包含多个磨料颗粒的组合物及其使用方法技术

本公开提供一种组合物，所述组合物具有多个包含氧化铝的磨料颗粒，所述多个磨料颗粒具有平均内消旋支化指数为至少55结/微米2且中值粒度(D50)为至少5微米的中孔隙。值粒度(D50)为至少5微米的中孔隙。值粒度(D50)为至少5微米的中孔隙。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含多个磨料颗粒的组合物及其使用方法


[0001]本专利技术涉及一种组合物，并且更具体地，涉及一种包含磨料颗粒的干粉组合物和/或浆料。

技术介绍

[0002]材料去除操作中所用的组合物是已知的。此类磨料组合物可包括固定磨料组合物，其中磨料颗粒的集合附着到主体或基底。替代地，某些磨料组合物可包括游离磨料，其中磨料颗粒未附着到主体或基底，而是作为浆料或混合物包含在液体载体内。可根据材料去除操作的类型，选择使用固定磨料或游离磨料。
[0003]常规磨料浆最常用于抛光材料(例如，玻璃、金属等)。电子设备制造业使用抛光浆进行化学机械平面化(CMP)。在典型CMP工艺中，将基底(例如，晶圆)布置成与移动的抛光垫(例如，附接到压板的旋转的抛光垫)接触。通过与基底膜发生化学和机械相互作用，浆料相对基底的相对移动有助于平面化(抛光)过程，基底膜由于垫相对于基底的移动的影响而被平面化。
[0004]其他行业也需要抛光组合物。例如，汽车行业出于各种原因使用抛光组合物，包括油漆和保护性涂层的表面处理。例如，透明涂层是一种有光泽且透明的涂层，通常喷涂在机动工具(例如，汽车、船只、飞机等)的彩色油漆涂层上。透明涂层可形成与环境的最终界面。因此，除了为油漆提供期望的光泽度外，透明涂层还可提供防护作用，以防止紫外线使汽车上的油漆褪色，并保护彩色涂层免受各种形式的有害化学物质、鸟粪、酸雨、轻微划痕等的影响。涂上透明涂层后，通常对其进行抛光，以提供期望的光洁度。
[0005]在一个方面，本文公开了一种用于在工件上进行材料去除过程的方法，该方法包括：相对于工件移动多个磨料颗粒，该多个磨料颗粒包含氧化铝，并且进一步包括以下至少一项：a)至少55结/微米2的平均内消旋支化指数和至少5微米的中值粒度(D50)；b)至少5体积％的孔隙率和不大于7.5的半100％分布值(D100
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D0)/D50；或c)它们的任意组合。
[0006]在另一方面，本文公开了一种组合物，该组合物包括：多个包含氧化铝的磨料颗粒，其中该多个磨料颗粒包含平均内消旋支化指数为至少55结/微米2且中值粒度(D50)为至少5微米的中孔隙。
[0007]在另一方面，本文公开了一种组合物，该组合物包括：多个包含氧化铝的磨料颗粒，其中该多个磨料颗粒包含至少5体积％的孔隙率和不大于7.5的半100％分布值(D100
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D0)/D50。
附图说明
[0008]通过参考附图，可以更好地理解本公开，并且让本公开的众多特征和优点对于本领域的技术人员显而易见。
[0009]图1至图4包括在图像分析的不同阶段根据实施例的磨料颗粒的一部分的图像。
具体实施方式
[0010]本说明书涉及包含多个磨料颗粒的组合物，更具体地，涉及抛光组合物。抛光组合物可用于多种应用，包括但不限于机动工具、航空航天、工业、医疗、电气设备制造、包装等。
[0011]根据一方面，抛光组合物可包括特定类型的磨料，该磨料包含具有特定微观结构特征和粒度分布属性的氧化铝。在一些情况下，用于形成包含氧化铝的磨料颗粒的原料可为氧化铝前体粉末。氧化铝前体粉末可为氢氧化铝粉末。在一些实施例中，氢氧化铝粉末可包括三水铝石、勃姆石、水铝石或它们的任意组合。在一些实施例中，氧化铝前体粉末可为含有过渡氧化铝相的氧化铝粉末。例如，氧化铝前体粉末可包括伽马(γ)、埃塔(η)、塞塔(θ)、恺(χ)、(卡帕)κ和/或德尔塔(δ)相氧化铝。
[0012]氧化铝前体粉末的颗粒可包含平均初级微晶尺寸小于5微米的多个微晶。在一些实施例中，氧化铝前体粉末的颗粒可包含平均初级微晶尺寸在至少0.01微米至不大于5微米的范围内的多个微晶。氧化铝前体粉末还可具有至少约100m2/g的比表面积和至少2g/cm3的密度。
[0013]为了生产包含氧化铝的磨料颗粒，可将上述氧化铝前体粉末煅烧。当氧化铝前体粉末被煅烧时，可形成氧化铝。然而，氧化铝可处于多种相，包括γ、η、θ、χ、κ、δ和/或阿尔法(α)相。氧化铝的每一相均可具有独特的晶体结构和性质。
[0014]可在氧化铝前体粉末的煅烧中使用的各种装置包括回转窑、静态窑、马弗炉、升降窑或推板窑等。煅烧过程的温度可为约700℃
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1600℃，诸如约800℃
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1500℃、约900℃
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1400℃、约1000℃
