本发明涉及一种用于蓝宝石表面的高效镜面抛光液，特别涉及一种含铁催化剂的陶瓷抛光液及其制备方法。本发明具体用于蓝宝石表面的的精密抛光，有益于解决传统含硅溶胶的蓝宝石抛光液容易在抛光过程中板结等问题，同时提高蓝宝石抛光效率。
背景技术：
当前市场上的蓝宝石精抛抛光液主要以硅溶胶做抛光摩擦剂。在碱性pH10-11件下，硅溶胶的水合氧化硅与蓝宝石表面形成硅酸铝，在机械力的帮助下将坚硬的蓝宝石进行切削、抛光。现在市场上的硅溶胶类蓝宝石抛光液固含量高，且效率低，在抛光工艺过程中容易板结，并容易在蓝宝石表面风干，不宜于后续的清洗工艺。传统蓝宝石抛光液的切削率随pH增大而增大。
本发明目的在于发明一种含铁化合物的氧化铝陶瓷抛光液，具有效率高、抛光寿命长，抛光过程中不易出现板结、利于后续清洗等优异性能。其抛光效率在加入含铁催化剂时，突然高升，其效率高达10μm/小时以上。
本发明中通过合适的pH值控制蓝宝石表面的双电层性能，利用含铁催化剂增强蓝宝石表面的水合、软化坚硬的蓝宝石表面，实现高效、优质表面的蓝宝石表面的抛光。
技术实现要素：
本发明的第一个目的提供一种用于对蓝宝石进行抛光的抛光液，目的是解 决现有技术问题，提供一种效率高、抛光寿命长，抛光过程中不易出现板结、利于后续清洗的抛光液。
本发明解决问题采用的技术方案是：
含铁催化剂的陶瓷抛光液，包含有1)水，2)莫氏硬度大于7的硬质研磨剂；3)含铁催化剂；4)表面活性剂，用pH调节剂调节pH值为12.0-13.5。
硬质研磨剂、含铁催化剂分别占抛光液总质量的10.0％～30％、0.01％～2.00％。
所述硬质研磨剂选自粒径为30～1200nm的氧化铝、碳化硅、碳化硼的一种或多种的混合。
所述氧化铝是α-氧化铝。
所述含铁催化剂选自氧化铁，氢氧化铁，含铁络合物中的一种。
所述含铁络合物选自EDTA铁络合物，三乙醇胺铁络合物中的一种。
所述pH调节剂选自氢氧化钾、四甲基氢氧化铵中的一种或其混合物。
以上所述的抛光液用于对蓝宝石抛光。
上述的抛光液的制备方法，先将硬质研磨剂与含铁催化剂分散在水中，搅拌均匀，最后将悬浮液的pH值用调整到12.0～13.5。
硬质研磨剂、含铁催化剂分别占抛光液总质量的10.0％～30％、0.01％～2.00％。
本发明的有益效果：1.本发明中通过合适的pH值控制蓝宝石表面的双电层性能，利用含铁催化剂增强蓝宝石表面的水合、软化坚硬的蓝宝石表面，实现高效、优质表面的蓝宝石的抛光。
2.与纯硅溶胶抛光液容易在抛光温度条件下干燥凝结(俗称结晶)不同， 氧化铝、碳化硅、碳化硼作为研磨剂的抛光液风干后可以被再分散，再利用而不导致划伤的产生。同时与硅溶胶不同，氧化铝、碳化硅、碳化硼不与蓝宝石表面化学结合，大大降低了后续清洗工艺的负担。
3.本发明产品与传统硅溶胶蓝宝石抛光液不同，在合理配方调节条件下，蓝宝石抛光切削率在含铁催化剂的存在条件下突然升高。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
含铁催化剂的陶瓷抛光液，包含有1)水，2)莫氏硬度大于7的硬质研磨剂；3)含铁催化剂；4)表面活性剂，用pH调节剂调节pH值为12.0-13.5。
其中硬质研磨剂、含铁催化剂分别占抛光液总质量的10.0％～30％、0.01％～2.00％。
实施例1：
制备八份如下悬浮液：在720g水中，加入200克粒径约0.8微米的alpha氧化铝、6g氢氧化铁，搅拌均匀。最后用氢氧化钾将pH调到10.5，11.5，12.0，12.3，12.6，12.9，13.5，14，供蓝宝石抛光使用。
将所制样品在圣高单面抛光机上抛光。下压：5psi，下盘转速50RPM，抛光液流速：100ml/分钟，采用Rohm Haas的IC1000抛光垫。抛光时间30分钟。2”C-面蓝宝石晶片用于抛光测试。该系列抛光液抛光速率分别为53、60、75、157、210、181、67、50纳米/分钟。抛光机以及抛光产料表面无沉积。
从上述检测结果中可以看出，PH值大于10.5时，随着PH值的升高则抛光速率升高，当达到PH值为13.5时，PH值开始下降，PH值在12.3-12.9之间时，抛光效率最高。
实施例2：
制备七份如下悬浮液：在700g水中，加入250克粒径约0.02，0.10,0.20,0.40,0.60，0.80，1.3微米的alpha氧化铝、20g三乙醇胺铁络合物、30g聚乙醇胺乙酸乙酯，搅拌均匀。最后用四甲基氢氧化铵以及氢氧化钾将pH调到12.5，供蓝宝石抛光使用。
将所制样品在圣高单面抛光机上抛光。下压：5psi，下盘转速50RPM，抛光液流速：100ml/分钟。抛光时间30分钟。2”C-面蓝宝石晶片(表面粗糙度400微米)用于抛光测试。该系列抛光液抛光速率分别为89、153、173、189、222、171、108纳米/分钟。抛光机以及抛光产料表面无沉积。1.3微米的alpha氧化铝配制的抛光液，切削率有所下降，表面粗糙度明显增大，不能满足光透的要求。
实施例3
如下系列的抛光液配方以及抛光测试结果见表1.
表1
从表1中的结果可以看出，在含有铁催化剂的条件下，抛光液对蓝宝石的切削率突然升高。
比较例：
制备如下悬浮液：在740g水中，加入250克粒径约0.40微米的alpha氧化铝，20g三乙醇胺铁络合物、30g聚乙醇胺乙酸乙酯，搅拌均匀，最后用碱将pH调到12.5，供蓝宝石抛光使用。无搅拌情况下，抛光液很快沉淀，几天后严重板结，难于再次分散。
将所制样品在圣高单面抛光机上抛光。下压：5psi，下盘以及载盘转速100RPM，抛光液流速：100ml/分钟。抛光时间20分钟。4”C-面蓝宝石晶片(表面粗糙度400微米)用于抛光测试。该系列抛光液抛光速率分别为73纳米/分钟。蓝宝石表面粗糙，抛光机以及抛光垫上氧化铝沉积严重。