Il rapido sviluppo nei campi dell'informazione e dell'optoelettronica ha promosso il continuo aggiornamento della tecnologia di lucidatura chimico-meccanica (CMP). Oltre alle attrezzature e ai materiali, l’acquisizione di superfici ad altissima precisione dipende maggiormente dalla progettazione e dalla produzione industriale di particelle abrasive ad alta efficienza, nonché dalla preparazione della corrispondente sospensione di lucidatura. E con il continuo miglioramento dei requisiti di precisione ed efficienza della lavorazione delle superfici, anche i requisiti per i materiali di lucidatura ad alta efficienza stanno diventando sempre più elevati. Il biossido di cerio è stato ampiamente utilizzato nella lavorazione superficiale di precisione di dispositivi microelettronici e componenti ottici di precisione.
La polvere lucidante in polvere di ossido di cerio (VK-Ce01) presenta i vantaggi di una forte capacità di taglio, elevata efficienza di lucidatura, elevata precisione di lucidatura, buona qualità di lucidatura, ambiente operativo pulito, basso inquinamento, lunga durata, ecc. Ed è ampiamente utilizzata in il campo della lucidatura ottica di precisione e del CMP, ecc. occupa una posizione estremamente importante.
Proprietà di base dell'ossido di cerio:
La ceria, nota anche come ossido di cerio, è un ossido di cerio. In questo momento, la valenza del cerio è +4 e la formula chimica è CeO2. Il prodotto puro è polvere pesante bianca o cristallo cubico, e il prodotto impuro è polvere di colore giallo chiaro o addirittura da rosa a bruno-rossastro (perché contiene tracce di lantanio, praseodimio, ecc.). A temperatura e pressione ambiente, la ceria è un ossido stabile di cerio. Il cerio può anche formare Ce2O3 con valenza +3, che è instabile e formerà CeO2 stabile con O2. L'ossido di cerio è leggermente solubile in acqua, alcali e acidi. La densità è 7,132 g/cm3, il punto di fusione è 2600 ℃ e il punto di ebollizione è 3500 ℃.
Meccanismo di lucidatura dell'ossido di cerio
La durezza delle particelle di CeO2 non è elevata. Come mostrato nella tabella seguente, la durezza dell'ossido di cerio è molto inferiore a quella del diamante e dell'ossido di alluminio, e anche inferiore a quella dell'ossido di zirconio e dell'ossido di silicio, che è equivalente all'ossido ferrico. Non è quindi tecnicamente fattibile delucidare materiali a base di ossido di silicio, come vetro silicato, vetro quarzo, ecc., con ceria a bassa durezza solo dal punto di vista meccanico. Tuttavia, l'ossido di cerio è attualmente la polvere lucidante preferita per la lucidatura di materiali a base di ossido di silicio o anche di nitruro di silicio. Si può vedere che la lucidatura con ossido di cerio ha anche altri effetti oltre agli effetti meccanici. La durezza del diamante, che è un materiale comunemente usato per la molatura e la lucidatura, solitamente presenta posti vacanti di ossigeno nel reticolo CeO2, che ne modificano le proprietà fisiche e chimiche e hanno un certo impatto sulle proprietà di lucidatura. Le polveri lucidanti all'ossido di cerio comunemente usate contengono una certa quantità di altri ossidi di terre rare. L'ossido di praseodimio (Pr6O11) ha anche una struttura reticolare cubica centrata sulla faccia, che è adatta per la lucidatura, mentre altri ossidi di terre rare lantanidi non hanno capacità di lucidatura. Senza modificare la struttura cristallina del CeO2, entro un certo intervallo può formare con esso una soluzione solida. Per la polvere lucidante di nano-ossido di cerio ad elevata purezza (VK-Ce01), maggiore è la purezza dell'ossido di cerio (VK-Ce01), maggiore è la capacità di lucidatura e la maggiore durata, in particolare per lenti ottiche in vetro duro e quarzo per un a lungo. Durante la lucidatura ciclica, si consiglia di utilizzare polvere lucidante all'ossido di cerio ad elevata purezza (VK-Ce01).
