Полировальная композиция


 


Владельцы патента RU 2540302:

Открытое акционерное общество "Швабе-Оборона и Защита" (RU)

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для обработки оптических материалов. Полировальная композиция содержит водную суспензию полирующего порошка - полирита и полиоксиалкиленгликоль в качестве пеногасящей полиоргансилоксановой добавки при следующем соотношении компонентов, вес. %: полиоксиалкиленгликоль 0,01-0,03; водная суспензия полирующего порошка в расчете на 10%-ную суспензию - остальное. Изобретение позволяет увеличить время непрерывной работы полировальных станков. 6 табл.

 

Изобретение относится к технологии оптического приборостроения, в частности, к получению полировальных композиций для обработки оптических материалов с автоматической подачей полировальной композиции в зону полирования.

Из практики применения автоматизированных способов полирования оптических стекол известно, что в объеме полирующей суспензии в процессе полирования часто возникает пена, снижающая эффективность полирования. Пенообразование в полирующей суспензии обусловлено процессами механического и химического происхождения. К механическим процессам относятся перемешивание и циркуляция, во время которых происходит захват воздуха суспензией. Основу химических процессов составляет реакция омыления сложных эфиров жирных кислот полировочных смол. В присутствии щелочных оксидов - продуктов сполировывания стекла эта реакция приводит к образованию карбоновых мыл с большим вспенивающим действием. Вместе с полирующим порошком они являются стабилизаторами пены и определяют ее высокую стойкость (Ходаков Г.С., Кудрявцева Н.Л. Физико-химические процессы полирования оптического стекла. Москва, Машиностроение, 1985 г.).

Известна полировальная композиция, включающая водную суспензию полирита и пеногасящую добавку - карбоксиметилцеллюлозу. Карбоксиметилцеллюлозу добавляют в количестве 2% от веса полирита (SU №164375, МПК C09G, дата приоритета 22.07.1963 г.).

Недостатком известной композиции является то, что ценообразование возникает уже через 4-8 часов работы, повторное же введение пеногасящей добавки замедляет процесс полирования.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является полировальная композиция, включающая водную суспензию полирита и пеногасящую добавку - смесь полиметилсилоксана, продукта оксиэтилирования первичных жирных спиртов окисью этилена и гидрофобного диоксида кремния при следующем соотношении компонентов: пеногасящая полиоргансиликсановая добавка - 0,006-0,6 вес.%, водная суспензия полирита, в расчете на 10%-ную суспензию - остальное (SU №1014872, МПК C09G 1/02, дата приоритета 06.07.1981 г.).

Известная полировальная композиция обеспечивает работу полировального станка в автоматическом режиме с циркуляционной подачей суспензии в зону обработки в течение 48 часов. Однако такую пеногасящую добавку эффективно использовать только для полирующей суспензии с размером частиц 1,25-2,5 мкм. При использовании тонкодисперсного полирующего порошка с размером частиц 0,4-0,8 мкм пенообразование и «корка» полирующего порошка возникают уже через 12-14 часов работы. Кроме того, эту пеногасящую добавку необходимо предварительно приготовить из трех компонентов, строго соблюдая соотношение.

Технический результат изобретения заключается в создании полировальной композиции, повышающей время непрерывного полирования оптических стекол на полировальных станках в автоматическом режиме с циркуляционной подачей суспензии в зону обработки с использованием простой по составу пеногасящей добавки.

Указанный технический результат достигается тем, что разработанная полировальная композиция, включающая водную суспензию полирующего порошка - полирита и пеногасящую добавку, содержит в качестве пеногасящей добавки полиоксиалкиленгликоль при следующем соотношении компонентов, вес. %:

- полиоксиалкиленгликоль - 0,01-0,03;

- водная суспензия полирующего порошка в расчете на 10%-ную суспензию - остальное.

Заявляемая полировальная композиция отличается от известной использованием в качестве пеногасящей добавки полиоксиалкиленгликоля. Испытания опытных образцов показали, что созданная полировальная композиция обеспечивает непрерывную работу полировального станка в течение 32 часов. Применение в полировальных композициях в качестве пеногасящей добавки полиоксиалкиленгликоля в известных заявителю источниках научно-технической и патентной информации не обнаружено

В качестве полирующего порошка используется твердый раствор оксидов редкоземельных металлов: церия СеO2 - 60-91%, лантана La2O3 - 2-30%, смеси неодима, празеодима и самария Nd2O3+Pr6O11+Sm2О3 - 7-18%. Он представляет собой кристаллический мелкодисперсный порошок с прямоугольной или шестигранной формой частиц с отношением толщины к диаметру ≈1:10, имеющей кубооктаэдрический габитус с ярко выраженным зернистым строением. Плотность полирующего порошка - 6,2-7,1 г/см2; размер зерна - 0,4-0,8 мкм; водородный показатель среды pH=6,2-7,1; удельная поверхность полирующего порошка S Б Э Т = 3 , 9 5 , 4 м 2 / г .

