Straujā attīstība informācijas un optoelektronikas jomā ir veicinājusi ķīmiskās mehāniskās pulēšanas (ĶMP) tehnoloģijas nepārtrauktu modernizāciju. Papildus iekārtām un materiāliem īpaši augstas precizitātes virsmu iegūšana ir vairāk atkarīga no augstas efektivitātes abrazīvo daļiņu projektēšanas un rūpnieciskās ražošanas, kā arī atbilstošas pulēšanas suspensijas sagatavošanas. Un, nepārtraukti uzlabojot virsmu apstrādes precizitātes un efektivitātes prasības, arī prasības pēc augstas efektivitātes pulēšanas materiāliem kļūst arvien augstākas. Cērija dioksīds ir plaši izmantots mikroelektronisko ierīču un precīzijas optisko komponentu virsmu precīzā apstrādē.
Cērija oksīda pulēšanas pulveris (VK-Ce01) ir pulēšanas pulveris, kam piemīt spēcīga griešanas spēja, augsta pulēšanas efektivitāte, augsta pulēšanas precizitāte, laba pulēšanas kvalitāte, tīra darba vide, zems piesārņojums, ilgs kalpošanas laiks utt., un to plaši izmanto optiskās precīzās pulēšanas un CMP u.c. jomā, kas ieņem ārkārtīgi svarīgu vietu.
Cērija oksīda pamatīpašības:
Cērija oksīds, kas pazīstams arī kā cērija oksīds, ir cērija oksīds. Šajā brīdī cērija valence ir +4, un ķīmiskā formula ir CeO2. Tīrs produkts ir balts, smags pulveris vai kubisks kristāls, bet netīrais produkts ir gaiši dzeltens vai pat rozā līdz sarkanbrūns pulveris (jo tas satur nelielu daudzumu lantāna, prazeodīma u.c.). Istabas temperatūrā un spiedienā cērija oksīds ir stabils cērija oksīds. Cērijs var veidot arī +3 valences Ce2O3, kas ir nestabils un ar O2 veidos stabilu CeO2. Cērija oksīds nedaudz šķīst ūdenī, sārmos un skābēs. Blīvums ir 7,132 g/cm3, kušanas temperatūra ir 2600 ℃ un viršanas temperatūra ir 3500 ℃.
Cērija oksīda pulēšanas mehānisms
CeO2 daļiņu cietība nav augsta. Kā parādīts tabulā zemāk, cērija oksīda cietība ir daudz zemāka nekā dimanta un alumīnija oksīda cietība, kā arī zemāka nekā cirkonija oksīda un silīcija oksīda cietība, kas ir līdzvērtīga dzelzs oksīdam. Tāpēc tehniski nav iespējams attīrīt silīcija oksīda bāzes materiālus, piemēram, silikāta stiklu, kvarca stiklu utt., ar cērija oksīdu, kam ir zema cietība tikai no mehāniskā viedokļa. Tomēr cērija oksīds pašlaik ir vēlamais pulēšanas pulveris silīcija oksīda bāzes materiālu vai pat silīcija nitrīda materiālu pulēšanai. Var redzēt, ka cērija oksīda pulēšanai ir arī citi efekti bez mehāniskiem efektiem. Dimanta, kas ir plaši izmantots slīpēšanas un pulēšanas materiāls, cietība parasti ir saistīta ar skābekļa vakancēm CeO2 režģī, kas maina tā fizikālās un ķīmiskās īpašības un zināmā mērā ietekmē pulēšanas īpašības. Bieži izmantotie cērija oksīda pulēšanas pulveri satur noteiktu daudzumu citu retzemju oksīdu. Prazeodīma oksīdam (Pr6O11) ir arī virspusē centrēta kubiskā režģa struktūra, kas ir piemērota pulēšanai, savukārt citiem lantanīdu retzemju oksīdiem nav pulēšanas spēju. Nemainot CeO2 kristāla struktūru, tas noteiktā diapazonā var veidot ar to cietu šķīdumu. Augstas tīrības pakāpes nano-cērija oksīda pulēšanas pulverim (VK-Ce01), jo augstāka ir cērija oksīda (VK-Ce01) tīrība, jo lielāka ir pulēšanas spēja un ilgāks kalpošanas laiks, īpaši cietajiem stikliem un kvarca optiskajām lēcām ilgu laiku. Cikliskās pulēšanas laikā ieteicams izmantot augstas tīrības pakāpes cērija oksīda pulēšanas pulveri (VK-Ce01).
