[发明专利]一种用于改善ZF重火石玻璃发雾现象的抛光液

说明书

技术领域

本发明涉及光学精密加工辅助材料领域，特别涉及一种用于改善ZF重火石玻璃抛光表面的发雾现象的抛光液。

 

背景技术

ZF重火石光学玻璃折射率高、色散大，广泛应用于光学仪器中。但是，由于ZF重火石光学玻璃系R₂O- PbO-SiO₂体系，化学稳定差，在加工过程中抛光表面容易腐蚀，出现斑痕，具有很强的破坏性，影响ZF重火石的光学性能，造成光学仪器的失真和使用寿命下降等。为提高ZF重火石光学玻璃的在抛光过程中的化学稳定性，一方面可以调整玻璃成分，改善玻璃内部结构；另一方面可以通过改变抛光液，从而改善玻璃表面状态，避免ZF重火石发雾现象。

成都光明光电股份有限公司的孙伟等人在“高折射率高色散环保重火石光学玻璃及其生产方法和设备”中调整玻璃成分，不含PbO等物质，达到环保效果。但是，由于玻璃生产工艺的复杂性和玻璃结构的复杂性，许多调整成分后的光学玻璃得不到理想的折射率、散射率等参数，影响实际生产应用。为此，在调整重火石玻璃配方的同时，更需要对成品重火石的抛光液进行改善，降低腐蚀现象，提高重火石抛光表面的透光性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抛光液，它能改善ZF重火石玻璃发雾现象，同时提供理论说明，使本发明抛光液的作用机理得在工业应用中到更好的理解。

本发明的技术方案如下：一种用于改善ZF重火石玻璃发雾现象的抛光液，由抛光粉、防腐添加剂和去离子水按组分配比后在超声波机器中超声1小时加工而成，各组分所占的重量百分比为：抛光粉 10~15%；防腐添加剂A 0.3~0.6%；防腐添加剂B 0.5~1%；去离子水为余量；抛光液PH值范围4.0~6.0,：所述抛光粉粒径范围为0.5μm~1μm，含有 70%~95%（重量）的氧化铈（CeO₂），所述防腐添加剂A可以是硫酸锌（ZnSO₄）、氯化锌（ZnCl₂）或硝酸锌（ZnNO₃）,所述防腐添加剂B可以是氯化钾（KCl）和氯化钠（NaCl）中的一种或其混合物。

本发明抛光液的作用机理如下：

首先，发雾层的物质主要是硅酸凝胶层和碳酸盐类。硫酸锌（ZnSO₄）、氯化锌（ZnCl₂）和硝酸锌（ZnNO₃）能起到稳定抛光液PH值的作用，机理如下：  

 [Si-O-(K)]（ZF抛光表面）+H₂O（抛光液）->[Si-OH]（硅酸凝胶层）+K⁺（抛光液）+OH^-（抛光液）           

 Zn²⁺（抛光液）+H₂O（抛光液）?Zn(OH)₂   +H⁺（抛光液）

 H⁺ + OH^-? H₂O（抛光液）

在铈稀土抛光粉的机械作用力下去除较软的硅酸凝胶层。

其次，硫酸锌（ZnSO₄）、氯化锌（ZnCl₂）和硝酸锌（ZnNO₃）能与发雾层物质碳酸盐（R₂CO₃）发生双水解，从而减少发雾现象。同时使二氧化碳（CO₂）在水中的溶解度下降，机理如下：

Zn²⁺（抛光液）+R₂CO₃（发雾层碳酸盐）+H₂O?Zn(OH)₂   +CO₂   +2R⁺（抛光液）

Zn²⁺（抛光液）+H₂O（抛光液）?Zn(OH)₂ + H⁺（抛光液）

H⁺+HCO₃^- ?H₂CO₃?H₂O+CO₂