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摘要：一种任何人都可以轻松抛光岩石样品表面的抛光板——“六角抛光机”，通过对圆盘形状的抛光板进行表面处理，形成有规则的六边形岛状物（凸起），岛状物周围有约200μm的凹槽，大大提升了抛光效果以及抛光效率。

关键词：抛光板、六边形凹凸、硬质矿物、边缘下垂、抛光效率

2小时→仅10分钟！通过新开发的抛光板成功缩短了镜面抛光时间

——可用于地球科学研究、半导体和电池材料开发领域的新技术

日本国立研究开发法人海洋研究开发机构（JAMSTEC）的清水健二首席研究员开发了一种任何人都可以轻松抛光岩石样品表面的抛光板——“六角抛光机”。以往需要2小时的抛光，现在只需10分钟即可完成。不仅可用于地球科学研究，还可用于开发半导体、电池等材料领域，本文将阐述其开发过程和特点。

影响精确观测结果的岩石样品抛光的难度

清水所属的JAMSTEC地球内部动力学领域对矿物中的熔体包裹体^※1和深海海底火山玻璃^※2中含有的水进行了调查，致力于解读地球水的起源和水循环的研究。在这项研究中，清水观察和分析了岩石样品的成分，并调查了矿物类型和晶体构造，但抛光是将岩石样品切割成薄片^※3进行观察时不可或缺的步骤。

岩石样品主要通过在抛光膜^※4上移动来抛光至光滑表面。然而，由于岩石含有软质矿物和硬质矿物的混合物，而正常抛光只能去除软质矿物，在软质矿物周围形成倾斜的“边缘下垂”，使表面不平坦。特别是熔体包裹体中含有硬质矿物和软质玻璃，因此如果薄片上残留有边缘下垂，将无法进行高精度的分析。

抛光由研究人员在覆盖有薄抛光膜的抛光板上手动移动样品来进行。此时，如果用力过大，样品就会粘在抛光膜上；如果强行移动，膜就会起皱，夹在中间的抛光碎屑就会损坏样品。由于这些原因，抛光岩石样品很难使用抛光机（旋转抛光机），需要大量时间、精力和技巧，给研究人员带来了困难。

在这种情况下，清水认为“准备样品的时间太浪费了，我想花更多时间进行分析和数据分析”。他反复下了功夫寻求一种任何人都能轻松快速地将表面抛光至光滑表面的方法，最终完成了一种新的抛光板“六角抛光机”。

※1…当矿物在地球的深处结晶时，它们会吸收周围的岩浆并喷发到地表，一部分岩浆迅速冷却并变成玻璃。在这种情况下，熔体是指岩石熔化的岩浆

※2…在水深不足2000米的深海海底喷发的岩浆被海水迅速冷却而成。由于深海海底的高水压，水仍然滞留在岩浆中

※3…将样品粘附在载玻片上并抛光至30μm的薄而均匀的厚度的状态。用显微镜观察时使用

※4…将金刚石、铝等硬且细小的磨粒粘接并固定在塑料薄膜上

使用六角抛光机，贴有抛光膜。交替使用十几种不同磨料粒度的抛光膜进行抛光处理

（图源：JAMSTEC）

正六边形产生的凹凸大大提高了抛光效率

清水开发的抛光板是直径为20cm、厚度为2mm的不锈钢圆盘，表面经过处理留有规则的六边形岛状物（凸起），岛状物周围有约200μm的凹槽。

由于存在凹槽，该区域的抛光膜会稍微弯曲。这样一来，样品与样品之间产生间隙，从而防止样品粘附。此外，如果将岛状物做成圆形，则凹槽的厚度会变得不稳定，因此通过将其做成正六边形，使凹槽宽度均匀。

将由不同硬度的矿物和玻璃制成的火山岩石样品采用常规方法（左）抛光，以及使用六角抛光机（右）进行抛光，并对表面进行比较。可以看出，用六角抛光机抛光，无论是柔软的部分还是坚硬的部分都能均匀地切削，消除了边缘下垂（阴影区域），使表面更加光滑。

（图源：JAMSTEC）

此外，凹槽的设计使得即使在流水下用抛光机抛光时，抛光碎屑也会流过抛光膜的弯曲部分并排出，从而防止损坏样品。因此，抛光板采用了圆盘形状。

通过使用这种“六角抛光机”，以往需要2小时的抛光只需10分钟即可完成，清水对此赞不绝口，他表示“即使是初学者，只需要稍微教一些技巧，就能够在不损伤样品表面的情况下使其变得平滑”。

传统抛光方法与使用“六角抛光机”抛光方法的区别

（料提供：池上精机株式会社）

清水获得“六角抛光机”的专利后，由抛光机制造商池上精机株式会社将其商品化。

清水表示：“虽然抛光的难度在材料领域也被视为一个问题，但由于这种抛光板也可以用于半导体和电池等材料，因此我希望它能用于多种领域”。

通过使微小而精细的差异影响结果的抛光变得更容易和更快，未来人们探索地球诞生之谜所需时间也将大大缩短。

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