Brzi razvoj u području informacija i optoelektronike potaknuo je kontinuirano ažuriranje tehnologije kemijskog mehaničkog poliranja (CMP). Uz opremu i materijale, stjecanje ultra-visokih preciznih površina više ovisi o dizajnu i industrijskoj proizvodnji visokoučinkovitih abrazivnih čestica, kao io pripremi odgovarajuće kaše za poliranje. A sa stalnim poboljšanjem točnosti površinske obrade i zahtjeva učinkovitosti, zahtjevi za visokoučinkovitim materijalima za poliranje također postaju sve veći i veći. Cerijev dioksid naširoko se koristi u površinskoj preciznoj strojnoj obradi mikroelektroničkih uređaja i preciznih optičkih komponenti.
Puder za poliranje od cerijevog oksida (VK-Ce01) ima prednosti jake sposobnosti rezanja, visoke učinkovitosti poliranja, visoke točnosti poliranja, dobre kvalitete poliranja, čistog radnog okruženja, niskog zagađenja, dugog vijeka trajanja itd., i široko se koristi u optičko precizno poliranje i CMP itd. polje zauzima izuzetno važnu poziciju.
Osnovna svojstva cerijevog oksida:
Ceria, također poznat kao cerijev oksid, je cerijev oksid. U ovom trenutku, valencija cerija je +4, a kemijska formula je CeO2. Čisti proizvod je bijeli teški prah ili kubični kristal, a nečisti proizvod je svijetložut ili čak ružičast do crvenkasto-smeđi prah (jer sadrži tragove lantana, prazeodimija itd.). Na sobnoj temperaturi i tlaku cerijev je stabilan cerijev oksid. Cerij također može formirati +3 valentni Ce2O3, koji je nestabilan i formirat će stabilni CeO2 s O2. Cerijev oksid slabo je topiv u vodi, alkalijama i kiselinama. Gustoća je 7,132 g/cm3, talište je 2600 ℃, a vrelište 3500 ℃.
Mehanizam poliranja cerijevog oksida
Tvrdoća CeO2 čestica nije velika. Kao što je prikazano u tablici u nastavku, tvrdoća cerijevog oksida mnogo je niža od tvrdoće dijamanta i aluminijevog oksida, a također niža od tvrdoće cirkonijevog oksida i silicijevog oksida, koji je ekvivalentan željeznom oksidu. Stoga nije tehnički izvedivo depolirati materijale na bazi silicijeva oksida, poput silikatnog stakla, kvarcnog stakla itd., s cerijem niske tvrdoće samo s mehaničkog gledišta. Međutim, cerijev oksid trenutno je preferirani prah za poliranje za poliranje materijala na bazi silicijevog oksida ili čak materijala silicijevog nitrida. Može se vidjeti da poliranje cerijevim oksidom ima i druge učinke osim mehaničkih učinaka. Tvrdoća dijamanta, koji je često korišten materijal za brušenje i poliranje, obično ima prazna mjesta kisika u rešetki CeO2, što mijenja njegova fizikalna i kemijska svojstva i ima određeni utjecaj na svojstva poliranja. Uobičajeno korišteni praškovi za poliranje cerijevog oksida sadrže određenu količinu drugih oksida rijetkih zemalja. Praseodimijev oksid (Pr6O11) također ima strukturu kubične rešetke usmjerene na površinu, koja je pogodna za poliranje, dok drugi lantanoidni oksidi rijetkih zemalja nemaju sposobnost poliranja. Bez promjene kristalne strukture CeO2, on može s njim tvoriti čvrstu otopinu unutar određenog raspona. Za nano-cerijev oksidni prah za poliranje visoke čistoće (VK-Ce01), što je veća čistoća cerijevog oksida (VK-Ce01), to je veća sposobnost poliranja i duži vijek trajanja, posebno za optičke leće od tvrdog stakla i kvarca za dugo vremena. Kod cikličkog poliranja preporučljivo je koristiti prah za poliranje cerijevog oksida visoke čistoće (VK-Ce01).
Primjena praha za poliranje cerijevog oksida:
Prašak za poliranje cerijevog oksida (VK-Ce01), uglavnom se koristi za poliranje proizvoda od stakla, uglavnom se koristi u sljedećim područjima:
1. Naočale, poliranje staklenih leća;
2. Optička leća, optičko staklo, leća itd.;
3. Staklo zaslona mobilnog telefona, površina sata (vrata sata) itd.;
4. LCD monitor sve vrste LCD zaslona;
5. Rhinestones, vrući dijamanti (karte, dijamanti na trapericama), rasvjetne kugle (luksuzni lusteri u velikoj dvorani);
6. Kristalni obrt;
7. Djelomično poliranje žada
Trenutačni derivati cerijevog oksida za poliranje:
Površina cerijevog oksida dopirana je aluminijem kako bi se značajno poboljšalo njegovo poliranje optičkog stakla.
Odjel za tehnološko istraživanje i razvoj tvrtke UrbanMines Tech. Limited, predložio je da su miješanje i površinska modifikacija čestica za poliranje glavne metode i pristupi za poboljšanje učinkovitosti i točnosti CMP poliranja. Budući da se svojstva čestica mogu prilagoditi miješanjem višekomponentnih elemenata, a stabilnost disperzije i učinkovitost poliranja kaše za poliranje može se poboljšati modifikacijom površine. Učinkovitost pripreme i poliranja praha CeO2 dopiranog s TiO2 može poboljšati učinkovitost poliranja za više od 50%, au isto vrijeme, površinski defekti također su smanjeni za 80%. Sinergistički učinak poliranja CeO2 ZrO2 i SiO2 2CeO2 kompozitnih oksida; stoga je tehnologija pripreme dopiranih cerijevih mikro-nano kompozitnih oksida od velike važnosti za razvoj novih materijala za poliranje i raspravu o mehanizmu poliranja. Osim količine dopinga, stanje i raspodjela dopanta u sintetiziranim česticama također uvelike utječu na njihova površinska svojstva i učinak poliranja.
Među njima je privlačnija sinteza čestica za poliranje sa strukturom obloge. Stoga je odabir sintetskih metoda i uvjeta također vrlo važan, posebice onih metoda koje su jednostavne i isplative. Korištenjem hidratiziranog cerijevog karbonata kao glavne sirovine, čestice cerijevog oksida dopirane aluminijem sintetizirane su mokrom mehanokemijskom metodom čvrste faze. Pod djelovanjem mehaničke sile, velike čestice hidratiziranog cerijevog karbonata mogu se cijepati u fine čestice, dok aluminijev nitrat reagira s amonijačnom vodom stvarajući amorfne koloidne čestice. Koloidne čestice se lako vežu za čestice cerijevog karbonata, a nakon sušenja i kalcinacije može se postići aluminijsko dopiranje na površini cerijevog oksida. Ovom metodom sintetizirane su čestice cerijevog oksida s različitim količinama dopinga aluminija, te je karakterizirana njihova učinkovitost poliranja. Nakon dodavanja odgovarajuće količine aluminija na površinu čestica cerijevog oksida, negativna vrijednost površinskog potencijala bi se povećala, što je zauzvrat stvorilo razmak između abrazivnih čestica. Postoji jače elektrostatsko odbijanje, što potiče poboljšanje stabilnosti abrazivne suspenzije. Istodobno će se ojačati međusobna adsorpcija između čestica abraziva i pozitivno nabijenog mekog sloja kroz Coulombovo privlačenje, što je korisno za međusobni kontakt između abraziva i mekog sloja na površini poliranog stakla i potiče poboljšanje brzine poliranja.