საპოლირო ნივთიერებების (CMP) ულტრაბგერითი დისპერგირება
- ნაწილაკების არაერთგვაროვანი ზომა და ნაწილაკების ზომის არაერთგვაროვანი განაწილება იწვევს მძიმე დაზიანებებს გაპრიალებულ ზედაპირზე CMP პროცესის დროს.
- ულტრაბგერითი დისპერგირება არის უპირატესი ტექნიკა ნანოზომიერი საპოლირო ნაწილაკების დისპერგირებისა და აგლომერატების დაშლისთვის.
- ულტრაბგერითი დამუშავებით მიღებული ერთგვაროვანი დისპერგია უზრუნველყოფს ზედაპირების უპირატეს CMP დამუშავებას, რაც თავიდან იცილებს ზედმეტად დიდი მარცვლების გამო წარმოქმნილ ნაკაწრებსა და დეფექტებს.
საპოლირო ნაწილაკების ულტრაბგერითი დისპერგირება
ქიმიურ-მექანიკური გაპრიალების / პლანარიზაციის (CMP) სუსპენზიები შეიცავს აბრაზიულ (ნანო-) ნაწილაკებს სასურველი საპოლირო თვისებების უზრუნველსაყოფად. ხშირად გამოყენებადი აბრაზიული ნანონაწილაკებია სილიციუმის დიოქსიდი (სილიკა, SiO2), ცერიუმის ოქსიდი (ცერია, CeO2), ალუმინის ოქსიდი (ალუმინა, Al2O3), α- და y-Fe203, ნანოალმასები და სხვ. იმისათვის, რომ თავიდან იქნას აცილებული დაზიანებები გაპრიალებულ ზედაპირზე, აბრაზიულ ნაწილაკებს უნდა ჰქონდეთ ერთგვაროვანი ფორმა და მარცვლის ზომის ვიწრო განაწილება. ნაწილაკების საშუალო ზომა მერყეობს 10-დან 100 ნანომეტრამდე, CMP ფორმულაციისა და მისი გამოყენების მიხედვით.
ულტრაბგერითი დისპერგირება ცნობილია როგორც ერთგვაროვანი, გრძელვადიანად სტაბილური დისპერგიების წარმოქმნის მეთოდი. ულტრაბგერითი კავიტაცია და ძვრის ძალები გადასცემენ საჭირო ენერგიას სუსპენზიას ისე, რომ აგლომერატები იშლება, ვან დერ ვაალსის ძალები იძლევა და აბრაზიული ნანონაწილაკები ერთგვაროვნად ნაწილდება. ულტრაბგერითი დამუშავებით შესაძლებელია ნაწილაკების ზომის ზუსტად მიზნობრივ მარცვლის ზომამდე შემცირება. სუსპენზიის ერთგვაროვანი ულტრაბგერითი დამუშავებით შესაძლებელია ზედმეტად დიდი მარცვლებისა და ზომის არათანაბარი განაწილების აღმოფხვრა – რაც უზრუნველყოფს სასურველ CMP ამოღების სიჩქარეს, ნაკაწრების წარმოქმნის მაქსიმალურად შემცირებით.
- მიზნობრივი ნაწილაკების ზომა
- მაღალი ერთგვაროვნება
- მყარი ნივთიერებების დაბალიდან მაღალ კონცენტრაციამდე
- მაღალი სანდოობა
- ზუსტი კონტროლი
- ზუსტი გამეორებადობა
- წრფივი, უწყვეტი მასშტაბირება
ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები გამოიყენება საპოლირო ნივთიერებების დისპერგირებისა და დაფქვისთვის
ულტრაბგერითი დისპერგირება არის სანდო და მაღალეფექტური ტექნოლოგია ცერიუმის ოქსიდის ნანონაწილაკების წარმოებისთვის.
CMP-ის ულტრაბგერითი ფორმულირება
ულტრაბგერითი შერევა და ბლენდინგი გამოიყენება მრავალ ინდუსტრიაში დაბალიდან ძალიან მაღალ სიბლანტემდე მქონე სტაბილური სუსპენზიების წარმოებისთვის. იმისათვის, რომ წარმოიქმნას ერთგვაროვანი და სტაბილური CMP სუსპენზიები, აბრაზიული მასალები (მაგ. სილიკა, ცერიუმის ნანონაწილაკები, α- და y-Fe203 და ა.შ.), დანამატები და ქიმიკატები (მაგ. ტუტე მასალები, ჟანგვის ინჰიბიტორები, სტაბილიზატორები) დისპერგირდება საბაზისო სითხეში (მაგ. გაწმენდილი წყალი).
ხარისხის თვალსაზრისით, მაღალეფექტური საპოლირო სუსპენზიებისთვის აუცილებელია, რომ სუსპენზია აჩვენებდეს გრძელვადიან სტაბილურობას და ნაწილაკების მაღალ ერთგვაროვან განაწილებას.
ულტრაბგერითი დისპერგირება და ფორმულირება აწვდის საჭირო ენერგიას აბრაზიული საპოლირო ნივთიერებების აგლომერატების დასაშლელად და გასანაწილებლად. ულტრაბგერითი დამუშავების პარამეტრების ზუსტი მართვადობა იძლევა საუკეთესო შედეგებს მაღალი ეფექტურობითა და სანდოობით.