Applicazione della polvere lucidante all'ossido di cerio:
Polvere lucidante all'ossido di cerio (VK-Ce01), utilizzata principalmente per la lucidatura di prodotti in vetro, viene utilizzata principalmente nei seguenti campi:
1. Occhiali, lucidatura di lenti in vetro;
2. Obiettivo ottico, vetro ottico, obiettivo, ecc.;
3. Vetro dello schermo del telefono cellulare, superficie dell'orologio (porta dell'orologio), ecc.;
4. Monitor LCD tutti i tipi di schermo LCD;
5. Strass, diamanti caldi (carte, diamanti sui jeans), sfere luminose (lampadari di lusso nella grande sala);
6. Artigianato di cristallo;
7. Lucidatura parziale della giada
Gli attuali derivati lucidanti dell'ossido di cerio:
La superficie dell'ossido di cerio è drogata con alluminio per migliorare significativamente la lucidatura del vetro ottico.
Il dipartimento di ricerca e sviluppo tecnologico di UrbanMines Tech. Limited, ha proposto che il compounding e la modificazione superficiale delle particelle lucidanti siano i principali metodi e approcci per migliorare l'efficienza e l'accuratezza della lucidatura CMP. Perché le proprietà delle particelle possono essere regolate mediante la composizione di elementi multicomponente e la stabilità della dispersione e l'efficienza di lucidatura dell'impasto liquido di lucidatura possono essere migliorate mediante la modifica della superficie. La preparazione e le prestazioni di lucidatura della polvere di CeO2 drogata con TiO2 possono migliorare l'efficienza di lucidatura di oltre il 50% e, allo stesso tempo, anche i difetti superficiali vengono ridotti dell'80%. L'effetto lucidante sinergico degli ossidi compositi CeO2 ZrO2 e SiO2 2CeO2; pertanto, la tecnologia di preparazione degli ossidi compositi micro-nano di ceria drogata è di grande importanza per lo sviluppo di nuovi materiali lucidanti e la discussione del meccanismo di lucidatura. Oltre alla quantità di drogante, anche lo stato e la distribuzione del drogante nelle particelle sintetizzate influiscono notevolmente sulle loro proprietà superficiali e sulle prestazioni di lucidatura.
Tra questi, la sintesi di particelle lucidanti con struttura di rivestimento è quella più interessante. Pertanto, anche la scelta dei metodi e delle condizioni di sintesi è molto importante, soprattutto quelli semplici ed economici. Utilizzando carbonato di cerio idrato come materia prima principale, le particelle lucidanti di ossido di cerio drogato con alluminio sono state sintetizzate mediante il metodo meccanochimico in fase solida umida. Sotto l'azione della forza meccanica, grandi particelle di carbonato di cerio idrato possono essere scisse in particelle fini, mentre il nitrato di alluminio reagisce con acqua ammoniacale per formare particelle colloidali amorfe. Le particelle colloidali si attaccano facilmente alle particelle di carbonato di cerio e, dopo l'essiccazione e la calcinazione, è possibile ottenere il drogaggio dell'alluminio sulla superficie dell'ossido di cerio. Questo metodo è stato utilizzato per sintetizzare particelle di ossido di cerio con diverse quantità di drogaggio di alluminio e ne è stata caratterizzata la prestazione di lucidatura. Dopo che una quantità adeguata di alluminio veniva aggiunta alla superficie delle particelle di ossido di cerio, il valore negativo del potenziale superficiale aumentava, creando a sua volta lo spazio tra le particelle abrasive. La repulsione elettrostatica è più forte, il che favorisce il miglioramento della stabilità della sospensione abrasiva. Allo stesso tempo, verrà rafforzato anche l'adsorbimento reciproco tra le particelle abrasive e lo strato morbido caricato positivamente attraverso l'attrazione di Coulomb, il che è vantaggioso per il contatto reciproco tra l'abrasivo e lo strato morbido sulla superficie del vetro lucido e favorisce il miglioramento del tasso di lucidatura.