一种焙烧法制备二氧化铈抛光粉的方法技术

一种焙烧法制备二氧化铈抛光粉的方法属于微米级晶型、粒径可控粉体制备领域。碳酸铈原料放入刚玉坩埚中，置入马弗炉中以2‑10℃/min的升温速率升温到400℃‑1050℃，而后保温2‑8小时，自然降至室温即得到二氧化铈抛光粉体。采用碳酸铈原料焙烧法制备二氧化铈，通过改变焙烧温度、升温速率、保温时间等因素制备微米级可控晶型、可控粒径二氧化铈抛光粉的方法，其制备方法可操作性强，焙烧工艺简单，焙烧温度、保温时间、升温速率控制精确，可获得从原料碳酸铈到可控晶型、可控粒径的微米级CeO

【技术实现步骤摘要】
一种焙烧法制备二氧化铈抛光粉的方法一、
本专利技术涉及一种微米级粉体的制备方法，尤其是一种通过焙烧方法制备微米级二氧化铈的方法，具体地说是一种碳酸铈焙烧制备微米级二氧化铈抛光粉的方法，属于微米级粉体晶型、粒径控制的
二、
技术介绍
二氧化铈(CeO2)为稀土族氧化物中含量最丰富且应用最为广泛的化合物，一般为浅黄色甚至粉红色至红棕色粉末，是一种难溶的氧化物。CeO2晶体属面心立方晶系，空间群Fm3m，为CaF2型八配位体典型结构，立体结构为铈离子的周围有8个等距的氧离子，氧离子周围有4个铈离子，因此正负离子的配位数为Ce4+:O2-＝8:4，且Ce4+离子半径为O2-离子半径为两者之和为与Ce-O键长基本一致，故Ce和O是紧密排列的。CeO2晶体主要是由(200)晶面和(111)晶面组成，其中(200)晶面间距远远小于(111)晶面间距，由于晶面间距越小，相邻晶粒之间的引力就会越大，晶体表面的纵向生长速度也会随之增大，所以(200)晶面的纵向生长速度大于(111)晶面。而晶面的生长速率越大，其表层晶面的面积就会越小，因此一般情况下CeO2晶体表面大部分都是(111)晶面。众所周知，二氧化铈作为抛光磨料，最早用于抛光玻璃，在与SnO2、TiO2、Cr2O3、Al2O3、Y2O3、La2O3等磨料比较中，相同条件下当属CeO2抛光速率最高。另外，CeO2磨料莫氏硬度适中(～7.0)，对精密工件表面所形成的划伤较轻，抛光性能更加优越，因而可广泛应用于光学玻璃、机械抛光、电子产品等高科技领域。根据晶体的自限性可知，所有的晶体都具有一种自发形成封闭几何多面体外形的趋势，对于CeO2晶体的抛光过程来说，当CeO2晶体最外层晶粒较小时，表面更易呈现光滑的圆球状，基本上没有抛光能力；而当CeO2晶粒增大后，晶粒表面就会由光滑变得凹凸不平，凸出部分产生棱角，使得颗粒的抛光能力增加；但当CeO2晶粒过大时，晶粒之间的紧密程度变低，反而在抛光过程中容易掉落，从而降低晶粒的抛光能力。因此在实际生产中，探索二氧化铈抛光粉的制备条件与其抛光性能的规律既有理论指导作用，又有大批量产业化实际意义。三、
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、晶型、粒径可控的二氧化铈抛光粉的制备方法。本专利技术采用的技术方案是：该二氧化铈抛光粉的制备方法，步骤如下：将碳酸铈原料放入刚玉坩埚中，置入马弗炉中以2℃/min-10℃/min的升温速率升温到400℃-1050℃，而后保温2-8小时，降温即得。本专利技术采用碳酸铈原料焙烧法制备微米级二氧化铈，先利用控制升温速率变温焙烧，再结合控制焙烧保温时间进行恒温焙烧进行制备，通过两段工艺搭配可获得可控晶型、粒径的微米级二氧化铈抛光粉。本专利技术采用碳酸铈原料焙烧法制备微米级二氧化铈，提供在400-1050℃的温度范围内采用不同的升温速率(变温焙烧)、不同的焙烧保温时间(恒温焙烧)，最终获得微米级可控晶型、可控粒径二氧化铈抛光粉体的制备方法。本专利技术所提供的采用碳酸铈为原料，通过改变焙烧温度、升温速率、保温时间等因素制备微米级可控晶型、可控粒径二氧化铈抛光粉的方法，其制备方法可操作性强，焙烧工艺简单，焙烧温度、保温时间、升温速率控制精确，可获得从原料碳酸铈到可控晶型、可控粒径的微米级CeO2抛光粉的不同工艺方法产品。1.一种焙烧法制备二氧化铈抛光粉的方法，其特征在于：将碳酸铈原料放入刚玉坩埚中，置入马弗炉中以2-10℃/min的升温速率升温到400℃-1050℃，保温2-8h，通过改变焙烧温度、升温速率、保温时间因素之一或者几种制备微米级可控晶型、可控粒径二氧化铈抛光粉，而后自然降温。2.进一步，将碳酸铈原料放入刚玉坩埚中，置入马弗炉中以2℃/min的升温速率升温到400℃并保温2h，而后自然降至室温，得到黄色的立方晶系结构的二氧化铈抛光粉，其主峰(111)晶面2θ位于28.542°处，晶格常数为晶面间距为粒径大小11.90nm，谢乐公式计算值8.7393nm。3.进一步，将碳酸铈原料放入刚玉坩埚中，置入马弗炉中以3℃/min的升温速率升温到500℃-700℃并保温3h，而后自然降至室温，得到浅黄色、黄白色、土黄色的立方晶系结构的二氧化铈抛光粉，主峰(111)晶面2θ分别位于28.557°、28.552°、28.542°处，晶格常数分别为晶面间距分别为4.进一步，将碳酸铈原料放入刚玉坩埚中，置入马弗炉中以5℃/min的升温速率升温到750℃-800℃并保温4h，而后自然降至室温，得到土黄色及土粉色的立方晶系结构的二氧化铈抛光粉，主峰(111)晶面2θ分别位于28.577°及28.572°处，晶格常数分别为及晶面间距分别为及粒径大小分别为30.95nm及37.25nm，谢乐公式计算值分别为38.2580nm及48.2896nm。5.进一步，将碳酸铈原料放入刚玉坩埚中，置入马弗炉中以6℃/min的升温速率升温到850℃-900℃并保温5h，而后自然降至室温，得到土粉色的立方晶系结构的二氧化铈抛光粉，主峰(111)晶面2θ分别位于28.56°及28.576°处，晶格常数分别为及晶面间距分别为及粒径大小分别为52.90nm及47.05nm，谢乐公式计算值分别为60.9804nm及67.5884nm。6.进一步，将碳酸铈原料放入刚玉坩埚中，置入马弗炉中以8℃/min的升温速率升温到950℃-1000℃并保温6h，而后自然降至室温，得到浅粉色的立方晶系结构的二氧化铈抛光粉，主峰(111)晶面2θ分别位于28.556°及28.563°处，晶格常数分别为及晶面间距分别为及粒径大小分别为69.02nm及69.71nm，谢乐公式计算值分别为77.9839nm及81.9237nm。7.进一步，将碳酸铈原料放入刚玉坩埚中，置入马弗炉中以10℃/min的升温速率升温到1050℃并保温8h，而后自然降至室温，得到浅粉色的立方晶系结构的二氧化铈抛光粉，主峰(111)晶面2θ位于28.553°处，晶格常数为晶面间距为粒径大小81.95nm，谢乐公式计算值86.2794nm。以不同的升温速率(变温焙烧)、不同的焙烧保温时间(恒温焙烧)焙烧到400℃-1050℃的温度范围内得到的产物分别为黄色、浅黄色、黄白色、土黄色、土粉色、浅粉色粉体，XRD证实所有产物均为立方晶型的、粒径大小不同的二氧化铈粉体。与现有技术相比，本专利技术的微米级二氧化铈抛光粉制备方法所具有的有益效果是：本专利技术给出以不同的升温速率、不同的焙烧保温时间制备晶型、粒径可控二氧化铈的方法。本专利技术所提供的采用碳酸铈为原料，通过改变焙烧温度、升温速率、保温时间等因素制备微米级可控晶型、可控粒径二氧化铈抛光粉的方法，其制备方法可操作性强，焙烧工艺简单，焙烧温度、保温时间、升温速率控制精确，可获得从原料碳酸铈到可控晶型、可控粒径的微米级CeO2抛光粉的不同工艺方法产品。表1是400℃、500℃、600℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃、1050本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焙烧法制备二氧化铈抛光粉的方法，其特征在于：将碳酸铈原料放入刚玉坩埚中，置入马弗炉中以2-10℃/min的升温速率升温到400℃-1050℃，保温2-8h，通过改变焙烧温度、升温速率、保温时间因素之一得到几种制备微米级可控晶型、可控粒径二氧化铈抛光粉，而后自然降温。/n

