超硬磨料微粉的粒子尺寸及尺寸分布
此文是描述当今超硬磨料工业生产中关于金刚石微粉及CBN粉末的粒子尺寸和尺寸分布的技术和标准。颗粒粒度的表征
粉末系统的粒子尺寸及尺寸分布的测量是大部分工业生产中的主要要求。粒子尺寸及尺寸分布对最终产品的大块性质（机械性能，导电性能，导热性能）有决定性的影响。大多数粉末生产商提供粒子尺寸及尺寸分布标准，但是这些标准对质量控制的实际结果还需要讨论。一个合适的质量控制体系，可以防止或避免高斥力导致的最终产品的生产损失。市面上有很多粒子尺寸及尺寸分布的测量设备，不同的设备测量方法不同，必定导致不同的测量结果。此外，即使使用相同的测量方法，测量中的技术差异和计算方法差异，也会导致粒子尺寸及尺寸分布测量结果有很大差异。而且，粒子的形状对粒子尺寸及尺寸分布也有很大影响。所以不同测量方法下数据的对比应当特别重视，需要采用合理的测量规程。一般研究中的粉末特征是极为相似的，所以这些规程甚至会需要对设备的校准都有很严格的标准。当把粒子尺寸及尺寸分布作为一种生产过程控制标准时，粒子尺寸及尺寸分布数据的使用就非常重要。生产过程的变化表现在检测数据变化的趋势和幅度，这种变化直接影响到产品质量。在很多情况下，粒度大小和粒度分布需要规定一个可以接受的波动范围。只有在长度和重量两个主要的参数有国际标准作为参考时，才能获得相对准确的粒度分析。以长度或重量作为参数的测量技术称为“初级测量”或直接测量，包括：显微图象分析、筛选分析、电子区域检测、重力沉降和离心沉降等。根据二阶效应如衍射图象、布郎运动、浊度等来测量粒子尺寸表征的方法称为“二级测量”或间接测量，它通过电脑建模（伴随若干假设的数学算法）来研究实验数据，最常用的有激光衍射法、动态光散射法、光子相关谱法。当使用显微分析技术时，大部分测量数据有一定的可靠程度。在这类技术中，测量的粒子能直观的被检测。通常，测量结果的可靠程度受到次测量粒子数，粒子代表性的分析，粒子形状，弥散分布和相关试样制备技术影响。此外，为了只用一个尺寸（如直径）来描述粒子尺寸，分析中一般把粒子看成球状的。综上所述，通常粒子尺寸及尺寸分布的测量中，某次（种）测量的结果可以和其它的测量结果互相对比和联系，不同的设备在相似的条件下，可能获得同样的结果。所以，测量的精确性比准确性更加重要。在尺寸测量工作规程的制定中，粉末生产商和购买者之间的高效率交流至关重要。共同讨论合适的审计方法，可以获得良好的跟踪性能，就生产规程和产品要求达成共识。图1推荐了一般情况下分析粒子尺寸及尺寸分布的检测过程。附录1介绍了一些粒子尺寸及尺寸分布界定的定义和计算方法。附录2介绍了塞网尺寸、微米级尺寸、一克拉中近似粒子数三者之间的联系。
粗粒金刚石和CBN粉末的筛分以及标准筛分粒度表
一般情况下，筛分是指将自由流动干粉末样品振动通过一系列从大到小的筛子。筛孔最大的筛子放在最上面，最小的放在最下面。通过保留在筛孔之上或累积在给定尺寸筛孔上的部分来反映粒度分布。以下的类似ASTM和ISO标准对孔径的细节提出了要求，包括丝径、眶径和维护清洁筛子的方法：ASTM E11-95对象为金属丝制筛，ASTM E163-96对象为电成型薄版实验筛。ISO 3310-1 技术要求和检测/Part1-金属丝制筛；ISO 3310-3 技术要求和检测/Part3-电成型薄版实验筛。
筛子的校准
筛子的校准大都通过筛选已知的物料，对比测定粒度分布和已知粒度分布。国际学会规定了一种标准的材料，（SRM），筛子的检测标准和技术（NISI）。这些材料用电光学的显微方法确定了尺寸，而且适用与筛子的校准。这些恰当的筛子校准条件（SRM&NISI）在附录三-Part1列出。其他建议的筛子校准技术包括通过筛子的光学检查来测量某个筛子的孔径分布。
实用标准
这些标准意图为金刚石和CBN粉末的检测建立一个普遍的基础，用于工业生产各种各种超磨性产品。此标准意图为超磨性粉末的生产商、供应商、使用商提供这类产品的基本知识。以下的一系列标准应用于粗粒金刚石和CBN粉末：美国标准2002\7\12（American Standard ANSI B74.16/July 12,2002）-金刚石和CBN(立方氮化硼)的尺寸；磨粒国际标准2005\5\16（Abrasive Grains International Standard）ISO 6106/May 16,2005-磨料产品-超磨料的颗粒尺寸。
金刚石和CBN粗磨料粒子尺寸的标准
电成型薄版实验筛生产的粗粒金刚石和CBN粉末的粒子尺寸分布依照American Standard ANSI B74.16-2002,见表1.1
粒子尺寸及尺寸分布的检测过程
粉末取样-二次抽样-样本处理-分散样品-检测尺寸及尺寸分布-以主要的金刚石/CBN粉末作为参考校准-数据处理-得出结果
表1.1 电成型薄版实验筛生产的粗粒金刚石和CBN粉末的粒子尺寸分布美国标准(ANSI B74.16-2002)
表1.2粗粒金刚石和CBN粉末筛选后粒度分布美国标准（ANSI B74.16-2002）
电成型薄版实验筛生产的粗粒金刚石和CBN粉末的粒子尺寸分布国际标准(ISO 6106-2005)
表3.0电成型薄版实验筛生产的粗粒金刚石和CBN粉末的粒子尺寸分布中国标准GB/T6406-1996
表4.0电成型薄版实验筛生产的粗粒金刚石和CBN粉末的粒子尺寸分布俄罗斯标准（GOST9206-1980）
表5.1电成型薄版实验筛生产的粗粒金刚石和CBN粉末的粒子尺寸分布各国标准比较
表5.2 上下检查筛尺寸的比较
粗粒金刚石和CBN粉末的尺寸测量和技术标准以及粒子尺寸的测定设备
传统上通常使用光学显微镜法测量粗粒金刚石和CBN粉末。对光学显微镜法，粒子尺寸把显微平面图象上粒子的最小外接圆作为参数；或最大的单粒尺寸。在合适的测量范围内，人们通过可见的区别和通过人工计算不同的粒度范围，以此来测量粒子尺寸分布。自动光学测量系统（光学或电子显微镜与图象分析电脑）避免了这种方法最繁琐的步骤。光学显微镜允许人们通过肉眼观察到粒子并对形状和尺寸的分布有直接了解。然而，它最主要的缺点是很难得到足够的证据来证明得到的结果是可信的。这种测量方法难与其他的测量方法相比较，所以使用典型的样品作为标准。此外，光学显微镜法是一个繁琐的的技术，需要长时间来进行分析。近年来，出现了很多可以克服光学显微镜法缺点与局限的先进技术：电子区域检测，动态光散射，离心沉降和自动图象分析仪器（电子或光学显微镜）是当今测量尺寸最常用的技术。一些测量粒子尺寸的设备的使用，当今已经是粗粒金刚石和CBN粉末粒子尺寸测量的成熟方法。这些设备能够快速和准确地测量大量懂得微米级粒子。大部分的操作简单可靠，某些方面已经代替了过去的光学显微镜测量方法。正如预料中的一样，没有一个单独的技术可以一贯准确地测量微米粉末的整个粒度范围。各种技术都有最佳的测量范围。因此，微米级粉末的技术标准不可能建立在某个单独的技术上。选择合适的技术测量特定粉末，最重要的是：1）通过调查研究得到各种范围尺寸的最高精度2）尺寸范围和设备的测量尺寸选择尽量避免干扰。
