花生状氧化硅磨粒及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种花生状氧化硅磨粒及其制备方法和应用，所述花生状氧化硅磨粒组成及质量百分比为：在花生状氧化硅磨粒中，W:SiO

Peanut like silica abrasive and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
花生状氧化硅磨粒及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种抛光磨粒及其制备方法和应用，特别是涉及一种氧化硅磨粒及其制备方法和应用，应用工件表面平坦化

技术介绍
随着5G时代的临近，陶瓷盖板凭借其优越的性能成为继塑料、金属、玻璃之后一种新型的手机机身材质。在众多的陶瓷材料中，氧化锆陶瓷具有耐酸碱、耐腐蚀、化学性质稳定、无信号屏蔽、散热性能优良、手感温润如玉等特点，因此成为手机盖板的热点材料。目前，氧化锆陶瓷盖板已经逐渐从实验室开始走向产业化。然而，氧化锆陶瓷的固有属性(高硬度、高脆性等特点)使得其表面加工难度增加，因此，实现氧化锆陶瓷盖板平面的超平坦化和高效去除是制备技术的关键和发展趋势。目前，化学机械抛光(chemicalmechanicalpolishing,CMP)技术是唯一可以提供全局平坦化的表面加工技术，因此，普遍采用CMP技术对工件表面进行精密抛光。其中，磨粒对工件表面的影响十分重要，它是化学作用和机械作用的实施者和传递者。氧化硅磨粒凭借其硬度适中、分散性好、稳定性好、易清洗、易储存等性能而广泛应用。然而，在CMP过程中存在的主要问题是，传统球形氧化硅磨粒的材料去除率较低。
技术实现思路
为了解决现有技术问题，本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种花生状氧化硅磨粒及其制备方法和应用，开发一种非球形的花生状氧化硅磨粒，与传统纯球形氧化硅磨粒的滚动运动相比，其更加倾向于滑动运动，从而达到高效去除的目的。本专利技术通过离子连接法制备了花生状氧化硅磨粒来提高材料去除率，进而提高被处理的工件的生产效率。为达到上述专利技术创造目的，本专利技术采用如下技术方案：一种花生状氧化硅磨粒，所述花生状氧化硅磨粒组成及质量百分比为：在花生状氧化硅磨粒中，W:SiO2的比例为0.1-0.7wt.％，所述花生状氧化硅磨粒为非球状的花生状。作为本专利技术优选的技术方案，在花生状氧化硅磨粒中，W:SiO2的比例为0.3-0.7wt.％。一种钨元素诱导花生状氧化硅磨粒的制备方法，通过离子连接法制备本专利技术花生状氧化硅磨粒，其方法步骤如下：a.活性硅酸溶液的制备：将水玻璃配制为质量分数不低于8.0％的溶液，通过阳离子交换树脂，得到质量分数不低于2.2％活性硅酸溶液，备用；b.将浓度为40wt.％的30-40nm小粒径球形氧化硅种子液为母液，取165g母液加入到四口瓶内，在搅拌条件下，加去离子水至少135g，得到混合液；c.将200g质量分数为0.09-0.63％的钨酸钠水溶液逐滴加入在所述步骤b中制备的混合液中；通过质量分数不低于3％的氢氧化钠溶液来控制混合液体系的pH为9-10，然后将混合液加热至沸腾；d.在所述步骤c中使混合液沸腾后至少15min后，向混合液中滴加2000g在所述步骤a中制备的活性硅酸溶液，使溶胶致密长大；期间通过质量分数不低于3％的氢氧化钠溶液来保持生成溶胶的混合液体系的pH值为9-10，直到活性硅酸溶液完成滴加；然后将溶胶产物溶液进行搅拌、冷却到室温，从而得到钨元素诱导花生状氧化硅磨粒。作为本专利技术优选的技术方案，在所述步骤a中，调整活性硅酸溶液的pH值为2-3。作为本专利技术优选的技术方案，在所述步骤b中，通过质量分数不低于3％的氢氧化钠溶液来调整混合液体系的pH值为9-10。作为本专利技术优选的技术方案，在所述步骤c中，将200g质量分数为0.27-0.63％的钨酸钠水溶液逐滴加入在所述步骤b中制备的混合液中。一种本专利技术花生状氧化硅磨粒的应用，采用花生状氧化硅磨粒制备抛光液，所述抛光液组成及质量百分比含量为：钨元素诱导花生状氧化硅磨粒10.02-10.13wt.％；助剂0.15wt.％；去离子水余量；以上各组成的质量百分比含量之和为100wt.％。作为本专利技术优选的技术方案，所制备的抛光液组成及质量百分比含量为：钨元素诱导花生状氧化硅磨粒10.05-10.13wt.％；助剂0.15wt.％；去离子水余量；以上各组成的质量百分比含量之和为100wt.％。一种钨元素诱导花生状氧化硅磨粒抛光液的制备方法，制备本专利技术抛光液，具有以下的过程和步骤：向钨元素诱导花生状氧化硅磨粒的分散液中加入质量百分比为0.15％的助剂，搅拌均匀，从而得到钨元素诱导花生状氧化硅磨粒抛光液。本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：1.本专利技术花生状氧化硅磨粒，与传统纯球形氧化硅磨粒的滚动运动相比，其更加倾向于滑动运动，从而达到高效去除的目的；2.本专利技术花生状氧化硅磨粒抛光液应用于对氧化锆陶瓷盖板进行抛光，能有效地提氧化锆陶瓷盖板的材料去除率，并且降低氧化锆陶瓷盖板的粗糙度，与传统的纯球形氧化硅磨粒相比，钨元素质量分数为0.5wt.％的花生状氧化硅磨粒抛光氧化锆陶瓷盖板的材料去除率提高了38.82％；3.本专利技术方法简单易行，成本低，适合推广使用。附图说明图1为本专利技术实施例三中钨元素诱导花生状氧化硅磨粒的扫描电子显微镜图。具体实施方式以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本专利技术的优选实施例详述如下：实施例一：在本实施例中，一种花生状氧化硅磨粒，所述花生状氧化硅磨粒组成及质量百分比为：在花生状氧化硅磨粒中，W:SiO2的比例为0.1wt.％，所述花生状氧化硅磨粒为非球状的花生状。在本实施例中，一种钨元素诱导花生状氧化硅磨粒的制备方法，通过离子连接法制备本实施例花生状氧化硅磨粒，其方法步骤如下：a.通过离子交换法制备活性硅酸溶液：采用水玻璃，配制为质量分数8.0％的水玻璃溶液，通过阳离子交换树脂，得到质量分数为2.2％活性硅酸溶液，调整活性硅酸溶液的pH值为2-3，备用；b.将浓度为40wt.％的30-40nm小粒径球形氧化硅种子液为母液，取165g母液加入到四口瓶内，在240rpm搅拌条件下，加去离子水135g，得到混合液，并通过质量分数3％的氢氧化钠溶液来调整混合液体系的pH值为9-10；c.将200g质量分数为0.09％的钨酸钠水溶液逐滴加入在所述步骤b中制备的混合液中；通过质量分数3％的氢氧化钠溶液来控制混合液体系的pH为9-10，然后将混合液加热至沸腾；d.在所述步骤c中使混合液沸腾15min后，向混合液中滴加2000g在所述步骤a中制备的活性硅酸溶液，使溶胶致密长大；期间通过质量分数3％的氢氧化钠溶液来保持生成溶胶的混合液体系的pH值为9-10，直到活性硅酸溶液完成滴加；然后将溶胶产物溶液进行搅拌、冷却到室温，从而得到钨元素诱导花生状氧化硅磨粒。在花生状氧化硅磨粒中，W:SiO2的比例为0.1wt.％，钨元素诱导花生状氧化硅磨粒为非球状的花生状。在本实施例中，向上述钨元素诱导花生状氧化硅磨粒体系加入质量百分比为0.15％的助剂，搅拌均匀，即得钨元素诱导花生状氧化硅磨粒的抛光液，所述抛光液组成及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种花生状氧化硅磨粒，其特征在于，所述花生状氧化硅磨粒组成及质量百分比为：在花生状氧化硅磨粒中，W:SiO

