Guia de preparação para geologia e mineralogia Corte | Embutimento | Desbaste & Polimento | Seções Finas

Otimize seus processos de mineração com as soluções avançadas da QATM

A preparação de amostras materialográficas é uma etapa essencial na análise qualitativa e quantitativa de amostras geológicas e mineralógicas. Seja para analisar rochas, minérios, minerais ou fósseis, você precisa de um método confiável e preciso para cortar, embutir, desbastar e polir suas amostras. Com os equipamentos e consumíveis da QATM, você pode otimizar esse processo e alcançar resultados de alta qualidade.

Neste guia, apresentamos alguns dos nossos produtos e aplicações mais importantes para a preparação de amostras materialográficas em geologia e mineralogia. Você encontrará uma breve descrição das características e benefícios de nossas máquinas de corte, sistemas de embutimento e máquinas de desbaste e polimento, assim como alguns exemplos de amostras típicas que você pode preparar com nosso equipamento e consumíveis.

O processo de preparação começa com o corte de uma amostra representativa do material inicial. A seleção correta do processo de corte garante a produção de uma amostra sem danos e com uma superfície plana que facilita os passos subsequentes do processo. Uma seleção ou execução incorreta do processo de corte pode levar a danos irrevogáveis na amostra. Amostras quebradiças, porosas ou danificadas devem ser impregnadas com materiais de embutimento adequados antes do seccionamento para evitar danos durante o corte.

Para pós ou os chamados 'rochas macias', deve-se garantir que as amostras estejam suficientemente desaglomeradas e que as partículas de pó sejam seguramente envolvidas pelo material de embutimento para evitar que se soltem posteriormente.

Embutimento para geologia e mineralogia

A QATM oferece várias soluções para embutir e impregnar suas amostras de rocha, dependendo de suas preferências e requisitos. Você pode escolher entre embutimento a quente e a frio, assim como entre diferentes materiais de embutimento, como resinas epóxi ou acrilatos. Com os sistemas de embutimento da QATM, você pode estabilizar, proteger e preparar suas amostras para o processo subsequente de preparação.

Nossos sistemas de embutimento são ideais para embutir amostras geológicas e mineralógicas, por exemplo:

• Amostras de rochas que apresentam alta dureza, porosidade ou fissuração, e que requerem suporte uniforme e uma boa conexão de borda.
  
• Amostras de minério que têm uma alta densidade, heterogeneidade ou sensibilidade, e que requerem um bom preenchimento e baixa contração.
  
• Amostras minerais que possuem alta transparência, cor ou estrutura e que requerem uma visão clara e baixa descoloração.

O método mais comum para amostras mineralógicas é o embutimento a frio com resinas epóxi. Para seções finas, mas também para seções finas de amostras em pó, resinas epóxi de baixa viscosidade são usadas para preencher bem poros e fissuras e, no caso de pós, para envolvê-los bem com material de embutimento. O índice de refração desses materiais de embutimento deve ser semelhante ao do vidro para evitar distorcer os resultados posteriormente durante a análise microscópica de luz.

O tempo de cura dessas resinas epóxi é entre três e 24 horas.

Embutimento a quente

• O embutimento a quente é realizado em prensas de embutimento a quente sob altas pressões e temperaturas.
• Para embutimento a quente, estão disponíveis tanto agentes de embutimento termofixos para máxima dureza quanto agentes de embutimento termoplásticos para embutimento transparente.
• O embutimento a quente oferece a melhor retenção de borda e planaridade e é ideal para gravação química úmida.

Embutimento a frio

• Os materiais de embutimento a frio QPREP são adequados para amostras sensíveis ao calor ou à pressão.
• O embutimento a frio utiliza reações químicas para curar o material de embutimento, estando disponíveis resinas acrílicas, resinas epóxi e resinas de poliéster.
• A seleção é baseada em propriedades como tempo de reação, taxa de remoção e dureza.
• O embutimento a frio pode ser usado para uma variedade de materiais e formas de amostras em vários tamanhos.

