Быстрое развитие в области информации и оптоэлектроники способствовало постоянному обновлению технологии химико-механической полировки (ХМП). Помимо оборудования и материалов получение сверхвысокоточных поверхностей в большей степени зависит от проектирования и промышленного производства высокоэффективных абразивных частиц, а также приготовления соответствующей полировальной суспензии. А с постоянным повышением требований к точности и эффективности обработки поверхности требования к высокоэффективным полировальным материалам также становятся все выше и выше. Диоксид церия широко используется при прецизионной обработке поверхности микроэлектронных устройств и прецизионных оптических компонентов.
Полировальный порошок из оксида церия (VK-Ce01) обладает такими преимуществами, как сильная режущая способность, высокая эффективность полировки, высокая точность полировки, хорошее качество полировки, чистая рабочая среда, низкий уровень загрязнения, длительный срок службы и т. д. и широко используется в оптическая прецизионная полировка, CMP и т. д. область занимает чрезвычайно важное положение.
Основные свойства оксида церия:
Церий, также известный как оксид церия, представляет собой оксид церия. В это время валентность церия равна +4, а химическая формула – CeO2. Чистый продукт представляет собой белый тяжелый порошок или кубические кристаллы, а нечистый продукт представляет собой порошок от светло-желтого или даже розового до красновато-коричневого цвета (поскольку он содержит следовые количества лантана, празеодима и т. д.). При комнатной температуре и давлении церий представляет собой стабильный оксид церия. Церий также может образовывать Ce2O3 с валентностью +3, который нестабилен и образует стабильный CeO2 с O2. Оксид церия мало растворим в воде, щелочах и кислотах. Плотность составляет 7,132 г/см3, температура плавления 2600 ℃, температура кипения 3500 ℃.
Полирующий механизм оксида церия
Твердость частиц CeO2 невысока. Как показано в таблице ниже, твердость оксида церия намного ниже, чем у алмаза и оксида алюминия, а также ниже, чем у оксида циркония и оксида кремния, что эквивалентно оксиду железа. Поэтому технически невозможно деполировать материалы на основе оксида кремния, такие как силикатное стекло, кварцевое стекло и т. д., церием низкой твердости только с механической точки зрения. Однако оксид церия в настоящее время является предпочтительным полировальным порошком для полировки материалов на основе оксида кремния или даже материалов из нитрида кремния. Видно, что полировка оксидом церия имеет и другие эффекты, помимо механических. Твердость алмаза, который является широко используемым шлифовально-полировальным материалом, обычно имеет кислородные вакансии в решетке CeO2, что изменяет его физические и химические свойства и оказывает определенное влияние на полирующие свойства. Обычно используемые полировальные порошки на основе оксида церия содержат определенное количество оксидов других редкоземельных элементов. Оксид празеодима (Pr6O11) также имеет гранецентрированную кубическую структуру решетки, пригодную для полировки, в то время как другие оксиды редкоземельных элементов лантаноидов не обладают полирующей способностью. Не меняя кристаллической структуры CeO2, он может в определенных пределах образовывать с ним твердый раствор. Для полировального порошка из нанооксида церия высокой чистоты (VK-Ce01) чем выше чистота оксида церия (VK-Ce01), тем выше полирующая способность и дольше срок службы, особенно для оптических линз из твердого стекла и кварца для много времени. При циклическом полировании целесообразно использовать полировальный порошок оксида церия высокой чистоты (ВК-Се01).
Применение полировального порошка оксида церия:
Полировальный порошок оксида церия (VK-Ce01), в основном используемый для полировки стеклянных изделий, в основном используется в следующих областях:
1. Очки, полировка стеклянных линз;
2. Оптическая линза, оптическое стекло, линза и т.д.;
3. Стекло экрана мобильного телефона, поверхность часов (дверца часов) и т. д.;
4. ЖК-монитор со всеми видами ЖК-экрана;
5. Стразы, горячие бриллианты (карты, ромбы на джинсах), светящиеся шары (роскошные люстры в большом зале);
6. Хрустальные поделки;
7. Частичная полировка нефрита.
Текущие производные полировки оксида церия:
Поверхность оксида церия легирована алюминием для значительного улучшения полировки оптического стекла.
Департамент технологических исследований и разработок UrbanMines Tech. Лимитед предположил, что компаундирование и модификация поверхности полировальных частиц являются основными методами и подходами для повышения эффективности и точности полировки ХМП. Потому что свойства частиц можно регулировать путем смешивания многокомпонентных элементов, а стабильность дисперсии и эффективность полировки полировальной суспензии можно улучшить путем модификации поверхности. Подготовка и характеристики полировки порошка CeO2, легированного TiO2, могут повысить эффективность полировки более чем на 50%, и в то же время дефекты поверхности также уменьшаются на 80%. Синергетический полирующий эффект композитных оксидов CeO2 ZrO2 и SiO2 · 2CeO2; поэтому технология получения легированных микронанокомпозитных оксидов церия имеет большое значение для разработки новых полирующих материалов и обсуждения механизма полировки. Помимо количества легирования, состояние и распределение легирующей примеси в синтезированных частицах также существенно влияют на их поверхностные свойства и эффективность полировки.
Среди них более привлекательным является синтез полирующих частиц с плакирующей структурой. Поэтому выбор синтетических методов и условий также очень важен, особенно тех методов, которые просты и экономически эффективны. Используя гидратированный карбонат церия в качестве основного сырья, мокрым твердофазным механохимическим методом синтезированы полировочные частицы оксида церия, легированного алюминием. Под действием механической силы крупные частицы гидратированного карбоната церия могут расщепляться на мелкие частицы, а нитрат алюминия реагирует с аммиачной водой с образованием аморфных коллоидных частиц. Коллоидные частицы легко прикрепляются к частицам карбоната церия, и после сушки и прокаливания на поверхности оксида церия можно добиться легирования алюминием. Данным методом синтезированы частицы оксида церия с различным содержанием легирования алюминием и охарактеризованы их полирующие свойства. После добавления соответствующего количества алюминия на поверхность частиц оксида церия отрицательное значение поверхностного потенциала увеличится, что, в свою очередь, приведет к образованию зазора между абразивными частицами. Возникает более сильное электростатическое отталкивание, что способствует повышению устойчивости абразивной суспензии. В то же время взаимная адсорбция между абразивными частицами и положительно заряженным мягким слоем за счет кулоновского притяжения также будет усилена, что благоприятствует взаимному контакту между абразивом и мягким слоем на поверхности полированного стекла и способствует улучшение скорости полировки.