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作者：许宁;林雨;雒玉欣;马家辉;习世龙;霍宇;高凯龙;高梓恒;王卓;
单位：陕西科技大学材料科学与工程学院;
摘要：采用两步法（化学共沉淀法+熔盐法）制备了CeO_2纳米磨粒，探讨了陈化温度对CeO_2磨粒的粒径尺寸和分布的影响。将CeO_2磨粒通过球磨配制成固含量为1.0%的抛光液，重点研究了pH及表面活性剂种类和含量对抛光液分散稳定性及抛光性能的影响，探讨了表面活性剂对抛光液的分散机理。结果表明：在陈化温度为60℃时，CeO_2磨粒粒径分布均匀，粒径尺寸为100 nm，颗粒存在一定的团聚现象。采用有机酸PAA（聚丙烯酸）和无机盐SHMP（六偏磷酸钠）作为表面活性剂，当pH=6, PAA的添加量为2.0%时，吸光度最大、 Zeta电位绝对值为25.1 mV; SHMP的添加量为0.5%时，Zeta电位绝对值为14.3 mV，对比发现PAA对CeO_2抛光液分散稳定性的提升较SHMP更明显。其次，加入表面活性剂后，CeO_2抛光液对石英玻璃的去除率和表面粗糙度均有提升，添加2.0%PAA的抛光液对石英玻璃的材料去除率为723.43 nm·min~(-1)，表面粗糙度为0.1076 nm，较无表面活性剂CeO_2抛光液对石英玻璃的材料去除率提升了15.39%，表面粗糙度降低了59.99%。本工作认为PAA作为有机酸表面活性剂含有-COOH基团，在水中易电离，形成-COO~-基团，一部分会吸附在CeO_2表面形成静电吸附作用，一部分会与铈离子发生化学反应，形成空间位阻效应，阻碍纳米磨料之间的团聚，提高抛光液的分散稳定性，这对促进抛光液抛光性能提升具有重要意义。
关键词：CeO_2;;表面活性剂;;抛光液;;分散性;;化学机械抛光
基金资助：国家自然科学基金项目(52373314,51905324);; 中国博士后科学基金项目(2022MD713771);; 陕西省重点研究发展计划项目(2023-YBGY-499)资助
