Ցերիումի օքսիդի ապագան փայլեցման մեջ

Տեղեկատվության և օպտոէլեկտրոնիկայի ոլորտների արագ զարգացումը նպաստել է քիմիական մեխանիկական հղկման (CMP) տեխնոլոգիայի անընդհատ արդիականացմանը: Սարքավորումներից և նյութերից բացի, գերբարձր ճշգրտությամբ մակերեսների ձեռքբերումն ավելի շատ կախված է բարձր արդյունավետությամբ հղկող մասնիկների նախագծումից և արդյունաբերական արտադրությունից, ինչպես նաև համապատասխան հղկող խառնուրդի պատրաստումից: Մակերեսային մշակման ճշգրտության և արդյունավետության պահանջների անընդհատ կատարելագործման հետ մեկտեղ, բարձր արդյունավետությամբ հղկող նյութերի պահանջները նույնպես ավելի ու ավելի են բարձրանում: Ցերիումի երկօքսիդը լայնորեն օգտագործվել է միկրոէլեկտրոնային սարքերի և ճշգրիտ օպտիկական բաղադրիչների մակերեսային ճշգրիտ մեքենայացման մեջ:

Ցերիումի օքսիդի հղկող փոշին (VK-Ce01) ունի ուժեղ կտրման ունակություն, բարձր հղկման արդյունավետություն, բարձր հղկման ճշգրտություն, լավ հղկման որակ, մաքուր շահագործման միջավայր, ցածր աղտոտվածություն, երկար ծառայության ժամկետ և այլն, և լայնորեն կիրառվում է օպտիկական ճշգրիտ հղկման մեջ, և CMP-ն և այլն ոլորտում զբաղեցնում են չափազանց կարևոր տեղ:

Ցերիումի օքսիդի հիմնական հատկությունները.

Ցերիումը, որը հայտնի է նաև որպես ցերիումի օքսիդ, ցերիումի օքսիդ է: Այս պահին ցերիումի վալենտային արժեքը +4 է, իսկ քիմիական բանաձևը՝ CeO2: Մաքուր արդյունքը սպիտակ ծանր փոշի է կամ խորանարդ բյուրեղ, իսկ անմաքուր արդյունքը՝ բաց դեղին կամ նույնիսկ վարդագույնից մինչև կարմրաշագանակագույն փոշի (քանի որ այն պարունակում է լանտանի, պրազեոդիմի և այլնի հետքեր): Սենյակային ջերմաստիճանում և ճնշման տակ ցերիումը ցերիումի կայուն օքսիդ է: Ցերիումը կարող է նաև առաջացնել +3 վալենտային Ce2O3, որը անկայուն է և O2-ի հետ կառաջացնի կայուն CeO2: Ցերիումի օքսիդը թույլ է լուծելի ջրում, ալկալիումում և թթուում: Խտությունը 7.132 գ/սմ3 է, հալման կետը՝ 2600℃, իսկ եռման կետը՝ 3500℃:

Ցերիումի օքսիդի հղկման մեխանիզմ

CeO2 մասնիկների կարծրությունը բարձր չէ: Ինչպես ցույց է տրված ստորև բերված աղյուսակում, ցերիումի օքսիդի կարծրությունը շատ ավելի ցածր է, քան ադամանդի և ալյումինի օքսիդինը, ինչպես նաև ավելի ցածր է, քան ցիրկոնիումի օքսիդինն ու սիլիցիումի օքսիդիննը, որը համարժեք է երկաթի օքսիդին: Հետևաբար, տեխնիկապես հնարավոր չէ սիլիցիումի օքսիդի վրա հիմնված նյութերը, ինչպիսիք են սիլիկատային ապակին, քվարցային ապակին և այլն, մաքրել ցածր կարծրություն ունեցող ցերիայով միայն մեխանիկական տեսանկյունից: Այնուամենայնիվ, ցերիումի օքսիդը ներկայումս նախընտրելի հղկող փոշին է սիլիցիումի օքսիդի վրա հիմնված նյութերի կամ նույնիսկ սիլիցիումի նիտրիդային նյութերի հղկման համար: Կարելի է տեսնել, որ ցերիումի օքսիդի հղկումը մեխանիկական ազդեցություններից բացի ունի նաև այլ ազդեցություններ: Ադամանդի կարծրությունը, որը լայնորեն օգտագործվող հղկող և փայլեցնող նյութ է, սովորաբար ունի թթվածնի թափուր տեղեր CeO2 ցանցում, ինչը փոխում է դրա ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները և որոշակի ազդեցություն ունի հղկող հատկությունների վրա: Սովորաբար օգտագործվող ցերիումի օքսիդի հղկող փոշիները պարունակում են որոշակի քանակությամբ այլ հազվագյուտ հողային օքսիդներ: Պրազեոդիումի օքսիդը (Pr6O11) նույնպես ունի մակերեսային կենտրոնացված խորանարդաձև ցանցային կառուցվածք, որը հարմար է հղկման համար, մինչդեռ մյուս լանթանիդային հազվագյուտ հողային օքսիդները չունեն հղկման ունակություն: Առանց CeO2-ի բյուրեղային կառուցվածքը փոխելու, այն կարող է որոշակի սահմաններում դրա հետ առաջացնել պինդ լուծույթ: Բարձր մաքրության նանո-ցերիումի օքսիդի հղկման փոշու (VK-Ce01) դեպքում, որքան բարձր է ցերիումի օքսիդի (VK-Ce01) մաքրությունը, այնքան մեծ է հղկման ունակությունը և ավելի երկար ծառայության ժամկետ, հատկապես կոշտ ապակու և քվարցե օպտիկական ոսպնյակների համար՝ երկար ժամանակով: Ցիկլային հղկման ժամանակ խորհուրդ է տրվում օգտագործել բարձր մաքրության ցերիումի օքսիդի հղկման փոշի (VK-Ce01):

Ցերիումի օքսիդի փայլեցնող փոշու կիրառումը.

