CeO2-SiO2复合抛光粉的制备及性能研究

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本文以碳酸铈为铈源,以硅溶胶为硅源,通过喷雾干燥法制备出CeO2-SiO2复合抛光粉前驱体,再经过煅烧后得到CeO2-SiO2复合抛光粉。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、Zeta电位仪、激光粒度仪等测试手段,研究了不同掺硅量、焙烧温度、保温时间、掺氟量等因素对CeO2-SiO2复合抛光粉性能的影响。通过研究分析得出以下结论:由于CeO2和SiO2抛光粉之间的抛光协同作用,制备出的CeO2-SiO2复合抛光粉的抛光效果明显优于纯CeO2和纯SiO2抛光粉。当CeO2与SiO2的质量比大于2:1时,制备的复合抛光粉中的CeO2能完全包覆SiO2,表面形貌接近于球形。通过对制备出的复合抛光粉的粒度、抛蚀量、表面划痕情况综合考虑,得出当CeO2与SiO2的质量比接近于4:1时,粉体的粒径为0.985μm,用所制备的复合抛光粉对K9玻璃进行抛光试验,得出抛光粉的抛蚀量为0.2960g,表面划痕少,抛光效果达到最好。制备复合抛光粉时,当喷雾干燥时的空气流量为700L/h时,得到的抛光粉前驱体粒径最小。在不同的煅烧温度下焙烧抛光粉前驱体时,随着煅烧温度的升高,所制备出的复合抛光粉粒径先减小后增大,抛光粉的团聚也越来越严重,当煅烧温度为600℃时,所得抛光粉粒径最小,分散性较好。抛光粉前驱体在600℃煅烧后,随着保温时间的增加,所得复合抛光粉的粒径先减小后增大,抛光粉的分散性都较好,大多为球形单个颗粒,当保温时间为4h时,所得抛光粉粒径最小。用所制备的复合抛光粉对K9玻璃进行抛光试验,得出当空气流量为700L/h,煅烧温度为600℃,保温时间为4h时,制得的复合抛光粉的抛蚀量最高,为0.2738g,对玻璃进行抛光后玻璃的表面粗糙度(Sa)最低,在259μm257μm范围内Sa降为0.049μm。当向原料溶液中加入氢氟酸后,制备得到的复合抛光粉的抛光效果有明显提高,这是因为抛光粉中产生CeF3的缘故,CeF3属于三方晶系结构,具有尖锐的棱角有助于抛光,并且由于CeF3的产生,增加了抛光粉的硬度,细化了晶粒。当掺F量为8%时所得抛光粉的抛蚀量最大,增加到0.3074g,对玻璃抛光后玻璃的面粗糙度最低,在259μm257μm范围内Sa降为0.047μm。
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