Aké sú faktory, ktoré ovplyvňujú leštiaci výkon leštiaceho prášku vzácnych zemín?

Charakterizáciu leštiaceho prášku možno zhrnúť do dvoch častí, a to chemických vlastností a fyzikálnych vlastností. Fyzikálne vlastnosti leštiaceho prášku vzácnych zemín zahŕňajú veľkosť častíc, tvrdosť, špecifický povrch, suspenziu, kryštálovú štruktúru a formu kryštálu. Štúdie ukázali, že aktivita leštiaceho prášku závisí hlavne od jeho chemického zloženia, kryštálovej štruktúry, tvaru kryštálu a rýchlosti lámania častíc.
V minulosti sa všeobecne verilo, že čím vyššia je čistota CeO2, tým silnejšia je schopnosť leštenia a tým lepší leštiaci účinok, no nie vždy to tak je. Keď čistota CeO2 dosiahne určitú úroveň, trieda už nie je určujúcim faktorom a zvyšovanie kvality nemá takmer žiadny vplyv na zlepšenie leštiaceho výkonu.
Vplyv obsahu CeO2
Obsah CeO2 má významný vplyv na leštiacu schopnosť leštiaceho prášku vzácnych zemín. V praxi sa zistilo, že keď obsah CeO2 presiahne 40 %, leštiaci efekt sa výrazne zvýši. Pokračujúc vo zvyšovaní obsahu CeO2, zlepšenie účinku už nie je významné. Keď sa zvýši na približne 80% ~ 85%, je len asi o 15% vyšší ako leštiaci prášok s obsahom CeO2 40%. Je vidieť, že vplyv čistoty nie je absolútnym faktorom. Pre leštiaci prášok nemá jednoducho honba za vysokou čistotou zmysel.
Vplyv iných prvkov vzácnych zemín
Chemické zloženie leštiaceho prášku vzácnych zemín zahŕňa najmä lantán, cér, prazeodým, neodým, fluór, železo, kyslík a ďalšie chemické prvky, z ktorých najdôležitejšou zložkou je oxid céru. Iné prvky vzácnych zemín existujú hlavne v mriežke oxidu céru v pevnom roztoku, pričom zohrávajú úlohu pri zmene morfológie kryštálov, štruktúry a leštenia.
V leštiacom prášku vzácnych zemín hrajú iné prvky vzácnych zemín pozitívnu úlohu v schopnosti leštenia leštiaceho prášku, pretože iné prvky vzácnych zemín menia kryštálovú štruktúru medzi fluoritovými a hexagonálnymi systémami bez zmeny kryštálovej štruktúry oxidu céru. Napríklad plošne centrovaný kubický Pr6O11 má rovnakú štruktúru ako CeO2 a je tiež vhodný na leštenie; Niektoré oxidy vzácnych zemín nemajú takmer žiadnu leštiacu schopnosť, ale môžu vytvárať tuhé roztoky s CeO2 v určitom rozsahu bez zmeny kryštálovej štruktúry CeO2, čo spôsobuje zmenu kryštálovej štruktúry medzi fluoritovými a hexagonálnymi systémami.
Dopovanie rôznych prvkov vzácnych zemín do CeO2 zmení teplotu kalcinácie, zjemní zrná, spôsobí deformáciu mriežky a vytvorí voľné miesta v kyslíku, čo je prospešné pre zlepšenie schopnosti leštenia.
Vplyv nečistôt nevzácnych zemín
Okrem nečistôt vzácnych zemín existuje v chemickom zložení leštiaceho prášku vzácnych zemín aj veľa nečistôt, ktoré nie sú vzácnymi zeminami, ako je kyslík, síra, fluór, kremík, železo, vápnik a iné chemické prvky. Niektoré nečistoty, ktoré nie sú vzácnymi zeminami, ako je fluór, síra a iné prvky, môžu zmeniť kryštálovú štruktúru, farbu a leštiaci výkon leštiaceho prášku. V leštiacom prášku sú tiež nečistoty ako mechanické nečistoty a niektoré tvrdé častice, ktoré môžu spôsobiť mechanické poškodenie a škrabance na povrchu lešteného obrobku. Aj keď je obsah týchto nečistôt nižší ako 0,001 %, môžu poškriabať sklo.
Uhličitany vzácnych zemín navyše obsahujú aj malé množstvo CaO, ktoré môže znížiť leštiacu schopnosť leštiaceho prášku. Preto by obsah CaO zvyčajne nemal prekročiť 1 %.
Vplyv fluoridu
Fluór je bežnou súčasťou leštiaceho prášku vzácnych zemín na báze céru. Pridanie fluóru môže zmeniť kryštálovú štruktúru leštiaceho prášku a zlepšiť jeho leštiacu schopnosť; Súčasne môžu fluórové zložky reagovať s brúseným sklom, čím sa zlepšuje hladkosť a účinnosť brúsenia; Okrem toho môže pridanie fluóru pôsobiť aj ako korozpúšťadlo, ktoré znižuje reakčnú teplotu a zväčšuje veľkosť zŕn, ale množstvo pridaného fluóru musí byť kontrolované vo vhodnom rozsahu.
Ďalšou dôležitou funkciou dopovania fluórom je generovanie HF počas procesu leštenia, ktorý eroduje existujúci film oxidu kremičitého na povrchu skla a vytvára novú vrstvu filmu oxidu kremičitého, čo vedie k vysokej hladkosti a priehľadnosti skla.
Kvôli škodám spôsobeným prvkom F životnému prostrediu ľudia venujú čoraz väčšiu pozornosť leštiacim materiálom vzácnych zemín bez obsahu fluoridu a vykonali hĺbkový výskum. Najmä v niektorých podnikoch na spracovanie skla za studena v západoeurópskych a amerických krajinách sa leštiaci prášok na báze vzácnych zemín bez fluoridu stal nevyhnutným produktom v procese spracovania.