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二氧化矽拋光液-石材研磨拋光測試案例

此案例為碧威協助一石材加工客戶測試研磨石材，市面氧化矽拋光液產品甚多，此客戶也嘗試過多家拋光液，但研磨後表面光澤度都達不了客戶要求，客戶要求研磨後表面光澤度需達90以上的二氧化矽(二氧化硅)拋光液，碧威所生產氧化矽拋光液廣泛用於精密光學器件、藍寶石片…精密拋光為多，而未嘗試過石材研磨拋光，故碧威工程師特地前往與客戶接觸了解加工需求後並協助，在此案例碧威所提供的鹼性二氧化矽拋光液是以高純矽粉為原料，在催化劑作用下，通過熱水解的方法生產。廣泛用於奈米級的化學機械拋光，初次提供粒徑在30~50nm、50-70nm及70~90nm三種規格；

打磨測試是以手工加電動工具打磨拋光為主(量產才會以機器打磨)(圖一)

第一次測試結果，碧威提供二氧化矽拋光液光澤度在85左右(圖二)

再與碧威生產工程師研討後，將原來的提供的氧化矽磨液配方依客戶石材的需求再作調整(濃度與粒徑及pH…調整)測試，第二次測試就有達90左右(圖三、四)。

經由第一次測試結果此石材後以粒徑50-70nm填平孔洞效果較佳，若能以兩種大小粒徑規格先後做拋光較果能更快達到，但因工廠研磨加工過程所限，所以只以一規格作加工拋光。在打磨拋光石材有針對不同石材的物理化性質(如表面孔隙…)之分，適合這種石材打磨拋光用的磨料未必適合另一種石材的打磨拋光，根據具體情況決定使用磨料的品種。石材加工建議，打磨拋光時應根據石材的情況正確選擇磨料，隨時觀察板材表面的打磨拋光的狀況，及時發現問題，採取相應的辦法解決問題。

未拋光表面SEM圖

表面光澤度85之SEM圖

表面光澤度90之SEM圖

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附註:

石材定義:

凡是由天然岩石開採而得到的毛料，或經加工而製成的塊狀或板狀岩石，統稱為石材。石材是古老的建築材料之一，由於其抗壓強度高，耐磨、耐久性好、美觀而且便於就地取材，所以現在仍然被廣泛的使用。石材在建築中常被用作砌體材料、裝飾材料，還可以作為膠結材料和人造石的原料。

在建築施工中應根據建築物等級、建築結構、環境特點等因素，來選用適當的石材，以適用、經濟、美觀。

石材的主要技術性質

1. 表觀密度：根據密度的大小、石材分為輕石和重石兩類：表觀密度大於1800Kg/m^3者為重石，重石適用於建築物的基礎、貼面、不採暖房屋外牆、地面、路面、橋樑及水利建築物；表觀密度小於1800KG/M^3者為輕石，輕石主要用於採暖房屋外牆。
2. 抗壓強度：在石材飽水狀態下，取三個邊長為70.7mm的立方體試塊，求得抗壓強度的平均值，以此作為評定石材標號的等級的標準。石材的強度等級分為：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15、MU10。
3. 抗凍性：石材的抗凍性主要取決於礦物成分、孔隙率等。抗凍性合格的石材應在規定的凍融迴圈次數內，無貫穿裂縫穿過試件兩棱角，品質損失不超過5%，強度減少不大於25%。
4. 耐水性：石材的耐水性按軟化係數為高、中、低三等：高耐水性的石材，軟化係數大於0.9；中耐水性的軟化係數為0.7-0.9；低耐水性的軟化係數為0.6-0.7。一般軟化係數低於0.6的石材，不允許用作重要建築。

