Rychlý vývoj v oblasti informací a optoelektroniky podpořil neustálou aktualizaci technologie chemického mechanického leštění (CMP).Kromě vybavení a materiálů je pořízení ultra-vysoko přesných povrchů více závislé na konstrukci a průmyslové výrobě vysoce účinných brusných částic a také na přípravě odpovídající leštící kaše.A s neustálým zlepšováním přesnosti povrchového zpracování a požadavků na efektivitu jsou také požadavky na vysoce účinné leštící materiály stále vyšší a vyšší.Oxid ceričitý je široce používán při přesném povrchovém obrábění mikroelektronických zařízení a přesných optických komponent.
Leštící prášek oxidu ceričitého (VK-Ce01) má výhody silné řezné schopnosti, vysoké účinnosti leštění, vysoké přesnosti leštění, dobré kvality leštění, čistého provozního prostředí, nízkého znečištění, dlouhé životnosti atd., a je široce používán v optické přesné leštění a CMP atd. obor zaujímá mimořádně důležité postavení.
Základní vlastnosti oxidu ceru:
Ceria, také známá jako oxid ceru, je oxid ceru.V tomto okamžiku je valence ceru +4 a chemický vzorec je CeO2.Čistým produktem je bílý těžký prášek nebo krychlový krystal a nečistým produktem je světle žlutý nebo dokonce růžový až červenohnědý prášek (protože obsahuje stopová množství lanthanu, praseodymu atd.).Při pokojové teplotě a tlaku je cer stabilním oxidem ceru.Cer může také tvořit +3 valenční Ce2O3, který je nestabilní a bude tvořit stabilní CeO2 s O2.Oxid ceritý je mírně rozpustný ve vodě, zásadách a kyselinách.Hustota je 7,132 g/cm3, bod tání je 2600 ℃ a bod varu je 3500 ℃.
Leštící mechanismus oxidu ceru
Tvrdost částic CeO2 není vysoká.Jak je uvedeno v tabulce níže, tvrdost oxidu ceru je mnohem nižší než tvrdost diamantu a oxidu hlinitého a také nižší než tvrdost oxidu zirkoničitého a oxidu křemičitého, což je ekvivalent oxidu železitého.Není tedy technicky proveditelné leštit materiály na bázi oxidu křemíku, jako je silikátové sklo, křemenné sklo atd., cerem s nízkou tvrdostí pouze z mechanického hlediska.Oxid ceru je však v současnosti preferovaným leštícím práškem pro leštění materiálů na bázi oxidu křemíku nebo dokonce materiálů z nitridu křemíku.Je vidět, že leštění oxidem ceru má kromě mechanických účinků i jiné účinky.Tvrdost diamantu, který je běžně používaným brusným a leštícím materiálem, má obvykle v mřížce CeO2 volné kyslíkové pozice, což mění její fyzikální a chemické vlastnosti a má určitý vliv na vlastnosti leštění.Běžně používané leštící prášky na bázi oxidu ceru obsahují určité množství jiných oxidů vzácných zemin.Oxid praseodymu (Pr6O11) má také plošně centrovanou kubickou mřížkovou strukturu, která je vhodná pro leštění, zatímco jiné oxidy lanthanoidů vzácných zemin nemají leštící schopnost.Beze změny krystalové struktury CeO2 s ním může v určitém rozsahu tvořit pevný roztok.U vysoce čistého leštícího prášku nano-oxid ceru (VK-Ce01) platí, že čím vyšší je čistota oxidu ceru (VK-Ce01), tím větší je leštící schopnost a delší životnost, zejména u tvrdých skleněných a křemenných optických čoček pro a dlouho.Při cyklickém leštění je vhodné použít vysoce čistý leštící prášek oxidu ceru (VK-Ce01).
Aplikace leštícího prášku oxidu ceru:
Leštící prášek oxidu ceričitého (VK-Ce01), používaný hlavně pro leštění skleněných výrobků, používá se hlavně v následujících oblastech:
1. Brýle, leštění skleněných čoček;
2. Optická čočka, optické sklo, čočka atd.;
3. Sklo obrazovky mobilního telefonu, povrch hodinek (dvířka hodinek) atd.;
4. LCD monitor všechny druhy LCD obrazovky;
5. Kamínky, horké diamanty (karty, diamanty na džínách), světelné koule (luxusní lustry ve velkém sále);
6. Křišťálová řemesla;
7. Částečné leštění nefritu
Současné leštící deriváty oxidu ceru:
Povrch oxidu ceru je dopován hliníkem pro výrazné zlepšení jeho leštění optického skla.
Oddělení technologického výzkumu a vývoje UrbanMines Tech.Limited, navrhl, že složení a povrchová úprava leštících částic jsou hlavní metody a přístupy ke zlepšení účinnosti a přesnosti leštění CMP.Vzhledem k tomu, že vlastnosti částic lze vyladit složením vícesložkových prvků, a modifikací povrchu lze zlepšit stabilitu disperze a účinnost leštění leštící kaše.Příprava a leštící výkon prášku CeO2 dopovaného TiO2 může zlepšit účinnost leštění o více než 50 % a současně se také o 80 % sníží povrchové vady.Synergický leštící účinek kompozitních oxidů CeO2 ZrO2 a SiO2 2CeO2;technologie přípravy dopovaných mikro-nano kompozitních oxidů ceru má proto velký význam pro vývoj nových leštících materiálů a diskusi o mechanismu leštění.Kromě dopingového množství také stav a distribuce dopantu v syntetizovaných částicích značně ovlivňuje jejich povrchové vlastnosti a leštící výkon.
Mezi nimi je atraktivnější syntéza leštících částic s plášťovou strukturou.Proto je také velmi důležitý výběr syntetických metod a podmínek, zejména těch metod, které jsou jednoduché a cenově výhodné.Za použití hydratovaného uhličitanu ceru jako hlavní suroviny byly syntetizovány leštící částice oxidu ceru dopovaného hliníkem mokrou mechanochemickou metodou v pevné fázi.Působením mechanické síly mohou být velké částice hydratovaného uhličitanu ceru rozštěpeny na jemné částice, zatímco dusičnan hlinitý reaguje s čpavkovou vodou za vzniku amorfních koloidních částic.Koloidní částice se snadno přichytí k částicím uhličitanu ceru a po vysušení a kalcinaci lze dosáhnout dotování hliníku na povrchu oxidu ceru.Tato metoda byla použita k syntéze částic oxidu ceru s různým množstvím hliníkového dopingu a byl charakterizován jejich leštící výkon.Po přidání vhodného množství hliníku na povrch částic oxidu ceru by se záporná hodnota povrchového potenciálu zvýšila, což zase vytvořilo mezeru mezi abrazivními částicemi.Dochází k silnějšímu elektrostatickému odpuzování, což podporuje zlepšení stability brusné suspenze.Zároveň bude také posílena vzájemná adsorpce mezi abrazivními částicemi a kladně nabitou měkkou vrstvou prostřednictvím Coulombovy přitažlivosti, což prospívá vzájemnému kontaktu brusiva a měkké vrstvy na povrchu leštěného skla a podporuje zlepšení rychlosti leštění.