本發(fā)明涉及一種用于藍(lán)寶石表面的高效鏡面拋光液，特別涉及一種含鐵催化劑的陶瓷拋光液及其制備方法。本發(fā)明具體用于藍(lán)寶石表面的的精密拋光，有益于解決傳統(tǒng)含硅溶膠的藍(lán)寶石拋光液容易在拋光過程中板結(jié)等問題，同時(shí)提高藍(lán)寶石拋光效率。

背景技術(shù)：

當(dāng)前市場(chǎng)上的藍(lán)寶石精拋拋光液主要以硅溶膠做拋光摩擦劑。在堿性pH10-11件下，硅溶膠的水合氧化硅與藍(lán)寶石表面形成硅酸鋁，在機(jī)械力的幫助下將堅(jiān)硬的藍(lán)寶石進(jìn)行切削、拋光?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的硅溶膠類藍(lán)寶石拋光液固含量高，且效率低，在拋光工藝過程中容易板結(jié)，并容易在藍(lán)寶石表面風(fēng)干，不宜于后續(xù)的清洗工藝。傳統(tǒng)藍(lán)寶石拋光液的切削率隨pH增大而增大。

本發(fā)明目的在于發(fā)明一種含鐵化合物的氧化鋁陶瓷拋光液，具有效率高、拋光壽命長(zhǎng)，拋光過程中不易出現(xiàn)板結(jié)、利于后續(xù)清洗等優(yōu)異性能。其拋光效率在加入含鐵催化劑時(shí)，突然高升，其效率高達(dá)10μm/小時(shí)以上。

本發(fā)明中通過合適的pH值控制藍(lán)寶石表面的雙電層性能，利用含鐵催化劑增強(qiáng)藍(lán)寶石表面的水合、軟化堅(jiān)硬的藍(lán)寶石表面，實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)表面的藍(lán)寶石表面的拋光。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一個(gè)目的提供一種用于對(duì)藍(lán)寶石進(jìn)行拋光的拋光液，目的是解 決現(xiàn)有技術(shù)問題，提供一種效率高、拋光壽命長(zhǎng)，拋光過程中不易出現(xiàn)板結(jié)、利于后續(xù)清洗的拋光液。

本發(fā)明解決問題采用的技術(shù)方案是：

含鐵催化劑的陶瓷拋光液，包含有1)水，2)莫氏硬度大于7的硬質(zhì)研磨劑；3)含鐵催化劑；4)表面活性劑，用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值為12.0-13.5。

硬質(zhì)研磨劑、含鐵催化劑分別占拋光液總質(zhì)量的10.0％～30％、0.01％～2.00％。

所述硬質(zhì)研磨劑選自粒徑為30～1200nm的氧化鋁、碳化硅、碳化硼的一種或多種的混合。

所述氧化鋁是α-氧化鋁。

所述含鐵催化劑選自氧化鐵，氫氧化鐵，含鐵絡(luò)合物中的一種。

所述含鐵絡(luò)合物選自EDTA鐵絡(luò)合物，三乙醇胺鐵絡(luò)合物中的一種。

所述pH調(diào)節(jié)劑選自氫氧化鉀、四甲基氫氧化銨中的一種或其混合物。

以上所述的拋光液用于對(duì)藍(lán)寶石拋光。

上述的拋光液的制備方法，先將硬質(zhì)研磨劑與含鐵催化劑分散在水中，攪拌均勻，最后將懸浮液的pH值用調(diào)整到12.0～13.5。

硬質(zhì)研磨劑、含鐵催化劑分別占拋光液總質(zhì)量的10.0％～30％、0.01％～2.00％。

本發(fā)明的有益效果：1.本發(fā)明中通過合適的pH值控制藍(lán)寶石表面的雙電層性能，利用含鐵催化劑增強(qiáng)藍(lán)寶石表面的水合、軟化堅(jiān)硬的藍(lán)寶石表面，實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)表面的藍(lán)寶石的拋光。

2.與純硅溶膠拋光液容易在拋光溫度條件下干燥凝結(jié)(俗稱結(jié)晶)不同， 氧化鋁、碳化硅、碳化硼作為研磨劑的拋光液風(fēng)干后可以被再分散，再利用而不導(dǎo)致劃傷的產(chǎn)生。同時(shí)與硅溶膠不同，氧化鋁、碳化硅、碳化硼不與藍(lán)寶石表面化學(xué)結(jié)合，大大降低了后續(xù)清洗工藝的負(fù)擔(dān)。

