CN101050338A - 微晶玻璃加工用纳米二氧化硅磨料抛光液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种微晶玻璃加工用纳米二氧化硅磨料抛光液，其包括磨料I、磨料II、表面活性剂、pH调节剂以及去离子水；各种组分所占的重量百分比为：磨料I为10％至40％，磨料II为5％至20％，表面活性剂为0.01％至0.6％，pH调节剂为1％至6％，去离子水为余量；前述各组分混合液的pH值为10至12；可用于微晶玻璃的表面抛光加工中，有效减少微晶玻璃抛光后的表面划伤，降低微晶玻璃抛光后的表面粗糙度，能够满足制造计算机硬盘基板的需要，且抛光速率快，抛光液不腐蚀设备，使用的安全性能高。
Description
技术领域
本发明涉及抛光液，尤其涉及一种微晶玻璃加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液。
背景技术
微晶玻璃既是一种很好的光学材料，又是一种良好的结构材料，它具有良好的力学物理性能和在较高温度下的化学稳定性能，因此引起了人们的广泛关注。
近年来，随着计算机技术的飞速发展，对计算机硬盘存储能力的要求也逐渐提高，原来的铝基板硬盘已经很难适应这种发展的要求，因此，该行业开始选用新材料来制备计算机的硬盘基板。目前很多从业者选用微晶玻璃作为制备计算机硬盘基板的材料，实践中证明微晶玻璃的计算机硬盘基板拥有比铝基板更高的机械强度、制造几何尺寸精度和亚纳米级的表面粗糙度，而且具有不变形、不易划伤以及抗冲击能力强的特点，因此成为硬盘基板制造的重要原材料。
同其他制备硬盘基板材料一样，微晶玻璃在用于制备硬盘基板时，其表面也需要经过超精密度的加工，使其形成超光滑表面，才能满足计算机存储的高精密要求。目前，微晶玻璃表面抛光的专用抛光液存在的问题，一是种类比较少，二是抛光后表面质量差，划伤多，抛光效率低，不能满足飞速发展的计算机行业对微晶玻璃表面质量的要求。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种微晶玻璃加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液。
本发明的目的是由以下技术方案实现的。
本发明包括磨料I、磨料II、表面活性剂、PH调节剂以及去离子水；所述磨料I是粒径为0～200nm的水溶性二氧化硅溶胶；所述磨料II是粒径为0～200nm的气相二氧化硅粉末；各种组分所占的重量百分比为：磨料I为10％～40％，磨料II为5％～20％，表面活性剂为0.01％～0.6％，PH调节剂为1％～6％，去离子水为余量。
本发明微晶玻璃加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，选用的磨料I为粒径较小的水溶性二氧化硅溶胶，其具有较好的分散性，粒度分布均匀，能够有效减少微晶玻璃抛光后的表面划伤，同时降低微晶玻璃表面粗糙度和波纹度；选用磨料II为粒径较大的气相二氧化硅粉末，其能够有效提高抛光速率，提高生产效率；选用的表面活性剂为非离子型表面活性剂，如脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基醇酰胺，该非离子型表面活性剂的加入能够有效控制加工过程中抛光的均匀性，减少表面缺陷，并提高抛光效率；该抛光液中加入PH值调节剂能够保证抛光液的稳定性，减少对设备的腐蚀，也能起到提高抛光速率的作用。
因此本发明具有的优点在于：以粒径较小的水溶性二氧化硅溶胶和粒径较大的气相二氧化硅粉末混合作为磨料，既提高了磨料的分散性能，减少抛光后微晶玻璃表面划伤，而且使抛光后的微晶玻璃表面的粗糙度和波纹度降低；另外，可以大大提高抛光速率；再者，本发明的抛光液为碱性，化学稳定性好，不腐蚀设备，使用的安全性能理想。
所述磨料I的粒径为10～80nm；所述磨料II的粒径为50～150nm。
所述表面活性剂为非离子型表面活性剂。
所述非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基醇酰胺中的至少任意一种。
所述PH值调节剂为无机碱、有机碱中的至少任意一种。
所述无机碱为氢氧化钾或氢氧化钠。
所述有机碱为多羟多胺和胺中的至少任意一种。
本发明的第二个目的在于发明一种制备上述抛光液的制备方法。
先将所需重量的磨料II均匀溶解于去离子水中，然后在千级净化室的环境内，在真空负压的动力下，通过质量流量计将溶解的磨料II液体输入容器罐中，与容器罐内的所需重量的磨料I进行混合并充分搅拌，混合均匀后将抛光液的其余组分加入容器罐内再继续充分搅拌，混合均匀即制备成成品抛光液。
前述的微晶玻璃加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液的制备方法，其特征在于：所述千级净化室的环境温度为常温；真空压力为-105～0MPa。
通过以上方法制成的用于微晶玻璃加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液的有益效果：该抛光液使用粒径较小的水溶性二氧化硅溶胶和粒径较大的气相二氧化硅粉末混合作为磨料，既提高了磨料的分散性能，减少抛光后微晶玻璃表面划伤，而且使抛光后的微晶玻璃表面的粗糙度和波纹度降低；另外，可以大大提高抛光速率；再者，本发明的抛光液为碱性，化学稳定性好，不腐蚀设备，使用的安全性能理想。
具体实施方式
本发明微晶玻璃加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其包括磨料I、磨料II、表面活性剂、PH调节剂以及去离子水；各种组分所占的重量百分比为：磨料I为10％至40％，磨料II为5％至20％，表面活性剂为0.01％至0.6％，PH调节剂为1％至6％，去离子水为余量；前述各组分混合液的PH值为10至12。
磨料I是粒径为0～200nm的水溶性二氧化硅溶胶；磨料II是粒径为0至200nm的气相二氧化硅粉末；该磨料I的粒径优选10至80nm，本实施例选用粒径为10nm及30nm；该磨料II的粒径优选50至150nm，本实施例选用粒径为80nm及120nm。
本发明微晶玻璃加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其表面活性剂为非离子型表面活性剂；该非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基醇酰胺。
