包覆结构CeO2／SiO2复合磨料的合成及其应用.pdfVIP

第 20卷第 1期 中国有色金属学报 2010年 1月 、，o1．20No．1 TheChineseJournalofNonferrousM etals Jan．2Ol0 文章编号：1004．0609(2010)01．0163—07 包覆结构Ce02／SiO2复合磨料的合成及其应用 陈 杨 一，隆仁伟 ，陈志刚 (1．江苏工业学院 材料科学与工程学院，常州 213164； 2．常州市高分子新材料重点实验室，常州 2131641 摘 要：以正硅酸乙酯水解所得的SiO2微球为 内核，采用均匀沉淀法制备具有草莓状包覆结构的CeO ／SiO，复合 粉体。利用x射线衍射仪、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪(XPS)、动态光散射仪和Zeta电位测定仪等手 段，对所制备样品的物相结构、组成、形貌和粒径大小进行表征。将所制备的包覆结构 CeO2／SiO2复合粉体用于 硅晶片热氧化层的化学机械抛光，用原子力显微镜(AFM)观察抛光表面的微观形貌，测量表面粗糙度，并测量材 料去除率。结果表明：所制备的CeO2／SiO2复合颗粒呈规则球形，平均粒径为 150～200nln，CeO2纳米颗粒在SiO2 内核表面包覆均匀。CeO2颗粒的包覆显著地改变复合颗粒表面的电动力学行为，CeO2／SiO2复合颗粒的等电点为 6．2，且明显地偏向纯 CeO2；CeO2外壳与 SiO2内核之间形成 si— ()_～ce键，两者产生化学键结合；抛光后的硅 热氧化层表面在 2gmX2gm范围内粗糙度为 0．281nnl，材料去除率达到454．6nmm／in。 关键词：CeO2／SiO2复合磨料；包覆；化学机械抛光 中图分类号：TB383 文献标识码：A SynthesisandapplicationofCeO2-coatedSiO2compositeabrasives CHEN Yang一，LONGRen—wei，CHEN Zhi．gang (1．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，JiangsuPolytechnicUniversity,Changzhou213164，China； 2．KeyLaboratoryofPolymerMaterials，Changzhou213164，China) Abstract：TheSiO2nanoparticlespreparedbythehydrolyzingtetraethylorthosilicateweredirectlycoatedwithCeO2by chemicalprecipitationtechn ique．Theas—preparedsampleswereanalyzedwithX-raydiffractometry(XRD)，transmission electronmicroscope，X—rayphotoelecrtonspectrometer，dynamiclightscatterandZetapotentialanalyzer．Thethermal oxidefilm coveredsiliconwaferwaspolishedbyCeO2一coatedSi02compositeabrasives，andthepolishingbehaviorof thenovelcompositeabrasiveswaschraacterizedbyatomicforcemicroscope(AFM)．Theresultsindicatehtatthe monodisperse，sphericalCeO2一coatedSi02particleshaveaparticlesizeof150—200mnandareunifomr lycoatedbyhte C