सूचना और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में तीव्र विकास ने रासायनिक यांत्रिक पॉलिशिंग (सीएमपी) तकनीक के निरंतर उन्नयन को बढ़ावा दिया है। उपकरण और सामग्री के अलावा, अति-उच्च परिशुद्धता वाली सतहों की प्राप्ति उच्च-दक्षता वाले अपघर्षक कणों के डिजाइन और औद्योगिक उत्पादन, साथ ही संबंधित पॉलिशिंग घोल की तैयारी पर अधिक निर्भर करती है। सतह प्रसंस्करण की सटीकता और दक्षता आवश्यकताओं में निरंतर सुधार के साथ, उच्च-दक्षता वाली पॉलिशिंग सामग्रियों की आवश्यकताएं भी बढ़ती जा रही हैं। सेरियम डाइऑक्साइड का उपयोग सूक्ष्मइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और सटीक ऑप्टिकल घटकों की सतह परिशुद्धता मशीनिंग में व्यापक रूप से किया जाता है।
सेरियम ऑक्साइड पॉलिशिंग पाउडर (VK-Ce01) में मजबूत काटने की क्षमता, उच्च पॉलिशिंग दक्षता, उच्च पॉलिशिंग सटीकता, अच्छी पॉलिशिंग गुणवत्ता, स्वच्छ संचालन वातावरण, कम प्रदूषण, लंबी सेवा जीवन आदि के फायदे हैं, और यह ऑप्टिकल सटीक पॉलिशिंग और सीएमपी आदि क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और एक अत्यंत महत्वपूर्ण स्थान रखता है।
सीरियम ऑक्साइड के मूलभूत गुणधर्म:
सेरिया, जिसे सेरियम ऑक्साइड भी कहा जाता है, सेरियम का एक ऑक्साइड है। वर्तमान में, सेरियम की संयोजकता +4 है और इसका रासायनिक सूत्र CeO2 है। शुद्ध उत्पाद सफेद भारी पाउडर या घनाकार क्रिस्टल होता है, जबकि अशुद्ध उत्पाद हल्के पीले या गुलाबी से लेकर लाल-भूरे रंग का पाउडर होता है (क्योंकि इसमें लैंथेनम, प्रेज़ियोडाइमियम आदि की थोड़ी मात्रा होती है)। कमरे के तापमान और दबाव पर, सेरिया सेरियम का एक स्थिर ऑक्साइड है। सेरियम +3 संयोजकता वाला Ce2O3 भी बना सकता है, जो अस्थिर होता है और ऑक्सीजन के साथ स्थिर CeO2 बनाता है। सेरियम ऑक्साइड पानी, क्षार और अम्ल में थोड़ी घुलनशील होती है। इसका घनत्व 7.132 ग्राम/सेमी³ है, गलनांक 2600℃ और क्वथनांक 3500℃ है।
सीरियम ऑक्साइड की पॉलिशिंग प्रक्रिया
CeO2 कणों की कठोरता अधिक नहीं होती। नीचे दी गई तालिका में दर्शाए अनुसार, सीरियम ऑक्साइड की कठोरता हीरे और एल्युमीनियम ऑक्साइड की तुलना में काफी कम है, और ज़िरकोनियम ऑक्साइड और सिलिकॉन ऑक्साइड की कठोरता से भी कम है, जो फेरिक ऑक्साइड के समतुल्य है। इसलिए, केवल यांत्रिक दृष्टिकोण से देखा जाए तो, सिलिकेट ग्लास, क्वार्ट्ज़ ग्लास आदि जैसे सिलिकॉन ऑक्साइड-आधारित पदार्थों को कम कठोरता वाले सीरियम ऑक्साइड से पॉलिश करना तकनीकी रूप से संभव नहीं है। हालांकि, वर्तमान में सिलिकॉन ऑक्साइड-आधारित पदार्थों या यहां तक कि सिलिकॉन नाइट्राइड पदार्थों को पॉलिश करने के लिए सीरियम ऑक्साइड पसंदीदा पॉलिशिंग पाउडर है। यह देखा जा सकता है कि सीरियम ऑक्साइड पॉलिशिंग के यांत्रिक प्रभावों के अलावा अन्य प्रभाव भी होते हैं। हीरे की कठोरता, जो एक सामान्य रूप से उपयोग किया जाने वाला ग्राइंडिंग और पॉलिशिंग पदार्थ है, में आमतौर पर CeO2 जाली में ऑक्सीजन रिक्तियां होती हैं, जो इसके भौतिक और रासायनिक गुणों को बदल देती हैं और पॉलिशिंग गुणों पर एक निश्चित प्रभाव डालती हैं। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले सीरियम ऑक्साइड पॉलिशिंग पाउडर में कुछ मात्रा में अन्य दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड भी होते हैं। प्रैसोडायमियम ऑक्साइड (Pr6O11) की भी फलक-केंद्रित घनीय जाली संरचना होती है, जो पॉलिशिंग के लिए उपयुक्त है, जबकि अन्य लैंथेनाइड दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड में पॉलिशिंग की क्षमता नहीं होती है। CeO2 की क्रिस्टलीय संरचना को बदले बिना, यह एक निश्चित सीमा के भीतर इसके साथ ठोस विलयन बना सकता है। उच्च-शुद्धता वाले नैनो-सेरियम ऑक्साइड पॉलिशिंग पाउडर (VK-Ce01) के लिए, सेरियम ऑक्साइड (VK-Ce01) की शुद्धता जितनी अधिक होगी, पॉलिशिंग की क्षमता उतनी ही अधिक होगी और सेवा जीवन उतना ही लंबा होगा, विशेष रूप से कठोर कांच और क्वार्ट्ज ऑप्टिकल लेंस के लिए। चक्रीय पॉलिशिंग करते समय, उच्च-शुद्धता वाले सेरियम ऑक्साइड पॉलिशिंग पाउडर (VK-Ce01) का उपयोग करना उचित है।