ულტრაბგერითი დისპერგატორი UP400St CMP სუსპენზიების ლაბორატორიული წარმოებისთვის.
ულტრაბგერითი დისპერგირების სისტემები
Hielscher Ultrasonics აწვდის მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერით სისტემებს ნანოზომიერი მასალების, როგორიცაა სილიკა, ცერია, ალუმინა და ნანოალმასები, დისპერგირებისთვის. სანდო ულტრაბგერითი პროცესორები აწვდიან საჭირო ენერგიას, დახვეწილი ულტრაბგერითი რეაქტორები ქმნიან ოპტიმალურ პროცესის პირობებს და ოპერატორს აქვს ზუსტი კონტროლი ყველა პარამეტრზე, ისე რომ ულტრაბგერითი პროცესის შედეგები ზუსტად იყოს მორგებული სასურველ პროცესის მიზნებზე (როგორიცაა მარცვლის ზომა, ნაწილაკების განაწილება და ა.შ.).
ყველაზე მნიშვნელოვანი პროცესის პარამეტრებიდან ერთ-ერთია ულტრაბგერითი ამპლიტუდა. Hielscher-ის სამრეწველო ულტრაბგერითი სისტემები სანდოდ აწვდიან ძალიან მაღალ ამპლიტუდებს. მაქსიმუმ 200µm-მდე ამპლიტუდები მარტივად შეიძლება უწყვეტად იყოს გამოყენებული 24/7 რეჟიმში. ასეთი მაღალი ამპლიტუდების გამოყენების შესაძლებლობა უზრუნველყოფს, რომ პროცესის ძალიან მომთხოვნი მიზნებიც კი მიიღწევა. ჩვენი ყველა ულტრაბგერითი პროცესორი შეიძლება ზუსტად მოერგოს საჭირო პროცესის პირობებს და მარტივად მონიტორინგდება ჩაშენებული პროგრამული უზრუნველყოფის საშუალებით. ეს უზრუნველყოფს უმაღლეს სანდოობას, თანმიმდევრულ ხარისხს და გამეორებად შედეგებს. Hielscher-ის ულტრაბგერითი აღჭურვილობის გამძლეობა საშუალებას იძლევა 24/7 რეჟიმში მუშაობისა მძიმე დატვირთვითა და მომთხოვნ გარემოში.
MultiSonoReactor MSR-4 არის სამრეწველო ინლაინ ჰომოგენიზატორი, რომელიც შესაფერისია სამრეწველო ბურღვის სუსპენზიების წარმოებისთვის. ულტრაბგერითი დამუშავება გამოიყენება საპოლირო ნივთიერებების დისპერგირებისა და დაფქვისთვის.
ლიტერატურა / ლიტერატურული წყაროები
- Mondragón Cazorla R., Juliá Bolívar J. E.,Barba Juan A., Jarque Fonfría J. C. (2012): Characterization of silica–water nanofluids dispersed with an ultrasound probe: A study of their physical properties and stability. Powder Technology Vol. 224, 2012.
- Pohl M., Schubert H. (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. Partec, 2004.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Aharon Gedanken (2003): Sonochemistry and its application to nanochemistry. Current Science Vol. 85, No. 12 (25 December 2003), pp. 1720-1722.
ცოდნისთვის საჭირო ფაქტები
ქიმიურ-მექანიკური პლანარიზაცია (CMP)
ქიმიურ-მექანიკური გაპრიალების/პლანარიზაციის (CMP) სუსპენზიები გამოიყენება ზედაპირების გასაგლუვებლად. CMP სუსპენზია შედგება ქიმიური და მექანიკურ-აბრაზიული კომპონენტებისგან. ამრიგად, CMP შეიძლება აღიწეროს, როგორც ქიმიური ამოტვიფვრისა და აბრაზიული გაპრიალების კომბინირებული მეთოდი.
CMP სუსპენზიები ფართოდ გამოიყენება სილიციუმის ოქსიდის, პოლისილიციუმისა და ლითონის ზედაპირების გასაპრიალებლად და გასაგლუვებლად. CMP პროცესის დროს ტოპოგრაფია მოიხსნება ვაფლის ზედაპირიდან (მაგ. ნახევარგამტარები, მზის ვაფლები, ელექტრონული მოწყობილობების კომპონენტები).
სურფაქტანტები
იმისათვის, რომ მივიღოთ გრძელვადიანად სტაბილური CMP ფორმულაცია, სურფაქტანტები ემატება ნანონაწილაკების ერთგვაროვან სუსპენზიაში შესანარჩუნებლად. ხშირად გამოყენებადი დისპერგირების აგენტები შეიძლება იყოს კატიონური, ანიონური ან არაიონური და მოიცავს ნატრიუმის დოდეცილსულფატს (SDS), ცეტილპირიდინიუმქლორიდს (CPC), კაპრინის მჟავას ნატრიუმის მარილს, ლაურინის მჟავას ნატრიუმის მარილს, დეცილნატრიუმსულფატს, ჰექსადეცილნატრიუმსულფატს, ჰექსადეცილტრიმეთილამონიუმბრომიდს (C16TAB), დოდეცილტრიმეთილამონიუმბრომიდს (C12TAB), Triton X-100, Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 80, Symperonic A4, A7, A11 და A20.