测试设备的校准
使用二次测量来校准可以显著地提高分析的准确性。粒子尺寸的测量结果最终依照初次的尺寸。电子显微镜或光学显微镜的测量可以依照与初次测量的方法想关的其他方法来校准数据，比如，电子区域检测，光散射，离心沉降等。依照设备生产商推荐的程序，使用粒子尺寸检测设备来描述粗粒金刚石和CBN粉末需要依照以下规程：
初次测量标准-National Institute of Standards and Technology(NIST)Standard Reference Materials(SRM)
这些标准用来评价和校准粒子尺寸检测设备的具体细节，包括光散射，电子区域检测，流程计算设备，光学或电子检测显微镜，沉降系统，筛子等。
二次测量标准- National Institute of Standards and Technology(NIST)Traceable Polymer Sphere Size Standards 微观球体尺寸标准在20nm到900nm与聚苯乙烯相近，可依照NIST的方法逐步校准。校准微观球体参数的方法有光子相关谱法和透射电镜。微观球体尺寸可以通过电子显微镜理想地检测。也可以使用镭射光散射研究。微半球的尺寸标准规定使用带有滴嘴的瓶子将产品溶于15毫升的悬浮液；需要注意优化缓解胶体分散的稳定性。微观球体的密度是1..05g/cm3,折射率为1.59@589纳米。微球的尺寸标准在1.0nm-160nm 之间与聚苯乙烯相近，可依照NIST的方法逐步校准，和光电显微镜类似。1um到160um之间的产品在带有滴嘴瓶中球体可被溶于聚苯乙烯悬浮液。超过200um在旋盖玻璃瓶中干燥保存。微观球体的密度是1..05g/cm3,折射率为1.59@589纳米。附录3-Part2是NIST的相关推荐参考材料和NIST高聚物可推算尺寸标准
合适的标准
这些标准的目的是建立一个共同的基础来通过筛选检测大粒金刚石和CBN粉末。为生产者和消费者提供基本的参考。以下美国标准适用于微米或亚筛级金刚石和CBN粉末：ANSI Standard B74.20/February 3,2004-金刚石和CBN粉末的亚筛尺寸的特点。
金刚石和CBN粒子尺寸分布的特点
表6.0 ANSI Standard B74.20-2004
表7.0 JB/T7990-1998
表8.0 俄罗斯标准GOST 9206-1980
表9.0各国标准的对比
为了建立一个共同的标准用于检测金刚石和CBN粉末的尺寸，用与工业中广义的超磨料和粉末，用与打磨光滑获得良好表面的次级筛粉末。本文打算让大家了解超磨产品，包括生产者，运输者，使用者等。这篇文章通过美国工业金刚石协会作为相关参考和标准方针。
附录 土 工 试 验 实验四 颗粒大小分析试验 (一)概述 试验目的是使用比重计法测定土的各种粒组占该土总质量的百分数，并据此绘制颗粒大小分配曲线。比重计法适用于分析粒径小于0.075mm 的土样，若试样中还有大于0.075mm 的粒径时，应联合使用比重计法和筛析法。 (二)试验原理 比重计法是将一定质量的试样加入4％浓度的六偏磷酸钠10mL 混合成1000mL 悬液，并使悬液中的土粒均匀分布。此时悬液中不同大小的土粒下沉速度快慢不一。一方面可由斯笃克(Stokes ，1845)定律计算悬液中不同大小土粒的直径，另一方面用比重计测定其相应不同大小土粒质量的百分数。 1．斯笃克定律 根据斯笃克定律各种土粒在悬液中的下沉速度与其直径大小、比重和液体的动力粘滞系数有关。在时间t 内的下沉速度v 为： 2 4101800)(gd d d t L v w wt s η ρ?-== 或 t L k d = g d d k w wt s ρη)(1018004-?= 式中 v ——土颗粒下沉速度，cm/s ； η——纯水的动力粘滞系数，10-6kPa·s d ——土颗粒粒径，mm ； g ——重力加速度，981cm/s 2； d s ——土粒的比重； ρw ——4℃时水的密度，g/cm 3； d wt ——温度T ℃时水的比重； L ——某一时间t 内土粒的沉降距离，cm ； t ——土粒沉降的时间，s ； k ——粒径计算系数。 为了简化计算，用图附4.1的斯笃克列线图，便可求得粒径d 值。此时，悬液中在L 范围内所有土粒的直径都比算得的d 值小，而大于d 的土粒都下沉到比L 大的深度处。 2．悬液中土粒质量的百分数 附4.1
XRD晶粒尺寸分析 很多人都想算算粒径有多大。 其实，我们专业的术语不叫粒径，而叫“亚晶尺寸”，它表征的并不是一个颗粒的直径。 A。这么说吧，粉末由很多“颗粒”组成，每个颗粒由很多个“晶粒”聚集而成，一个晶粒由很多个“单胞”拼接组成。X射线测得的晶块尺寸是指衍射面指数方向上的尺寸，如果这个方向上有M个单胞，而且这个方向上的晶面间距为d，则测得的尺寸就是Md。如果某个方向（HKL）的单胞数为N，晶面间距为d1，那么这个方向的尺寸就是Nd1。由此可见，通过不同的衍射面测得的晶块尺寸是不一定相同的。 B 如果这个晶粒是一个完整的，没有缺陷的晶粒，可以将其视为一个测试单位，但是，如果这个晶粒有缺陷，那它就不是一个测试单位了，由缺陷分开的各个单位称为“亚晶”。比如说吧，如果一个晶粒由两个通过亚晶界的小晶粒组成（称为亚晶），那么，测得的就不是这个晶粒的尺寸而是亚晶的尺寸了。 C 为什么那么多人喜欢抛开专业的解释而用“粒径”这个词呢？都是“纳米材料”惹的祸。纳米晶粒本来就很小，一般可以认为一个纳米晶粒中不再存在亚晶，而是一个完整的晶粒，因此，亚晶尺寸这个术语就被套用到纳米晶粒的“粒径”上来了。实际上，国家对于纳米材料的粒径及粒径分布的表征是有标准的，需要用“小角散射”方法来测量。比如，北京钢铁研究总院做这个就做了很长时间。但是呢，一则，做小角散射的地方还不多，做起来也特别麻烦（现在好一些了，特别是对光能自动一些了），所以，很少有人去做，而且，用衍射峰宽计算出来的“粒径”总是那么小，何乐而不为呢？我私下地觉得吧，这些人在偷换概念。久而久之，大家也就接受了。 为了这个事吧，有些人就问了，既然做出来的纳米材料的“粒径”是这么小，那么有没有办法在做SEM或TEM时将团聚在一起的小晶粒分开呢？确实分不开，分得开的是一个个的晶粒，分不开的是亚晶。 D 至于为什么通过衍射峰宽测出来的“粒径”为什么总是那么小，还有一个原因。实际上吧，使衍射峰变宽的原因可能有两个，一是晶粒变小了，另一个原因是晶粒内部存在“微观应变”。打个比方吧，甲乙两个人同时做一件事，结果把功劳算到甲一个人头上，当然这个人的功劳就大了（功能劳大就峰宽，峰越宽晶粒就越细）。有时候发现，有个别人在有意无意地避口不谈乙的功劳。 E 为什么允许将亚晶尺寸称为“粒径”呢？称为径，必假定晶粒为“球形”，从而假定了不论从哪个晶面去测都会是相同的，即忽略了A 所说的那种差别。事实上，这种不同方向的尺寸差异在很多情况下确实可以忽略。但是，也有一些特殊情况是不可以的。下面我们再谈。 注意这两个假定，这就是为什么很多人都说，XRD测出来的粒径不可靠，总是小于SEM和TEM量出来的值。因为概念都不相同，它们怎么可能相同呢？ 既然大家都说是粒径，那么要怎么样来算粒径呢？ 我们先来看一个简单的问题。 怎么做拟合？
