氧化鋁拋光磨料的可控制備及分散性研究.pdf

1、氧化鋁以其化學(xué)穩(wěn)定性好、形貌和粒徑易調(diào)控、硬度大而且價(jià)格低廉等優(yōu)勢成為拋光領(lǐng)域主要應(yīng)用的磨料之一，球形和片狀氧化鋁是目前應(yīng)用的熱點(diǎn)。采用超細(xì)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(xì)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(jié)構(gòu)，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(jìn)行了研究，采用沉淀法制備超細(xì)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(xì)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(xì)球形氧化鋁粉體，研究了沉淀劑種類、反應(yīng)物濃度、熱處理制度等對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)、形貌的影響。當(dāng)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(qū)體粉末，再經(jīng)熱處

3、理，即可得到超細(xì)球形氧化鋁粉體。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)熱處理溫度在1100℃以上時，產(chǎn)物均為純相的α-Al2O3粉體。當(dāng)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(jī)理。研究表明:采用復(fù)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(jìn)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(dǎo)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(xì)球形氧化鋁料漿的懸浮穩(wěn)定性研究:以純凈水為介質(zhì)，本實(shí)驗(yàn)制備的超細(xì)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