氧化鋁拋光液磨料的粒徑和Zeta電位測(cè)試背景

納米氧化鋁拋光液用途廣泛，適用于光學(xué)鏡頭、單芯光纖連接器、微晶玻璃基板、晶體表面、寶石、玻璃制品、金屬制品、半導(dǎo)體材料、塑料、磁帶、打磨帶等方面的精密拋光。拋光液的穩(wěn)定性非常重要，如果拋光液中氧化鋁顆粒產(chǎn)生團(tuán)聚會(huì)嚴(yán)重的影響拋光效果，甚至產(chǎn)生大量劃痕。而拋光液的穩(wěn)定性與氧化鋁顆粒的Zeta電位息息相關(guān)。

 氧化鋁拋光液磨料的粒徑和Zeta電位測(cè)試方法

我們使用丹東百特儀器有限公司推出的BeNano 90 Zeta納米粒度電位儀檢測(cè)了分散在水性環(huán)境中的納米氧化鋁的粒徑和Zeta電位信息。

氧化鋁拋光液磨料的粒徑和Zeta電位測(cè)試原理和設(shè)備

采用丹東百特儀器有限公司的BeNano 90 Zeta納米粒度電位儀進(jìn)行測(cè)試。儀器使用波長(zhǎng)671 nm，功率50 mW激光器作為光源。動(dòng)態(tài)光散射光路收集90°散射光，通過(guò)相關(guān)計(jì)算得到原始相關(guān)曲線信號(hào)，進(jìn)而推導(dǎo)出顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)速度，由斯托克斯愛(ài)因斯坦方程得到顆粒的粒徑和粒徑分布信息。電泳光散射光路通過(guò)設(shè)置在12度角的檢測(cè)器進(jìn)行散射光信號(hào)采集，采用PALS相位分析光散射技術(shù)，得到電泳遷移率和樣品的Zeta電位信息。

氧化鋁磨料拋光液的粒徑和Zeta電位測(cè)試樣品制備和測(cè)試條件

將納米氧化鋁原始高濃漿料稀釋100倍分散在純凈水溶液環(huán)境中，攪拌均勻。

通過(guò)BeNano 90 Zeta內(nèi)置的溫度控制系統(tǒng)將溫度控制為25℃±0.1℃，樣品注入PS粒徑池采用動(dòng)態(tài)光散射進(jìn)行粒徑池進(jìn)行粒徑測(cè)試。樣品注入毛細(xì)管電極，利用電泳光散射進(jìn)行Zeta電位測(cè)試，子測(cè)試數(shù)量設(shè)置為10次。

每一個(gè)樣品在放入樣品池后進(jìn)行至少三次測(cè)試，以檢測(cè)結(jié)果的重復(fù)性和得到結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

氧化鋁拋光液磨料的粒徑和Zeta電位測(cè)試結(jié)果

粒徑測(cè)試

【圖1. 動(dòng)態(tài)光散射檢測(cè)納米氧化鋁的相關(guān)曲線（上）和粒徑分布（下）】

通過(guò)使用動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)，得到了納米氧化鋁的粒徑和粒徑分布。其Z-均直徑為100.91 nm，其PD.I為0.034?？梢钥闯龉鈴?qiáng)分布為一個(gè)粒徑峰，沒(méi)有團(tuán)聚物峰。PDI值小于0.05說(shuō)明其顆粒物的粒徑分布為單分散。

Zeta電位測(cè)試

【圖2. 電泳光散射檢測(cè)的原始相圖（上）和多次測(cè)試的趨勢(shì)曲線（下）】

通過(guò)電泳光散射，得到了納米氧化鋁分散液的Zeta電位信息。圖2中展示了其相圖，相圖斜率代表了散射光由于電泳運(yùn)動(dòng)造成的頻率的偏移?？梢酝ㄟ^(guò)圖中曲線看出，相圖斜率清晰，信噪比良好。

【表１.Zeta電位結(jié)果】

對(duì)于樣品的10次重復(fù)性結(jié)果列于表1中，可以看到氧化鋁顆粒在當(dāng)前溶液環(huán)境中Zeta電位為負(fù)值，說(shuō)明顆粒表面攜帶負(fù)電，其平均值為-37.3±0.92 mV，10次測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性較好，說(shuō)明了整體測(cè)試系統(tǒng)的穩(wěn)定性。數(shù)值已經(jīng)超過(guò)30mV，說(shuō)明在當(dāng)前條件下，懸浮液的穩(wěn)定性很高。而其分布系數(shù)為0.034也從側(cè)面證明了體系非常穩(wěn)定，沒(méi)有大的團(tuán)聚物存在。