教你如何进行晶粒度分析 金属晶粒的尺寸(或晶粒度)对其在室温及高温下的机械性质有决定性的影响，晶粒尺寸的细化也被作为钢的热处理中最重要的强化途径之一。因此，在金属性能分析中，晶粒尺寸的估算显得十分重要。那么根据一张金相照片我们能从中得到哪些信息呢？ 首先来看看这一段小视频 视频：晶粒度分析 一、晶粒度概述 晶粒度表示晶粒大小的尺度。金属的晶粒大小对金属的许多性能有很大影响。晶粒度的影响，实质是晶界面积大小的影响。晶粒越细小则晶界面积越大，对性能的影响也越大。对于金属的常温力学性能来说，一般是晶粒越细小，则强度和硬度越高，同时塑性和韧性也越好。 二、测定平均晶粒度的基本方法 一般情况下测定平均晶粒度有三种基本方法：比较法、面积法、截点法。具体如下 1、比较法：比较法不需计算晶粒、截矩。与标准系列评级图进行比较，用比较法评估晶粒度时一般存在一定的偏差(±0.5级)。评估值的重现性与再现性通常为±1级。 2、面积法：面积法是计算已知面积内晶粒个数，利用单位面积晶粒数来确定晶粒度级别数。该方法的精确度中所计算晶粒度的函数，通过合理计数可实现±0.25级的精确度。面积法的测定结果是无偏差的，重现性小于±0. 5级。面积法的晶粒度关键在于晶粒界面明显划分晶粒的计数
图：面积法 3、截点法：截点数是计算已知长度的试验线段（或网格）与晶粒界面相交截部分的截点数，利用单位长度截点数来确定晶粒度级别数。截点法的精确度是计算的截点数或截距的函数，通过有效的统计结果可达到±0.25级的精确度。截点法的测量结果是无偏差的，重现性和再现性小于±0.5级。对同一精度水平，截点法由于不需要精确标计截点或截距数，因而较面积法测量快。 同心圆测量线（截点法） 三、金相图具体案例分析 以上只是大致的测定方法太过笼统，如果真的拿到一个具体的微观照片，我们该怎么做呢？下面我们来看一下具体操作与计算方法。
xRD晶粒尺寸分析
XRD晶粒尺寸分析 注：晶粒尺寸和晶面间距不同 计算晶粒大小：谢乐公式：D=kλ/βcosθ D—垂直于反射晶面（hkl）的晶粒平均粒度D是晶粒大小 β--（弧度）为该晶面衍射峰值半高宽的宽化程度 K—谢乐常数，取决于结晶形状，常取0.89 θ--衍射角 λ---入射X射线波长（?） 计算晶面间距：布拉格方程：2dsinθ=nλd是晶面间距。 此文档是用XRD软件来分析晶粒尺寸，用拟合的办法，而不是用谢乐公式 很多人都想算算粒径有多大。 其实，我们专业的术语不叫粒径，而叫“亚晶尺寸”，它表征的并不是一个颗粒的直径。 A 这么说吧，粉末由很多“颗粒”组成，每个颗粒由很多个“晶粒”聚集而成，一个晶粒由很多个“单胞”拼接组成。X射线测得的晶块尺寸是指衍射面指数方向上的尺寸，
如果这个方向上有M 个单胞，而且这个方向上的晶面间距为d ，则测得的尺寸就是Md 。如果某个方向（HKL ）的单胞数为N ，晶面间距为d 1，那么这个方向的尺寸就是Nd 1。由 此可见，通过不同的衍射面测得的晶块尺寸是不一定相同的。 B 如果这个晶粒是一个完整的，没有缺陷的晶粒，可以将其视为一个测试单位，但是，如果这个晶粒有缺陷，那它就不是一个测试单位了，由缺陷分开的各个单位称为“亚晶”。比如说吧，如果一个晶粒由两个通过亚晶界的小晶粒组成（称为亚晶），那么，测得的就不是这个晶粒的尺寸而是亚晶的尺寸了。 C 为什么那么多人喜欢抛开专业的解释而用“粒径”这个词呢？都是“纳米材料”惹的祸。纳米晶粒本来就很小，一般可以认为一个纳米晶粒中不再存在亚晶，而是一个完整的晶粒，因此，亚晶尺寸这个术语就被套用到纳米晶粒的“粒径”上来了。实际上，国家对于纳米材料的粒径及粒径分布的表征是有标准的，需要用“小角散射”方法来测量。比如，北京钢铁研究总院做这个就做了很长时间。但是呢，一则，做小角散射的地方还不多，做起来也特别麻烦（现在好一些了，特别是对光能自动一些了），所以，很少有人去做，而且，用衍射峰宽计算出来的“粒径”总
磨料的种类 磨料可以分为天然磨料和人造磨料两大类。 一、天然磨料 自然界一切可以用于磨削或研磨的材料统称为天然磨料。常用的天然磨料有以下几种： 1．金刚石 金刚石是目前已知最硬的物质，其显微硬度为98.59Gpa。金刚石是碳的同素异型体，主要成份是碳，另外还含有0.02~4.8%的杂质，比重为3.15~3.53g/cm3。其产地非常有限，不但价格昂贵，而且极为缺乏。 金刚石因含杂质的不同而呈黑色、黑褐色、灰黑色等，脆性较大，易沿结晶面裂开，结晶越大抵抗外力的作用越强，金刚石的计量单位是克拉，1克拉=0.2g。 天然金刚石作为磨料主要用途有两个方面： 郑州玉发集团是中国最大的白刚玉生产商，专注白刚玉和煅烧α氧化铝近30年，因为专注所以专业，联系QQ2596686490，电话156390七七八八一。 （1）用于修整砂轮； （2）磨削和研磨难加工材料（如硬质合金、宝石、玻璃、石料等）。 2．天然刚玉 天然刚玉的主要矿物成份为α——Al2O3,其显微硬度为20.58Gpa，比重为3.93~4.00g/cm3。自然界存在的天然刚玉主要有以下三种： （1）优质刚玉（俗称宝石）有蓝宝石（含钛）、红宝石（含铬）等； （2）普通刚玉，呈黑色或棕红色； （3）金刚砂，可分为绿宝石金刚砂和褐铁矿金刚砂，它是一种集合晶体，硬度较低。 在上述三种天然刚玉中，第一种主要用于首饰，而后二种可以作为磨料，用来制造砂轮、油石、砂纸、砂布或微粉、研磨膏等。 3．石榴石 石榴石的晶形较好，显微硬度为13.33Gpa。属于石榴石的矿物种类很多，但适合于作磨料的仅有铁铝
