CN1502666A - 评价磨粒质量的方法、抛光方法以及玻璃抛光用的磨料 - Google Patents

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Abstract

一种评价抛光玻璃用的磨粒质量的方法，所述方法包括：在溶解有二氧化硅的水性介质中加入要测定的磨粒，使得二氧化硅在二氧化硅于水性介质中基本上不聚合的条件下吸附在磨粒上，随后进行固液分离，从母液中分离出磨粒，测定残留在母液中的二氧化硅浓度，用以测定二氧化硅在磨粒上的吸附率(η)。

Description

评价磨粒质量的方法、抛光方法以及玻璃抛光用的磨料
发明领域
本发明涉及一种玻璃抛光用的磨料。具体而言，本发明涉及一种玻璃抛光用的磨料，适用于修饰抛光各种类型的玻璃材料。这种磨料以含氧化铈的稀土氧化物作为主要组分，具有优良的高速抛光经久性，本发明还涉及评价磨粒质量的方法。
发明背景
近年来，玻璃材料用于各种用途。其中，尤其是例如用于光盘或磁盘的玻璃基材、用于显示器如活性基质型LCD的玻璃基材、用于液晶TV的滤色片、用于手表、用于合式计算机、用于照相机的LCD或太阳能电池、用于LSI光掩膜的玻璃基材、或者光学透镜或光学透镜的玻璃基材，都要求高度精细地对其表面抛光。
为此，使用了包含稀土氧化物特别是氧化铈的磨料作为抛光这种玻璃基材表面用的磨料，因为氧化铈作为抛光用的磨粒具有的优点，是其抛光玻璃的效率数倍于用氧化锆或二氧化硅抛光的效率。近年来，对磨料的抛光能力方面还提出要求更高的质量。例如，随着图像信息量或移动图像信息量的增加，对例如个人电脑、DVD记录器或汽车导驶仪中内装的HDD(硬盘驱动器/磁盘)要求更高的记录密度(约数十兆到100兆以上)，因而要求更精确和平整地对基材表面抛光。在HDD中，磁性表面与(由所谓CSS(接触启动停止))控制的磁头浮动之间的间距最大为0.1微米。
用来抛光玻璃的包含氧化铈作为主要组分的磨料一般含有一定量的氟，用来改善抛光性能。
为此，有许多方法已知用来制造包含氟的磨料。例如，一种方法是选择例如氟碳铈矿浓缩物(稀土氟化物碳酸盐)作为最初含氟的物质，氟已包含在该浓缩物中，因此可以获得也包含氟的最终磨料产品。
还提出了在磨料中加入氟化铈作为氟组分的方法(JP-A-6-330025)。
另一方面，一种方法已知是使用稀土碳酸盐作为原料，用氢氟酸对其部分氟化，随后干燥和煅烧，获得以含氧化铈为主要组分并含氟的磨料。还提出一种不用氢氟酸进行部分氟化的方法，化学分离碱金属、碱土金属和放射活性物质，获得轻稀土原料，其稀土含量减少并包含铈作为主要组分，在这样的原料中加入稀土氟化物，随后焙烧，制得氧化铈作为主要组分的磨料(JP-A-9-183966)。
还有一种方法可理解为属于JP-A-9-183966揭示方法技术范畴的一个例子。即，使用稀土碳酸盐作为原料，煅烧热分解成为稀土氧化物，再加入稀土氟化物，随后进行粉碎、焙烧、粉碎和分级这些操作(JP-A-2002-224949)。
磨料中氟组分的含量较好在例如约3-9重量％。如果氟含量太低，不能充分地使氧化镧转变为氧氟化镧(LaOF)来固定，结果抛光速率减慢。强碱性的氧化镧的存在很可能会引起抛光垫在抛光期间堵塞，会对磨料浆液循环到抛光面的更新有不利影响。另一方面，如果氟含量太高，过量的稀土氟化物会在焙烧期间烧结，这是不希望发生的(JP-A-183966)。
作为以包括含氧化铈为主要组分的磨料，提出过一种磨料，其粉末X-射线衍射分析的特征是，稀土氧氟化物等的峰值强度与X-射线衍射中最大峰(稀土氧化物)值强度之比在一特定范围，这种磨料具有优良的抛光特性(JP-A-2002-97457和JP-A-2002-224949)。
对磨料的颗粒直径分布，当使用累积颗粒直径分布中的d90/d10比在一特定范围的磨料时，一般认为可以提高抛光速率，并使抛光表面上形成的划痕等最少(JP-A-2002-194334)。
然而，即使氟含量、粉末X-射线衍射图以及颗粒直径分布等已如上所述调整到较好范围，上述包含氧化铈为主要组分的常规磨料仍不能摆脱下述的不希望的现象，而且从抛光性能经久性即保证玻璃抛光表面质量的同时能连续保持高抛光速率的角度考虑，也不一定令人满意。
下面，试说明玻璃抛光以及基材组分脱出的基本原理。
将作为抛光玻璃用的磨料，例如氧化铈型磨粒一般分散在液体如水中，以磨料浆液形式使用。在连续并大量地对玻璃板表面抛光时，常采用循环使用这种磨料浆液，同时从抛光系之外补充新鲜的浆液，补充浆液量相应于从该体系取出的磨料浆液沉积到抛光玻璃板上的损耗量。
用氧化铈型磨料抛光玻璃，一般被认为是机械抛光与化学抛光的结合(如“光学玻璃”，Tersuro Izumitani and published by Kyouritsu Shuppan，1 984，p.114-131，和Lee M.Cook，Chemical Progress In Glass Polishing，Journal of Non-Crystalline Solids，North-Holland 120(1990)，P.152-171)。这些文献中，一般描述了玻璃抛光中的机械抛光机理和化学抛光机理。
首先，在玻璃的机械抛光的方面，就抛光速率引入下面公式。
Preston式
ΔH/Δt：＝Kp*(L/A)*(Δs/Δt)
其中，ΔH/Δt：要抛光基材的高度ΔH在时间Δt中的变化
L：总负荷
A：抛光基材面积
Δs；抛光工具在要抛光的玻璃表面上的相对移动距离
Kp：Preston常数
Preston式的另一表达式
ΔH/Δt：＝(2E)-1*P*(Δs/Δt)
其中，ΔH/Δt：要抛光基材的高度ΔH在时间Δt中的变化
E：玻璃基材的杨氏模量
P：施加负荷的单位面积上的压力
Δs：抛光工具在要抛光的玻璃表面上的相对移动距离
1/(2E)：Preston常数＝Kp
上述式中，基于机械机理的抛光速率(ΔH/Δt)表达为总负荷(或压力)、抛光工具的相对移动速度和玻璃基材的杨氏模量的关系式。
另一方面，对玻璃的化学抛光，提出下面顺序的机理模型。
(1)首先，在磨粒对其施力的玻璃表面上形成软的水合相，(2)这个水合相微弱结合到磨粒表面的活性位点上，并受到磨粒的作用力会从玻璃表面上磨出，(3)然后，吸附在磨粒表面上的此玻璃水合相会水解，又从磨粒上分离下来，并且，玻璃组分(其主要组分是二氧化硅)溶解于作为溶剂的水中，(4)发生溶解的二氧化硅吸附在磨粒上或者二氧化硅再沉淀的过程。
在与二氧化硅化学相关的著名Ilter的一书(Ralph.K.Ilter，The Chemistry of Silica，John Wiley & Sons，1979(reprint edition))中，详细描述了溶解于水中的二氧化硅再沉淀的现象。即，溶解的二氧化硅的聚合速度在溶解二氧化硅浓度较高时也较高，其与液体pH的依赖性主要，尤其在pH接近中性的区域，溶解二氧化硅的的聚合-胶凝速度较高。因此聚合和胶凝的二氧化硅在含磨粒的水中再沉淀，但是，这种水凝胶状态的二氧化硅(下面，水凝胶状态二氧化硅称作胶凝的二氧化硅)是细而有粘性的，可起磨粒粘合剂的作用。因此，当聚合和胶凝的二氧化硅随着抛光的进程而在液体中积聚时，会以粘结磨粒的形式部分覆盖要抛光的玻璃表面，即磨粒会固结覆盖在抛光垫上，因此，抛光垫上容易堵塞，在被抛光的物件表面上形成划痕。结果，出现不希望的现象，使抛光表面质量或抛光速率变差。
已提出解决这类问题的一个方法，在磨粒中加入磷酸氢钙等，使磨粒容易再分散(JP-A-50-13405)。加入这样的组分能有效改善磨粒的分散性，但是，对抛光表面质量而言，很可能明显形成潜在的划痕，这对尤其要求高精确度的玻璃基材来说是不能令人满意的。
还提出了另一种方法，提以包括含氧化铈的稀土氧化物作为主组分的磨料以浆液形式来抛光玻璃，其中加入氟化铈和少量钙化合物(JP-A-6-330025，日本专利2832270)。
这种方法中，假设该钙化合物溶解于磨料浆液中，以钙离子状态发挥作用。
上述各种方法都能一定程度地有效解决这些问题，但是，这些方法对形成的颗粒的物理性质很敏感，而这些性质会依据制备方法或制备包含氧化铈为主组分的磨料的原料的条件或选择而有细微差异，因此从一般可应用性来说，难以提供恒定的效果，因此，无法提供解决问题的基本方案。
发明概述
本发明人为解决这些问题进行了深入的研究，结果，发现一个惊人的现象，即二氧化硅在磨料上的吸附速度大多与下述问题有关，由于上述溶解的二氧化硅的聚合而使抛光速率下降或抛光表面质量变差，这发生在使用含氧化铈的稀土氧化物作为玻璃用的磨料时。令人惊奇的是，发现包含氧化铈作为主要组分的颗粒基本上具有吸附这类二氧化硅的能力，并且，因为各氧化铈的特有的物理性质，二氧化硅在颗粒上的吸附能力(由η表示)明显不同。当η不超过某一定值时，可以明显抑制胶凝。基于这一发现而完成了本发明。
本发明致力于解决现有技术的上述问题。具体而言，本发明的一个目的是提供一种抛光玻璃用的磨料，这种磨料以包括含氧化铈的稀土氧化物为主要组分，从而抑制了由于溶解二氧化硅的聚合而导致的抛光速率下降，能在保持高抛光速率的同时提供优良的抛光质量。
本发明的第二个目的是提供一种评价对玻璃抛光用的磨料的抛光质量(本说明书中，简称为“质量”)的新方法，这种方法适合于评价、选择或鉴别这类抛光玻璃用的高质量磨料的抛光能力。
本发明提供下列方法：
(1)评价对玻璃抛光用的磨粒质量的方法，该方法包括：在具有溶解二氧化硅的水性介质中加入要测的磨粒，使得在水性介质中二氧化硅基本上不发生聚合的条件下，二氧化硅吸附在磨粒上，随后进行固-液分离，从母液分离出磨粒，并测定母液中残留的二氧化硅浓度，从而测定二氧化硅在磨粒上的吸附率(η)。
(2)对玻璃抛光的方法，它是先选择或鉴别按照上述(1)中所述方法测定的二氧化硅吸附率(η)至多具有一确定值(η0)的磨粒，用它来抛光玻璃。
(3)按照(2)所述的抛光玻璃方法，其中的η0为50％。
(4)抛光玻璃用的磨料，是包括含有氧化铈的稀土氧化物为主要组分的磨料，按照上述(1)中的方法测定，二氧化硅在磨粒上吸附率(η)至多为50％。
(5)按照(4)所述的抛光玻璃用的磨料，这种磨料还包含一种氟化合物。
(6)按照(4)或(5)所述的抛光玻璃用的磨料，这种磨料还包含碱土金属硫酸盐和/碱土金属磷酸盐。
(7)按照(6)所述的抛光玻璃用的磨料，其中的碱土金属是至少一种选自钙、钡、镁和锶的碱土金属。
(8)按照(2)或(3)所述的抛光玻璃的方法，使用磨料的磨粒，其颗粒直径为2-3微米，由微压缩试验机测定的平均磨粒强度为10-300Mpa。
