İnformasiya və optoelektronika sahələrindəki sürətli inkişaf kimyəvi mexaniki cilalama (KMİ) texnologiyasının davamlı olaraq yenilənməsinə səbəb olmuşdur. Avadanlıq və materiallarla yanaşı, ultra yüksək dəqiqlikli səthlərin əldə edilməsi daha çox yüksək səmərəli aşındırıcı hissəciklərin dizaynından və sənaye istehsalından, eləcə də müvafiq cilalama məhlulunun hazırlanmasından asılıdır. Səth emalı dəqiqliyi və səmərəliliyi tələblərinin davamlı olaraq yaxşılaşması ilə yüksək səmərəli cilalama materiallarına olan tələblər də getdikcə artır. Serium dioksid mikroelektron cihazların və dəqiq optik komponentlərin səth dəqiqliyi emalında geniş istifadə edilmişdir.
Serium oksidi cilalama tozu (VK-Ce01) cilalama tozu güclü kəsmə qabiliyyəti, yüksək cilalama səmərəliliyi, yüksək cilalama dəqiqliyi, yaxşı cilalama keyfiyyəti, təmiz iş mühiti, aşağı çirklənmə, uzun xidmət müddəti və s. üstünlüklərinə malikdir və optik dəqiq cilalama və CMP və s. sahələrində geniş istifadə olunur. Bu sahə son dərəcə vacib bir yer tutur.
Serium oksidinin əsas xüsusiyyətləri:
Serium oksidi kimi də tanınan Serium, serium oksididir. Bu zaman seriumun valentliyi +4, kimyəvi formulu isə CeO2-dir. Saf məhsul ağ, ağır toz və ya kub kristaldır, natəmiz məhsul isə açıq sarı və ya hətta çəhrayıdan qırmızımtıl-qəhvəyi rəngə qədər tozdur (çünki tərkibində az miqdarda lantan, praseodim və s. var). Otaq temperaturunda və təzyiqində serium sabit bir serium oksididir. Serium həmçinin qeyri-sabit olan və O2 ilə sabit CeO2 əmələ gətirən +3 valentlik Ce2O3 əmələ gətirə bilər. Serium oksidi suda, qələvidə və turşuda bir qədər həll olur. Sıxlığı 7,132 q/sm3, ərimə nöqtəsi 2600℃ və qaynama nöqtəsi 3500℃-dir.
Serium oksidinin cilalama mexanizmi
CeO2 hissəciklərinin sərtliyi yüksək deyil. Aşağıdakı cədvəldə göstərildiyi kimi, serium oksidinin sərtliyi almaz və alüminium oksidindən, həmçinin dəmir oksidinə bərabər olan sirkonium oksidi və silikon oksidindən daha aşağıdır. Buna görə də, silikat şüşə, kvars şüşəsi və s. kimi silikon oksid əsaslı materialları yalnız mexaniki baxımdan aşağı sərtliyə malik seriumla cilalamaq texniki cəhətdən mümkün deyil. Lakin, serium oksidi hazırda silikon oksid əsaslı materialları və ya hətta silikon nitrid materiallarını cilalamaq üçün üstünlük verilən cilalama tozudur. Göründüyü kimi, serium oksidi cilalamasının mexaniki təsirlərdən başqa digər təsirləri də var. Tez-tez istifadə edilən üyütmə və cilalama materialı olan almazın sərtliyi adətən CeO2 qəfəsində oksigen boşluqlarına malikdir ki, bu da onun fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərini dəyişir və cilalama xüsusiyyətlərinə müəyyən təsir göstərir. Tez-tez istifadə edilən serium oksidi cilalama tozları müəyyən miqdarda digər nadir torpaq oksidlərini ehtiva edir. Prazeodim oksidi (Pr6O11) həmçinin cilalama üçün uyğun olan üz mərkəzli kubik qəfəs quruluşuna malikdir, digər lantanoid nadir torpaq oksidləri isə cilalama qabiliyyətinə malik deyil. CeO2-nin kristal quruluşunu dəyişdirmədən, müəyyən bir diapazonda onunla bərk məhlul əmələ gətirə bilər. Yüksək təmizlikli nano-serium oksidi cilalama tozu (VK-Ce01) üçün, serium oksidinin (VK-Ce01) təmizliyi nə qədər yüksək olarsa, cilalama qabiliyyəti bir o qədər yüksək olar və xidmət müddəti daha uzun olar, xüsusən də uzun müddət sərt şüşə və kvars optik linzalar üçün. Dövri cilalama zamanı yüksək təmizlikli serium oksidi cilalama tozundan (VK-Ce01) istifadə etmək məsləhətdir.