石榴石一种，其矿物组成这：3FeO.Al2O3.3SiO2,含量不低于85~90%。 4。石英 石英的化学成份为SiO2，常夹杂有Al2O3、Fe2O3、 CaO MgO Fe2O3等。显微硬度为8.04 Gpa，可用作磨料的石英矿有脉石英、石英岩及石英砂等。 随着科学技术的发展，人造磨料的品种已达几十种之多，天然磨料由于自身的缺陷，已被越来越多的人造磨料所取代，目前除了天然金刚石、石榴石外，其它种类的天然磨料用量甚微。 二、人造磨料 人造磨料分刚玉系列、碳化物系列、超硬系列等几大类。现将各类磨料的简要制造方法、特性及磨削对象分别叙述如下。 1．刚玉系列人造磨料 属于刚玉系的人造磨料有棕刚玉、白刚玉、锆刚玉、微晶刚玉、单晶刚玉、铬刚玉、镨钕刚玉、黑刚玉及矾土烧结刚玉等。 （1）棕刚玉（A） 棕刚玉是以铝矾土、无烟煤和铁屑为原料，在电弧炉内经高温冶炼而成。在冶炼过程中，无烟煤中的碳将矾土中的氧化硅、氧化铁和氧化钛等杂质还原成金属，为些金属结合在一起成为铁合金，由于其比重较刚玉熔液大而沉降至炉底与刚玉熔液分离。仅有少量的杂质夹杂在刚玉熔快中。 棕刚玉的主要矿物成份为物理刚玉，三方晶系，少量的矿物杂质有：硅酸钙、钙斜长石、富铝红柱石（又称莫来石）、钛化物、玻璃体及少量铁合金等。 棕刚玉的抗破碎能力较强，抗氧化、抗腐蚀，具有良好的化学稳定性，是一种用途广泛的磨料。适用于磨削抗张强度高的金属材料，如普通碳素钢、硬青铜、合金钢的细磨和精磨，磨加工螺纹和齿轮等，白刚玉还可用于精密铸造及高级耐火材料。 （3）铬刚玉（PA） 铬刚玉的冶炼工艺与白刚玉相同，只是在冶炼过程中加入一定量的氧化铬，呈浅紫色或玫瑰色。 铬刚玉中由于引入Cr3+改善了磨料的韧性，其韧性较白刚玉高，而硬度与白刚玉相近，用于加工韧性
晶粒度分析
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DEFROM-3D之晶粒度分析模拟1.创建一个新问题 在主窗口中选中一个DB文件，单机后处理的Microsoftstructure按钮，打开 DEFORM-MICROSTRUCTURE窗口，单击Add project按钮增加计划。 2. 追踪选项设置 点击define按钮，在坯料上选取5个点，如图2所示
单机next按钮，在追踪界面选中No单选按钮，点击next。 3. 离散点阵设置 在离散点阵界面，类型选中Celluar Automata单选按钮（即CA模型），几何选中Square单选按钮，行和列分别设置为50，绝对尺寸为1，如图3所示 4. 边界条件设置 在边界条件界面，保持默认设置即可 5. 晶粒边界条件设置 在晶粒边界选项界面，设定Grain boundaries coupled to material flow 为No。Neighborhood选第一个，半径为1如图4所示
6. 位错密度常数设置 根据实际情况分别查找到对应材料各参数值，本次演示操作选取的值如图5所示 7. 再结晶设置 在再结晶界面选中Discontinous dynamic recrystallization (DRX)复选框，如图6所示，点击next 8. 形核状况设置 （1）在晶核形成界面1选中Function of threshold dislocation density and probability 单选按钮，如图7所示，然后next （2）在晶核形成条件界面2里，Critical dislocation density for DRX设为0.02，Probability of nucleation设为0.01，如图8所示，然后单击next。
“颗粒粒径分析方法”汇总大全 来源：材料人2016-08-05 一、相关概念： 1、粒度与粒径：颗粒的大小称为粒度，一般颗粒的大小又以直径表示,故也称为粒径。 2、粒度分布：用一定方法反映出一系列不同粒径区间颗粒分别占试样总量的百分比称为粒度分布。 3、等效粒径：由于实际颗粒的形状通常为非球形的，难以直接用直径表示其大小，因此在颗粒粒度测试领域，对非球形颗粒，通常以等效粒径（一般简称粒径）来表征颗粒的粒径。等效粒径是指当一个颗粒的某一物理特性与同质球形颗粒相同或相近时，就用该球形颗粒的直径代表这个实际颗粒的直径。其中，根据不同的原理，等效粒径又分为以下几类：等效体积径、等效筛分径、等效沉速径、等效投影面积径。需注意的是基于不同物理原理的各种测试方法，对等效粒径的定义不同，因此各种测试方法得到的测量结果之间无直接的对比性。 4、颗粒大小分级习惯术语：纳米颗粒（1-100 nm），亚微米颗粒（0.1-1 μm），微粒、微粉（1-100 μm），细粒、细粉（100-1000 μm），粗粒（大于1 mm）。 5、平均径：表示颗粒平均大小的数据。根据不同的仪器所测量的粒度分布，平均粒径分、体积平均径、面积平均径、长度平均径、数量平均径等。 6、D50：也叫中位径或中值粒径，这是一个表示粒度大小的典型值，该值准确地将总体划分为二等份，也就是说有50%的颗粒超过此值，有50%的颗粒低于此值。如果一个样品的D50=5 μm，说明在组成该样品的所有粒径的颗粒中，大于5 μm的颗粒占50％，小于5 μm的颗粒也占50％。 7、最频粒径：是频率分布曲线的最高点对应的粒径值。 8、D97：D97指一个样品的累计粒度分布数达到97%时所对应的粒径。它的物理意义是粒径小于它的的颗粒占97%。这是一个被广泛应用的表示粉体粗端粒度指标的数据。 二、粒度测试的基本方法及其分析 激光法 激光法是通过一台激光散射的方法来测量悬浮液，乳液和粉末样品颗粒分布的多用途仪器。纳米型和微米型激光料度仪还可以通过安装的软件来分析颗粒的形状。现在已经成为颗粒测试的主流。 1、优点：（1）适用性广，既可测粉末状的颗粒，也可测悬浮液和乳浊液中的颗粒；（2）测试范围宽，国际标准ISO 13320 - 1 Particle Size Analysis 2 Laser Diffraction Meth 2 ods 2 Part 1: General Principles中规定激光衍射散射法的应用范围为0.1～3000 μm；（3）准确性高，重复性好；（4）测试速度快；（5）可进行在线测量。 2、缺点：不宜测量粒度分布很窄的样品，分辨率相对较低。 激光散射技术分类： 1、静态光散射法（即时间平均散射）：测量散射光的空间分布规律采用米氏理论。测试的有效下限只能达到50纳米，对于更小的颗粒则无能为力。纳米颗粒测试必须采用“动态光散射”技术。 2、动态光散射法：研究散射光在某固定空间位置的强度随度时间变化的规律。原理基于ISO 13321分析颗粒粒度标准方法，即利用运动着的颗粒所产生的动态的散射光，通过光子相关光谱分析法分析PCS颗粒粒径。 按仪器接受的散射信号可以分为衍射法、角散射法、全散射法、光子相关光谱法，光子交叉相关光谱法（PCCS）等。其中以激光为光源的激光衍射散射式粒度仪（习惯上简称此类仪器为激光粒度仪）发展最为成熟，在颗粒测量技术中已经得到了普遍的采用。 激光粒度分析仪：
《钢材质量检验》单元教学设计一、教案头
二、教学过程设计
