O rápido desenvolvimento nas áreas de informação e optoeletrônica tem promovido a atualização contínua da tecnologia de polimento químico-mecânico (CMP). Além de equipamentos e materiais, a aquisição de superfícies de altíssima precisão depende mais do projeto e da produção industrial de partículas abrasivas de alta eficiência, bem como da preparação da pasta de polimento correspondente. E com a melhoria contínua da precisão do processamento de superfície e dos requisitos de eficiência, os requisitos para materiais de polimento de alta eficiência também estão aumentando cada vez mais. O dióxido de cério tem sido amplamente utilizado na usinagem de precisão superficial de dispositivos microeletrônicos e componentes ópticos de precisão.
O pó de polimento de óxido de cério (VK-Ce01) tem as vantagens de forte capacidade de corte, alta eficiência de polimento, alta precisão de polimento, boa qualidade de polimento, ambiente operacional limpo, baixa poluição, longa vida útil, etc., e é amplamente utilizado em polimento de precisão óptica e campo CMP, etc. ocupa uma posição extremamente importante.
Propriedades básicas do óxido de cério:
Ceria, também conhecida como óxido de cério, é um óxido de cério. Neste momento, a valência do cério é +4 e a fórmula química é CeO2. O produto puro é um pó branco pesado ou cristal cúbico, e o produto impuro é um pó amarelo claro ou mesmo rosa a marrom-avermelhado (porque contém vestígios de lantânio, praseodímio, etc.). À temperatura e pressão ambientes, a céria é um óxido de cério estável. O cério também pode formar Ce2O3 de valência +3, que é instável e formará CeO2 estável com O2. O óxido de cério é ligeiramente solúvel em água, álcalis e ácidos. A densidade é 7,132 g/cm3, o ponto de fusão é 2.600 ℃ e o ponto de ebulição é 3.500 ℃.
Mecanismo de polimento de óxido de cério
A dureza das partículas de CeO2 não é alta. Conforme mostrado na tabela abaixo, a dureza do óxido de cério é muito inferior à do diamante e do óxido de alumínio, e também inferior à do óxido de zircônio e do óxido de silício, que é equivalente ao óxido férrico. Portanto, não é tecnicamente viável despolir materiais à base de óxido de silício, como vidro de silicato, vidro de quartzo, etc., com cério com baixa dureza apenas do ponto de vista mecânico. No entanto, o óxido de cério é atualmente o pó de polimento preferido para polir materiais à base de óxido de silício ou mesmo materiais de nitreto de silício. Pode-se observar que o polimento com óxido de cério também possui outros efeitos além dos efeitos mecânicos. A dureza do diamante, que é um material comumente usado para retificação e polimento, geralmente apresenta vagas de oxigênio na rede do CeO2, o que altera suas propriedades físicas e químicas e tem certo impacto nas propriedades de polimento. Os pós de polimento de óxido de cério comumente usados contêm uma certa quantidade de outros óxidos de terras raras. O óxido de praseodímio (Pr6O11) também possui uma estrutura de rede cúbica centrada na face, que é adequada para polimento, enquanto outros óxidos de terras raras lantanídeos não têm capacidade de polimento. Sem alterar a estrutura cristalina do CeO2, ele pode formar uma solução sólida com ele dentro de uma certa faixa. Para pó de polimento de óxido de nanocério de alta pureza (VK-Ce01), quanto maior a pureza do óxido de cério (VK-Ce01), maior será a capacidade de polimento e maior vida útil, especialmente para vidro duro e lentes ópticas de quartzo para um muito tempo. No polimento cíclico, é aconselhável usar pó de polimento de óxido de cério de alta pureza (VK-Ce01).
Aplicação de pó de polimento de óxido de cério:
Pó de polimento de óxido de cério (VK-Ce01), usado principalmente para polir produtos de vidro, é usado principalmente nas seguintes áreas:
1. Óculos, polimento de lentes de vidro;
2. Lente óptica, vidro óptico, lente, etc.;
3. Vidro da tela do telefone celular, superfície do relógio (porta do relógio), etc.;
4. Monitor LCD todos os tipos de tela LCD;
5. Strass, diamantes quentes (cartões, diamantes em jeans), bolas de iluminação (lustres luxuosos no grande salão);
6. Artesanato em cristal;
7. Polimento parcial de jade
Os atuais derivados de polimento de óxido de cério:
A superfície do óxido de cério é dopada com alumínio para melhorar significativamente o polimento do vidro óptico.
O Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico da UrbanMines Tech. Limited, propôs que a composição e a modificação da superfície das partículas de polimento são os principais métodos e abordagens para melhorar a eficiência e a precisão do polimento CMP. Porque as propriedades das partículas podem ser ajustadas pela composição de elementos multicomponentes, e a estabilidade da dispersão e a eficiência de polimento da pasta de polimento podem ser melhoradas pela modificação da superfície. O desempenho de preparação e polimento do pó de CeO2 dopado com TiO2 pode melhorar a eficiência do polimento em mais de 50% e, ao mesmo tempo, os defeitos superficiais também são reduzidos em 80%. O efeito de polimento sinérgico dos óxidos compostos CeO2 ZrO2 e SiO2 2CeO2; portanto, a tecnologia de preparação de óxidos compósitos micro-nano de céria dopados é de grande importância para o desenvolvimento de novos materiais de polimento e a discussão do mecanismo de polimento. Além da quantidade de dopagem, o estado e a distribuição do dopante nas partículas sintetizadas também afetam grandemente suas propriedades superficiais e desempenho de polimento.
Dentre eles, a síntese de partículas de polimento com estrutura de revestimento é mais atrativa. Portanto, a seleção de métodos e condições sintéticas também é muito importante, especialmente aqueles métodos que são simples e econômicos. Utilizando carbonato de cério hidratado como principal matéria-prima, partículas de polimento de óxido de cério dopadas com alumínio foram sintetizadas pelo método mecanoquímico de fase sólida úmida. Sob a ação da força mecânica, grandes partículas de carbonato de cério hidratado podem ser clivadas em partículas finas, enquanto o nitrato de alumínio reage com água de amônia para formar partículas coloidais amorfas. As partículas coloidais são facilmente ligadas às partículas de carbonato de cério e, após secagem e calcinação, a dopagem de alumínio pode ser obtida na superfície do óxido de cério. Este método foi utilizado para sintetizar partículas de óxido de cério com diferentes quantidades de dopagem de alumínio, e seu desempenho de polimento foi caracterizado. Depois que uma quantidade adequada de alumínio fosse adicionada à superfície das partículas de óxido de cério, o valor negativo do potencial de superfície aumentaria, o que por sua vez criaria o espaço entre as partículas abrasivas. Há uma repulsão eletrostática mais forte, o que promove a melhoria da estabilidade da suspensão abrasiva. Ao mesmo tempo, a adsorção mútua entre as partículas abrasivas e a camada macia carregada positivamente através da atração de Coulomb também será fortalecida, o que é benéfico para o contato mútuo entre o abrasivo e a camada macia na superfície do vidro polido, e promove a melhoria da taxa de polimento.