...

[Полное руководство] Полировальный порошок/полировальная жидкость на основе оксида церия: характеристики, применение и советы по выбору

Прежде чем перейти к основному тексту, если у вас высокие требования к полировке, то процесс производства оксида церия повлияет на эффект полировки. Если у вас есть определенный процесс, пожалуйста, сообщите об этом Хунвэю при заказе~~

Ключ к повышению эффективности и производительности полировки: углубленный анализ технологии полировки оксидом церия. Характеристики и механизм действия полировального порошка и полировальной жидкости на основе оксида церия, а также их применение в высокоточной обработке стекла, оптических компонентов и других областях. Мы обсудим выбор различных спецификаций и меры предосторожности при самостоятельном смешивании, чтобы помочь вам оптимизировать текущий процесс и добиться лучшего эффекта полировки.

Что такое оксид церия

церий
Порошок для полировки на основе диоксида церия

Китайское название: Оксид церия

Китайское название: Оксид церия (IV), диоксид церия, стеклянный порошок.

Английское название: Cerium Oxide

Английское название: оксид церия (IV), оксид церия, церий, диоксид церия

Химическая формула: CeO2

Прочее: Нерастворим в воде и щелочах, малорастворим в кислоте. Оксид церия токсичен, не имеет запаха, не вызывает раздражения, безопасен и надежен, обладает стабильными характеристиками.

Оксид церия (CeO2) — важный оксид редкоземельного металла, используемый в основном при выплавке металлического церия, а также в качестве добавки и полирующего агента для различных материалов. Большая часть полировальных порошков используется при полировке стекла, а некоторые из порошков для полировки автомобильных стекол (удаления масляной пленки), используемых в повседневной жизни, также изготавливаются из оксида церия.

С 1940 года редкоземельный полировальный порошок с высоким содержанием оксида церия начал заменять оксид железа (т. е. красный железный купорос) при полировке стекла, став одним из ключевых технологических материалов в процессе полировки стекла.

По сравнению с традиционным полировальным порошком — оксидом железа, полировальный порошок на основе редкоземельных металлов имеет следующие преимущества: 1. высокая скорость полировки, 2. высокое качество отделки и 3. длительный срок службы, а также может изменять качество полировки и рабочую среду.

Например, если для полировки линзы вы используете полировальный порошок на основе оксида церия, то объем работы, который можно выполнить за 1 минуту, при использовании полировального порошка на основе оксида железа займет от 30 до 60 минут.

Почему оксид церия можно использовать для полировки стекла? Поцарапает ли стекло?

Полирующий эффект оксида церия:

Превосходные характеристики оксида церия при полировке стекла обусловлены использованием многовалентного состояния церия и его легкими конверсионными характеристиками (окислительно-восстановительная реакция Ce(+3)/Ce(+5) разрушает силикатную решетку), а также химической реакцией «гидратации». В результате химической адсорбции вещества, контактирующие с полирующим средством на поверхности стекла (включая стекло и гидролизованные соединения), окисляются или образуют комплексы и удаляются.

Проще говоря, на поверхности стекла образуется слой более мягкого вещества, который затем шлифуется абразивами на основе оксида церия для достижения полирующего эффекта.

Оксид церия обладает такими же полирующими свойствами для кварцевого стекла, кристаллов, фторида кальция и других кристаллов.

Различия в содержании полировального порошка на основе оксида церия

Поскольку оксид церия обладает превосходными свойствами для обработки кварцевого стекла, кристаллов и т. д., классификация полировальных жидкостей на основе оксида церия в основном основана на содержании оксида церия и размере частиц порошка.

1. Полировальный порошок с низким содержанием церия

Полировальный порошок с низким содержанием церия обычно содержит около 50% CeO2, а остальные 50% — это La2O3, Nd2O3, Pr6O11 и т. д. или щелочные фториды, такие как LaOF, NdOF, PrOF и т. д. Из-за присутствия празеодима (Pr) он имеет красный или коричневато-красный цвет. Чем выше содержание празеодима, тем темнее цвет.

