光學玻璃拋光用稀土拋光粉的制備

牛娟娟

（甘肅稀土新材料股份有限公司，甘肅 白銀 730922）

目前，我國稀土拋光粉的生產工藝主要是通過直接焙燒和篩選氟碳銻精礦制備，方法簡單。生產成本低，在產品中存在放射性，同時產品中含有較多雜質，純度較低，導致產品質量不盡如人意。以稀土氯化物為原料，經過改性，焙燒，篩分后，該方法生產的稀土拋光粉由于其加工難以控制。產品質量非常不穩定，雜質含量高，拋光效果差。從國內生產狀況來看，主要是基于氟碳氯化鑭和稀土材料的使用。此外，烘烤和分級系統不穩定，產品主要適用于某些低精度區域。國產產品主要用于光學玻璃的初步加工，而后續加工過程中主要采用的是進口拋光粉。

1 實驗部分

對于拋光粉來說，應該滿足拋光效率高，效果好，成本低等特點，現有工藝技術還不能滿足以上特點，因此，需要對稀土拋光粉的生產工藝進行改造。以提高稀土拋光粉的質量。增加其實用性。在稀土拋光分的制備過程中，關鍵的步驟是選擇合釋的中間結合體，并選擇適當的實驗制備環境，同時，還要建立合適的焙燒系統，以保證生產出來的稀土拋光粉質量符合預期。通過合理的過程控制，我們嘗試研究影響拋光粉質量的關鍵環節中的焙燒和分級過程。尋找一種工藝穩定，效率高的高性能稀土拋光粉，可用于光學儀器和設備等高檔領域。來滿足國內高檔領域的要求。

1.1 實驗方法

稀土碳酸鹽經過煅燒和粉碎后，產品如下：7. 0（質量比），室溫25℃，自動攪拌，自動上料，拋光Bak7光學平板玻璃

1.2 實驗過程

本文列出了三個會影響稀土拋光粉制備質量的環境因素，分別為：A，焙燒溫度;B，焙燒時間∶C，粒度分布將這三個影響因素分別處理，建立正交實驗設計，分別確定三者的影響程度，準確找出影響稀土拋光粉制備質量的環境因素。需要三個層次來看其變化規律。

本文設計了三個層次的正交設計實驗，以找出影響稀土拋光粉質量的環境因素。因為它是三級因子，所以使用三級正交表進行了總共9次試驗。

1.3 煅燒溫度對稀土拋光粉質量的影響

所得稀土拋光粉的研磨力列于稀土碳酸鹽在不同溫度下煅燒并且時間固定的情況。

圖1

隨著溫度的升高，稀土拋光粉的質量不斷提高，其研磨能力不斷增強，而1050攝氏度為研磨能力峰值，在1050攝氏度之后，隨著煅燒溫度繼續增加，拋光粉的拋光能力反轉，又隨著溫度的增加而不斷降低。這主要是因為當烘烤溫度太低時拋光粉顆粒太軟。非常容易破裂，導致拋光粉的機械研磨減少。另一方面，在單位拋光時間內，同時產生太多新鮮的活性顆粒破裂表面，只有一小部分可以與玻璃表面接觸，其余部分在不使用的情況下被拋光漿料飽和，限制了拋光速度。然而，烘烤溫度太高，使得拋光粉顆粒太硬，在研磨過程中不易破碎，并且不容易暴露顆粒的新鮮表面，并且晶格缺陷減少，導致減少它只能機械研磨玻璃表面，因此會影響拋光速度。因此，拋光效果受到影響。根據文獻，拋光粉的高溫淬火可以進一步提高其拋光效率。

1.4 烘烤時間對拋光粉拋光性能的影響

稀土碳酸鹽在105℃下煅燒，在不同的烘烤時間獲得的稀土拋光粉的研磨力。隨著煅燒時間的延長，拋光粉的研磨力成比例地增加，但在煅燒時間達到3小時后，拋光速率不會顯著變化。3小時后延長燒制時間對拋光能力沒有太大影響。