(9)按照(4)-(7)任一项定义的抛光玻璃用的磨料，其磨粒直径为2-3微米，由微压缩试验机测定的平均磨粒强度为10-300Mpa。
附图简述
图1是通过分析吸附在本发明对玻璃抛光用的磨料上的二氧化硅来评价抛光质量的方法流程图。
较好实施方式的详细描述
下面，结合附图详细描述本发明。
图1是个流程图，所示为通过分析吸附在本发明对玻璃抛光用的磨料上的二氧化硅来评价抛光质量的方法；以及根据这种评价方法来选择一定质量的磨料，将其用于玻璃的抛光。
在评价磨料质量的方法中，首先，在溶解有二氧化硅的水性介质1中，加入要测定的抛光玻璃用的磨料3，使二氧化硅5在水性介质中基本不发生聚合的条件下吸附在磨粒上。
本发明的一个中心技术概念在于，测量溶解于水性介质中的二氧化硅在磨粒上的吸附量，利用该吸附量来评价磨料的质量。
溶解有二氧化硅的水性介质
当用以含氧化铈的稀土氧化物作为主要组分的磨料浆液(通常是水性介质的浆液)抛光玻璃基材时，抛光期间，玻璃组分(二氧化硅为主要组分以及其他玻璃组分元素)会脱出并溶解于作为溶剂的水性介质(水或包含水为主要组分的水性介质)中。可以认为这样的二氧化硅会逐渐聚合，并从超细的二氧化硅颗粒的前体状态在水性介质中生长。
因此，水性介质中各离子浓度可能会对聚合速度产生影响，磨粒在液体中的表面电势可能会对二氧化硅在磨粒上的吸附性能产生影响，因而二氧化硅在实际磨料浆液中的吸附性能是很复杂的，很难以良好的再现性对其进行测定。
所以，本发明中，制备具有接近磨料浆液pH值(为7)的溶解有二氧化硅(“溶解”包括形成超细二氧化硅颗粒的前体状态的二氧化硅，下面也是同样意义)的模拟液体，测定在这种液体中二氧化硅吸附速度。
这种模拟液体是一种pH为7的中性液体，包含按Si计为100mg/l的二氧化硅。如下面将详细描述的，用pH为13的原料溶液开始制备溶液，其中二氧化硅完全溶解，在此原料溶液中加入酸性水溶液，随后用去离子水稀释，获得溶解有二氧化硅且pH为7的试验溶液。
吸附步骤
在溶解有二氧化硅的水性介质(其中溶解有二氧化硅的试验溶液)中，加入抛光玻璃用的磨粒3，使溶解的二氧化硅吸附在磨粒上。
测定在水性介质溶解的二氧化硅浓度，来计算吸附在磨粒上的二氧化硅量。用C0表示二氧化硅的最初浓度，在时间t时二氧化硅浓度以Ct表示，当然，如果没有发生吸附，Ct基本上与C0相同，如果发生吸附，ΔC＝C0-Ct的差对应于二氧化硅吸附在磨粒上的量。
然而，存在一个问题，就是在吸附步骤的同时二氧化硅也发生聚合，溶解的二氧化硅浓度也因为聚合而下降。因此，在计算吸附量时必须考虑到聚合的二氧化硅量。
即，在溶解有二氧化硅的试验溶液中，从使pH为中性开始为起始点，最初，二氧化硅为完全溶解状态，但随时间推移，二氧化硅逐渐发生聚合。随试验溶液中二氧化硅发生聚合，聚合而长大的二氧化硅成为过滤残留物。因此，通过测定这种过滤残留物的量，可以计算聚合速度。
本发明人经过仔细研究后发现，在液体温度为室温(20-25℃)时，从pH为中性时刻起，聚合反应随时间进行。过滤试验溶液时，如果溶液全部通过孔径为0.5微米的滤膜，以试验溶液初始二氧化硅总量为基准，以作为过滤残留物的二氧化硅的量(聚合二氧化硅量)在0小时为0％，2小时约为10％，3小时约为20％，8小时约为80％。
因此，本发明中发现，对这种试验溶液，从磨料接触此溶液时刻算起选择基本上能忽略二氧化硅聚合的大约1.5小时，此时二氧化硅在水性介质中基本上还没有发生多少聚合，在此时测定二氧化硅的吸附速度。已经证实，在这个大约1.5小时后，二氧化硅吸附速度已基本上处于平衡状态。
因此，在溶解有二氧化硅的水性介质(溶解有二氧化硅的试验溶液)中加入磨粒3，在二氧化硅聚合基本上可以忽略的条件下进行接触/吸附操作，随后进行固-液分离7，分离出具有吸附在其上的二氧化硅的磨粒9，然后对残留在母液11中的二氧化硅浓度进行测定13，这样，就可以测定二氧化硅在磨粒上的吸附率(η)15。
使用搅拌容器或反应器进行吸附操作，但较好在一振动装置中放置烧杯或试管来进行。磨粒与母液(滤液)之间的固液分离操作，一般采用过滤、离心分离等方法。
测定二氧化硅吸附率的专用方法
(1)本发明中测定二氧化硅吸附率的专用方法如下：
一般以水作为水性介质，使用原子吸附光谱用的硅标准溶液(如Si1000，KantoChemical Co.Inc.制备，硅酸钾-钾-氢氧化物(0.5mol/l)，pH13)作为溶解有二氧化硅的原料溶液。
在此，不应使用碳酸钠型溶液或硅酸钠稀溶液(水玻璃)，因为这样会对二氧化硅吸附率有影响，使测得的吸附率偏小。
(2)在一烧杯中加入20毫升上述标准原料溶液，在其中加入约50毫升去离子水，加入1N盐酸水溶液，调节该原料溶液pH至7。然后，使用一个量瓶，加入去离子水，将总体积调节至100毫升。此时，溶液的Si浓度为200mg/l。
(3)取总体积6毫升(Si浓度：100mg/l)的溶液即3毫升Si浓度为200m/l的溶液和3毫升去离子水，加入到聚乙烯试管(有塞子)中。此时，溶液的Si浓度为100mg/l。即为溶解有二氧化硅的试验溶液。
(4)将1.0克要测定二氧化硅吸附率的干磨粒粉末投入上述试管，随后用一振动机振动1.5小时。
在此，当加入1克磨粒混入到6毫升Si浓度为100mg/l的溶液中时，浆液的pH一般在7.0-7.5范围。然而，如果浆液的pH偏离此范围，可以改变步骤，在3毫升去离子水中预先加入HCl或KOH，使浆液pH为7.0-7.5，然后再加入1克磨料。然而，不能使用硫酸作为上述的酸，因为硫酸会影响二氧化硅在磨粒上的吸附率，使测出值偏小。
(5)然后，使用台式离心分离机(如H-103N型，KOKUSAN制造)，以3000rpm旋转速度对上述振动过1.5小时的溶液进行10分钟的离心分离。上述操作均在室温条件下的液体温度(20-25℃)进行。
(6)从试管中取出1毫升上清液，用去离子水稀释十倍。然后，通过等离子体放射光谱仪(ICP)，测定上清液中Si的浓度。
于是用下面公式计算二氧化硅在磨粒上的吸附率(η)。
二氧化硅吸附率(η)＝((10-上清液中Si浓度)/10)×100(％)
二氧化硅吸附率η，η0
本发明中，如图1所示，通过上述方法测定各种磨粒的二氧化硅吸附率(η)，并在步骤20，将测定的η与η0比较，从而可以选择或鉴别出测定的二氧化硅吸附率值(η)具有至多特定值(η0)的磨粒，并将其用于抛光玻璃步骤23。
本发明中，较好使用二氧化硅吸附率值(η)至多为50％(即值η0＝50％)的磨粒用来抛光玻璃。
若测定的磨粒的二氧化硅吸附率超过特定值(η0)，在图1的步骤25要对磨粒的制备条件优化，并沿图1流程的线路15，重复测定二氧化硅的吸附率，直到二氧化硅吸附率至多为值η0。
对二氧化硅吸附率值(η)具有至多特定值(η0)，尤其是η0为50％这个足够小的数值的磨粒，用这样的磨粒抛光玻璃时，可以使由于溶解在磨料浆液中的二氧化硅聚合而形成凝胶二氧化硅，致使抛光速率下降或抛光表面质量变差的情况受到充分抑制。
磨料的二氧化硅吸附率(η)至多较好为40％，至多30％更好，至多20％最好。
较好应在保持磨粒的表面活性同时能降低二氧化硅吸附率，并且其下限至少为1％，至少5％更好。
根据本发明人对上述方法进行的研究，用以含氧化铈的稀土氧化物作为主要组分的常规磨料来抛光玻璃，其二氧化硅吸附率为58.3％，远大于本发明的磨料，如下面比较例1所示。
要用的磨粒
本发明要用的磨粒是用来抛光玻璃的磨粒，具体而言，抛光玻璃用的磨粒包括含氧化铈的稀土氧化物作为主要组分。
较好的是，用来抛光玻璃的这种磨粒包含氟化合物，更好是加入碱土金属硫酸盐和/或碱土金属磷酸盐。而且，作为碱土金属，为钙或钡，但也可以是镁和锶，如下面所述。
本发明中，包括含氧化锶的稀土氧化物和部分具有稀土氟化物作为磨料主要组分的那些颗粒称作“磨料主组分颗粒”(或简称为“主组分颗粒”)，其他以碱土金属硫酸盐和/或碱土金属磷酸盐作为磨料次要组分的颗粒称作“磨料次组分颗粒”(或简称为“次组分颗粒”)。
磨料主组分颗粒
(1)如果本发明的磨料主组分颗粒中，主要组分的组成以氧化物计算的重量％表示，优选例如是50-65％CeO2、25-35％La2O3、5-6.5％Pr6O11和0.3-15％Nd2O3的组成。、
氟含量宜为3-9重量％，5-8重量％更好。如前面所述，如果氟含量太低，具有强碱性的氧化镧不能充分转变为氟化镧加以固定，就会使抛光速率下降。另一方面，如果氟含量太高，过量的稀土氟化物会在焙烧期间烧结，这是不希望发生的。
(2)磨料主组分颗粒的平均颗粒直径(d50)宜为0.3-3微米，0.5-2微米更好，最好是0.5-1.5微米。采用激光散射法(例如，用Microtrac model：9320-X100(商品名)，Nikkiso Co.，Ltd.制造)测定平均颗粒直径。
关于磨粒的颗粒直径分布，分别用d10和d90表示累计颗粒直径分布中有10％的颗粒小于的颗粒直径d10，有90％的颗粒小于的颗粒直径d90，d90/d10宜至多大为15，至多10更好，至多5最好。
(3)关于磨粒的结晶物理性质，在使用CuKα射线的粉末X-射线衍射分析的结晶峰中，立方体系稀土复合氧化物的最高峰(A)出现在2θ为28.3度的附近，稀土氧氟化物的峰(B)在2θ为26.6度附近，这两个峰的峰高比B/A宜为0.2-0.8，0.3-0.6更好。
在此，“峰高”代表从峰曲线的基线到峰顶的高度(下面也是如此)。
(4)主组分颗粒的其他性能如下。
(a)晶体直径(由Acherrer法)宜为150-300，170-250更好。
(b)关于磨粒孔隙结构，BET法(例如用Shimadzu Corporation制造的MicroMeritics Flow SorbII 2300测定)的比表面积较好为1-10m2/g，1.5-6m2/g更好。
(b)测定并计算磨料主组分颗粒的机械强度，例如，采用下面Hiramatsu等人的公式(Hiramatsu，Oka，Kiyama；Journal of Japan Mining Industry Association，81，1024(1965))作为计算磨粒机械强度的通用公式。
St＝2.8P/(nd2)
其中，St：颗粒碎裂时获得的机械强度(Mpa)作为测定值。
P：压缩负荷(N)
d颗粒直径(mm)
由上式可知，颗粒碎裂时的机械强度与颗粒直径有很大关系，并与颗粒直径的平方成反比。颗粒直径变小，颗粒强度显著提高。
本发明中，采用Hiramatsu等人的这一公式，使用如微压缩试验机(MTC-W-500型，Shimadzu Corporation制造)，测定主组分磨粒的机械强度。
