表面活性剂对纳米CeO2在水介质中分散性能的影响

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1、第43卷第1期2011年2月南Journalof京航空航天大学学报NanjingUniversityofAeronautics＆AstronauticsV01．43No．1Feb．2010表面活性剂对纳米Ce02在水介质中分散性能的影响孙玉利左敦稳王宏宇朱永伟李军(南京航空航天大学机电学院，南京，210016)摘要：在对纳米Ce02粉体的Zeta电位进行测量的基础上，采用阴离子表面活性荆油酸和非离子型表面活性荆聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对纳米Ce02粉体进行了分散实验，系统研究了超声分散时间、表面活性剂种类和浓度对纳米CeO：粉体在

2、水相介质中分散稳定性能的影响。结果表明：随超声时间的延长，纳米Ce0：粉体的分散稳定性出现先增后降的变化规律；分散剂种类和浓度不同，纳米Ceoz的紫外吸收效果和可见光透光性也不同；对于每一种分散剂均存在最佳超声时间和最佳浓度。纳米Ce0：粉体在水相介质中的最佳分散工艺为：超声时间10rain，浓度(质量分数)为2．0％的PVP。关键词：纳米Ceoz粉体；分散；水相介质；分散荆中图分类号：TB383文献标识码：A文章编号：1005—2615(2011)01—0071—04EffectofSurfactantsonDispersing

3、PropertiesinWaterSuspensionforCe02NanopowdersSunYuli，ZuoDunwen，WangHongyu，ZhuYong'wei，LiJun(CollegeofMechanicalandElectricalEngineeering，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：OnthebasisofmeasurementofZetapotentialofCe02nano-powders，

4、theinfluencesofsuper—sonictimeandsurfactantconcentrationonthestabilityofCe02suspensionissystematicallystudiedbyusingsurfactants，suchasoleicacidandpoIyvinylpyrrolidone(PVP)．ResultsshowthatthedispersionstabilityofCe02watersuspensionfirstlyincreasestoamaximumandthendecre

5、asesasultrasonictimeextending．UVabsorbanceandvisiblelighttransparencyareinfluencedbythekindandtheeoncentra—tionofthesurfactants．PVPiSthebetterdispersantagentofthetWOkindsofsurfactantsusedintheex—periments．Theoptimaldispersingconditionis2．0wt％ofPVPandanultrasonictimeof

6、10min．Keywords：Ce02nanopowders；dispersion；watersuspension；dispersantagent目前，化学机械抛光技术(Chemicalmechani—calpolishing，CMP)已公认为唯一的全局平面化技术‘¨，广泛应用于计算机硬盘、集成电路硅晶片、光学玻璃等电子产品及光学部件的制造[z]。近年来的研究表明，纳米CeO。可用于集成电路芯片的CMP过程口]。由于其显著的化学作用，以纳米CeOz替代纳米Si0：作为硅片和Si0：介质层CMP的研磨粒子，具有抛光速率更快的特点[4

7、]。然而由于纳米粉体存在比表面积大、表面原子数多、表面能高、存在大量的表面缺陷和悬挂键，颗粒间极易团聚，形成尺寸较大的团聚体，从而影响其产品的开发应用。化学机械抛光液是CMP中关键的要素，其性能直接影响抛光后工件的表面质量[5。]，因此如何配制均匀分散且悬浮稳定的纳米CeO。抛光液成为纳米CeO。在CMP应用中十分重要的研究课题。本文基金项目：中国博±后科学基金(200904501095)资助项目；江苏省博士后科研资助计划(90901035C)资助项目；国家自然科学基金(50905086)资助项目；南京航空航天大学基本科研业务费专

8、项科研(NS2010134)资助项目。收稿日期：2010—03—24；修订日期：2010—06—26通讯作者：孙玉利，男，博士，副教授，1970年11月生，E—mail：sunyuli@nuaa．edu．cn。72南京航空航天大学学报第43卷在对纳