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(chǎn)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(huán)境清潔等優(yōu)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(shù)原因其產(chǎn)量和使用量遠(yuǎn)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(yuǎn)高于氧化鈰拋光粉。氧化鈰拋光液主要應(yīng)用于半導(dǎo)體拋光或玻璃硬盤的基片拋光。

       隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人們?nèi)找嬖鲩L的生活需要，稀土拋光粉的應(yīng)用領(lǐng)域變得越來越寬。稀土拋光粉的作用從人們?nèi)粘Ｉ钛由斓娇茖W(xué)技術(shù)尖端領(lǐng)域。稀土拋光粉的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：平板玻璃、眼鏡鏡片和鏡框、陰極射線管、光學(xué)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?；濉⒏呙芏扔涗浻么疟P基板、超精密度光學(xué)元件等。除此之外，還應(yīng)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(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)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(jīng)化學(xué)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(xué)性質(zhì)如粘度、化學(xué)活性等密切相關(guān)。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(yīng)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(guī)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(jù)制取工藝的不同，將稀土拋光粉分為草酸鹽、硫酸鹽(包括復(fù)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(xì)、化學(xué)活性好、研磨能力強和使用壽命長等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于光學(xué)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(yōu)點，因此作為拋光材料廣泛應(yīng)用在精密玻璃和ULSI SiO₂介質(zhì)層的化學(xué)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(zhì)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(wěn)定劑、氧化劑、pH調(diào)節(jié)劑等化學(xué)試劑，繼續(xù)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(jié)構(gòu)等。

三 技術(shù)現(xiàn)狀及存在問題

       目前，我國生產(chǎn)稀土鈰基拋光粉的原料有很多種，不同的原料對應(yīng)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(chǎn)、設(shè)備、技術(shù)等方面存在很多缺陷，許多生產(chǎn)廠的生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)靠從國外引進(jìn)，自主性較差；在產(chǎn)品的規(guī)格、品種、質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化等方面，與國外還有差距。經(jīng)過調(diào)研分析，并征求專家意見，確定了該領(lǐng)域的技術(shù)壁壘。技術(shù)壁壘要素：①高純體源制備圖難，一些雜質(zhì)元素對拋光性能有著重要的影響。②形貌單一、粒徑均一、結(jié)品度高、重復(fù)性好、穩(wěn)定性高的氧化鈰粉體制備水平低，現(xiàn)有的制備工藝難以達(dá)到制備高性能拋光粉的要求。③生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計、加工水平低，如烘干、培燒設(shè)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(jīng)驗化的加工過程，理論無法指導(dǎo)實踐。