本发明微晶玻璃加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其PH值调节剂为无机碱、有机碱或它们的组合；该有机碱为多羟多胺和胺中的一种或它们的组合。
本发明微晶玻璃加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液的制备方法，其是先将所需重量的磨料II均匀溶解于去离子水中，然后在千级净化室的环境内，在真空负压的动力下，通过质量流量计将溶解的磨料II液体输入容器罐中，与容器罐内的所需重量的磨料I进行混合并充分搅拌，混合均匀后将抛光液的其余组分加入容器罐内再继续充分搅拌，混合均匀即制备成为成品抛光液。
本发明微晶玻璃加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液的制备中，千级净化室的环境温度为常温；真空压力为-105至0Mpa，本发明实施例采用-0.1MPa真空压力。
实施实例：
称取25克30nm水溶性二氧化硅溶胶，15克80nm气相二氧化硅粉末，0.3克月桂酰单乙醇胺，1克有机碱和58.7克去离子水备用。
先将15克气相二氧化硅粉末均匀溶解于58.7克的去离子水中，然后在千级净化室的环境内，常温条件下，在0.1Mpa真空负压动力下，通过质量流量计将气相二氧化硅粉末水溶液输入容器罐中，与预先放置在容器罐中的25水溶性二氧化硅溶胶混合并充分搅拌，待混合均匀后将0.3克月桂酰单乙醇胺和1克有机碱加入容器罐中并继续充分搅拌，混合均匀即成为本发明的抛光液成品。
实验效果分析：利用上述抛光液，与去离子水按1∶100稀释，使用风雷C6382I/JY型抛光机，在压力100g/cm2、抛光盘转速为50rpm、流量900ml/min的条件下，对微晶玻璃磁盘片抛光8分钟，利用XRF1020厚度测试系统(MICRO PIONEER公司生产的XRF-2000H)测量抛光前后残存膜厚差，求得平均去除速率为410nm/min，利用轮廓仪(Zego公司的Newview6000系列)在550nm×410nm的面积内测得该微晶玻璃磁盘片表面粗糙度为0.45nm。
Claims (9)
1、微晶玻璃加工用纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：包括磨料I、磨料II、表面活性剂、PH调节剂以及去离子水；所述磨料I是粒径为0～200nm的水溶性二氧化硅溶胶；所述磨料II是粒径为0～200nm的气相二氧化硅粉末；各种组分所占的重量百分比为：磨料I为10％～40％，磨料II为5％～20％，表面活性剂为0.01％～0.6％，PH调节剂为1％～6％，去离子水为余量。
2、根据权利要求1所述的微晶玻璃加工用纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述磨料I的粒径为10～80nm；所述磨料II的粒径为50～150nm。
3、根据权利要求1所述的微晶玻璃加工用纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述表面活性剂为非离子型表面活性剂。
4、根据权利要求3所述的微晶玻璃加工用纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基醇酰胺中的至少任意一种。
5、根据权利要求1所述的微晶玻璃加工用纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述PH值调节剂为无机碱、有机碱中的至少任意一种。
6、根据权利要求5所述的微晶玻璃加工用纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述无机碱为氢氧化钾或氢氧化钠。
7、根据权利要求5所述的微晶玻璃加工用纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述有机碱为多羟多胺和胺中的至少任意一种。
8、如权利要求1所述的微晶玻璃加工用纳米二氧化硅磨料抛光液的制备方法，其特征在于：先将所需重量的磨料II均匀溶解于去离子水中，然后在千级净化室的环境内，在真空负压的动力下，通过质量流量计将溶解的磨料II液体输入容器罐中，与容器罐内的所需重量的磨料I进行混合并充分搅拌，混合均匀后将抛光液的其余组分加入容器罐内再继续充分搅拌，混合均匀即制备成成品抛光液。
9、根据权利要求8所述的微晶玻璃加工用纳米二氧化硅磨料抛光液的制备方法，其特征在于：所述千级净化室的环境温度为常温；真空压力为-105～0MPa。
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| CN (1) | CN101050338A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009021363A1 (fr) * | 2007-08-15 | 2009-02-19 | Jiangsu Haixun Industry & Commerce Group Co., Ltd | Liquide abrasif pour polir à base de nanosilice utilisable pour le traitement du verre microcristallin |
| CN101724344A (zh) * | 2008-10-14 | 2010-06-09 | 周海 | 碳化硅基片的抛光液 |
| CN101693813B (zh) * | 2009-09-01 | 2013-04-10 | 湖南皓志新材料股份有限公司 | 一种硅基精抛液 |
| CN109439282A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-03-08 | 蓝思科技（长沙）有限公司 | 复合纳米磨料、抛光液及其制备方法、玻璃晶片和电子设备 |
| CN111777951A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-10-16 | 陕西国防工业职业技术学院 | 一种用于微晶玻璃的化学机械抛光液 |
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2007
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