सीरियम ऑक्साइड पॉलिशिंग पाउडर का अनुप्रयोग:
सीरियम ऑक्साइड पॉलिशिंग पाउडर (VK-Ce01), मुख्य रूप से कांच उत्पादों की पॉलिशिंग के लिए उपयोग किया जाता है, इसका उपयोग मुख्य रूप से निम्नलिखित क्षेत्रों में होता है:
1. चश्मे, कांच के लेंस की पॉलिशिंग;
2. प्रकाशीय लेंस, प्रकाशीय कांच, लेंस आदि;
3. मोबाइल फोन की स्क्रीन का ग्लास, घड़ी की सतह (घड़ी का दरवाजा), आदि;
4. एलसीडी मॉनिटर: सभी प्रकार की एलसीडी स्क्रीन;
5. राइनस्टोन, चमकदार हीरे (कार्ड, जींस पर हीरे), लाइटिंग बॉल (बड़े हॉल में आलीशान झूमर);
6. क्रिस्टल शिल्प;
7. जेड पत्थर की आंशिक पॉलिशिंग
वर्तमान में उपलब्ध सीरियम ऑक्साइड पॉलिशिंग उत्पाद:
ऑप्टिकल ग्लास की पॉलिशिंग क्षमता को काफी हद तक बेहतर बनाने के लिए सीरियम ऑक्साइड की सतह में एल्युमीनियम मिलाया जाता है।
अर्बनमाइंस टेक लिमिटेड के प्रौद्योगिकी अनुसंधान एवं विकास विभाग ने प्रस्तावित किया है कि पॉलिशिंग कणों का मिश्रण और सतह संशोधन, सीएमपी पॉलिशिंग की दक्षता और सटीकता में सुधार के मुख्य तरीके और दृष्टिकोण हैं। क्योंकि बहु-घटक तत्वों के मिश्रण द्वारा कणों के गुणों को समायोजित किया जा सकता है, और सतह संशोधन द्वारा पॉलिशिंग घोल की फैलाव स्थिरता और पॉलिशिंग दक्षता में सुधार किया जा सकता है। TiO2 से मिश्रित CeO2 पाउडर की तैयारी और पॉलिशिंग प्रदर्शन से पॉलिशिंग दक्षता में 50% से अधिक सुधार हो सकता है, और साथ ही, सतह दोष भी 80% तक कम हो जाते हैं। CeO2, ZrO2 और SiO2 2CeO2 मिश्रित ऑक्साइड का सहक्रियात्मक पॉलिशिंग प्रभाव होता है; इसलिए, मिश्रित सेरिया माइक्रो-नैनो मिश्रित ऑक्साइड की तैयारी तकनीक नए पॉलिशिंग सामग्रियों के विकास और पॉलिशिंग तंत्र की चर्चा के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। मिश्रण की मात्रा के अलावा, संश्लेषित कणों में डोपेंट की स्थिति और वितरण भी उनके सतह गुणों और पॉलिशिंग प्रदर्शन को बहुत प्रभावित करते हैं।
इनमें से, क्लैडिंग संरचना वाले पॉलिशिंग कणों का संश्लेषण अधिक आकर्षक है। इसलिए, संश्लेषण विधियों और परिस्थितियों का चयन भी अत्यंत महत्वपूर्ण है, विशेषकर वे विधियाँ जो सरल और लागत प्रभावी हों। हाइड्रेटेड सीरियम कार्बोनेट को मुख्य कच्चे माल के रूप में उपयोग करके, एल्युमीनियम-मिश्रित सीरियम ऑक्साइड पॉलिशिंग कणों को गीली ठोस-अवस्था यांत्रिक-रासायनिक विधि द्वारा संश्लेषित किया गया। यांत्रिक बल के प्रभाव में, हाइड्रेटेड सीरियम कार्बोनेट के बड़े कण छोटे कणों में टूट जाते हैं, जबकि एल्युमीनियम नाइट्रेट अमोनिया जल के साथ अभिक्रिया करके अनाकार कोलाइडल कण बनाता है। ये कोलाइडल कण आसानी से सीरियम कार्बोनेट कणों से जुड़ जाते हैं, और सुखाने और कैल्सीनेशन के बाद, सीरियम ऑक्साइड की सतह पर एल्युमीनियम का मिश्रण प्राप्त किया जा सकता है। इस विधि का उपयोग विभिन्न मात्रा में एल्युमीनियम मिश्रण वाले सीरियम ऑक्साइड कणों को संश्लेषित करने के लिए किया गया, और उनके पॉलिशिंग प्रदर्शन का विश्लेषण किया गया। सीरियम ऑक्साइड कणों की सतह पर उचित मात्रा में एल्युमीनियम मिलाने के बाद, सतह विभव का ऋणात्मक मान बढ़ जाता है, जिससे अपघर्षक कणों के बीच का अंतर बढ़ जाता है। यहां मजबूत विद्युतस्थैतिक प्रतिकर्षण होता है, जो अपघर्षक निलंबन की स्थिरता में सुधार को बढ़ावा देता है। साथ ही, कूलम्ब आकर्षण के माध्यम से अपघर्षक कणों और धनात्मक आवेशित नरम परत के बीच पारस्परिक अधिशोषण भी मजबूत होता है, जो पॉलिश किए गए कांच की सतह पर अपघर्षक और नरम परत के बीच पारस्परिक संपर्क के लिए लाभकारी है और पॉलिशिंग दर में सुधार को बढ़ावा देता है।