Ցերիումի օքսիդի հղկող փոշի (VK-Ce01), որը հիմնականում օգտագործվում է ապակե արտադրանքների հղկման համար, այն հիմնականում կիրառվում է հետևյալ ոլորտներում՝

1. Ակնոցներ, ապակե ոսպնյակների փայլեցում;

2. Օպտիկական ոսպնյակ, օպտիկական ապակի, ոսպնյակ և այլն։

3. Բջջային հեռախոսի էկրանի ապակի, ժամացույցի մակերես (ժամացույցի դուռ) և այլն։

4. LCD մոնիտոր՝ բոլոր տեսակի LCD էկրաններով։

5. Արնաքարեր, տաք ադամանդներ (քարտեր, ջինսերի վրա ադամանդներ), լուսավորող գնդակներ (մեծ դահլիճում շքեղ ջահեր):

6. Բյուրեղապակյա արհեստներ;

7. Նեֆրիտի մասնակի հղկում

Ցերիումի օքսիդի հղկող ածանցյալների ներկայիս տեսակները՝

Ցերիումի օքսիդի մակերեսը լեգիրված է ալյումինով՝ օպտիկական ապակու հղկումը զգալիորեն բարելավելու համար։

UrbanMines Tech. Limited-ի տեխնոլոգիական հետազոտությունների և զարգացման բաժինը առաջարկել է, որ հղկող մասնիկների խառնուրդը և մակերեսային մոդիֆիկացիան CMP հղկման արդյունավետությունն ու ճշգրտությունը բարելավելու հիմնական մեթոդներն ու մոտեցումներն են: Քանի որ մասնիկների հատկությունները կարող են կարգավորվել բազմաբաղադրիչ տարրերի խառնուրդով, իսկ հղկող խառնուրդի դիսպերսիայի կայունությունն ու հղկման արդյունավետությունը կարող են բարելավվել մակերեսային մոդիֆիկացիայի միջոցով: TiO2-ով խառնված CeO2 փոշու պատրաստման և հղկման արդյունավետությունը կարող է բարելավել հղկման արդյունավետությունը ավելի քան 50%-ով, և միևնույն ժամանակ, մակերեսային թերությունները նույնպես կրճատվում են 80%-ով: CeO2 ZrO2 և SiO2 2CeO2 կոմպոզիտային օքսիդների սիներգետիկ հղկման ազդեցությունը, հետևաբար, խառնված ցերիումի միկրո-նանո կոմպոզիտային օքսիդների պատրաստման տեխնոլոգիան մեծ նշանակություն ունի նոր հղկման նյութերի մշակման և հղկման մեխանիզմի քննարկման համար: Խառնուրդի քանակից բացի, սինթեզված մասնիկներում խառնուրդի վիճակը և բաշխումը նույնպես մեծապես ազդում են դրանց մակերեսային հատկությունների և հղկման արդյունավետության վրա:

Դրանց թվում ավելի գրավիչ է ծածկող կառուցվածքով հղկող մասնիկների սինթեզը: Հետևաբար, սինթետիկ մեթոդների և պայմանների ընտրությունը նույնպես շատ կարևոր է, հատկապես այն մեթոդները, որոնք պարզ և ծախսարդյունավետ են: Հիդրատացված ցերիումի կարբոնատը որպես հիմնական հումք օգտագործելով՝ ալյումինով լեգիրված ցերիումի օքսիդի հղկող մասնիկները սինթեզվել են թաց պինդ փուլի մեխանոքիմիական մեթոդով: Մեխանիկական ուժի ազդեցությամբ հիդրատացված ցերիումի կարբոնատի խոշոր մասնիկները կարող են բաժանվել մանր մասնիկների, մինչդեռ ալյումինի նիտրատը ռեակցիայի մեջ է մտնում ամոնիակային ջրի հետ՝ առաջացնելով ամորֆ կոլոիդային մասնիկներ: Կոլոիդային մասնիկները հեշտությամբ կպչում են ցերիումի կարբոնատի մասնիկներին, և չորացումից և կալցինացումից հետո ցերիումի օքսիդի մակերեսին կարելի է հասնել ալյումինի լեգիրացման: Այս մեթոդը օգտագործվել է ցերիումի օքսիդի մասնիկներ սինթեզելու համար՝ ալյումինի տարբեր քանակությամբ լեգիրմամբ, և բնութագրվել է դրանց հղկող կատարողականությունը: Ցերիումի օքսիդի մասնիկների մակերեսին համապատասխան քանակությամբ ալյումին ավելացնելուց հետո մակերեսային պոտենցիալի բացասական արժեքը մեծանում էր, ինչը, իր հերթին, առաջացնում էր բացվածք հղկող մասնիկների միջև: Կա ավելի ուժեղ էլեկտրաստատիկ վանում, որը նպաստում է հղկող սուսպենզիայի կայունության բարելավմանը: Միաժամանակ, կամրապնդվի նաև հղկող մասնիկների և դրական լիցքավորված փափուկ շերտի միջև փոխադարձ ադսորբցիան՝ Կուլոնի ձգողության միջոցով, ինչը օգտակար է հղկող նյութի և հղկված ապակու մակերեսին գտնվող փափուկ շերտի փոխադարձ շփման համար և նպաստում է հղկման արագության բարելավմանը։