岩石薄片制备（岩石薄片显微镜制备）
在光学矿物学和岩石学中，薄片是对岩石、矿物、土壤、陶器、骨骼甚至金属样品的实验室制备，用于偏光岩相显微镜、电子显微镜和电子探针的观察。从样品中切割出一小片岩石，使用金刚石锯进行光学打磨，然后将其安装在玻璃载玻片上，并使用逐渐细化的研磨砂粒进行平滑研磨，直到样品厚度只有30微米。该方法使用了米歇尔-莱维（Michel-Lévy）干涉色彩图表。通常以石英作为厚度的判断基准，因为它是最常见的矿物之一。
当放置在两个彼此成直角的偏光滤光片之间时，薄片中矿物的光学特性会改变观察者所见的光的颜色和强度。由于不同的矿物具有不同的光学特性，大多数岩石形成矿物可以很容易地被识别出来。例如，斜长石是一种透明的矿物，具有多个平行的孪晶面。大型的蓝绿色矿物是斜单辉石，其中还有一些正单辉石的分离出现。
制备薄片是为了研究岩石中矿物的光学特性。这项工作是岩石学的一部分，有助于揭示母岩的起源和演化。
石灰岩的岩石薄片制备
石灰石是一种沉积岩，主要由方解石和菱镁石组成，它们是不同晶体形态的碳酸钙（CaCO3）。许多石灰石由珊瑚或有孔虫等海洋生物的骨骼碎屑组成。石灰石占据了所有沉积岩总体积的约10%。石灰石在水和弱酸溶液中的溶解度导致了喀斯特地貌，其中水在数千到数百万年间侵蚀石灰石。大多数洞穴系统都是在石灰岩基岩中形成的。石灰石具有许多用途，包括作为建筑材料，作为道路基础的骨料，作为牙膏或油漆等产品的白色颜料或填充剂，以及作为化学原料。
| 石灰石的切割和研磨阶段 | |
|---|---|
| 使用的设备: | 薄片机 - Kemtech Geo |
| 切割盘 | Ø200 钻石切割片（金属结合，高浓度） |
| 砂轮 | Ø175 钻石杯形砂轮，35 微米 |
| 标准载玻片 27 x 46 x 1.27，共 144 片。 | |
| 石灰石的抛光阶段 | |
| 使用的设备 | KemTech III 薄片研磨机 |
| 样品夹持器 | 真空夹具（样品夹具） |
| 板子/垫子 | 铸铁研磨板，PSU-M 和 MBL-M 抛光垫 |
- 从主石样品中，使用Geoforms的左侧切割台切下一个8-10毫米的片段。研磨玻璃载片，使其表面粗糙，以便将石样品固定在载片上。使用碳化硅+水，磨石样品的平整表面（您可以使用KemTech III上的研磨盘）使其表面变得粗糙。
- 使用KEPT环氧树脂将样品固定在玻璃载片上，然后将样品放入Geofix中，在压力下帮助将样品与玻璃载片粘合。
- 将玻璃载片放入Geoforms的左侧站台，然后使用Geoform上的特殊载片切割机构将样品切割到约2.0毫米的厚度。
- 然后将样品放置在Geoform的右侧站台上，使用真空精确研磨样品。用千分尺接触石样品，并调整千分尺的数字定位到零，然后使用研磨杯将石样品的表面研磨到约80微米，从约2.0毫米研磨到80微米。当样品厚度为200微米时，可以以50微米的步长研磨。
- 将KemTech真空夹具设置为所需的最终厚度，然后将均匀研磨的样品安装到真空夹具面上。
- 在KemTech III机器上使用碳化硅/水混合物进行研磨，直到夹具的钻石停止环完全接触铸铁研磨盘。当达到这一点时，声音会发生变化。这意味着载片已经研磨到设定的厚度。
- 从夹具中取出载片并进行清洁和检查。载片现在可以在KemTech III上进行抛光。
