[发明专利]一种微米级碳化硼粗磨液、其制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种微米级碳化硼粗磨液、其制备方法及其应用，粗磨液包括粒径为20～80μm的碳化硼粉末20～40wt％；分散稳定剂1～5wt％；辅助氧化剂0.4～1.6wt％；络合剂0.5～1.5wt％；成膜剂0.1～1.4wt％；pH值调节剂0.5～1.6wt％；余量为水；分散稳定剂选自气相二氧化硅、水性氧化铝、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、甘油、六偏磷酸钠中的一种或几种；辅助氧化剂选自柠檬酸、苯甲酸和草酸中的一种或几种。粗磨液悬浮稳定性较好，粗磨产品良率较高。粗磨产品表面的晶片厚度差和粗糙度更小，降低加工难度。

技术领域

本发明涉及粗磨液技术领域，尤其涉及一种微米级碳化硼粗磨液、其制备方法及其应用。

背景技术

蓝宝石(Sapphire)是一种成分为α-Al₂O₃的单晶，惰性强，具有优良的光学、物理和化学性能，莫氏硬度高达9.0，仅次于莫氏硬度为10.0的金刚石。与天然宝石相比，它的热传导性和电绝缘性优异、力学机械性能好、耐磨损性能好、抗腐蚀性能稳定等特性，因此在光电子、通讯、国防等领域有广泛的应用。近年来，蓝宝石被大量用作高档手表面板以及手机摄像头，对表面的清晰度、耐刮伤及耐碎屏要求较高。然而，在蓝宝石的加工过程中，经过线切割制造的蓝宝石晶片厚度起伏较大，表面质量较差，极大地影响了后续加工质量。

碳化硼，分子式为B₄C，具有低密度(2.52g/cm³)、高硬度(仅次于金刚石和立方氮化硼)、高熔点(2450℃)和良好的化学稳定性等一系列优良的物理化学性能，在研磨抛光领域有着广泛的应用。不同于其它纳米级粉体磨料，微米级的碳化硼粉体具有高硬度和高切削率的优势。但是，在水基磨液中，微米级碳化硼因粒径大而难悬浮的问题限制了其工业化应用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种微米级碳化硼粗磨液、其制备方法及其应用，该粗磨液悬浮稳定性较好，且粗磨产品的良率较高。

本发明提供了一种微米级碳化硼粗磨液，以质量分数计，包括以下组分：

粒径为20～80μm的碳化硼粉末20～40wt％；分散稳定剂1～5wt％；辅助氧化剂0.4～1.6wt％；络合剂0.5～1.5wt％；成膜剂0.1～1.4wt％；pH值调节剂0.5～1.6wt％；余量为水；

所述分散稳定剂选自气相二氧化硅、水性氧化铝、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、甘油和六偏磷酸钠中的一种或几种；

所述辅助氧化剂选自柠檬酸、苯甲酸和草酸中的一种或几种。

优选地，所述络合剂选自乙二胺四乙酸钠、葡萄糖酸钠和乳酸钠中的一种或几种。

优选地，所述成膜剂选自苯并三氮唑和/或硫脲。

优选地，所述pH值调节剂选自有机碱、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或几种。

优选地，所述有机碱选自乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵和四丁基氢氧化铵中的一种或多种。

本发明提供了一种上述技术方案所述微米级碳化硼粗磨液的制备方法，包括以下步骤：

将水、分散稳定剂和辅助氧化剂混合均匀，得到第一混合物；

将所述第一混合物和络合剂、成膜剂混合，得到第二混合物；

将第二混合物与粒径为20～80μm的碳化硼粉末混合均匀后加入pH值调节剂，超声，得到微米级碳化硼粗磨液。

优选地，均以1.5～2.0L/min的速度分别加入所述分散稳定剂和辅助氧化剂；