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                稀土拋光材料

                來源:百度文獻 時間:2018-10-25

                一 簡介

                       稀土拋光材料主要是指氧化鈰拋光粉和氧化鈰拋光液兩類產品。氧化鈰拋光粉因其具有切削能力強、拋光時間短、拋光精度高、操作環境清潔等優點,比其他拋光粉(如Fe2O3紅粉)的使用效果更佳,而被人們稱為“拋光粉之王”。氧化鈰拋光液由于技術原因其產量和使用量遠小于氧化鈰拋光粉,但氧化鈰拋光液的科技含量及附加值要遠高于氧化鈰拋光粉。氧化鈰拋光液主要應用于半導體拋光或玻璃硬盤的基片拋光。

                       隨著科學技術的不斷發展和人們日益增長的生活需要,稀土拋光粉的應用領域變得越來越寬。稀土拋光粉的作用從人們日常生活延伸到科學技術尖端領域。稀土拋光粉的主要應用領域包括:平板玻璃、眼鏡鏡片和鏡框、陰極射線管、光學鏡頭、電子元件、計算機元件、液晶顯示器、特種玻璃、集成電路用光掩?;?、高密度記錄用磁盤基板、超精密度光學元件等。除此之外,還應用于各種寶石、紐扣等飾品及精密金屬制品的拋光。隨著社會進步,其應用領域還將不斷擴展。

                二 分類

                1.稀土拋光粉

                       稀土拋光粉(rare earth polishing powder)是指一種以氧化鈰為主體成分用于提高制品或零件表面光潔度的混合輕稀土氧化物的粉末。通常以氟碳鈰礦精礦(含RE2O3≥70%)或可溶性稀土鹽類(含CeO2/RE2O3=45%~50%的氯化稀土或含CeO2>80%的富鈰稀土化合物)為原料,經化學法處理、灼燒、粉碎、篩分等過程制成。

                稀土拋光粉的拋光能力和氧化鈰的含量及拋光粉的物理化學性質如粘度、化學活性等密切相關。一般含氧化鈰量高的稀土拋光粉,其拋光能力強,但高鈰稀土拋光粉價格貴,廣泛應用的是低鈰稀土拋光粉。在制取稀土拋光粉過程中通常加入含氟和硫酸根的添加劑,使之生成氟化物和硫酸鹽。含有氟化物和硫酸鹽的稀土拋光粉一般具有較好的拋光性能。例如,中國常用的XP-771、XP-CF型稀土拋光粉的氧化鈰平均含量只有50%,但都含有氟化物和硫酸根。

                各國稀土拋光粉的規格型號不盡相同,一般可按氧化鈰含量分為低鈰、富鈰和高鈰三種類型。中國則根據制取工藝的不同,將稀土拋光粉分為草酸鹽、硫酸鹽(包括復鹽)、氟碳酸鹽三種體系。與Fe2O3、Al2O3等研磨材料相比,稀土拋光粉具有粒度細、化學活性好、研磨能力強和使用壽命長等優點,廣泛應用于光學玻璃零件、電視顯像管玻殼、眼鏡片、平板玻璃、示波管和有機玻璃等制品的拋光。

                2.稀土拋光液

                       納米 CeO2 拋光液納米CeO2顆粒具有拋光能力強、拋光后晶片表面損傷度低、拋光選擇性高等優點,因此作為拋光材料廣泛應用在精密玻璃和ULSI SiO2介質層的化學機械拋光中,并且近年來用于集成電路拋光的納米CeO2拋光液在迅速的增加。納米CeO2拋光液的配制過程可以概括為: 將一定質量的納米CeO2顆粒超聲分散到去離子水中,然后加入表面活性劑、分散劑、穩定劑、氧化劑、pH調節劑等化學試劑,繼續超聲分散一定的時間,得到拋光液。影響納米CeO2拋光液拋光性能的因素主要有: 拋光時間、分散劑、氧化劑、pH 值、CeO2顆粒粒徑、CeO2顆粒的濃度、CeO2的微觀結構等。

                三 技術現狀及存在問題

                       目前,我國生產稀土鈰基拋光粉的原料有很多種,不同的原料對應著不同的制備工藝。從制備工藝來看,可以分為兩大類:一是稀土固體原料焙燒法;二是以稀土可溶性鹽為原料的沉淀—焙燒法。

                       在我國,稀土拋光粉在生產、設備、技術等方面存在很多缺陷,許多生產廠的生產設備和技術靠從國外引進,自主性較差;在產品的規格、品種、質量、標準化等方面,與國外還有差距。經過調研分析,并征求專家意見,確定了該領域的技術壁壘。技術壁壘要素:①高純體源制備圖難,一些雜質元素對拋光性能有著重要的影響。②形貌單一、粒徑均一、結品度高、重復性好、穩定性高的氧化鈰粉體制備水平低,現有的制備工藝難以達到制備高性能拋光粉的要求。③生產設備的設計、加工水平低,如烘干、培燒設備。④拋光材料的拋光機理模,拋光粉的拋光過程還是一個高度經驗化的加工過程,理論無法指導實踐。

                 

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