超精研磨剂及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种用于计算机磁头精抛光的超精研磨剂及其制备工艺，其组份与重量百分比为纳米级金刚石粉∶非离子型悬浮分散剂∶防霉杀菌剂∶轻质矿物油＝０．０５％－５％∶０．０５％－１５％∶０．０２％－０．２０％∶７９．８％－９９．８８％，其制备工艺为１）将金刚石机械研磨成均匀粉体，颗粒直径分布５－６ｎｍ；２）纳米金刚石粉料烘干；３）将非离子型悬浮剂加入纯纳米金刚石粉料中，加热混合反应后加入轻质矿物油，搅拌分散，加ｐＨ值调节剂；４）加入防霉杀菌剂／抗氧剂。使用本发明专利技术产品进行计算机磁头抛光，其磁头表面无划痕和颗粒，粗糙度为０．４－４埃。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种超精密加工和表面平整
，具体是一种纳米级超精研磨剂及其制备工艺。
技术介绍
随着微纳米电子机械(MEMS和NEMS)的出现，器件的微细加工朝着特种超精密加工的方向发展，研磨技术发展到了纳米量级的超精表面加工的程度才能满足机械电子工业的需要。这种技术特别适用于光学、精密设备和计算机读写磁头的表面光整加工。目前常用磨科作研磨剂已不能满足超精加工的需要，如在计算机磁头抛光技术上，由于计算机硬盘密度的提高十分惊人，磁盘/磁头间隙已接近于10nm，对100Gb/in2的高密度磁盘磁头表面粗糙度必须降至1-2埃才可支承5nm的飞行高度。因此，将磁头的表面抛光使其粗糙度降至纳米级甚至埃级是发展计算机工业的必须发展的方法。如今，国内外已有的计算机磁头抛光液大都采用颗粒尺寸在微米量级的固体粉料作为磨料，将其分散于石油馏分中用作磁头抛光液。但这磁头抛光液的抛光效果不甚理想，抛光后的表面粗糙度大于5埃，磁头研抛后存在划痕和颗粒，影响磁头表面镀类金刚石膜(DLC)，有时对高含钴量的计算机磁头使用这些抛光液会使计算机磁头受到腐蚀，而且产品贮存不能太久，会出现浮游生物，影响了抛光液的质量和外观，并限制了计算机工业的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的克服以上技术存在的不足而提供一种能将产品表面粗糙度降至4埃以下的超精加工工业需要的超精研磨剂，可用于计算机磁头的精抛光，抛光后的磁头表面无划痕和颗粒，表面粗糙度为0.4～4埃。本专利技术的另一个目的是提供一种超精研磨剂的制备工艺。本专利技术的目的是这样来实现的一种超精研磨剂及其制备工艺，其超精研磨剂(1)组份与重量百分比如下A、纳米级金刚石粉0.05％—5％B、非离子型悬浮分散剂0.05％—15％C、防霉杀菌剂0.02％—0.20％D、轻质矿物油79.8％—99.88％上述中，所述其纳米级金刚石粉的形状为爆轰而成的球形或菱形，经过严格的筛选，颗粒分布十分均匀，平均尺寸为5-6nm约占90％以上；所述非离子型悬浮分散剂可用烷基酚聚氧乙烯基醚(烷基酚为苯酚、甲苯酚、萘酚和十二烷酚)和碳数为8-12的长链脂肪醇聚氧乙烯基醚以及它们的硼酸酯和磷酸酯；所述轻质矿物油可以采用40℃时粘度为2～10mm2/s特级白油、锭子油、煤油、粗汽油、石油醚、石脑油等C12以下的矿物油；所述防霉杀菌剂可采用有机硼如硼化油酸三乙醇胺、硼化油酸二乙醇胺、硼化月桂酸三乙醇胺等，杀菌防止微生物生长，维持纳米抛光液的平衡，获得分散稳定性良好的悬浮液。上述研磨剂中可加入组份总重量0.02％-0.5％的抗氧剂，防止油品氧化，延长油品存放时间，抗氧剂可采用2、6-二叔丁基甲酚。(2)制备工艺如下1)将金刚石机械研磨成均匀粉体，超声波分散于去离子水中，使其重量百分比浓度＜1％，加入PH值调节剂，使纳米金刚石粉水溶液的PH值为6.0-8.5，然后分级提纯获得窄分布纯金刚石粉，颗粒直径分布5-6nm；2)当空气相对湿度＞85％时，提纯纳米金刚石粉料烘干后再加入非离子型悬浮分散剂，加热干燥可防止纳米粒子的聚集；3)将非离子型悬浮分散剂加入到纯纳米金刚石粉料中，加热混合反应后再加入轻质矿物油，超声波分散，搅拌混合，加PH值调节剂，制备成PH值在6.0-8.5的悬浮液，即制得超精研磨剂；4)在制得PH值6.0-8.5的超精研磨剂中加入防霉杀菌剂与抗氧剂。上述制备工艺中，PH值调节剂采用醋酸、三乙醇胺或氨水。纳米研磨剂制备的关键技术在于纳米金刚石悬浮分散。