氟化物掺入对稀土抛光粉性能的影响

Abstract：The synthesis of crystalline lanthanum carbonate as precursor，and the preparation polishing powder by adding sodium fluoride and hydrofluoric respectively was studied.The experimental characterizations of XRD，SEM，particle size distribution，tap density，cutting force，and polishing performance of the glass revealed that the addition of sodium fluoride made the morphology of the particles ellipsoidal， but the material structure of the polishing powder was no change.However，the addition of hydrofluoric acid not only made the particles fine and uniform， but also changed the structure of the material and precipitates the LaOF of the tetragonal structure，as well as the tap density was also improved. Simultaneously，the addition of two fluorides could increase the cutting rate of the polishing powder，but the polishing powder prepared by doping with hydrofluoric acid had a better effect. Key words：rare earth polishing powder；sodium fluoride；hydrofluoric acid；doping
收 稿 日 期 ：2018-10-19 作者简介：王晶（1986— ），女，工程师，主要从事无机粉体材料研究，已发表论文 5 篇；E-mail：vivian0120@163.com。
过氯化、沉淀后，分别加入氟化钠、氟化氢两种氟化 物，通过喷雾干燥、高温辊道窑焙烧、气流粉碎分级 等工艺制备了中位粒径适中、 最大颗粒小于 7 μm 的稀土抛光粉。 通过 XRD、SEM、激光粒度仪、研磨 抛光等检测方法， 研究两种氟化物对氧化镧铈稀土 抛光粉的物质结构、 颗粒形貌及其抛光效果等性能 的影响。
第 51 卷 第 4 期 2019 年 4 月
无机盐工业 INORGANIC CHEMICALS INDUSTRY
Vol．51 No．4 Apr.，2019
氟化物掺入对稀土抛光粉性能的影响
王 晶 1，金彦章 1，王振波 2 （1.蚌埠玻璃工业设计研究院，安徽蚌埠 233010；2.哈尔滨工业大学化工与化学学院）
摘 要：研究了晶型碳酸镧铈的制备，并以其为前驱体，分别加入氟化钠和氢氟酸两种氟化物制备抛光粉。 通过 XRD、SEM、粒度分布、振 实 密 度 、切 削 力 及 其 对 玻 璃 的 抛 光 性 能 等 实 验 的 表 征 得 出 如 下 结 果 ：氟 化 钠 的 加 入 改 变 了 颗粒形貌，形成椭球型颗粒，但氟化钠未能改变抛光粉的物质结构；氢氟酸使得粉末颗粒细化，密度提高，一致性好， 并改变了物质结构，析出了四方结构的氟氧化镧（LaOF）。 两种氟化物的加入均提高了抛光粉的切削率，但掺入氢氟 酸制备的抛光粉抛光效果更好。
关键词：稀土抛光粉；氟化钠；氢氟酸；掺入 中图分类号：TQ124.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4990（2019）04-0037-05
Effect of fluoride doping on properties of rare earth polishing powders
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Wang Jing1，Jin Yanzhang1，Wang Zhenbo2
1 实验部分
1.1 原料和试剂 工 业 级 碳 酸 镧 铈 ［w （TREO） ≥45% ，TREO 中
w （CeO2） 为 63% ~67% 、w （La2O3） 为 33% ~37% 、 w（Pr6O11）≤0.01%］；氟 化 钠 （98%），工 业 级 ；氢 氟 酸 （55%），工 业 优 等 级 ；盐 酸 （36%）、十 二 烷 基 硫 酸 钠 （≥99%）、碳酸氢铵（≥99.5%），均为分析级。
（1.Bengbu Design＆Research Institute for Glass Industry，Bengbu 233010，China； 2.School of Chemistry and Chemical Engineering，Harbin Institute of Technology）
随着国民经济和工业的快速发展，铈基稀土抛 光粉作为一种高效研磨料，其性能优异，研磨效率 高，粉末颗粒莫氏硬度适中。 抛光时，低的表面粗糙 度使其在光学玻璃器件、电视机显像管、光学眼镜 片、示波管、平板玻璃、半导体晶片、宝石衬底及光学 晶体等精密制品领域得到广泛使用 。 ［1-4］ 铈基稀土抛 光粉分为含氟和不含氟两种，稀土抛光粉应用领域 的产品基本含有氟的成分，因为氟元素的加入会改 变颗粒晶型结构，在一定程度上增加抛光粉的性能， 使其具有更高的切削率，进而减少用户使用成本，提 高产品竞争力 。 ［5-7］ 氟的加入使抛光能力很弱的六方 晶系 La2O3 形成四方结构的碱性氟化物 LaOF，变得 具有与 CeO2 类似的研磨能力，从而提高抛光粉的整 体切削效果［8］。 本文以工业级碳酸镧铈为前驱体，通