В качестве пеногасящей добавки используется полиоксиалкиленгликоль. Полиоксиалкиленгликоль - это высокомолекулярное анионное поверхностно-активное вещество с молекулярной массой 2200. Представляет собой вязкую жидкость от бесцветного до светло-коричневого цвета с pH=6,5-9,0 и динамической вязкостью не менее 500 мПа·с.

Приготовление полирующей суспензии осуществляется следующим образом. Полирующий порошок заливают при перемешивании в неокисляющейся емкости горячей водой (80-90°C) так, чтобы порошок был полностью покрыт водой, закрывают крышкой и оставляют до полного остывания. Затем полученный осадок промывают и фильтруют через капроновое сито с размером ячеек 0,8 мкм. Полученный фильтрат разделяют на твердую и жидкую фракции, твердую фракцию разбавляют водой до получения необходимой плотности полирующей суспензии из расчета 1 кг полирующего порошка на 10 л воды. Плотность полученной суспензии должна быть 1,02-1,04 г/см3. Контроль плотности проводится ареометром. После этого при температуре 25°C измеряют динамическую вязкость полиоксиалкиленгликоля. Измерение производят на шариковом вискозиметре Хепплера по ОСТ 6-05-422-76. Динамическая вязкость должна быть не менее 500 мПа·с. Затем полиоксиалкиленгликоль вводят в суспензию в качестве пеногасящей добавки в количестве 0,01-0,03 вес.% и тщательно перемешивают.

Примеры. Для экспериментальной проверки заявляемой полировальной композиции были приготовлены пять образцов, состав которых приведен в таблице 1.

Таблица 1
Компоненты №1 №2 №3 №4 №5
Полиоксиалкиленгликоль, вес.% 0,005 0,01 0,02 0,03 0,04
Водная суспензия полирующего порошка (в расчете на 10%-ную) остальное остальное остальное остальное остальное

Стабильность процесса полирования оценивали визуально.

Для проведения испытаний были взяты линзы диаметром 15-100 мм с отношением толщины к диаметру 0,02-0,1 с радиусом кривизны R=2-∝ с требованиями по чистоте поверхности P IV - P VI по ГОСТ 11141-84 из оптических стекол марок Ф, ТФ, СТК, БК, ТК, «Schott», прошедших стадию грубого и тонкого шлифования.

Линзы обрабатывались блоком, были наклеены эластичным способом наклеечными смолами с пеко-канифольной основой и основой из инден-кумароновой смолы с наполнителями из талька и графита, имеющими температуру размягчения 104-109°C.

В качестве полировальной подложки применялась пеко-канифольная смола с твердостью 6-17 ед. МИВСК с наполнителями из древесной муки.

Полирование линз проводилось на станках 3ШП-320, 6ШП-200 с автопитанием при следующих режимах: удельное давление полировального инструмента на стекло - 50-100 кГс/см2; скорость вращения полировальника 200-250 об/мин; частота качания поводка - 100-120 двойных ходов/мин. Выход годных деталей составил 76-90%, что является базовым. Результаты испытаний представлены в таблицах 2-6.

Таблица 2
Показатели Композиция по образцу №1 Прототип
Время полирования, час 24 25 26 27 28 29 30 12
Характеристика результата пены нет пены нет пены нет пены нет пены нет пены нет пена пена
Таблица 3
оказатели Композиция по образцу №2 Прототип
Время полирования, час 24 26 28 30 31 32 33 12
Характеристика результата пены нет пены нет пены нет пены нет пены нет пены нет пена пена
Таблица 4
Показатели Композиция по образцу №3 Прототип
Время полирования, час 24 27 28 30 32 33 12
Характеристика результата пены нет пены нет пены нет пены нет пены нет пена пена
Таблица 5
Показатели Композиция по образцу №4 Прототип
Время полирования, час 24 27 30 32 33 12
Характеристика результата пены нет пены нет пены нет пены нет пены нет пена
Таблица 6
Показатели Композиция по образцу №5 Прототип
Время полирования 24 27 30 32 33 12
Характеристика результата пены нет пены нет пены нет пены нет пены нет, но ухудшилась чистота полированной поверхности пена

Результаты испытаний, представленные в таблицах 2-6, показывают, что образцы полировальных композиций, в зависимости от содержания в них полиоксиалкиленгликоля, обеспечивают непрерывную работу полировального станка от 29 до 32 часов без образования пены и «корки».

