氧化鈰在拋光上的前景

時(shí)間：2020-11-25作者：杭州萬(wàn)景新材料有限公司瀏覽：53

氧化鈰在拋光上的前景
信息和光電子領(lǐng)域的高速發(fā)展促進(jìn)了化學(xué)機(jī)械拋光 (CMP)技術(shù)的不斷較新。除了設(shè)備和材料外 , 高精度表面的獲取較有賴于高效研磨粒子的設(shè)計(jì)與工業(yè)化生產(chǎn),以及相應(yīng)的拋光漿料的調(diào)配。而且隨著表面加工精度和效率要求的不斷提高，對(duì)高效拋光材料的要求也越來(lái)越高。二氧化鈰在微電子器件和精密光學(xué)元器件表面精密加工中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。
氧化鈰拋光粉（VK-Ce01）拋光粉因具有切削能力強(qiáng)，拋光效率高，拋光精度高，拋光質(zhì)量好，操作環(huán)境清潔，污染小，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，而在光學(xué)精密拋光和CMP等領(lǐng)域占有重要的地位。

氧化是基本性質(zhì)：
二氧化鈰，又稱氧化鈰，為鈰的氧化物，此時(shí)鈰的化合價(jià)為+4價(jià)，化學(xué)式為CeO2。純品為白色重質(zhì)粉末或立方體結(jié)晶，不純品為淺黃色甚至粉紅色至紅棕色粉末(因含有微量鑭、鐠等)。常溫、常壓下，二氧化鈰是鈰的穩(wěn)定氧化物。鈰還能形成+3價(jià)的Ce2O3，其不穩(wěn)定，會(huì)和O2生成穩(wěn)定的CeO2。氧化鈰微溶于水、堿和酸。密度7.132 g/cm3，熔點(diǎn)2600℃，沸點(diǎn)3500℃ 。

氧化鈰的拋光機(jī)制
CeO2顆粒的硬度并不高，如下表所示，氧化鈰的硬度遠(yuǎn)**金剛石、氧化鋁，也**氧化和氧化硅，與三氧化二鐵相當(dāng)。因此僅從機(jī)械方面來(lái)看，以低硬度的氧化鈰去拋光基于氧化硅的材料，如鹽玻璃、石英玻璃等，是不具有技術(shù)可行性的。但是氧化鈰卻是目前拋光基于氧化硅材料甚至氮化硅材料 拋光粉。可見氧化鈰拋光還具**械作用之外的其他作用。常用研磨、拋光材料的硬度材料金剛石在CeO2晶格中通常會(huì)出現(xiàn)氧空位使得其理化性能發(fā)生變化，并對(duì)拋光性能產(chǎn)生一定的影響。常用的氧化鈰拋光粉中均含有一定量的其他稀土氧化物，氧化鐠（Pr6O11）也為面心立方晶格結(jié)構(gòu)，可適用于拋光，而其他鑭系稀土氧化物沒(méi)有拋光能力，它們可在不改變CeO2晶體結(jié)構(gòu)的條件下，在一定范圍內(nèi)與之形成固溶體。對(duì)高純納米氧化鈰拋光粉（VK-Ce01）而言，氧化鈰（VK-Ce01）的純度越高,拋光能力越大,使用壽命也增加,特別是硬質(zhì)玻璃和石英光學(xué)鏡頭等長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)拋光時(shí),以使用高純度的氧化鈰拋光粉（VK-Ce01）為宜。

氧化鈰拋光粉的應(yīng)用：
氧化鈰拋光粉（VK-Ce01），主要用于玻璃制品的拋光，其主要應(yīng)用于以下領(lǐng)域：
1.?眼鏡、玻璃鏡片拋光；
2.光學(xué)鏡頭、光學(xué)玻璃、透鏡等；
3.手機(jī)屏玻璃、手表面（表門）等；
4.?液晶顯示器各類液晶屏；
5.?水鉆、燙鉆（發(fā)卡，牛仔褲上的鉆石）、燈飾球（大型大廳內(nèi)的豪華吊燈）；
6.?水晶工藝品；
7.?部分玉石的拋光

目前氧化鈰拋光的衍生：
氧化鈰表面摻鋁以 提gao其拋光光學(xué)玻璃
在南昌大學(xué)稀土與微納功能材料研究中心的金 靇 , 孫戊辰 , 焦曉燕 , 李艷花 , 羅 巍 , 李永繡等人，提出拋光粒子的復(fù)合化和表面修飾是目前提高CMP拋光效率和精度的主要方法和途徑。因?yàn)橥ㄟ^(guò)多組分元素的復(fù)合可以調(diào)諧粒子性能 , 并通過(guò)表面修飾來(lái)提高拋光漿料的分散穩(wěn)定性和拋光效率。摻雜 TiO2 的 CeO2粉體的制備和拋光性能 , 可以使拋光效率提高工作效率 50%以上 , 同時(shí) , 表面缺陷也降低 80%。 CeO2 ZrO2 , SiO2 2CeO2 復(fù)合氧化物的協(xié)同拋光效果 ;因此 , 摻雜氧化鈰微納米復(fù)合氧化物的制備技術(shù)對(duì)于發(fā)展新型拋光材料,探討拋光機(jī)制具有非常重要的意義。除了摻雜量外 , 摻雜物在合成粒子中的狀態(tài)和分布對(duì)其表面特性和拋光性能的影響也非常大 。
其中，具有包覆態(tài)結(jié)構(gòu)的拋光粒子的合成較加引人矚目。因此，合成方法及條件的選擇也非常重要，尤其是那些簡(jiǎn)單易行成本又低的方法 。以水合碳酸鈰為主要原料，采用濕固相機(jī)械化學(xué)法來(lái)合成鋁摻雜氧化鈰拋光粒子。在機(jī)械力作用下，水合碳酸鈰大顆?？梢员唤饫沓杉?xì)小顆粒，而鋁則與氨水反應(yīng)形成無(wú)定形的膠體粒子。這種膠體粒子易于附著在碳酸鈰顆粒上，經(jīng)干燥和煅燒，可以在氧化鈰表面實(shí)現(xiàn)鋁的摻雜。采用這種方法合成了不同鋁摻雜量的氧化鈰粒子，并對(duì)其拋光性能進(jìn)行了表征，適量鋁摻入氧化鈰粒子表面后，將導(dǎo)致表面電位負(fù)值的增大，進(jìn)而使磨料顆粒間存在較強(qiáng)的靜電斥力，促進(jìn)磨料懸浮穩(wěn)定性提高。與此同時(shí)，磨料粒子與帶正電荷的軟質(zhì)層之間的通過(guò)庫(kù)侖引力的相互吸附作用也將加強(qiáng)，有利于磨料與被拋玻璃表面軟質(zhì)層的相互接觸 , 促進(jìn)拋光速率的提高。
 


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