Hiter razvoj na področju informacijske in optoelektronike je spodbudil nenehno posodabljanje tehnologije kemičnega mehanskega poliranja (CMP).Poleg opreme in materialov je pridobitev ultravisoko natančnih površin bolj odvisna od zasnove in industrijske proizvodnje visoko učinkovitih abrazivnih delcev ter priprave ustrezne polirne brozge.In z nenehnim izboljševanjem natančnosti obdelave površin in zahtev glede učinkovitosti, postajajo vse višje tudi zahteve za visoko učinkovite materiale za poliranje.Cerijev dioksid se pogosto uporablja pri površinski natančni obdelavi mikroelektronskih naprav in natančnih optičnih komponent.
Polirni prašek iz cerijevega oksida (VK-Ce01) ima prednosti močne rezalne sposobnosti, visoke učinkovitosti poliranja, visoke natančnosti poliranja, dobre kakovosti poliranja, čistega delovnega okolja, nizkega onesnaževanja, dolge življenjske dobe itd., in se pogosto uporablja v optično natančno poliranje in CMP itd. polje zavzema izjemno pomemben položaj.
Osnovne lastnosti cerijevega oksida:
Cerijev oksid, znan tudi kot cerijev oksid, je cerijev oksid.V tem času je valenca cerija +4, kemijska formula pa CeO2.Čisti produkt je bel težak prah ali kubični kristal, nečisti produkt pa je svetlo rumen ali celo rožnat do rdečkasto rjav prah (ker vsebuje lantan, prazeodim itd. v sledovih).Pri sobni temperaturi in tlaku je cerij stabilen cerijev oksid.Cerij lahko tvori tudi +3 valenčni Ce2O3, ki je nestabilen in bo tvoril stabilen CeO2 z O2.Cerijev oksid je rahlo topen v vodi, alkalijah in kislinah.Gostota je 7,132 g/cm3, tališče je 2600 ℃, vrelišče pa 3500 ℃.
Polirni mehanizem cerijevega oksida
Trdota delcev CeO2 ni visoka.Kot je prikazano v spodnji tabeli, je trdota cerijevega oksida veliko nižja od trdote diamanta in aluminijevega oksida ter nižja od trdote cirkonijevega oksida in silicijevega oksida, ki je enakovreden železovemu oksidu.Zato ni tehnično izvedljivo razpolirati materiale na osnovi silicijevega oksida, kot so silikatno steklo, kremenčevo steklo itd., s cerijem z nizko trdoto samo z mehanskega vidika.Vendar je cerijev oksid trenutno najprimernejši polirni prašek za poliranje materialov na osnovi silicijevega oksida ali celo materialov iz silicijevega nitrida.Vidimo lahko, da ima poliranje s cerijevim oksidom poleg mehanskih tudi druge učinke.Trdota diamanta, ki je običajno uporabljen material za brušenje in poliranje, ima običajno kisikove proste prostore v rešetki CeO2, kar spremeni njegove fizikalne in kemijske lastnosti in ima določen vpliv na lastnosti poliranja.Običajno uporabljeni praški za poliranje s cerijevim oksidom vsebujejo določeno količino drugih oksidov redkih zemelj.Prazeodimijev oksid (Pr6O11) ima tudi strukturo kubične mreže s središčem na obrazu, ki je primerna za poliranje, medtem ko drugi oksidi redkih zemelj lantanoidov nimajo sposobnosti poliranja.Brez spreminjanja kristalne strukture CeO2 lahko tvori trdno raztopino z njim v določenem območju.Pri polirnem prahu iz nanocerijevega oksida visoke čistosti (VK-Ce01) velja, da večja kot je čistost cerijevega oksida (VK-Ce01), večja je sposobnost poliranja in daljša življenjska doba, zlasti pri optičnih lečah iz trdega stekla in kremena za dolgo časa.Pri cikličnem poliranju je priporočljiva uporaba polirnega prahu cerijevega oksida visoke čistosti (VK-Ce01).
Uporaba polirnega prahu cerijevega oksida:
Prašek za poliranje cerijevega oksida (VK-Ce01), ki se uporablja predvsem za poliranje steklenih izdelkov, uporablja se predvsem na naslednjih področjih:
1. Očala, poliranje steklenih leč;
2. optična leča, optično steklo, leča itd.;
3. Steklo zaslona mobilnega telefona, površina ure (vrata ure) itd.;
4. LCD monitor vseh vrst LCD zaslonov;
5. Okrasni kamenčki, vroči diamanti (karte, diamanti na kavbojkah), svetlobne krogle (luksuzni lestenci v veliki dvorani);
6. Kristalne obrti;
7. Delno poliranje žada
Trenutni derivati za poliranje cerijevega oksida:
Površina cerijevega oksida je dopirana z aluminijem, da se znatno izboljša poliranje optičnega stekla.
Oddelek za tehnološke raziskave in razvoj podjetja UrbanMines Tech.Limited, je predlagal, da sta mešanje in modifikacija površine polirnih delcev glavni metodi in pristopi za izboljšanje učinkovitosti in natančnosti poliranja CMP.Ker je mogoče lastnosti delcev prilagoditi z mešanjem večkomponentnih elementov, stabilnost disperzije in učinkovitost poliranja polirne brozge pa je mogoče izboljšati s površinsko modifikacijo.Učinkovitost priprave in poliranja prahu CeO2, dopiranega s TiO2, lahko izboljša učinkovitost poliranja za več kot 50 %, hkrati pa se tudi površinske napake zmanjšajo za 80 %.Sinergistični učinek poliranja CeO2 ZrO2 in SiO2 2CeO2 kompozitnih oksidov;zato je tehnologija priprave dopiranih cerijevih mikro-nano kompozitnih oksidov velikega pomena za razvoj novih materialov za poliranje in razpravo o mehanizmu za poliranje.Poleg količine dopinga tudi stanje in porazdelitev dopanta v sintetiziranih delcih močno vplivata na njihove površinske lastnosti in učinkovitost poliranja.
Med njimi je bolj privlačna sinteza polirnih delcev s strukturo obloge.Zato je zelo pomembna tudi izbira sintetičnih metod in pogojev, predvsem tistih, ki so enostavne in stroškovno učinkovite.Z uporabo hidriranega cerijevega karbonata kot glavne surovine so bili z mokro mehanokemično metodo v trdni fazi sintetizirani polirni delci cerijevega oksida, dopiranega z aluminijem.Pod delovanjem mehanske sile se lahko veliki delci hidratiziranega cerijevega karbonata razcepijo na drobne delce, medtem ko aluminijev nitrat reagira z amoniakovo vodo in tvori amorfne koloidne delce.Koloidni delci se enostavno pritrdijo na delce cerijevega karbonata, po sušenju in žganju pa je mogoče doseči aluminijev doping na površini cerijevega oksida.Ta metoda je bila uporabljena za sintezo delcev cerijevega oksida z različnimi količinami aluminijevega dopinga in karakterizirana je bila njihova učinkovitost poliranja.Po dodajanju ustrezne količine aluminija na površino delcev cerijevega oksida bi se negativna vrednost površinskega potenciala povečala, kar je povzročilo režo med abrazivnimi delci.Obstaja močnejši elektrostatični odboj, ki spodbuja izboljšanje stabilnosti abrazivne suspenzije.Hkrati se bo okrepila tudi medsebojna adsorpcija med abrazivnimi delci in pozitivno nabito mehko plastjo s Coulombovo privlačnostjo, kar je koristno za medsebojni stik med abrazivom in mehko plastjo na površini poliranega stekla ter spodbuja izboljšanje stopnje poliranja.