Welche Faktoren beeinflussen die Polierleistung von Seltenerd-Polierpulver?

Die Charakterisierung von Polierpulver kann in zwei Teile zusammengefasst werden, nämlich chemische Eigenschaften und physikalische Eigenschaften. Zu den physikalischen Eigenschaften von Seltenerd-Polierpulver gehören Partikelgröße, Härte, spezifische Oberfläche, Suspension, Kristallstruktur und Kristallform. Studien haben gezeigt, dass die Aktivität von Polierpulver hauptsächlich von seiner chemischen Zusammensetzung, Kristallstruktur, Kristallform und Partikelbruchrate abhängt.
In der Vergangenheit wurde allgemein angenommen, dass die Polierfähigkeit und der Poliereffekt umso stärker sind, je höher die Reinheit von CeO2 ist. Dies ist jedoch nicht immer der Fall. Wenn die Reinheit von CeO2 ein bestimmtes Niveau erreicht, ist die Qualität nicht mehr der entscheidende Faktor, und eine Erhöhung der Qualität hat fast keinen Einfluss auf die Verbesserung der Polierleistung.
Der Einfluss des CeO2-Gehalts
Der CeO2-Gehalt hat einen erheblichen Einfluss auf die Polierfähigkeit von Seltenerd-Polierpulver. In der Praxis hat sich gezeigt, dass bei einem CeO2-Gehalt von mehr als 40 % die Polierwirkung deutlich zunimmt. Bei weiterer Erhöhung des CeO2-Gehalts ist die Wirkungsverbesserung nicht mehr signifikant. Wenn er auf etwa 80 % bis 85 % ansteigt, ist er nur etwa 15 % höher als das Polierpulver mit einem CeO2-Anteil von 40 %. Es ist ersichtlich, dass der Einfluss der Reinheit nicht der absolute Faktor ist. Bei Polierpulver ist es bedeutungslos, einfach nur eine hohe Reinheit anzustreben.
Der Einfluss anderer Seltenerdelemente
Die chemische Zusammensetzung von Seltenerd-Polierpulver umfasst hauptsächlich Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Fluor, Eisen, Sauerstoff und andere chemische Elemente, unter denen Ceroxid die wichtigste Komponente ist. Andere Seltenerdelemente liegen hauptsächlich im Gitter von Ceroxid in fester Lösung vor und spielen eine Rolle bei der Veränderung der Kristallmorphologie, Struktur und Polierleistung.
Im Seltenerd-Polierpulver spielen andere Seltenerdelemente eine positive Rolle bei der Polierfähigkeit des Polierpulvers, da andere Seltenerdelemente die Kristallstruktur zwischen Fluorit und hexagonalen Systemen verändern, ohne die Kristallstruktur von Ceroxid zu verändern. Beispielsweise hat kubisch flächenzentriertes Pr6O11 die gleiche Struktur wie CeO2 und eignet sich auch zum Polieren; Einige Seltenerdoxide haben fast keine Polierfähigkeit, können aber innerhalb eines bestimmten Bereichs feste Lösungen mit CeO2 bilden, ohne die Kristallstruktur von CeO2 zu verändern, was dazu führt, dass sich die Kristallstruktur zwischen Fluorit- und hexagonalen Systemen ändert.
Die Dotierung verschiedener Seltenerdelemente in CeO2 verändert die Kalzinierungstemperatur, verfeinert die Körner, führt zu Gitterverzerrungen und bildet Sauerstofffehlstellen, was sich positiv auf die Polierfähigkeit auswirkt.
Der Einfluss von Nicht-Seltenerd-Verunreinigungen
Zusätzlich zu den Verunreinigungen der Seltenen Erden gibt es in der chemischen Zusammensetzung des Polierpulvers der Seltenen Erden auch viele Nicht-Seltenerd-Verunreinigungen wie Sauerstoff, Schwefel, Fluor, Silizium, Eisen, Kalzium und andere chemische Elemente. Einige Verunreinigungen, die keine seltenen Erden sind, wie Fluor, Schwefel und andere Elemente, können die Kristallstruktur, Farbe und Polierleistung des Polierpulvers verändern. Darüber hinaus befinden sich im Polierpulver Verunreinigungen wie mechanische Verunreinigungen und einige harte Partikel, die zu mechanischen Schäden und Kratzern auf der Oberfläche des polierten Werkstücks führen können. Selbst wenn der Gehalt dieser Verunreinigungen weniger als 0,001 % beträgt, können sie das Glas zerkratzen.
Darüber hinaus enthalten Seltenerdcarbonate auch eine geringe Menge CaO, was die Polierfähigkeit des Polierpulvers verringern kann. Daher sollte der Gehalt an CaO in der Regel 1 % nicht überschreiten.
Die Wirkung von Fluorid
Fluor ist ein häufiger Bestandteil von Polierpulvern aus seltenen Erden auf Cerbasis. Der Zusatz von Fluor kann die Kristallstruktur des Polierpulvers verändern und dessen Polierfähigkeit verbessern; Gleichzeitig können Fluorbestandteile mit dem geschliffenen Glas reagieren und so die Glätte und Wirksamkeit des Mahlens verbessern; Darüber hinaus kann die Zugabe von Fluor auch als Co-Lösungsmittel wirken, die Reaktionstemperatur senken und die Korngröße erhöhen, die Menge des zugesetzten Fluors muss jedoch innerhalb eines geeigneten Bereichs kontrolliert werden.
Eine weitere wichtige Funktion der Fluordotierung besteht darin, während des Poliervorgangs HF zu erzeugen, das den vorhandenen Siliziumoxidfilm auf der Glasoberfläche erodiert und eine neue Schicht Siliziumoxidfilm erzeugt, was zu einer hohen Glätte und Transparenz des Glases führt.
Aufgrund der Schädigung der Umwelt durch das F-Element achten die Menschen immer mehr auf fluoridfreie Seltenerd-Poliermaterialien und haben eingehende Untersuchungen durchgeführt. Insbesondere in einigen Glaskaltverarbeitungsunternehmen in westeuropäischen und amerikanischen Ländern ist fluoridfreies, auf Cer basierendes Seltenerdpolierpulver zu einem notwendigen Produkt im Verarbeitungsprozess geworden.