许多高质量超光滑基材表面都需要抛光。抛光时经常要用到抛光液。抛光液主要用于集成电路元器件等半导体材料的制造过程。研磨料以Si0₂,Ce0₂,A1₂0₃, Zr0₂等为主。拿A1₂0₃抛光液来说,由于α-A1₂0₃的硬度高,稳定性好,因此它在处理蓝宝石或半导体材料时,与Si0₂等软质磨料相比,在去除速率上有着明显的优势。因此近年来以A1₂0₃为主要磨料的抛光液越来越受到市场的欢迎,然而,制备一个稳定的A1₂0₃分散体存在一定难度,主要难点为:分散体的分层沉淀问题。
一个好的磨料分散体需达到如下标准:
1、储存后无分层、无沉淀、呈均匀稳定的悬浮液状态。2、分散体要求无触变。3、透明度:要求透明或半透明。除此之外,还有分散体不能稳泡、可能要调入到酸性环境中使用等其它要求。
基于这些要求,我们的思路主要从筛选分散剂着手。
我们测试了不同化学结构的分散剂,其中,大部分分散剂在此抛光液中1个小时就开始分层,隔夜几乎就完全沉淀。如图1
我司经过大量的实验,最终开发出了一款适用于分散SiO₂,CeO₂,A1₂O₃, ZrO₂的产品—— WD 4151。它对SiO₂,CeO₂,A1₂O₃, ZrO₂等磨料具有优异的分散和稳定性能,其中对A1₂O₃分散性能如下:
1、测试配方
2、按照配方制备的A1₂O₃水性分散液的储存稳定性:
储存稳定性:下图为室温储存4月后的状态:
从上图可以看出,使用WD 4151制备的分散液在储存后,无分水、分层和沉淀,状态良好,说明分散液的稳定性优异。
3、验证此分散体是否适合酸性条件使用
由于有的A1₂O₃抛光液需要在PH=3(用硝酸调节)的情况下使用,因此我们将此分散体的PH用硝酸调制PH值为3,测试分散体是否有变化。结果表明用WD 4151制备的分散体依旧稳定,无任何变化。
WD 4151简介
WD4151为复合的非离子化合物,主要组分来自于天然植物,生物降解性非常好,不含壬基酚、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚、辛基酚聚氧乙烯醚,是一只绿色环保的分散剂产品,并且具有低泡,特别适合于分散金属氧化物。
1、主要指标
(1)pH 方法:1%的水溶液
(2)浊点:1%的活性物质在 10%NaCl 溶液中
由此可见,WD 4151可广泛用于各种磨料的分散,尤其是A1₂O₃,是制备无分层、无沉淀的稳定分散体的极佳选择!
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