Стрімкий розвиток у сферах інформації та оптоелектроніки сприяв постійному оновленню технології хімічного механічного полірування (CMP). На додаток до обладнання та матеріалів, отримання поверхонь надвисокої точності більше залежить від конструкції та промислового виробництва високоефективних абразивних частинок, а також приготування відповідної полірувальної суспензії. І з безперервним підвищенням вимог до точності обробки поверхні та ефективності, вимоги до високоефективних полірувальних матеріалів також стають все вищими. Діоксид церію широко використовується в прецизійній обробці поверхні мікроелектронних пристроїв і точних оптичних компонентів.
Полірувальний порошок з оксиду церію (VK-Ce01) має такі переваги, як міцна ріжуча здатність, висока ефективність полірування, висока точність полірування, хороша якість полірування, чисте робоче середовище, низький рівень забруднення, тривалий термін служби тощо, і широко використовується в оптичне точне полірування та CMP тощо. Поле займає надзвичайно важливе місце.
Основні властивості оксиду церію:
Церій, також відомий як оксид церію, є оксидом церію. У цей час валентність церію +4, а хімічна формула CeO2. Чистий продукт — це білий важкий порошок або кубічний кристал, а забруднений продукт — світло-жовтий або навіть рожевий або червонувато-коричневий порошок (оскільки він містить слідові кількості лантану, празеодиму тощо). При кімнатній температурі та тиску оксид церію є стабільним оксидом церію. Церій також може утворювати +3 валентний Ce2O3, який є нестабільним і утворює стабільний CeO2 з O2. Оксид церію малорозчинний у воді, лугу та кислоті. Щільність 7,132 г/см3, температура плавлення 2600 ℃, температура кипіння 3500 ℃.
Механізм полірування оксиду церію
Твердість частинок CeO2 не висока. Як показано в таблиці нижче, твердість оксиду церію набагато нижча, ніж у алмазу та оксиду алюмінію, а також нижча, ніж у оксиду цирконію та оксиду кремнію, що еквівалентно оксиду заліза. Тому технічно неможливо деполірувати матеріали на основі оксиду кремнію, такі як силікатне скло, кварцове скло тощо, за допомогою діоксиду церії з низькою твердістю лише з механічної точки зору. Однак оксид церію в даний час є кращим полірувальним порошком для полірування матеріалів на основі оксиду кремнію або навіть матеріалів з нітриду кремнію. Можна побачити, що полірування оксидом церію також має інші ефекти, крім механічних ефектів. Твердість алмазу, який є широко використовуваним матеріалом для шліфування та полірування, зазвичай має кисневі вакансії в решітці CeO2, що змінює його фізичні та хімічні властивості та має певний вплив на властивості полірування. Зазвичай використовувані полірувальні порошки оксиду церію містять певну кількість інших рідкоземельних оксидів. Оксид празеодиму (Pr6O11) також має гранецентровану структуру кубічної решітки, яка підходить для полірування, тоді як інші рідкоземельні оксиди лантаноїдів не мають здатності до полірування. Не змінюючи кристалічної структури CeO2, він може утворювати з ним твердий розчин у певному діапазоні. Для високочистого полірувального порошку з нанооксиду церію (VK-Ce01), чим вища чистота оксиду церію (VK-Ce01), тим більша полірувальна здатність і довший термін служби, особливо для оптичних лінз із твердого скла та кварцу для довгий час. При циклічному поліруванні доцільно використовувати полірувальний порошок оксиду церію високої чистоти (VK-Ce01).
Застосування полірувального порошку оксиду церію:
Полірувальний порошок оксиду церію (VK-Ce01), який в основному використовується для полірування скляних виробів, в основному використовується в таких областях:
1. Окуляри, полірування скляних лінз;
2. Оптична лінза, оптичне скло, лінза тощо;
3. Скло екрану мобільного телефону, поверхня годинника (дверцята годинника) тощо;
4. РК-монітор всі види РК-екрану;
5. Стрази, гарячі діаманти (карти, діаманти на джинсах), освітлювальні кулі (розкішні люстри у великому залі);
6. Вироби з кришталю;
7. Часткове полірування нефриту
Сучасні полірувальні похідні оксиду церію:
Поверхня оксиду церію легована алюмінієм, щоб значно покращити її полірування оптичного скла.
Відділ технологічних досліджень і розробок UrbanMines Tech. Limited, запропонував, що компаундування та модифікація поверхні полірувальних частинок є основними методами та підходами для підвищення ефективності та точності полірування CMP. Оскільки властивості частинок можна налаштувати шляхом змішування багатокомпонентних елементів, а стабільність дисперсії та ефективність полірування полірувальної суміші можна покращити шляхом модифікації поверхні. Підготовка та полірування порошку CeO2, легованого TiO2, може підвищити ефективність полірування більш ніж на 50%, і в той же час поверхневі дефекти також зменшуються на 80%. Синергічний ефект полірування композитних оксидів CeO2 ZrO2 і SiO2 2CeO2; отже, технологія приготування мікро-нанокомпозитних оксидів легованого діоксиду церію має велике значення для розробки нових матеріалів для полірування та обговорення механізму полірування. На додаток до кількості легування, стан і розподіл легуючої домішки в синтезованих частинках також значною мірою впливає на їхні властивості поверхні та ефективність полірування.
Серед них більш привабливим є синтез полірувальних частинок із структурою покриття. Тому вибір синтетичних методів і умов також є дуже важливим, особливо тих методів, які є простими та економічно ефективними. Використовуючи гідратований карбонат церію як основну сировину, полірувальні частинки оксиду церію, легованого алюмінієм, були синтезовані мокрим твердофазним механохімічним методом. Під дією механічної сили великі частинки гідратованого карбонату церію можуть розщеплюватися на дрібні частинки, тоді як нітрат алюмінію реагує з аміачною водою з утворенням аморфних колоїдних частинок. Колоїдні частинки легко приєднуються до частинок карбонату церію, і після сушіння та прожарювання можна досягти легування алюмінієм на поверхні оксиду церію. Цим методом синтезовано частинки оксиду церію з різною кількістю легованого алюмінію та охарактеризовано їх полірувальні характеристики. Після додавання відповідної кількості алюмінію до поверхні частинок оксиду церію негативне значення поверхневого потенціалу збільшиться, що, у свою чергу, утворить зазор між абразивними частинками. Відбувається посилене електростатичне відштовхування, що сприяє підвищенню стабільності абразивної суспензії. У той же час, взаємна адсорбція між абразивними частинками та позитивно зарядженим м’яким шаром через кулонівське тяжіння також буде посилена, що є корисним для взаємного контакту між абразивом та м’яким шаром на поверхні полірованого скла та сприяє покращення швидкості полірування.