Den raske utviklingen innen informasjon og optoelektronikk har fremmet kontinuerlig oppdatering av kjemisk-mekanisk poleringsteknologi (CMP). I tillegg til utstyr og materialer er anskaffelse av ultrahøypresisjonsoverflater mer avhengig av design og industriell produksjon av høyeffektive slipepartikler, samt fremstilling av tilsvarende poleringsoppslemming. Og med den kontinuerlige forbedringen av kravene til nøyaktighet og effektivitet i overflatebehandling, blir også kravene til høyeffektive poleringsmaterialer høyere og høyere. Ceriumdioksid har blitt mye brukt i presisjonsmaskinering av overflater på mikroelektroniske enheter og presisjonsoptiske komponenter.
Ceriumoksidpoleringspulver (VK-Ce01) har fordelene med sterk skjæreevne, høy poleringseffektivitet, høy poleringsnøyaktighet, god poleringskvalitet, rent driftsmiljø, lav forurensning, lang levetid, etc., og er mye brukt i optisk presisjonspolering og CMP, etc.-feltet inntar en ekstremt viktig posisjon.
Grunnleggende egenskaper til ceriumoksid:
Ceria, også kjent som ceriumoksid, er et oksid av cerium. Valensen til cerium er på dette tidspunktet +4, og den kjemiske formelen er CeO2. Det rene produktet er et hvitt, tungt pulver eller kubisk krystall, og det urene produktet er et lysegult eller til og med rosa til rødbrunt pulver (fordi det inneholder spormengder av lantan, praseodym, etc.). Ved romtemperatur og -trykk er ceria et stabilt oksid av cerium. Cerium kan også danne +3 valens Ce2O3, som er ustabil og vil danne stabil CeO2 med O2. Ceriumoksid er litt løselig i vann, alkali og syre. Tettheten er 7,132 g/cm3, smeltepunktet er 2600 ℃, og kokepunktet er 3500 ℃.
Poleringsmekanisme for ceriumoksid
Hardheten til CeO2-partiklene er ikke høy. Som vist i tabellen nedenfor er hardheten til ceriumoksid mye lavere enn for diamant og aluminiumoksid, og også lavere enn for zirkoniumoksid og silisiumoksid, som tilsvarer jernoksid. Det er derfor ikke teknisk mulig å avpolere silisiumoksidbaserte materialer, som silikatglass, kvartsglass osv., med ceria med lav hardhet kun fra et mekanisk synspunkt. Imidlertid er ceriumoksid for tiden det foretrukne poleringspulveret for polering av silisiumoksidbaserte materialer eller til og med silisiumnitridmaterialer. Det kan sees at ceriumoksidpolering også har andre effekter i tillegg til mekaniske effekter. Hardheten til diamant, som er et vanlig brukt slipe- og poleringsmateriale, har vanligvis oksygenvakanser i CeO2-gitteret, noe som endrer dets fysiske og kjemiske egenskaper og har en viss innvirkning på poleringsegenskapene. Vanlig brukte ceriumoksidpoleringspulver inneholder en viss mengde andre sjeldne jordartsmetaller. Praseodymoksid (Pr6O11) har også en flatesentrert kubisk gitterstruktur, som er egnet for polering, mens andre lantanidoksider av sjeldne jordarter ikke har noen poleringsevne. Uten å endre krystallstrukturen til CeO2 kan det danne en fast løsning med det innenfor et visst område. For poleringspulver av høyrent nano-ceriumoksid (VK-Ce01) gjelder: jo høyere renheten til ceriumoksidet (VK-Ce01) er, desto større er poleringsevnen og desto lengre levetid, spesielt for optiske linser av hardt glass og kvarts over lengre tid. Ved syklisk polering anbefales det å bruke poleringspulver av høyrent ceriumoksid (VK-Ce01).
Påføring av ceriumoksidpoleringspulver:
Ceriumoksidpoleringspulver (VK-Ce01), hovedsakelig brukt til polering av glassprodukter, brukes det hovedsakelig innen følgende felt:
1. Briller, polering av glasslinser;
2. Optisk linse, optisk glass, linse, osv.;
3. Mobiltelefonskjermglass, klokkeoverflate (klokkedør), osv.;
4. LCD-skjerm alle typer LCD-skjerm;
5. Rhinestones, glow-diamanter (kort, diamanter på jeans), lyskuler (luksuriøse lysekroner i den store hallen);
6. Krystallhåndverk;
7. Delvis polering av jade
De nåværende poleringsderivatene for ceriumoksid:
Overflaten av ceriumoksid er dopet med aluminium for å forbedre poleringen av optisk glass betydelig.
Avdelingen for teknologisk forskning og utvikling ved UrbanMines Tech. Limited foreslo at blanding og overflatemodifisering av poleringspartikler er de viktigste metodene og tilnærmingene for å forbedre effektiviteten og nøyaktigheten til CMP-polering. Fordi partikkelegenskapene kan justeres ved blanding av flerkomponentelementer, kan dispersjonsstabiliteten og poleringseffektiviteten til poleringsoppslemming forbedres ved overflatemodifisering. Forberedelsen og poleringsytelsen til CeO2-pulver dopet med TiO2 kan forbedre poleringseffektiviteten med mer enn 50 %, og samtidig reduseres overflatedefektene med 80 %. Den synergistiske poleringseffekten av CeO2 ZrO2 og SiO2 2CeO2 komposittoksider; derfor er fremstillingsteknologien for dopede ceria-mikro-nano-komposittoksider av stor betydning for utviklingen av nye poleringsmaterialer og diskusjonen av poleringsmekanismen. I tillegg til dopingmengden påvirker tilstanden og fordelingen av dopantet i de syntetiserte partiklene også deres overflateegenskaper og poleringsytelse i stor grad.
Blant disse er syntesen av poleringspartikler med kledningsstruktur mer attraktiv. Derfor er valg av syntetiske metoder og betingelser også svært viktig, spesielt de metodene som er enkle og kostnadseffektive. Ved å bruke hydrert ceriumkarbonat som hovedråmateriale, ble aluminiumdopede ceriumoksidpoleringspartikler syntetisert ved hjelp av våt fastfase-mekanokjemisk metode. Under påvirkning av mekanisk kraft kan store partikler av hydrert ceriumkarbonat spaltes til fine partikler, mens aluminiumnitrat reagerer med ammoniakkvann for å danne amorfe kolloidale partikler. De kolloidale partiklene festes lett til ceriumkarbonatpartiklene, og etter tørking og kalsinering kan aluminiumdoping oppnås på overflaten av ceriumoksidet. Denne metoden ble brukt til å syntetisere ceriumoksidpartikler med forskjellige mengder aluminiumdoping, og poleringsytelsen deres ble karakterisert. Etter at en passende mengde aluminium ble tilsatt overflaten av ceriumoksidpartiklene, ville den negative verdien av overflatepotensialet øke, noe som igjen skapte gapet mellom slipepartiklene. Det er sterkere elektrostatisk frastøting, noe som fremmer forbedringen av slipemiddelsuspensjonens stabilitet. Samtidig vil den gjensidige adsorpsjonen mellom slipepartiklene og det positivt ladede myke laget gjennom Coulomb-tiltrekning også styrkes, noe som er gunstig for den gjensidige kontakten mellom slipemiddelet og det myke laget på overflaten av det polerte glasset, og fremmer forbedringen av poleringshastigheten.