Rýchly rozvoj v oblasti informácií a optoelektroniky podporil neustálu aktualizáciu technológie chemicko-mechanického leštenia (CMP).Okrem zariadení a materiálov je získavanie ultra-vysoko presných povrchov viac závislé od návrhu a priemyselnej výroby vysokoúčinných brúsnych častíc, ako aj od prípravy zodpovedajúcej leštiacej kaše.A s neustálym zlepšovaním presnosti spracovania povrchov a požiadaviek na efektivitu sú aj požiadavky na vysokoúčinné leštiace materiály stále vyššie a vyššie.Oxid ceričitý sa široko používa pri povrchovom presnom obrábaní mikroelektronických zariadení a presných optických komponentov.
Leštiaci prášok oxidu céru (VK-Ce01) má výhody silnej reznej schopnosti, vysokej účinnosti leštenia, vysokej presnosti leštenia, dobrej kvality leštenia, čistého prevádzkového prostredia, nízkeho znečistenia, dlhej životnosti atď., A je široko používaný v optické presné leštenie a CMP atď. pole zaujíma mimoriadne dôležité postavenie.
Základné vlastnosti oxidu céru:
Ceria, tiež známa ako oxid céru, je oxid céru.V tomto čase je valencia céru +4 a chemický vzorec je CeO2.Čistým produktom je biely ťažký prášok alebo kubický kryštál a nečistým produktom je svetložltý alebo dokonca ružový až červenohnedý prášok (pretože obsahuje stopové množstvá lantánu, prazeodýmu atď.).Pri izbovej teplote a tlaku je cér stabilným oxidom céru.Cer môže tiež tvoriť +3 valenciu Ce2O3, ktorá je nestabilná a vytvorí stabilný CeO2 s O2.Oxid céru je mierne rozpustný vo vode, zásadách a kyselinách.Hustota je 7,132 g/cm3, bod topenia je 2600 ℃ a bod varu je 3500 ℃.
Leštiaci mechanizmus oxidu céru
Tvrdosť častíc CeO2 nie je vysoká.Ako je uvedené v tabuľke nižšie, tvrdosť oxidu céru je oveľa nižšia ako tvrdosť diamantu a oxidu hlinitého a tiež nižšia ako tvrdosť oxidu zirkónia a oxidu kremičitého, čo je ekvivalent oxidu železitého.Nie je preto technicky možné leštiť materiály na báze oxidu kremičitého, ako je silikátové sklo, kremenné sklo atď., cériou s nízkou tvrdosťou len z mechanického hľadiska.Oxid céru je však v súčasnosti preferovaným leštiacim práškom na leštenie materiálov na báze oxidu kremičitého alebo dokonca materiálov z nitridu kremíka.Je vidieť, že leštenie oxidom céru má okrem mechanických účinkov aj iné účinky.Tvrdosť diamantu, ktorý je bežne používaným brúsnym a leštiacim materiálom, má zvyčajne kyslíkové voľné miesta v mriežke CeO2, čo mení jej fyzikálne a chemické vlastnosti a má určitý vplyv na vlastnosti leštenia.Bežne používané leštiace prášky oxidu céru obsahujú určité množstvo iných oxidov vzácnych zemín.Oxid prazeodymový (Pr6O11) má tiež plošne centrovanú kubickú mriežkovú štruktúru, ktorá je vhodná na leštenie, zatiaľ čo iné oxidy lantanoidov vzácnych zemín nemajú žiadnu leštiacu schopnosť.Bez zmeny kryštálovej štruktúry CeO2 s ním môže v určitom rozsahu tvoriť tuhý roztok.Pre vysoko čistý leštiaci prášok nano-oxid céru (VK-Ce01) platí, že čím vyššia je čistota oxidu céru (VK-Ce01), tým väčšia je schopnosť leštenia a dlhšia životnosť, najmä pre tvrdé sklo a kremenné optické šošovky pre dlho.Pri cyklickom leštení je vhodné použiť vysoko čistý leštiaci prášok oxidu céru (VK-Ce01).
