以膠體SiO₂溶液作硅源,采用均相沉淀工藝制備殼–核結(jié)構(gòu)完整的CeO₂/SiO₂納米復(fù)合磨粒。采用X射線衍射儀和透射電子顯微鏡對(duì)復(fù)合磨粒樣品進(jìn)行物相組成分析和微觀形貌觀察;通過(guò)粒徑分布、Zeta電位分析,研究水相分散系中pH值對(duì)CeO₂/SiO₂復(fù)合磨粒分散性的影響。結(jié)果表明:所制備的CeO₂/SiO₂復(fù)合磨粒為殼–核包覆結(jié)構(gòu)完整的納米微球,粒徑約110 nm,內(nèi)核為無(wú)定形SiO₂,殼層為立方螢石型CeO₂;CeO₂/SiO₂復(fù)合磨粒的等電位點(diǎn)pH值約為5,其值由SiO₂等電位點(diǎn)向CeO₂等電位點(diǎn)明顯偏移。CeO₂/SiO₂復(fù)合磨粒在酸性水相介質(zhì)中分散性差,容易出現(xiàn)嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象;而在堿性環(huán)境下,CeO₂/SiO₂復(fù)合... 

【文章來(lái)源】：金剛石與磨料磨具工程. 2020年05期 北大核心

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2種磨粒的XRD圖譜

不同pH值條件下,SiO2磨粒和CeO2/SiO2復(fù)合磨粒在水相分散系中的顆粒表面Zeta電位如圖4所示。從圖4a可以看出:隨著溶液pH值的增大,SiO2磨粒表面Zeta電位逐漸降低,絕對(duì)值逐漸增大。由于SiO2的等電位點(diǎn)約在pH 2[6],當(dāng)溶液pH值大于2時(shí),SiO2磨粒表面帶負(fù)電荷,這使得SiO2顆粒之間的靜電排斥力隨著pH值的增大而逐漸增大,使得SiO2磨粒在懸浮液中保持著避免顆粒相互吸附的安全距離,從而使SiO2磨粒具有較好的分散性,尤其在堿性環(huán)境中,SiO2磨粒的分散性更好,平均粒徑也更小。相比之下,圖4b中的CeO2/SiO2復(fù)合磨粒的等電位點(diǎn)接近pH 5,其值由SiO2等電位點(diǎn)向CeO2等電位點(diǎn)pH 6.8明顯偏移[14–16]。當(dāng)溶液pH值為2～5時(shí),雖然CeO2/SiO2復(fù)合磨粒表面顯正電位,但SiO2內(nèi)核仍然對(duì)復(fù)合磨粒的Zeta電位產(chǎn)生負(fù)影響,導(dǎo)致Zeta電位絕對(duì)值偏小。當(dāng)溶液pH值大于5時(shí),CeO2/SiO2復(fù)合磨粒表面電位絕對(duì)值隨著pH值的增大而增大。當(dāng)pH值大于9時(shí),Zeta電位趨于穩(wěn)定。2.5 分散穩(wěn)定性

為了觀察CeO2/SiO2復(fù)合磨粒在不同pH值溶液中的分散穩(wěn)定性,測(cè)試了CeO2/SiO2復(fù)合磨粒懸浮液在不同酸堿度下的吸光度,如圖5所示。由圖5可知:接近等電位點(diǎn)pH 5時(shí),由于CeO2/SiO2復(fù)合磨粒表面幾乎不帶電荷,復(fù)合磨粒雙電層間的靜電斥力可能不足以抵抗磨粒因布朗運(yùn)動(dòng)而相互靠近時(shí)產(chǎn)生的庫(kù)倫引力,因而導(dǎo)致顆粒相互吸引,易團(tuán)聚成大顆粒[17],使得懸浮液中顆粒沉降速度加快,分散穩(wěn)定性變差,導(dǎo)致溶液吸光度降低。當(dāng)溶液pH值大于9時(shí),CeO2/SiO2復(fù)合磨粒表面間的靜電排斥力使得CeO2/SiO2復(fù)合磨粒在懸浮液中保持著避免顆粒相互吸附的安全距離,分散穩(wěn)定性達(dá)到最佳,溶液渾濁,吸光度值較高。將pH 2、pH 5、pH 10 3種條件下的CeO2/SiO2復(fù)合磨粒溶液靜置2 d,其結(jié)果如圖6所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]催化劑濃度對(duì)6H-SiC晶片Si面化學(xué)機(jī)械拋光性能的影響[J]. 滕康,陳國(guó)美,倪自豐,錢善華,白亞雯.  表面技術(shù). 2019(03)
[2]CeO2/SiO2復(fù)合磨粒合成與表征[J]. 徐來(lái)軍,倪自豐,陳國(guó)美,白亞雯,趙永武.  硅酸鹽通報(bào). 2016(11)
[3]SiO2/CeO2復(fù)合磨粒的制備及在藍(lán)寶石晶片拋光中的應(yīng)用[J]. 白林山,熊偉,儲(chǔ)向峰,董永平,張王兵.  光學(xué)精密工程. 2014(05)
[4]納米氧化鈰拋光液對(duì)釕的化學(xué)機(jī)械拋光[J]. 王婕,儲(chǔ)向峰,董永平,張王兵,孫文起.  金剛石與磨料磨具工程. 2013(01)
[5]納米CeO2懸浮液的流變性能研究[J]. 鄭國(guó)琴,沈志剛,曾曉飛,陳建峰.  硅酸鹽通報(bào). 2012(03)
[6]CeO2@SiO2納米復(fù)合磨料的制備及其對(duì)光學(xué)石英玻璃的拋光性能[J]. 陳楊,隆仁偉,陳志剛.  材料導(dǎo)報(bào). 2010(18)
[7]納米SiO2/CeO2復(fù)合磨粒的制備及其拋光特性研究[J]. 肖保其,雷紅.  摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2008(02)
[8]水相介質(zhì)中納米CeO2的分散行為[J]. 宋曉嵐,邱冠周,楊振華,曲鵬.  稀有金屬. 2005(02)



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