Полировальная композиция, содержащая водную суспензию полирующего порошка - полирита и пеногасящую добавку, отличающаяся тем, что в качестве пеногасящей добавки она содержит полиоксиалкиленгликоль при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Пполиоксиалкиленгликоль 0,01-0,03
водная суспензия полирующего порошка в расчете на 10%-ную суспензию остальное



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к полировальным пастам для механической обработки деталей из цветных и нержавеющих сплавов, а также декоративных изделий. Полировальная паста включает, мас.%: абразивный микропорошок на основе гидроксида алюминия и соединений железа (III) 40, окись хрома (III) 15, алюминиевую пудру 5, стеарин 15, парафин 20, олеиновую кислоту 5.
Изобретение относится к оптико-механической обработке широкого класса материалов, используемых в приборостроительной, электронной и других отраслях промышленности при полировании стекла, керамики, кварца и других материалов.

Изобретение относится к области медицины, а именно к стоматологии, и может быть использовано для окончательной обработки съемных конструкций зубных протезов из термопластических полимеров.
Изобретение относится к механической обработке деталей из цветных, нержавеющих и твердых сплавов, используемых в различных отраслях народного хозяйства. Полировальная паста включает, мас.%: абразивный микропорошок на основе гидроксида алюминия и оксида железа - 65, парафин - 15, стеарин - 10, олеиновую кислоту - 5, жидкое синтетическое мыло - остальное.
Изобретение относится к производству абразивных паст. .
Изобретение относится к технологии машиностроения и касается доводочно-притирочной пасты с минеральными наполнителями. .
Изобретение относится к механической обработке материалов, а именно к составам суспензий, применяемых при струйной гидроабразивной обработке, и может быть использовано, например, при очистке поверхностей различных изделий и сооружений от естественных и искусственных загрязнений, краски, и др.

Изобретение относится к механической обработке деталей из цветных, нержавеющих и твердых сплавов. Жидкая полировальная паста включает абразивный материал, триэтаноламин и воду. В качестве абразивного материала используют абразивный микропорошок на основе оксида алюминия и оксида железа. Дополнительно паста содержит стеариновую кислоту и жидкое натриевое стекло. Соотношение компонентов следующее, мас.%: абразивный микропорошок на основе оксида алюминия и оксида железа - 30, стеариновая кислота - 7, жидкое натриевое стекло - 2, триэтаноламин - 2, вода - остальное. Результатом является повышение полирующей способности пасты с минимизацией шероховатости обработанной поверхности до Ra 0,020 мкм. 2 табл., 5 пр.

Изобретение относится к полированию ювелирных изделий из благородных металлов и их сплавов с цветными металлами. Полировальная паста включает абразивный материал, в качестве которого используют абразивный микропорошок на основе гидроксида алюминия и оксида железа, парафин, стеарин, олеиновую кислоту и асидол. Соотношение компонентов следующее, мас.%: абразивный материал - 65, парафин - 15, стеарин - 10, олеиновая кислота - 5, асидол - остальное. Результатом является улучшение оптической привлекательности ювелирных изделий из благородных металлов и их сплавов с цветными металлами с одновременным повышением полирующей способности пасты до Ra 0,02 мкм и улучшение экологической обстановки на объекте. 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к агломерированному абразивному зерну и способу его изготовления. Агломерированное абразивное зерно с открытой пористостью от 5 до 40% по объему содержит множество отдельных абразивных зерен, выбранных из группы, состоящей из корунда, электрокорунда, спеченного корунда, оксида алюминия, циркония, карбида кремния, карбида бора, кубического нитрида бора, алмаза и их смесей, которые включены в матрицу связующего. Матрица связующего содержит алюмосиликат и щелочной силикат, имеющие молярное отношение Al2О3 к SiО2 от 1:2 до 1:20. Агломерированное абразивное зерно дополнительно содержит полые тела от 5% по объему до 40% по объему, которые включены в матрицу связующего и которые обеспечивают агломерированному абразивному зерну закрытую пористость, причем сумма закрытой и открытой пористости составляет менее 50% по объему агломерированного абразивного зерна. Способ получения агломерированного абразивного зерна включает смешивание абразивных зерен и полых частиц со связующим агентом из алюмосиликата, щелочного силиката и воды, высушивание сырых агломерированных абразивных зерен при температуре от 80°С до 150°С, сортировку до заданной зернистости абразива и отверждение при температуре ниже 500°С. Технический результат - повышение износостойкости абразивного зерна. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл., 22 пр.