Embutimento UV

• Os materiais de embutimento UV consistem em resinas acrílicas modificadas sem adição de cargas.
• Eles são curados sob irradiação UV dentro de uma faixa estreita de comprimento de onda e requerem equipamentos especialmente projetados.
• Os iniciadores UV presentes na resina absorvem a radiação UV para a iniciação da reação.
• O embutimento UV é o método mais rápido sem a necessidade de altas pressões ou calor externo.
• Os sistemas de 1 componente utilizados não requerem mistura, resultam em embutimentos transparentes e possibilitam um trabalho seguro no laboratório.

Os poros e fissuras devem ser preenchidos com o material de embutimento sob vácuo com a ajuda do dispositivo de impregnação a vácuo da QATM. As amostras a serem embutidas são colocadas no recipiente a vácuo, que é então evacuado com a ajuda da bomba de vácuo conectada. Os poros e fissuras são esvaziados de ar e o material de embutimento de baixa viscosidade pode então penetrar nas cavidades sob vácuo. Após o preenchimento dos moldes com o material de embutimento, o recipiente a vácuo pode ser ventilado e as amostras podem ser removidas para cura.

Para espécimes polidos, provou ser útil montar inicialmente apenas uma camada de aproximadamente 5 mm de espessura e, então, preencher o espécime até uma altura trabalhável em uma segunda etapa após qualquer rotulagem do espécime.

Para evitar a formação de bolhas, as amostras podem ser armazenadas por duas horas sob uma sobrepressão de 2 bar após o preenchimento do molde de embutimento com o material de embutimento.

Alternativamente, um material de embutimento que cura com luz (Qprep UV50 & UV55) também pode ser usado para embutimento. Devido à maior viscosidade desses materiais de embutimento, a impregnação completa de fissuras e poros geralmente não pode ser alcançada.

Amostras em pó também podem ser embutidas em uma prensa de embutimento quente sob pressão e temperatura. Os diâmetros comuns de amostras são Ø 25 a 30 mm, e tamanhos maiores são possíveis.

Espécimes destinados ao desbaste & polimento podem ser preparados diretamente após o embutimento, e espécimes destinados a seções finas devem ser processados adicionalmente.

Seções Finas para geologia e mineralogia

Amostras destinadas a seções finas são desbastadas até ficarem planas após o corte e embutimento. Dependendo do material, um tamanho de grão abrasivo de 65-75 μm pode ser usado. O desbaste é realizado com baixa pressão de contato, baixa velocidade e boa refrigeração. A amostra deve ser verificada sob um estereomicroscópio após cada etapa de preparação. Arranhões grossos devem ser evitados.

Após a amostra ter secado, ela é colada em uma lâmina de vidro com o lado desbastado. O adesivo utilizado é Qpox 90, 92 ou 94 ou Qprep 50UV ou 55UV com cura por luz. Para evitar descolamento ou formação de bolhas, a amostra deve ser pressionada com a prensa para seções finas da QATM. A lâmina de vidro na qual a amostra é colada deve ter uma espessura definida ou conhecida para procedimentos de análise subsequentes; se necessário, ela deve ser pré-desbastada até uma espessura definida. Um lado da lâmina deve ser áspero para melhor aderência do adesivo. As lâminas de vidro da QATM cumprem tanto o requisito de uma espessura definida quanto o requisito de uma superfície áspera.  

Lâminas de vidro para seções finas  

• Vidro de baixo estresse para prevenir a quebra do vidro
• Espessura do vidro >1,5 mm também para prevenir quebra do vidro
• Espessura uniforme do vidro com baixas tolerâncias (±0,05 mm)
• Para baixa remoção (tempo e custos) durante o desbaste superficial I
• Bordas desbastadas (90°) para prevenir lesões e lascas  
• Índice de refração definido  
• Fosqueamento através de processo de jateamento de areia selecionado (tamanho do grão) (opcional)

Após o endurecimento do adesivo, a amostra é agora 'pré-desbastada' por corte. Para fazer isso, a lâmina de vidro é fixada em um dispositivo de fixação a vácuo, que está disponível para o QATM Qcut 150 A e Qcut 200 A. A amostra é agora pré-cortada até uma espessura de 300 a 1000 µm, mantendo o paralelismo plano. A espessura a ser alcançada depende do material, do embutimento e da máquina de corte. A amostra é então desbastada até a espessura final. Este processo de desbaste pode ser realizado nas máquinas de corte de precisão QATM Qcut 150 A ou 200 A. O dispositivo de fixação a vácuo descrito acima é então também utilizado para fixação. Rodas de copo de diamante Qprep de vários tamanhos de grão são usadas para o desbaste.  

