Полирит. Оксид церия

Теперь надо искать кого нибудь кто пробовал по металлу 😊

ivan-3
Теперь надо искать кого нибудь кто пробовал по металлу

Видимо, как и говорил Дмитрий, никакой химии, сплошная абразия.

Оксид церия относится к каталитически активным носителям и, благодаря высокой активности поверхности, способен к сильному взаимодействию с нанесенной фазой.
В прокаленном виде химически пассивный.
Средний размер частиц CeO2, прокаленного при 400.С, равен 1,7 мкм (при 700.С - 3,3 мкм).
В настоящее время разработана российская технология, позволяющая получать оксид церия со средним размером зерна 0,01-0,05 мкм.
Наибольшим спросом в промышленности из всех цериевых соединений пользуется диоксид церия. Значительная часть его в виде порошка идет на изготовление тонкодисперсных полирующих порошков (состав: 50% диоксида церия + смесь окислов лантана, неодима и празеодима). Эти порошки служат для полирования и обесцвечивания химнестойкого стекла, зеркал, минеральных линз и имеют хорошие суспензионные качества, высокую эффективность полирования и чистоту обработки поверхности (позволяют получать полированные поверхности без единой царапины).
При выходе из циклона товарная продукция имеет фракцию порошка от 0,5 до 2 мкм. Готовый продукт направляется на усреднение и комплектацию.
Благодаря заложенным в технологической цепочке очисткам, получаемые полирующие порошки на основе диоксида церия - радиационно безопасные продукты. В России полирующие порошки цериевой группы в основном выпускаются двух марок: «Оптипол» и «Фторопол». Причем полирующая способность «Оптипола» ниже, чем у «Фторопола».

dmd71

Я так не говорил

В контексте полирования металла из этих слов:

dmd71
Т.о., стекло можно отполировать до шероховатости, равной толщине этих пленок, т.е. до 2 нм. Для стали этот показатель 10 нм (14й класс) - это примерная мин. толщина оксидных пленок на стали.

я понял именно так. Это неправильная интерпретация?

Наверное, нужно спросить у Николая.

я не в теме

Насколько я понимаю, все это до сих пор на уровне гипотез, которые на практике проверить пока что никто не смог, а сейчас это уже никому не нужно. Все учебники и научные работы, что я видел, ссылаются на работы 30-40 и более летней давности и повтороряют одно и тоже про 3 гипотезы о механизме полирования. и Ящерицын и Самуэльсон и прочие... На практике это все не так уж важно, ибо даже не располагая ясным пониманием того, что происходит уже вполне успешно решили практически все насущные суперзадачи механической полировки --- для полупроводниковых ваферов, для оптики, в том числе нестекляной, для алмаза, сапфира, керамики и для отливочных форм... и т.д. Сейчас работы ведутся больше в сторону альтернативных немеханических методов обработки --- EDM, химия, плазма, лазеры и прочее.

Смех смехом а идея прикольно-разумная.

Фонд желает поиметь скан Самуэльсона за 150 долларов - и вдруг найдется кто то кто захочет заиметь бумажную версию за 50 долларов компенсировав 150?

А теперь я хотел бы знать поименно тех, кто изыщет остальные 150 плюс издержки на доставку.

Где этот фонд? Кто в нем состоит?

Я пока что вижу только троих человек, которые хоть как-то заинтересованы и готовы поучаствовать, потратив свое время и деньги. Остальные лишь ждут ссылку на рапиде на готовый результат и пока она не появится, они даже не почешутся. Впрочем для фундаментальных книг на английском даже и таких желающих будет очень мало.

Кто кроме Дмитрия удосужился прочитать книгу Джурантича? (которая из серии заточка для "чайников")

Желающих читать Самуэльсона будет еще меньше.

Postoronnim_V
Ребята, я один на полирит облизываюсь?
Может возьмем мешок вскладчину по цене в 90 руб/кг? Если 10 человек наберется, то всяко 5 килограмм будут в полтора раза дешевле одного в сапфире.

А для каких Вам целей )? Были бы в Питере, я бы бесплатно отсыпал на пробу )).

В Питере, точнее под Питером, буду в пятницу и субботу, но со временем может не срастись. Выезжаем для проведения пейнтбольной игры D-Day.
Давайте обменяемся контактами, может срастется. Смотрите личку.

