本项目属新材料领域。集成电路与LED芯片材料的表面平整度要求极高，通常表面粗糙度需控制在1-3埃，电子级二氧化硅（SiO2）磨料和抛光液是实现其原子级表面的关键材料，核心技术和关键制备工艺完全被国外大公司垄断。在国家重大专项等计划支持下，本项目围绕电子级SiO2磨料、抛光液制备等核心技术展开，创新点如下： 1、发明了SiO2离子交换与表面改性制备新方法。在制造水玻璃时通过控制原料中阴离子浓度，并使金属元素充分溶解，发明了离子交换新方法，获得高纯、均匀的SiO2磨料，Na和K含量小于3ppm，Al和Fe含量小于5ppm，获得的SiO2磨料在纯度上与国内外同类技术相比具有明显优势；发明了稳定的成核生长新方法，获得了5-30nm大粒径晶核，并在此基础上采用高效的一步合成法实现60-150nm大粒径胶体SiO2生产；进一步可对其表面改性获得在pH2-11稳定的系列胶体SiO2。 2、发明了具有高抛光效率且满足制造商不同工艺需求的系列蓝宝石抛光液。本发明采用自主研发的胶体SiO2纳米磨料，通过优化纳米磨料粒径级配比，调控多层面的流动力学性能，精确控制表面羟基等基团的化学特性，同时提高并平衡抛光液的机械和化学作用，量产抛光速率高达5-6微米/小时，在中国LED芯片的市场占有率超过70%。 3、发明了高抛光表面质量的铝合金和不锈钢系列金属抛光液。本发明采用自主研发的SiO2纳米磨料，针对不同组分与结构的铝合金和不锈钢表面，设计和选用组分不同的对Al、Fe等元素有显著表达的螯合剂、可在金属表面形成氧化层的抑制剂、可吸附在金属表面的聚丙烯酸类表面活性剂，通过有效控制化学反应和增强抛光力学性能，提高抛光速率，同时减少划伤、橘皮等金属表面微缺陷。 4、万吨级超纯SiO2工业化制备关键工艺和装备。本发明突破了水玻璃与硅酸生产中降低阴阳离子浓度的水玻璃合成和交换关键技术、纳米材料生长过程中的高温超滤技术和均匀生长技术、胶体SiO2表面离子改性生产技术等关键技术，掌握pH值、浓度、加热温度、滴加速率及搅拌速率等生产关键参数的窗口，优化工艺流程，实现在线监控与自动调控，打破国外严密技术封锁，建成了具有自主知识产权的万吨级超纯SiO2工业化生产线。 本项目申请中国发明专利60项和PCT专利1项，其中已获授权33项，发表论文53篇，形成企业标准3项，获得2项国家新产品证书。经专家鉴定和查新，本项目“实现了纳米SiO2磨料及相变存储器GST抛光液批量生产和产业化”、“本发明的SiO2胶体材料达到国际先进水平”“本发明的蓝宝石抛光液和金属抛光液具有新颖性”。 电子级SiO2纳米磨料和抛光液实现了万吨级工业化，成为国内唯一的IC抛光液磨料供应商，开发的抛光液在中芯国际、日本Fuso、奥瑞德、富士康等六十几家企业获得大规模应用，产生直接经济效益1.0亿。该项目打破了国际垄断，实现了进口产品的大比例替代，大大降低了IC、半导体照明和智能手机等行业的关键耗材成本，对提升我国行业竞争力起了重要作用。仅其中6家用户采用该发明实现的新增产值达13.7亿。该项目极大地推进了我国SiO2纳米新材料制备水平。