本发明专利技术涉及一种碳酸铈类化合物的制备方法，其能够容易地调节该碳酸铈类化合物的晶体结构、尺寸、形状等，并且能够经济有效地制备该碳酸铈类化合物。该碳酸铈类化合物的制备方法包括在升温下使铈镧石反应制备包含正交晶系的碳酸氧铈水合物(Ce2O(CO3)2·H2O)或六方晶系的碳酸羟铈(Ce(OH)·(CO3))的碳酸铈类化合物的步骤。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种制备碳酸铈类化合物的方法，所述碳酸铈类化合物可用作制备氧化铈的前体。更具体地，本专利技术涉及一种碳酸铈类化合物的制备方法，其能够容易地调节该碳酸铈类化合物的晶体结构、尺寸、形状等，并且能够有效地以低成本制备该碳酸铈类化合物，还涉及一种利用该碳酸类化合物制备氧化铈的方法、一种结晶氧化铈以及一种CMP用衆料(slurry)。
技术介绍
氧化铈(CeO2)是一种多功能的陶瓷材料，广泛用于催化剂、荧光物质、化妆品、磨料等。近年来，氧化铺作为一种化学机械抛光(Chemical Mechanical polishing ；CMP)用浆料的磨料在半导体元件的研磨工序等中备受关注。这种氧化铈通常由液相法、气相法和固相法制备。液相法是在三价或四价铈盐的起始材料加入pH调节剂(如氨水)而直接从铈盐制备氧化铈的方法。液相法的优点在于原料和设备成本并不昂贵。但是，由于在核形成阶段容易形成起始材料之间的反应，难以调节氧化铈的粒径。气相法是在蒸发铈金属盐前体之后将该蒸发的前体与氧气等结合而直接制备氧化铈的方法，并且再细分为火焰燃烧分解法、气体浓缩分解法、等离子分解法、激光蒸发法等。但是，这种气相法难以大规模生产，因为铈金属盐前体的单价和设备成本很昂贵。因此气相法仍然处于研究阶段。一方面，固相法是一种将前体材料通过高温烧结制备氧化铈的方法。此时，作为前体材料广泛采用碳酸铈类化合物，在这种情况下，碳酸铈类化合物的种类和形状等会影响其制备的氧化铈的性质和形状。因此，为了将氧化铈的性质和形状等调节到所需范围，需要一种能够容易地调节碳酸铈类化合物的种类和形状的制备碳酸铈类化合物的方法。但是，目前为止还无法开发出能够容易地控制碳酸类化合物的种类和形状等的制备方法。由于用于制备碳酸铈类化合物的原料也相对较昂贵，在碳酸铈类化合物的制备方法中仍然存在成本问题。此外，当根据目前已知的方法制备碳酸铈类化合物之后得到氧化铈时，将难以得到具有均一粒径的氧化铈，从而导致性质变差(如氧化铈的抛光特性等性质)。
技术实现思路
本专利技术提供一种碳酸铈类化合物的制备方法以及一种由其制备的碳酸铈类化合物。该方法可容易地调节碳酸铈类化合物的晶体结构、尺寸、形状等，并且有效地以低成本制备上述碳酸铈类化合物。本专利技术提供一种氧化铈的制备方法，该方法通过上述碳酸铈类化合物的制备方法来制备具有均一粒径的氧化铈。本专利技术提供一种结晶氧化铈和包含该结晶氧化铈的CMP用浆料，该结晶氧化铈可显示出更均一的粒径和优良的抛光特性等性质。具体实施例方式因此，本专利技术一个实施方案提供了一种碳酸铈类化合物的制备方法，该方法包含在约50°C以上的温度使铈镧石(Lanthanite-Ce)反应生成碳酸铈类化合物的步骤，所述碳酸铈类化合物包括正交晶系的碳酸氧铈水合物(Ce2O(CO3)2 · H2O)、六方晶系的碳酸羟铈 (Ce(OH) · (CO3))或其混合物。并且，本专利技术的另一个实施方案提供了一种由该碳酸类化合物的制备方法制备的碳酸铈类化合物。还有，本专利技术的另一个实施方案提供了一种氧化铈的制备方法，该方法包含根据上述碳酸铈化合物的制备方法制备碳酸铈类化合物的步骤以及烧结该碳酸铈类化合物的步骤。另外，本专利技术的另一个实施方案提供了一种结晶氧化铈，包含两个或更多个氧化铈颗粒，在其上形成两个或更多个限定两个或更多个晶粒(crystal grain)的晶界 (boundary)并且每个晶粒具有至少一个氧化铈晶体。本专利技术的另外的实施方案提供了一种包含该结晶氧化铈粉末的化学机械抛光 (Chemical Mechanical Polishing CMP)用浆料。