本发明涉及稀土抛光粉制备技术领域，具体是一种无机复合磨料及其制备方法。
背景技术：
近年来，国内对高端精密元件的抛光要求越来越高，因此刺激了国内对高端抛光粉的研究。目前，高级抛光粉主要应用于液晶显示器、电子精密器件、高端光学元件、液晶玻璃基板、硬盘玻璃基板等邻域。CMP（Chemical Mechanical Polishing）是公认的几乎唯一的全局平坦化技术，但在抛光过程中单一的无机抛光材料往往得不到令人满意的结果，例氧化硅抛光粉具有易制备，硬度小，浆料分散性好等优点，但其抛光效率低；铈系稀土抛光粉具有抛光速率快，抛光精度高，易清洗、污染小等优点，但其价格较贵，分散性不好，易团聚；氧化铝抛光粉的硬度大，且抛光速率高，但容易造成工件表面划伤。因此，需要一种新型的抛光材料，提高对工件的抛光效率。与单一组成相的纳米粒子不同，复合颗粒是指由两种或两种以上的物理和/或化学性质不同的物质组合而成的一种多相材料。利用不同种类和性质磨料之间的协同作用，达到提高抛光效果的目的。
目前无机复合磨粒的制备大多采用沉淀法，先合成CeO2，再包覆在已制备好的SiO2微粒上，合成工艺复杂，且该方法中无机纳米颗粒很难均匀包覆在另一种无机微球内核表面。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种无机复合磨料及其制备方法，该无机复合磨料是以氧化硅为内核，氧化铈为外壳的复合磨粒，工艺简单、节省时间，且可以获得被CeO2包覆均匀、完整的CeO2/SiO2复合微球。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种无机复合磨料，所述磨料以SiO2微球为硬质磨料核心，SiO2微球沿外圆周均匀附着一组紧密排列的CeO2微球，形成核壳结构的复合微球。
本发明还提供一种无机复合磨料的制备方法，包括以下步骤：
S1、采用无水乙醇和去离子水溶解40wt%的硅溶胶，得到硅溶液，硅溶胶、无水乙醇与去离子的体积比为1：2.5：2.5；
S2、将硅溶液加入到1.2mol/L的硝酸亚铈溶液中得到混合溶液，硅溶液与硝酸亚铈溶液的体积比为50:3；
S3、加入5wt%的十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基溴化铵与硅溶液的体积比为3:5；之后于55℃恒温水浴槽中加热、保温，以400r/min的速度用磁力搅拌器搅拌3h，使铈颗粒均匀的分散在溶胶中，得到均匀的混合液前驱体；
S4、将混合液前驱体通过喷雾干燥器干燥，得到混合物前驱体；
S5、将混合物前驱体在1000℃马弗炉中焙烧保温6小时，取出冷却后得到本发明的无机复合磨料。
本发明的有益效果是，舍弃传统的制备方法，先将水合硝酸铈与硅溶胶混合均匀，继而通过喷雾干燥法直接制备出混合物前驱体，再通过煅烧，得到CeO2与SiO2的复合氧化物磨料，减少了中间沉淀以及沉淀物的干燥过程，操作工艺简单，节省时间，并且可以获得被CeO2包覆均匀、完整的CeO2/SiO2复合微球。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种无机复合磨料，所述磨料以SiO2微球1为硬质磨料核心，SiO2微球1沿外圆周均匀附着一组紧密排列的CeO2微球2，形成核壳结构的复合微球。
本发明还提供一种无机复合磨料的制备方法，包括以下步骤：
S1、采用无水乙醇和去离子水溶解40wt%的50ml硅溶胶，得到硅溶液，硅溶胶、无水乙醇与去离子的体积比为1：2.5：2.5；
所述硅溶胶可采用正硅酸乙酯为硅源，以无水乙醇为溶剂，70±2℃下保温，反应平稳选定pH值为1.5～2.0，通过水解得到硅溶胶；
S2、去1.2mol/L的硝酸亚铈溶液3ml，将硅溶液加入到硝酸亚铈溶液中得到混合溶液；
硝酸亚铈溶液可采用工业上的纯碳酸铈，CeO2/TREO≥99.9%，TREO≥50%，加入1mol/L浓度的硝酸溶液中溶解，得到硝酸亚铈溶液；
S3、再加入30ml质量百分比5wt%的十六烷基三甲基溴化铵；之后于55℃恒温水浴槽中加热、保温，以400r/min的速度用磁力搅拌器搅拌3h，使铈颗粒均匀的分散在溶胶中，得到均匀的混合液前驱体；
S4、将混合液前驱体通过喷雾干燥器干燥，得到混合物前驱体；
喷雾干燥时的进风温度为150～250℃、出风温度为75～125℃、进气压力3.5Bar、进气口空气流量1000L/h，混合液前驱体流量1000～1200ml/h，混合液前驱体的固含量为15%；
S5、将混合物前驱体在1000℃马弗炉中焙烧保温6小时，取出后在1小时内冷却至常温，得到本发明的无机复合磨料。
铈颗粒均匀的分散在溶胶中，得到均匀的混合液前驱体；混合液前驱体在喷雾干燥器上干燥时，水分瞬间蒸发，使得到混合物前驱体无团聚，分散性好；制备的混合物前驱体煅烧时间大于300min，易使颗粒形状呈球形；然后快速冷却得到CeO2/SiO2复合磨粒抛光粉，急速冷却有利形成缺陷颗粒，具有更好的吸附能力，进而提高抛光切削力；减少了中间沉淀以及沉淀物的干燥过程，操作工艺简单，节省时间，并且可以获得被CeO2包覆均匀、完整的CeO2/SiO2复合微球。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。