專利名稱：一種加氧化劑酸性硅溶膠拋光液的配制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是屬于供拋光、主要是供巖石和礦物等地質(zhì)樣品拋光時用的加氧化劑酸性硅溶膠拋光液的配制方法。
現(xiàn)有的巖石和礦物等地質(zhì)樣品的拋光方法是使用一種干粉加水溶液拋光方法。使用的干粉是重鉻酸鹽焙燒而成的含有三氧化二鉻(Cr2O3)的拋光材料。鉻的鹽類及其氧化物是有毒的致癌物。地質(zhì)樣品的拋光工藝主要是手工操作，鉻鹽及其氧化物進(jìn)入人的指甲縫隙及皮膚表層裂隙，不易清洗，有害健康，并通過排放污染環(huán)境。氧化鉻是一種硬質(zhì)拋光材料，拋光時對硬度小的礦物產(chǎn)生擦痕和劃道影響光片質(zhì)量，已不能滿足現(xiàn)代礦物學(xué)各種測試手段對光面的要求(如電子探針分析、掃描電鏡、反光顯微鏡等儀器測試對光面的要求)。另外鉻為我國稀缺礦種，鉻鹽的制備需要大量外匯，使用其作拋光材料價格很貴。
目前國外進(jìn)行地質(zhì)樣品拋光，較多地采用一種三氧化二鋁拋光蘑料。該產(chǎn)品由美國BUEHLER公司生產(chǎn)，是一種粒度為微米級的懸膠體。其價格為每6盎司約11.5美元，價格也是很貴的。
在同類技術(shù)中有硅單晶的拋光技術(shù)。國際上廣泛采用一種硅溶膠拋光液，對硅單晶表面進(jìn)行拋光。此種拋光液為一定顆粒的二氧化硅的堆積顆粒在液相均勻分散后形成的膠體體系。體系中加入堿性物質(zhì)及改善表面性質(zhì)的添加劑。此種拋光液用于硅單晶拋光效果良好。但是拋光是在堿性環(huán)境中進(jìn)行的，而對于地質(zhì)樣品來說絕大部分是礦物(如硫化物或氧化物)。它們的特點(diǎn)是在堿性介質(zhì)中溶解度極低，阻礙表面化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，達(dá)不到拋光目的。
本發(fā)明的目的在于改變目前地質(zhì)樣品拋光時使用的拋光液。使其不造成污染，沒有制癌物，并能提高拋光質(zhì)量，以滿足現(xiàn)代礦物學(xué)對各種測試手段的需要。
本發(fā)明所基于的原理是材料表面的拋光機(jī)理包括樣品表面與拋光液之間的物理及化學(xué)作用，物理作用是指拋光材料對樣品表面的磨削作用，化學(xué)作用是指拋光材料與樣品表面的化學(xué)反應(yīng)。單晶硅片的拋光是以化學(xué)作用為主，由于溶液呈堿性，則硅片起下列反應(yīng)
對于絕大部分地質(zhì)樣品來說，它們不是單質(zhì)，而是金屬硫化物、氧化物及具不同絡(luò)陰離子的含氧酸鹽(如碳酸鹽，硅酸鹽等等)。上述物質(zhì)的化學(xué)特性是在堿性介質(zhì)條件下極難溶解，而在酸性介質(zhì)下呈微溶性。在酸性介質(zhì)條件下其反應(yīng)(以硫化物為例)為
在拋光過程中SiO2顆粒起摩擦作用，它的吸附作用可使附著在礦物表面的離子除去，使反應(yīng)得以正常進(jìn)行，中性氧化劑的加入將使這個反應(yīng)速度加快。
本發(fā)明所制備的硅溶膠拋光液為酸性。采用離子交換法，將拋光液的酸度控制到PH＝2-3范圍內(nèi);用控制投入活性多硅酸顆粒速度和時間的方法，使拋光液的堆積顆粒度在50-70mm;濃度控制在5%-25%，并加入微量促使反應(yīng)速度加快的中性氧化劑。
拋光液體的使用方法與使用三氧化二鉻的拋光工藝完全相同，由于使用的拋光劑是液體，故有利于拋光工藝的機(jī)械化及自動化。
本發(fā)明具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和效果拋光液干凈清潔，對人體及環(huán)境無毒害、無污染;對被拋光樣品，拋光時劃道和擦痕比用氧化鉻的拋光方法少得多;尤其對軟礦物樣品更為明顯。使用MPV-3全自動大型顯微鏡進(jìn)行礦物光片測試，同一樣品使用本發(fā)明拋光測得的反射率與使用氧化鉻拋光測得的反射率是一致的。同時使用本發(fā)明的成本可以降低1/4左右。
實(shí)施例使用單晶硅拋光液，調(diào)整PH＝2，堆積顆粒度為65nm，濃度為10%，加入1%的雙氧水。
權(quán)利要求
1.一種硅溶膠拋光液的配制方法，其特征是采用離子交換法把市售硅溶膠拋光液的酸度調(diào)整到PH=2-3；用控制投入活性多硅酸顆粒速度和時間的方法，使拋光液的堆積顆粒度在50-70nm之間；拋光液的濃度控制在5%-25%之間。
2.按權(quán)利要求1所要求的硅溶膠拋光液配制方法，其特征是在拋光液中加入微量中性氧化劑。
全文摘要
本發(fā)明是屬于供拋光、主要是供巖石和礦物等地質(zhì)樣品拋光時用的加氧化劑酸性硅溶膠拋光液的配制方法。本發(fā)明所制備的硅溶膠拋光液為酸性。pH為2-3；堆積顆粒度為50-70mm；濃度為5％-25％。本發(fā)明所配置的拋光液干凈清潔，對人體及環(huán)境無毒害、無污染；效果比其它拋光液好。
文檔編號C09G1/02GK1032021SQ8810742
公開日1989年3月29日 申請日期1988年11月1日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月1日
發(fā)明者施倪承, 施為德, 汪雪芳, 尹子芳 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)(北京)