Aplikácia leštiaceho prášku oxidu céru:
Leštiaci prášok oxidu céru (VK-Ce01), ktorý sa používa hlavne na leštenie sklenených výrobkov, sa používa hlavne v nasledujúcich oblastiach:
1. Okuliare, leštenie sklenených šošoviek;
2. Optická šošovka, optické sklo, šošovka atď.;
3. Sklo obrazovky mobilného telefónu, povrch hodiniek (dvierka hodiniek) atď.;
4. LCD monitor všetky druhy LCD obrazoviek;
5. kamienky, horúce diamanty (karty, diamanty na džínsoch), svetelné gule (luxusné lustre vo veľkej sále);
6. Krištáľové remeslá;
7. Čiastočné leštenie jadeitu
Súčasné leštiace deriváty oxidu céru:
Povrch oxidu céru je dopovaný hliníkom, aby sa výrazne zlepšilo jeho leštenie optického skla.
Oddelenie technologického výskumu a vývoja UrbanMines Tech.Limited, navrhol, že zloženie a povrchová úprava leštiacich častíc sú hlavné metódy a prístupy na zlepšenie účinnosti a presnosti leštenia CMP.Pretože vlastnosti častíc môžu byť vyladené zmiešaním viaczložkových prvkov a disperzná stabilita a účinnosť leštenia leštiacej kaše sa môžu zlepšiť povrchovou úpravou.Príprava a leštenie prášku CeO2 dopovaného TiO2 môže zlepšiť účinnosť leštenia o viac ako 50 % a zároveň sa o 80 % znížia aj povrchové chyby.Synergický leštiaci účinok kompozitných oxidov CeO2 ZrO2 a SiO2 2CeO2;preto má technológia prípravy mikro-nano kompozitných oxidov céria veľký význam pre vývoj nových leštiacich materiálov a diskusiu o mechanizme leštenia.Okrem množstva dopingu, stav a distribúcia dopantu v syntetizovaných časticiach tiež výrazne ovplyvňuje ich povrchové vlastnosti a leštiaci výkon.
Medzi nimi je atraktívnejšia syntéza leštiacich častíc s plášťovou štruktúrou.Preto je veľmi dôležitý aj výber syntetických metód a podmienok, najmä tých metód, ktoré sú jednoduché a cenovo výhodné.Použitím hydratovaného uhličitanu céru ako hlavnej suroviny boli leštiace častice oxidu céru dopovaného hliníkom syntetizované mokrou mechanochemickou metódou v tuhej fáze.Pôsobením mechanickej sily sa veľké častice hydratovaného uhličitanu céru môžu štiepiť na jemné častice, zatiaľ čo dusičnan hlinitý reaguje s čpavkovou vodou za vzniku amorfných koloidných častíc.Koloidné častice sa ľahko prichytia k časticiam uhličitanu céru a po vysušení a kalcinácii možno dosiahnuť dotovanie hliníka na povrchu oxidu céru.Táto metóda sa použila na syntézu častíc oxidu céru s rôznym množstvom hliníkového dopovania a bol charakterizovaný ich leštiaci výkon.Po pridaní vhodného množstva hliníka na povrch častíc oxidu céru by sa záporná hodnota povrchového potenciálu zvýšila, čo následne vytvorilo medzeru medzi abrazívnymi časticami.Dochádza k silnejšiemu elektrostatickému odpudzovaniu, čo podporuje zlepšenie stability brúsnej suspenzie.Zároveň sa posilní aj vzájomná adsorpcia medzi abrazívnymi časticami a kladne nabitou mäkkou vrstvou prostredníctvom Coulombovej príťažlivosti, čo je prospešné pre vzájomný kontakt medzi abrazívom a mäkkou vrstvou na povrchu lešteného skla a podporuje zlepšenie rýchlosti leštenia.