- 将真空夹具放入超声波清洁器中，以确保清除所有研磨污染物，并调整钻石停止环，使其位于真空面板上方。
- 将铸铁研磨盘更换为铝离开盘，并安装一个PSU-M抛光垫。
- 使用钻石悬浮液为Aku-Disp悬浮泵（可使用单独的泵头）充电，并将泵程序设定为每8-10秒提供2秒的悬浮液供应。
- 将经过研磨的样品安装到清洁的真空夹具上，并在PSU和MBL布上抛光，逐渐减小钻石悬浮液的粒径，直至达到所需的厚度和表面光洁度，大约为30微米。取出样品并清洁。载片现在已准备好进行分析。
石灰石
石灰石的显微结构
石灰石：切割后（10倍放大）
石灰石：用6μ的金刚石研磨（10倍放大）
石灰石：用3μ的金刚石膏抛光（10倍放大）
石灰石：用1μ的金刚石膏抛光（10倍放大）
MgO-Cr砖的岩石薄片制备
冷埋阶段
埋入模具直径：25-40毫米
冷埋树脂：KEPT环氧树脂
切割样本必须完全干燥，可以通过标准干燥或在35°C下使用热板干燥。然后混合环氧树脂（混合比2：1），将混合物倒入模具中并让其凝固。模制的样本放置在KemVac中，在650毫米汞柱真空下放置10-12分钟。一段时间后，您可以观察到埋装混合物中的气泡，气泡通常在45分钟内消失。使用真空计将真空调整为100毫米汞柱至130毫米汞柱。硬化时间约为8小时。
使用KemTech Geo进行样本切割和研磨
当你准备在Geoform上切割样本时，最好在前一次切割步骤中将其保留在约10毫米的厚度。如果太薄，切割刀可能会弹射出去。使用KemTech Geo，你可以根据目测将样本切割成2-3毫米的厚度。你可以通过移除前部的2个孔并将机器板的该部分朝上来更换切割盘。你还应该注意将水流注射到切割盘的金刚石边缘上。
循环系统始终很有用。你会消耗大量的水。在这个设备中不需要使用冷却剂。也没有防锈剂，因为你在这里不使用金属。你需要通过真空来"夹紧"产品。这个计数器应该设置在-600到-500之间。你可以夹紧尺寸为1" x 2"、1" x 3"和2" x 3"的载玻片。夹紧器上有一些孔，根据玻璃的尺寸可以滑动出来，以防止它滑动。不要将夹紧器的高度设置得超过你想保留的厚度。
两侧都有一个真空泵的水容器。确保它绝对低于最大水平线。否则，泵会损坏，而且它们不便宜。最好在工作指示中提到每次开始前都要将其排空。
为了高效工作，最好先将玻璃片铺平。这样它们就肯定是平的，不会产生偏差。此外，如果你在KemTech III上使用真空夹具进行操作，它们都是一样的厚度，因此你只需要调整一次你的显微尺。最好对载玻片进行磨砂处理，至少在样品一侧进行。这样可以更好地与包埋剂粘合。通过在底部的一侧涂抹润滑剂，然后倾斜石头（见下图），并线性上下移动来固定样品下的树脂。如果操作得当，你的层厚应该约为10微米。在追求正确厚度和定位显微尺时要考虑这一点。
你让它在压力下休息。这当然是个好主意，而且根据你希望变薄的程度，甚至是必要的，首先在粘合边上进行抛光。样本现在已经制作和安装好了。然后还有Geoform真空夹持器的平整度。它们可以用"砂轮机"压平，或者更好地通过平整抛光来处理。
切割非常简单。在研磨时，你需要考虑以下几点。在厚度达到200微米之前，你可以每次移动增加50微米（前后移动=1次移动）。对于非常硬的岩石，你需要使用较小的增量。从那个点开始，你将以20微米的步长继续进行。使用50微米的步长会导致抛光，当剩下的材料非常少时，你将无法在可能的后续抛光过程中除去它。
