氧化鋁拋光磨料的可控制備及分散性研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、氧化鋁以其化學穩(wěn)定性好、形貌和粒徑易調控、硬度大而且價格低廉等優(yōu)勢成為拋光領域主要應用的磨料之一,球形和片狀氧化鋁是目前應用的熱點。采用超細球形氧化鋁粉體作為拋光磨料,由于其與被拋光材料表面的接觸面小,相互作用力較小,不易在被拋光材料表面形成細微的劃痕;采用片狀氧化鋁作為拋光磨料,因其分散性較好,且具有特殊的二維空間結構,在拋光時上下表面基本平行于被拋光材料的表面,因此可以最大可能地避免表面下的損傷,使拋光后的材料表面平整度較高。為此,

2、本論文對氧化鋁的可控制備進行了研究,采用沉淀法制備超細球形氧化鋁粉體,熔鹽法制備片狀氧化鋁并研究氧化鋁料漿的懸浮穩(wěn)定性。
   (1)超細球形氧化鋁的制備及拋光性能研究:采用沉淀法,以硝酸鋁為原料,碳酸氫銨為沉淀劑,制備出超細球形氧化鋁粉體,研究了沉淀劑種類、反應物濃度、熱處理制度等對產(chǎn)物結構、形貌的影響。當硝酸鋁濃度為0.5mol/L,碳酸氫銨與硝酸鋁摩爾比為6時,加入1wt%的三乙醇胺,經(jīng)陳化、烘干后得到前驅體粉末,再經(jīng)熱處

3、理,即可得到超細球形氧化鋁粉體。研究發(fā)現(xiàn),當熱處理溫度在1100℃以上時,產(chǎn)物均為純相的α-Al2O3粉體。當熱處理溫度為1050℃時,產(chǎn)物為α-Al2O3和θ-Al2O3的混合相。將混合相氧化鋁制備成料漿,研究其拋光性能,發(fā)現(xiàn)混合相的粉體由于具有硬度較小的θ-Al2O3,可在拋光過程中起到緩沖作用,使拋光面更加平坦,拋光性能優(yōu)于純相的α-Al2O3。
   (2)熔鹽法制備片狀氧化鋁及拋光性能研究:以硫酸鋁、碳酸鈉為原料,通過

4、加入不同的熔鹽和添加劑來制備片狀氧化鋁,研究了熔鹽的種類及用量、添加劑用量、熱處理制度等對片狀氧化鋁晶體形貌的影響,同時初步研究了片狀氧化鋁的合成機理。研究表明:采用復合熔鹽氯鹽(NaCl、KCl)時得到的片狀氧化鋁形狀規(guī)則,表面光滑,粒徑分布均勻。熔鹽與硫酸鋁的摩爾比為4,同時加入3wt%的焦磷酸鈉作為添加劑,在1000℃下保溫3小時,可以得到粒徑為2-10μm,厚度為200-400nm,徑厚比約為20-50的六角片狀氧化鋁。通過改變

5、焦磷酸鈉的量,可以對片狀氧化鋁晶體的生長方向及形貌進行控制。熔鹽對氧化鋁各個晶面的潤濕程度不同,使得氧化鋁不同晶面的表面能不同,從而導致各個晶面的生長速度不同,最終形成片狀氧化鋁粉體。
   (3)超細球形氧化鋁料漿的懸浮穩(wěn)定性研究:以純凈水為介質,本實驗制備的超細球形氧化鋁為磨料,加入羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸銨等為分散劑配制成料漿。系統(tǒng)的研究了分散劑種類、用量及料漿的pH值等對料漿分散穩(wěn)定性的影響。研究發(fā)現(xiàn)加聚丙烯

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