纳米金刚石粉由爆轰法得到，其表面含有大量的亲水性基团-OH、COOH和-NH2，纳米金刚石颗粒表面有一层氢键结合的水层，聚氧乙烯基醚及其改性物中的聚氧乙烯链是一个庞大的亲水基团，可高度卷曲呈螺旋状，吸咐或氢键作用于纳米金刚石的表面，油溶性基团烷基R吸附朝向轻质油，R基因的碳数与轻质油的碳数相匹配可产生最大的分散效果，本专利技术的分散介质轻质油的碳数为12以下的混合物，悬浮分散剂的烷基R的C数选择8-12，两者的碳数相匹配，产生很好的分散效果，同时，聚氧乙烯基醚庞大的亲水基团形成很好的立体能垒，使颗粒间的范德华引力减小，阻止了分散微粒的重新靠近和合并，故聚氧乙烯基醚及其改性物是一类性能优良的悬浮分散剂。本专利技术制备得到的纳米金刚石悬浮液粒子分布均匀，分散稳定性良好，现场用于计算机磁头的超精抛光，用原子力显微镜(AFM)栓测抛光后的表面粗糙度为0.1-4埃，表面十分光整，10万倍电子显微镜下观察磁头表面也观察不到划痕和镶嵌的颗粒。纳米金刚石是一类超硬材料，内核坚实，球形和菱形结构的并存，在表面研磨过程中起到促磨和珩磨作用；在研抛过程中非离子型悬浮分散剂和轻质矿物油起充分的冷却润滑作用，在抛光过程中计算机磁头丝毫没有灼热痕迹；同时，悬浮分散剂发挥了充分的清洗作用，在研抛时，微屑随研抛运动不断带走，这样计算机磁头表面在纳米金刚石的促磨和珩磨下，导入的磨剂和磨粉使计算机磁头表面在短时间内达到纳米和埃级的加工精度。由本专利技术制备的产品，其质量检测数据见表1。具体实施例方式下面结合实施例，进一步详述本专利技术。实施例1超精研磨剂组分与重量如下纳米级金刚石粉0.1g壬基酚聚氧乙烯基醚-10 1.0g硼化油酸三乙醇胺 0.1g石脑油98.8g其制备工艺如下(1)将金刚石机械研磨成粉体，超声波分散于水中，使其重量百分比浓度＜0.5％，加入醋酸PH值调节剂，使纳米金刚石粉水溶液的PH值为6.5—8.5，然后分级提纯得到纳米金刚石粉料；(2)在空气相对湿度＞85％，将纯纳米级金刚石粉料烘干，称取纯纳米金刚石粉0.1g，加入非离子型表面活性剂---壬基酚聚氧乙烯基醚-10 1.0g，加热使其充分反应，加入近沸腾的石脑油98.8g，加入0.1g硼化油酸三乙醇胺超声波分散20分钟后加入适量PH值调节剂醋酸或三乙醇胺使最终制得产品的PH值为6.0—8.5的悬浮液，即超精研磨剂。将本实施例1制得的研磨剂用于研磨计算机磁头，研磨出的计算机磁头表面粗糙度Ra为0.30nm。实施例2精细研磨剂组分与重量如下纳米级金刚石粉 0.4g聚氧乙烯基辛基酚醚-10 1.2g硼化油酸二乙醇胺0.1g石油醚 98.3g其制备工艺如下(1)用实施例1(1)制得纯纳米级金刚石粉；(2)当空气相对湿度＜85℃时，取纯纳米级金刚石粉0.4g，加入聚氧乙烯基辛基酚醚-10 1.2g，使二者充分反应，加入近沸腾的石油醚98.3g，加入0.1g硼化油酸二乙醇胺不断搅拌，超声波分散30分钟，加入醋酸PH值调节剂，制得PH值为中性的精细研磨剂。将本实施例2制得的精细研磨剂研磨石英玻璃，其表面粗糙Ra为1.0埃。实施例3精细研磨剂组分与重量如下纳米级金刚石粉 5g壬基对甲酚聚氧乙烯基醚-10 15g硼化油酸三乙醇胺0.1g7#锭子油 79.9g其制备工艺如下(1)用实施例1(1)的方法得纯纳米级金刚石粉； (2)当空气相对湿度＜85％时，取纯纳米级金刚石粉5g，加入壬基对甲酚聚氧乙烯基醚-10 15g，加热使二者充分反应，加入近涨腾的7#锭子油79.9g，加0.1g硼化油酸三乙醇胺，超声波分散30分钟，加入三乙醇胺PH值调节剂，再超声波分散15分钟，制得PH值为8的悬浮液---超精研磨剂。将本实施3精细研磨剂用于X射线反射镜研本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超精研磨剂，其特征在于：超精研磨剂组份与重量百分比如下：Ａ）纳米级金刚石粉 ０．０５％－５％Ｂ）非离子型悬浮分散剂 ０．０５％－１５％Ｃ）防霉杀菌剂 ０．０２％－０．２％Ｄ）轻质矿物油 ７９．８％－９９．８８％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘麒荣，
申请(专利权)人：刘麒荣，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]