研磨时，将时钟调至与玻璃刚好接触盘的位置。然后向后移动到你希望保留的厚度，并将其调回到"0"位置。如果之后要进行平整抛光，可以将其设置为200微米。否则，可以继续研磨，但限制厚度约为80微米。在使用显微尺计算时，要考虑树脂的厚度（10微米）。你可以在具有SiCa 9.6微米的铸铁板上对玻璃载玻片和石样进行抛光。当然，你也可以购买"磨砂"玻璃。
岩相学术语词汇表
耐火材料
耐火材料是指在高温下仍保持其强度的材料。ASTM C71将耐火材料定义为"非金属材料，具有使其适用于在1,000°F（811 K；538°C）以上环境中的结构或系统的化学和物理特性"。耐火材料用于炉子、窑炉、焚烧炉和反应器的衬里。它们也用于制作坩埚。耐火材料必须在高温下具有化学和物理稳定性。根据操作环境的不同，它们需要耐热震、耐化学侵蚀，并且具有特定的热导率和热膨胀系数范围。
氧化铝（氧化铝）、硅（二氧化硅）和镁（氧化镁）是制造耐火材料中最重要的材料。耐火材料中通常还含有钙的氧化物（石灰）。耐火黏土也广泛用于耐火材料的制造。选择耐火材料必须根据其所面临的条件进行选择。某些应用需要特殊的耐火材料。当材料需要承受极高温度时，会使用氧化锆。碳化硅和碳（石墨）是另外两种在极端温度条件下使用的耐火材料，但不能与氧气接触，因为它们会氧化和燃烧。
耐火材料的分类可根据化学成分、制造方法、物理形态或其应用进行分类。根据化学成分分类： 酸性耐火材料：用于炉渣和气氛为酸性的区域。它们对酸性稳定，但易受碱性物质侵蚀。主要原材料属于RO2类，例如二氧化硅（SiO2）、氧化锆（ZrO2）等。
中性耐火材料
用于炉渣和气氛既酸性又碱性的区域，对酸碱稳定。主要原材料属于R2O3类，如氧化铝（Al2O3）、氧化铬（Cr2O3）和碳
高密度烧结菱镁石的微观结构，含有97％的MgO。
碱性耐火材料
用于炉渣和气氛为碱性的区域，稳定于碱性材料但与酸反应。主要原材料属于RO类，其中氧化镁（MgO）是非常常见的例子。其他例子包括白云石和铬镁砖。
- 干压成型
- 熔铸法
- 手工成型
- 成型（常规、烧结或化学结合）
- 非成型（整体塑料、夯实和喷射质量、浇注料）
标准液态MgO的晶粒微观结构
有形状的耐火材料
具有固定的尺寸和形状。可以进一步分为标准形状和特殊形状。标准形状的尺寸符合大多数耐火材料制造商的要求，通常适用于相同类型的窑炉或炉子。特殊形状是专门为特定的窑炉或炉子定制的
无形材料
这些材料没有确定的形状，在应用时才被赋予形状。这些类型更为人所熟知的是单体耐火材料。常见的例子包括塑料块状材料、夯实材料、浇注料、喷涂材料、修整混合料、砂浆等。
耐火材料锚固
所有耐火材料都需要锚固系统，例如金属丝锚具、金属锚具（例如六角金属网）或陶瓷砖，来支撑耐火衬里。用于屋顶和垂直墙壁的耐火锚固更为关键，因为它们必须能够在高温和工作条件下承受耐火材料的重量。常用的锚具有圆形或矩形截面。圆形截面用于较薄的耐火材料，它们支撑的单位面积重量较小；而矩形截面用于较厚的耐火材料，可以支撑更大的单位面积耐火材料重量。所需使用的锚具数量取决于工作条件和耐火材料。锚具的材料、形状、数量和尺寸的选择对耐火材料的使用寿命有重要影响。
圆柱形30 MgO尖晶石的腐蚀测试
含有30％Si和30％锆石的尖晶石
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