С развитием науки и техники, а также разработкой и использованием элемента церия, элемент церий был извлечен из полировального порошка с низким содержанием церия, и, таким образом, появились также белые полировальные порошки с низким содержанием церия. Этот тип полировального порошка имеет низкую цену, но его первоначальная полирующая способность почти такая же, как у полировального порошка с высоким содержанием церия. Поэтому он широко используется для полировки недорогих стеклянных изделий, таких как плоское стекло, стекло электронно-лучевых трубок и линзы очков, но его срок службы короче, чем у полировального порошка с высоким содержанием церия.

2. Полировальный порошок с высоким содержанием церия

Чем выше содержание оксида церия, тем выше полирующая способность и дольше срок службы. Особенно при длительной полировке твердого стекла (кварца, оптических линз и т. д.) лучше использовать полировальный порошок с высоким содержанием церия.

Разница между полировкой розовым и белым оксидом церия

цвет Белый полировальный порошок на основе оксида церия Полировальный порошок на основе красного оксида церия
Празеодим СледНебольшое количество
лантанестьесть
цена НижеВыше
разницаБолее высокое содержание оксида церия и меньшее количество примесей
Более мелкий размер частиц обеспечивает более тонкую отделку
Полирующий эффект мягкий, подходит для точной полировки поверхностей.
Может содержать небольшое количество примесей.
Может быть более абразивным и подходить для удаления более значительных царапин или для первичной полировки.
(Дейтерий может помочь оксиду лантана и церия быстро снизить активность)

Различия в процессе производства полировального порошка на основе оксида церия

В конце статьи мы приводим ряд методов извлечения, которые будут понятны заинтересованным друзьям, но для практического применения мы все же рекомендуем вам связаться с Hongwei и связаться с нашими специалистами, чтобы найти для вас лучшее решение.

Здесь мы просто сообщаем, что процесс очистки существенно повлияет на конечную функцию оксида церия. При использовании A и B, двух оксидов церия с разными процессами, но одинаковым размером частиц для полировки, вы, вероятно, обнаружите, что срок службы A составляет всего лишь половину срока службы B. Вместо того чтобы сэкономить деньги, которые, как вы думали, вы сэкономили, вы увеличили временные затраты, что не стоит потерь.

Или, возможно, ваш текущий процесс на самом деле не требует оксида церия с такой остротой, и в результате вы выбираете неправильный продукт, что приводит к низкому выходу.

Могу ли я купить полировальный порошок на основе оксида церия и смешать его с полировальной жидкостью?

Как смешивать: оксид церия + вода. Рекомендуется сделать его тоньше. Если вы обнаружите, что помол недостаточно сильный, постепенно увеличивайте его.

※При смешивании надевайте перчатки и противогаз. Вдыхание пыли, содержащей церий, вредно для легких и может вызвать профессиональный пневмокониоз. При случайном попадании на кожу или в глаза немедленно промойте их проточной водой.

※Рабочее место должно иметь хорошую вентиляцию. Данный материал следует хранить в проветриваемом и сухом месте.

Полировальная жидкость на основе оксида церия

особенность:

  • Чем больше размер частиц оксида церия, тем больше его шлифующее усилие и тем лучше он подходит для более твердых материалов; в то время как для полировки стекла обычно используют более тонкие полировальные жидкости.
  • Все размеры частиц оксида церия имеют проблему распределения. Средний размер частиц или медианный диаметр (D50) определяет скорость полировки, а максимальный размер частиц (Dmax) — точность полировки.
  • Для достижения высоких требований к точности необходимо контролировать максимальный размер частиц полировального порошка.
  • Частицы хорошо удерживаются во взвешенном состоянии и не царапают поверхность предметов. Может полировать оптическое стекло, стекло мобильного телефона и т. д.

Особенности продукта:

  • Умеренная твёрдость — не повреждает поверхность полируемого объекта.
  • Полировальная жидкость обладает хорошими суспензионными свойствами и не склонна к осаждению.