三、讲义 1.金属的硬度试验 晶粒度检验 晶粒度是晶粒大小的量度，它是金属材料的重要显微组织参量。钢中晶粒度的检验，是借助金相显微镜来测定钢中的实际晶粒度和奥氏晶粒度。 实际晶粒度，就是从出厂钢材上截取试样所测得的晶粒大小。而奥氏晶粒度则是将钢加热到一定温度并保温足够时间后，钢中奥氏晶粒度大小。下面介绍奥氏晶粒度的显示和晶粒度的测定方法。 晶粒度的测定 在国家标准GB6394-86中规定测量晶粒度的方法有比较法、面积法和截点法等，生产检验中常用比较法。 1.比较法 比较法是在100倍显微镜下与标准评级图对比来评定晶粒度的。标准图是按单位面积内的平均晶粒数来分级的，晶粒度级别指数G和平均晶粒数N的关系为式中 N=2G+3 N-放大100倍时每1mm2面积内的晶粒数，晶粒越细，N越大，则G越大。 在GB6394-86中备有四个系列的标准评级图，包括I无孪晶晶粒，II有孪晶晶粒，III 有孪晶晶粒（深反差腐蚀），IV钢中奥氏体晶粒。图4-10是系列I的标准评级图。实际评定时应选用与被测晶粒形貌相似的标准评级图，否则将应引入视觉误差。当晶粒尺寸过细或过粗，在100倍下超过了标准评级图片所包括的范围，可改用在其他放大倍数下参照同样标准评定，再利用表查出材料的实际晶粒度。 评级时，一般在放大100倍数的显微镜下，在每个试样检验面上选择三个或三个以上具有代表性的视场，对照标准评级图进行评定。 若具有代表性的视场中，晶粒大小均匀，则用一个级别来表示该种晶粒。若试样中发现明显的晶粒不均匀现象，则应当计算不同级别晶粒在视场中各占面积的百分比，若占优势的晶粒不低于视场面积的90%时。则只记录一种晶粒的级别指数，否则应当同时记录两种晶粒度及它们所占的面积，如6级70%-4级30%。 比较法简单直观，适用于评定等轴晶粒的完全再结晶或铸态的材料。比较法精度较低，为了提高精度可把标准评级图画在透明纸上，再覆在毛玻璃上与实际组织进行比较。 四、训练任务
1．晶粒度 晶粒大小的度量称为晶粒度。通常用长度、面积、体积或晶粒度级别数等不同方 晶粒大小的度量称为晶粒度通常用长度面积体积或晶粒度级别数等不同方 法评定或测定晶粒度大小。使用晶粒度级别数表示的晶粒度与测量方法和计量单 位无关。 2．实际晶粒度（如按照产品实际热处理条件进行渗碳淬回火后进行测试的晶粒度）实际晶粒度是指钢在具体热处理或热加工条件下所得到的奥氏体晶粒大小。实际 晶粒度基本上反映了钢件实际热处理时或热加工条件下所得到的晶粒大小，直接 影响钢冷却后所获得的产物的组织和性能平时所说的晶粒度如不作特别的说明 影响钢冷却后所获得的产物的组织和性能平时所说的晶粒度，如不作特别的说明，一般是指实际晶粒度。 3．本质晶粒度（如按照GB/T6394中渗碳法进行测试的晶粒度） 本质晶粒度是用以表明奥氏体晶粒长大倾向的晶粒度，是一种性能，并非指具体 的晶粒。根据奥氏仁晶粒长大倾向的不同，可将钢分为本质粗品粒钢和本质细晶 粒钢两类。就是这个材料的底子好不好，耐热处理晶粒不长大的能力好不好。 测定本质晶粒度的标准方法为：将钢加热到930℃±10℃，保温6h后测定奥氏体 晶粒大小，晶米度在1级～4级者为本质粗晶粒钢，晶粒度在5级～8级者为本质细 晶粒大小晶米度在级级者为本质粗晶粒钢晶粒度在级 晶粒钢。加热温度对奥氏体晶粒大小的影响见下图
一般情况下，本质细晶粒钢的晶粒长大倾向小，正常热处理后获得细小的实际晶粒，淬火温度范围较宽，生产上容易掌握，优质碳素钢和合金钢都是本质细晶粒钢。本质粗晶粒钢的晶粒长大倾向大，在生产中必须严格控制加热温度。以防过热晶粒粗化。值得注意的是加热温度超过930℃。本质细晶粒钢也可能得到很粗大的奥氏体晶粒。甚至比同温度下本质粗晶粒钢的晶粒还粗。 至比同温度下本质粗晶粒钢的晶粒还粗
《无极材料测试技术》课程作业 对编号 01N2009534 的样品 XRD 测试数据进行物相分析，并计算其平 均晶粒尺寸大小与晶胞参数。 1. 物相分析过程 使用 MDI Jade5.0 软件对样品 XRD 测试数据进行分析，以定性分析样品的物相。 1.1. 数据的导入 将测试得到的 XRD 测试数据文件 01N2009534.txt 直接拖动到 Jade 软 件图标上，导入数据，得到样品 XRD 衍射图（图 1-1）。 图 1-1 数据导入 Jade5.0 后得到的 XRD 图 1.2. 初步物相检索 右键点击 键，弹出检索对话框，设定初步检索条件：选择所有类 型的数据库；检索主物相（ Major Phase ）；不使用限定化学元素检索（ Use Chemistry 前方框不打钩）（如图 1-2 所示）。点击“ OK ”开始检索，得到的检索结果见图 1-3。 从初步检索结果可以看出，最可能的物相有四个： 5 8 323（图 1-3 ）、 CaB 6 O 10 · 5H 2 O （ 图 1-4a ）、 CaB O (OH)B(OH) (H O) 2.62 Al 9.8 Si 26.2 O 72 H 4.56（图 1-4b ）和 C 20 20 16 8 4（图 1-4c ）。其中前 Ca H N O S Th 三个均为无机物，第四个为有机金属化合物。
从结果分析，由图 1-4b、c 中可以看出，这两种物相的标准衍射峰没有与样品衍射峰中的最强峰匹配，因此样品中不含有第三、四中物相或者其主晶相不是第三、四种物相。而从图 1-3 以及图 1-4a 中可以看出，两种 物相的衍射峰与样品的衍射峰几乎都能对上，并且强弱对应良好，因此样品中主晶相可能为 CaB5O8(OH)B(OH) 3(H 2O) 3或 CaB6 O10·5H2O 或者两者的混合物。 图 1-2 初步物相检索条件设定 图 1-3 经过初步检索得到的检索结果
对不同颗粒尺寸采用不同的测量方法 作者：Stephen Ball,，马尔文仪器产品营销经理 本文中，马尔文仪器产品营销经理Stephen Ball向您介绍生物制药中蛋白质团聚物的一些测量技术。 随着生物分子在许多制药公司药物开发途径中所占据的比例越来越大，人们越来越关心相关开发、生产与监管方面难题的解决。由于药物的潜在免疫原性是生产商和监管者都十分关心的要素，因此如何定义生物药品的纯度与效力要比那些小分子药物复杂得多。这反过来突显了业界对高质量分析工具的迫切需要——希望它们能有助于全面表征出生物药物颗粒和团聚物，同时对药物内在颗粒与污染物的理化特性表征也越来越重视。 测量的用处何在？ 药物分子从发现走向早期配方是十分关键的一个步骤。分子的理化特性是药物配方与给药的决定因素；药物分子的理化特性确定得越早，就能获得越大的经济效益——无论是为了确定上述步骤成功的可能性，还是尽早避免可能的失败。就这一点而言，比较理想的是能够在非常少量的样品上进行一系列非破坏性试验，并且把更多的精力放在改善可能用到的测试过程中。 