Cērija oksīda pulēšanas pulvera uzklāšana:
Cērija oksīda pulēšanas pulveris (VK-Ce01), ko galvenokārt izmanto stikla izstrādājumu pulēšanai, galvenokārt tiek izmantots šādās jomās:
1. Brilles, stikla lēcu pulēšana;
2. Optiskā lēca, optiskais stikls, lēca utt.;
3. Mobilā tālruņa ekrāna stikls, pulksteņa virsma (pulksteņa durtiņas) utt.;
4. LCD monitors visu veidu LCD ekrāns;
5. Rhinestones, karstie dimanti (kartes, dimanti uz džinsiem), apgaismojuma bumbiņas (luksusa lustras lielajā zālē);
6. Kristāla amatniecība;
7. Nefrīta daļēja pulēšana
Pašreizējie cērija oksīda pulēšanas atvasinājumi:
Cērija oksīda virsma ir leģēta ar alumīniju, lai ievērojami uzlabotu optiskā stikla pulēšanu.
UrbanMines Tech. Limited Tehnoloģiju pētniecības un attīstības departaments ierosināja, ka pulēšanas daļiņu maisīšana un virsmas modifikācija ir galvenās metodes un pieejas, lai uzlabotu CMP pulēšanas efektivitāti un precizitāti. Tā kā daļiņu īpašības var regulēt, maisot daudzkomponentu elementus, un pulēšanas suspensijas dispersijas stabilitāti un pulēšanas efektivitāti var uzlabot, modificējot virsmu. Ar TiO2 leģēta CeO2 pulvera sagatavošana un pulēšanas veiktspēja var uzlabot pulēšanas efektivitāti par vairāk nekā 50%, un vienlaikus virsmas defekti tiek samazināti par 80%. CeO2 ZrO2 un SiO2 2CeO2 kompozītmateriālu oksīdu sinerģiskā pulēšanas iedarbība; tāpēc leģētu cērija mikro-nano kompozītmateriālu oksīdu sagatavošanas tehnoloģijai ir liela nozīme jaunu pulēšanas materiālu izstrādē un pulēšanas mehānisma apspriešanā. Papildus leģējuma daudzumam, leģētāja stāvoklis un sadalījums sintezētajās daļiņās arī lielā mērā ietekmē to virsmas īpašības un pulēšanas veiktspēju.
Starp tiem pievilcīgāka ir pulēšanas daļiņu ar apvalka struktūru sintēze. Tāpēc ļoti svarīga ir arī sintēzes metožu un apstākļu izvēle, īpaši to metožu, kas ir vienkāršas un rentablas. Izmantojot hidratētu cērija karbonātu kā galveno izejvielu, ar alumīniju leģētas cērija oksīda pulēšanas daļiņas tika sintezētas ar mitru cietfāzes mehanoķīmisko metodi. Mehāniskā spēka iedarbībā lielas hidratēta cērija karbonāta daļiņas var sadalīt smalkās daļiņās, savukārt alumīnija nitrāts reaģē ar amonjaka ūdeni, veidojot amorfas koloīdas daļiņas. Koloīdās daļiņas viegli piestiprinās pie cērija karbonāta daļiņām, un pēc žāvēšanas un kalcinēšanas uz cērija oksīda virsmas var panākt alumīnija leģēšanu. Šī metode tika izmantota, lai sintezētu cērija oksīda daļiņas ar dažādu alumīnija leģējuma daudzumu, un tika raksturota to pulēšanas veiktspēja. Pēc atbilstoša alumīnija daudzuma pievienošanas cērija oksīda daļiņu virsmai palielinājās virsmas potenciāla negatīvā vērtība, kas savukārt radīja atstarpi starp abrazīvajām daļiņām. Rodas spēcīgāka elektrostatiskā atgrūšanās, kas veicina abrazīvās suspensijas stabilitātes uzlabošanos. Vienlaikus tiks stiprināta arī savstarpējā adsorbcija starp abrazīvajām daļiņām un pozitīvi lādēto mīksto slāni, izmantojot Kulona pievilkšanas spēku, kas ir labvēlīgs abrazīvā materiāla un mīkstā slāņa savstarpējam kontaktam uz pulētā stikla virsmas un veicina pulēšanas ātruma uzlabošanos.