SiO_2-CeO_2复合氧化物对硅片的抛光性能评价

用合成的S iO2-CeO2复合氧化物对单晶硅片进行抛光,测定其抛光速率与制备条件及浆料配制条件之间的关系。结果表明:经800℃煅烧后制得的硅铈摩尔比nS iO2∶nCeO2为2∶1的复合氧化物对硅片具有最大的抛蚀速率。与此同时,选用三乙醇胺和六偏磷酸钠分别作为浆料的pH调节剂和分散剂可以获得理想的浆料分散性和悬浮稳定性。确定了抛光浆料的最佳pH值和固含量分别为11和4%。     

CeO2-ZrO2复合氧化物的制备及协同抛光性能

Sub-micrometer ultra fine CeO₂-ZrO₂ mixed oxides have been prepared by milling solid cerium carbonate and zirconium oxy-chloride with ammonia and followed by filtering, drying and calcining procedures. The effects of Ce/Zr molar ratio, milling time and calcining temperature on the phase composition, particle size and morphology, surface charge, as well as the polishing property were investigated. The results show that the mixed oxide calcined at 1 000 ℃ is composed of cubic ceria doped with zirconium and tetragonal zirconia doped with cerium, and the phase composition varies with calcination temperature and the Ce/Zr molar ratio. The monoclinic zirconia is observed when decreasing calcination temperature and shortening milling time, demonstrating that milling and calcining can force the phase transformation from monoclinic zirconia to cerium stabilized tetragonal zirconia and zirconium doped cubic ceria solid solutions. The removal rate for the optical glass polishing varies with Ce/Zr molar ratio. A synergetic polishing effect is found when Ce/Zr molar ratio below 4, and the optimal Ce/Zr molar ratio is 1∶1. At the same time, the cubic ceria content, density, particle size and surface charge all increase when calcination temperature increasing from 800 ℃ to 1 100 ℃. However, the particle morphology changes from disperse quasi-sphere to irregular aggregation and the maximal removal rate for optical glass polishing lies at 1 000 ℃.These facts show that the polishing property of the synthesized ceria-zirconia mixed oxide is affected by the particle physical characteristics comprehensively.     

碱式氯化镁5Mg(OH)2·MgCl2·3H2O的制备与表征

以氨水和盐湖盛产的水氯镁石为原料经过两步反应制备碱式氯化镁。第一步,水氯镁石和氨水反应制备氢氧化镁;第二步,利用氢氧化镁和水氯镁石,通过水热反应得到了具有纤维形貌、结晶较好的碱式氯化镁。应用化学分析、XRD、SEM和FIIR等手段对产物进行测试与表征。化学分析结果表明产物组成为5Mg(OH)₂·MgCl₂·3H₂O。将得到的5Mg(OH)₂·MgCl₂·3H₂O和碱式氯化镁系列标准XRD图对照,未有较好的匹配,且结合化学分析和已报道碱式硫酸镁具有5Mg(OH)₂·MgSO₄·3H₂O物相,因而推测其为新物相;SEM图中5Mg(OH)₂·MgCl₂·3H₂O纤维直径约为0.4 μm,平均长度大于24 μm,长径比大于60;FTIR图谱中3 419 cm^-1附近出现了氢键的O-H伸缩振动吸收峰,1 635 cm^-1附近出现了游离水中H-O-H的弯曲振动吸收峰。水热合成的5Mg(OH)₂·MgCl₂·3H₂O和常压下的产物相比直径较小,晶形更完整,强度更高。     

碱式氯化镁5Mg(OH)2·MgCl2·3H2O的制备与表征

以氨水和盐湖盛产的水氯镁石为原料经过两步反应制备碱式氯化镁.第一步,水氯镁石和氨水反应制备氢氧化镁;第二步,利用氢氧化镁和水氯镁石,通过水热反应得到了具有纤维形貌、结晶较好的碱式氯化镁.应用化学分析、XRD、SEM和FIIR等手段对产物进行测试与表征.化学分析结果表明产物组成为5Mg(OH)2·MgCl2·3H2O.将得到的5Mg(OH)2·MgCl2·3H2O和碱式氯化镁系列标准XRD图对照,未有较好的匹配,且结合化学分析和已报道碱式硫酸镁具有5Mg(OH)2·MgSO4·3H2O物相,因而推测其为新物相;SEM图中5Mg(OH)2·MgCl2·3H2O纤维直径约为0.4μm,平均长度大于24 μm,长径比大于60;FTIR图谱中3419 cm-1附近出现了氢键的O-H伸缩振动吸收峰,1635 cm-1附近出现了游离水中H-O-H的弯曲振动吸收峰.水热合成的5Mg(OH)2·MgCl2·3H2O和常压下的产物相比直径较小,晶形更完整,强度更高.     

SiO2-CeO2复合氧化物的制备及抛光性能

采用正硅酸乙酯溶胶-凝胶法制备纳米SiO₂，并与氯化铈溶液混合，用氨水沉淀法制备了SiO₂-CeO₂复合氧化物。利用XRD、SEM等手段对其物相类型、外观形貌、颗粒大小、表面电位等物理性能进行了表征，测定了它们对3种光学玻璃的抛光速率。结果表明：合成复合氧化物具有立方萤石型结构，由Sherrer方程计算的晶粒D_XRD(200)小于100 nm甚至10 nm。随着SiO₂复配量的增加和煅烧温度的降低，晶粒度减小，比表面增大；激光粒度分析仪测定的中位粒径D₅₀在2～3 μm之间，且随SiO₂复配量的增加呈增大趋势，但随煅烧温度的变化在800 ℃时出现极小值，而此时的ζ电位的负值最大，对3种玻璃的抛光速率也最大。证明抛光速率与表面电位及相应的悬浮性、颗粒大小有直接关系。随着SiO₂复配量的增加，复合氧化物的ζ电位负值及对3种玻璃的抛光速率均增大。因此，在CeO₂中复配SiO₂是提高抛光速率的有效方法，此时，最佳的煅烧温度为800 ℃。