基于铈的颗粒制造技术

本发明专利技术涉及基于铈的颗粒以及其作为用于抛光的组合物的组分的用途。本发明专利技术还涉及制备这些基于铈的颗粒的方法。

Cerium based particles

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于铈的颗粒本专利技术涉及基于铈的颗粒及其作为用于抛光的组合物、具体是CMP组合物的组分的用途。本专利技术还涉及制备这些基于铈的颗粒的方法。本申请要求于2017年6月15日提交的欧洲申请号17176255.2的优先权，出于所有目的将所述申请的全部内容通过援引方式并入本申请。技术问题由于其良好的研磨特性，已知基于铈的颗粒是用于对无机表面如玻璃或在电子工业中使用的表面进行抛光的研磨配制品中的成分。研磨配制品必须展现出从表面中高度去除材料，这反映了它们的研磨能力。它们还必须具有尽可能低的缺陷性(defectuosity)；术语“缺陷性”旨在具体意指一旦用该配制品处理后的表面展现出的划痕的数量。这些基于铈的颗粒通常以分散体形式商业化。这些分散体通常由颗粒组成，这些颗粒的尺寸小于300nm。太细的颗粒的存在降低了这些颗粒的研磨能力，并且太大的颗粒可能造成缺陷性的增加。仍然需要具有改善的研磨特性的基于铈的颗粒。本专利技术的基于铈的颗粒旨在解决这一技术问题。
技术实现思路
本专利技术涉及铈和镧的混合氧化物的颗粒，其特征在于：-摩尔比La/(La+Ce)包括在0.01与0.15之间、更具体地在0.01与0.12之间；-比表面积(BET)在3与14m2/g之间、更具体地在7与13m2/g之间、甚至更具体地在8与12m2/g之间；-它们基本上是立方体的。本专利技术还涉及铈和镧的混合氧化物的颗粒，其特征在于：-摩尔比La/(La+Ce)包括在0.01与0.15之间、更具体地在0.01与0.12之间；-比表面积(BET)在3与14m2/g之间、更具体地在7与13m2/g之间、甚至更具体地在8与12m2/g之间；-通过SEM获得的这些颗粒的图像展现出具有基本上相同长度的4条边，并且是使得这4条边的邻边形成基本上等于90°的角。本专利技术还涉及一种上文披露的颗粒在液体介质中的分散体。
技术介绍
WO2015/091495披露了铈氧化物颗粒的液体悬浮液。没有提及由铈和镧的混合氧化物制成的立方体颗粒。WO2015/197656披露了掺杂金属的铈氧化物颗粒。掺杂元素M在元素的长清单(包括镧)中选择。在300℃下煅烧后的比表面积包括在20与100m2/g之间，这意味着新鲜产物的比表面积可能高于20m2/g。没有提及比表面积(BET)在3与14m2/g之间的立方体颗粒。因为CeIV/Ce总比率较高，所以该制备方法与本专利技术的方法不同。此外，未给出老化步骤的条件。WO08043703披露了铈氧化物颗粒在液相中的悬浮液，所述颗粒是具有至多200nm的平均尺寸的二次颗粒，并且所述二次颗粒包含平均尺寸为至多100nm的一次颗粒，其中标准偏差为所述一次颗粒的所述平均尺寸值的至多30％。这些颗粒是仅基于铈氧化物。WO2013/067696披露了抛光组合物，该抛光组合物包含基于铈的颗粒、聚丙烯酸盐、酸酯、消泡剂和任选的液体介质。这些基于铈的颗粒是基于铈氧化物、镧铈氧化物、镧铈镨氧化物、镧铈镨钕氧化物或其他掺杂的铈氧化物。没有提及这些颗粒的尺寸。WO2015/091495披露了铈氧化物颗粒在液相中的悬浮液，其中所述颗粒包括含有一次颗粒的二次颗粒，其中所述二次颗粒具有包括在105与1000nm之间的平均尺寸D50，其中标准偏差包括在所述二次颗粒的所述平均尺寸的值的10％与50％之间；并且所述一次颗粒具有包括在100与300nm之间的平均尺寸D50，其中标准偏差包括在所述一次颗粒的所述平均尺寸值的10％与30％之间。这些颗粒是仅基于铈氧化物。这些铈氧化物颗粒的制备方法是基于沉淀步骤和热处理步骤，该沉淀步骤使用包含CeIII和CeIV的溶液(其中比率CeIII/CeIV在1/10000与1/500000之间)以及碱。附图图A展示了根据本专利技术的由铈和镧的混合氧化物制成的颗粒。图B展示了不对应于本专利技术的铈和除La之外的元素的颗粒。图1至图5对应于对比实例1-3和实例1-2的颗粒的照片。这些图上的所有照片都是用日立高新技术公司(HitachiHigh-TechnologiesCorporation)的SEMS-5500获得的。图6对应于用实例3和实例5的分散体的激光衍射获得的尺寸分布。正如所见，这些分布是单模态的。具体实施方式本专利技术涉及铈和镧的混合氧化物的颗粒，其特征在于摩尔比La/(La+Ce)包括在0.01与0.15之间、更具体地在0.01与0.12之间，并且展现出在3与14m2/g之间、更具体地在7与13m2/g之间、甚至更具体地在8与12m2/g之间的比表面积(BET)。本专利技术的颗粒的特征在于它们的形状，该形状现在详细地描述于下面的行中。这些颗粒可以被描述为基本上立方体的。这些颗粒可以在通过SEM(扫描电子显微镜术)获得的照片上观察到。必须使用使之可以清楚地鉴别这些颗粒的形状的量级和装置对这些照片进行观察。因此，优选地是单独清楚地区分这些颗粒。用于观察的量级可以例如在从x40000至x500000的范围内。可以使用日立高新技术公司的场致发射型SEMS-5500。通过基于铈的颗粒的SEM获得的这些图像展现出具有基本上相同长度的4条边。此外，这些图像是使得这4条边的邻边形成基本上等于90°的角。由这4条边的邻边形成的角可以包括在88°与92°之间或在89°与91°之间。优选对大量颗粒进行SEM观察以便有可能进行统计分析。这通常是在基于铈的颗粒的相同样品的多于一张照片上完成的。用于观察的颗粒的数量可以优选地高于200。保留的颗粒是使得它们的图像在一张或多张照片上是清晰可见的。更具体地说，展现出具有基本上相同长度的4条边并且使得这4条边的邻边形成基本上等于90°的角的保留颗粒的数量对应于这些颗粒的至少80.0％、更具体地至少90.0％、甚至更具体地至少95.0％。这些颗粒中的一些可以在其表面和/或其一个角上展现出一些缺陷(参见例如图A)。尽管如此，这些颗粒仍然可以保留在统计分析中。本专利技术的这些颗粒的特征还在于特定组成。这些基于铈的颗粒由铈和镧的混合氧化物制成。该混合氧化物包含元素Ce和La，但它也可以另外地包含一些杂质。这些杂质可能来源于在制备混合氧化物的方法中使用的原料或起始材料。这些杂质的总比例总体上是相对于混合氧化物低于按重量计0.2％。在此应用中，残余硝酸盐不被视为杂质。镧使得可以获得立方体形状的颗粒(参见图A的由铈和镧的混合氧化物制成的颗粒以及图B的由铈和除La以外的元素的混合氧化物制成的颗粒)。摩尔比La/(La+Ce)包括在0.01与0.15之间、更具体地在0.01与0.12之间。此比率可以包括在0.01与0.04之间、更具体地在0.02与0.03之间。它也可以包括在0.08与0.12之间、更具体地在0.09与0.11之间。该混合氧化物可以是固溶体。在该情况下，这些镧原子紧密地扩散到铈氧化物结晶结构中。固溶体展现出对称的XRD图案，并且与纯二氧化铈相比，位于27.0°本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.铈和镧的混合氧化物的颗粒，其特征在于：/n-摩尔比La/(La+Ce)包括在0.01与0.15之间、更具体地在0.01与0.12之间；/n-比表面积(BET)在3与14m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170615 EP 17176255.21.铈和镧的混合氧化物的颗粒，其特征在于：
-摩尔比La/(La+Ce)包括在0.01与0.15之间、更具体地在0.01与0.12之间；
-比表面积(BET)在3与14m2/g之间、更具体地在7与13m2/g之间、甚至更具体地在8与12m2/g之间；
-它们基本上是立方体的。


