二氧化***基抛光粉的制备及二氧化***性能表征

常见的玻璃抛光粉多为三价和四价的金属氧化物，如铁、铝、***、钛、锆、钍和铬等，其中，***基稀土抛光粉被誉为***好的抛光材料，广泛应用于电视显象管、眼镜片、光学玻璃、航空玻璃、
集成电路基板、液晶显示器、光掩模基板及各种宝石等制品的抛光。具有抛光质量好(光洁度高)、效率高、速度快、使用寿命长等优点。

目前，国内的抛光粉以低抛为主，其生产技术和市场都比较成熟。但在较***次的抛光粉生产上与国外相比仍有较大差距，对特殊光学镜头及一些要求较高的器件精密抛光仍须依赖进口抛光粉，这些器件附加值高、利润大且与高新应用技术紧密相关。因此，从国内需求和世界抛光技术发展趋势来看，加速研制***次宽口径稀土抛光粉，开发国内外应用市场，已是我们十分追切的任务 。

稀土抛光粉主要是氧化***基抛光粉组成，其中，Ce02是主要抛光成分。以前通常认为***纯度越高，抛光能力越强。因此，常根据其Ce02含量的高低将***抛光粉分为高***抛光粉(CeO2/TREO>80％)和低***抛光粉(Ce02/TREO≤80％，一般在50％左右，或者低于50％，其余由La203，Nd203，Pr60ll等组成)。实际上，抛光粉性能氧化***基抛光粉的制备及性能表征还受煅烧温度和粒度分布的影响。
对于高***抛光粉来讲，氧化***的品位越高，抛光能力越大，使用寿命也增加，特别是硬质玻璃长时间循环抛光时(石英、光学镜头等)，以使用高品位的***抛光粉为宜。

低***抛光粉一般含50％左右的Ce02，其余50％为La203-S03，Nd203"S03，Pr601l-S03等碱性***盐或LaOF、NdOF、PrOF等碱性氟化物，此类抛光粉的特点是(1)成本低；(2)初始抛光能力与高***抛光粉比几乎没有两样，因而广泛用于平板玻璃、显像管玻璃、眼镜片等的玻璃抛光，但使用寿命比高***抛光粉低。

抛光粉颗粒硬度与化学活性
抛光粉化学活性指在抛光过程中抛光粉通过化学或其它相关作用对玻璃表面水化层物质的去除能力。对于相同成分的抛光粉，其化学活性主要是由晶格缺陷引起，内部晶格缺陷多的抛光粉化学活性高。因而可通过某些手段增加抛光粉晶格缺陷以提高其抛光能力，如对煅烧后对抛光材料急冷可以使晶体内部产生较多的点阵错乱，化学活性提高，而且急冷时晶体不再继续长大，而是产生***造成结构缺陷，使之具有较多的不规则晶体，能增强抛光粉的机械研磨作用，提高抛光速率。但并不是缺陷越多抛光能力越大，抛光粉的表面硬度也应达到一定的要求。只有抛光粉具有合适的刚度和化学活性时才能达到较好的抛光效果。
抛光粉的硬度和表面活性均与煅烧温度有很大关系，而且两者随温度的变化关系刚好相反，所以，煅烧温度对抛光能力的影响不是单调的变化关系。煅烧温度越高，晶体晶化越完全，硬度越高，但表面活性则降低。因此，抛光能力随煅烧温度的变化往往呈峰形，有一个极大值。温度过低，抛光粉粒子偏软，致使抛光粉机械研磨力减弱，抛光速度小；而煅烧温度过高，致使抛光粉粒子太硬，研磨中不易破碎，不易暴露颗粒新鲜面，晶格有序排列增强，晶格缺陷减少，活性下降，只能对玻璃表面起机械研磨作用，抛光速率也会降低。
[3]粒度
粒度和粒度分布是影响抛光性能的另一主要因素。随着抛光粉粒度减小，表面积增大，抛光粉会表现出许多不同的特性，如：体积效应和表面效应等。对于玻璃抛光，相同成分的抛光粉，平均粒度大的切削力强，适合高速抛光，抛光表面平整度低；平均粒度小的切削力弱，适合低速抛光，抛光表面平整度高。因此，应针对不同抛光要求来选择合适粒度的抛光粉，如平板玻璃和彩电玻壳的表面光洁度要求不高，所用抛氧化***基抛光粉的制备及性能表征光粉的粒度可以大一些(1～4 um)，而光学玻璃抛光所需抛光粉的粒度就要严些，若用聚氨酯高速抛光，对粒度和悬浮性要求更高。

国际上一般将超细粉体按粒度大小分为3种等级；纳米级(1～1 OOnm)；亚微米级(100nm～lum)：微米级(1～100um)。据此，稀土抛光粉可以分为纳米级稀土抛光粉、亚微米级稀土抛光粉及微米级稀土抛光粉3类。通常我们使用的稀土抛光粉一般为微米级，其粒度分布在1～lOum之间，稀土抛光粉根据其物理化学性质一般使用在玻璃抛光的***后工序，进行精磨，因此其粒度分布一般不大于lOum，粒度大于lOum的抛光粉(包括稀土抛光粉)大多用在玻璃加工初期的粗磨。小于1um的亚微米级稀土抛光粉，由于在液晶显示器与电脑光盘领域的应用逐渐受到重视，产量逐年提高。纳米级稀土抛光粉目前也已经问世，随着现代科学技术的发展，其应用前景不可预测，但目前其
市场份额还很小，尚属于研发阶段。

悬浮性
抛光浆液的悬浮性对其抛光效果有很大影响。悬浮性差，抛光粉颗粒易发生聚沉，一方面使抛光浆液中颗粒分布不均匀，产生团聚颗粒，使加工表面出现划痕，影响抛光表面的质量。另一方面，也使实际参与抛光的粒子数减少，降低了抛光速率。抛光粉浆料中固含量浓度、分散相(抛光粒子)颗粒大小是影响其悬浮液分散性及稳定性的主要因素，此外还与分散剂的种类和用量、温度有关。超细和纳米抛光粉由于表面积大，表面能高，在液相介质中受范德华力作用易发生团聚，当固含量高时，颗粒间平均距离下降，颗粒因碰撞而团聚的几率大增加。分散性加入量过多时，离子强度过高，压缩双电层，会减小颗粒间的静电斥力，同时过量的自由高分子链也容易发生桥连或空缺絮凝，使抛光浆液稳定性下降。而且分散剂浓度越低，抛光浆液的稳定性对温度越敏感。
酸碱度和电解质
玻璃抛光过程中，玻璃不断暴露出的新鲜表面容易发生水解，在表面形成一层硅胶膜。抛光粉表面沉积了过多的硅胶层时将使其抛光效果下降，改变抛光浆液的PH值可以改善粉体性质，减少硅胶对抛光粉表面的覆盖，从而起到协同作用的效果，对提高抛光粉性能有很大的作用。例如：在以氧化***为磨料时加入可溶性的***盐可以提高其抛光效率，而加入铁、铬、锆盐则会降低抛光效率；添加***铵，有利于得到所需的光滑表面。因此，酸碱度和电解质对抛光性能的影响非常复杂，其机理还尚待研氧化***基抛光粉的制各及性能表征究。一般认为与它们对玻璃表面和抛光粉粒子的表面性质的影响相关。