CN109849202A - 一种莫桑钻表面处理技术 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种莫桑钻表面处理技术，包括以下步骤：步骤一，将莫桑钻先置于45‑55℃去离子水中进行超声水洗1‑2h，超声功率为10‑50W，超声10‑20min，随后取出，风干至表面含水率为4‑10％。本发明先进行超声水洗，去除表面含土等杂质，再经过高纯氮气高温处理，使莫桑钻表面结构发生稀疏变质，易被一级处理液处理，一级处理液处理首先去除金属杂质，同时加入的二氧化硅可精磨莫桑钻。
Description
技术领域
本发明涉及莫桑钻处理技术领域，具体涉及一种莫桑钻表面处理技术。
背景技术
莫桑钻，化学名称叫合成碳化硅，其外表和钻石极为相似，需用至少10倍的放大镜观察其内含物来辨别，是最新的钻石模仿品。莫桑钻的明亮度、折射率均高于钻石，成为世界上最闪亮的宝石。难得的是火彩，耀眼诱惑，成为吸引眼球的焦点。它的硬度高达9. 25，仅次于钻石，成为宝石界中第二坚硬的宝石，正常佩戴可保持其明亮度、净度，火彩的特性恒久不变。莫桑钻在欧美、香港、中国台湾、日本、韩国等市场深受时尚独立女性欢迎，成为她们至爱的珠宝。其外观及特性与钻石相近，难以分辨再加上价格的明显优势。
表面处理在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。表面处理的目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求。
化学处理主要是利用酸性或碱性溶液与工件表面的氧化物及油污发生化学反应，使其溶解在酸性或碱性的溶液中，以达到去除工件表面锈迹氧化皮及油污，再利用尼龙制成的毛刷辊或304#不锈钢丝。化学处理适应于对薄板件清理，但缺点是:若时间控制不当，即使加缓蚀剂，也能使钢材产生过蚀现象，对于较复杂的结构件和有孔的零件，经酸性溶液酸洗后，浸入缝隙或孔穴中的余酸难以彻底清除，若处理不当，将成为工件以后腐蚀的隐患，且化学物易挥发，成本高，处理后的化学排放工作难度大，若处理不当，将对环境造成严重的污染。随着人们环保意识的提高，此种处理方法正被机械处理法取代。
现有文献中很少出现将莫桑钻进行表面处理，对其表面处理技术研究还不是很成熟，因而本发明对其进一步研发处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种莫桑钻表面处理技术，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种莫桑钻表面处理技术，包括以下步骤：
步骤一，将莫桑钻先置于45-55℃去离子水中进行超声水洗1-2h，超声功率为10-50W，超声10-20min，随后取出，风干至表面含水率为4-10％；
步骤二，然后将其置于高纯氮气下进行加热处理，加热温度为200-300℃，加热25-35min，随后再置于一级处理液中浸泡1-2h，浸泡温度为65-75℃；
步骤二：将莫桑钻置于二级处理液中处理，处理1-2h，处理温度为75-85℃，随后进行表面辐照处理，然后在温度为55-65℃下干燥3-5h，即可。
作为本发明的再进一步方案是：所述一级处理液制备方法为将磁性海藻酸钠均匀分散到去离子水中，搅拌转速为60-120r/min，搅拌25-35min，随后再加入磁性海藻酸钠重量10％的二氧化硅粉，超声分散20-30min，
作为本发明的再进一步方案是：所述磁性海藻酸钠制备方法为将四氧化三铁加入到 25mg/ml的海藻酸钠溶液中混匀，随后再加入氯化钙进行固化25min，形成磁性载体凝珠。
作为本发明的再进一步方案是：所述四氧化三铁含量为0.04-0.06g/mL。
作为本发明的再进一步方案是：所述四氧化三铁含量为0.05g/mL。