石材的品種及應用

1. 毛石：它是爆破後直接得到的形狀不規則的石塊。毛石依其平整程度又分為亂毛石和平毛石。亂毛石形狀不規則，亂毛石一般在一個方向上達30-40cm，品質約為20-30Kg，亂毛石常用于砌築毛石基礎、勒腳、牆身、堤壩、擋土牆等，也可用於大體積混凝土中（也稱毛石混凝土）。將亂毛石略經加工就得到了平毛石，它的形狀比亂毛石整齊，基本上有六個面，常用於砌築基礎、勒腳、牆身、橋墩、涵洞等。
2. 料石：是由人工或機械開採的較規則的六面體石塊，經人加工鑿磨而成的。按表面加工的平整程度，料石分為毛料石、粗料石、半細料石和細料石四種毛料石一般不加工或稍加修整，以便砌築時相互和縫，厚度不小於20cm，長度為厚度的1.5-3倍；粗料石表面凹凸深度不大於2cm；半細料石不大於1cm；細料石經細加工，表面凹凸深度要求不大於0.2cm。製成長方形的稱為條石、長寬大致相等的稱為方石，楔形的稱為拱石。料石一般有緻密均勻的砂岩、石灰岩、花崗岩開鑿而成，用於建築物的基礎、勒腳、牆身、踏步、砌拱等。
3. 石板材：是用緻密岩石鑿平或鋸解而成的石材。飾面用的石板或地面板要求耐久、耐磨、色彩美觀、無裂縫，一般採用花崗岩或大理石板材。花崗岩板材是用花崗岩荒料加工製成的板材石材，其抗壓強度高達120-250MPa，耐久性好（75-200年）。根據用途和加工方法，花崗岩石板分為以下四種：（1）剁斧板材表面粗糙，具有規則的條狀斧紋。（2）機刨板材表面光滑，具有相互平行的刨紋。（3）粗磨板材表面光滑，無光。（4）磨光板材表面光亮、色澤明顯、有鏡面感。前三種適用於建築物外牆面，柱面，臺階，勒腳等；後一種適用於內外牆面、柱面。
   大理石板材是用大理石荒料經鋸切、研磨、拋光及切割而成的石材，常用規格為厚20mm、寬150-195mm、長300-1220mm。大理石板材硬度小，容易加工和磨光，材質均勻，抗壓強度為70-110MPa，耐用年限為40-100年，大理石板材主要用於室內裝飾，當空氣中含有二氧化硫時，大理石面層會因風化而失去光澤和改變顏色並逐漸破損。
4. 石渣：它是將天然大理石及其他天然石材破碎石加工而成。具有多種光澤，常用作人造大理石、水磨石、斬假石、水刷石、幹粘石的骨料。石渣應顆粒堅硬，有棱角、潔淨，不含有風化的顆粒，使用時要沖刷乾淨。

石磚

石磚其實在石材界早就存在，其最常用的名稱是大理石複合瓷磚（或複合板），但創新式地把這種石材與瓷磚的結合體簡稱“石磚”，並把石磚做為一種新型材料來大力推廣。簡而言之，石磚是人造的材料。由部分的天然材料加入其中同人造材料一同構成建材。

石材打磨拋光流程:

由於石材產品類型不同，因此打磨流程也有較大不同。

1. 自動連續磨機的打磨拋光流程：

   檢查材料的狀況－膠補－開機前檢查－上板－切邊－依次啟動各磨頭－觀察打磨拋光的情況－調整 打磨參數－烘乾－打蠟、清潔－檢驗－下板－包裝。

2. 弧面板的打磨拋光流程：

   檢查材料狀況－膠補－人工粗磨－檢驗－上板－開機前檢查－粗磨－檢查粗磨情況－細磨－拋光－檢查拋光情況－下板。

3. 異型線條的打磨拋光流程：

   檢查材料的狀況－檢查造型的形狀是否合格－按標準模板畫輪廓線－粗磨兩端面－從兩端往中間粗磨－細磨－拼接－水磨刀400#後拆開－打磨拋光－檢驗。

附註資料文章參考來源:zhidao.baidu.com

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