这种方法中，以恒定速度对具有颗粒直径d的颗粒施加负荷，在负荷变化突然增加的点(显示样品颗粒碎裂)，获得机械强度。以这样的方式，分别对颗粒直径d1、d2、...dn进行测定，获得平均值。在此，颗粒直径是如下用光学显微镜测定的值。
即是在本发明中，在固定于试验装置的光学显微镜的视场中，选择磨料所含的颗粒，它们是具有颗粒直径d接近于用上述测量装置最小可测颗粒直径(2-3微米)的20个颗粒，对这些各个颗粒测定它们的机械强度，计算其平均值。关于上述颗粒直径，因为本发明磨粒的形状不是球形，而是不规则形状。因此，测定每个颗粒时，通过显微镜观察，分别测定长直径和短直径，取长直径和短直径的平均值为颗粒直径，从磨料中仅选择颗粒直径为2-3微米的颗粒，测定它们的颗粒强度。
本发明磨料主组分颗粒测定的机械强度，以MPa作为压力单位时，宜为10-300MPa，30-200MPa较好，更好50-200MPa。最好为90-200MPa。如果颗粒的机械强度超过300MPa，玻璃抛光后表面存在划痕的可能性增加。另一方面，如果颗粒强度小于10MPa，使用时颗粒直径分布会发生变化，会偏离最初的优选范围。在此，磨粒机械强度的上述范围是在对至少包含在本发明磨料中，最小颗粒直径为2-3微米的颗粒基础上规定的。但是，基于其他任选颗粒直径的，如颗粒直径1微米的颗粒，其强度范围也容易由上述Hiranatsu等人的公式计算并加以规定。
本发明磨粒的机械强度范围比常用磨粒机械强度的范围要宽得多，这也是本发明显著特征之一。
磨料次组分颗粒
本发明中，较好加入次组分颗粒并与主组分颗粒共存。次组分颗粒是加入后能明显有助于主组分颗粒抛光能力的那些颗粒。如上所述，较好的是，在主组分颗粒中，加入碱土金属硫酸盐和/或碱土金属磷酸盐，如下面所述，从而能抑制胶凝作用，更容易降低二氧化硅在磨粒上的吸附率，因此，产生进一步改善主组分颗粒抛光性能的作用。作为这样的碱土金属，例如可以使用钙、钡、镁或锶，其中以钙或钡为最好。
化合物的具体形式，例如，优选在水中溶解度极小的硫酸钡或磷酸氢钙，或优选在水中具有一定溶解度的硫酸钙等。在次组分颗粒以粉末状态与磨料的主组分颗粒共存的情况，它们较好是硫酸钡(BaSO4)、硫酸钙二水合物(CaSO4·2H2O)或磷酸氢钙二水合物(CaHPO4·2H2O)，加入到另行制备的主组分颗粒中与之混合，形成磨料浆液。
在此，次组分颗粒的颗粒直径，如上述硫酸钡(BaSO4)、硫酸钙二水合物(CaSO4·2H2O)或磷酸氢钙二水合物(CaHPO4·2H2O)宜为0.1-15微米，0.3-10微米更好。使用和测定主组分颗粒时相同的设备(如Microtrac 9320-X100型)，同样用激光散射法为测定颗粒直径。
磨料组合物，浆液的pH
本发明中，次组分颗粒的含量(掺混量)是基于总重量，(下面称作“(磨料)主组分颗粒”重量)，“磨料主组分颗粒”重量包括含氧化铈的稀土氧化物作为主组分的重量，主稀土化合物(氧化物和氟化物)都以氧化物CeO2+La2O3+Pr6O11+Nd2O3+Sm2O3+Gd2O2等计算。
以主组分颗粒重量为基准计，磨料中次组分颗粒的含量，以次组分颗粒的酐计算的量，较好为0.1-5.0重量％，0.2-5.0重量％更好。如果次组分颗粒含量少于0.1重量％，加入次组分颗粒的作用会很小。而如果次组分颗粒含量超过5.0重量％或太高时，抛光速率会下降，这是不希望的。
本发明中，磨粒(磨料中仅主组分颗粒，或与次组分颗粒组合)以水性浆液形式使用。关于这样的水性浆液的pH，固体组分浓度为10重量％的水性浆液在室温下pH较好为6.0-9.0，6.2-8.0更好，最好是6.5-7.5。
而且，为了提高改善颗粒的分散性，可在本发明水性浆液的水性介质中加入有机聚合物型分散剂，如高分子量聚羧酸铵或高分子量聚磺酸铵。
磨粒的硬度
本发明中，关于构成磨粒(主组分颗粒或次组分颗粒)或作为要抛光材料的玻璃的硬度(Mohs硬度)叙述如下。
玻璃的硬度为4-7，含氧化铈的稀土磨料的硬度为5.5-6.5，硫酸钡硬度为2.5-3.5，硫酸钙硬度约为2，磷酸氢钙硬度约为1.5。因此，由这些数据可以知道，硫酸钡、硫酸钙、磷酸氢钙的莫氏硬度分别与含氧化铈的稀土磨料相比足够小，是软的，并且，可以认为由于这样一些次组分颗粒对玻璃的抛光表面基本上不会产生不利作用如划痕。(在此，次组分颗粒如磷酸钡等的莫氏硬度数值不同于氧化铈等，即使在Kagaku Binran Kiso Hen的最近版本(2001年6月15日出版的第4四版)即化学领域的代表性手册中也未披露这些数值)。
二氧化硅的吸附和胶凝二氧化硅的形成
由于溶解的二氧化硅聚合而形成胶凝二氧化硅引起的抛光速率下降，可因使用这样的磨粒得到有效抑制，对这种磨粒用本发明所述方法测定的二氧化硅吸附率(η)具有至多的特定值(η0)，例如至多50％。但是，这种机理至今还不完全清楚。然而，本发明人认为其机理如下。
如上所述，从被抛光的玻璃板溶解的二氧化硅进入磨料浆液，这样的二氧化硅通常为形成超细二氧化硅颗粒的前体状态，受到例如含氧化铈的稀土磨粒在大约中性pH的水中表面电势的作用，会被吸附并集中在包括含氧化铈的稀土氧化物为主组分的磨粒的表面。因此，在磨粒表面，二氧化硅浓度远远高于颗粒体内，由此，二氧化硅聚合反应在二氧化硅高度集中的区域加速。因此，可以认为，在其表面上吸附着二氧化硅的稀土磨粒具有作为加速二氧化硅聚合的核心颗粒的作用。
即，磨粒外表面积与磨粒的比表面积之比相当大，从而，当以浆液状态用于抛光时，由抛光操作施加的机械作用如摩擦或颗粒彼此碰撞，其上面吸附有二氧化硅的磨粒会出现二氧化硅从吸附的颗粒外表面上部分脱落，使颗粒表面再生的现象。因此，在抛光步骤中，在磨粒表面，会重复吸附二氧化硅的颗粒表面再生，二氧化硅还会在再生颗粒表面吸附和聚合，从而可以认为，这样的颗粒具有作为聚合二氧化硅的核心颗粒，对二氧化硅聚合产生加速作用。因此，可以认为，有了这样的溶解二氧化硅，由于二氧化硅的聚合导致胶凝二氧化硅的形成会因稀土磨粒吸附二氧化硅的作用而加速，而这样的胶凝二氧化硅具有象颗粒粘合剂那样不好的作用。
以这样的方式，在二氧化硅吸附率较大的磨粒表面上，二氧化硅的聚合被加速，而稀土磨粒可能作为核心颗粒加速二氧化硅的聚合，从而，抛光速率的保持将明显削弱。
本发明中，由于选择了其二氧化硅吸附率(η)具有至多的特定值(η0)，至多50％，较好至多40％，更好至多30％，最好至多20％的磨粒，可以使二氧化硅在磨粒上的吸附量足够小，因此，基本上抑制了胶凝二氧化硅基于上述机理的沉淀量。
根据本发明的研究，通过选择使用的是上述至多50％二氧化硅吸附率的磨粒，可以显著降低胶凝二氧化硅的形成，与二氧化硅吸附率超过50％的普通磨粒相比，就明显改善了保持抛光速率的经久性，这一点可以从后面的实施例和比较例了解。
对二氧化硅吸附机理的补充讨论
如上所述，迄今提出的广义概念是，在使用含氧化铈的稀土氧化物作为玻璃用的磨料情况，被抛光玻璃中的二氧化硅组分会溶解，之后，例如根据Lee M.Cook，Chemical Processes In Glass Polishing，Journal of Non-Crystalline Solids，North-Holland120(1990)，P.152-171所述，在磨粒表面会进行二氧化硅的吸附和再沉淀，因此，最终产生胶凝的二氧化硅。然而，并未提供充分的实验数据。
而且，基本上还未能确定溶解于磨料浆液的二氧化硅和聚合反应步骤中的二氧化硅如何具体与磨粒关联，或者它们之间具有这样关系的程度。
磨料颗粒直径大约在0.2微米至数微米，而溶解二氧化硅是至多接近单体状态的低聚物。然而，随着聚合反应由超细颗粒的所谓前体状态例如活性硅酸(颗粒直径约1nm)的进行，这些超细颗粒的直径会增大，此时颗粒发生三维生长。当颗粒直径小于10nm时，超细颗粒状态的二氧化硅颗粒的饱和溶解度与颗粒直径密切相关，此时饱和溶解度随颗粒直径减小而变大(Ralph K.Iler，The Chemistry of Silica，John Wiley & Sons，1979(reprin edition)，P.55)。因此，也从饱和溶解度性质来看，胶凝的二氧化硅颗粒会随着聚合反应进行而在磨料浆液中沉淀。
还应提到的是，迄今还不了解溶解于磨料浆液的二氧化硅和聚合反应步骤中的二氧化硅在磨粒上吸附达到的程度。
在氧化铈(CeO2)颗粒和二氧化硅(SiO2)颗粒分散于水中的极简单体系中，不难想象SiO2将吸附在CeO2上，因为对应于颗粒表面电势为0的液体等电点pH，在CeO2情况为6.75，在SiO2情况为1.8(G.Parks，Chem.Rev.65，P.177-198(1965))，而表面电势在pH为中性附近是互不相同的。
然而，实际的体系并不是这样的简单体系。抛光玻璃用的实际磨料包括含氧化铈的稀土氧化物，是很复杂的颗粒，因为它是含氧化铈的稀土氧化物的混合物，并且这些组分形成了固溶体，还含有氟组分，此外，还存在稀土氧氟化物。在这样的磨粒以水性浆液态存在的体系中，不可能预测溶解的二氧化硅在磨粒上的吸附性能。
因此，很难测定这样的二氧化硅本身的吸附性能。本发明人在此提出一种接近在用磨料浆液抛光玻璃时液体中二氧化硅吸附在磨粒上的实际行为的模型试验评价方法，使得首次能够测定这样的二氧化硅的吸附率。
碱土金属硫化物等的作用
本发明中，碱土金属硫化物和/或碱土金属磷酸盐作为次组分颗粒被加入到磨料的主组分颗粒中，该磨料主组分颗粒包括含氧化铈的稀土氧化物为主组分，如上所述，加入到磨料主组分颗粒中的碱土金属硫化物和/或碱土金属磷酸盐具有进一步改善磨料性能的作用。可以认为这是基于下面的机理。
关于与稀土磨粒相比难溶解于水的硫酸钡颗粒或磷酸氢钙颗粒，首先，这类颗粒本身的二氧化硅吸附率相对很小，它们本身并不能作为核心颗粒来加速溶解二氧化硅的聚合。因此，加入硫酸钡等次组分颗粒，能获得降低二氧化硅吸附率的效果。
还可以认为，如果硫酸钡颗粒或磷酸氢钙颗粒以难溶于介质的颗粒与主组分颗粒在玻璃抛光表面上共存，这些颗粒能克服粘性的胶凝二氧化硅类似颗粒粘合剂的作用，互相重复接触或碰撞，硫酸钡颗粒或磷酸氢钙颗粒能起到使粘性的胶凝二氧化硅分开的作用，并显示象填料那样的功能，提供非粘性。
另一方面，硫酸钙具有不同的机理，因为它在水中具有一定的溶解度。可以认为，如果加入硫酸钙作为磨料的次组分颗粒，硫酸钙会溶解于磨料水性浆液状态的水中，并由于硫酸钙溶解于水中，会起到降低二氧化硅吸附率的作用。在实际测定二氧化硅吸附率时，观察到的一个现象是二氧化硅吸附率明显下降。在任何情况下，加入溶解的硫酸钙可以降低二氧化硅的吸附率，因此可以认为，将有可能抑制磨料浆液中的二氧化硅聚合。