从药物分子理化特性表征到药物开发过程直至最终的成品测试，发现和检测蛋白质团聚物，是药物开发最重要的步骤，因为理解药物分子这方面的行为对于药物产品的配制、稳定性和安全性来说都是至关重要的。蛋白质结构是通过范德华力、氢键、二硫键和疏水作用的结合来保持的，环境条件的改变可能会影响其中的一些或者全部相互作用力——其结果可能会引发团聚物非正常的折叠或者对于溶解性造成负面影响。在此过程中，蛋白质的活性常常会消失，也有可能很多团聚物会发展出免疫原性，从而对最终治疗药物产品的有效性和安全性造成显著影响。 当前的监管预期是，对团聚物和大小范围在“0.2- 2”微米级别1的不溶性微粒进行表征。大小超过几微米的团聚物可以用视觉方法来进行表征。小于这个尺寸的，可以采用动态光散射(DLS) 法和体积排除色谱 (SEC) 法等成熟的分析技术对蛋白质凝聚物进行表征。图1列出了上述方法所采用的技术和测量范围。共振质量测量法 (RMM)是最新发展的技术现在也被用来检测和统计50 nm到5μm这一至关重要尺寸范围内的不溶性微粒，并对它们的浮力质量、净质量和粒径大小进行可靠的测量。共振质量测量法为不溶性微粒和亚微米级凝聚物提供了测量窗口。 动态光散射法的使用 动态光散射法测量迅速，属于非侵入性的测量方式，特别适合在药物试剂开发的早期阶段筛选蛋白质。
磨料的粒度 磨料的粒度是指磨料颗粒的粗细程度，磨料的粒度规格用粒度号来表示。 *粒度号用目或粒度表示，是1英寸*1英寸的面积内有多少个颗粒数（是指磨料颗粒的大小相当于1平方英寸的多少分之一）。 例：1000，表示砂粒大小是微米。 磨料的国家标准把粒度规格分为两类：一类是用于固结磨具、研磨、抛光的磨料粒度规格，其粒度号以"F"打头，称为"F粒度号磨料";另一类是用于涂附磨料的磨粒粒度规格，其粒度号以"P"打头，称为"P粒度号磨料". （1）F粒度号规格 普通磨料粒度按颗粒尺寸大小，分为39个粒度号，其筛比为,即 粗磨粒F4、F5、F6、F7、F8、F10、F12、F14、F16、F20、F22、F24、F30、F36、F40、F46、F54、F60、F70、F80、F90、F100、F120、F150、F180、F220、微粉F230、F240、F280、F320、F360、F400、F500、F600、F800、F1000、F1200、F1500、F2000. 根据磨料生产工艺，磨料粒度在F4~F220部分的称为"粗磨粒"、其磨粒尺寸在63μm以上，多用筛分法生产；磨料粒度在F230~F2000范围内，磨粒尺寸小于63μm的称为"微粉",多用于水选法生产。 F4~F220粗磨粒磨料粒度组成、F230~F2000微粉磨料粒度组成（光电沉降粒度）及F230~F2000微粉磨料粒度组成参见GB-T 2481-2009标准。 （2）P粒度号规格 在涂附磨具中使用P粒度号磨料（P为popular的第一个字母）。国标规定磨料有28个粒度号，即
粗磨料P12、P16、P20、P24、P36、P40、P50、P60、P80、P100、P120、P150、P180、P220、 细磨料P240、P280、P320、P360、P400、P500、P600、P800、P1000、P1200、P1500、P2000、P2500. P12~P220磨料较粗，其筛比为磨料为粒度较系及分为磨料，所用筛分比为→→磨料粒度组成与P240~P250磨料粒度组成参见GB-T 9258-2000标准。 砂纸的型号 常用的有 400# 600# 1000# 1200# 1500# 2000#。 例如W10代表04#号砂纸，800目。其它型号砂纸各规格对照如下：
晶粒模拟 1.输入变形主要文件 2.输入与晶粒有关的材料参数 3.输入最初的晶粒变量 4.运行模拟 5.准备及运行空冷模拟 6. 准备及运行水中淬火模拟 7.后处理 8.改变条件 介绍 本章的目的是介绍如何采用DEFORM2D晶粒模拟模拟锻 造过程及热处理过程中微观组织的变化。 再结晶度及平均晶粒尺寸是使用者最关心的参数，该模型中共有16中晶粒变量，他们都放在数据库中。 静态再结晶、中间动态再结晶、动态再结晶的演化机理和结晶成长都在模型中被计算。在每一个时间步里，基于时间、温度、应力、应力速率、演化历史，变形机制被定义，晶粒的变化被计算和更新。关于该模拟完整的解释在用户文档中有。 注意： 1）由于锻造过程的复杂性，对动态再结晶的同步模拟几乎是不可能的。实际上动态再结晶的计算是在变形过程之后。中间动态
再结晶，动态再结晶也是如此。这就是说，用户将看不到任何的 结果除非一个非变形的模拟（例如：热处理）跟在一个变形模拟的后面。 2）要完成一个完整的晶粒变化模拟，用户必须确定一个完整的热处理过程。特别是坯料必须在模拟结束时彻底的冷却。 问题摘要 空冷水中淬火是一个既简单又让人头疼的过程，该问题 使用SI单位，轴对称。材料IN718,模具材料H13钢。 1.输入变形主要文件 做一个工作路径，打开DEFORM 2D，用Problem ID GRAIN_LAB, 打开前处理，装载KEY文件UPSET.KEY. 这个KEY文件包含了该模拟的所有信息。 2.输入与晶粒有关的材料参数 点击模拟控制按纽，激活“晶粒”，到材料中选择IN718，点击晶粒窗口，窗口显示如下： 激活meta-dynamic、grain growth，不激活其他俩个，输入以下数据到相应的矩阵。 最高应力 应变速率极限 中间动态再结晶动力 中间动态再结晶晶粒尺寸
中华人民共和国能源部标准 SD313—89 油中颗粒数及尺寸分布测量方法 (自动颗粒计数仪法) 中华人民共和国能源部1989-03-27批准 1989-10-01实施 本方法采用自动颗粒计数仪测定每100mL油中所含颗粒数量及尺寸分布，测量颗粒尺寸范围5～150μm(更换传感器可以扩大量程)。适合于测定变压器油、汽轮机油等油品的颗粒污染度。 1仪器及材料 1.1自动颗粒计数仪根据遮光原理工作，需定期校准。 1.2传感器与自动颗粒计数仪配套使用，能测定粒径约150μm的颗粒。 1.3超声波清洗器最小功率50W。 1.4秒表或计时器精确度为0.1s。 1.5真空泵真空度不小于86kPa。 1.6过滤装置供过滤清洁液使用。 1.7微孔滤膜孔径为0.8μm、0.45μm和0.15μm。 1.8取样瓶250mL玻璃瓶(医用输液瓶)，具塞和塑料薄膜衬垫。 1.9AC粉尘校准液AC粉尘为非球形颗粒，校准液一般由仪器生产厂提供，也可按国际标准ISO4402方法配制。 1.10标准胶球校准液一般由仪器生产厂提供，也可按美国宇航标准ARP1192A方法配制。 1.11异丙醇化学纯。 1.12石油醚化学纯，沸程60～90℃。 1.13甲苯(或二甲苯)化学纯。 1.14去离子水或蒸馏水。 2清洁液的制备 异丙醇、石油醚、甲苯和蒸馏水等可依次经过不同孔径的滤膜过滤制得。供清洗仪器及稀释样品使用的清洁液，每100mL中粒径大于5μm的颗粒不多于100粒；供检验取样瓶用的清洁液，每100mL中粒径大于5μm的颗粒不多于50粒。 3取样 3.1取样瓶的清洗及检验 3.1.1取样瓶经过自来水和蒸馏水清洗后，再用清洁水清洗，瓶盖和薄膜衬垫也要用清洁液清洗。 3.1.2检验清洗干净后，向瓶中注入总容积为45%～55%的清洁液，垫上薄膜，盖上瓶盖后充分摇动。用自动颗粒计数仪测定每100mL液体中粒径大于5μm的颗粒数应不多于100
