中國粉體網訊 稀土拋光粉的主要組分是氧化鈰，又稱為氧化鈰拋光粉、鈰基稀土拋光粉，因其優異的拋光效果，也被譽為“拋光粉之王”。
隨著我國稀土拋光粉產業的快速發展，鈰稀土磨粉及其磨料制品已具備了粒度尺寸一致、硬度適中、研磨能量大、拋光耗時短、拋光精度高、使用壽命長、工作環境清潔等優點，并且已經完全取代了過去使用的氧化鐵磨粉，應用于玻璃表面、平板玻璃、陰極射線管、手機電腦屏幕、玻璃外殼、目鏡、光學玻璃、鏡片、寶石、金屬表面拋光、水晶、裝飾板材以及機械設備的冷加工。
稀土拋光粉的技術特性
對于含有特殊原材料和加工技術的稀土拋光粉，稀土材料拋光粉的尺寸大小直接決定了拋光效果和完成率。而一般材料尺寸愈大，對玻璃的表面拋光效果和表面粗糙度也愈大，而對不同的材料表面拋光的拋光粉尺寸需求也存在著一定差別，如對平板玻璃和彩色玻璃外殼的表面光潔度要求并不大，但所用的拋光粉尺寸需要更大(1 um~4 um)，而對普通光學玻璃表面拋光的拋光粉尺寸需求就比較大，一般規定為亞微米尺寸的分布。但如果使用了聚氨酯的高速拋光工藝，對粒度大小和懸浮液質量的要求會相當大，但也不是越小越好，越細則越均勻。
另外，由于氧化鈰的純度以及其他稀土元素的濃度都影響著稀土拋光粉的穩定性，因此氧化鈰的高濃度也增加了打磨成本。在稀土拋光粉中，影響最主要的物質為機械雜質以及稀土拋光粉中的個別較硬粒子，而這些都將會導致設備的磨損，進而對外表形成劃傷。
其中雜質主要包含于工藝設備中的元素粒子，以及在煅燒過程中來自于過大的元素氧化物凝聚物等。在近年來，化學分析技術的使用已經成了制備稀土拋光粉的重點，尤其是制備高性能稀土拋光粉的化學技術，主要是用來研究高鈰稀土拋光粉的粒徑。
稀土拋光粉的技術現狀及存在問題
我國中低檔稀土拋光粉的規模和技術比較成熟，但在高端應用領域仍與國外存在一定差距，主要原因是國內產品質量的穩定性、精密控制等方面尚存在差距，尤其是以半導體集成電路淺槽隔離（STI）制程用氧化鈰拋光材料尚依賴于進口。
稀土拋光粉的顆粒控制技術、晶型和形貌控制技術等問題仍然存在；高性能稀土拋光材料中的大顆粒及異物控制難以降低；大規模生產的產品一致性和穩定性差，其生產、應用和產業化的關鍵共性技術仍未突破；新一代稀土拋光材料的研究開發進展緩慢。目前，我國稀土拋光粉的技術瓶頸主要表現在：
生產工藝落后
鈰基稀土拋光粉的生產技術分別采用固相反應法和液相反應法。固相反應工藝以稀土精礦為主要原料，直接在高溫下焙燒，再經過精細處理來獲取。液相反應法是通過沉積、分解、蒸餾，最后再經過洗滌和高溫分解等處理獲得超細的物質。由于生產工藝和原料的差異，導致稀土拋光粉的粒度和尺寸的不同。而不同的粒徑大小和晶體結構，影響了拋光量和拋光精度。同時，在拋光粉生產過程中前驅體和沉淀器的選擇，也影響了生產廢水的處理方式。
粒徑控制技術不成熟
稀土拋光粉的平均粒徑大小和粒度分布，也是影響拋光粉性能的關鍵因素。拋光粉的平均粒徑越大，研磨速度也就越高，對拋光物體的表面粗糙度影響也越大。相反，拋光粉的平均粒徑較小，從而減少了磨量，降低研磨速度，也提高了拋光對象的表面光滑度。而拋光粉一般平均粒徑分布范圍較窄，過粗或過細的顆粒也比較少，無大顆粒拋光粉則拋光對象的表面質量較高，但少細顆粒的拋光粉則可提高研磨速度。高端稀土拋光粉的粒度控制不僅要從中間粒度D50開始，還要從最大粒度、中間粒度D50和粒度分布來綜合考慮。
大顆粒及雜質難以消除
稀土拋光粉主要包括了氧化鈰以外的其他稀土元素La、Pr、Nd，以及其他的稀土金屬元素F、S、Ca、Fe等。F和S的存在改變了拋光粉的結晶外觀、色澤和拋光特性。在生產過程中，鐵銹、機械雜物、氟化稀土硬粒子會混入，這種雜物和大粒子將嚴重改變拋光粉的拋光特性，造成嚴重劃傷。
晶型控制不完全
二氧化鈰的晶體形狀和形貌直接關系著打磨物料的拋光精度和打磨效率。目前，大部分的拋光粉在生產過程中都采用了氟，其前驅體的制備過程以及后續的焙燒工藝、氟的導入過程和焙燒工藝等均關系著氧化鈰的片粒形和厚度。氟化反應的不均勻，會造成在焙燒過程中產生大量與稀土氟化物混雜的硬塊，并留下大量未反應的稀土氧化物顆粒。而摻雜的氟化稀土顆粒的硬塊也容易產生劃傷。另外，若留下大量不反應的稀土氧化物顆粒，將無法長期維持高拋光度。
高端稀土拋光材料產業化生產的穩定性差
高端稀土拋光材料的產業化，除了保證其基本性能和質量指標滿足市場要求之外，還必須保證產品質量和生產批次的一致性，因此在工藝擴大、生產設備選擇、工藝設計等方面都非常重要。同時，還需要認真考慮節能、減少消費、三廢排放等問題，以盡可能實現低排放、無污染的生產。
參考來源：
[1]稀土拋光粉產業發展現狀與前景，胡珊珊等，上海交通大學包頭材料研究院
[2]淺析稀土拋光粉的發展現狀及思考，韓丹等，上海交通大學包頭材料研究院
（中國粉體網編輯整理/平安）
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