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CN105668599A - 一种纳米氧化铝抛光料及其制备方法 - Google Patents

一种纳米氧化铝抛光料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种纳米氧化铝抛光料及其制备方法，由纳米晶勃姆石、纳米晶勃姆石重量0～5%的晶体生长剂和纳米晶勃姆石重量0～5%的晶体诱导剂煅烧而成。本发明通过将与晶体生长剂和晶体诱导剂在一定条件下进行煅烧，从而使纳米晶勃姆石由于煅烧形成的纳米氧化铝作为晶种再次长大，从而得到纳米级的氧化铝，不仅能保持氧化铝原本的高硬度特点，而且也使其具备了较高的韧性，并明显抑制脆性断裂、显著提高抗热震性能。

Description

一种纳米氧化铝抛光料及其制备方法
技术领域
本发明涉及到材料精加工领域用到的抛光材料，具体的说是一种纳米氧化铝抛光料及其制备方法。
背景技术
抛光是指用抛光材料对金属制品表面进行整平处理，降低粗糙度，使凹凸不平的表面变得平滑、精美，增加表层的光泽和外观质量。抛光的好坏和优劣对物体表面的外观、机械强度和耐腐蚀性能的影响极大、有时甚至会影响进一步的加工处理。
常用的抛光材料有固体及液体两大类，固体称为抛光膏，液体称为抛光浆。抛光膏和抛光浆中的磨料粒子一般有氧化铬、氧化钙、长石、氧化铁以及氧化铝微粉，近年来纳微米氧化铈也进入使用，氧化铈由于价格原因，限制了其应用。
除上面提到的之外，还有碳化硅、氢氧化钙、硅藻土、石英粉以及氮化硼等，也是抛光膏和抛光浆中主要组分。α—氧化铝即刚玉是自然界硬度排行第二的天然磨料，虽然早已被广泛应用于打磨抛光领域，但是由于其粒度往往较大（传统拜耳法制得的氧化铝粉粒度大于1微米，甚至100微米），使得其在抛光领域应用受限。
发明内容
为解决现有技术中刚玉作为磨料时粒度较大限制了其在抛光领域应用的问题，本发明提供了一种纳米氧化铝抛光料及其制备方法，通过本发明制备的纳米级氧化铝抛光料的粒径小于500nm，能够很好的满足抛光的需要。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种纳米氧化铝抛光料，由纳米晶勃姆石、纳米晶勃姆石重量0～5%的晶体生长剂和纳米晶勃姆石重量0～5%的晶体诱导剂煅烧而成。
所述晶体生长剂为氟化铝或氟化铵。
所述晶体诱导剂为硼酸。
上述纳米氧化铝抛光料的制备方法，先按照上述比例称取各物料混合均匀后进行煅烧，煅烧后的产物经冷却、破碎、粉磨、酸洗和水洗至中性，然后进行抽滤得到沉淀物干燥、筛分分级后，即得到粒径小于500nm的纳米氧化铝抛光料，所述煅烧时，以1~10℃/min的升温速率将混合后的物料加热到1200～1400℃，并保持该温度煅烧0.5～4h，煅烧结束后，以300～500℃/min的降温速率急速冷却至常温。
本发明中所用的纳米晶勃姆石是依照专利号为201210395756.1、专利名称为一种勃姆石纳米晶或纳米晶须的制备方法的记载制备出的纳米晶勃姆石，在此基础上，增加纳米晶勃姆石作为晶种再次进入种分环节的循环次数，即可直接得到合适尺寸的纳米亚微米级勃姆石，然后烧制即可得到粒径小于500nm的纳米级氧化铝。
由于纳米材料本身的颗粒细小，比表面积巨大，因此，极容易出现团聚现象，常规意义上说的纳米材料是在透射电镜（国家标准以透射电镜为准）下显示的单个颗粒为几个到100纳米粒径，但是在马尔文激光粒度仪上显示时基本为几十微米的粒径，究其原因，是因为纳米材料本身的团聚效应，团聚后的纳米材料在外观上显示已经达到几十微米的粒径，这样使得即使加入纳米级的颗粒材料，实际上仍然为微米级，除非经过一系列的处理使团聚的纳米颗粒分散；
研究发现，纳米晶勃姆石进行烧结之后，制得的纳米氧化铝并不会出现团聚现象，也就是说，烧结后形成的氧化铝颗粒是处于单个纳米颗粒分散状态，并不会表现出团聚现象，本发明利用此现象，通过对纳米晶勃姆石与晶体生长剂和晶体诱导剂在一定条件下进行煅烧，从而使纳米晶勃姆石由于煅烧形成的纳米氧化铝作为晶种再次长大，从而得到纳米级的氧化铝。
有益效果：本发明通过将与晶体生长剂和晶体诱导剂在一定条件下进行煅烧，从而使纳米晶勃姆石由于煅烧形成的纳米氧化铝作为晶种再次长大，从而得到纳米级的氧化铝，不仅能保持氧化铝原本的高硬度特点，而且也使其具备了较高的韧性，并明显抑制脆性断裂、显著提高抗热震性能。