作为本发明的再进一步方案是：所述二级处理液的制备方法为将硅酸钠分散到去离子水中，随后再加入硅酸钠总量10-20％的ZnCl2，然后再加入氟化石墨超声分散 20-30min，即可。
作为本发明的再进一步方案是：所述表面辐照处理为采用离子能量为200-300eV、束流密度为150-170A/cm2、脉冲宽度为40-70ns混合离子束进行辐照处理3-7s。
作为本发明的再进一步方案是：所述表面辐照处理为采用离子能量为250V、束流密度为160A/cm2、脉冲宽度为55ns混合离子束进行辐照处理5s。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明先进行超声水洗，去除表面含土等杂质，再经过高纯氮气高温处理，使莫桑钻表面结构发生稀疏变质，易被一级处理液处理，一级处理液处理首先去除金属杂质，同时加入的二氧化硅可精磨莫桑钻，降低产品的粗糙度，经过二级处理液处理后，产品先被氯化锌渗透，再被钝化，进而产品从里到外被钝化，进而大幅度提高钝化效果，提高产品的耐酸等性能；本发明实施例3，粗糙度为0.09um，耐酸302d，对比例1中未采用一级处理液处理，粗糙度为0.22um，耐酸281d，实施例3相对于对比例1，粗糙度降低了0.13，改善率为59.1％，耐酸提高了21d，提高了7.5％。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例的一种莫桑钻表面处理技术，包括以下步骤：
步骤一，将莫桑钻先置于45℃去离子水中进行超声水洗1h，超声功率为10W，超声10min，随后取出，风干至表面含水率为4％；
步骤二，然后将其置于高纯氮气下进行加热处理，加热温度为200℃，加热25min，随后再置于一级处理液中浸泡1h，浸泡温度为65℃；
步骤二：将莫桑钻置于二级处理液中处理，处理1h，处理温度为75℃，随后进行表面辐照处理，然后在温度为55℃下干燥3h，即可。
作为本发明的再进一步方案是：所述一级处理液制备方法为将磁性海藻酸钠均匀分散到去离子水中，搅拌转速为60r/min，搅拌25min，随后再加入磁性海藻酸钠重量10％的二氧化硅粉，超声分散20min，
本实施例的磁性海藻酸钠制备方法为将四氧化三铁加入到25mg/ml的海藻酸钠溶液中混匀，随后再加入氯化钙进行固化25min，形成磁性载体凝珠。
本实施例的四氧化三铁含量为0.04g/mL。
本实施例的二级处理液的制备方法为将硅酸钠分散到去离子水中，随后再加入硅酸钠总量10％的ZnCl2，然后再加入氟化石墨超声分散20min，即可。
本实施例的表面辐照处理为采用离子能量为200eV、束流密度为150A/cm2、脉冲宽度为40ns混合离子束进行辐照处理3s。
实施例2：
本实施例的一种莫桑钻表面处理技术，包括以下步骤：
步骤一，将莫桑钻先置于55℃去离子水中进行超声水洗2h，超声功率为50W，超声20min，随后取出，风干至表面含水率为10％；
步骤二，然后将其置于高纯氮气下进行加热处理，加热温度为300℃，加热25-35min，随后再置于一级处理液中浸泡2h，浸泡温度为75℃；
步骤二：将莫桑钻置于二级处理液中处理，处理2h，处理温度为85℃，随后进行表面辐照处理，然后在温度为65℃下干燥5h，即可。
作为本发明的再进一步方案是：所述一级处理液制备方法为将磁性海藻酸钠均匀分散到去离子水中，搅拌转速为120r/min，搅拌35min，随后再加入磁性海藻酸钠重量 10％的二氧化硅粉，超声分散30min，
本实施例的磁性海藻酸钠制备方法为将四氧化三铁加入到25mg/ml的海藻酸钠溶液中混匀，随后再加入氯化钙进行固化25min，形成磁性载体凝珠。
本实施例的四氧化三铁含量为0.06g/mL。