研磨能力隨著焙燒時間增長而不斷增加，到了3分鐘達到峰值，雖會出現緩慢的下降，因此本文建議將焙燒時間控制在3分鐘左右。

1.5 粒度分析

使用Coulter激光粒度分析儀進行粒度分析。

1.6 拋光效率及效果測定

在用X D-1拋光機進行固定拋光的條件下，測量每單位時間的玻璃質量減少，并計算拋光粉的研磨力。并觀察鏡頭表面和400，000 LUX燈下的劃痕。

2 實驗結果

可以看出，在A1 A2 A3所在的每組實驗中，如通過范圍分析所見，123 C水平分別出現一次。當因子A改變時，指數波動最大。確定最佳點的主要因素，并遵循高堯實用的原則，進行補充實驗，以達到最佳的工藝效果。

2.1 粒度對稀土拋光粉拋光效果的影響程度

任何稀土拋光粉都具有適合于不同領域拋光的粒度范圍。

可以看出，通過該試驗獲得的稀土拋光粉具有均勻的粒度分布，并且在確保良好的拋光效果的同時確保了高拋光效率。理想的光學領域拋光，在LUX燈下檢查由這些產品研磨的光學透鏡，并且透鏡表面光滑且不均勻。根據文獻，氧化釔的晶形是面心立方晶體，而紅色粉末是六方晶體。這種結構活躍度較高，適合拋光，因此拋光效果較好。同時，顆粒的形狀是不規則的并且具有許多角度，適合于機械研磨。

2.2 拋光粉中雜質對拋光效果的影響

拋光粉中雜志的存在會對光學玻璃產生較大的影響，由于拋光分鐘的雜質部分硬度、粒度都較拋光粉顆粒相比大，因此會砸光學玻璃上產生劃痕，由于光學玻璃的拋光是最后一個步驟，在此之后不再進行加工，因此在拋光過程中產生的劃痕會導致玻璃質量變差。為了減少稀土拋光粉中的雜質，應該盡量避免機械夾雜物進入產品，并避免過度燒結和設備中的金屬顆粒，從磨削過程，即使非常少量的雜質也是有害的，應該在生產過程中加以控制。

3 稀土拋光粉的應用

稀土拋光粉在拋光光學玻璃方面起到了很大的作用，其應用范圍和領域也在不斷增加。全世界已達到11500噸，日本在2000年銷售了5000噸氧化釔，其中用于拋光的稀土拋光粉是最大的。在稀土產品消費總量中，稀土拋光粉排名第二，具有極大的應用市場。

拋光陰極射線管玻璃：近年來，由于電子工業用高粱拋光粉的發展，稀土拋光粉的消費趨勢有所改善。在過去兩年中，對特種拋光粉的需求以每年超過100%的速度增長。日本青梅化工有限公司是日本旭硝子株式會社的子公司，其稀土拋光粉優先供應給朝日玻璃的拋光陰極射線管。1995年，青梅化工與中國最大的稀土生產商包頭鋼鐵（集團）有限公司合作。在包頭市成立中日合資包頭天驕青梅稀土拋光粉有限公司。稀土拋光粉的生產量為每年1200噸。近年來，公司在生產技術引進方面大膽創新，開發了 H-500， Lce， Tce， TE等4個系列，在美國，歐洲，韓國，中國，有國內和區域生產陰極射線管稀土拋光粉的企業，2000年的年產量約為2000噸。用于光學玻璃拋光方面，稀土拋光粉擁有廣大的市場。估計每年為750 t。光學玻璃包括用于眼科鏡片，照相機，復印機，望遠鏡，分析儀器和半導體器件的精密鏡片。

4 結語

本文介紹了影響拋光粉質量的關鍵環節中的焙燒和分級過程，并對稀土拋光粉的生產工藝進行改造，可以找到最佳的工藝條件。設計了三個層次的正交設計實驗，研究焙燒溫度，焙燒時間，粒度分布對稀土拋光粉制備的影響。研究得出了1050攝氏度、3min是制備稀土拋光粉的較好環境影響因素。為后續生產提供了新思路。光學玻璃包括用于眼科鏡片，照相機，復印機，望遠鏡，分析儀器和半導體器件的精密鏡片。利用高質量的光學拋光粉，有助于這些產品的高效生產。