附图说明
图1为实施例1所制得产品的扫描电镜照片；
图2为实施例2所制得产品的扫描电镜照片；
图3为实施例1所制得产品的XRD图；
图4为实施例2所制得产品的XRD图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的阐述。以下各实施例中所用的纳米晶勃姆石是依照专利号为201210395756.1、专利名称为一种勃姆石纳米晶或纳米晶须的制备方法的记载制备出的纳米晶勃姆石，所述的破碎、粉磨、酸洗、水洗至中性、抽滤、干燥、筛分均为本领域的常规操作。
实施例1
一种纳米氧化铝抛光料，由纳米晶勃姆石和纳米晶勃姆石重量5%的晶体生长剂煅烧而成；
上述纳米氧化铝抛光料的制备方法，先按照上述比例称取各物料混合均匀后进行煅烧，煅烧后的产物经冷却、破碎、粉磨、酸洗和水洗至中性，然后进行抽滤得到沉淀物干燥、筛分分级后，即得到粒径小于500nm的纳米氧化铝抛光料，所述煅烧时，以1℃/min的升温速率将混合后的物料加热到1300℃，并保持该温度煅烧0.5h，煅烧结束后，以300℃/min的降温速率急速冷却至常温。
煅烧后急速冷却得到的产物经破碎、粉磨、筛分分级后，得到尺寸介于80nm的纳米α-氧化铝抛光料。
以上为本实施例的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的限定：
如，所述晶体生长剂优选为氟化铝或氟化铵。
实施例2
一种纳米氧化铝抛光料，由纳米晶勃姆石和纳米晶勃姆石重量5%的晶体诱导剂煅烧而成；
上述纳米氧化铝抛光料的制备方法，先按照上述比例称取各物料混合均匀后进行煅烧，煅烧后的产物经冷却、破碎、粉磨、酸洗和水洗至中性，然后进行抽滤得到沉淀物干燥、筛分分级后，即得到粒径小于500nm的纳米氧化铝抛光料，所述煅烧时，以5℃/min的升温速率将混合后的物料加热到1200℃，并保持该温度煅烧2h，煅烧结束后，以400℃/min的降温速率急速冷却至常温。
煅烧后急速冷却得到的产物经破碎、粉磨、筛分分级后，得到尺寸介于120nm的纳米α-氧化铝抛光料。
以上为本实施例的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的限定：
如，所述晶体诱导剂优选为硼酸。
实施例3
一种纳米氧化铝抛光料，由纳米晶勃姆石、纳米晶勃姆石重量2.5%的晶体生长剂和纳米晶勃姆石重量2.5%的晶体诱导剂煅烧而成；
上述纳米氧化铝抛光料的制备方法，先按照上述比例称取各物料混合均匀后进行煅烧，煅烧后的产物经冷却、破碎、粉磨、酸洗和水洗至中性，然后进行抽滤得到沉淀物干燥、筛分分级后，即得到粒径小于500nm的纳米氧化铝抛光料，所述煅烧时，以10℃/min的升温速率将混合后的物料加热到1400℃，并保持该温度煅烧4h，煅烧结束后，以500℃/min的降温速率急速冷却至常温。
煅烧后急速冷却得到的产物经破碎、粉磨、筛分分级后，得到尺寸介于300nm的纳米α-氧化铝抛光料。
以上为本实施例的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的限定：
如，所述晶体生长剂优选为氟化铝或氟化铵；
又如，所述晶体诱导剂优选为硼酸。

Claims (4)

1.一种纳米氧化铝抛光料，其特征在于：由纳米晶勃姆石、纳米晶勃姆石重量0～5%的晶体生长剂和纳米晶勃姆石重量0～5%的晶体诱导剂煅烧而成。
2.根据权利要求1所述的一种纳米氧化铝抛光料，其特征在于：所述晶体生长剂为氟化铝或氟化铵。
3.根据权利要求1所述的一种纳米氧化铝抛光料，其特征在于：所述晶体诱导剂为硼酸。
4.根据权利要求1所述的一种纳米氧化铝抛光料的制备方法，按照权利要求1的比例称取各物料混合均匀后进行煅烧，煅烧后的产物经冷却、破碎、粉磨、酸洗和水洗至中性，然后进行抽滤得到沉淀物干燥、筛分分级后，即得到粒径小于500nm的纳米氧化铝抛光料，其特征在于：所述煅烧时，以1~10℃/min的升温速率将混合后的物料加热到1200～1400℃，并保持该温度煅烧0.5～4h，煅烧结束后，以300～500℃/min的降温速率急速冷却至常温。
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