中國(guó)粉體網(wǎng)訊  稀土拋光粉的主要組分是氧化鈰，又稱為氧化鈰拋光粉、鈰基稀土拋光粉，因其優(yōu)異的拋光效果，也被譽(yù)為“拋光粉之王”。

隨著我國(guó)稀土拋光粉產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，鈰稀土磨粉及其磨料制品已具備了粒度尺寸一致、硬度適中、研磨能量大、拋光耗時(shí)短、拋光精度高、使用壽命長(zhǎng)、工作環(huán)境清潔等優(yōu)點(diǎn)，并且已經(jīng)完全取代了過(guò)去使用的氧化鐵磨粉，應(yīng)用于玻璃表面、平板玻璃、陰極射線管、手機(jī)電腦屏幕、玻璃外殼、目鏡、光學(xué)玻璃、鏡片、寶石、金屬表面拋光、水晶、裝飾板材以及機(jī)械設(shè)備的冷加工。

稀土拋光粉的技術(shù)特性

對(duì)于含有特殊原材料和加工技術(shù)的稀土拋光粉，稀土材料拋光粉的尺寸大小直接決定了拋光效果和完成率。而一般材料尺寸愈大，對(duì)玻璃的表面拋光效果和表面粗糙度也愈大，而對(duì)不同的材料表面拋光的拋光粉尺寸需求也存在著一定差別，如對(duì)平板玻璃和彩色玻璃外殼的表面光潔度要求并不大，但所用的拋光粉尺寸需要更大(1 um~4 um)，而對(duì)普通光學(xué)玻璃表面拋光的拋光粉尺寸需求就比較大，一般規(guī)定為亞微米尺寸的分布。但如果使用了聚氨酯的高速拋光工藝，對(duì)粒度大小和懸浮液質(zhì)量的要求會(huì)相當(dāng)大，但也不是越小越好，越細(xì)則越均勻。

另外，由于氧化鈰的純度以及其他稀土元素的濃度都影響著稀土拋光粉的穩(wěn)定性，因此氧化鈰的高濃度也增加了打磨成本。在稀土拋光粉中，影響最主要的物質(zhì)為機(jī)械雜質(zhì)以及稀土拋光粉中的個(gè)別較硬粒子，而這些都將會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的磨損，進(jìn)而對(duì)外表形成劃傷。

其中雜質(zhì)主要包含于工藝設(shè)備中的元素粒子，以及在煅燒過(guò)程中來(lái)自于過(guò)大的元素氧化物凝聚物等。在近年來(lái)，化學(xué)分析技術(shù)的使用已經(jīng)成了制備稀土拋光粉的重點(diǎn)，尤其是制備高性能稀土拋光粉的化學(xué)技術(shù)，主要是用來(lái)研究高鈰稀土拋光粉的粒徑。

稀土拋光粉的技術(shù)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

我國(guó)中低檔稀土拋光粉的規(guī)模和技術(shù)比較成熟，但在高端應(yīng)用領(lǐng)域仍與國(guó)外存在一定差距，主要原因是國(guó)內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性、精密控制等方面尚存在差距，尤其是以半導(dǎo)體集成電路淺槽隔離（STI）制程用氧化鈰拋光材料尚依賴于進(jìn)口。

稀土拋光粉的顆�？刂萍夹g(shù)、晶型和形貌控制技術(shù)等問(wèn)題仍然存在；高性能稀土拋光材料中的大顆粒及異物控制難以降低；大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品一致性和穩(wěn)定性差，其生產(chǎn)、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵共性技術(shù)仍未突破；新一代稀土拋光材料的研究開(kāi)發(fā)進(jìn)展緩慢。目前，我國(guó)稀土拋光粉的技術(shù)瓶頸主要表現(xiàn)在：

