Den snabba utvecklingen inom informations- och optoelektronik har främjat en kontinuerlig uppdatering av kemisk-mekanisk poleringsteknik (CMP). Förutom utrustning och material är förvärvet av ultrahögprecisionsytor mer beroende av design och industriell produktion av högeffektiva slippartiklar, samt framställning av motsvarande poleringsslam. Och med den kontinuerliga förbättringen av kraven på ytbearbetningsnoggrannhet och effektivitet blir också kraven på högeffektiva poleringsmaterial högre och högre. Ceriumdioxid har använts i stor utsträckning vid ytprecisionsbearbetning av mikroelektroniska anordningar och precisionsoptiska komponenter.
Ceriumoxidpoleringspulver (VK-Ce01) har fördelarna med stark skärförmåga, hög poleringseffektivitet, hög poleringsnoggrannhet, god poleringskvalitet, ren driftsmiljö, låg förorening, lång livslängd etc., och används ofta inom optisk precisionspolering och CMP etc. och intar en extremt viktig position.
Grundläggande egenskaper hos ceriumoxid:
Ceria, även känd som ceriumoxid, är en oxid av cerium. Vid denna tidpunkt är ceriums valens +4 och den kemiska formeln är CeO2. Den rena produkten är ett vitt tungt pulver eller kubisk kristall, och den orena produkten är ett ljusgult eller till och med rosa till rödbrunt pulver (eftersom det innehåller spårmängder av lantan, praseodym, etc.). Vid rumstemperatur och tryck är ceria en stabil oxid av cerium. Cerium kan också bilda +3 valens Ce2O3, vilket är instabilt och kommer att bilda stabilt CeO2 med O2. Ceriumoxid är något löslig i vatten, alkali och syra. Densiteten är 7,132 g/cm3, smältpunkten är 2600 ℃ och kokpunkten är 3500 ℃.
Poleringsmekanism för ceriumoxid
Hårdheten hos CeO2-partiklarna är inte hög. Som visas i tabellen nedan är hårdheten hos ceriumoxid mycket lägre än hos diamant och aluminiumoxid, och även lägre än hos zirkoniumoxid och kiseloxid, vilket motsvarar järnoxid. Det är därför inte tekniskt möjligt att avpolera kiseloxidbaserade material, såsom silikatglas, kvartsglas etc., med ceriumoxid med låg hårdhet enbart ur mekanisk synvinkel. Emellertid är ceriumoxid för närvarande det föredragna polerpulvret för polering av kiseloxidbaserade material eller till och med kiselnitridmaterial. Det kan ses att ceriumoxidpolering också har andra effekter utöver mekaniska effekter. Hårdheten hos diamant, som är ett vanligt förekommande slip- och polermaterial, har vanligtvis syrevakanser i CeO2-gittret, vilket förändrar dess fysikaliska och kemiska egenskaper och har en viss inverkan på poleregenskaperna. Vanligt förekommande ceriumoxidpolerpulver innehåller en viss mängd andra sällsynta jordartsmetalloxider. Praseodymoxid (Pr6O11) har också en ytcentrerad kubisk gitterstruktur, vilket är lämpligt för polering, medan andra lantanidoxider av sällsynta jordartsmetaller inte har någon poleringsförmåga. Utan att ändra kristallstrukturen hos CeO2 kan den bilda en fast lösning med den inom ett visst intervall. För högrent nano-ceriumoxidpoleringspulver (VK-Ce01) gäller att ju högre renhet ceriumoxiden (VK-Ce01) har, desto större poleringsförmåga och längre livslängd, särskilt för hårda glas- och kvartslinser under lång tid. Vid cyklisk polering är det lämpligt att använda högrent ceriumoxidpoleringspulver (VK-Ce01).
Applicering av ceriumoxidpoleringspulver:
Ceriumoxidpoleringspulver (VK-Ce01), som huvudsakligen används för polering av glasprodukter, används huvudsakligen inom följande områden:
1. Glasögon, polering av glaslinser;
2. Optisk lins, optiskt glas, lins etc.;
3. Mobiltelefonens skärmglas, klockyta (klockdörr) etc.;
4. LCD-skärm alla typer av LCD-skärm;
5. Strassstenar, heta diamanter (kort, diamanter på jeans), ljuskulor (lyxiga ljuskronor i den stora hallen);
6. Kristallhantverk;
7. Delvis polering av jade
Nuvarande poleringsderivat av ceriumoxid:
Ytan på ceriumoxid dopas med aluminium för att avsevärt förbättra poleringen av optiskt glas.
Avdelningen för teknikforskning och -utveckling på UrbanMines Tech. Limited föreslog att blandning och ytmodifiering av polerpartiklar är de viktigaste metoderna och tillvägagångssätten för att förbättra effektiviteten och noggrannheten vid CMP-polering. Eftersom partikelegenskaperna kan justeras genom blandning av flerkomponentselement, kan dispersionsstabiliteten och poleringseffektiviteten hos poleringsslammet förbättras genom ytmodifiering. Beredning och poleringsprestanda för CeO2-pulver dopat med TiO2 kan förbättra poleringseffektiviteten med mer än 50 %, och samtidigt minskas ytdefekterna med 80 %. Den synergistiska poleringseffekten av CeO2ZrO2- och SiO22CeO2-kompositoxider; därför är beredningstekniken för dopade ceria-mikronanokompositoxider av stor betydelse för utvecklingen av nya poleringsmaterial och diskussionen om poleringsmekanismen. Förutom dopningsmängden påverkar även tillståndet och fördelningen av dopmedlet i de syntetiserade partiklarna i hög grad deras ytegenskaper och poleringsprestanda.
Bland dessa är syntesen av poleringspartiklar med beklädnadsstruktur mer attraktiv. Därför är valet av syntetiska metoder och förhållanden också mycket viktigt, särskilt de metoder som är enkla och kostnadseffektiva. Med hjälp av hydratiserat ceriumkarbonat som huvudråvara syntetiserades aluminiumdopade ceriumoxidpoleringspartiklar med hjälp av våt fastfasmekanokemisk metod. Under inverkan av mekanisk kraft kan stora partiklar av hydratiserat ceriumkarbonat klyvas till fina partiklar, medan aluminiumnitrat reagerar med ammoniakvatten för att bilda amorfa kolloidala partiklar. De kolloidala partiklarna fäster lätt vid ceriumkarbonatpartiklarna, och efter torkning och kalcinering kan aluminiumdopning uppnås på ytan av ceriumoxiden. Denna metod användes för att syntetisera ceriumoxidpartiklar med olika mängder aluminiumdopning, och deras poleringsprestanda karakteriserades. Efter att en lämplig mängd aluminium tillsatts till ytan av ceriumoxidpartiklarna ökade det negativa värdet av ytpotentialen, vilket i sin tur skapade ett gap mellan slipmedelspartiklarna. Det finns en starkare elektrostatisk repulsion, vilket främjar förbättringen av slipmedelssuspensionens stabilitet. Samtidigt kommer den ömsesidiga adsorptionen mellan slippartiklarna och det positivt laddade mjuka lagret genom Coulomb-attraktion att stärkas, vilket är fördelaktigt för den ömsesidiga kontakten mellan slipmedlet och det mjuka lagret på ytan av det polerade glaset, och främjar förbättringen av poleringshastigheten.