如上所述，在包括含氧化铈的稀土氧化物为主组分的磨料中，加入碱土金属硫酸盐和/或碱土金属磷酸盐作为次组分颗粒，并能容易地使二氧化硅吸附率的测定数值在至多50％范围内。即是说，能够更有效地抑制由于形成胶凝二氧化硅致使例如抛光速率下降或的抛光表面质量变差的不利影响。
制备磨粒的方法
通过下面的方法，可以制造二氧化硅吸附率在本发明描述范围之内的磨料具体是磨粒。
磨料主组分颗粒
本发明中，包含氧化铈作为主组分的磨料原料，主要从稀土矿物如氟碳铈镧矿、独居石、磷钇矿或中国复合矿物制备。通常使用的是一种矿物，如氟碳铈镧矿物、独居石矿物或中国复合矿物。然而，原料并不限于这些。
首先，将这样的稀土矿物浓缩，获得稀土矿物浓缩物如氟碳铈镧矿浓缩物、独居石矿物浓缩物或中国复合矿物浓缩物，将获得的稀土矿物浓缩物进行化学处理，除去不需要的矿物如放射性元素，并且如果需要，进行溶剂提取，随后，是一些常规步骤如沉淀物的过滤和焙烧，用以获得用于磨料的原料，如稀土碳酸盐、稀土氧化物、稀土氢氧化物或稀土氟化物作为包含氧化铈为主组分的磨料的原料。
在稀土氟化物的情况，一般采用在稀土氯化物中加入氢氟酸形成稀土氟化物沉淀的方法。
(i)虽然不限于此，制备本发明的磨料所要求的主组分颗粒的方法一个例子，是将过加热分解稀土碳酸盐获得的稀土氧化物和稀土氟化物作为原料的方法。
首先，在含氧气氛中，将可从上述矿物获得的稀土碳酸盐在400℃-840℃煅烧(预焙烧)，煅烧30分钟至24小时，较好1-24小时，热分解获得稀土氧化物。在低于焙烧温度的一个温度下预煅烧稀土碳酸盐，而不直接焙烧稀土碳酸盐(主焙烧)。这是一较好步骤。此时，稀土碳酸盐可部分留在这种稀土氧化物中。
通过煅烧稀土碳酸盐而获得的稀土氧化物和稀土碳酸盐的混合物，较好是其按含氧化物计算的总稀土量(TREO)宜为50-97重量％的混合物，更好是TREO为70-95重量％的，最好是TREO为80-93重量％的混合物。
另一方面，关于稀土氟化物，宜使用一种常规方法获得的稀土氟化物，在此方法中如上所述，在稀土氯化物的水溶液中加入盐酸形成稀土氟化物的沉淀。然而，所用的稀土氟化物并且不限于此。
煅烧成的稀土氧化物一般进行诸如加入稀土氟化物、将原料混合物制成浆液、湿体系粉碎、干燥、焙烧、破碎、分级等等步骤，将在下面描述。
首先，将稀土氟化物加入到上述煅烧获得的稀土氧化物中。稀土氟化物加入量较好应使最终获得的磨料的主组分颗粒中氟含量宜为3-9重量％，更好5-8重量％(添加步骤)。
在稀土氧化物中加入稀土氟化物后，加入水，随后混合获得固体组分浓度为30-60重量％的浆液。该浆液进行1-10小时的湿体系粉碎，获得含颗粒直径为0.2-10微米颗粒的浆液(原料混合物制成浆液以及湿体系粉碎的步骤)。
然后，进行了湿体系粉碎的浆液加以干燥，在含氧气氛中焙烧。此焙烧是指与上述煅烧即预焙烧不同的主焙烧，焙烧条件较好如下，以升温速度为0.3-5℃/min加热到至少500℃的温度，保持的高温为850-1，100℃，在这样高温范围，保温时间经为0.5-6小时。
此外，焙烧条件更好是以0.3℃-5℃/min的升温速度加热到至少500℃的温度，保持的高温为900℃-1000℃，在这样的高温范围，保温时间为2-5小时。
进行煅烧或焙烧的设备可以是任何类型的炉子，只要能容纳上述经粉碎和干燥的原料，能按所述的升温速度将温度升高，并能保持这样的高温进行煅烧或焙烧。例如，可以使用间歇式系统或连续系统的箱型炉、旋转炉或隧道炉。而且，加热系统可以是电加热系统，也可以是直接加热系统(燃料可以是煤气或燃料油)(干燥、煅烧和焙烧步骤)。
焙烧以后，进行破碎，如果需要，再进行分级，获得具有一定颗粒直径范围的磨料主组分颗粒(破碎和分级步骤)。
(ii)还可以采用一种方法，代替上述分别制备和混合稀土氧化物和稀土氟化物，使用稀土碳酸盐作为原料，其中一部分用氢氟酸水溶液部分氟化。这种情况下，在稀土碳酸盐中加入水形成浆液，在其中加入氟化氢，进行部分氟化，获得的产物按照和上述相同的方式，进行后面的步骤如湿粉碎、干燥、焙烧、破碎、分级等。
加入次组分颗粒
在上述磨料主组分颗粒中，加入由碱土金属硫酸盐和/碱土金属磷酸盐构成的次组分颗粒，并以浆液状态的磨料浆液使用，该浆液中主组分颗粒和次组分颗粒共存。
(i)为了加入次组分并使其能在磨料浆液中共存，可以采用各种方法。然而，最简单并通常采用的方法，是首先制备磨料主组分颗粒的水性浆液，在其中加入次组分颗粒，均匀混合，获得主组分颗粒和次组分颗粒共存的浆液(下面，称作“后加入法”)。
(若次组分颗粒是水溶性的，根据加入的次组分颗粒量，使用的次组分颗粒一部分或全部可以是水溶液的形式。本发明中，“次组分颗粒共存”也包括这样的状态。)
可以使用任何一种通常用来进行固液混合的固液混合设备，作为进行后加入法的设备。例如，使用螺条型搅拌叶轮混合器、桨式混合器、搅拌叶轮既能自动旋转又能轨道旋转的混合器系统、气体喷射系统的混合器或旋转筒系统的混合器，但是设备并不限于这些。
(ii)另一方面，不用后加入法，还可以采用预先加入次组分颗粒的方法，使其在制备磨料主组分颗粒过程中共存，并将和与制备磨料主组分颗粒的上述方法相同的方法来加入次组分颗粒而与主组分颗粒共存(下面称作“预加入法”)。
现在描述预加入法，此时使用含铈的稀土碳酸盐作为主组分、或稀土氧化物和稀土氟化物作为原料。在上述加入稀土氟化物、混合和将原料制成浆液、湿体系粉碎、干燥、焙烧、破碎、分级的任一步骤之前或之后，加入次组分颗粒，再进行各步骤。
如果是用预加入法加入次组分颗粒，在常规后加入法中作为次组分颗粒加入的硫酸钡(BaSO4)、硫酸钙二水合物(CaSO4·2H2O)、磷酸氢钙二水合物(CaHPO4·2H2O)等中，例如硫酸钙的二水合物在焙烧步骤的高温热处理中转变为非水合状态，这样，就不含有任何问题。
例如，将硫酸钙二水合物等在进行湿体系粉碎步骤之前加入，这样做的一个优点是可以基本上完全抑制发泡现象，或者可以明显提高通过干燥、焙烧、破碎和分级步骤最终获得的磨粒的机械强度。在此，发泡现象是指在制备磨料浆液步骤中，当加入并混合次组分颗粒时，产生大量泡沫，在极端情况下，形成的泡沫很可能从反应器或混合容器顶部溢流出来。实际操作中，一旦发生了泡沫，就不能再加入颗粒，平稳的混合操作就受到严重影响。
(iii)若采用稀土碳酸盐为原料并用氢氟酸水溶液对部分稀土碳酸盐进行部分氟化，则在随后用氢氟酸水溶液完成部分氟化前的任一步骤之前或之后，即上述在稀土碳酸盐中加入水获得的浆液中加入氢氟酸水溶液进行部分氟化前进行的湿体系粉碎、干燥、焙烧、破碎、分级的任一步骤之前或之后，加入次组分颗粒来进行各步骤。由于会形成CaF2等，在稀土碳酸盐中加入次组分颗粒之后才进行上述的部分氟化是不适合的。
上述两个方法的任一方法中，即使在焙烧步骤中会发生次组分颗粒固体在磨料的主组分颗粒中的固态溶解，本发明的效果都不会受到影响。
(iv)还有一种方法，可以采用一种特定复合装置(如机械熔化装置，由HosokawaMicro Corporation制造)，将磨料主组分颗粒和次组分颗粒的混合物进行颗粒复合，此时高速重复三维循环和压缩/剪切处理，达到颗粒的压制结合和颗粒复合。
下面，结合一些实施例详细描述本发明。但是，应了解这些实施例仅用作举例，并不能限制本发明的技术范围。
实施例1(仅使用经煅烧和焙烧的主组分颗粒)
制备磨料的主组分颗粒
(1)在一套筒容器(富铝红柱石制成)中，投入45千克稀土碳酸盐(Kido KoukaCompany，China制造，按氧化物计的总稀土量(TREO)：42重量％，CeO2/TREO：60重量％)，在空气中750℃煅烧(预焙烧)2小时，获得稀土氧化物的煅烧产物，其TREO为90.5重量％。
(2)然后，称量16千克上述煅烧产物和5.0千克由Kanshuku Kido KoutsuCompany，China制造的稀土氟化物(TREO：83重量％，CeO2/TREO：61重量％，氟含量：25重量％，平均颗粒直径：10微米)，将这两种组分都投入含27.2千克水的搅拌容器中进行搅拌，获得浆液。之后，将此浆液加入到使用磨介球的湿式球磨机中，粉碎5小时，达到0.2-6微米的颗粒直径。
(3)将进行湿体系粉碎后的浆液装入一个桶内，在一箱式干燥器中120℃干燥20小时。干燥后的粉末装入套筒容器(富铝红柱石制成)中，在空气中焙烧。即以2.3℃/min的升温速度加热到至少500℃，在最高温度950℃保温3.0小时进行焙烧。焙烧后的粉末用粉碎机破碎，然后用风力分级器分级，获得14.0千克用于磨料的主组分颗粒。
主组分颗粒的组成和各物理性质的值
(1)当用按氧化物计算的重量％表示磨料用的主组分颗粒的组成时，CeO2为61.9％，La2O3为31.5％，Pr6O11为5.3％，Nd2O3为0.9％，Sm2O3和Gd2O3各自小于0.1％，CaO为0.20％，BaO为0.075％，P2O5为0.015％，氟含量为5.7％。
(2)平均颗粒直径(d50)为0.95微米(采用激光散射法，用Microtrac，9320-X100型(商品名，Nikkiso Co.，Ltd.制造)测定)
关于颗粒直径分布，d90/d10为3.4，在此，在累积颗粒直径分布中d90和d10的意义分别是有10％的颗粒小于的颗粒直径d10，有90％的颗粒小于的颗粒直径d90。
(3)使用粉末X-射线衍射装置(CuKα射线，Rint-2000型，Rigaku K.K.制造)，主组分颗粒的X-射线衍射谱分析结果如下。
在2θ为28.3度附近，出现立方体系稀土氧化物的最大峰(A)，在2θ为26.6度附近，出现稀土氧氟化物的峰(B)。在下面的实施例和比较例中，出现这两个峰的2θ与本实施例基本相同。
峰(B)高度与峰(A)高度之比(B/A)为0.50。在X-射线衍射分析中，没有观察到氟化铈的结晶峰。
(4)主组分颗粒的其他物理性质如下：
(a)结晶直径(Scherrer法)为205；
(b)BET法测定的比表面积(用Shimadzu Corporation制造的Micro Meritics FlowSorbII 2300测定为2.8m2/g。
(c)用微压缩试验机(MCT-W500型，Shimadzu Corporation制造)测定上述主组分颗粒的机械强度(同样，也用于下面的实施例和比较例)，“颗粒直径为2-3微米的20个颗粒的平均值”为55MPa。
(d)主组分颗粒的水性浆液(固体组分浓度：10重量％)的pH为7.0。
(e)作为主组分颗粒的一个重要的物理性质，二氧化硅吸附率的测定值为28.1％。
抛光试验
采用下述的方法，在下述条件下进行抛光试验。
