Η ραγδαία ανάπτυξη στους τομείς της πληροφορικής και της οπτοηλεκτρονικής έχει προωθήσει τη συνεχή ενημέρωση της τεχνολογίας χημικής μηχανικής στίλβωσης (CMP). Εκτός από τον εξοπλισμό και τα υλικά, η απόκτηση επιφανειών εξαιρετικά υψηλής ακρίβειας εξαρτάται περισσότερο από τον σχεδιασμό και τη βιομηχανική παραγωγή λειαντικών σωματιδίων υψηλής απόδοσης, καθώς και από την παρασκευή του αντίστοιχου πολτού στίλβωσης. Και με τη συνεχή βελτίωση των απαιτήσεων ακρίβειας και απόδοσης στην επεξεργασία επιφανειών, οι απαιτήσεις για υλικά στίλβωσης υψηλής απόδοσης αυξάνονται επίσης. Το διοξείδιο του δημητρίου έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στην κατεργασία επιφανειών ακριβείας μικροηλεκτρονικών συσκευών και οπτικών εξαρτημάτων ακριβείας.
Η γυαλιστική σκόνη οξειδίου του δημητρίου (VK-Ce01) έχει τα πλεονεκτήματα της ισχυρής ικανότητας κοπής, της υψηλής απόδοσης στίλβωσης, της υψηλής ακρίβειας στίλβωσης, της καλής ποιότητας στίλβωσης, του καθαρού περιβάλλοντος λειτουργίας, της χαμηλής ρύπανσης, της μεγάλης διάρκειας ζωής κ.λπ. και χρησιμοποιείται ευρέως στην οπτική στίλβωση ακριβείας και ο τομέας CMP κ.λπ. κατέχει εξαιρετικά σημαντική θέση.
Βασικές ιδιότητες του οξειδίου του δημητρίου:
Το δημήτριο, επίσης γνωστό ως οξείδιο του δημητρίου, είναι ένα οξείδιο του δημητρίου. Αυτή τη στιγμή, το σθένος του δημητρίου είναι +4 και ο χημικός τύπος είναι CeO2. Το καθαρό προϊόν είναι λευκή βαριά σκόνη ή κυβικός κρύσταλλος και το ακάθαρτο προϊόν είναι ανοιχτό κίτρινο ή ακόμα και ροζ έως κοκκινωπό-καφέ σκόνη (επειδή περιέχει ίχνη λανθανίου, πρασεοδυμίου κ.λπ.). Σε θερμοκρασία δωματίου και πίεση, το δημήτριο είναι ένα σταθερό οξείδιο του δημητρίου. Το δημήτριο μπορεί επίσης να σχηματίσει +3 σθένος Ce2O3, το οποίο είναι ασταθές και θα σχηματίσει σταθερό CeO2 με O2. Το οξείδιο του δημητρίου είναι ελαφρώς διαλυτό στο νερό, τα αλκάλια και τα οξέα. Η πυκνότητα είναι 7,132 g/cm3, το σημείο τήξης είναι 2600℃ και το σημείο βρασμού είναι 3500℃.