Изобретение относится к новой водной полирующей композиции для полирования полупроводниковых подложек, содержащих пленки диэлектрика оксида кремния и поликремния, а также необязательно содержащих пленки нитрида кремния. Указанная водная полирующая композиция содержит (A) по меньшей мере один тип абразивных частиц, (В) от 0,001 до 5,0 мас.% по меньшей мере одного растворимого в воде полимера, (С) по меньшей мере один анионный фосфатный диспергирующий агент. Абразивные частицы (А) содержат или состоят из диоксида церия, положительно заряжены при диспергировании в водной среде, свободной от компонента (C) и имеющей pH в интервале от 3 до 9, что подтверждается электрофоретической подвижностью. Компонент (B) по меньшей мере это один растворимый в воде полимер, выбран из группы, состоящей из линейных и разветвленных гомополимеров и сополимеров алкиленоксидов. Изобретение относится и к способу полирования подложек для электрических, механических и оптических устройств с применением указанной водной полирующей композиции. Полирующая композиция по изобретению обладает значительно улучшенной селективностью оксид/поликремний и обеспечивает получение полированных пластин, имеющих превосходную глобальную и локальную плоскостность. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 табл., 9 пр.
Изобретение направлено на водную полирующую композицию, которая особенно подходит для полирования материалов подложек для электрических, механических и оптических устройств. Композиция содержит (A) абразивные частицы, которые положительно заряжены, когда диспергированы в водной среде, имеющей pH в интервале от 3 до 9; (B) водорастворимые или диспергируемые в воде компоненты, выбранные из (b1) алифатических и циклоалифатических оксикарбоновых кислот, где молярное отношение гидроксильных групп к группам карбоновых кислот составляет по меньшей мере 2; (b2) сложных эфиров или лактонов оксикарбоновых кислот (b1), имеющих по меньшей мере две гидроксильные группы; и (b3) их смесей; и (C) водорастворимые или диспергируемые в воде полимерные компоненты, выбранные из (c1) линейных и разветвленных полимеров алкиленоксидов; (c2) линейных и разветвленных, алифатических и циклоалифатических поли(N-виниламидных) полимеров; и (c3) катионных полимерных флокулянтов, имеющих среднемассовую молекулярную массу менее 100000 Дальтон. Композиция демонстрирует улучшенную оксид/нитрид селективность и обеспечивает получение отполированных пластин, имеющих хорошую глобальную и локальную плоскостность. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 табл., 6 пр.

Изобретение относится к композиции для химико-механической полировки, применяемой при изготовлении интегральных схем и микроэлектромеханических устройств. Композиция содержит (А) по меньшей мере один тип неорганических частиц, которые диспергированы в жидкой среде (В), (Б) по меньшей мере один тип полимерных частиц, которые диспергированы в жидкой среде (В), (В) жидкую среду, где дзета-потенциал неорганических частиц (А) в жидкой среде (В) и дзета-потенциал полимерных частиц в жидкой среде (В) являются положительными. Полимерные частицы (Б) представляют собой сополимер, содержащий стирол и/или дивинилбензол и метакриламид, и имеют по меньшей мере один тип функцинальной группы, которая является диалкиламино-группой или имидазольной группой, причем массовое отношение полимерных частиц (Б) к неорганическим частицам (А) находится в интервале от 0,001 до 0,06, а величина рН композиции находится в интервале от 4 до 6. Описан также способ получения композиции для химико-механической полировки, способ производства полупроводниковых устройств, включающих химико-механическую полировку и применение композиции для химико-механической полировки поверхностей субстратов, используемых в полупроводниковой промышленности и для устройств с узкощелевой изоляцией. Технический результат - улучшение характеристик полировки, особенно в отношении интенсивности съема материала и шага снижения высоты. 5 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 табл., 9 пр., 4 ил.

