氧化铝凭借其高硬度、稳定性好等优点而在精密加工制造等工业应用中有突出表现,是目前广泛采用的抛光磨料,随着现代技术的发展,在树脂抛光磨料生产中,尤其是对高精度研磨、镜面抛光加工,细粒度磨具的应用领域也更加的广泛,同时超细粉体的性能必须具有良好的分散性及与其它物料混合使用时具有良好的相容性。对于平均粒径10μm以内的超细颗粒,由于粒度小,表面能高,极易产生团聚现象;在加工时与结合剂粘合力不强,又会发生颗粒脱落,造成抛光划痕、凹坑等表面缺陷。因此,对超细粉体的表面改性,控制颗粒在结合剂中的相容性和均匀分散的问题可有效的提高抛光磨料的耐磨性能。本课题主要研究了对超细氧化铝颗粒表面进行接枝改性,在粒子表面接枝聚丙烯酸水溶性高分子链段,并对改性效果进行了评价,用改性后的超细氧化铝增强固结抛光磨料的耐磨性能;采用纳米SiO₂增强环氧树脂,优化工艺参数,进一步增强了抛光磨料的性能。通过聚合物包覆改性,制备出弹性复合粒子,分析改性工艺路线,研究了反应温度、反应时间及搅拌速度对复合粒子粒径尺寸和球形度的影响,优化出了相应的包覆改性的较佳工艺条件;考察了分散剂种类及用量对复合粒子的分散效果的影响,即反应条件在30min,温度70℃,搅拌速度500rpm,PAA浓度12%,分散剂CMC浓度9%时可制备出球形度好、分散流动性好的弹性复合粒子,显著改善了磨料中各组分的微粉与有机结合剂的相容性。实验测定了改性后的复合粒子的球形度、粒径分布和润湿性等有关性能,结果表明,改性后的微粉粒子不仅分散性较好,而且明显改善了与结合剂的相容性。利用激光粒度仪、X-射线衍射仪、红外光谱分析仪和扫描电镜对其表征,得出,超细氧化铝等微粉颗粒经有机包覆后表面性质发生很大变化,但其物相结构没有改变,测试经有机包覆后的超细氧化铝对抛光磨料耐磨性的影响,可知氧化铝颗粒与结合剂粘结力强避免了磨料在摩擦时的脱粒现象,减少划痕增强其耐磨性,并在此基础上,分析了磨料中各组分的作用,及磨料固化成型温度的影响,结果表明,磨料成型时的固化温度在80℃下,氧化铝的质量含量为30%,辅助填料碳化硅加入20%时,可充分发挥粒子在磨料中的承载作用,使摩擦磨损系数降低40%,提高了磨料的耐磨性。研究了纳米SiO₂改性环氧树脂,结果表明,纳米SiO₂颗粒充分、均匀地分散到树脂材料中,纳米颗粒与有机高分子产生接枝和键合作用,使材料韧性增加,可克服材料本身硬度较低、耐磨性较差的缺点,对抛光磨料强度、韧性、延展性均大幅度提高;分析了固化温度、颗粒在树脂中的分散时间和用量等因素对体系的强度、耐磨性的影响,并优化出合适的工艺条件,当固化温度60℃,分散时间60min,纳米SiO₂的用量3%时。经过改性处理后的环氧树脂作为磨料结合剂制成的抛光磨料试块,经测试其耐磨性可提高20%,硬度值可提高30%。