El rápido desarrollo en los campos de la información y la optoelectrónica ha promovido la actualización continua de la tecnología de pulido químico mecánico (CMP).Además de los equipos y materiales, la adquisición de superficies de ultra alta precisión depende más del diseño y la producción industrial de partículas abrasivas de alta eficiencia, así como de la preparación de la correspondiente lechada de pulido.Y con la mejora continua de los requisitos de eficiencia y precisión del procesamiento de superficies, los requisitos para materiales de pulido de alta eficiencia también son cada vez mayores.El dióxido de cerio se ha utilizado ampliamente en el mecanizado de precisión de superficies de dispositivos microelectrónicos y componentes ópticos de precisión.
El polvo de pulido de óxido de cerio (VK-Ce01) tiene las ventajas de una gran capacidad de corte, alta eficiencia de pulido, alta precisión de pulido, buena calidad de pulido, ambiente operativo limpio, baja contaminación, larga vida útil, etc., y se usa ampliamente en El campo del pulido óptico de precisión y CMP, etc. ocupa una posición extremadamente importante.
Propiedades básicas del óxido de cerio:
La ceria, también conocida como óxido de cerio, es un óxido de cerio.En este momento, la valencia del cerio es +4 y la fórmula química es CeO2.El producto puro es un polvo pesado blanco o cristal cúbico, y el producto impuro es un polvo de color amarillo claro o incluso de color rosa a marrón rojizo (debido a que contiene trazas de lantano, praseodimio, etc.).A temperatura y presión ambiente, la ceria es un óxido de cerio estable.El cerio también puede formar Ce2O3 de valencia +3, que es inestable y formará CeO2 estable con O2.El óxido de cerio es ligeramente soluble en agua, álcali y ácido.La densidad es 7,132 g/cm3, el punto de fusión es 2600 ℃ y el punto de ebullición es 3500 ℃.
Mecanismo de pulido del óxido de cerio.
La dureza de las partículas de CeO2 no es alta.Como se muestra en la siguiente tabla, la dureza del óxido de cerio es mucho menor que la del diamante y el óxido de aluminio, y también menor que la del óxido de circonio y el óxido de silicio, que es equivalente al óxido férrico.Por lo tanto, desde el punto de vista mecánico únicamente, no es técnicamente viable despulir materiales a base de óxido de silicio, tales como vidrio de silicato, vidrio de cuarzo, etc., con ceria de baja dureza.Sin embargo, el óxido de cerio es actualmente el polvo de pulido preferido para pulir materiales a base de óxido de silicio o incluso materiales de nitruro de silicio.Se puede observar que el pulido con óxido de cerio también tiene otros efectos además de los efectos mecánicos.La dureza del diamante, que es un material de esmerilado y pulido de uso común, generalmente tiene vacantes de oxígeno en la red de CeO2, lo que cambia sus propiedades físicas y químicas y tiene un cierto impacto en las propiedades de pulido.Los polvos de pulido de óxido de cerio de uso común contienen una cierta cantidad de otros óxidos de tierras raras.El óxido de praseodimio (Pr6O11) también tiene una estructura reticular cúbica centrada en las caras, que es adecuada para el pulido, mientras que otros óxidos de lantánidos de tierras raras no tienen capacidad de pulido.Sin cambiar la estructura cristalina del CeO2, puede formar una solución sólida dentro de un cierto rango.Para el polvo de pulido de óxido de nanocerio de alta pureza (VK-Ce01), cuanto mayor sea la pureza del óxido de cerio (VK-Ce01), mayor será la capacidad de pulido y la vida útil más larga, especialmente para lentes ópticas de vidrio duro y cuarzo para un largo tiempo.Para el pulido cíclico, se recomienda utilizar polvo de pulido de óxido de cerio de alta pureza (VK-Ce01).
Aplicación de polvo de pulido de óxido de cerio:
Polvo de pulido de óxido de cerio (VK-Ce01), utilizado principalmente para pulir productos de vidrio, se utiliza principalmente en los siguientes campos:
1. Gafas, pulido de lentes de vidrio;
2. Lentes ópticas, vidrios ópticos, lentes, etc.;
3. Vidrio de pantalla de teléfono móvil, superficie de reloj (puerta de reloj), etc.;
4. Monitor LCD de todo tipo de pantallas LCD;
5. Diamantes de imitación, diamantes candentes (tarjetas, diamantes en jeans), bolas de iluminación (candelabros de lujo en el gran salón);
6. Artesanías de cristal;
7. Pulido parcial de jade.
Los actuales derivados del pulido de óxido de cerio:
La superficie del óxido de cerio está dopada con aluminio para mejorar significativamente el pulido del vidrio óptico.
El Departamento de Investigación y Desarrollo Tecnológico de UrbanMines Tech.Limited, propuso que la composición y la modificación de la superficie de las partículas de pulido son los principales métodos y enfoques para mejorar la eficiencia y precisión del pulido CMP.Porque las propiedades de las partículas se pueden ajustar mediante la combinación de elementos de múltiples componentes, y la estabilidad de la dispersión y la eficiencia del pulido de la suspensión de pulido se pueden mejorar mediante la modificación de la superficie.El rendimiento de preparación y pulido del polvo de CeO2 dopado con TiO2 puede mejorar la eficiencia del pulido en más del 50% y, al mismo tiempo, los defectos de la superficie también se reducen en un 80%.El efecto de pulido sinérgico de los óxidos compuestos CeO2 ZrO2 y SiO2 2CeO2;por lo tanto, la tecnología de preparación de micronanoóxidos compuestos de ceria dopada es de gran importancia para el desarrollo de nuevos materiales de pulido y la discusión sobre el mecanismo de pulido.Además de la cantidad de dopante, el estado y la distribución del dopante en las partículas sintetizadas también afectan en gran medida sus propiedades superficiales y su rendimiento de pulido.
Entre ellos, la síntesis de partículas de pulido con estructura de revestimiento es más atractiva.Por lo tanto, la selección de métodos y condiciones sintéticas también es muy importante, especialmente aquellos métodos que sean simples y rentables.Utilizando carbonato de cerio hidratado como materia prima principal, se sintetizaron partículas pulidoras de óxido de cerio dopadas con aluminio mediante un método mecanoquímico húmedo en fase sólida.Bajo la acción de una fuerza mecánica, las partículas grandes de carbonato de cerio hidratado se pueden dividir en partículas finas, mientras que el nitrato de aluminio reacciona con el agua con amoníaco para formar partículas coloidales amorfas.Las partículas coloidales se unen fácilmente a las partículas de carbonato de cerio y, después del secado y la calcinación, se puede lograr un dopado con aluminio en la superficie del óxido de cerio.Este método se utilizó para sintetizar partículas de óxido de cerio con diferentes cantidades de dopaje de aluminio y se caracterizó su rendimiento de pulido.Después de agregar una cantidad adecuada de aluminio a la superficie de las partículas de óxido de cerio, el valor negativo del potencial superficial aumentaría, lo que a su vez creó el espacio entre las partículas abrasivas.Hay una repulsión electrostática más fuerte, lo que promueve la mejora de la estabilidad de la suspensión abrasiva.Al mismo tiempo, también se fortalecerá la adsorción mutua entre las partículas abrasivas y la capa blanda cargada positivamente a través de la atracción de Coulomb, lo que es beneficioso para el contacto mutuo entre el abrasivo y la capa blanda en la superficie del vidrio pulido y promueve la mejora de la tasa de pulido.