林洪芹，王 雨，王春霞，郭岭岭

（盐城工学院 纺织服装学院，江苏 盐城 224051）

纺织材料学是纺织科学与工程类专业的一门专业基础课程，为了加强理论与实践相结合，也必定开设纤维的认识与鉴别有关实验，这里边就含有纺织材料切片制作实验，其中哈氏切片法是最基本的一种切片方法。此实验步骤很多文献[1-2]有所介绍。此实验应用较广，但仍存在着一些缺点，因而不少作者[2-5]对哈氏切片制作的包埋介质进行比较研究或切片器加以改进，并提出用其他切片方法，如树脂包埋手摇切片机法[6]、速干胶包埋纤维轮转式切片机法[7]、自动快速切片仪法[8]等等。本校结合多年从事纺织材料切片制作实验教学体会，对哈氏切片法使用的实验材料、工具和步骤等加以改进和完善，取得了良好的实验教学效果。如下总结所采用的主要措施，并结合应用实例阐述哈氏切片法制作切片的过程，以期能够为相关的教学和科研工作提供指导。

1 哈氏切片法及其优缺点

哈氏切片法是利用Y172型纤维切片器，将纤维或纱线切成薄片的方法。Y172型纤维切片器示意图如图1所示。由于哈氏切片法不能获得很薄的切片，且由于纤维与纤维之间受到较大挤压，纤维或纱线容易变形，从而对纺织材料检测的结果受到一定影响，因此，此法对切片要求较高的检测工作不太适用，而要选择其他切片方法[6-8]。但因哈氏切片法可切成厚度为10～30μm切片，能适应一般的纤维或纱线检测工作的需要，也是纺织类学生学习纺织材料学应掌握的一项基础的实验技术，且这种方法使用的Y172型纤维切片器结构简单小巧，操作简单快速，成本低等，从而得到广泛使用。

图1 Y172型纤维切片器示意图

2 改进和完善哈氏切片法的主要措施

2.1 实验材料

由于学生是初次学习切片器的使用方法，故在日常实验教学中，实验材料可选择为染色后的纤维或纱线，以羊毛作为介质。如果选用有色纱线做切片，可选择放置2～3根纱线外围包羊毛纤维。这样更有利于切片实验的成功，实验效果也会更明显。

2.2 刀片的选用

原来的实验工具为单面或双面刀片，都有刀刃的刀片，刀片很薄。单面刀片与双面刀片相比厚硬，因有一长端另加了一块包边，也叫单面保安刀片。实验时选用单面刀片，并注意及时更新单面刀片，实验时握持刀片角度15°左右，用力均匀，并且保持角度不变，切割金属板正反两面的纤维。如此选择和使用刀片，实验会相对安全一些，且能更快更好地获得理想的切片。

2.3 注意精密螺丝的下端推杆初始位置

实验时，操作者对精密螺丝的下端推杆初始位置往往不注意，目前也没有看到文献提及。假如推杆初始位置凸出螺座底面，安装上螺座时，精密螺丝的下端推杆有可能将金属板里的纤维或纱线顶出一部分，如纤维或纱线太松甚至会掉下来；反之，推杆初始位置凹入螺座底面，就会造成实验时切片的第一片厚度无法控制。不少文献[1，4]中提及第一片厚度，因无法控制，一般舍去不用。因此每次开始实验前，对切片器进行检查，确保位置与螺座底面在同一个平面上，获得的第一片切片就有可能合格，可以采用。

2.4 适时恰当使用家用电吹风

由于天气原因，当实验教学时遇到湿度或雾气很大的时，火棉胶难以干燥，且每切一片后，顶出纤维或纱线后都要涂上火棉胶，这样每次切片实验等待火棉胶自然蒸发干燥累加起来需不少时间，所以，对于学生学习切片实验或对实验条件要求不高时，可适时恰当使用家用电吹风（多个学生可共用），打开热风左右晃动，离远点对已切纤维或纱线涂上火棉胶的切片器进行吹干，虽然吹风机只能使表层的火棉胶快速固化，因切片很薄，影响不大，但这样可以大大提高切片制作效率。

2.5 旋转精密螺丝格数

旋转精密螺丝可控制推出的纤维长度，但因精密螺丝没有长度值表达，主要依靠操作人员的经验判断，这样造成推出纤维长度不易控制[3，5]。另外不同文献对旋转精密螺丝多少说法不一，如：旋转精密刻度螺丝0.8～1.2个格[2]，旋转螺丝半格或一格[6]或旋转精密螺丝1/6圈左右[9]等。推出纤维长度虽不能准确控制，如果多加练习，切片厚度能控制在一定范围内。且经过多次尝试验证，其中旋转精密螺丝1/6圈左右，表达得比较清楚且更易获得较好质量的切片。