【技术特征摘要】
1.一种焙烧法制备二氧化铈抛光粉的方法，其特征在于：将碳酸铈原料放入刚玉坩埚中，置入马弗炉中以2-10℃/min的升温速率升温到400℃-1050℃，保温2-8h，通过改变焙烧温度、升温速率、保温时间因素之一得到几种制备微米级可控晶型、可控粒径二氧化铈抛光粉，而后自然降温。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将碳酸铈原料放入刚玉坩埚中，置入马弗炉中以2℃/min的升温速率升温到400℃并保温2h，而后自然降至室温，得到黄色的立方晶系结构的二氧化铈抛光粉，其主峰(111)晶面2θ位于28.542°处，晶格常数为晶面间距为粒径大小11.90nm，谢乐公式计算值8.7393nm。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将碳酸铈原料放入刚玉坩埚中，置入马弗炉中以3℃/min的升温速率升温到500℃-700℃并保温3h，而后自然降至室温，得到浅黄色、黄白色、土黄色的立方晶系结构的二氧化铈抛光粉，主峰(111)晶面2θ分别位于28.557°、28.552°、28.542°处，晶格常数分别为晶面间距分别为


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将碳酸铈原料放入刚玉坩埚中，置入马弗炉中以5℃/min的升温速率升温到750℃-800℃并保温4h，而后自然降至室温，得到土黄色及土粉色的立方晶系结构的二氧化铈抛光粉，主峰(111)晶面2θ分别位于28.577°及28.572°处，晶格常数分别为及晶面间距分别为及粒径大...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯平仓，梅燕，夏烨，
申请(专利权)人：四川瑞驰拓维机械制造有限公司，北京工业大学，
类型：发明
国别省市：四川;51