Целей - 2.
1. Хочу поэкспериментировать с доводкой на полирите.
2. Хочется узнать, насколько чисто можно отполировать им поликарбонатные линзы.

Postoronnim_V
Целей - 2.
1. Хочу поэкспериментировать с доводкой на полирите.
2. Хочется узнать, насколько чисто можно отполировать им поликарбонатные линзы.

Ответил в личку.

Вообще оксид церия я пробовал в работе по сталям в 2018 году и остался недоволен. Кроме того, сразу хочу отметить, что он не годится не только для абразивной обработки термообработанных сталей, но и для притирки абразивных что искусственных, что натуральных камней в силу низкой твёрдости.

Сначала вспомню свой старый обзор о пробах по стали, затем уже пойдёт речь о применении оксида церия "по адресу":

"Я попробовал на стали cts-bd1, довольно твёрдой и "суховатой" - затачивается сложнее элмакса, например. Подготовил клинок на suehiro g8 #8000JIS и далее стеклянный подготовленный притир с полиритом 1мкм. Сначала капелька олеинки по стеклу была растёрта, затем добавлен порошок полирита и далее растирка его. Пробовал растирать и просто пальцем и курантом, пробовал разную концентрацию создавать. Между разными пробами освежал клинок на суэхиро по-новой.

Результат меня не впечатлил. Да, можно получить поверхность чистенькую, однако производительность очень слабая, намного ниже, чем у Luxor 0,5мкм. Паразитные царапки появляются, но от карбидов из клинка, что на том же люксоре получить на этом же клинке надо ещё постараться, передавить например.
Фото не делал - не было времени, да и особо желания - результат весьма так себе. В конечном итоге получилось обработать тоньше, чем сделал суэхиро и при приемлемой однородности, только создав мега-узкую микрофаску на аццкий угол. По фаске, шириной 200мкм. работать было вовсе бессмысленно, по фаске в ~60мкм. еле-еле быстрее, но матрица истираясь, стала терять карбиды, и они оставили множественные царапины на фаске и РК.
Занятно при том то, насколько активно деградирует поверхность притира - ещё до того, как на него попадают карбиды из клинка, сами царапающие и клинок и стекло, выглаживание притира происходит заметное, причём с явным глянцеванием - т.е. полирит активнее обрабатывает стекло, нежели клинок. Вот при работе с люксором, какие-то деградации поверхности притира ничтожны, по сравнению с пробами полирита.
В общем, мне не понравилось. Попробую потом собственно в полировке, уже на полировальниках, а не на притирах, а с попытками довести клинок - вышла ерунда."

Сейчас я к оксиду церия вернулся в рамках уже его профильного применения, но пока особо похвастаться нечем. Но кое-что показать хочется.

Применить я его решил в ракурсе проб изготовления аншлифов мягких пород, слишком мягких для того, чтобы после шлифования их выполнять полировку на тех же абразивах, на которых успешно полирую шлифы термообработанных сталей, т.е. электрокорунда в первую очередь, а также, хотя и реже, алмаза.

От оксида хрома и оксида железа (крокуса) отказался на них вовсе, так как субмикронный электрокорунд, особенно с добавлением олеиновой кислоты, справляется куда быстрее, а более крупный годится и для этапов более ранних, в т.ч. ещё шлифовочных, где важна абразивная способность, а не только работа на уровне оксидных плёнок.

Что же касается попыток выполнить аншлифы мягких пород, в т.ч. сланцевых, то я потерпел полное фиаско с тем же электрокорундом, а потому решил вернуться к попыткам применить оксид церия, тем более, что его в таких задачах как раз применяют. Его твёрдость ниже, она сопоставима с твёрдостью оксида железа (крокуса), но для полирования стекла, кварца, кремния, пород, содержащих диоксид кремния - оксид церия считается более предпочтительным. Кроме того, он прощает некоторые огрехи, в т.ч. благодаря тому, что в виде качественного тонкого полировального порошка почти белый и не так "красит" подготавливаемый объект, как оксид хрома или крокус.

По поводу твёрдости и прочих свойств оксида церия нашлась такая табличка:

У меня оставался оксид церия со средней точкой фракции 1мкм. только, потому я пока пробовал его.

