Az információs és optoelektronika területén tapasztalható gyors fejlődés elősegítette a kémiai mechanikai polírozás (CMP) technológia folyamatos korszerűsítését.Az ultra-nagy pontosságú felületek beszerzése a berendezéseken és anyagokon túl inkább a nagy hatásfokú csiszolószemcsék tervezésétől és ipari gyártásától, valamint a megfelelő polírozó szuszpenzió elkészítésétől függ.A felületfeldolgozás pontossági és hatékonysági követelményeinek folyamatos javításával pedig a nagy hatékonyságú polírozó anyagokkal szemben támasztott követelmények is egyre magasabbak.A cérium-dioxidot széles körben használják mikroelektronikai eszközök és precíziós optikai alkatrészek felületi precíziós megmunkálásában.
A cérium-oxid polírozópor (VK-Ce01) polírozópor előnyei az erős vágási képesség, a magas polírozási hatékonyság, a nagy polírozási pontosság, a jó polírozási minőség, a tiszta működési környezet, az alacsony szennyezés, a hosszú élettartam stb., és széles körben használják Az optikai precíziós polírozás és a CMP stb. terület rendkívül fontos helyet foglal el.
A cérium-oxid alapvető tulajdonságai:
A cérium, más néven cérium-oxid, a cérium oxidja.Ekkor a cérium vegyértéke +4, a kémiai képlete pedig CeO2.A tiszta termék fehér nehézpor vagy köbös kristály, a szennyezett termék pedig világossárga vagy akár rózsaszíntől vörösesbarnáig terjedő színű por (mivel nyomokban lantánt, prazeodímiumot stb. tartalmaz).Szobahőmérsékleten és nyomáson a cérium a cérium stabil oxidja.A cérium +3 vegyértékű Ce2O3-at is képezhet, amely instabil és stabil CeO2-t képez az O2-vel.A cérium-oxid gyengén oldódik vízben, lúgban és savban.Sűrűsége 7,132 g/cm3, olvadáspontja 2600 ℃, forráspontja 3500 ℃.
A cérium-oxid polírozó mechanizmusa
A CeO2 részecskék keménysége nem magas.Amint az alábbi táblázatban látható, a cérium-oxid keménysége jóval alacsonyabb, mint a gyémánt- és alumínium-oxidé, és alacsonyabb, mint a cirkónium-oxidé és a szilícium-oxidé, amely egyenértékű a vas-oxiddal.Ezért technikailag nem kivitelezhető a szilícium-oxid alapú anyagok, például szilikátüveg, kvarcüveg stb., csak mechanikai szempontból alacsony keménységű cérium-oxiddal történő fénytelenítése.Mindazonáltal a cérium-oxid jelenleg az előnyben részesített polírozópor szilícium-oxid alapú anyagok vagy akár szilícium-nitrid anyagok polírozására.Látható, hogy a cérium-oxidos polírozásnak a mechanikai hatásokon kívül más hatásai is vannak.A gyémánt keménysége, amely egy gyakran használt csiszoló- és polírozóanyag, általában oxigénüres helyekkel rendelkezik a CeO2-rácsban, ami megváltoztatja fizikai és kémiai tulajdonságait, és bizonyos hatással van a polírozási tulajdonságokra.Az általánosan használt cérium-oxid polírozóporok bizonyos mennyiségű egyéb ritkaföldfém-oxidot is tartalmaznak.A prazeodímium-oxid (Pr6O11) szintén felületközpontú köbös rácsos szerkezettel rendelkezik, amely polírozásra alkalmas, míg a többi lantanid ritkaföldfém-oxidnak nincs polírozó képessége.A CeO2 kristályszerkezetének megváltoztatása nélkül bizonyos tartományon belül szilárd oldatot képezhet vele.A nagy tisztaságú nano-cérium-oxid polírozópor (VK-Ce01) esetében minél nagyobb a cérium-oxid tisztasága (VK-Ce01), annál nagyobb a polírozási képesség és hosszabb az élettartam, különösen a keményüveg és kvarc optikai lencsék esetében hosszú idő.Ciklikus polírozásnál nagy tisztaságú cérium-oxid polírozóport (VK-Ce01) célszerű használni.