Μηχανισμός στίλβωσης οξειδίου του δημητρίου
Η σκληρότητα των σωματιδίων CeO2 δεν είναι υψηλή. Όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα, η σκληρότητα του οξειδίου του δημητρίου είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή του διαμαντιού και του οξειδίου του αργιλίου, και επίσης χαμηλότερη από αυτή του οξειδίου του ζιρκονίου και του οξειδίου του πυριτίου, το οποίο είναι ισοδύναμο με το οξείδιο του σιδήρου. Επομένως, δεν είναι τεχνικά εφικτό να απογυμνωθούν υλικά με βάση το οξείδιο του πυριτίου, όπως το πυριτικό γυαλί, το χαλαζιακό γυαλί κ.λπ., με δημήτριο με χαμηλή σκληρότητα μόνο από μηχανικής άποψης. Ωστόσο, το οξείδιο του δημητρίου είναι επί του παρόντος η προτιμώμενη σκόνη στίλβωσης για τη στίλβωση υλικών με βάση το οξείδιο του πυριτίου ή ακόμα και υλικών νιτριδίου του πυριτίου. Μπορεί να φανεί ότι η στίλβωση με οξείδιο του δημητρίου έχει και άλλες επιδράσεις εκτός από τις μηχανικές επιδράσεις. Η σκληρότητα του διαμαντιού, το οποίο είναι ένα συνήθως χρησιμοποιούμενο υλικό λείανσης και στίλβωσης, συνήθως έχει κενά οξυγόνου στο πλέγμα CeO2, γεγονός που αλλάζει τις φυσικές και χημικές του ιδιότητες και έχει κάποια επίδραση στις ιδιότητες στίλβωσης. Οι συνήθως χρησιμοποιούμενες σκόνες στίλβωσης οξειδίου του δημητρίου περιέχουν μια ορισμένη ποσότητα άλλων οξειδίων σπάνιων γαιών. Το οξείδιο του πρασεοδυμίου (Pr6O11) έχει επίσης μια δομή κυβικού πλέγματος με κέντρο την επιφάνεια, η οποία είναι κατάλληλη για στίλβωση, ενώ άλλα οξείδια σπάνιων γαιών λανθανιδίων δεν έχουν ικανότητα στίλβωσης. Χωρίς να αλλάξει η κρυσταλλική δομή του CeO2, μπορεί να σχηματίσει ένα στερεό διάλυμα με αυτό εντός ενός ορισμένου εύρους. Για τη σκόνη στίλβωσης νανοοξειδίου του δημητρίου υψηλής καθαρότητας (VK-Ce01), όσο υψηλότερη είναι η καθαρότητα του οξειδίου του δημητρίου (VK-Ce01), τόσο μεγαλύτερη είναι η ικανότητα στίλβωσης και η μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, ειδικά για οπτικούς φακούς από σκληρό γυαλί και χαλαζία για μεγάλο χρονικό διάστημα. Κατά την κυκλική στίλβωση, συνιστάται η χρήση σκόνης στίλβωσης οξειδίου του δημητρίου υψηλής καθαρότητας (VK-Ce01).
Εφαρμογή της γυαλίζοντας σκόνης οξειδίου του δημητρίου:
Η στιλβωτική σκόνη οξειδίου του δημητρίου (VK-Ce01), που χρησιμοποιείται κυρίως για τη στίλβωση γυάλινων προϊόντων, χρησιμοποιείται κυρίως στους ακόλουθους τομείς:
1. Γυαλιά, στίλβωση γυάλινων φακών.
2. Οπτικός φακός, οπτικό γυαλί, φακός, κ.λπ.
3. Γυαλί οθόνης κινητού τηλεφώνου, επιφάνεια ρολογιού (πόρτα ρολογιού) κ.λπ.
4. Οθόνη LCD όλα τα είδη οθόνης LCD.
5. Στρας, ζεστά διαμάντια (κάρτες, διαμάντια σε τζιν), μπάλες φωτισμού (πολυτελείς πολυέλαιοι στη μεγάλη αίθουσα).
6. Χειροτεχνίες από κρύσταλλα;
7. Μερική στίλβωση νεφρίτη
Τα τρέχοντα παράγωγα στίλβωσης οξειδίου του δημητρίου:
Η επιφάνεια του οξειδίου του δημητρίου είναι εμπλουτισμένη με αλουμίνιο για να βελτιωθεί σημαντικά η στίλβωση του οπτικού γυαλιού.
