[发明专利]用于超精密抛光的核壳结构复合料浆的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及抛光液制备技术，特别涉及一种用于超精密抛光的核壳结构复合料浆的制备方法。

背景技术

超精密加工技术是现代工业的重要支撑技术，作为超精密加工技术的一部分，超精密抛光是指加工尺寸、形状精度达到亚微米级，加工表面粗糙度R_a达到纳米级的抛光技术，是现代精密机械加工中对精密度要求最高的一种抛光技术。抛光液（抛光料浆）是抛光工艺中的介质材料，是一种由一定粒度的抛光颗粒材料与适当溶剂混合后的料浆。因而抛光颗粒的种类和粒度大小及分布对抛光工件表面平整度和抛光精度（抛光效果）影响显著。抛光颗粒材料以氧化物为主，包括SiO₂、Al₂O₃、CeO₂等，其中Al₂O₃材料尤其是a-Al₂O₃由于材料硬度大而表现出较好的抛光效率，但是，由于a-Al₂O₃颗粒大部分表面不规则，有很多凸起，很容易造成对工件表面的划伤等损坏，影响工件的表面平整度。另一方面，为了达到较高的抛光效率，抛光液中颗粒的粒度应尽量大小均匀。

对于上述问题，在本发明提出之前尚没有更好的解决方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种用于超精密抛光的核壳结构复合料浆的制备方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种用于超精密抛光的核壳结构复合料浆的制备方法，包括如下步骤：

（1）在800r/min的搅拌速率下，向90份无水乙醇中加入10～20份a-Al₂O₃纳米粉体、0.04～0.16份分散剂，搅拌10小时后得到纳米a-Al₂O₃分散液；

（2）在300r/min条件下，向100份a-Al₂O₃分散液中加入1～5份去离子水、0.5份作为催化剂的氨水，搅拌0.5h；再加入5～10份正硅酸甲酯，在60℃下搅拌8h后，在80℃下恒温回流8h；

（3）通过减压蒸馏将步骤（2）制备获得的分散液浓缩使其浓度提高一倍；再加入去离子水稀释，使浓缩分散液浓度降低到与浓缩前浓度一致，制得SiO₂包覆a-Al₂O₃的核壳结构复合浆料；

所述各物料的用量的比例关系均为质量份数。

本发明中，步骤（1）中所述a-Al₂O₃纳米粉体具有以下粒度分布要求：中位粒径D₅₀在0.2～0.8μm之间，D₁₀≥0.6D₅₀，D₉₀≤1.8D₅₀，D₅₀≤3D₁₀₀。

本发明中，步骤（1）中所述分散剂为十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇20000、十二烷基苯磺酸钠其中一种或任意几种的组合。

由溶胶凝胶法制备的SiO₂属于无定形非晶态结构，材料硬度很低，且SiO₂材料包覆能力较强，通过这种无定形非晶态SiO₂对a-Al₂O₃表面进行一定厚度的包覆，可较大程度地缓冲a-Al₂O₃表面不规则突起对工件的划伤。

与现有制备技术相比，本发明具有以下特点：

1、本发明通过在硬度较大，但表面不规则的a-Al₂O₃表面包覆一定厚度的硬度较低的SiO₂层来减少a-Al₂O₃在抛光过程中表面的不规则棱角对工件的刮擦和划痕。