Область применения порошка/жидкости оксида церия

Используется в присадках к стеклу, катализаторах очистки выхлопных газов автомобилей, материалах для хранения водорода, термоэлектрических материалах, церий-вольфрамовых электродах, керамических конденсаторах, пьезоэлектрической керамике, абразивах на основе церий-кремниевого карбида, сырье для топливных элементов, бензиновых катализаторах, некоторых постоянных магнитных материалах, поглотителях ультрафиолета, различных легированных сталях и цветных металлах.

Применение полировки:

1. Полировка очков и стеклянных линз;

2. Оптические линзы, оптическое стекло, линзы и т.п.;

3. Стекло экрана мобильного телефона, поверхность часов и т. д.;

4. Жидкокристаллические дисплеи и различные типы ЖК-экранов;

5. Стразы, горячие бриллианты (заколки для волос, бриллианты на джинсах), светящиеся шары (роскошные люстры в больших залах);

6. Изделия из хрусталя;

7. Полировка некоторых видов нефрита

Процесс производства оксида церия

Порошок оксида церия/жидкие аксессуары

Перед использованием порошка с аксессуарами смешайте его с водой до жидкого состояния.

※ Если на поверхности стекла имеются глубокие царапины (оксид церия невозможно удалить полировкой), перед использованием можно отполировать царапины до мелкой зернистости с помощью наждачной бумаги или алмазного шлифовального стержня.

Для достижения наилучшего эффекта рекомендуется использовать с аксессуарами.


Процесс производства оксида церия

Синтез и технология получения оксида церия (ниже приведены несколько основных методов производства):

Химическое осаждение является распространенным методом синтеза оксида церия. Принцип заключается в реакции раствора растворимой соли церия (например, нитрата церия, хлорида церия) с осадителем (например, гидроксидом аммония, гидроксидом натрия, карбонатом калия) с образованием осадка, содержащего церий, а затем в превращении осадка в CeO2 путем прокаливания. Например, при использовании нитрата церия и гидроксида аммония сначала образуется осадок гидроксида церия, который затем фильтруют, промывают и прокаливают при высокой температуре для получения оксида церия.

При химическом осаждении выбранные химические прекурсоры и осадители оказывают значительное влияние на размер частиц, морфологию и чистоту конечного продукта. Различные реагенты приведут к различным путям реакции и образованию промежуточных соединений, которые, в свою очередь, влияют на процесс зародышеобразования и роста частиц оксида церия. Таким образом, конечные свойства оксида церия можно настраивать, точно контролируя типы и концентрации прекурсоров и осадителей.

Гидротермальный метод и сольвотермальный метод — это методы получения оксида церия путем взаимодействия прекурсоров церия в водных (гидротермальный) или неводных (сольвотермальный) растворителях в условиях высокой температуры и высокого давления в закрытом контейнере. Например, при гидротермальном методе нитрат церия смешивают с гидроксидом натрия для образования ионного раствора, а затем осадок помещают в гидротермальный реактор и подвергают реакции при высокой температуре и давлении в течение определенного периода времени, в результате чего получается оксид церия. Сольвотермальные методы позволяют использовать органические растворители для лучшего контроля роста и морфологии частиц.

Благодаря строго контролируемой реакционной среде гидротермальные и сольвотермальные методы, как правило, позволяют лучше контролировать кристалличность, размер частиц и морфологию оксида церия. Условия высокой температуры и давления способствуют образованию кристаллов с более совершенной структурой. Микроструктуру оксида церия можно точно контролировать, регулируя температуру реакции, давление, время реакции и используемый растворитель.

Метод осаждения щавелевой кислотой использует низкую растворимость оксалата церия. При добавлении щавелевой кислоты и аммиачной воды к раствору хлорида или нитрата церия церий селективно осаждается, а затем оксалат прокаливается для получения CeO2. Контроль pH в процессе осаждения имеет решающее значение для получения высокочистого прекурсора оксалата церия.

Осаждение щавелевой кислотой является эффективным методом получения высокочистого оксида церия, поскольку оно позволяет селективно осаждать оксалат церия. Низкая растворимость оксалата церия позволяет эффективно отделять ионы церия от раствора, тем самым уменьшая попадание примесей.