Jade 是如何计算晶粒尺寸的？ 不止10次有人问到这个问题，让我有兴趣去了解。看了看这个软件的帮助，也没有得到答案。只好一种一种方法去试，好象还真是得到了解答。今天，把它写出来供大家验证。 Jade 按照谢乐公式来计算。 θ βλcos k D = λ 是辐射的波长，按K α1的波长计算，如铜靶，则λ=0.154056nm 。 D 就是晶块尺寸，单位可以是纳米，与波长λ的单位相同。 k 是一个参数，可以取0.89,0.95或者1，一般人都愿意取1。但是，软件是按0.89计算的。 θ是半衍射角，单位可以是度或者弧度，只要你能正确计算出它的余弦就可以。 β是衍射峰的加宽。一般按两种方法来计算，即b B ?=β，22b B ?=β一般人愿意用b B ?=β。但是，Jade 却用后者。确实，一些教科书中都提到，后者更符合实际情况。 这里的B 就是FWHM ，即样品的衍射峰宽，b 则是仪器宽度。 好了。让大家来看看我的试验过程。 有这么一个衍射峰，我们先来做拟合：
通过Report----peak profile report菜单，查看到拟合的结果： 通过菜单Edit-----Preferences,可看到下面的窗口：
单击View FWHM Curve，你看到： 你可能看到的不一样，这是因为你没有做仪器校正，而使用了软件自带的某个“标样”，如Constant FWHM。这里看到的是我在07年12月19日做的硅标数据。 移动你的鼠标，并定位于116°处，你可看到FWHM=0.140°。这就是仪器宽度，即b。
在这个窗口中，你还看到了仪器波长是 1.54056埃，即0.145056nm。 怎么样？把这些数据代入到公式，得到14.40902nm。 这里讲的是单峰处理时的晶块尺寸。要注意，除非你的样品是分散单体纳米晶，否则，这个数据是不可信的。 关于晶块尺寸计算与微观应变更详细的解释，请访问我的QQ空间，也许会有些帮助。
Morphological study: focal contacts formation For quantification of vinculin positive contacts areas, we used the freeware image analysis ImageJ (NIH, https://www.doczj.com/doc/5713159344.html,/ij/). We opened the raw image, converted it to an 8-bit file, and used the unsharp mask feature (settings 1:0.2) before removing the image background (rolling ball radius 10). After smoothing, the resulting image, which appears similar to the original photomicrograph but with minimal background, was then converted to a binary image by setting a threshold. Threshold values were determined empirically by selecting a setting, which gave the most accurate binary image for a subset of randomly selected photomicrographs with varying peptides densities. The cell area was determined by manual delineation on raw fluorescent images, total contact area and mean contact area per cell were calculated by ‘‘analyse particules’’ in Image J, contacts smaller than 3 pixels were not taken into account. 首先用工具栏里的直线工具，沿SEM、TEM的标尺（bar）拉出一条等长的直线，在菜单栏里找到measure点击，得到标尺对应的长度数据（弹出的数据栏）；接着用同样的步骤测量你的particles;最后导出你的数据，放到excel、origin里处理就行了~ 测量的值是相对值，要利用bar的相对值和实际值进行换算~乘下除下就行了~ 首先要在measur 里面选择spatial calibration，将这里面标尺与自己图片里面的标尺对应，最后选择measurements，features里面选择直线。自己在图片里面画线，用长度除以晶粒数就ok了
第6章宝石加工常用的工艺耗材 第1节磨料 磨料指可用于是研磨或抛光的材料，它们是一些具有棱角和一定硬度及韧性的粉状物质，可直接研磨工件和制成磨具用。 6.1.1 磨料的基本特性 （1）硬度较高，一般不应低于被加工材料的硬度。 （2）韧性较好，不能因有研磨压力而易变形和被磨损。 （3）自锐性较好，即当受研磨压力而碎裂时，破碎后的各部分仍保持尖锐的多棱角状。 自锐性示意图 （4）熔点或软化点较高，在研磨发热作用下，磨料尖角不易熔化或变软。（5）化学稳定性较好，不与被加工的材料起反应。 （6）形状和粒度较均匀，每号磨料粒度在一定范围内。 6.1.2 磨料粒度的分类及适用范围
1、磨料的粒度等级 磨料粒度表示法：粒度号“＃”、“w” 粒径尺寸“μm” 磨料粒度分类：磨粒 2000～40 μm (17种) 微粉 40～0.5 μm (12种) （1）磨粒分级：12#、14#、16#、20#、24#、30#、36#、 46#、60#、70#、80#、100#、120#、 150#、180#、240 # 、280# 磨粒的粒度号用筛号表示，例如: 12#表示12#筛以下～14#筛以上的颗粒级 （2）微粉分级：W40 W28 W20 W14W10 W7 W5 W3.5 W2.5 W1.5 W1.0 W0.5微粉的粒度号以微米值表示，例如： W40表示粒径40～28 μm级（上限） 磨料的粒度号与粒径尺寸的对应关系见下表：