(i)使用单面抛光机(32GPAW型，由SPEEDFAM Co.，Ltd.制造)作为抛光试验用的设备。用于此试验的要抛光的玻璃板是块小尺寸的无碱玻璃板(Asahi GlassCompany，Limited制造，商品名：AN-100，玻璃组成中SiO2含量：约60重量％)，此试验玻璃板尺寸(正方形)：100mm/100mm/0.7mm。
(ii使用验聚氨酯泡沫材料制成的抛光垫，在150g/cm2抛光压力下，以50rpm的台板旋转速度进行单面抛光试验。
(iii)磨料浆液的磨料浓度为10重量％。将磨料浆液循环供给抛光设备进行抛光，因此磨料浆液中溶解的二氧化硅浓度会提高。在实际工业规模的厂中，磨料浆液中二氧化硅浓度实际会达到约1％，这是相当高的浓度，聚合会难以进行。在抛光试验中，此试验用的总浆液量(滞留量)为200毫升的较小量，使得在使用较小抛光玻璃板的这一试验设备中，在数小时内达到接近实际抛光生产线的磨料浆液中溶解的玻璃的浓度，从而对应于在这样的实际抛光设备中的抛光条件。
即，在抛光设备的台板上，提供一个汇集浆液的套管，并用一个小型泵以70ml/min的流量，将磨料浆液从浆液容器供给套管，从抛光设备台板上的浆液池溢流出来的浆液则返回上述浆液容器，并且循环用于抛光。
在恒温罐中装有液体循环管，控制由小型泵循环供给磨料设备的磨料浆液的液体温度至大约40℃，进行抛光试验。
(iv)在采用上述方法进行抛光时，每1小时测定在抛光浆液中积累的溶解玻璃浓度以及抛光掉的玻璃厚度。每1小时抛光后，用新的玻璃板样品代替经抛光的玻璃板样品，来进行抛光试验。
试验结果
试验结果列于表1。
表1中，由玻璃板在抛光前后的重量差获得磨料浆液中积累的溶解玻璃浓度以及抛光后玻璃板的厚度。
使用400,000勒克斯的卤素灯作为光源，用肉眼数出划痕数量，评价玻璃表面(抛光后的表面)的表面状况，结果在抛光后的表面上未观察到例如划痕的缺陷。
将表1列出的结果与使用二氧化硅吸附率值较大的磨粒的比较例1结果(列于表13)比较时。在此两种情况下，磨料浆液中溶解玻璃的浓度会随着抛光次数(抛光时间)增加而逐渐提高。然而，本发明实施例1中，与比较例1相比，玻璃板上抛光除去的厚度随时间下降较小。即，发现抛光速率的下降较低，在整个抛光期间保持了高的抛光性能。
                                     表1
    抛光时间(小时)   浆液中溶解玻璃的浓度(重量％) 抛光除去的玻璃的厚度(微米/小时)
    1     0.135     10.83
    2     0.285     11.98
    3     0.426     11.25
    4     0.566     11.25
    5     0.706     11.20
    6     0.838     10.54
    7     0.963     9.98
    8     1.085     9.80
下面的实施例2-12和比较例1中，在磨料主组分颗粒中，加入了共存的次组分颗粒，其混合设备、磨料粉末的X-射线衍射分析、颗粒直径分布测定、抛光试验用的设备和检测抛光玻璃表面的方法等与实施例1基本相同。
实施例2(仅使用焙烧的主组分颗粒)
制备磨料的主组分颗粒
(1)在45千克稀土碳酸盐(Kido Kouka Company，China制备，按氧化物计的总稀土量(TREO)：42重量％，CeO2/TREO：60重量％)中加入30千克自来水，随后用湿体系球磨机粉碎5小时，达到0.2-8微米的颗粒直径。
(2)然后，将该浆液移入一搅拌容器，逐渐滴加2275毫升55重量％氢氟酸水溶液，滴加完成含，继续搅拌1小时进行反应，获得部分氟化的浆液。
(3)过滤该浆液，预干燥并用干体系粉碎机粉碎，再在空气中在电炉中焙烧，条件是以1.5℃/min的升温速度加热到至少500℃，在920℃的最高温度保温3.0小时。自然冷却后，进行破碎和分级，获得13.0千克用于磨料的主组分颗粒。
主组分颗粒的组成和各物理性质的值
(1)当用按氧化物计算的重量％表示磨料用的主组分颗粒的组成时，CeO2为61.5％，La2O3为31.5％，Pr6O11为6.2％，Nd2O3为0.8％，Sm2O3和Gd2O3各自小于0.1％，CaO为0.21％，BaO为0.079％，P2O5为0.015％，氟含量为5.7％。
(2)平均颗粒直径(d50)为0.83微米(采用激光散射法，用Microtrac，9320-X100型(商品名，Nikkiso Co.，Ltd.制造)测定)
关于颗粒直径分布，d90/d10为4.2，在此，在累积颗粒直径分布中d90和d10的意义分别是有10％的颗粒小于的颗粒直径d10，有90％的颗粒小于的颗粒直径d90。
(3)使用粉末X-射线衍射装置(CuKα射线，Rint-2000型，Rigaku K.K.制造)，主组分颗粒的X-射线衍射谱分析结果如下。
在2θ为28.3度附近，出现立方体系稀土氧化物的最大峰(A)，在2θ为26.6度附近，出现稀土氧氟化物的峰(B)。在下面的实施例和比较例中，出现这两个峰的2θ与此处基本相同。
峰(B)高度与峰(A)高度之比(B/A)为0.53。在X-射线衍射分析中，没有观察到氟化铈的结晶峰。
(4)主组分颗粒的其他物理性质如下：
(a)结晶直径(Scherrer法)为250；
(b)BET法测定的比表面积(用Shimadzu Corporation制造的Micro Meritics FlowSorbII 2300测定)，为3.7m2/g。
(c)上述主组分颗粒的机械强度(颗粒直径为2-3微米的20个颗粒的平均值)为47MPa。
(d)主组分颗粒的水性浆液(固体组分浓度：10重量％)的pH为7.3。
(e)作为主组分颗粒的一个重要的物理性质，二氧化硅吸附率的测定值为39.4％。
抛光试验
采用和实施例1相同的方法，在相同的条件下进行磨料的抛光试验，并按照和实施例1相同的方式进行评价。
试验结果列于表2。
在抛光后的表面上未观察到例如划痕的缺陷。表2表明，在整个抛光期间保持了高的抛光性能。
                                    表2
    抛光时间(小时)   浆液中溶解玻璃的浓度(重量％) 抛光除去的玻璃的厚度(微米/小时)
    1     0.134     10.73
    2     0.270     10.86
    3     0.396     10.05
    4     0.519     9.88
    5     0.638     9.50
    6     0.752     9.12
    7     0.862     8.84
    8     0.967     8.34
实施例3(经煅烧和焙烧的主组分颗粒+1％CaSO4+1％BaSO4(后加入法))
制备磨粒
(1)在1千克按照实施例1制备的二氧化硅吸附率为28.1％的磨料的同样主组分颗粒中，加入12.6千克硫酸钙二水合物(CaSO4·2H2O，Wako Junyaku K.K.制造的试剂)和10.0千克硫酸钡(BaSO4，BMH-40，商品名，Sakai Chemical Industry Co.，Ltd.制造)作为共存的次组分颗粒。
用一粉末混合机均匀混合上述混合物，该混合机中，搅拌叶轮的运动是自动旋转和轨道旋转两种系统(ACM型，Aikousha Seisakusho K.K.制造)，获得磨粒。以主组分颗粒为基准，该磨粒含有按照无水合物计的1重量％CaSO4和1重量％BaSO4作为共存的次组分。
(2)磨粒的二氧化硅吸附率为17.3％，低于磨料中仅有主组分的磨粒的二氧化硅吸附率(28.1％)。
采用和实施例1相同的方法，在相同的条件下使用这种磨料进行抛光试验，并按照和实施例1相同的方式进行评价。在此，在硫酸钙完全溶解于磨料浆液(水中浆液)后进行抛光试验。
试验结果
试验结果列于表3。
在抛光后的表面上未观察到例如划痕的缺陷。表3表明，在整个抛光期间保持了高的抛光性能。
                                   表3
    抛光时间(小时)   浆液中溶解玻璃的浓度(重量％) 抛光除去的玻璃的厚度(微米/小时)
    1     0.136     10.87
    2     0.286     12.00
    3     0.434     11.87
    4     0.581     11.75
    5     0.725     11.53
    6     0.867     11.36
    7     1.009     11.30
    8     1.150     11.28
实施例4(经煅烧和焙烧的主组分颗粒+0.5％CaSO4+1％BaSO4(后加入法))
制备磨粒
(1)在1千克按照实施例1制备的二氧化硅吸附率为28.1％的磨料的同样主组分颗粒中，加入6.3千克硫酸钙二水合物(CaSO4·2H2O，Wako Junyaku K.K.制造的试剂)和10.0千克硫酸钡(BaSO4，BMH-40，商品名，Sakai Chemical Industry Co.，Ltd.制造)作为共存的次组分颗粒。
用一粉末混合机均匀混合上述混合物，该混合机中，搅拌叶轮的运动是自动旋转和轨道旋转两种系统(ACM型，Aikousha Seisakusho K.K.制造)，获得磨粒。以主组分颗粒为基准，该磨粒含有按照无水合物计的0.5重量％CaSO4和1重量％BaSO4作为共存的次组分。
(2)磨粒的二氧化硅吸附率为23.0％，低于磨料中仅有主组分时磨粒的二氧化硅吸附率(28.1％)。
采用和实施例1相同的方法，在相同的条件下使用这种磨料进行抛光试验，并按照和实施例1相同的方式进行评价。在此，在硫酸钙完全溶解于磨料浆液(水中浆液)后进行抛光试验。
试验结果
试验结果列于表4。
在抛光后的表面上未观察到例如划痕的缺陷。表4表明，在整个抛光期间保持了高的抛光性能。
                              表4
    抛光时间(小时)   浆液中溶解玻璃的浓度(重量％) 抛光除去的玻璃的厚度(微米/小时)
    1     0.136     10.85
    2     0.285     11.97
    3     0.433     11.84
    4     0.580     11.71
    5     0.723     11.50
    6     0.865     11.31
    7     1.006     11.27