本实施例的二级处理液的制备方法为将硅酸钠分散到去离子水中，随后再加入硅酸钠总量20％的ZnCl2，然后再加入氟化石墨超声分散30min，即可。
本实施例的表面辐照处理为采用离子能量为300eV、束流密度为170A/cm2、脉冲宽度为70ns混合离子束进行辐照处理7s。
实施例3：
本实施例的一种莫桑钻表面处理技术，包括以下步骤：
步骤一，将莫桑钻先置于50℃去离子水中进行超声水洗1.5h，超声功率为30W，超声 15min，随后取出，风干至表面含水率为7％；
步骤二，然后将其置于高纯氮气下进行加热处理，加热温度为250℃，加热30min，随后再置于一级处理液中浸泡1.5h，浸泡温度为70℃；
步骤二：将莫桑钻置于二级处理液中处理，处理1.5h，处理温度为80℃，随后进行表面辐照处理，然后在温度为60℃下干燥4h，即可。
作为本发明的再进一步方案是：所述一级处理液制备方法为将磁性海藻酸钠均匀分散到去离子水中，搅拌转速为90r/min，搅拌30min，随后再加入磁性海藻酸钠重量10％的二氧化硅粉，超声分散25min，
本实施例的磁性海藻酸钠制备方法为将四氧化三铁加入到25mg/ml的海藻酸钠溶液中混匀，随后再加入氯化钙进行固化25min，形成磁性载体凝珠。
本实施例的四氧化三铁含量为0.05g/mL。
本实施例的二级处理液的制备方法为将硅酸钠分散到去离子水中，随后再加入硅酸钠总量150％的ZnCl2，然后再加入氟化石墨超声分散25min，即可。
本实施例的表面辐照处理为采用离子能量为250V、束流密度为160A/cm2、脉冲宽度为55ns混合离子束进行辐照处理5s。
实施例4：
本实施例的一种莫桑钻表面处理技术，包括以下步骤：
步骤一，将莫桑钻先置于40℃去离子水中进行超声水洗0.8h，超声功率为5W，超声5min，随后取出，风干至表面含水率为3％；
步骤二，然后将其置于高纯氮气下进行加热处理，加热温度为150℃，加热20min，随后再置于一级处理液中浸泡0.5h，浸泡温度为60℃；
步骤二：将莫桑钻置于二级处理液中处理，处理0.8h，处理温度为70℃，随后进行表面辐照处理，然后在温度为50℃下干燥2h，即可。
作为本发明的再进一步方案是：所述一级处理液制备方法为将磁性海藻酸钠均匀分散到去离子水中，搅拌转速为50r/min，搅拌20min，随后再加入磁性海藻酸钠重量10％的二氧化硅粉，超声分散15min，
本实施例的磁性海藻酸钠制备方法为将四氧化三铁加入到25mg/ml的海藻酸钠溶液中混匀，随后再加入氯化钙进行固化25min，形成磁性载体凝珠。
本实施例的四氧化三铁含量为0.03g/mL。
本实施例的二级处理液的制备方法为将硅酸钠分散到去离子水中，随后再加入硅酸钠总量8％的ZnCl2，然后再加入氟化石墨超声分散15min，即可。
本实施例的表面辐照处理为采用离子能量为150eV、束流密度为140A/cm2、脉冲宽度为30ns混合离子束进行辐照处理2s。
实施例5：
本实施例的一种莫桑钻表面处理技术，包括以下步骤：
步骤一，将莫桑钻先置于60℃去离子水中进行超声水洗2.5h，超声功率为55W，超声 25min，随后取出，风干至表面含水率为12％；
步骤二，然后将其置于高纯氮气下进行加热处理，加热温度为350℃，加热40min，随后再置于一级处理液中浸泡2.5h，浸泡温度为80℃；
步骤二：将莫桑钻置于二级处理液中处理，处理3h，处理温度为90℃，随后进行表面辐照处理，然后在温度为70℃下干燥6h，即可。
作为本发明的再进一步方案是：所述一级处理液制备方法为将磁性海藻酸钠均匀分散到去离子水中，搅拌转速为130r/min，搅拌40min，随后再加入磁性海藻酸钠重量 10％的二氧化硅粉，超声分散35min，
本实施例的磁性海藻酸钠制备方法为将四氧化三铁加入到25mg/ml的海藻酸钠溶液中混匀，随后再加入氯化钙进行固化25min，形成磁性载体凝珠。