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1300℃、或约1100℃
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1300℃。煅烧时间可为约1
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48小时，诸如约12
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48小时、约24
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48小时。
[0015]煅烧粉末的颗粒可包含平均初级微晶尺寸小于约5微米，诸如小于约2微米或小于约1微米或小于约0.5微米的多个微晶。在一些实施例中，煅烧粉末的颗粒可包含平均初级微晶尺寸小于约0.01
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5微米、约0.05
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2微米、约0.075
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1微米、或约0.1
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0.5微米的多个微晶。
[0016]煅烧粉末还可具有约1
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20m2/g的比表面积(SSA)，以及大于或等于约3g/cm3，诸如在包括至少3且不大于4g/cm3的范围内的密度。
[0017]煅烧粉末也可为多孔的。具体地，煅烧粉末可为中孔的和大孔的。中孔隙和大孔隙可通过孔体积和孔径来定量。例如，煅烧粉末的至少一部分可为中孔的，其具有在0.001
‑
0.5cm3/g的范围内的孔体积和约2
‑
50nm的孔径。另外，煅烧粉末的至少一部分可为大孔的，其具有约0.01
‑
0.2cm3/g的孔体积和约50
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500nm的孔径。
[0018]在煅烧后，可将粉末研磨以获得期望的粒度分布。该粒度分布可通过多种特征来描述。在煅烧粉末的研磨中可使用各种装置，包括立式搅拌机、卧式搅拌机、辊磨机、喷磨机或行星式磨机等。另外，研磨可以湿法或干法过程进行。
[0019]例如，湿法过程可包括使用采用了主轴和精细介质的立式搅拌机。立式搅拌机中的介质∶粉末比可为约2∶1，立式搅拌器的rpm可为约100
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1500rpm，并且可在搅拌机中使用表面活性剂来控制zeta电位和分散。
[0020]干磨过程的实例包括辊磨机和喷磨机。辊磨机可包括不同负载的介质和粉末。此外，滚动的RPM可改变。喷磨机可利用空气对颗粒的冲击来研磨颗粒。此外，空气分级机可与喷磨机一起使用来仔细控制颗粒的分布粒度。此外，也可使用行星式磨机，其依靠在装有介
质的陶瓷容器中旋转冲击研磨粉末。
[0021]在一些实施例中，可使用研磨粉末作为多个磨料颗粒，该多个磨料颗粒可被置于液体载体中以形成浆料。多个磨料颗粒可悬浮在液体载体中。液体载体可为水或其他材料。
[0022]在一个特定方面，抛光组合物中的多个磨料颗粒可包括一定含量的氧化铝，其可促进组合物的性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种组合物，其包括：多个包含氧化铝的磨料颗粒，其中所述多个磨料颗粒包含平均内消旋支化指数为至少55结/微米2且中值粒度(D50)为至少5微米的中孔隙。2.一种组合物，其包括：多个包含氧化铝的磨料颗粒，其中所述多个磨料颗粒包含至少5体积％的孔隙率和不大于7.5的半100％分布值(D100
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D0)/D50。3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述多个磨料颗粒包含平均内消旋支化指数为至少55结/微米2且中值粒度(D50)为至少5微米的中孔隙。4.根据权利要求1、2或3中任一项所述的组合物，其中所述多个磨料颗粒的粒度分布具有至少3.0且不大于20的方差。5.根据权利要求4所述的组合物，其中所述方差为至少3.0且不大于8。6.根据权利要求1、2或3中任一项所述的组合物，其中所述多个磨料颗粒基本上由α
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氧化铝组成。7.根据权利要求1或3中任一项所述的组合物，其中所述多个磨料颗粒的所述中值粒度(D50)为至少5微米且不大于20微米。8.根据权利要求1、2或3中任一项所述的组合物，其中所述多个磨料颗粒包含至少2.5的偏斜...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：