Метод золь-гель включает формирование гелевой сетки из раствора, содержащего прекурсор церия (например, нитрат церия), посредством реакций гидролиза и поликонденсации с последующей сушкой и прокалкой для получения наночастиц CeO2. Использование поверхностно-активных веществ или полимеров в качестве стабилизаторов или покрывающих агентов позволяет контролировать размер частиц и предотвращать агломерацию. Например, в качестве укупорочного средства можно использовать полиакриловую кислоту (PАА).

Метод золь-гель представляет собой универсальный синтетический подход, позволяющий производить оксид церия с контролируемым размером частиц, высокой однородностью и возможностью легирования или функционализации. Контролируя золь-гель процесс на молекулярном уровне, можно точно настраивать микроструктуру материала.

Термический гидролиз — это метод гидролиза водного раствора солей церия (таких как сульфат церия, нитрат церия-аммония) при высокой температуре (120–240 °C) с образованием частиц оксида церия. Контролируя параметры процесса, можно получить монодисперсные частицы с высокой термической стабильностью.

Термический гидролиз особенно подходит для получения церия с высокой термической стабильностью и контролируемой морфологией частиц, что подходит для высокотемпературных применений, таких как катализ. Высокие температуры способствуют формированию стабильной кристаллической структуры.

Распылительный пиролиз — это метод разложения аэрозоля, при котором раствор, содержащий прекурсор церия, распыляется в высокотемпературном реакторе. После испарения растворителя прекурсор разлагается с образованием частиц или пленок оксида церия. Такие параметры процесса, как температура, концентрация прекурсора и время выдержки, существенно влияют на свойства продуктов.

Распылительный пиролиз представляет собой непрерывный и масштабируемый метод производства порошков и пленок оксида церия с контролируемым размером частиц и морфологией путем регулирования параметров процесса. Быстрое разложение прекурсоров в аэрозольной фазе способствует образованию мелкодисперсных частиц однородного состава.

Шаровая мельница — это физический метод, позволяющий уменьшить размер частиц оксида церия до наномасштаба посредством механического измельчения. Этот метод относительно недорогой и простой, но может привести к появлению примесей или агломерации.

Шаровая мельница представляет собой относительно простой и экономичный способ производства наночастиц церия, но требует тщательного контроля для минимизации загрязнения и агломерации. Применяемые механические силы могут привести к разрушению частиц и уменьшению их размера.

Методы зеленого синтеза используют биологические ресурсы, такие как растительные экстракты, грибы или бактерии, в качестве восстановителей и стабилизаторов для синтеза наночастиц оксида церия, что представляет собой более экологичную альтернативу химическим методам. Эти методы направлены на сокращение использования опасных химических веществ и высокого потребления энергии.

Методы зеленого синтеза привлекают все большее внимание благодаря их потенциальному снижению воздействия на окружающую среду и лучшей биосовместимости, особенно в биомедицинских приложениях. Использование природных восстановителей и стабилизаторов позволяет производить менее токсичные и более биосовместимые наноматериалы.

Этапы производства оксида церия

Производство оксида церия обычно начинается с церийсодержащих минералов. После предварительной обработки проводится химическая экстракция для получения смеси редкоземельных элементов.

Затем церий селективно отделяют от других редкоземельных элементов, используя такие методы, как экстракция растворителем, осаждение или ионный обмен. Корректировка pH после окисления является распространенным методом разделения церия. Обычно используемые прекурсоры церия включают карбонат церия, гидроксид церия и оксалат церия.

Выделенные соединения церия (такие как карбонаты, гидроксиды, оксалаты) нагревают в печи при высокой температуре (обычно 600-1000°С). Этот процесс, называемый прокаливанием, преобразует соединение церия в оксид церия (CeO2) путем удаления летучих компонентов (таких как вода, углекислый газ) и стимулирования твердофазных реакций.

Температура и продолжительность прокалки являются ключевыми параметрами, влияющими на кристалличность, размер частиц и площадь поверхности конечного продукта оксида церия.

В зависимости от желаемой марки и области применения полученный оксид церия может потребовать дополнительных стадий очистки для удаления оставшихся примесей.