本实施例的四氧化三铁含量为0.07g/mL。
本实施例的二级处理液的制备方法为将硅酸钠分散到去离子水中，随后再加入硅酸钠总量25％的ZnCl2，然后再加入氟化石墨超声分散35min，即可。
本实施例的表面辐照处理为采用离子能量为320eV、束流密度为180A/cm2、脉冲宽度为80ns混合离子束进行辐照处理8s。
对比例1.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未采用一级处理液处理。
对比例2.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未采用二级处理液处理。
实施例1-5及对比例1-2性能测量结果如下
| 粗糙度(um) | 耐酸(d) | |
| 实施例1 | 0.11 | 298 |
| 实施例2 | 0.12 | 295 |
| 实施例3 | 0.09 | 302 |
| 实施例4 | 0.13 | 292 |
| 实施例5 | 0.15 | 293 |
| 对比例1 | 0.22 | 281 |
| 对比例2 | 0.18 | 284 |
本发明实施例3，粗糙度为0.09um，耐酸302d，对比例1中未采用一级处理液处理，粗糙度为0.22um，耐酸281d，实施例3相对于对比例1，粗糙度降低了0.13，改善率为59.1％，耐酸提高了21d，提高了7.5％。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种莫桑钻表面处理技术，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将莫桑钻先置于45-55℃去离子水中进行超声水洗1-2h，超声功率为10-50W，超声10-20min，随后取出，风干至表面含水率为4-10％；
步骤二，然后将其置于高纯氮气下进行加热处理，加热温度为200-300℃，加热25-35min，随后再置于一级处理液中浸泡1-2h，浸泡温度为65-75℃；
步骤二：将莫桑钻置于二级处理液中处理，处理1-2h，处理温度为75-85℃，随后进行表面辐照处理，然后在温度为55-65℃下干燥3-5h，即可。
2.根据权利要求1所述的一种莫桑钻表面处理技术，所述一级处理液制备方法为将磁性海藻酸钠均匀分散到去离子水中，搅拌转速为60-120r/min，搅拌25-35min，随后再加入磁性海藻酸钠重量10％的二氧化硅粉，超声分散20-30min。
3.根据权利要求2所述的一种莫桑钻表面处理技术，其特征在于，所述磁性海藻酸钠制备方法为将四氧化三铁加入到25mg/ml的海藻酸钠溶液中混匀，随后再加入氯化钙进行固化25min，形成磁性载体凝珠。
4.根据权利要求3所述的一种莫桑钻表面处理技术，其特征在于，所述四氧化三铁含量为0.04-0.06g/mL。
5.根据权利要求4所述的一种莫桑钻表面处理技术，其特征在于，所述四氧化三铁含量为0.05g/mL。
6.根据权利要求1所述的一种莫桑钻表面处理技术，其特征在于，所述二级处理液的制备方法为将硅酸钠分散到去离子水中，随后再加入硅酸钠总量10-20％的ZnCl2，然后再加入氟化石墨超声分散20-30min，即可。
7.根据权利要求1所述的一种莫桑钻表面处理技术，其特征在于，所述表面辐照处理为采用离子能量为200-300eV、束流密度为150-170A/cm2、脉冲宽度为40-70ns混合离子束进行辐照处理3-7s。
8.根据权利要求1所述的一种莫桑钻表面处理技术，其特征在于，所述表面辐照处理为采用离子能量为250V、束流密度为160A/cm2、脉冲宽度为55ns混合离子束进行辐照处理5s。
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