中国粉体网讯 化学机械抛光（CMP）技术是实现材料全局表面平坦化的重要手段，稀土铈基磨料因其具有颗粒硬度适中、可与被抛光材料发生化学反应、可回收性和资源丰富等优势是目前应用最广泛的CMP磨料。
在稀土材料用于抛光粉之前，人们通常以氧化铁为磨料对玻璃原件进行抛光。在1933年，欧洲首次报道将CeO2用于抛光，由于其自身独特的晶体结构、颗粒形状等物理化学性质，使得铈基抛光材料已经取代氧化铁成为抛光领域主要使用的抛光磨料。
稀土抛光粉中的主要有效成分是CeO2，另外含有少量其他稀土氧化物（如La2O3、Pr6O11、Nd2O3等）及添加元素F、S等。通常认为抛光材料中CeO2的含量越高，抛光效率也就越高。其实对于CeO2抛光材料而言，当CeO2>40%（质量分数）后，抛光效率得到明显提高。在此基础上再增加CeO2的含量，增加效果就减缓了。
CeO2抛光粉还可按照Ce含量的不同来分，不同CeO2含量的抛光粉性能各异，下表是目前国内外生产的部分抛光粉的性质及应用领域。
后续再将抛光粉与pH值调节剂、分散剂、抛光助剂等混合就能制备出CeO2抛光液（在抛光中可根据需要配置成不同浓度的CeO2抛光液）。由于CeO2抛光液抛光效率高，一般可达到0.8～1.5μm/min，而且粒子悬浮性好，抛光后易清理，因此通用性很强，常用于精密光学元件、晶体和蓝宝石等的精密抛光过程，同时还可用于多重扩散硅片（储存器硬盘基片）的高精度抛光，还可用于扩散片的抛光过程。
稀土抛光材料的“抛光机理”通常认为是物理研磨和化学研磨的共同作用。物理研磨特指稀土抛光材料对物体表面所进行的机械磨削作用，来平整微痕使其表面光滑；化学研磨是指稀土抛光材料中的氧化铈与硅基材料表面的硅醇键脱水形成氧桥基键，抑制硅基材料水解过程中的再沉积现象，从而提高抛光速率。
对于抛光粉而言，单纯追求高纯度是没有意义的。研究表明，CeO2中掺杂不同稀土元素将使焙烧温度改变，晶粒细化以及产生晶格畸变并形成氧空位，有利于提高抛光能力。此外，其含量、外形、含氟量、硬度等因素都能影响到稀土铈基抛光粉的速率。
2024年7月9日，中国粉体网将在郑州举办“2024高端研磨抛光材料技术大会”，届时，包头稀土研究院高级工程师陈传东将带来《稀土铈基磨料的设计、合成及抛光性能研究》的报告。报告将从提高磨料的抛光效率入手，介绍材料设计合成方面的研究进展及在抛光领域的应用。
专家简介
陈传东，高级工程师，九三学社社员，包头稀土研究院稀土抛光研究室负责人，国家新材料测试评价平台-稀土行业中心-抛光材料负责人，中国稀土学会稀土抛光材料与界表面调控加工技术专业委员会委员，现主要从事稀土有机-无机杂化抛光磨料的合成方法学、多孔材料、CMP抛光机理及产业化等方面的研究。先后承担和参与国家863项目、省部级及以上科研项目20余项，在国内外SCI/EI期刊公开发表学术论文30余篇，授权国家发明专利2项，参与起草国家/行业标准3项、主持起草企业标准2项。
来源：
戴蒙姣：氧化铈磨粒的可控制备及其抛光性能研究
（中国粉体网编辑整理/空青）
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