Perkembangan pesat di bidang informasi dan optoelektronik telah mendorong pembaruan berkelanjutan teknologi pemolesan mekanik kimia (CMP). Selain peralatan dan material, perolehan permukaan ultra-presisi tinggi lebih bergantung pada desain dan produksi industri partikel abrasif berefisiensi tinggi, serta persiapan bubur pemoles yang sesuai. Dan dengan peningkatan berkelanjutan persyaratan akurasi dan efisiensi pemrosesan permukaan, persyaratan untuk material pemoles berefisiensi tinggi juga semakin tinggi. Serium dioksida telah banyak digunakan dalam pemesinan presisi permukaan perangkat mikroelektronik dan komponen optik presisi.
Bubuk poles cerium oksida (VK-Ce01) memiliki keunggulan berupa kemampuan pemotongan yang kuat, efisiensi pemolesan yang tinggi, akurasi pemolesan yang tinggi, kualitas pemolesan yang baik, lingkungan kerja yang bersih, polusi rendah, umur pemakaian yang panjang, dll., dan banyak digunakan dalam pemolesan presisi optik dan CMP, dll., serta menempati posisi yang sangat penting.
Sifat-sifat dasar cerium oksida:
Serium oksida, juga dikenal sebagai serium oksida, adalah oksida serium. Saat ini, valensi serium adalah +4, dan rumus kimianya adalah CeO2. Produk murni berupa bubuk putih kental atau kristal kubik, sedangkan produk tidak murni berupa bubuk kuning muda atau bahkan merah muda hingga coklat kemerahan (karena mengandung sejumlah kecil lantanum, praseodymium, dll.). Pada suhu dan tekanan ruangan, serium oksida merupakan oksida serium yang stabil. Serium juga dapat membentuk Ce2O3 dengan valensi +3, yang tidak stabil dan akan membentuk CeO2 yang stabil dengan O2. Serium oksida sedikit larut dalam air, alkali, dan asam. Kepadatannya adalah 7,132 g/cm3, titik lelehnya 2600℃, dan titik didihnya 3500℃.
Mekanisme pemolesan cerium oksida
Kekerasan partikel CeO2 tidak tinggi. Seperti yang ditunjukkan pada tabel di bawah ini, kekerasan cerium oksida jauh lebih rendah daripada intan dan aluminium oksida, dan juga lebih rendah daripada zirkonium oksida dan silikon oksida, yang setara dengan besi oksida. Oleh karena itu, secara teknis tidak memungkinkan untuk menghilangkan lapisan pada material berbasis silikon oksida, seperti kaca silikat, kaca kuarsa, dll., dengan serium oksida yang memiliki kekerasan rendah hanya dari sudut pandang mekanis. Namun, cerium oksida saat ini merupakan bubuk pemoles yang lebih disukai untuk memoles material berbasis silikon oksida atau bahkan material silikon nitrida. Dapat dilihat bahwa pemolesan cerium oksida juga memiliki efek lain selain efek mekanis. Kekerasan intan, yang merupakan material penggilingan dan pemolesan yang umum digunakan, biasanya memiliki kekosongan oksigen dalam kisi CeO2, yang mengubah sifat fisik dan kimianya dan memiliki dampak tertentu pada sifat pemolesan. Bubuk pemoles cerium oksida yang umum digunakan mengandung sejumlah oksida tanah jarang lainnya. Praseodymium oksida (Pr6O11) juga memiliki struktur kisi kubik berpusat muka, yang cocok untuk pemolesan, sedangkan oksida tanah jarang lantanida lainnya tidak memiliki kemampuan pemolesan. Tanpa mengubah struktur kristal CeO2, ia dapat membentuk larutan padat dengannya dalam kisaran tertentu. Untuk bubuk pemoles nano-cerium oksida kemurnian tinggi (VK-Ce01), semakin tinggi kemurnian cerium oksida (VK-Ce01), semakin besar kemampuan pemolesannya dan semakin lama masa pakainya, terutama untuk kaca keras dan lensa optik kuarsa dalam jangka waktu lama. Saat pemolesan siklik, disarankan untuk menggunakan bubuk pemoles cerium oksida kemurnian tinggi (VK-Ce01).