【技术特征摘要】
1.一种花生状氧化硅磨粒，其特征在于，所述花生状氧化硅磨粒组成及质量百分比为：在花生状氧化硅磨粒中，W:SiO2的比例为0.1-0.7wt.％，所述花生状氧化硅磨粒为非球状的花生状。


2.根据权利要求1所述花生状氧化硅磨粒，其特征在于：在花生状氧化硅磨粒中，W:SiO2的比例为0.3-0.7wt.％。


3.一种钨元素诱导花生状氧化硅磨粒的制备方法，其特征在于，通过离子连接法制备权利要求1所述花生状氧化硅磨粒，其方法步骤如下：
a.活性硅酸溶液的制备：
将水玻璃配制为质量分数不低于8.0％的溶液，通过阳离子交换树脂，得到质量分数不低于2.2％活性硅酸溶液，备用；
b.将浓度为40wt.％的30-40nm小粒径球形氧化硅种子液为母液，取165g母液加入到四口瓶内，在搅拌条件下，加去离子水至少135g，得到混合液；
c.将200g质量分数为0.09-0.63％的钨酸钠水溶液逐滴加入在所述步骤b中制备的混合液中；通过质量分数不低于3％的氢氧化钠溶液来控制混合液体系的pH为9-10，然后将混合液加热至沸腾；
d.在所述步骤c中使混合液沸腾后至少15min后，向混合液中滴加2000g在所述步骤a中制备的活性硅酸溶液，使溶胶致密长大；期间通过质量分数不低于3％的氢氧化钠溶液来保持生成溶胶的混合液体系的pH值为9-10，直到活性硅酸溶液完成滴加；然后将溶胶产物溶液进行搅拌、冷却到室温，从而得到钨元素诱导花生状氧化硅磨粒。


4.根据权利要求3所述钨元素诱导花...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷红，董越，丁振宇，丁如月，徐磊，代三威，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31