[发明专利]一种用于硅片抛光的纳米氧化铈的制备方法

说明书

一种用于硅片抛光的纳米氧化铈的制备方法，包括以下步骤：a、将一定量的硅酸盐加水搅拌溶解，再将不溶解的铈盐加到硅酸盐与水的溶液中，再经过球磨，得到均匀分散好的浆料；b、将步骤a所得的浆料采用闪蒸的方式进行干燥，得到干燥的、均匀的、细致的粉料；c、将步骤b所得的粉料进行煅烧，即成。本发明具有工艺简单，对设备要求不高，产生易于吸收处理的尾气，生产成本低，粒径在100‑120nm、粒径分布窄、易于分散等优点。

技术领域

本发明涉及一种用于硅片抛光的纳米氧化铈的制备方法。

背景技术

稀土元素具有独特的外层电子结构，使其具有独特的电、光、热、磁等性能，可以在高能磁性器件、发光器件、抛光材料、催化剂及其他功能材料方面有着广泛的应用，因而也被称为工业“味精”。我国的稀土资源十分丰富，约占世界已探明储量的80％以上，工业储量为世界第一，为我国稀土工业的发展提供了得天独厚的条件。作为一种重要的稀土纳米氧化物，氧化铈因具有良好的储氧能力和特殊的结构，被广泛用于化学机械抛光等领域。球状的纳米颗粒是最为理想的打磨材料，但是球状的晶面具有较高的表面能，在工艺上很难实现，这些纳米球形二氧化铈颗粒拥有较强的氧化性和化学活性，可与光学玻璃、光学晶体、单晶硅等抛光件发生表面氧化反应，从而获得极高的抛光去除率，并且纳米球形二氧化铈由于没有明显的棱角不会划伤抛光件的表面，更容易获得高平整度的表面。

国内的高校及研究所尝试采用多种方法合成了多种尺寸的球形氧化铈颗粒，例如： CN107043121A提出了纳米空心球形氧化铈的制备方法，其采用的是化学的方式，所得氧化铈空心球的平均粒径达到了亚微米 (0.3μm)；CN109455724A提出了一种超高纯硅溶胶的制备方法，但是其制备步骤繁多，工序复杂，而且时间周期较长，工艺效率差，导致其成本较高。大部分专利提到的纳米氧化铈制备方法都是采用氯化铈或者硝酸铈，这些制备方法会产生高腐蚀性及有毒的尾气，会对设备造成腐蚀，对设备的耐蚀性提出更高的要求，而且有毒的尾气处理难度较大，同时增加了生产成本。因此，通过一种有效的、低成本、环保的方式合成粒径纳米的、且尺寸大小可控的、稳定性能优良的氧化铈纳米球成为研究的重点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种工艺简单，对设备要求不高，产生易于吸收处理的尾气，生产成本低，粒径在100nm、粒径分布窄、易于分散的用于硅片抛光的纳米氧化铈的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于硅片抛光的纳米氧化铈的制备方法，包括以下步骤：

a、将一定量的硅酸盐加水搅拌溶解，再将不溶解的铈盐加到硅酸盐与水的溶液中，再经过球磨，得到均匀分散好的浆料；

b、将步骤a所得的浆料采用闪蒸的方式进行干燥，得到干燥的、均匀的、细致的粉料；

c、将步骤 b所得的粉料进行煅烧，即成。

进一步，步骤a中，所述的硅酸盐为硅酸钠或氟硅酸钠。

进一步，步骤a中，所述的不溶解铈盐为碳酸铈或草酸铈等。

进一步，步骤a中，所用的硅酸盐与不溶解的铈盐的质量比为0.05～0.5:1。

进一步，步骤a中，采用的是行星式球磨。

进一步，步骤c中，煅烧所用设备为马弗炉、推板窑、回转窑或悬浮煅烧炉等。

进一步，步骤c中，煅烧的温度为500～900℃，煅烧的时间为30～60min。

本发明的优点：

（1）方法简单且稳定，工序少，对设备要求不高，所用的原材料种类少，产生易于吸收处理的尾气，生产成本低；

（2）生产的纳米氧化铈为类球形，粒径在100-120nm、粒径分布窄、易于分散；