Lixadeira de copo de diamante

Se é desejado um espécime com faces paralelas após o corte de precisão, recomenda-se o uso de uma roda copo de diamante para processamento adicional. Utilizados em nossas máquinas de corte de precisão Qcut 150 M, Qcut 150 A e Qcut 200 A com suporte de espécime a vácuo, o esmeril copo de diamante QPREP permite ao usuário alcançar o paralelismo plano ótimo com alta qualidade de superfície e reprodutibilidade.

Vantagens do Produto Preparo de amostra paralelo plano Remoção de estoque com alta precisão Precisão de repetição muito alta

Aplicações recomendadas Alvo do preparo Análise de defeitos Tecnologia de seção fina Exames petrográficos

Este processo de desbaste pode ser realizado no QATM Qcut 200 A com ótima reprodutibilidade graças ao eixo Z automático de alta precisão. Normalmente, não é necessário polir as seções finas resultantes.

O processo de desbaste também pode ser realizado na máquina de desbaste e polimento QATM Qpol 300 A1, por exemplo. Suportes de amostras para preparação em modo de pressão única ou central estão disponíveis para este fim. A preparação em pressão de contato única é particularmente flexível aqui. As amostras são pressionadas de forma especialmente uniforme usando dois carimbos de pressão. Papéis abrasivos de carbeto de silício com diferentes tamanhos de grãos abrasivos estão disponíveis para desbaste e, se necessário, polimento. Papéis abrasivos podem ser usados para todos os minerais e minérios. Eles oferecem resultados ótimos de desbaste para amostras macias e sensíveis.

As rodas de desbaste de diamante Qprep com diferentes tipos de ligação oferecem maior remoção de material, excelente planicidade das amostras e baixa formação de relevo.
Para amostras mineralógicas, são usadas principalmente rodas de desbaste de diamante com ligação de resina ou metal.

VEGA disco de moagem de diamante

QPREP Vega é um disco de desbaste em um suporte de metal zincado para lixamento plano e pré-desbaste de materiais duros. No verso, o produto é revestido com uma impressão antiderrapante de alta qualidade. O disco de moagem está equipado com diamantes ligados em níquel. A impressão traseira funcional fornece adesão segura à folha magnética.

Vantagens do Produto Alta remoção de estoque Planaridade particularmente alta Tempo de vida muito longa

Aplicações recomendadas Materiais ferrosos duros Compósitos Cerâmicas Rochas Possível lixar amostras não montadas Especialmente recomendável para preparações manuais

Com esse processo de desbaste, a amostra, colada à lâmina de vidro, é cuidadosamente desbastada até atingir uma espessura final de 20 a 30 µm. Poros ou fissuras abertos pelo 'pré-desbaste' (corte até uma espessura de 300 - 700 µm) devem ser fechados antes do desbaste. Um meio adequado, como o Qpox 94, deve ser usado para este propósito. A espessura final da amostra depende do material e da tarefa. Um critério para a espessura correta é a cor inerente do material. Por exemplo, o quartzo é sempre branco. Se houver uma tonalidade amarelada, a amostra ainda está muito espessa. Para uma avaliação mais fácil, os suportes de amostra da QATM para impressões individuais têm uma abertura no meio para permitir que as cores sejam avaliadas sem remover as amostras. O processo de desbaste pode ser completado com um tamanho de grão de 22 a 18 µm.

Para um exame em luz refletida, então deve ser realizado o polimento. Os seguintes panos de polimento podem ser usados para este propósito.