Penerapan bubuk poles cerium oksida:
Bubuk pemoles cerium oksida (VK-Ce01), terutama digunakan untuk memoles produk kaca, terutama digunakan di bidang-bidang berikut:
1. Kacamata, pemolesan lensa kaca;
2. Lensa optik, kaca optik, lensa, dll.;
3. Kaca layar ponsel, permukaan jam tangan (pintu jam tangan), dll.;
4. Monitor LCD, semua jenis layar LCD;
5. Batu permata imitasi, berlian berkilau (kartu, berlian pada celana jeans), bola lampu (lampu gantung mewah di aula besar);
6. Kerajinan kristal;
7. Pemolesan sebagian giok
Turunan pemoles serium oksida saat ini:
Permukaan cerium oksida diberi tambahan aluminium untuk meningkatkan secara signifikan kemampuannya dalam memoles kaca optik.
Departemen Penelitian dan Pengembangan Teknologi UrbanMines Tech. Limited mengusulkan bahwa pencampuran dan modifikasi permukaan partikel pemoles merupakan metode dan pendekatan utama untuk meningkatkan efisiensi dan akurasi pemolesan CMP. Karena sifat partikel dapat disesuaikan dengan pencampuran elemen multi-komponen, dan stabilitas dispersi serta efisiensi pemolesan bubur pemoles dapat ditingkatkan melalui modifikasi permukaan. Preparasi dan kinerja pemolesan bubuk CeO2 yang didoping dengan TiO2 dapat meningkatkan efisiensi pemolesan lebih dari 50%, dan pada saat yang sama, cacat permukaan juga berkurang hingga 80%. Efek pemolesan sinergis dari oksida komposit CeO2-ZrO2 dan SiO2-2CeO2; oleh karena itu, teknologi preparasi oksida komposit mikro-nano ceria yang didoping sangat penting untuk pengembangan material pemoles baru dan pembahasan mekanisme pemolesan. Selain jumlah doping, keadaan dan distribusi dopan dalam partikel yang disintesis juga sangat memengaruhi sifat permukaan dan kinerja pemolesannya.
Di antara berbagai metode, sintesis partikel pemoles dengan struktur pelapis lebih menarik. Oleh karena itu, pemilihan metode dan kondisi sintesis juga sangat penting, terutama metode yang sederhana dan hemat biaya. Dengan menggunakan cerium karbonat terhidrat sebagai bahan baku utama, partikel pemoles cerium oksida yang didoping aluminium disintesis dengan metode mekanokimia fase padat basah. Di bawah pengaruh gaya mekanik, partikel besar cerium karbonat terhidrat dapat dipecah menjadi partikel halus, sementara aluminium nitrat bereaksi dengan air amonia membentuk partikel koloid amorf. Partikel koloid mudah menempel pada partikel cerium karbonat, dan setelah pengeringan dan kalsinasi, doping aluminium dapat dicapai pada permukaan cerium oksida. Metode ini digunakan untuk mensintesis partikel cerium oksida dengan jumlah doping aluminium yang berbeda, dan kinerja pemolesannya dikarakterisasi. Setelah sejumlah aluminium yang sesuai ditambahkan ke permukaan partikel cerium oksida, nilai negatif potensial permukaan akan meningkat, yang pada gilirannya membuat celah antara partikel abrasif. Terdapat tolakan elektrostatik yang lebih kuat, yang mendorong peningkatan stabilitas suspensi abrasif. Pada saat yang sama, adsorpsi timbal balik antara partikel abrasif dan lapisan lunak bermuatan positif melalui tarikan Coulomb juga akan diperkuat, yang bermanfaat untuk kontak timbal balik antara abrasif dan lapisan lunak pada permukaan kaca yang dipoles, dan mendorong peningkatan laju pemolesan.