Брзи развој у областима информатике и оптоелектронике подстакао је континуирано ажурирање технологије хемијско-механичког полирања (ХМП). Поред опреме и материјала, набавка ултра-прецизних површина више зависи од дизајна и индустријске производње високоефикасних абразивних честица, као и од припреме одговарајуће полирне суспензије. А са континуираним побољшањем захтева за тачност и ефикасност обраде површина, захтеви за високоефикасним материјалима за полирање такође постају све већи и већи. Церијум-диоксид се широко користи у прецизној обради површина микроелектронских уређаја и прецизних оптичких компоненти.
Полирајући прах од церијум оксида (VK-Ce01) има предности јаке способности сечења, високе ефикасности полирања, високе тачности полирања, доброг квалитета полирања, чистог радног окружења, ниског загађења, дугог века трајања итд., и широко се користи у оптичком прецизном полирању и CMP итд. областима, заузима изузетно важну позицију.
Основна својства церијум оксида:
Церија, такође позната као церијум оксид, је оксид церијума. У овом тренутку, валенца церијума је +4, а хемијска формула је CeO2. Чисти производ је бели тешки прах или кубни кристал, док је нечисти производ светло жути или чак ружичасти до црвенкасто-смеђи прах (јер садржи трагове лантана, празеодимијума итд.). На собној температури и притиску, церијум је стабилан оксид церијума. Церијум такође може да формира Ce2O3 са +3 валентношћу, који је нестабилан и формираће стабилан CeO2 са O2. Церијум оксид је слабо растворљив у води, алкалијама и киселинама. Густина је 7,132 г/цм3, тачка топљења је 2600℃, а тачка кључања је 3500℃.
Механизам полирања церијум оксида
Тврдоћа честица CeO2 није висока. Као што је приказано у доњој табели, тврдоћа церијум оксида је много нижа од дијаманта и алуминијум оксида, а такође је нижа од тврдоће цирконијум оксида и силицијум оксида, који је еквивалентан гвожђе оксиду. Стога није технички изводљиво одполирати материјале на бази силицијум оксида, као што су силикатно стакло, кварцно стакло итд., церијумом са ниском тврдоћом само са механичке тачке гледишта. Међутим, церијум оксид је тренутно преферирани прах за полирање материјала на бази силицијум оксида или чак материјала од силицијум нитрида. Може се видети да полирање церијум оксидом има и друге ефекте поред механичких ефеката. Тврдоћа дијаманта, који је често коришћени материјал за брушење и полирање, обично има кисеонична празнине у CeO2 решетки, што мења његова физичка и хемијска својства и има одређени утицај на својства полирања. Уобичајено коришћени прахови за полирање церијум оксида садрже одређену количину других ретких земних оксида. Празеодимијум оксид (Pr6O11) такође има површински центрирану кубну решеткасту структуру, што је погодно за полирање, док други лантанидни оксиди ретких земаља немају способност полирања. Без промене кристалне структуре CeO2, може формирати чврсти раствор са њим у одређеном опсегу. Код високочистог нано-церијум оксида за полирање (VK-Ce01), што је већа чистоћа церијум оксида (VK-Ce01), већа је способност полирања и дужи век трајања, посебно за тврдо стакло и кварцна оптичка сочива током дужег времена. Приликом цикличног полирања, препоручљиво је користити високочисти церијум оксид за полирање (VK-Ce01).
Наношење праха за полирање церијум оксида:
Прашак за полирање од церијум оксида (VK-Ce01), који се углавном користи за полирање стаклених производа, углавном се користи у следећим областима:
1. Наочаре, полирање стаклених сочива;
2. Оптичко сочиво, оптичко стакло, сочиво итд.;
3. Стакло екрана мобилног телефона, површина сата (врата сата) итд.;
4. ЛЦД монитор свих врста ЛЦД екрана;
5. Кристалићи, врући дијаманти (картице, дијаманти на фармеркама), кугле за осветљење (луксузни лустери у великој сали);
6. Кристални занати;
7. Делимично полирање жада
Тренутни деривати за полирање церијум оксида:
Површина церијум оксида је допирана алуминијумом како би се значајно побољшало полирање оптичког стакла.
Одељење за технолошка истраживања и развој компаније UrbanMines Tech. Limited предложило је да су мешање и модификација површине честица за полирање главне методе и приступи за побољшање ефикасности и тачности CMP полирања. Пошто се својства честица могу подесити мешањем вишекомпонентних елемената, а стабилност дисперзије и ефикасност полирања полирне суспензије могу се побољшати модификацијом површине. Припрема и перформансе полирања праха CeO2 допираног са TiO2 могу побољшати ефикасност полирања за више од 50%, а истовремено се површински дефекти смањују и за 80%. Синергистички ефекат полирања композитних оксида CeO2, ZrO2 и SiO2·2CeO2; стога је технологија припреме допираних микро-нано композитних оксида церија од великог значаја за развој нових материјала за полирање и дискусију о механизму полирања. Поред количине допирања, стање и расподела допанта у синтетизованим честицама такође значајно утичу на њихова површинска својства и перформансе полирања.
Међу њима, синтеза полирајућих честица са структуром облоге је атрактивнија. Стога је избор синтетичких метода и услова такође веома важан, посебно оних метода које су једноставне и исплативе. Користећи хидратисани церијум карбонат као главну сировину, алуминијумом допиране честице за полирање церијум оксида синтетизоване су влажном механохемијском методом чврсте фазе. Под дејством механичке силе, велике честице хидратисаног церијум карбоната могу се раздвојити на фине честице, док алуминијум нитрат реагује са амонијачном водом и формира аморфне колоидне честице. Колоидне честице се лако везују за честице церијум карбоната, а након сушења и калцинације, допирање алуминијумом може се постићи на површини церијум оксида. Ова метода је коришћена за синтезу честица церијум оксида са различитим количинама допирања алуминијумом, а њихове перформансе полирања су окарактерисане. Након што је одговарајућа количина алуминијума додата на површину честица церијум оксида, негативна вредност површинског потенцијала би се повећала, што је заузврат створило размак између абразивних честица. Постоји јаче електростатичко одбијање, што подстиче побољшање стабилности абразивне суспензије. Истовремено, међусобна адсорпција између абразивних честица и позитивно наелектрисаног меког слоја путем Кулоновог привлачења такође ће бити ојачана, што је корисно за међусобни контакт између абразива и меког слоја на површини полираног стакла и подстиче побољшање брзине полирања.