В качестве подопытного объекта выступил совсем мягкий материал - конгломерат микроскопических ракушек - вот так подобные конгломераты выглядят в обычном макро - по горизонтали снимка 17,6мм. Макро с объективом Fujinon-EFC 55mm. f/6.0. Эффективная диафрагма f/12.5. Масштаб съёмки 1,09:1, стэкинг, небольшое кадрирование. Осветитель Белых. Камера Fujifilm X-T5:

Conglomerates of microscopic shells. Macro

Ещё один подобный конгломерат я и решил отшлифовать и отполировать. Поскольку раковины -это известняк, а прозрачная "оболочка", которой они связаны, по-видимому, кальцит - ясное дело, что материал весьма мягкий.

Потому шлифование я выполнял сразу на довольно тонких абразивах, на которых далее и попробовал полировать - сначала было стекло с полусвязанным зерном электрокорунда со средней точкой фракции 3мкм., на котором я очень быстро создал плоскость шлифованием, затем 1мкм. и далее уже полировал на бумаге, со втёртым в неё с каплей масла тем же электрокорундом со средней точкой фракции 1мкм. (это всё пасты Luxor).

Тщательно отмыл и высушил объект, попробовал снять всего-то с объективом 5х0.14. И обнаружил полно рисок. Собственно, как и ожидалось и как я уже убеждался с мягкими сланцевыми породами, даже "утопленный" в полировальнике электрокорунд слишком твёрд и абразивен для таких материалов - фото кликабельны, перейдя по клику на фотохостинг их можно увеличить до нормального размера:

Кроме того, твёрдость и абразивная способность электрокорунда (9 по Моосу) сыграла и ту закономерную роль, что более рыхлые участки между раковин истирались быстрее, что вообще плохая история для поставленной задачи - аншлиф должен либо не иметь вовсе перепада высоты рельефа, либо иметь минимальный, а рисок вообще быть не должно. В общем, я убедился, что нужен абразив более мягкий.

Но ни оксид хрома, ни крокус мне применять не хотелось. Во-первых, у меня они субмикронные и выводить ими это дело можно рехнуться, во-вторых чрезмерно длительная полировка неизбежно даст завал геометрии, кроме того, от них всё больше отказываются во многих областях из-за того, что они дают въедающуюся окраску, от которой потом трудно избавиться, как я уже упоминал. А оксид церия у меня всё-таки не субмикронный, а 1мкм., и я решил попробовать его.

Да, снимок выше я для контраста рисок перевёл в монохром, но не суть. Выделенный там красным овалом фрагмент я покажу теперь, уже поближе и в цвете, после пробы с оксидом церия:

Оба снимка в отражённом свете, разумеется (через объектив).

Получилось гораздо чище, хотя сверху в центре и чуть левее на снимке можно видеть мелкие царапинки около 1мкм. шириной или около того, прямые - это следы оксида церия. То, что они почти равны размеру его зерна - меня не смущает, потому что во-первых, 1мкм. это средняя точка фракции, т.е. некоторый процент зёрен в порошке крупнее скорее всего, а во-вторых, я не исключаю агломерации зёрен, так как порошок я не растирал курантом на твёрдой основе - хотел сначала опробовать как есть, тем более я не хотел и так довольно тонкий порошок ещё измельчать, учитывая что риски им выводить надо было довольно заметные. Применял же я оксид церия так:

Сначала на матированном стекле - это стандартный притир для обработки аншлифов и шлифов притиркой на свободном зерне перед полированием (матирование очень тонкое применял, на водной суспензии КЗ F1200). Использовал же сначала его, а не сразу полировку, чтобы не угробить плоскостность маленького объекта, диаметром менее 10мм. - вообще такого малыша непросто обрабатывать.

Оксид церия я разводил с водой до состояния довольно жидкой мази. По сути, получил густоватую суспензию. Это рекомендованный вариант применения во многих методичках. После работы на матированном стекле, выполняя притирку объекта на такой вот густоватой суспензии свободного зерна, применил такую же суспензию на хлопковой ткани, тоненькой и мелкого плетения, которую натянул на жёсткую плоскую основу (в данном случае на гладкое толстое стекло). И попробовал полировать - как можно видеть, сравнивая участки в выделенных красным овалах, я, конечно, улучшил результат, кроме того у меня заметно уменьшился перепад высоты рельефа между раковинами и связующим. Однако, учитывая остатки рисок, пятнышки и несколько размытые границы деталей, результат пока неудовлетворительный. Хотя прогресс имеется.