Serium oksidi cilalama tozunun tətbiqi:
Serium oksidi cilalama tozu (VK-Ce01), əsasən şüşə məhsullarının cilalanması üçün istifadə olunur, əsasən aşağıdakı sahələrdə istifadə olunur:
1. Eynəklər, şüşə linzaların cilalanması;
2. Optik linza, optik şüşə, linza və s.;
3. Mobil telefon ekran şüşəsi, saat səthi (saat qapısı) və s.;
4. Hər növ LCD ekranlı LCD monitor;
5. Rhinestones, isti brilyantlar (kartlar, cins şalvarlarda brilyantlar), işıqlandırma topları (böyük salonda lüks çilçıraqlar);
6. Kristal sənətkarlıq;
7. Yeşmin qismən cilalanması
Mövcud serium oksidi cilalama törəmələri:
Serium oksidinin səthi optik şüşənin cilalanmasını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırmaq üçün alüminiumla qatqılanır.
UrbanMines Tech. Limited şirkətinin Texnologiya Tədqiqat və İnkişaf Departamenti, cilalama hissəciklərinin birləşməsinin və səth modifikasiyasının CMP cilalamasının səmərəliliyini və dəqiqliyini artırmaq üçün əsas metod və yanaşmalar olduğunu təklif etdi. Çünki hissəciklərin xüsusiyyətləri çoxkomponentli elementlərin birləşmələri ilə tənzimlənə bilər və cilalama məhlulunun dispersiya stabilliyi və cilalama səmərəliliyi səth modifikasiyası ilə yaxşılaşdırıla bilər. TiO2 ilə aşqarlanmış CeO2 tozunun hazırlanması və cilalama performansı cilalama səmərəliliyini 50%-dən çox artıra bilər və eyni zamanda səth qüsurları da 80% azalır. CeO2 ZrO2 və SiO2 2CeO2 kompozit oksidlərinin sinergetik cilalama təsiri; buna görə də, aşqarlanmış seria mikro-nano kompozit oksidlərinin hazırlanması texnologiyası yeni cilalama materiallarının inkişafı və cilalama mexanizminin müzakirəsi üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir. Aşqarlama miqdarına əlavə olaraq, sintez edilmiş hissəciklərdə aşqarın vəziyyəti və paylanması da onların səth xüsusiyyətlərinə və cilalama performansına böyük təsir göstərir.
Bunların arasında örtük strukturuna malik cilalama hissəciklərinin sintezi daha cəlbedicidir. Buna görə də, sintetik üsulların və şərtlərin seçilməsi, xüsusən də sadə və səmərəli üsullar çox vacibdir. Hidratlaşdırılmış serium karbonat əsas xammal kimi istifadə edilərək, alüminiumla aşqarlanmış serium oksidi cilalama hissəcikləri yaş bərk fazalı mexanokimyəvi üsulla sintez edilmişdir. Mexaniki qüvvənin təsiri altında hidratlaşdırılmış serium karbonatının böyük hissəcikləri incə hissəciklərə parçalana bilər, alüminium nitrat isə ammonyak suyu ilə reaksiyaya girərək amorf kolloid hissəciklər əmələ gətirir. Kolloid hissəciklər serium karbonat hissəciklərinə asanlıqla yapışır və qurutma və kalsinasiyadan sonra serium oksidinin səthində alüminium aşqarlanması əldə edilə bilər. Bu üsul müxtəlif miqdarda alüminium aşqarlanması olan serium oksidi hissəciklərini sintez etmək üçün istifadə edilmiş və onların cilalama performansı xarakterizə edilmişdir. Serium oksidi hissəciklərinin səthinə müvafiq miqdarda alüminium əlavə edildikdən sonra səth potensialının mənfi dəyəri artacaq və bu da öz növbəsində aşındırıcı hissəciklər arasındakı boşluğu yaradacaqdır. Aşındırıcı asma stabilliyinin yaxşılaşdırılmasına kömək edən daha güclü elektrostatik itələmə mövcuddur. Eyni zamanda, aşındırıcı hissəciklər və müsbət yüklü yumşaq təbəqə arasında Kulon cazibəsi vasitəsilə qarşılıqlı adsorbsiya da güclənəcək ki, bu da cilalanmış şüşənin səthindəki aşındırıcı və yumşaq təbəqə arasındakı qarşılıqlı təmasa faydalıdır və cilalama sürətinin yaxşılaşmasına kömək edir.