2、不同磨料粒度的适用范围 在宝石加工中，不同粒度磨料的适用范围如下表： 6.1.3 磨料的种类和性能 磨料主要是一些具有一定硬度和韧性的粒状或粉状的矿物质材料。按成因可分为天然磨料和人造磨料两大类。 天然磨料：金刚石、刚玉、石榴石、石英，等等。 人造磨料：金刚石系、碳化物系、刚玉系，等三大系列。 1、金刚石 ?包括天然和人造金刚石。 ?Hm=10，Hv=10000kg/mm2。 ?有一定韧性，但脆性相对较大，因易沿八面体完全解理方向破裂，自锐性较高。因而，耐磨性强，磨削性能好。 ?耐热性良好，在无氧化条件下加热1000℃无变化。 ?化学性质稳定，与酸碱物质不起反应。 2、碳化硅（SiC） ?以石英、石油焦碳为主要原料在1800℃以上高温下炼成的结晶化合物，是一种常用人造成磨料。
Scherrer公式计算晶粒尺寸（XRD数据计算晶粒尺寸） Scherrer公式计算晶粒尺寸（XRD数据计算晶粒尺寸） Scherrer公式计算晶粒尺寸（XRD数据计算晶粒尺寸） 根据X射线衍射理论，在晶粒尺寸小于100nm时，随晶粒尺寸的变小衍射峰宽化变得显著，考虑样品的吸收效应及结构对衍射线型的影响，样品晶粒尺寸可以用Debye-Scherrer公式计算。 Scherrer公式：Dhkl=kλ/βcosθ 其中，Dhkl为沿垂直于晶面（hkl）方向的晶粒直径，k为Scherrer 常数（通常为0.89），λ为入射X射线波长（Cuka 波长为0.15406nm，Cuka1 波长为0.15418nm。），θ为布拉格衍射角（°），β为衍射峰的半高峰宽（rad）。 但是在实际操作中如何从一张普通的XRD图谱中获得上述的参数来计算晶粒尺寸还存在以下问题： 1) 首先，用XRD计算晶粒尺寸必须扣除仪器宽化和应力宽化影响。如何扣除仪器宽化和应力宽化影响？在什么情况下，可以简化这一步骤？ 答：在晶粒尺寸小于100nm时，应力引起的宽化与晶粒尺度引起的宽化相比，可以忽略。此时，Scherrer公式适用。但晶粒尺寸大到一定程度时，应力引起的宽化比较显著，此时必须考虑引力引起的宽化， Scherrer公式不再适用。
2) 通常获得的XRD数据是由Kα线计算得到的。此时，需要Kα1 和Kα2必须扣除一个，如果没扣除，肯定不准确。 3) 扫描速度也有影响，要尽可能慢。一般2°/min。 4)一个样品可能有很多衍射峰，是计算每个衍射峰对应晶粒尺寸后 平均?还是有其它处理原则？ 答：通常应当计算每个衍射峰晶粒尺寸后进行平均。当然只有一两 峰的时候，就没有必要强求了！ 5) 有的XRD数据中给出了width值，是不是半高宽度的值？能不能 直接代入上面公式吗？如果不能，如何根据XRD图谱获得半峰宽？ TOP 20 β为衍射峰的半高峰宽时，k=0.89 β为衍射峰的积分宽度时，k=1.0。其中积分宽度=衍射峰面积积分/峰高 如何获得单色Kα1： 1）硬件滤掉Kβ：K系射线又可以细分为Kα（L层电子填充）和Kβ（M层电 子填充）两种波长略有差异的两种射线。而X射线衍射仪要求使用单色X射线，因此，需要在XRD实验时把后者除掉。 a). 传统的方法是在光路上加入一个滤波片（如Ni）。 b).现在一般使用铜靶，在光路上增加一个石墨晶体单色器来去除Kβ射线。通常的做法是在衍射线的光路上，安装弯曲晶体单色器。石墨单晶体单色器是一块磨成弯曲面的石墨单晶体。由试样衍射产生的衍射线（称为一次衍射）经单色器时，通过调整单晶体的方位使它的某个高反射本领晶面与一次衍射线的夹角刚好等于该晶面对一次衍射的Kα辐射的布拉格角。单色器可以去除衍射背底，也可以去除Kβ射线的干扰。这样，由单晶体衍射后发出的二次衍射线就是纯净的与试样衍射对应的Kα衍射线。 2) 软件分离Kα2：Kα辐射还可以细分为Kα1和Kα2两种波长差很小的辐射。由于它们的波长差很小，无法通过硬件的方法来消除其中任何一种，因此，只有
平均晶粒度概念 表示晶粒大小的尺度叫晶粒度。 晶粒度可用晶粒的平均面积或平均直径表示。工业生产上采用晶粒度等级来表示晶粒大小。标准晶粒度共分8级，1-4级为粗晶粒，5-8级为细晶粒。 一般晶粒度越大，也就是越细越好 钢的晶粒度按其奥氏体化条件与长大倾向刁又分成起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度三起始晶粒度指钢在临界温度以上加热，奥化过程中最初形成的奥氏体晶粒的晶粒度，即奥转变刚刚完成，其晶粒边界开始接触时的晶粒大，J 称初生晶粒度。实际晶粒度指某一实际条件下所得到的实粒大小。本质晶粒度只代表在某一条件下，奥氏体的长大倾向。 一、晶粒大小与力学性能的关系： 晶粒大小对材料的性能影响很大，实践证明，材料的屈服强度σs与晶粒直径d符合Hall-Petch公式：σs =σ0 + K d1/2 式中，σ0和K 是两个与材料有关的常数。 可见，晶粒越细小，材料的强度越高。不仅如此，晶粒细小还可以提高材料的塑性和韧性。 奥氏体的晶粒大小对钢随后的冷却转变及转变产物的组织和性能都有重要影响。通常，粗大的奥氏体晶粒冷却后得到粗大的组织，其力学性能指标较低。需要了解奥氏体晶粒度的概念以及影响奥氏体晶粒度的因素。
二、奥氏体晶粒度的概念： 奥氏体晶粒大小是用晶粒度来度量的。可用晶粒直径、单位面积中的晶粒数等方法来表示晶粒大小。晶粒度的评定一般采用比较法，即金相试样在放大100倍的显微镜下，与标准的图谱相比。YB27-77将钢的奥氏体晶粒度分为8级，1级最粗，8级最细(见P208图）。0级以下为超粗晶粒，8级以上超细晶粒。 奥氏体晶粒度级别（N）： 生产上用晶粒度N表示晶粒大小，晶粒度级别与晶粒的大小有如下关系：n = 2N-1 式中n表示放大100倍时，1平方英寸（645.16㎜2）上的晶粒数。n越大，N越大，晶粒越细。n0= 2N+3式中n0表示放大1倍时，1平方毫米上的晶粒数。 几个概念：起始晶粒度、本质晶粒度、实际晶粒度 1、起始晶粒度:奥氏体转变刚刚完成，即奥氏体晶粒边界刚刚相互接触时的奥氏体晶粒大小称为起始晶粒度。通常情况下，起始晶粒度总是比较细小、均匀的。起始晶粒大小取决于形核率和长大速度。加热转变终了时所得A晶粒度称为起始晶粒度。n0 = 1.01（I/V）1/2 式中：I-形核率，V-长大速度。 2、本质晶粒度:根据YB27-64试验方法，即在930±10℃，保温3~8h后测定的奥氏体晶粒大小称为本质晶粒度。如晶粒度为1~4级，称为本质粗晶粒钢，晶粒度为5~8级，则为本质细晶粒钢。本质晶粒度表示在规定的加热条件