Методы очистки включают химическую обработку (такую ​​как кислотное или щелочное выщелачивание), осаждение, фильтрацию и передовые технологии, такие как экстракция растворителем или окисление озоном. Для приложений с высокой степенью чистоты может потребоваться несколько стадий очистки.

В зависимости от предполагаемого использования проводится дальнейшая обработка для достижения определенного распределения размеров частиц и морфологии.

Метод использует такие методы, как измельчение, размол, контролируемое осаждение или гидротермальную обработку. Для полировки решающее значение имеет определенный диапазон размеров частиц (от микрометра до субмикрометра). Площадь поверхности можно контролировать, регулируя параметры синтеза и условия постобработки.

Обеспечение качества и постоянства производимого оксида церия требует строгих мер контроля качества, включая аналитическую чистоту, состав, распределение размеров частиц, плотность, содержание влаги, pH и дзета-потенциал. Для анализа химического состава используются передовые спектроскопические методы, такие как рентгеновская флуоресцентная спектроскопия (РФС) и эмиссионная спектроскопия с индуктивно связанной плазмой (ИСП). Для определения размера и распределения частиц используются такие методы, как лазерная дифракция и динамическое рассеяние света (DLS).

При промышленном производстве оксида церия строгие протоколы контроля качества имеют решающее значение для гарантии того, что конечный продукт соответствует спецификациям, необходимым для его предполагаемого применения, обеспечивая стабильную производительность и надежность. Качество оксида церия напрямую влияет на производительность и срок службы изделий, в которых он используется.

Сравнение основных производственных параметров и получаемых свойств для различных марок оксида церия и областей применения

ПрименениеТребуемый уровень (если применимо)Основной метод производстваТипичные требования к чистотеТипичный диапазон размеров частиц (нм)Ключевые параметры процессаОсновной источник дохода
полировкаСтепень полировкиПрецизионное осаждение, прокаливание, измельчение, классификация>99.9%От десятков до сотенУсловия осаждения, температура прокаливания, время измельчения и средаОчень мелкий размер частиц, хорошая однородность, умеренная твердость
каталитическийКаталитический классСоосаждение, гидротермальный синтез, золь-гель, пропитка99-99.9%От нескольких до десятковТип прекурсора, температура и атмосфера прокалки, легирующие элементы и концентрацияБольшая площадь поверхности, высокое отношение Ce3+/Ce4+, высокая способность накапливать кислород
электронныйЭлектронный сорт, высокая чистотаЗоль-гель покрытие, контролируемое термическое разложение, гидротермальный синтез>99.99%От десятков до сотен (тонкая пленка)Тип прекурсора, температура и время реакции, контроль атмосферы, легирующие элементыУдельная диэлектрическая проницаемость, проводимость, кристаллическая структура
Биомедицинская наукаБиомедицинский классЗеленый синтез, золь-гель, гидротермальный синтез, модификация поверхности>99.9%От нескольких до десятковТип и концентрация биоредуктора, температура и время реакции, модификация поверхностиХорошая биосовместимость, антиоксидантная активность, удельный поверхностный заряд

Меры предосторожности при работе с оксидом церия

Общие примечания:

  • Внимательно прочтите паспорт безопасности (SDS): Перед использованием оксида церия обязательно внимательно прочтите паспорт безопасности, предоставленный поставщиком, чтобы понять потенциальные опасности, меры безопасного обращения и методы оказания экстренной помощи.
  • Избегайте вдыхания пыли: оксид церия может существовать в форме порошка, и вдыхание пыли может вызвать раздражение дыхательных путей. Обеспечьте хорошую вентиляцию во время работы или используйте соответствующие средства защиты органов дыхания (например, маску).
  • Избегайте контакта с кожей и глазами: оксид церия может вызывать раздражение кожи и глаз. Во время работы надевайте защитные перчатки и очки. При случайном контакте немедленно промыть большим количеством воды.
  • Тщательно очистите руки после работы: После работы с оксидом церия всегда тщательно мойте руки и одежду, с которой он мог соприкасаться.
  • Запрещено есть, пить и курить на рабочем месте: Избегайте есть, пить и курить в местах, где работает оксид церия, чтобы предотвратить случайное проглатывание или вдыхание.
  • Только для лабораторного или промышленного использования: если это оксид церия фармацевтического класса, не употребляйте его в пищу; он предназначен только для лабораторного или промышленного использования.
  • Меры предосторожности при хранении: Храните оксид церия в герметичной таре в сухом, прохладном и хорошо проветриваемом месте, чтобы избежать поглощения влаги, агломерации или загрязнения примесями. Избегайте хранения с несовместимыми веществами.
  • Утилизация отходов: Утилизируйте отходы оксида церия в соответствии с местными правилами.