2.6 正确放置切下的切片

在平时制作切片的过程中，操作者可能随意将切片放在滴有甘油的载玻片上。实际上正确放置切下的切片在切片实验中起关键作用。将纤维或纱线表面涂有火棉胶的一面紧贴滴有甘油的载玻片上，切面朝上，这样切片在显微镜下看得更清楚，也更好地避免小气泡。同一切片不同朝向的染色纱线横截面图像如图2。

图2 同一切片不同朝向的染色纱线横截面图像

2.7 利用手机对显微镜中的切片图像拍照

以前实验报告上的切片图像是学生对照显微镜里的图像绘图得来的，而学生所绘图与原图像往往出现存在很大的偏差。如今学生人人有手机，学生拿手机对准显微镜切片图像，注明调整前后左右以及远近位置使图像清楚后拍照，利用手机拍摄的染色纱线横截面照片如图3，实验课后将其打印贴在实验报告上，学生并根据照片描述纤维或纱线的横截面形状等，能够进一步加深学生对其形状的直观印象。充分调动了学生的学习热情和参与性，学习和讨论的氛围也十分热烈。当学生切片实验成功了，本人也很有成就感。这样的实验改革，明显提高了实验教学效果，提升了实验教学质量。

图3 利用手机拍摄的染色纱线横截面照片

2.8 实验结束清理仪器并复位

实验教学注意培养学生养成良好的实验习惯，每次实验结束后学生要清理仪器并复位，整理实验工具，搞好卫生。针对此实验，强调两点：一是可以利用废旧的单面刀片，清理里面剩余的纤维或纱线；二是调整精密螺丝的下端推杆位置与螺座底面在同一个平面上。

3 应用实例

3.1 实验材料

试样为多块不同活性染料工艺染成的同一种纯棉织物（绿色）、羊毛纤维。

3.2 实验仪器及用品

Y172型纤维切片器，BM1000型生物显微镜和HD002C型纤维细度分析仪，并需准备单面刀片、载玻片、盖玻片、火棉胶、甘油、擦镜头纸等。

3.3 实验过程

染色不仅要求织物外观颜色均匀，还要求染料能渗透到纤维内部，实现透染。此切片实验目的是利用切片观察活性染料渗透到纱线内部情况，研究不同工艺影响染料的渗透性（这里不讨论）。实验时，检查精密螺丝的下端推杆初始位置，确保下端的推杆位置与螺座底面在同一个平面上。取一块织物试样拆下2～3根纱线，纱线外围包一层整理好的羊毛纤维，放到金属板的凹槽中，将有凸舌的金属板插入压紧纤维，注意纤维数量，以轻轻地拉动纤维稍有移动为宜。用锋利刀片切去露在金属板正反两面外边的纤维，将螺座装回工作位置，用销子定位，旋紧精密螺丝。顺时针旋转精密螺丝1/6圈左右，使纤维微微顶出金属板表面，在露出的纤维上用玻璃棒或挑针涂一层薄薄的火棉胶。待火棉胶干燥后（根据切片要求和天气情况，决定是否使用家用电吹风），用锋利刀片沿金属板表面迅速切下第一片试样 （刀片和金属板间夹角约15°，并保持角度不变）。将切下的试样切面朝上，涂有薄层火棉胶的试样一面贴紧滴有甘油的载玻片上，把盖玻片从一侧慢慢放下，直至取得薄而均匀的切片。规范地利用BM1000型生物显微镜观察每次得到的切片。将获得符合要求的切片，换用HD002C型纤维细度分析仪继续观察，取得活性染料染色的棉纱线横截面图像，以利于后面的分析研究。列举6种活性染料染色的纱线横截面图像，见图4。

图4 6种活性染料染色的纱线横截面图像

4 结语

4.1 改进和完善哈氏切片法的主要措施实施后，提高了实验的安全性，纤维或纱线切片制作效率得到改善，切片成功率也有所提高，也更易获得薄片。但纤维或纱线仍不可避免受到挤压变形，纤维边界不清晰。

4.2 指导教师现场对每位学生打分，切片的成功，学生也很有成就感，实验教学效果明显提高。

4.3 纺织材料切片制作实验每一个细节都可能会影响到切片的质量和成功与否，因此要求学生认真对待每一个细节，把握好每一个实验关键点。哈氏切片法与使用者的熟练程度有关，因此，除了注意实验的每一个细节，还需操作者不断探索和反复练习。

4.4 要不断改革实验教学的方法和手段，充分调动学生学习的积极性和兴趣，强化学生的综合实践能力，并注意培养学生良好的实验习惯和安全意识，更有利于提高实验教学效果。