3.本發(fā)明產(chǎn)品與傳統(tǒng)硅溶膠藍(lán)寶石拋光液不同，在合理配方調(diào)節(jié)條件下，藍(lán)寶石拋光切削率在含鐵催化劑的存在條件下突然升高。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

含鐵催化劑的陶瓷拋光液，包含有1)水，2)莫氏硬度大于7的硬質(zhì)研磨劑；3)含鐵催化劑；4)表面活性劑，用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值為12.0-13.5。

其中硬質(zhì)研磨劑、含鐵催化劑分別占拋光液總質(zhì)量的10.0％～30％、0.01％～2.00％。

實(shí)施例1：

制備八份如下懸浮液：在720g水中，加入200克粒徑約0.8微米的alpha氧化鋁、6g氫氧化鐵，攪拌均勻。最后用氫氧化鉀將pH調(diào)到10.5，11.5，12.0，12.3，12.6，12.9，13.5，14，供藍(lán)寶石拋光使用。

將所制樣品在圣高單面拋光機(jī)上拋光。下壓：5psi，下盤轉(zhuǎn)速50RPM，拋光液流速：100ml/分鐘，采用Rohm Haas的IC1000拋光墊。拋光時(shí)間30分鐘。2”C-面藍(lán)寶石晶片用于拋光測(cè)試。該系列拋光液拋光速率分別為53、60、75、157、210、181、67、50納米/分鐘。拋光機(jī)以及拋光產(chǎn)料表面無沉積。

從上述檢測(cè)結(jié)果中可以看出，PH值大于10.5時(shí)，隨著PH值的升高則拋光速率升高，當(dāng)達(dá)到PH值為13.5時(shí)，PH值開始下降，PH值在12.3-12.9之間時(shí)，拋光效率最高。

實(shí)施例2：

制備七份如下懸浮液：在700g水中，加入250克粒徑約0.02，0.10,0.20,0.40,0.60，0.80，1.3微米的alpha氧化鋁、20g三乙醇胺鐵絡(luò)合物、30g聚乙醇胺乙酸乙酯，攪拌均勻。最后用四甲基氫氧化銨以及氫氧化鉀將pH調(diào)到12.5，供藍(lán)寶石拋光使用。

將所制樣品在圣高單面拋光機(jī)上拋光。下壓：5psi，下盤轉(zhuǎn)速50RPM，拋光液流速：100ml/分鐘。拋光時(shí)間30分鐘。2”C-面藍(lán)寶石晶片(表面粗糙度400微米)用于拋光測(cè)試。該系列拋光液拋光速率分別為89、153、173、189、222、171、108納米/分鐘。拋光機(jī)以及拋光產(chǎn)料表面無沉積。1.3微米的alpha氧化鋁配制的拋光液，切削率有所下降，表面粗糙度明顯增大，不能滿足光透的要求。

實(shí)施例3

如下系列的拋光液配方以及拋光測(cè)試結(jié)果見表1.

表1

從表1中的結(jié)果可以看出，在含有鐵催化劑的條件下，拋光液對(duì)藍(lán)寶石的切削率突然升高。

比較例：

制備如下懸浮液：在740g水中，加入250克粒徑約0.40微米的alpha氧化鋁，20g三乙醇胺鐵絡(luò)合物、30g聚乙醇胺乙酸乙酯，攪拌均勻，最后用堿將pH調(diào)到12.5，供藍(lán)寶石拋光使用。無攪拌情況下，拋光液很快沉淀，幾天后嚴(yán)重板結(jié)，難于再次分散。

將所制樣品在圣高單面拋光機(jī)上拋光。下壓：5psi，下盤以及載盤轉(zhuǎn)速100RPM，拋光液流速：100ml/分鐘。拋光時(shí)間20分鐘。4”C-面藍(lán)寶石晶片(表面粗糙度400微米)用于拋光測(cè)試。該系列拋光液拋光速率分別為73納米/分鐘。藍(lán)寶石表面粗糙，拋光機(jī)以及拋光墊上氧化鋁沉積嚴(yán)重。