    8     1.146     11.24
实施例5(经焙烧的主组分颗粒+1％CaSO4(后加入法))
制备磨粒
(1)在1千克按照实施例2制备的二氧化硅吸附率为39.4％的磨料的同样主组分颗粒中，加入12.6千克硫酸钙二水合物(CaSO4·2H2O，Wako Junyaku K.K.制造的试剂)作为共存的次组分颗粒。
用一粉末混合机均匀混合上述混合物，该混合机中，搅拌叶轮的运动是自动旋转和轨道旋转两种系统(ACM型，Aikousha Seisakusho K.K.制造)，获得磨粒。以主组分颗粒为基准，该磨粒含有按照无水合物计的1重量％CaSO4作为共存的次组分。
(2)磨粒的二氧化硅吸附率为25.2％，低于磨料中仅有主组分时磨粒的二氧化硅吸附率(39.4％)。
采用和实施例1相同的方法，在相同的条件下使用这种磨料进行抛光试验，并按照和实施例1相同的方式进行评价。在此，在硫酸钙完全溶解于磨料浆液(水中浆液)后进行抛光试验。
试验结果
试验结果列于表5。
在抛光后的表面上未观察到例如划痕的缺陷。表5表明，在整个抛光期间保持了高的抛光性能。
                               表5
    抛光时间(小时)   浆液中溶解玻璃的浓度(重量％) 抛光除去的玻璃的厚度(微米/小时)
    1     0.134     10.75
    2     0.275     11.21
    3     0.411     10.95
    4     0.546     10.76
    5     0.677     10.47
    6     0.805     10.23
    7     0.929     9.98
    8     1.050     9.65
实施例6(经焙烧的主组分颗粒+1％BaSO4(后加入法))
制备磨粒
(1)在1千克按照实施例2制备的二氧化硅吸附率为39.4％的磨料的同样主组分颗粒中，加入10.0千克硫酸钡(BaSO4，BMH-40，商品名，Saksi Chemical IndustryCo.，Ltd.制造)作为共存的次组分颗粒。
用一粉末混合机均匀混合上述混合物，该混合机中，搅拌叶轮的运动是自动旋转和轨道旋转两种系统(ACM型，Aikousha Seisakusho K.K.制造)，获得磨粒。以主组分颗粒为基准，该磨粒含有按照无水合物计的1重量％BaSO4作为共存的次组分。
(2)磨粒的二氧化硅吸附率为36.2％，低于磨料中仅有主组分的磨粒的二氧化硅吸附率(39.4％)。
采用和实施例1相同的方法，在相同的条件下使用这种磨料进行抛光试验，并按照和实施例1相同的方式进行评价。
试验结果
试验结果列于表6。
在抛光后的表面上未观察到例如划痕的缺陷。表6表明，在整个抛光期间保持了高的抛光性能。
                                 表6
    抛光时间(小时)   浆液中溶解玻璃的浓度(重量％)   抛光除去的玻璃的厚度(微米/小时)
    1     0.134     10.73
    2     0.272     10.99
    3     0.409     10.97
    4     0.541     10.57
    5     0.669     10.24
    6     0.794     10.01
    7     0.917     9.87
    8     1.036     9.51
实施例7(经焙烧的主组分颗粒+4.5％的CaHPO4(后加入法))
制备磨粒
(1)在1千克按照实施例2制备的二氧化硅吸附率为39.4％的磨料的同样主组分颗粒中，加入59.6千克磷酸氢钙二水合物(CaHPO4·2H2O，Hokusei K.K.制造，平均颗粒直径：3.3微米)作为共存的次组分颗粒。
用一粉末混合机均匀混合上述混合物，该混合机中，搅拌叶轮的运动是自动旋转和轨道旋转两种系统(ACM型，Aikousha Seisakusho K.K.制造)，获得磨粒。以主组分颗粒为基准，该磨粒含有按照无水合物计的4.5重量％的CaHPO4作为共存的次组分。
(2)磨粒的二氧化硅吸附率为30.1％，低于磨料中仅有主组分时磨粒的二氧化硅吸附率(39.4％)。
采用和实施例1相同的方法，在相同的条件下使用这种磨料进行抛光试验，并按照和实施例1相同的方式进行评价。
试验结果
试验结果列于表7。
在抛光后的表面上未观察到例如划痕的缺陷。表7表明，在整个抛光期间保持了高的抛光性能。
                                表7
  抛光时间(小时)   浆液中溶解玻璃的浓度(重量％)   抛光除去的玻璃的厚度(微米/小时)
    1     0.135     10.76
    2     0.272     11.02
    3     0.410     10.99
    4     0.542     10.30
    5     0.672     10.35
    6     0.798     10.11
    7     0.923     9.97
    8     1.043     9.63
实施例8(经焙烧的主组分颗粒+1.5％CaSO4+1％BaSO4(后加入法))
制备磨粒
(1)在1千克按照实施例2制备的二氧化硅吸附率为39.4％的磨料的同样主组分颗粒中，加入18.9千克硫酸钙二水合物(CaSO4·2H2O，Wako Junyaku K.K.制造的试剂)和10.0千克硫酸钡(BaSO4，BMH-40，商品名，Sakai Chemical Industry Co.，Ltd.制造)作为共存的次组分颗粒。
用一粉末混合机均匀混合上述混合物，该混合机中，搅拌叶轮的运动是自动旋转和轨道旋转两种系统(ACM型，Aikousha Seisakusho K.K.制造)，获得磨粒。以主组分颗粒为基准，该磨粒含有按照无水合物计的1.5重量％CaSO4和1重量％BaSO4作为共存的次组分。
(2)磨粒的二氧化硅吸附率为27.1％，低于磨料中仅有主组分的磨粒的二氧化硅吸附率(28.1％)。
采用和实施例1相同的方法，在相同的条件下使用这种磨料进行抛光试验，并按照和实施例1相同的方式进行评价。在此，在将硫酸钙完全溶解于磨料浆液(水中浆液)后进行抛光试验。
试验结果
试验结果列于表8。
在抛光后的表面上未观察到例如划痕的缺陷。表8表明，在整个抛光期间保持了高的抛光性能。
                           表8
    抛光时间(小时)   浆液中溶解玻璃的浓度(重量％) 抛光除去的玻璃的厚度(微米/小时)
    1     0.137     10.97
    2     0.287     12.00
    3     0.437     11.98
    4     0.585     11.87
    5     0.729     11.48
    6     0.868     11.12
    7     1.002     10.75
    8     1.127     10.00
实施例9(煅烧和焙烧的主组分颗粒+0.5％CaSO4(预加入法))
制备磨粒
(1)在一套筒容器(富铝红柱石制成)中，投入45千克稀土碳酸盐(Kido KoukaCompany，China制造，按氧化物计的总稀土量(TREO)：42重量％，CeO2/TREO：60重量％)，在空气中750℃煅烧(预焙烧)2小时，获得稀土氧化物的煅烧产物，其TREO为90.5重量％。灼烧失重(1000℃，2小时)为8.05重量％。
(2)然后，称量16千克上述煅烧产物、5.0千克由Kanshuku Kido Koutsu Company，China制造的稀土氟化物(TREO：83重量％，CeO2/TREO：61重量％，氟含量：25重量％，平均颗粒直径：10微米)和125克硫酸钙二水合物(CaSO4·2H2O，WakoJunyaku K.K.制造的试剂)，将这些组分都投入含27.2千克水的搅拌容器中进行搅拌，获得浆液。之后，将此浆液加入到使用磨介球的湿式球磨机中，粉碎5小时，达到0.2-6微米的颗粒直径。
(3)将进行湿体系粉碎后的浆液装入一个桶内，在一箱式干燥器中120℃干燥20小时。干燥后的粉末装入套筒容器(富铝红柱石制成)中，在空气中焙烧。即以2.3℃/min的升温速度加热到至少500℃，在最高温度950℃保温3.0小时进行焙烧。焙烧后的粉末用破碎机破碎，然后用风力分级器分级，获得14.0千克用于磨料的主组分颗粒。
主组分颗粒的组成和各物理性质的值
(1)当用按氧化物计算的重量％表示磨料用的主组分颗粒的组成时，CeO2为61.9％，La2O3为31.5％，Pr6O11为5.3％，Nd2O3为0.9％，Sm2O3和Gd2O3各自小于0.1％，CaO为0.20％，BaO为0.075％，P2O5为0.015％，氟含量为6.1％。
(2)平均颗粒直径(d50)为0.98微米(采用激光散射法，用Microtrac，9320-X100型(商品名，Nikkiso Co.，Ltd.制造)测定)。
关于颗粒直径分布，d90/d10为3.4，在此，在累积颗粒直径分布中d90和d10的意义分别是有10％的颗粒小于的颗粒直径d10，有90％的颗粒小于的颗粒直径d90。
(3)使用粉末X-射线衍射装置(CuKα射线，Rint-2000型，Rigaku K.K.制造)，主组分颗粒的X-射线衍射谱分析结果如下。
在2θ为28.3度附近，出现立方体系稀土氧化物的最大峰(A)，在2θ为26.6度附近，出现稀土氧氟化物的峰(B)。在下面的实施例和比较例中，出现这两个峰的2θ与此处基本相同。
峰(B)高度与峰(A)高度之比(B/A)为0.49。在X-射线衍射分析中，没有观察到氟化铈的结晶峰。
(4)主组分颗粒的其他物理性质如下：
(a)结晶直径(Scherrer法)为215；
(b)BET法测定的比表面积(用Shimadzu Corporation制造Micro Meritics FlowSorbII 2300测定)为2.6m2/g。
(c)用微压缩试验机(MCT-W 500型，Shimadzu Corporation制造)测定上述主组分颗粒的机械强度(同样，也用于下面的实施例和比较例)时，“颗粒直径为2-3微米的20个颗粒的平均值”为101MPa。
(d)主组分颗粒的水性浆液(固体组分浓度：10重量％)的pH为7.2。