Примечания по конкретному применению (на примере полировки):

  • Выберите подходящий размер частиц: выберите полировальный порошок на основе оксида церия с соответствующим размером частиц в зависимости от твердости полирующего материала и требуемой точности полировки. Более крупные размеры частиц обеспечивают более сильное шлифовальное усилие и подходят для более твердых материалов или грубой полировки; Более мелкие размеры частиц подходят для тонкой полировки, чтобы получить более качественную отделку.
  • Проверка перед использованием: убедитесь, что полировальный порошок сухой и не содержит загрязнений, чтобы не ухудшить качество полировки и не поцарапать заготовку.
  • Полировка поверхности: при полировке держите поверхность ровной и не используйте боковые стороны, чтобы обеспечить равномерную полировку.
  • Поддерживайте влажность: в процессе полировки необходимо постоянно добавлять воду или полировальную жидкость на основе оксида церия, чтобы избежать перегрева и чрезмерного пылеобразования, а также для поддержания концентрации полировального порошка.
  • Избегайте чрезмерной полировки одного и того же места: длительная полировка одного и того же места или с чрезмерным усилием может привести к локальному перегреву или неравномерности.
  • Очистка после полировки: Заготовку следует очистить сразу после полировки, чтобы удалить остатки полировального порошка и избежать загрязнения или повторного появления царапин.
  • Подберите правильный полировальный диск: выберите полировальный диск из подходящего материала и с подходящей твердостью в соответствии с вашими потребностями в полировке, чтобы добиться наилучшего эффекта. Более твердый шерстяной диск подходит для более агрессивной абразивной обработки, а более мягкий материал — для тонкой полировки.
  • Использование электроинструментов: Если для полировки используются электроинструменты, следует отрегулировать соответствующую скорость и давление в соответствии с требованиями инструмента и заготовки. Для удаления царапин со стекла рекомендуется полировка на низкой скорости.
  • Большие царапины: в случае больших или глубоких царапин мы рекомендуем вам обратиться к нам или попробовать другие полировальные средства (например, наждачную бумагу, алмазные шлифовальные бруски и т. д.).

1.https://www.marketresearch.com/Global-Industry-Analysts-v1039/Cerium-Oxide-Nanoparticles-40761227/

2.https://www.chemicalbook.com/NewsInfo_17474.htm

3.https://www.chemicalbook.com/NewsInfo_9975.htm

4.https://www.orientjchem.org/vol35no5/cerium-oxide-nanoparticles-catalyst-for-the-oxidation-of-methanol/

5.https://patents.google.com/patent/WO2013157775A1/en


Что касается измельчения, мы предлагаем индивидуальные настройки и можем регулировать соотношение в соответствии с требованиями обработки для достижения максимальной эффективности.

Если после прочтения текста вы все еще не знаете, как выбрать наиболее подходящий вариант.

Добро пожаловать, свяжитесь с нами, у нас есть кто-то, кто ответит на ваши вопросы.

Если вам нужна индивидуальная расценка, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Часы работы службы поддержки клиентов: с понедельника по пятницу с 09:00 до 18:00.

Тел: 07 223 1058

Если у вас есть какие-либо вопросы или вопросы, на которые вы не смогли ответить по телефону, пожалуйста, отправьте мне личное сообщение на Facebook~~

Фейсбук Хоневэй: https://www.facebook.com/honwaygroup


Вас также может заинтересовать…

Прокрутить вверх