生產(chǎn)工藝落后

鈰基稀土拋光粉的生產(chǎn)技術(shù)分別采用固相反應(yīng)法和液相反應(yīng)法。固相反應(yīng)工藝以稀土精礦為主要原料，直接在高溫下焙燒，再經(jīng)過(guò)精細(xì)處理來(lái)獲取。液相反應(yīng)法是通過(guò)沉積、分解、蒸餾，最后再經(jīng)過(guò)洗滌和高溫分解等處理獲得超細(xì)的物質(zhì)。由于生產(chǎn)工藝和原料的差異，導(dǎo)致稀土拋光粉的粒度和尺寸的不同。而不同的粒徑大小和晶體結(jié)構(gòu)，影響了拋光量和拋光精度。同時(shí)，在拋光粉生產(chǎn)過(guò)程中前驅(qū)體和沉淀器的選擇，也影響了生產(chǎn)廢水的處理方式。

粒徑控制技術(shù)不成熟

稀土拋光粉的平均粒徑大小和粒度分布，也是影響拋光粉性能的關(guān)鍵因素。拋光粉的平均粒徑越大，研磨速度也就越高，對(duì)拋光物體的表面粗糙度影響也越大。相反，拋光粉的平均粒徑較小，從而減少了磨量，降低研磨速度，也提高了拋光對(duì)象的表面光滑度。而拋光粉一般平均粒徑分布范圍較窄，過(guò)粗或過(guò)細(xì)的顆粒也比較少，無(wú)大顆粒拋光粉則拋光對(duì)象的表面質(zhì)量較高，但少細(xì)顆粒的拋光粉則可提高研磨速度。高端稀土拋光粉的粒度控制不僅要從中間粒度D50開(kāi)始，還要從最大粒度、中間粒度D50和粒度分布來(lái)綜合考慮。

大顆粒及雜質(zhì)難以消除

稀土拋光粉主要包括了氧化鈰以外的其他稀土元素La、Pr、Nd，以及其他的稀土金屬元素F、S、Ca、Fe等。F和S的存在改變了拋光粉的結(jié)晶外觀、色澤和拋光特性。在生產(chǎn)過(guò)程中，鐵銹、機(jī)械雜物、氟化稀土硬粒子會(huì)混入，這種雜物和大粒子將嚴(yán)重改變拋光粉的拋光特性，造成嚴(yán)重劃傷。

晶型控制不完全

二氧化鈰的晶體形狀和形貌直接關(guān)系著打磨物料的拋光精度和打磨效率。目前，大部分的拋光粉在生產(chǎn)過(guò)程中都采用了氟，其前驅(qū)體的制備過(guò)程以及后續(xù)的焙燒工藝、氟的導(dǎo)入過(guò)程和焙燒工藝等均關(guān)系著氧化鈰的片粒形和厚度。氟化反應(yīng)的不均勻，會(huì)造成在焙燒過(guò)程中產(chǎn)生大量與稀土氟化物混雜的硬塊，并留下大量未反應(yīng)的稀土氧化物顆粒。而摻雜的氟化稀土顆粒的硬塊也容易產(chǎn)生劃傷。另外，若留下大量不反應(yīng)的稀土氧化物顆粒，將無(wú)法長(zhǎng)期維持高拋光度。

高端稀土拋光材料產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的穩(wěn)定性差

高端稀土拋光材料的產(chǎn)業(yè)化，除了保證其基本性能和質(zhì)量指標(biāo)滿足市場(chǎng)要求之外，還必須保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)批次的一致性，因此在工藝擴(kuò)大、生產(chǎn)設(shè)備選擇、工藝設(shè)計(jì)等方面都非常重要。同時(shí)，還需要認(rèn)真考慮節(jié)能、減少消費(fèi)、三廢排放等問(wèn)題，以盡可能實(shí)現(xiàn)低排放、無(wú)污染的生產(chǎn)。

參考來(lái)源：

[1]稀土拋光粉產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與前景，胡珊珊等，上海交通大學(xué)包頭材料研究院

[2]淺析稀土拋光粉的發(fā)展現(xiàn)狀及思考，韓丹等，上海交通大學(xué)包頭材料研究院

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/平安）

注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除！