(e)作为主组分颗粒的一个重要的物理性质，二氧化硅吸附率的测定值为25.2％。
试验结果
采用和实施例1相同的方法，在相同的条件下使用这种磨料进行抛光试验，并按照和实施例1相同的方式进行评价。在此，在硫酸钙完全溶解于磨料浆液(水中浆液)后进行抛光试验。
试验结果列于表9。
在抛光后的表面上未观察到例如划痕的缺陷。表9表明，在整个抛光期间保持了高的抛光性能。
在此实施例9中，次组分颗粒是通过“预加入法”加入的，是将稀土氟化物和磷酸钙加入到稀土碳酸盐的煅烧产物中作为次组分颗粒，以水性浆液态完全均匀混合，随后干燥，然后焙烧获得含次组分颗粒的主组分颗粒(而实施例3、4等中，通过“后加入法”进行加入，是首先煅烧然后焙烧稀土碳酸盐等获得磨料的主组分颗粒，在其中再加入次组分颗粒进行粉末混合(浆液混合))。
如上所述，通过这样的“预混合法”，最终磨料产物的机械强度较之通过“后混合法”获得的磨料明显提高。而且，可以确定当这种磨粒机械湿体系粉碎时，完全抑制了发泡现象，并且可以肯定在实际操作中具有显著改善加工性的优点。
                                表9
    抛光时间(小时)   浆液中溶解玻璃的浓度(重量％) 抛光除去的玻璃的厚度(微米/小时)
    1     0.136     10.89
    2     0.286     12.00
    3     0.436     11.95
    4     0.584     11.87
    5     0.730     11.66
    6     0.874     11.52
    7     1.017     11.46
    8     1.160     11.41
实施例10(煅烧和焙烧的主组分颗粒+0.5％CaSO4(预加入法))
制备磨粒
(1)在一套筒容器(富铝红柱石制成)中，投入45千克稀土碳酸盐(Kido KoukaCompany，China制备，与实施例9使用的稀土碳酸盐有不同的批号，按氧化物计的总稀土量(TREO)：44重量％，CeO2/TREO：62.5重量％)，在空气中780℃煅烧(预焙烧)2小时，获得稀土氧化物的煅烧产物，其TREO为93.3重量％。灼烧失重(1000℃，2小时)为5.55重量％。
(2)然后，称量15.5千克上述煅烧产物、5.0千克由Kanshuku Kido KoutsuCompany，China制造的稀土氟化物(TREO：83重量％，CeO2/TREO：61重量％，(F)含量：25重量％，平均颗粒直径：10微米)和125克硫酸钙二水合物(CaSO4·2H2O，Wako Junyaku K.K.制造的试剂)，将这些组分都投入含27.2千克水的搅拌容器中进行搅拌，获得浆液。之后，将此浆液加入到使用粉碎介质球的湿式粉磨机中，粉碎5小时，达到0.2-6微米的颗粒直径。
(3)将进行湿体系粉碎后的浆液装入一大桶内，在一箱式干燥器中120℃干燥20小时。干燥后的粉末装入套筒容器(富铝红柱石制成)中，在空气中焙烧。即以2.0℃/min的升温速度加热到至少500℃，在最高温度950℃保温3.0小时进行焙烧。焙烧后的粉末用破碎机破碎，然后用风力分级器分级，获得12.8千克用于磨料的主组分颗粒。
主组分颗粒的组成和各物理性质的值
(1)当用按氧化物计算的重量％表示磨料用主组分颗粒的组成时，CeO2为62.5％，La2O3为29.8％，Pr6O11为6.0％，Nd2O3为0.2％，Sm2O3和Gd2O3各自小于0.1％，CaO为0.10％，BaO为0.03％，P2O5为0.015％，氟含量为6.0％。
(2)平均颗粒直径(d50)为0.95微米(采用激光散射法，用Microtrac，9320-X100型(商品名，Nikkiso Co.，Ltd.制造)测定)。
关于颗粒直径分布，d90/d10为4.4，在此，在累积颗粒直径分布中d90和d10的意义分别是有10％的颗粒小于的颗粒直径d10，有90％的颗粒小于的颗粒直径d90。
(3)使用粉末X-射线衍射装置(CuKα射线，Rint-2000型，Rigaku K.K.制造)，主组分颗粒的X-射线衍射谱分析结果如下。
在2θ为28.3度附近，出现立方体系的稀土氧化物的最大峰(A)，在2θ为26.6度附近，出现稀土氧氟化物的峰(B)。在下面的实施例和比较例中，出现这两个峰的2θ与此处基本相同。
峰(B)高度与峰(A)高度之比(B/A)为0.48。在X-射线衍射分析中，没有观察到氟化铈的结晶峰。
(4)主组分颗粒的其他物理性质如下：
(a)结晶直径(Scherrer法)为205；
(b)BET法测定的比表面积(用Shimadzu Corporation制造的Micro Meritics FlowSorbII 2300测定)为2.9m2/g。
(c)用微压缩试验机(MCT-W 500型，Shimadzu Corporation制造)测定上述主组分颗粒的机械强度(同样，也用于下面的实施例和比较例)时，“颗粒直径为2-3微米的20个颗粒的平均值”为148MPa。
(d)主组分颗粒的水性浆液(固体组分浓度：10重量％)的pH为7.4。
(e)作为主组分颗粒的一个重要的物理性质，二氧化硅吸附率的测定值为40.2％。
试验结果
采用和实施例1相同的方法，在相同的条件下使用这种磨料进行抛光试验，并按照和实施例1相同的方式进行评价。在此，在硫酸钙完全溶解于磨料浆液(水中浆液)后进行抛光试验。
试验结果列于表10。
在抛光后的表面上未观察到例如划痕的缺陷。表10表明，在整个抛光期间保持了高的抛光性能。
和实施例9相同，在此实施例10中，次组分颗粒是通过“预加入法”加入的，是将稀土氟化物和磷酸钙加入到稀土碳酸盐的煅烧产物中作为次组分颗粒，以水性浆液态完全均匀混合，随后干燥，然后焙烧获得含次组分颗粒的主组分颗粒。
如上所述，通过这样的“预混合法”，最终磨料产物(主组分颗粒+次组分颗粒)的机械强度较之通过“后混合法”获得的磨料明显提高。而且，已经证实，当这种磨粒机械湿体系粉碎时，完全抑制了发泡现象。
                          表10
    抛光时间(小时)   浆液中溶解玻璃的浓度(重量％) 抛光除去的玻璃的厚度(微米/小时)
    1     0.136     10.90
    2     0.287     12.02
    3     0.437     12.00
    4     0.586     11.95
    5     0.735     11.90
    6     0.883     11.86
    7     1.030     11.75
    8     1.176     11.73
实施例11(经煅烧和焙烧的主组分颗粒+0.5％CaSO4(预加入法))
制备磨粒
(1)在一套筒容器(富铝红柱石制成)中，投入45千克稀土碳酸盐(Kido KoukaCompany，China制备，与实施例9或10使用的稀土碳酸盐有不同的批号，按氧化物计的总稀土量(TREO)：45重量％，CeO2/TREO：61.0重量％)，在空气气氛中，于800℃煅烧(预焙烧)2小时，获得稀土氧化物的煅烧产物，其TREO为94.4重量％。灼烧失重(1000℃，2小时)为4.53重量％。
(2)然后，称量15.3千克上述煅烧产物、5.0千克由Kanshuku Kido KoutsuCompany，China制造的稀土氟化物(TREO：83重量％，CeO2/TREO：61重量％，氟含量：25重量％，平均颗粒直径：10微米)和125克硫酸钙二水合物(CaSO4·2H2O，Wako Junyaku K.K.制造的试剂)，将这些组分都投入含27.2千克水的搅拌容器中进行搅拌，获得浆液。之后，将此浆液加入到使用磨介球的湿式球磨机中，粉碎5小时，达到0.2-6微米的颗粒直径。
(3)将进行湿体系粉碎后的浆液装入一大桶内，在一箱式干燥器中120℃干燥20小时。干燥后的粉末装入套筒容器(富铝红柱石制成)中，在空气中焙烧。即以1.7℃/min的升温速度加热到至少500℃，在最高温度950℃保温3.0小时进行焙烧。焙烧后的粉末用被碎机破碎，然后用风力分级器分级，获得12.5千克用于磨料的主组分颗粒。
主组分颗粒的组成和各物理性质的值
(1)当用按氧化物计算的重量％表示磨料用主组分颗粒的组成时，CeO2为61.0％，La2O3为31.4％，Pr6O11为6.1％，Nd2O3为0.2％，Sm2O3和Gd2O3各自小于0.1％，CaO为0.10％，BaO为0.03％，P2O5为0.01％，氟含量为6.1％。
(2)平均颗粒直径(d50)为0.97微米(采用激光散射法，用Microtrac，9320-X100型(商品名，Nikkiso Co.，Ltd.制造)测定)。
关于颗粒直径分布，d90/d10为4.3，在此，在累积颗粒直径分布中d90和d10的意义分别是有10％的颗粒小于的颗粒直径d10，有90％的颗粒小于的颗粒直径d90。
(3)使用粉末X-射线衍射装置(CuKα射线，Rint-2000型，Rigaku K.K.制造)，主组分颗粒的X-射线衍射谱分析结果如下。
在2θ为28.3度附近，出现立方体系的稀土氧化物的最大峰(A)，在2θ为26.6度附近，出现稀土氧氟化物的峰(B)。在下面的实施例和比较例中，出现这两个峰的2θgn与此处基本相同。
峰(B)高度与峰(A)高度之比(B/A)为0.51。在X-射线衍射分析中，没有观察到氟化铈的结晶峰。
(4)主组分颗粒的其他物理性质如下：
(a)结晶直径(Scherrer法)为203；
(b)BET法测定的比表面积(用Shimadzu Corporation制造的Micro Meritics FlowSorbII 2300测定)为2.8m2/g。
(c)用微压缩试验机(MCT-W 500型，Shimadzu Corporation制造)测定上述主组分颗粒的机械强度(同样，也用于下面的实施例和比较例)时，“颗粒直径为2-3微米的20个颗粒的平均值”为177MPa。
(d)主组分颗粒的水性浆液(固体组分浓度：10重量％)的pH为7.5。
(e)作为主组分颗粒的一个重要的物理性质，二氧化硅吸附率的测定值为49.8％。
试验结果
采用和实施例1相同的方法，在相同的条件下使用这种磨料进行抛光试验，并按照和实施例1相同的方式进行评价。在此，在将硫酸钙完全溶解于磨料浆液(水中浆液)后进行抛光试验。
试验结果列于表11。
在抛光后的表面上未观察到例如划痕的缺陷。表11表明，保持了高的抛光性能。