Το Τμήμα Έρευνας και Ανάπτυξης Τεχνολογίας της UrbanMines Tech. Limited πρότεινε ότι η σύνθεση και η τροποποίηση της επιφάνειας των σωματιδίων στίλβωσης είναι οι κύριες μέθοδοι και προσεγγίσεις για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας και της ακρίβειας της στίλβωσης CMP. Επειδή οι ιδιότητες των σωματιδίων μπορούν να ρυθμιστούν με την σύνθεση στοιχείων πολλαπλών συστατικών, και η σταθερότητα διασποράς και η απόδοση στίλβωσης του πολτού στίλβωσης μπορούν να βελτιωθούν με την τροποποίηση της επιφάνειας. Η απόδοση παρασκευής και στίλβωσης σκόνης CeO2 με πρόσμιξη TiO2 μπορεί να βελτιώσει την απόδοση στίλβωσης κατά περισσότερο από 50%, και ταυτόχρονα, τα επιφανειακά ελαττώματα μειώνονται επίσης κατά 80%. Η συνεργιστική δράση στίλβωσης των σύνθετων οξειδίων CeO2 ZrO2 και SiO2 2CeO2, επομένως, η τεχνολογία παρασκευής προσμιγμένων μικρο-νανο σύνθετων οξειδίων δημητρίου έχει μεγάλη σημασία για την ανάπτυξη νέων υλικών στίλβωσης και τη συζήτηση του μηχανισμού στίλβωσης. Εκτός από την ποσότητα πρόσμιξης, η κατάσταση και η κατανομή του προσμίκτη στα συνθετικά σωματίδια επηρεάζει επίσης σημαντικά τις επιφανειακές τους ιδιότητες και την απόδοση στίλβωσης.
Μεταξύ αυτών, η σύνθεση σωματιδίων στίλβωσης με δομή επένδυσης είναι πιο ελκυστική. Επομένως, η επιλογή συνθετικών μεθόδων και συνθηκών είναι επίσης πολύ σημαντική, ειδικά εκείνες οι μέθοδοι που είναι απλές και οικονομικά αποδοτικές. Χρησιμοποιώντας ένυδρο ανθρακικό δημήτριο ως κύρια πρώτη ύλη, σωματίδια στίλβωσης οξειδίου του δημητρίου με πρόσμιξη αλουμινίου συντέθηκαν με μηχανοχημική μέθοδο υγρής στερεάς φάσης. Υπό την επίδραση μηχανικής δύναμης, μεγάλα σωματίδια ένυδρου ανθρακικού δημητρίου μπορούν να διασπαστούν σε λεπτά σωματίδια, ενώ το νιτρικό αργίλιο αντιδρά με αμμωνιακό νερό για να σχηματίσει άμορφα κολλοειδή σωματίδια. Τα κολλοειδή σωματίδια προσκολλώνται εύκολα στα σωματίδια ανθρακικού δημητρίου και, μετά από ξήρανση και πύρωση, μπορεί να επιτευχθεί πρόσμιξη αλουμινίου στην επιφάνεια του οξειδίου του δημητρίου. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιήθηκε για τη σύνθεση σωματιδίων οξειδίου του δημητρίου με διαφορετικές ποσότητες πρόσμιξης αλουμινίου και χαρακτηρίστηκε η απόδοση στίλβωσής τους. Αφού προστέθηκε κατάλληλη ποσότητα αλουμινίου στην επιφάνεια των σωματιδίων οξειδίου του δημητρίου, η αρνητική τιμή του επιφανειακού δυναμικού θα αυξανόταν, γεγονός που με τη σειρά του δημιούργησε το κενό μεταξύ των λειαντικών σωματιδίων. Υπάρχει ισχυρότερη ηλεκτροστατική άπωση, η οποία προάγει τη βελτίωση της σταθερότητας του λειαντικού εναιωρήματος. Ταυτόχρονα, η αμοιβαία προσρόφηση μεταξύ των λειαντικών σωματιδίων και του θετικά φορτισμένου μαλακού στρώματος μέσω της έλξης Coulomb θα ενισχυθεί επίσης, κάτι που είναι ευεργετικό για την αμοιβαία επαφή μεταξύ του λειαντικού και του μαλακού στρώματος στην επιφάνεια του γυαλισμένου γυαλιού και προάγει τη βελτίωση του ρυθμού στίλβωσης.