2.铈和镧的混合氧化物的颗粒，其特征在于：
-摩尔比La/(La+Ce)包括在0.01与0.15之间、更具体地在0.01与0.12之间；
-比表面积(BET)在3与14m2/g之间、更具体地在7与13m2/g之间、甚至更具体地在8与12m2/g之间；
-通过SEM获得的这些颗粒的图像展现出具有基本上相同长度的4条边，并且是使得这4条边的邻边形成基本上等于90°的角。


3.根据权利要求1或2所述的颗粒，其中，该摩尔比La/(La+Ce)包括在0.01与0.04之间、更具体地在0.02与0.03之间；或者在0.08与0.12之间、更具体地在0.09与0.11之间。


4.根据权利要求1至3所述的颗粒，其中，该混合氧化物是固溶体。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的颗粒，其中，这些颗粒在其表面上包含羟基基团(OH基团)。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的颗粒，其特征在于，通过动态光散射测定的流体动力学平均直径Dh包括在100nm与1000nm之间、更具体地在100nm与500nm之间、甚至更具体地在100nm与250nm之间、甚至更具体地在150nm与250nm之间。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的颗粒，其特征在于，通过激光衍射测定的中值直径D50包括在100nm与700nm之间、更具体地在100nm与200nm之间。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的颗粒，其特征在于，通过激光衍射测定的直径D10包括在80nm与400nm之间、更具体地在80nm与150nm之间。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的颗粒，其特征在于，通过激光衍射测定的直径D90包括在150nm与1200nm之间、更具体地在150nm与300nm之间、甚至更具体地在200nm与300nm之间。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的颗粒，其特征在于，通过激光衍射测定的直径D99包括在150nm与3000nm之间、更具体地在200nm与2000nm之间、甚至更具体地在200nm与1800nm之间。


11.根据权利要求1至10中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：须田荣作，汤浅学，R托特，
申请(专利权)人：罗地亚经营管理公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR