背景及概述^[1]

抛光粉的爽滑开口剂基本成分是一些金属氧化物，如铁、铈、锆、铝、钛、铬等金属氧化物。根据用途有玻璃抛光粉，宝石抛光粉和大理石抛光粉等。作为玻璃行业常用的抛光粉有三氧化二铁(又称红粉)、铈基稀土抛光粉、氧化锆三类，其中铈基稀土抛光粉被誉为最好的抛光材料；宝石抛光粉有三氧化二铬，氧化铈和用高岭土制备的AL-Si尖晶石和莫来石抛光粉；大理石抛光粉是一种灰白色超细粉体的混合物，主要由a-Al2O3，SnO2和Pb组成。抛光粉作为玻璃，宝石和大理石行业中的抛光材料属传统应用领域，但随着高科技的发展，特别是近年来，被广泛地应用于高科技领域和高精密功能性材料的抛光当中(如光电信息材料、集成电路中的光掩模、高密度记录磁盘玻璃基板的制造等)。为了达到高精密功能性材料所要求的条件，所要求的抛光粉产品的物性各不相同，其制备工艺也相应的在发生变化。在制备工艺、性能和应用等方面还存在着诸多问题，需要不断改进和提高。因此寻求它们性质之间的相互关系、最佳匹配关系、最佳工艺条件就成为了研究的重点。

种类^[2]

常用的抛光粉源于以铈为主的混合稀土，辅之以氟化物、石英、钙、钡、铁和少量其它杂质。抛光粉的制备工艺和生产方法在60～70年代有较为集中的研究成果，常用的制备工艺是使稀土富集物在固态下发生化学变化，从而转化成机械和化学性能均稳定的化合物。其稀土氧化物含量为40～70%(含氧化铈30～65%)，粒度为1～4微米。这种抛光粉价格相对便宜，切削率高，应用较广。主要用于阴极射线管、平板玻璃和镜片的抛光。第二类氧化铈基抛光粉是用化学沉淀法生产

的，所得的稀土沉淀经煅烧成为稳定的氧化物，并磨成细粉。常含稀土氧化物70～100%(含氧化铈40～100%)，这类产品的优点是成分均一，颗粒的尺寸和形状一致性好，但价格较高，主要用于光学玻璃、光掩膜和液晶显示屏的抛光。高铈抛光粉(含氧化铈99%以上)用于特种玻璃的抛光。其颗粒形状和硬度均匀，纯度高，因而抛出的表面均一，无缺陷，无杂质污染。常用于精密光学仪器、激光晶体和半导体元件的抛光。稀土抛光粉与同类稀土产品的要求不同。就抛光粉而言，虽然对化学纯度也有要求，但不是决定因素，而决定因素是其物理性质。所以，稀土抛光粉的制备是在一定化学含量的基础上必须赋予其应有的物理特性，如：粒度大小及其均匀性、晶体性质、硬度、比重等等。这些性质必须在其制备过程中(包括沉淀与煅烧)加以调控，首先是产生抛光粉的母体化合物(即各种稀土盐类化合物)及其沉淀加工过程。因为它们决定产品的粒度特征和晶体特性，如氢氧化铈、碳酸铈和草酸铈，它们的煅烧产品无论在粒度还是抛光性能上均有较大的差别。

制备^[1]

1. 稀土抛光粉的制备工艺

稀土抛光粉是得很细的氧化物，在抛光过程中有去除表面缺陷的能力，产生光滑的表面。粗结晶的抛光粉不适合使用，必须将它磨成不擦伤表面的细度。最好的方法是制成草酸盐、碳酸或氢氧化物等沉淀，然后煅烧成氧化物，煅烧温度刚好能使沉淀物分解，同时又能防止烧结和晶体的快速成长。煅烧后往往进行第二次研磨和煅烧。

制备优质高效稀土抛光粉，关键是通过在制备过程中选择合适的中间体及合理的工艺条件来达到改善稀土抛光粉物化性能的目的。制备原料有单氟碳铈矿、氢氧化稀土(富铈)，稀土盐类包括氯化稀土、草酸稀土、碳酸棉稀土等。从制备工艺来看，可以分为两大类：一是以稀土精矿为原料的固相反应法；由矿石直接制备抛光粉可省掉繁杂的化学提取过程，而使生产成本大大降低。如使用氟碳铈镧矿作原料，先煅烧，再磨矿可以得到较好的抛光粉，矿中的氟和硅对于保证产品的抛光效果起着重要作用。二是以稀土可溶性盐为原料的沉淀一煅烧法。在沉淀法中，可以有多种途径，也更适合于通过调配化学组份来提高抛光性能，如加入氟硅酸进行共沉淀生产的抛光粉，加入硅灰石的高硅含量抛光粉等等，这些工艺和产品在六、七十年代就有较好的发展。而后又开发了一些以添加氟、硅等元素的产品。从八十年代到九十年代，开展的工作不多，只见有一些零星的报道，还停留在以稀土精矿为原料的制备工艺。产品以低抛为主，而高抛的产量小，这类抛光粉无论是制备工艺还是市场都比较成熟。然而在较高档次的抛光粉生产上与国外相比仍有较大差距，特别是九十年代研制的聚氨酯高速抛光粉，国内大多数抛光粉产品均满足不了其应用要求。为保证抛光质量，大多数企业均采用进口抛光粉。另外，新近出现的附壁效应在稀十抛光粉工艺精密气流分级的应用方面，还很少有报道。

2. 宝石抛光粉制备工艺

用高岭土制备宝石抛光粉，其制备工艺主要是根据高岭土在不同的煅烧温度过程中发生的相变，而得到硬度不同的抛光粉。由于煅烧过程中，生成的非晶质SiO2和方石英会影响抛光能力，所以为得到纯净的宝石抛光粉，常在煅烧前，按一定比例加入Al(OH)3或者Al2O3，使非晶质SiO2和方石英转化为AI-Si尖晶石和莫来石。

应用^[3]

1. CRT用稀土抛光粉的应用前景

虽然近年来LCD显示器的比例不断上升，但CRT显示器以其全视角、真色彩、响应速度快等特点，使其在某些领域一直处于垄断地位，我国已成为CRT制造、生产和销售大国，在相关技术上也已经赶上或超过日本、欧美等技术强国。未来几年内虽然在发达国家CRT的使用数量会逐年减少，但CRT仍然以其成熟的优点在世界范围内占有一席之地，并且总量不会有大幅的减少，将会有较为平衡的稳定期，因此阴极射线管玻璃用的稀土抛光粉的需求量将维持现有水平，并有稳定发展的空间。而对电子工业抛光的需求，将达到5000吨～6000吨。就目前国内稀土抛光粉生产而言，由于技术水平和设备的局限性，重复建设太多，而且大都集中在普通玻璃的抛光，已经供大于求，不断的重复建设必然引起恶性竞争，造成国家稀土资源的严重浪费。而真正的精加工用抛光粉几乎全部依靠进口，而且价格昂贵。进入了出口稀土原料，再进口购入精加工产品，将污染留在了国内，利润却转到国外的硫化剂怪圈。因此，必须加快稀土在高新技术领域的开发研究和产业化步伐，使稀土资源优势转化为经济优势。

2. 平面显示器用稀土抛光粉的应用前景

电子信息技术作为高科技的典型代表，对现代经济增长的贡献十分显著，随着全球经济和信息的一体化，世界范围内激烈的经济竞争推动了电子信息技术的飞速发展。FPD(平板显示)技术自上世纪90年代开始迅速发展，并逐步走向成熟，由于其具有清晰度高、图像色彩好、环保、省电、轻薄、便于携带等特点，已经被广泛应用于家用电器、电脑和通信产品中，具有广阔的市场前景。随着平板显示技术的进一步发展，平板显示产品的市场也随之不断的扩大，并对传统的CRT产品形成了强烈的冲击和挑战，TFT-LCD将成为FPD技术的主流，新建产品线将向大尺寸市场集中，液晶电视将成为TFT-LCD的主要增长点。纵观TFT-LCD的发展史，五年一个飞跃，十五年前，上个世纪80年代末期TFT-LCD品首先在日本问世并引领了显示时代革命性的变化；十年前，该产业在台湾地区快速的发展；五年前，技术开始向我国大陆转移，如今我国大陆共有3条建成投产的5代线。LCD和PDP等平面显示产品的发展，同样也带动了稀土抛光粉应用领域的拓宽。

主要参考资料

[1] 稀土抛光材料的生产、应用及其新进展

[2] 稀土抛光粉的应用及发展简介①

[3] 抛光粉制备工艺的研究