El ràpid desenvolupament en els camps de la informació i l'optoelectrònica ha promogut l'actualització contínua de la tecnologia de poliment químic-mecànic (CMP). A més dels equips i materials, l'adquisició de superfícies d'ultraalta precisió depèn més del disseny i la producció industrial de partícules abrasives d'alta eficiència, així com de la preparació de la pasta de poliment corresponent. I amb la millora contínua dels requisits de precisió i eficiència del processament de superfícies, els requisits per als materials de poliment d'alta eficiència també són cada cop més alts. El diòxid de ceri s'ha utilitzat àmpliament en el mecanitzat de precisió de superfícies de dispositius microelectrònics i components òptics de precisió.
La pols de poliment d'òxid de ceri (VK-Ce01) té els avantatges d'una forta capacitat de tall, una alta eficiència de poliment, una alta precisió de poliment, una bona qualitat de poliment, un entorn operatiu net, una baixa contaminació, una llarga vida útil, etc., i s'utilitza àmpliament en el poliment de precisió òptica i el camp CMP, etc., ocupa una posició extremadament important.
Propietats bàsiques de l'òxid de ceri:
El cèri, també conegut com a òxid de ceri, és un òxid de ceri. En aquest moment, la valència del ceri és +4 i la fórmula química és CeO2. El producte pur és una pols blanca pesada o un cristall cúbic, i el producte impur és una pols de color groc clar o fins i tot rosa a marró vermellós (perquè conté traces de lantà, praseodimi, etc.). A temperatura i pressió ambient, el cèri és un òxid de ceri estable. El ceri també pot formar Ce2O3 de valència +3, que és inestable i formarà CeO2 estable amb O2. L'òxid de ceri és lleugerament soluble en aigua, àlcali i àcid. La densitat és de 7,132 g/cm3, el punt de fusió és de 2600 ℃ i el punt d'ebullició és de 3500 ℃.
Mecanisme de poliment de l'òxid de ceri
La duresa de les partícules de CeO2 no és alta. Com es mostra a la taula següent, la duresa de l'òxid de ceri és molt inferior a la del diamant i l'òxid d'alumini, i també inferior a la de l'òxid de zirconi i l'òxid de silici, que equival a l'òxid fèrric. Per tant, no és tècnicament factible despolir materials basats en òxid de silici, com ara el vidre de silicat, el vidre de quars, etc., amb cèria amb baixa duresa només des d'un punt de vista mecànic. Tanmateix, l'òxid de ceri és actualment la pols de poliment preferida per polir materials basats en òxid de silici o fins i tot materials de nitrur de silici. Es pot veure que el poliment d'òxid de ceri també té altres efectes a més dels efectes mecànics. La duresa del diamant, que és un material de mòlta i poliment d'ús comú, sol tenir vacants d'oxigen a la xarxa de CeO2, cosa que canvia les seves propietats físiques i químiques i té un cert impacte en les propietats de poliment. Les pols de poliment d'òxid de ceri d'ús comú contenen una certa quantitat d'altres òxids de terres rares. L'òxid de praseodimi (Pr6O11) també té una estructura de xarxa cúbica centrada en les cares, que és adequada per al polit, mentre que altres òxids de terres rares lantànids no tenen capacitat de polit. Sense canviar l'estructura cristal·lina del CeO2, pot formar una solució sòlida amb ell dins d'un cert rang. Per a la pols de polit d'òxid de nanoceri d'alta puresa (VK-Ce01), com més alta sigui la puresa de l'òxid de ceri (VK-Ce01), més gran serà la capacitat de polit i més llarga serà la vida útil, especialment per a lents òptiques de vidre dur i quars durant molt de temps. Quan es polit cíclicament, és recomanable utilitzar pols de polit d'òxid de ceri d'alta puresa (VK-Ce01).
Aplicació de la pols de poliment d'òxid de ceri:
Pols de poliment d'òxid de ceri (VK-Ce01), utilitzada principalment per polir productes de vidre, s'utilitza principalment en els camps següents:
1. Ulleres, polit de lents de vidre;
2. Lent òptica, vidre òptic, lent, etc.;
3. Vidre de la pantalla del telèfon mòbil, superfície del rellotge (porta del rellotge), etc.;
4. Monitor LCD de tot tipus de pantalla LCD;
5. Pedreria, diamants calents (cartes, diamants en texans), boles d'il·luminació (llums de llum de luxe a la sala gran);
6. Artesania de cristall;
7. Poliment parcial del jade
Els derivats actuals de poliment d'òxid de ceri:
La superfície de l'òxid de ceri està dopada amb alumini per millorar significativament el polit del vidre òptic.
El Departament de Recerca i Desenvolupament Tecnològic d'UrbanMines Tech. Limited va proposar que la composició i la modificació superficial de les partícules de poliment siguin els principals mètodes i enfocaments per millorar l'eficiència i la precisió del poliment CMP. Com que les propietats de les partícules es poden ajustar mitjançant la composició d'elements multicomponent, l'estabilitat de la dispersió i l'eficiència de poliment de la pasta de poliment es poden millorar mitjançant la modificació superficial. El rendiment de preparació i poliment de la pols de CeO2 dopada amb TiO2 pot millorar l'eficiència de poliment en més d'un 50% i, alhora, els defectes superficials també es redueixen en un 80%. L'efecte de poliment sinèrgic dels òxids compostos CeO2 ZrO2 i SiO2 2CeO2; per tant, la tecnologia de preparació d'òxids compostos de micro-nano ceria dopats és de gran importància per al desenvolupament de nous materials de poliment i la discussió del mecanisme de poliment. A més de la quantitat de dopatge, l'estat i la distribució del dopant a les partícules sintetitzades també afecten en gran mesura les seves propietats superficials i el rendiment de poliment.
Entre elles, la síntesi de partícules de poliment amb estructura de revestiment és més atractiva. Per tant, la selecció de mètodes i condicions sintètiques també és molt important, especialment aquells mètodes que són senzills i rendibles. Utilitzant carbonat de ceri hidratat com a matèria primera principal, es van sintetitzar partícules de poliment d'òxid de ceri dopades amb alumini mitjançant el mètode mecanoquímic en fase sòlida humida. Sota l'acció de la força mecànica, les partícules grans de carbonat de ceri hidratat es poden escindir en partícules fines, mentre que el nitrat d'alumini reacciona amb l'aigua d'amoníac per formar partícules col·loïdals amorfes. Les partícules col·loïdals s'uneixen fàcilment a les partícules de carbonat de ceri i, després de l'assecat i la calcinació, es pot aconseguir un dopatge d'alumini a la superfície de l'òxid de ceri. Aquest mètode es va utilitzar per sintetitzar partícules d'òxid de ceri amb diferents quantitats de dopatge d'alumini i es va caracteritzar el seu rendiment de poliment. Després d'afegir una quantitat adequada d'alumini a la superfície de les partícules d'òxid de ceri, el valor negatiu del potencial superficial augmentaria, cosa que al seu torn crearia un espai entre les partícules abrasives. Hi ha una repulsió electrostàtica més forta, que promou la millora de l'estabilitat de la suspensió abrasiva. Al mateix temps, també es reforçarà l'adsorció mútua entre les partícules abrasives i la capa tova carregada positivament a través de l'atracció de Coulomb, cosa que és beneficiosa per al contacte mutu entre l'abrasiu i la capa tova a la superfície del vidre polit i promou la millora de la velocitat de poliment.