Изобретение относится к новым водным полирующим композициям, которые особенно подходят для полирования полупроводниковых подложек, содержащих пленки на основе оксидкремниевого диэлектрика и поликремния, необязательно содержащих пленки на основе нитрида кремния. Композиция содержит (A) абразивные частицы оксида церия и (B) амфифильные неионогенные поверхностно-активные вещества, выбранные из растворимых в воде и диспергируемых в воде, линейных и разветвленных полиоксиалкиленовых блоксополимеров общей формулы I: , где m, n и p являются целыми числами ≥ 1; R означает атом водорода или одновалентный или поливалентный органический остаток, за исключением C5-C20 алкильных групп; (B1) блок оксиэтиленовых мономерных звеньев; (B2) блок замещенных оксиалкиленовых мономерных звеньев, где заместители выбирают из двух метильных групп, алкильных групп, имеющих более двух атомов углерода, и циклоалкильных, арильных, алкил-циклоалкильных, алкил-арильных, циклоалкил-арильных и алкил-циклоалкил-арильных групп; и Y означает атом водорода или одновалентный органический остаток, за исключением C5-C20 алкильных групп; при условии, что если (B) содержит более одного блока (B1) или (B2), два блока одинакового типа разделены блоком другого типа (В1) или (В2). Композиция обладает значительно улучшенной селективностью оксид/поликремний и обеспечивает получение полированных пластин, имеющих превосходную глобальную и локальную плоскостность. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 табл., 9 пр.

Изобретение направлено на новую полирующую композицию, которая особенно хорошо подходит для полирования подложек, имеющих структурированные или неструктурированные диэлектрические слои с низкой или ультранизкой диэлектрической постоянной. Водная полирующая композиция содержит (A) абразивные частицы, выбранные из группы, состоящей из оксида кремния, оксида церия и их смесей, и (B) по меньшей мере одно амфифильное неионогенное поверхностно-активное вещество, выбранное из группы, состоящей из растворимых в воде или диспергируемых в воде поверхностно-активных веществ, имеющих (b1) гидрофобные группы, выбранные из группы, состоящей из разветвленных алкильных групп, имеющих 5-20 атомов углерода; и (b2) гидрофильные группы, выбранные из группы, состоящей из полиоксиалкиленовых групп, содержащих (b21) оксиэтиленовые мономерные звенья и (b22) замещенные оксиалкиленовые мономерные звенья, в которых заместители выбраны из группы, состоящей из алкильных, циклоалкильных или арильных, алкил-циклоалкильных, алкил-арильных, циклоалкил-арильных и алкил-циклоалкил-арильных групп; где указанная полиоксиалкиленовая группа содержит мономерные звенья (b21) и (b22) в статистическом, чередующемся, градиентном и/или блокоподобном распределении. Применяют композицию для производства электрических, механических и оптических устройств. Композиция имеет особенно высокую селективность по отношению к диоксиду кремния по сравнению с материалами с низкой и ультранизкой диэлектрической постоянной. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.
Изобретение относится к полирующей композиции, применяющейся для полировки объекта, который необходимо отполировать, состоящего из твердого и хрупкого материала, обладающего твердостью по Викерсу, равной 1500 Hv или более. Изобретение также относится к способу полировки твердого и хрупкого материала и к способу получения подложки, состоящей из такого материала. Композиция содержит по меньшей мере абразивные зерна оксида алюминия и воду и обладает значением pH, равным 8,5 или более. Абразивные зерна оксида алюминия обладают удельной площадью поверхности, равной 20 м2/г или менее. Техническим результатом является возможность получения подложки, пленки и т.п. из твердых и хрупких материалов, таких как сапфир, нитрид кремния и карбид кремния, содержащих меньшее количество дефектов поверхности и обладающих превосходной гладкостью поверхности при высокой эффективности полировки. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 табл., 8 пр.

Изобретение относится к абразивной обработке деталей из черных металлов и твердых сплавов. Полировальная паста включает абразивный материал, в качестве которого используют шламовые отходы шлифовального производства с содержанием карбида кремния 74 мас.%, парафин, стеарин, олеиновую кислоту и керосин, при следующем соотношении компонентов, мас.%: шламовые отходы шлифовального производства с содержанием карбида кремния 74 мас.% - 58, парафин - 12, стеарин - 22, олеиновая кислота - 6, керосин - остальное. Технический результат - утилизация шламовых отходов шлифовального производства, получение дешевого целевого продукта и обеспечение шероховатости обрабатываемой поверхности до Ra 0,035 мкм. 2 табл., 1 пр.
Наверх