和实施例9相同，在此实施例11，次组分颗粒是通过“预加入法”加入的，是将稀土氟化物和磷酸钙加入到稀土碳酸盐的煅烧产物中作为次组分颗粒，以水性浆液态完全均匀混合，随后干燥，然后焙烧获得含次组分颗粒的主组分颗粒。
如上所述，通过这样的“预混合法”，最终磨料产物(主组分颗粒+次组分颗粒)的机械强度较之通过“后混合法”获得的磨料明显提高。而且，已经证实，当这种磨粒机械湿体系粉碎时，完全抑制了发泡现象。
                           表11
  抛光时间(小时)   浆液中溶解玻璃的浓度(重量％) 抛光除去的玻璃的厚度(微米/小时)
    1     0.136     10.85
    2     0.285     11.98
    3     0.435     11.94
    4     0.583     11.89
    5     0.730     11.73
    6     0.876     11.68
    7     1.019     11.43
    8     1.161     11.39
实施例12(经焙烧的主组分颗粒+0.5％CaSO4+1％BaSO4(后加入法))
制备磨粒
(1)使用和实施例4相同的磨粒，但改变抛光试验条件进行另一种抛光评价法。即使用二氧化硅吸附率为23.0％的磨料，在主组分颗粒中，加入按无水合物计为0.5重量％CaSO4和1重量％的BaSO4作为共存次组分。
在下面不同于实施例1的抛光条件下进行试验。
(i)使用和实施例1中相同的单面抛光机(32GPAW型，由SPEEDFAM Co.，Ltd.制造)作为抛光试验用的设备。用于此试验的抛光玻璃板是和实施例1相同的小尺寸的无碱玻璃板(Asahi Glass Company，Limited制造，商品名：AN-100)，该试验玻璃板尺寸(正方形)：100mm/100mm/0.7mm)。
(ii)使用和实施例1相同的聚氨酯泡沫材料制成的抛光垫，在150g/cm2抛光压力下，以50rpm的台板旋转速度进行单面抛光试验。
(iii)磨料浆液的磨料浓度为25重量％。即关于供给抛光设备的磨料浆液，试验中使用的浆液总量按照和实施例1相同的方式是200毫升的较小量，因此，磨料溶液中所溶解玻璃的浓度会由于抛光而提高，如实际的设备一样，在较短时间浓度就会较高。
实际操作中，在抛光设备的台板上，提供一个汇集浆液的套管，并用一个小型泵以70ml/min的流量，将磨料浆液从浆液容器供给套管，从抛光设备的台板上的浆液池溢流出来的浆液则返回上述浆液容器，并且循环用于抛光。
在恒温罐中装有液体循环管，控制由小型泵循环供给磨料设备的磨料浆液的液体温度至大约40℃，进行抛光试验。
(iv)在采用上述方法进行抛光时，每2小时测定在抛光浆液中积累的溶解玻璃浓度以及抛光掉的玻璃厚度。每1小时抛光后，用新的样品玻璃板代替经抛光的玻璃板样品，来进行抛光试验。
试验结果
试验结果列于表12。
在抛光后的表面上未观察到例如划痕的缺陷。表12表明，在整个抛光期间保持了高的抛光性能。
                           表12
    抛光时间(小时)   浆液中溶解玻璃的浓度(重量％)   抛光除去的玻璃的厚度(微米/小时)
    2     0.293     23.47
    4     0.628     26.73
    6     0.937     24.73
    8     1.229     23.36
    10     1.520     23.28
    12     1.806     22.91
    14     2.091     22.78
    16     2.375     22.75
比较例1
制备磨料用的主组分颗粒
(1)将45千克稀土碳酸盐(Kido Kouka Company，China制备，按氧化物计的总稀土量(TREO)：41重量％，CeO2/TREO：60重量％)和5.8千克由Kanshuku KidoKoutsu Company，China制造的稀土氟化物(TREO：83重量％，CeO2/TREO：61重量％，(F)含量：25重量％，平均颗粒直径：10微米)，用一粉末混合器进行混合，该混合器中，搅拌叶轮的运动是自动旋转和轨道旋转两种系统(ACM型，AikoushaSeisakusho K.K.制造)。将混合后的粉末和50.8千克水装入一搅拌容器中，搅拌获得浆液。
(2)将此浆液移入使用磨介球的湿式球磨机，粉碎5小时，达到0.2-6微米的颗粒直径。
(3)将经湿体系粉碎后的浆液装入一桶内，在箱式干燥器中120℃干燥20小时。干燥后的粉末装入套筒容器(富铝红柱石制成)中，空气中焙烧。即以1.0℃/min的升温速度加热到至少500℃，在最高温度900℃保温3.0小时进行焙烧。焙烧后的粉末用破碎机破碎，然后用风力分级器分级，获得15.6千克用于磨料的主组分颗粒。
主组分颗粒的组成和各物理性质的值
(1)当用按氧化物计算的重量％表示磨料用的主组分颗粒的组成时，CeO2为62.0％，La2O3为31.6％，Pr6O11为5.5％，Nd2O3为0.9％，Sm2O3和Gd2O3各自小于0.1％，CaO为0.22％，BaO为0.077％，P2O5为0.016％，氟含量为4.6％。
(2)平均颗粒直径(d50)为0.86微米(采用激光散射法，用Microtrac，9320-X100型(商品名，Nikkiso Co.，Ltd.制造)测定)。
关于颗粒直径分布，d90/d10为5.3，在此，在累积颗粒直径分布中d90和d10的意义分别是有10％的颗粒小于的颗粒直径d10，有90％的颗粒小于的颗粒直径d90。
(3)使用粉末X-射线衍射装置(CuKα射线，Rint-2000型，Rigaku K.K.制造)，主组分颗粒的X-射线衍射谱分析结果如下。
在2θ为28.3度附近，出现立方体系稀土氧化物的最大峰(A)，在2θ为26.6度附近，出现稀土氧氟化物的峰(B)。在下面的实施例和比较例中，出现这两个峰的2θ与此处基本相同。
峰(B)高度与峰(A)高度之比(B/A)为0.33。在X-射线衍射分析中，没有观察到氟化铈的结晶峰。
(4)主组分颗粒的其他物理性质如下：
(a)结晶直径(Scherrer法)为170；
(b)BET法测定的比表面积(用Shimadzu Corporation制造的Micro Meritics FlowSorbII 2300测定，为4.0m2/g。
(c)用微压缩试验机(MCT-W 500型，Shimadzu Corporation制造)测定上述主组分颗粒的机械强度(同样，也用于下面的实施例和比较例)时，“颗粒直径为2-3微米的20个颗粒的平均值”为38MPa。
(d)主组分颗粒的水性浆液(固体组分浓度：10重量％)的pH为7.5。
(e)作为主组分颗粒的一个重要的物理性质，二氧化硅吸附率的测定值大至58.3％。
抛光试验
采用和实施例1相同的方法，在相同条件下进行抛光试验。
试验结果
试验结果列于表13。
尽管在抛光后的表面上未观察到例如划痕的缺陷，但与实施例1相比，能保持抛光速率的经久性明显较低。
                           表13
    抛光时间(小时)   浆液中溶解玻璃的浓度(重量％) 抛光除去的玻璃的厚度(微米/小时)
    1     0.125     10.02
    2     0.249     9.92
    3     0.360     8.85
    4     0.447     7.00
    5     0.530     6.58
    6     0.605     6.02
    7     0.673     5.41
    8     0.735     5.02
本发明的磨料包括含氧化铈的稀土氧化物为主组分，能提供抛光玻璃用的磨料，能够抑制由于溶解的二氧化硅的聚合引起的抛光速率下降，从而保持高的抛光速率，还能提供抛光质量优良和机械强度高的磨粒，如上面的实施例和比较例所示。
本发明还提供了一种新的评价抛光玻璃用的磨料的抛光性能的方法，该方法适合于评价、选择或鉴别这类抛光玻璃用的高质量磨料。
2002年11月22日提交的日本专利申请2002-338887以及2003年2月14日提交的日本专利申请2003-037127的全部内容，包括说明书、权利要求书、附图和摘要都参考结合于此。

Claims (12)

1.一种评价抛光玻璃用的磨粒质量的方法，所述方法包括：在溶解有二氧化硅的水性介质中加入要测定的磨粒，使得二氧化硅在二氧化硅于水性介质中基本上不聚合的条件下吸附在磨粒上，随后进行固液分离，从母液中分离出磨粒，测定残留在母液中的二氧化硅浓度，用以测定二氧化硅在磨粒上的吸附率(η)。
2.一种对玻璃抛光的方法，其特征在于所述方法包括选择或鉴别其二氧化硅吸附率(η)按照权利要求1所述方法测定出具有至多一特定值(η0)的磨粒，用来对玻璃抛光。
3.如权利要求2所述的抛光玻璃的方法，其特征在于所述η0为50％。
4.抛光玻璃用的磨料，是包括含氧化铈的稀土氧化物为主组分的磨料，其特征在于二氧化硅在所述磨粒上的吸附率(η)按照权利要求1所述方法测定为至多50％。
5.如权利要求4所述的抛光玻璃用的磨料，其特征在于所述磨料还包含氟化合物。
6.如权利要求4所述的抛光玻璃用的磨料，其特征在于其特征在于所述磨料还包含碱土金属硫酸盐和/或碱土金属磷酸盐。
7.如权利要求5所述的抛光玻璃用的磨料，其特征在于所述磨料还包含碱土金属硫酸盐和/或碱土金属磷酸盐。
8.如权利要求6所述的抛光玻璃用的磨料，其特征在于所述碱土金属是至少一种选自钙、钡、镁和锶的碱土金属。
9.如权利要求2所述的抛光玻璃的方法，其特征在于，使用其磨粒的颗粒直径为2-3微米的磨料，所述磨料采用微压缩试验设备测定的平均磨粒强度为10-300Mpa。
10.如权利要求4所述的抛光玻璃用的磨料，其特征在于，所述磨料的磨粒的颗粒直径为2-3微米，所述磨料采用微压缩试验设备测定的平均磨粒强度为10-300Mpa。
11.如权利要求5所述的抛光玻璃用的磨料，其特征在于，所述磨料的磨粒的颗粒直径为2-3微米，所述磨料采用微压缩试验设备测定的平均磨粒强度为10-300Mpa。
12.如权利要求6所述的抛光玻璃用的磨料，其特征在于，所述磨料的磨粒的颗粒直径为2-3微米，所述磨料采用微压缩试验设备测定的平均磨粒强度为10-300Mpa。
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