下文将详细说明根据本专利技术实施方案的制备碳酸铈类化合物的方法以及使用该碳酸铈类化合物制备氧化铈的方法等。碳酸铈类化合物的制备方法是公知的，主要通过将铈盐(如硝酸铈等)与尿素在含水溶剂中反应来制备碳酸铈类化合物。根据该制备方法，如以下反应式1所总结，尿素热解为氨或其铵盐，和二氧化碳或其碳酸盐。生成的二氧化碳或其碳酸盐与铈盐或由铈盐得到的铈离子反应得到可用作制备氧化铈的前体的碳酸铈类化合物。此时，如果反应温度低，可得到正交晶系的碳酸氧铈水合物(Ce2O(CO3)2* H2O)的碳酸铈类化合物。如果反应温度高，一部分上述铈盐或铈离子会在水解之后反应生成六方晶系的碳酸羟铈(Ce(OH) · (CO3))。众所周知的是由碳酸铈类化合物得到的氧化铈的性质和形状等取决于选自正交晶系碳酸氧铈水合物(Ce2O(CO3)2^H2O)或六方晶系碳酸羟铈(Ce(OH) · (CO3))的任一作为前体或该前体化合物的尺寸、形状和含量寸。反应式权利要求1.一种碳酸铈类化合物的制备方法，其包括在50°C以上的温度使铈镧石反应生成包含正交晶系的碳酸氧铈水合物(Ce2O(CO3)2*H2O)、六方晶系的碳酸羟铈(Ce(OH) · (CO3))或其混合物的碳酸铈类化合物的步骤。2.权利要求I的碳酸铈类化合物的制备方法，其中铈镧石的反应在液相介质中进行。3.权利要求2的碳酸铈类化合物的制备方法，其中所述液相介质包含至少一种选自水、乙醇、甲醇、二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基亚砜(DMSO)的溶剂。4.权利要求3的碳酸铈类化合物的制备方法，其中对分散于含水溶剂中的铈镧石进行反应。5.权利要求I的碳酸铈类化合物的制备方法，其中所述铈镧石的反应在50至300°C的温度下进行。6.权利要求I的碳酸铈类化合物的制备方法，其中所述铈镧石的反应在常压至IOObar 的压力下起始。7.权利要求I的碳酸铈类化合物的制备方法，其中所述铈镧石的反应进行O.5至100 小时。8.权利要求2的碳酸铈类化合物的制备方法，其中所述铈镧石的反应在铈镧石与液相介质的重量比为I : O. 5至I : 20的液相介质中进行。9.权利要求I的碳酸铈类化合物的制备方法，其中所述铈镧石的反应在50至130°C的温度下进行，生成包含正交晶系的碳酸氧铈水合物(Ce2O(CO3)2^H2O)的碳酸铈类化合物。10.权利要求I的碳酸铈类化合物的制备方法，其中所述铈镧石的反应在110至300°C 的温度下进行，生成包含六方晶系的碳酸羟铈(Ce(OH) · (CO3))的碳酸铈类化合物。11.权利要求I的碳酸铈类化合物的制备方法，其中所述铈镧石的反应在50°C以上至低于110°C温度下进行，生成包含50体积％以上的正交晶系的碳酸氧铈水合物 (Ce2O(CO3)2 · H2O)的碳酸铈类化合物。12.权利要求I的碳酸铈类化合物的制备方法，其中所述铈镧石的反应在高于130°C至 300°C以下的温度下进行，生成包含50体积％以上的六方晶系的碳酸羟铈(Ce(OH) · (CO3)) 的碳酸铈类化合物。13.一种碳酸铈类化合物，其由权利要求I至12任一项的方法制备。14.权利要求13的碳酸铈类化合物，其中所述碳酸铈类化合物包含50体积％以上的正交晶系的碳酸氧铈水合物(Ce2O(CO3)2^H2O)或六方晶系的碳酸羟铈(Ce(OH) · (CO3))。15.一种氧化铈的制备方法，其包括根据权利要求I至12任一项的方法制备碳酸铈类化合物的步骤；烧结所述碳酸铈类化合物的步骤。16.权利要求15的氧化铈的制备方法，其中烧结在300至1，500°C的温本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹升范，崔相洵，赵俊衍，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：
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