稀土碳酸鹽制備鈰基稀土拋光粉的研究.pdf

1、鈰基稀土拋光粉是一種優(yōu)良的拋光材料，因其獨(dú)特的拋光性能及質(zhì)量，而被廣泛地應(yīng)用于光學(xué)玻璃、電子產(chǎn)品等高科技領(lǐng)域。鈰基拋光粉的拋光性能是由其特殊的物理化學(xué)性質(zhì)決定的。而如何制備出性能優(yōu)異的拋光粉，已經(jīng)成為一項(xiàng)熱門的研究課題。
　　 本論文以鈰碳酸鹽和鑭鈰碳酸鹽為原料，通過(guò)球磨粉碎、摻氟、干燥、焙燒等工藝過(guò)程，制備出WFC型（氧化鈰）、C型（含氟氧化鈰）、WFLC型（鑭鈰氧化物）和LC型（含氟鑭鈰氧化物）鈰基稀土拋光粉，并從晶體學(xué)的角

2、度分析了其晶體結(jié)構(gòu)，測(cè)試了其拋光性能，進(jìn)而研究了晶體形貌和晶體結(jié)構(gòu)與拋光性能之間的關(guān)系。論文分為四個(gè)部分：
　　 第一部分通過(guò)XRD和DTA方法對(duì)四種鈰基稀土拋光粉制備流程中的粉碎過(guò)程、氟化過(guò)程、干燥過(guò)程、焙燒過(guò)程的相組成和化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行了研究。并首次分別對(duì)C型（摻氟鈰碳酸鹽）和LC型（摻氟鑭鈰碳酸鹽）碳酸鹽焙燒過(guò)程中稀土氟氧中間化合物生成的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：其反應(yīng)在357～417℃溫度范圍和425～452℃溫度范圍的動(dòng)

3、力學(xué)方程分別為y1=-4.4×102x+0.45和y2=-3.4×103x+0.69；表觀活化能分別為E1=8425kJ·mol-1,E2=65104kJ·mol-1;反應(yīng)級(jí)數(shù)分別為n1=0.45和n2=0.69。
　　 第二部分采用XRD、SEM和HRTEM等測(cè)試技術(shù)對(duì)四種鈰基稀土拋光粉的顆粒形貌、晶體緒構(gòu)（晶體尺寸、晶格常數(shù)、晶格畸變）進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：①WFC型、WFLC型鈰基稀土拋光粉的燒結(jié)顆粒形貌呈片狀和針狀，C型

4、和LC型鈰基稀土拋光粉的燒緒顆粒呈球形團(tuán)聚體狀態(tài)：四種鈰基稀土拋光粉的顆粒都由球形晶粒組成，其中WFC型晶粒聚集緊密，WFLC型晶粒聚集緊密度僅次于WFC型，C型晶粒聚集相對(duì)松散，LC型晶粒聚集緊密度大于C型。說(shuō)明F對(duì)顆粒形貌和聚集狀態(tài)影響顯著。②La固溶于CeO2晶格中，同時(shí)含有F時(shí)，La部分存在于CeO2晶格中形成固溶體，部分La和F共同形成新相CeLa2O3F3。③在950℃下，隨焙燒時(shí)間的延長(zhǎng)，四種鈰基稀土拋光粉的晶粒尺寸均不斷

5、增大。F對(duì)CeO2的晶粒尺寸的影響大于La。同時(shí)摻La和F的鈰基稀土拋光粉中的物相CeLa2O3F3將F大量固定，導(dǎo)致氟主要以鑭鈰氟氧化物存在，使得C型和LC型的CeO2晶粒的生長(zhǎng)趨勢(shì)基本一致；四種鈰基稀土拋光粉中CeO2的晶格常數(shù)總的變化趨勢(shì)是逐漸減小并趨于穩(wěn)定，各鈰基稀土拋光粉中CeO2晶格常數(shù)的大小次序?yàn)長(zhǎng)C型＞W(wǎng)FLC型＞C型＞W(wǎng)FC型；晶格畸變逐漸減小，F(xiàn)對(duì)CeO2晶格畸變的影響大于La。
　　 第三部分研究了焙燒條件

6、、粒度分布、顆粒形貌、晶體結(jié)構(gòu)（晶體尺寸和結(jié)晶子徑結(jié)晶形狀）與拋光粉性能之間的關(guān)系。結(jié)果表明：四種稀土拋光粉的拋光能力大小為L(zhǎng)C型＞W(wǎng)FLC型＞C型＞W(wǎng)FC型：950℃焙燒的LC型（含氟鑭鈰氧化物）稀土拋光粉的研削力、劃傷和光潔度的指標(biāo)都優(yōu)于其他條件下制備的拋光粉；L111/L200比值太小，則三級(jí)棱角十分尖銳，容易劃傷工件表面；L111/L200比值太大，則三級(jí)棱角不明顯，拋光能力下降，進(jìn)而證明L111/L200比值接近1時(shí)拋光效果最