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在精密机械和光学工业中,许多情况都会要求产品具备“光鲜亮丽”的表面,这么做的目的不仅是为了美感,更多时候是生产及使用上的需求。而为了达到这样的目的,就需要使用物理机械或化学手段降低物体表面的粗糙度,该过程被称为“抛光”。抛光前后的产品效果往往会有巨大差异,比如说过去非抛光的液晶,外部光会在液晶表面发生漫反射,所以画面发灰,而现在的大屏幕液晶电视、高档显示器和手机表面都使用了抛光技术,对比度得到了显著提高,画面会比未经抛光的屏幕更加鲜艳靓丽。
液晶画面对比
抛光工序中,必不可少的就是在被抛光物体表面高速磨耗使其光滑的细小磨粒,它们一般被称为“抛光粉”。抛光粉通常包括氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化铈等组分,不同的材料的硬度不同,在水中的化学性质也不同,因此使用场合也各不相同。
其中SiO2抛光粉出光效果好,但切削速率较低;金刚石或者SiC硬度高,切削速率快,但表面有划痕;而氧化铝抛光粉有着硬度适中,切削速率快、出光效果好、生产工艺简单、成本低等优势,因此在机器制备、光学加工、饰品加工、汽车修理维护等领域都受到相当程度的重用,为我国带来了巨大的经济效益和社会效益。
氧化铝粉体的可控制备
正如上文所言,氧化铝的显微结构对性能有着重要影响,因此近年来氧化铝的形貌控制一直是人们研究的热点。而为了得到理想的氧化铝产品,一般会通过改变其制备的不同原料、添加剂、温度等工艺参数,从而对显微结构和晶体结构进行调控。
1.球形氧化铝粉
①沉淀法:将原料先配制成溶液,将沉淀剂加入含有铝盐的溶液中,形成沉淀后脱水,干燥后再热处理,最后得到超细氧化铝粉体。
②溶胶-乳液-凝胶法:此方法是利用油相和水相间的界面张力制造微小的球形液滴,使溶胶粒子的形成及凝胶化都被限定在微小的液滴中进行,最终获得球形的沉淀颗粒。
熔盐法制备的片状氧化铝
总结
随着高新技术的兴起与发展,未来市场对抛光粉体的需求将不断增加。据有关机构预计,2025年大部分国家抛光粉市场的规模预计将从2018年的1.4亿美元增长到2025年的2.5亿美元,因此市场前景相当可观。可预见,氧化铝抛光粉体的制备技术在未来必将向更低成本、更高性能的方向发展,因此对制备技术就更需要重视起来了——4月15-16日粉体圈将在山东淄博举办“2021年全国氧化铝粉体与制品创新发展论坛”,届时相关精彩报告多多,请不要错过!
资料来源:
氧化铝抛光磨料的可控制备及分散性研究,田莉。
氧化铝系化学机械抛光磨料的制备及颗粒分级,赵晓媛。