[发明专利]一种超细金刚石微粉的表面改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超细金刚石微粉的表面改性方法，属于金刚石表面改性技术领域。

背景技术

超细金刚石微粉最重要的指标之一是粒度，这是因为粒度决定了金刚石微粉的许多技术性能和实际应用范围，由于金刚石微粉的粒度小到一定程度，即所谓“超细”以后，粉体的比表面积和表面质点数急剧增大，其活性比内部质点更高，因此超细粉体具有吸附量大，以及独特的电性、磁性等性能。

超细金刚石微粉容易因表面电子不饱和，及杂质、受潮、磁性、静电等因素聚成团，在抛光半导体、光学镜头等精密工件过程中，存在划伤工件的现象，这将影响超细金刚石微粉在精密抛光领域的应用。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种超细金刚石微粉的表面改性方法，包括以下步骤：1)将超细金刚石微粉与分散剂溶液混合搅拌，然后固液分离进行过滤除杂；2)将步骤1)得到的超细金刚石微粉湿物料通过流动干燥方式进行干燥，获得表面改性的超细金刚石微粉。超细金刚石微粉经本发明的表面改性方法改性后，不仅能在水体系下稳定分散，而且适合半导体、光学镜头等高端精密产品的抛光，具有极高的抛光效率，且抛光质量好，抛光后没有划痕，能够避免对抛光工件的损伤，可满足现今高端精密产品技术领域的要求。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种超细金刚石微粉的表面改性方法，包括以下步骤：

1)将超细金刚石微粉与分散剂溶液混合搅拌，然后固液分离进行过滤除杂；

2)将步骤1)得到的超细金刚石微粉湿物料通过流动干燥方式进行干燥，获得表面改性的超细金刚石微粉。

所述超细金刚石微粉的粒度为0.5-2μm。

优选的，步骤1)中，所述分散剂溶液的分散剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇2000中的一种或多种，溶剂为去离子水。

更优选的，所述分散剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇2000，三者之间的摩尔比为1：0.15-0.25：0.45-0.55。

优选的，步骤1)中，所述分散剂溶液的摩尔浓度为0.002-0.008mol/L。所述摩尔浓度是指十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇2000的总摩尔浓度。

优选的，步骤1)中，所述分散剂溶液中分散剂与超细金刚石微粉的质量比为1/1000-5/1000。

优选的，步骤1)中，混合搅拌的时间为30-60分钟。

优选的，步骤2)中，所述流动干燥方式为使用盘式干燥机进行干燥。

优选的，步骤2)中，干燥温度为100-150℃。

本发明至少具有以下有益效果之一：

1、选择流动干燥方式对物料进行烘干，由于物料是在流动过程中完成传热传质过程，物料干燥彻底，且物料干燥效率比箱式干燥高30﹪，明显降低了生产成本；进一步，流动干燥方式如使用盘式干燥机，以热传导的方式，加热置于各层空心圆盘内湿物料，通过转动耙叶的机械作用下，使不断翻滚的物料内的湿份蒸发，且粉体物料在机械作用下会相互碰撞，有效的去除了粉体颗粒之间存在的硬团聚；

2、分散剂的离子中和超细金刚石微粉颗粒表面的不饱和电子，有效阻止超细金刚石微粉颗粒之间互相吸引，且分散剂是亲水性的，提高了超细金刚石微粉在水中的扩散速度，表面改性后超细金刚石微粉在水中能够均匀分散，实现对超细金刚石微粉的解团聚；

3、通过采用全新的干燥及表面改性技术，确保表面改性处理后超细金刚石微粉完全避免受潮及静电等因素的影响，将使用本发明表面改性方法获得的超细金刚石微粉与未改性处理的超细金刚石微粉进行抛光实验对比，使用本发明改性方法获得的超细金刚石微粉在抛光高端精密材料时，工件在抛光过程中无划痕产生；

4、本发明表面改性方法使用的溶剂为去离子水，添加微量的分散剂，分散剂的质量为超细金刚石微粉的1/1000-5/1000，所以本方法具有成本低、环保无毒等特性。

附图说明

图1为改性前超细金刚石微粉在水中开始分散时状态效果图。

图2为改性后超细金刚石微粉在水中开始分散时状态效果图。

图3为改性前超细金刚石微粉在水中分散过程中状态效果图。

图4为改性后超细金刚石微粉在水中分散过程中状态效果图。

图5为改性前超细金刚石微粉在水中结束分散时状态效果图。

图6为改性后超细金刚石微粉在水中结束分散时状态效果图。

图7为改性前超细金刚石微粉划痕测试结果图。