Ceroxid – IBUpart^® CeO₂

Je nach den Anforderungen der behandelten Materialien werden unterschiedliche Spezifikationen des Poliermittels nötig, mit dem die Poliersuspension hergestellt wird. Cer-Oxide mit größerer Primärpartikelgröße und niedrigeren spezifischen Oberflächen etwa haben höhere Abtrageraten und eignen sich besonders zur Politur von Gläsern für optische High End- oder Boutique-Anwendungen. Das hochoberflächige IBUpart^® Ceroxid 40 hingegen besteht aus Nanopartikeln und kann in der Produktion von Siliziumwafern und Halbleitern zum Einsatz kommen.

Ceroxid, beziehungsweise Cerdioxid, (CeO₂) ist das stabile Oxid des Seltenerdmetalls Cer und das am häufigsten vorkommende Element der Lanthanide. Es kann auch als Cerium bezeichnet werden. In natürlichen Lagerstätten liegt Cer zusammen mit anderen Seltenerdelementen vor. Zur Auftrennung der Lanthanide wird das gewonnene Cer-Erz mit starken Säuren oder Basen aufgeschlossen. Durch eine anschließende Oxidation der gelösten Komponenten können Ce(IV)-Verbindungen selektiv gefällt werden. Die Kalzinierung der Fällungsprodukte in Drehrohröfen führt zur Bildung eines Oxides als gelben Feststoff – Ceroxid!

Mit einer jährlichen weltweiten Produktion von 68.500 Tonnen (2019) ist CeO₂ das am meisten verarbeitete Oxid von allen Elementen der Seltenerdmetalle und findet sein größtes Anwendungsgebiet in der Glasverarbeitung. Hier wird Ceroxid als Poliermittel und als Zuschlagsstoff für Gläser eingesetzt, da Ceroxid-Partikel aufgrund einer komplexen Oberflächenchemie eine besonders glatte Glasoberfläche beim Polierprozess erzeugen können. Die besondere Polierwirkung ist das Resultat einer Kombination chemischen Lösens, dem Ablagern von Material und einem mechanischen Abtragungsprozess (CMP: chemisch-mechanisches Polieren).

Als Bestandteil des 3-Wege-Katalysators ist CeO₂ zudem in den meisten Automobilen mit Ottomotoren verarbeitet: Ceroxid besitzt eine hohe Sauerstoffspeicherkapazität und kann ausreichend Oxidationsmittel für die katalytischen Verbrennungsprozesse zur Verfügung stellen.

Auch die Halbleiterindustrie hat aufgrund der stetig fortlaufenden Miniaturisierung von Schaltkreisen einen wachsenden Bedarf für hochreine Politurmittel auf Ceroxid-Basis. Slurries mit CeO₂ Nanopartikeln können den hohen Ansprüchen der Halbleitertechnik gerecht werden. Aufgrund der vornehmlich chemischen Politurprozesse lassen sich mit Cerdioxid geringe Abtragungsraten bei der Bearbeitung von Silizium-Wafern erreichen.