Cérium-oxid polírozópor alkalmazása:
Cérium-oxid polírozópor (VK-Ce01), amelyet elsősorban üvegtermékek polírozására használnak, főként a következő területeken használják:
1. Szemüveg, üveglencse polírozás;
2. Optikai lencse, optikai üveg, lencse stb.;
3. Mobiltelefon képernyőüveg, órafelület (óraajtó) stb.;
4. LCD monitor mindenféle LCD képernyő;
5. Strasszkövek, forró gyémántok (kártyák, gyémántok a farmeren), világító golyók (luxus csillárok a nagyteremben);
6. Kristálymesterség;
7. Jade részleges polírozása
A jelenlegi cérium-oxid polírozó származékok:
A cérium-oxid felületét alumíniummal adalékolják, hogy jelentősen javítsák az optikai üveg polírozását.
Az UrbanMines Tech Technológiai Kutatási és Fejlesztési OsztályaLimited javasolta, hogy a polírozó részecskék kompaundálása és felületmódosítása a fő módszer és megközelítés a CMP polírozás hatékonyságának és pontosságának javítására.Mert a részecskék tulajdonságai többkomponensű elemek összekeverésével hangolhatók, a polírozó zagy diszperziós stabilitása és polírozási hatékonysága pedig felületmódosítással javítható.A TiO2-vel adalékolt CeO2 por előkészítési és polírozási teljesítménye több mint 50%-kal javítja a polírozási hatékonyságot, ugyanakkor a felületi hibák is 80%-kal csökkennek.CeO2 ZrO2 és SiO2 2CeO2 kompozit oxidok szinergikus polírozó hatása;ezért az adalékolt cérium-oxid mikro-nano kompozit oxidok előállítási technológiája nagy jelentőséggel bír az új polírozó anyagok kidolgozása és a polírozási mechanizmus tárgyalása szempontjából.Az adalékanyag mennyisége mellett a szintetizált részecskékben lévő adalékanyag állapota és eloszlása is nagyban befolyásolja azok felületi tulajdonságait és polírozási teljesítményét.
Ezek közül vonzóbb a burkolószerkezetű polírozó részecskék szintézise.Ezért nagyon fontos a szintetikus módszerek és körülmények kiválasztása is, különösen az egyszerű és költséghatékony módszerek.A hidratált cérium-karbonátot fő nyersanyagként használva, alumíniummal adalékolt cérium-oxid polírozó részecskéket állítottak elő nedves szilárd fázisú mechanokémiai módszerrel.Mechanikai erő hatására a hidratált cérium-karbonát nagy részecskéi finom részecskékre hasadhatnak, míg az alumínium-nitrát ammóniás vízzel reagálva amorf kolloid részecskéket képez.A kolloid részecskék könnyen megtapadnak a cérium-karbonát részecskékkel, és szárítás és kalcinálás után alumínium adalékolás érhető el a cérium-oxid felületén.Ezzel a módszerrel cérium-oxid részecskéket szintetizáltak különböző mennyiségű alumínium adalékkal, és jellemezték azok polírozási teljesítményét.Miután megfelelő mennyiségű alumíniumot adtunk a cérium-oxid részecskék felületéhez, a felületi potenciál negatív értéke megnőtt, ami viszont a csiszolószemcsék közötti rést eredményezte.Erősebb az elektrosztatikus taszítás, ami elősegíti a koptató felfüggesztés stabilitásának javulását.Ugyanakkor a Coulomb-vonzás révén a csiszolórészecskék és a pozitív töltésű lágy réteg közötti kölcsönös adszorpció is erősödik, ami előnyös a csiszolóanyag és a csiszolt üveg felületén lévő puha réteg közötti kölcsönös érintkezés szempontjából, és elősegíti a polírozási arány javítása.