精密研磨用碳化硅微粉制备中水质的影响

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1、精密研磨用碳化硅微粉制备中水质的影响摘要　水质对湿法分级制备碳化硅微粉起着决定性作用。本研究以单号溢流法制备精密研磨用碳化硅微粉为例，通过研磨效果分析，对水质几项主要指标如PH值、电导率、硬度对碳化硅微粉性能的影响进行研究与探讨。研磨试验结果表明，水质对碳化硅微粉粒度分布有较大影响，最佳水质指标为:PH值6~8，电导率30mS/m以下，硬度0.05mmol/L以下。研究结果对于提高碳化硅微粉的品质及经济价值具有很大的意义。 关键字　精密研磨用碳化硅微粉；湿式分级；水质；离散度 在碳化硅微粉制备分级用水中，水质情况波动给生产和品质控制带

2、来很大影响。本研究分析了分级用水的PH值、电导率、硬度对工业化生产精密研磨用碳化硅微粉的影响，以期通过控制水质质量达到提高产品品质的上目的。 1      试验方法1.1     材料原料采用市售的0#~60#段砂；物料提纯过程彩棚物硫酸、水力分级过程采用的分散剂以及其它辅助试剂均为市售品。1.2     设备和检测仪器机械粉碎设备：雷蒙磨机（日本产）；气流分级设备：LHP系列气流分级机（国产）；水力分级设备：自制；粒度检测设备：BeckmanCoulter电阻法颗粒计数义Ⅲ型；PH检测仪：TES-1380（台湾产）；电导检测仪：CM

3、-21Ｐ(日本产)；硬度检测：滴定管；中国机床工具工业协会磨料磨具分会主办——中国磨料磨具网（http://www.abrasives.org.cn）大颗粒检测：水筛+库尔特测定法。1.3     工艺以及原理概述1.3.1         工艺简图精密研磨用碳化硅微粉工艺简图如图1。  　　　　　　　　　　　　　　图1　精密研磨用碳化硅微粉工艺简图1.3.2         机械初级粉碎本实验中原料经过雷蒙机粉碎以及气流分级机初次干法分级。1.3.3         湿式分级湿式分级机常用的有小直径水力旋流器、螺旋离心分离机、超细水

4、力旋分机等[1]。本实验中所采用的分级设备见图2，分级原理见图3。   中国机床工具工业协会磨料磨具分会主办——中国磨料磨具网（http://www.abrasives.org.cn）　　　　　　　　　　　　　　　　　图2　单号溢流分级示意图 　　　　　　　　　　　　　　　　　　图3　分级原理示意图2      结果与讨论影响单号溢流分级产品品质的因素有很多[2]，本文仅就分级用水的PH值、电导率、硬度对分级产品粒度、离散度以及大颗粒的影响进行讨论。2.1     PH值水的PH值表示水的酸碱性强弱程度。它主要指水中含氢离子的浓度高低

5、。PH值一般为1~14，PH＝7时定为中性水，当PH>7时为碱性水，PH<7时为酸性水。本实验中采用质量浓度为30%、ＰＨ值分别为酸性、中性、碱性的料浆作为样本进行实验。结果呈现如下规律：料浆ＰＨ值越低，物料出现絮凝现象越严重，物料沉降加速；随着料浆ＰＨ值升高，料浆沉降得越来越慢，分散性越来越好。精密研磨微粉终端客户一般要求产品的ＰＨ值在6~8，如果客户对产品的ＰＨ值不做特殊要求，可以采用接近偏弱碱性的水质进行分级生产。2.2     电导率中国机床工具工业协会磨料磨具分会主办——中国磨料磨具网（http://www.abrasive

6、s.org.cn）电导率（ＥＣ）表示物质导电的性能。水的电导率与其所含无机酸、碱、盐的量有关，当它们的浓度较低时，电导率随浓度的增大而增加，因此，该指标常用于反映水中离子的总浓度或含盐量。本实验中采取不同电导率分级水生产的#1200碳化硅产品样本，具体的粒度分布、离散度、大颗粒情况如表1。　　　　　　　　　　　　　表1　不同电导率的水质对应产品品质指标  从表1可以看出，随着电导率升高，产品粒度分布中dv0逐渐变大、dc94越来越小；随着电导率升高，产品离散度越来越高，产品的离散度由18.5%增加到25.7%；随着电导率升高，产品中的

7、大颗粒数目比例越来越高，由15×10－6增加到了230×10－6。不同电导率下产品品质存大很大差异。2.2.1    分级条件分级浓度：30%（质量分数）；ＰＨ值：7.521；水质硬度：0.02mmol/L；分级温度：室温；分级时长：15h；分级流量：1.39×10－4m3/s（水质变动时略有调整）。2.2.2    产品粒度分布、离散度图4~图9为库尔特法粒度检测结果，直观地显示出产品随着分组用水电导率升高，粒度分布图形逐渐变宽以及离散度逐渐变大。2.2.3    碳化硅微粉ＳＥＭ照片及实际研磨效果中国机床工具工业协会磨料磨具分会主

8、办——中国磨料磨具网（http://www.abrasives.org.cn）工件研磨条件：研磨盘转速：20r/min，10min；40r/min，10min；工件压力：7000Pa；料浆浓度：20%（质量分数）；料浆供