Ceroxid | Cerium-oxide

Cer(IV)-oxid ist eine chemische Verbindung der Elemente Cer und Sauerstoff und gehört zur Gruppe der Metalloxide. Genauer gesagt handelt es sich um ein Seltenerdoxid.

Wie alle Oxide der Seltenen Erden emittiert Cer(IV)-oxid beim Erhitzen ein starkes Licht.
Es kristallisiert in der Fluorit Struktur. In reinster Form ist das Oxid weißlich bis hellgelb. Sind darin Verunreinigungen enthalten (z. B. Neodym, Praseodym) so kann das Oxid auch rote oder braune Farbtöne annehmen. Die braune Farbe hat meistens Cerdioxid, das für Schleif- und Polierzwecke eingesetzt wird. Hierbei ist die Reinheit ohne Bedeutung.

Ceroxid ist aus unserem Alltag kaum mehr wegzudenken. Cer(IV)-oxid wird in Katalysatoren von Kraftfahrzeugen eingesetzt und oxidiert bei Sauerstoffmangel Kohlenstoffmonoxid und überschüssige Kohlenwasserstoffe.

Auf Cer(IV)-oxid basierendes Poliermittel wird als Opaline in der optischen Industrie zur Politur von Gläsern und Steinen eingesetzt. Es wird normalerweise als trockenes Pulver geliefert. Die Poliersuspension, die mit entionisiertem Wasser (auch basisches Wasser) hergestellt wird, enthält ungefähr 60 g Opaline pro Liter Wasser.

Analog dazu werden Cer(IV)-oxid basierende Poliersuspension auch in der Halbleitertechnik eingesetzt. Sie kommen vor allem bei der chemisch-mechanischen Politur (CMP) von Siliciumdioxid zum Einsatz. Die mittlere Korngröße ist hierbei jedoch deutlich geringer, sie liegt nur bei etwa 50 bis 150 nm. Da die Cer(IV)-oxid-Partikel relativ schnell sedimentieren, werden organische Zusätze, wie Polyelektrolyte, zur Stabilisierung der Suspension eingesetzt.
Ebenfalls gibt es kommerzielle Produkte, die weitere organische Stoffe, wie bestimmte Aminosäuren, nutzen, um eine erhöhte Materialselektivität zwischen den Abtragsraten von Siliciumdioxid- und -nitrid zu erreichen. Hintergrund ist, dass Siliciumnitridschichten bei der SiO₂-CMP als Stoppschicht eingesetzt werden und bei der Politur möglichst nicht abgetragen werden sollen.

Für eine zukünftige Herstellung von Wasserstoff mittels Sonnenenergie wird das Cer(IV)-oxid-Cer(III)-oxid Verfahren entwickelt.

CeO₂ findet außerdem bei Lacken als UV-Absorber Verwendung. Dies dient der Verbesserung der Lichtbeständigkeit von exponierten Oberflächen; Lacke werden sonst durch die UV-Strahlung zersetzt.


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