В общем, дальше буду пробовать ещё, но одного номера оксида церия мне мало, так что дозаказал ещё порошок 2мкм. и 0,5мкм. - пока жду. Да, очень порадовался, что ныне оксид церия не проблема купить на маркетплейсах, разной зернистости и качества - какой погрубее и не особо чистый продают вовсю для полировки фар, а какой почище и помельче- уже можно и для полирования те же аншлифов применять. Некоторые им, кстати, очищают предметные стёкла для микроскопных препаратов а также удаляют скверное и сильно повреждённое просветляющее покрытие на оптических элементах. А вот лет 10 назад, кроме как в "Сапфире" его было трудно где-то найти, особенно в разумной фасовке.

По ходу дела планирую добавлять информацию о пробах этого материала.

Полированный конгломерат микроскопических раковин. Монохром. По горизонтали снимка ~2,67мм. Микрофото с объективом Mitutoyo M Plan Apo 5x0.14 с Raynox DCR-150 в качестве тубусной линзы на штативе микроскопа МББ-1А. Осветитель Белых, стэкинг, кадрирование. Камера FujifilmX-T5:

Polished conglomerate of microscopic shells. Photomicrograp

Зато, осмотрев в таком освещении подробно, я вообще начинаю задумываться о том, возможно ли этот объект отполировать принципиально глаже: здесь я сделал стэкинг, так как верхний "слой" между светлых отдельных раковин совершенно прозрачен и на него при таком свете не навестись резко - просто не на что. Стэком же я захватил некоторую глубину рельефа, чтобы было получше видно детали. Так вот многие участки между раковин здесь демонстрируют, что конгломерат не "монолитный" - в нём есть и пустоты и участки, где какие-то волокнистые образования. При этом края прозрачного верхнего слоя видны светлыми каёмочками вокруг участков раковин, которые отполированы с ним заподлицо.

В общем, структура настолько разнообразная и не плотная, что при полировании нет ничего удивительного, что и зёрна абразива могут застревать в рельефе и потом выскакивать, оставляя паразитку, и сами мелкие фрагменты рельефа даже при полировании уже на чистой ткани, по-видимому, могут откалываться и сами царапать поверхность. По-хорошему, в такой ситуации объект пропитывают специальными всякими полимеризующимися составами и только потом уже полируют начисто. Но в такие нюансы подготовки аншлифов я пока забираться не готов... Хотя, наверное, можно попробовать пролить чем-то под вакуумом.. Но нет, пока не буду пробовать.

В общем, было интересно, объект занятный, а оксид церия надо попробовать ещё на чём-нибудь, менее сложном..

Пока наилучший по информативности вариант получился с финальной полировкой вручную на безворсовой ткани, натянутой на стекло, с порошком оксида церия со средней точкой фракции 1мкм. с водой. Микрофото с объективом Mitutoyo M Plan Apo 20x0.42 с Raynox DCR-150 в качестве тубусной линзы на штативе микроскопа МББ-1А. Освещение через объектив. По горизонтали кадра 1080мкм. Камера Fujifilm X-T5

Polished section of a marble. Photomicrography. Coaxial lig

Но такой вариант неожиданно дал "шагрень" на поверхности. Механизированная полировка на горизонтальном станочке с фетровым кругом влажным с тем же оксидом церия давала поверхность в целом глаже (хотя я думал, что фетр наоборот, даст шагрень сильнее), но в мелких деталях - хуже. Присутствовали более заметные выколотые участки на границах зёрен и отдельные микрориски, скорее всего от частиц, вырванных с поверхности образца, куда более частые и заметные, нежели здесь.
Алмазка на бумаге что в механизированном, что в ручном варианте - давала результат глаже в целом, но хуже проявляла детали зёрен - мутно и неконтрастно. Электрокорунд - получше, но пробовал пока только вручную. Недурно, но сложно, как и с алмазкой, постоянно менять бумагу, ибо забивается, а просто добавлять пасту нельзя - при её избытке слой шлама создаёт такую демпфирующую прослойку, налипающую на образец, что работа очень быстро останавливается.

В общем - перебрал кучу вариантов и помимо вышеуказанных, но всё равно пока результат не впечатляет.. Но уже можно сказать, что это аншлиф, хотя и посредственный.