法能够同时适用于回收砂和原生砂的硬度检测。本发明则是新的检测手法，主要表征研磨颗粒的硬度是否合格，易碎性如何，分析材料本身的品质。切割磨料只有在满足圆度、粒径和硬度的情况下，才能保证切割稳定性和硅片表面质量。附图说明图1为研磨颗粒料研磨时的堆积示意图及原理图。具体实施方式下面结合附图对本发明做更进一步的解释。一种微米级超硬磨料硬度的检测方法，包括以下步骤：步骤一，抽取研磨颗粒料样品检测样品的圆度值R和长宽比数值A；其中，长宽比(AspectRation)指颗粒的宽度W/颗粒的长度L；得到粒型系数S＝AxR步骤二，将研磨颗粒料进行破坏性试验后，得到球磨后的样品的粒径分布；其中，破坏性试验为：使用球磨设备，将研磨颗粒料在同等条件及相同时间、相同频率下进行旋转研磨。破坏性试验不限于研磨，还可以采用其他能够使研磨颗粒料发生磨损，粒径发生变化的方式；研磨设备也不限于使用球磨设备，还可以采用其他能够磨损研磨颗粒料的设备。根据磨料颗粒的大小采用不同大小的氧化锆小球作为磨球，并通过不同的组合方式进行研磨；所述的不同的组合方式为不同的研磨频率和时间范围的组合。其中，磨球采用氧化锆小球为优选方案，也可以采用其他磨球。步骤三，将步骤二得到的破坏性试验后的样品的粒径分布与破坏性试验前的粒径分布进行对比，进而可得到在此过程中磨料的粒径降低程度。步骤四，通过磨料的粒径降低程度反映出磨料的易碎性系数B，粒径降低越小，抗磨损能力越好。其中，磨料的粒径降低程度通过计算磨损度来体现，磨损度的计算公式为：B(磨损度)％＝(球磨前粒径D50-球磨后粒径D50)/球磨前的D50*100％，其中D50为按照体积,颗粒累计分布百分数达到50％时所对应的粒径大小。实施例首先，抽取研磨颗粒料样品检测样品的圆度值R和长宽比数值A；其中，长宽比(AspectRation)A指颗粒的宽度W/颗粒的长度L；得到粒型系数S＝AxR；然后对研磨颗粒料样品进行破坏性试验后，用粒径的变化程度来反映磨料的耐磨程度。根据磨料颗粒的大小采用不同大小的氧化锆小球，并进行不同方式的组合方式，最终实现在一定的研磨频率和时间范围内颗粒的破损程度的测试。本方法操作简单，用料少，可行性强。针对D50是10μm的研磨颗粒，本发明采用小球组合方式如为表1所示：表1研磨球的组合方式研磨球直径(mm)研磨球个数10252510501如图1所示，微粉颗粒填充在空隙中，在高速旋转下，研磨小球和磨料之间进行现挤压、研磨，其中针状的和硬度较差的会破碎严重，圆度较好的则出现尖角破碎，而圆度较大的颗粒则不容易破碎。经过一定时间后停止转动，再将样品取出，混合均匀测量粒径分析，主要分析D50大小和细粉含量，对比前后的差异，则可以看出这一批次整体硬度情况。计算公式为计算公式为：B(磨损度)％＝(球磨前粒径D50-球磨后粒径D50)/球磨前的D50*100％其中，D50为按照体积,颗粒累计分布百分数达到50％时所对应的粒径大小。本方法根据粒径的变化率大小来反应所取样品的颗粒的磨损度变化。对于原生碳化硅颗粒由于含有棱角，因此，经过球磨后一部分有棱角的砂破碎，变成小颗粒，使得整体的颗粒的粒径降低。而对于回收碳化硅颗粒，由于其经过一次研磨后颗粒的棱角已经磨掉，因此，在进行球磨后粒径变化并不明显。最终结合之前测量的粒型系数可以得到磨料硬度值H＝SxB本发明考虑到回收砂由于切割后粒型和原砂在长宽比上的差异引入长宽比因子，从而可识别出原回收研磨颗粒的硬度差异。因此本发明的方法能够同时适用于回收砂和原生砂的硬度检测。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3