一种无机复合磨料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种无机复合磨料及其制备方法，所述磨料以SiO

Inorganic composite abrasive and preparation method thereof

The invention discloses an inorganic composite abrasive and a preparation method thereof. The abrasive material is SiO

【技术实现步骤摘要】
一种无机复合磨料及其制备方法
本专利技术涉及稀土抛光粉制备
，具体是一种无机复合磨料及其制备方法。
技术介绍
近年来，国内对高端精密元件的抛光要求越来越高，因此刺激了国内对高端抛光粉的研究。目前，高级抛光粉主要应用于液晶显示器、电子精密器件、高端光学元件、液晶玻璃基板、硬盘玻璃基板等邻域。CMP（ChemicalMechanicalPolishing）是公认的几乎唯一的全局平坦化技术，但在抛光过程中单一的无机抛光材料往往得不到令人满意的结果，例氧化硅抛光粉具有易制备，硬度小，浆料分散性好等优点，但其抛光效率低；铈系稀土抛光粉具有抛光速率快，抛光精度高，易清洗、污染小等优点，但其价格较贵，分散性不好，易团聚；氧化铝抛光粉的硬度大，且抛光速率高，但容易造成工件表面划伤。因此，需要一种新型的抛光材料，提高对工件的抛光效率。与单一组成相的纳米粒子不同，复合颗粒是指由两种或两种以上的物理和/或化学性质不同的物质组合而成的一种多相材料。利用不同种类和性质磨料之间的协同作用，达到提高抛光效果的目的。目前无机复合磨粒的制备大多采用沉淀法，先合成CeO2，再包覆在已制备好的SiO2微粒上，合成工艺复杂，且该方法中无机纳米颗粒很难均匀包覆在另一种无机微球内核表面。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无机复合磨料及其制备方法，该无机复合磨料是以氧化硅为内核，氧化铈为外壳的复合磨粒，工艺简单、节省时间，且可以获得被CeO2包覆均匀、完整的CeO2/SiO2复合微球。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无机复合磨料，所述磨料以SiO2微球为硬质磨料核心，SiO2微球沿外圆周均匀附着一组紧密排列的CeO2微球，形成核壳结构的复合微球。本专利技术还提供一种无机复合磨料的制备方法，包括以下步骤：S1、采用无水乙醇和去离子水溶解40wt%的硅溶胶，得到硅溶液，硅溶胶、无水乙醇与去离子的体积比为1：2.5：2.5；S2、将硅溶液加入到1.2mol/L的硝酸亚铈溶液中得到混合溶液，硅溶液与硝酸亚铈溶液的体积比为50:3；S3、加入5wt%的十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基溴化铵与硅溶液的体积比为3:5；之后于55℃恒温水浴槽中加热、保温，以400r/min的速度用磁力搅拌器搅拌3h，使铈颗粒均匀的分散在溶胶中，得到均匀的混合液前驱体；S4、将混合液前驱体通过喷雾干燥器干燥，得到混合物前驱体；S5、将混合物前驱体在1000℃马弗炉中焙烧保温6小时，取出冷却后得到本专利技术的无机复合磨料。本专利技术的有益效果是，舍弃传统的制备方法，先将水合硝酸铈与硅溶胶混合均匀，继而通过喷雾干燥法直接制备出混合物前驱体，再通过煅烧，得到CeO2与SiO2的复合氧化物磨料，减少了中间沉淀以及沉淀物的干燥过程，操作工艺简单，节省时间，并且可以获得被CeO2包覆均匀、完整的CeO2/SiO2复合微球。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明：图1是本专利技术的结构示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术提供一种无机复合磨料，所述磨料以SiO2微球1为硬质磨料核心，SiO2微球1沿外圆周均匀附着一组紧密排列的CeO2微球2，形成核壳结构的复合微球。本专利技术还提供一种无机复合磨料的制备方法，包括以下步骤：S1、采用无水乙醇和去离子水溶解40wt%的50ml硅溶胶，得到硅溶液，硅溶胶、无水乙醇与去离子的体积比为1：2.5：2.5；所述硅溶胶可采用正硅酸乙酯为硅源，以无水乙醇为溶剂，70±2℃下保温，反应平稳选定pH值为1.5～2.0，通过水解得到硅溶胶；S2、去1.2mol/L的硝酸亚铈溶液3ml，将硅溶液加入到硝酸亚铈溶液中得到混合溶液；硝酸亚铈溶液可采用工业上的纯碳酸铈，CeO2/TREO≥99.9%，TREO≥50%，加入1mol/L浓度的硝酸溶液中溶解，得到硝酸亚铈溶液；S3、再加入30ml质量百分比5wt%的十六烷基三甲基溴化铵；之后于55℃恒温水浴槽中加热、保温，以400r/min的速度用磁力搅拌器搅拌3h，使铈颗粒均匀的分散在溶胶中，得到均匀的混合液前驱体；S4、将混合液前驱体通过喷雾干燥器干燥，得到混合物前驱体；喷雾干燥时的进风温度为150～250℃、出风温度为75～125℃、进气压力3.5Bar、进气口空气流量1000L/h，混合液前驱体流量1000～1200ml/h，混合液前驱体的固含量为15%；S5、将混合物前驱体在1000℃马弗炉中焙烧保温6小时，取出后在1小时内冷却至常温，得到本专利技术的无机复合磨料。铈颗粒均匀的分散在溶胶中，得到均匀的混合液前驱体；混合液前驱体在喷雾干燥器上干燥时，水分瞬间蒸发，使得到混合物前驱体无团聚，分散性好；制备的混合物前驱体煅烧时间大于300min，易使颗粒形状呈球形；然后快速冷却得到CeO2/SiO2复合磨粒抛光粉，急速冷却有利形成缺陷颗粒，具有更好的吸附能力，进而提高抛光切削力；减少了中间沉淀以及沉淀物的干燥过程，操作工艺简单，节省时间，并且可以获得被CeO2包覆均匀、完整的CeO2/SiO2复合微球。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本专利技术技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和
技术实现思路
对本专利技术技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本专利技术技术方案的内容，依据本专利技术的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本专利技术技术方案保护的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无机复合磨料，其特征在于，所述磨料以SiO

【技术特征摘要】
1.一种无机复合磨料，其特征在于，所述磨料以SiO2微球为硬质磨料核心，SiO2微球沿外圆周均匀附着一组紧密排列的CeO2微球，形成核壳结构的复合微球。2.一种无机复合磨料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用无水乙醇和去离子水溶解40wt%的硅溶胶，得到硅溶液，硅溶胶、无水乙醇与去离子的体积比为1：2.5：2.5；S2、将硅溶液加入到1.2mol/L的硝酸亚铈溶液中得到混合溶液，硅溶液与硝酸亚铈溶液的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永和，金彦章，宋在芝，韩晖，丁磊，
申请(专利权)人：安徽中创电子信息材料有限公司，蚌埠中恒新材料科技有限责任公司，蚌埠玻璃工业设计研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34