铈系研磨材料制造技术

本发明专利技术的目的是提供研磨速度更高，损伤发生更少的铈系研磨材料。本发明专利技术的铈系研磨材料是以氟（Ｆ）和稀土类氧化物为主成分的铈系研磨材料，前述稀土类氧化物中所含的稀土类元素至少有铈、镧、镨和钕，并且在该铈系研磨材料中，氧化钕的重量占总稀土类氧化物换算重量（ＴＲＥＯ）的比例（Ｎｄ↓［２］Ｏ↓［３］／ＴＲＥＯ）为０．００１重量％～５重量％。使用该研磨材料研磨玻璃等研磨对象面，则与使用以往的铈系研磨材料相比，能够以更短的时间进行研磨。而且，能够更切实地防止在经研磨所得到的研磨面上产生损伤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及以氧化铈为主成分的铈系研磨材料。
技术介绍
铈系研磨材料例如可以通过将富含以铈为代表的稀土类元素的氟碳铈精矿等原料粉碎、焙烧，然后根据需要进行分级来制造。制得的铈系研磨材料是以氧化铈(CeO2等)为主成分的研磨材料(例如，参考日本特许公开公报平1-266183号)，除此以外还含有氧化镧(La2O3等)等除铈以外的稀土类元素的氧化物。此外，可获得更高的研磨速度的研磨材料有含氟(F)的铈系研磨材料(例如，参考日本特许公开公报2002-097457号)一般对研磨材料的要求是，研磨力要尽可能高，研磨后所得到的研磨面要尽可能光滑。研磨力例如由研磨速度的高低来体现。即，要求研磨材料具有更高的研磨速度。此外，作为可获得光滑的研磨面的研磨材料，要求其不会对研磨面造成损伤。但是，含有含氟的研磨材料的以往的铈系研磨材料在研磨速度和产生损伤方面，未必具有令人满意的性能。例如，对铈系研磨材料的需求增大的领域有制造精密仪器、电子设备或它们的零部件的领域，该领域中，在零部件等的表面研磨等用途上，需要研磨速度更高、损伤更难以产生的研磨材料。
技术实现思路
本专利技术就是鉴于以上问题而完成的专利技术，目的在于提供研磨速度更高、损伤发生更少的铈系研磨材料。本专利技术的专利技术者对铈系研磨材料的研磨速度及损伤产生进行了反复研究，终于发现将氧化钕的含有率控制在规定比例时，则铈系研磨材料的研磨速度更高，而且损伤更难以发生，并由此最终完成了本专利技术。本专利技术是以氟(F)和稀土类氧化物为主成分的铈系研磨材料，前述稀土类氧化物中所含的稀土类元素至少有铈(Ce)、镧(La)、镨(Pr)、钕(Nd)，并且氧化钕的重量占总稀土类氧化物换算重量(以下，记为TREO)的比例(Nd2O3/TREO)为0.001重量％～5重量％。TREO是指将对象物中所含的各稀土类元素转换成稀土类氧化物(换算)时的重量的合计重量，可通过对对象物质的组成分析、计算来求得。在不知道对象物质组成的情况时，TREO可以通过下述方法求出根据需要，对试样进行溶解、稀释等前处理，然后使所有的稀土类元素以草酸盐的形式沉淀，接着再经过过滤、干燥、焙烧，形成稀土类氧化物后，测定质量。例如在专利文献1中所记载的以往的铈系研磨材料中，氧化钕的重量占TREO的比例(以下，有时也记为含有率)为9％左右，与此相比，本专利技术的铈系研磨材料中的氧化钕的含有率相当低。研究的结果表明，氧化钕的重量在TREO中的比例在上述范围内的铈系研磨材料具有更高的研磨速度、更难以发生损伤的性质。因此，使用本专利技术的研磨材料研磨玻璃等研磨对象面时，则与使用以往的铈系研磨材料相比，能够以更短的时间进行研磨。而且，能够更切实地防止在经研磨所得到的研磨面上产生损伤。此外正如前所述，本专利技术的铈系研磨材料中，氧化钕的重量占TREO的比例(Nd2O3/TREO)的范围为0.001重量％～5重量％。因为如果未满0.001重量％，则易产生损伤，而如果超过5重量％，则研磨速度低、同时也容易产生研磨损伤。要在研磨速度和研磨损伤这两方面获得更高的性能，则氧化钕的重量占TREO的比例(Nd2O3/TREO)较好在2重量％以下，更好在0.5重量％以下，最好在0.1重量％以下。简单来说，铈系研磨材料的制造方法是将氟碳铈精矿和以铈为主成分的稀土类碳酸盐或稀土类氧化物等原料粉碎，然后视需要进行无机酸处理和氟化处理等湿式处理，接着进行焙烧，其后再视需要进行分级而制得。本专利技术的铈系研磨材料的原料较好是通过如下方法获得的低钕的稀土类化合物(例如稀土类碳酸盐)或其焙烧物(例如稀土类氧化物)，所述方法是对氟碳铈精矿、独居石精矿、中国复杂矿精矿等稀土类精矿进行如下的一系列处理，即硫酸处理或碱处理等处理和分步沉淀处理或分步溶解处理等处理，获得减少了稀土类元素以外的杂质的稀土类溶液后，利用溶剂萃取分离精制该溶液，得到低钕稀土类溶液(精制液)。然后再经过如下的一系列处理，即，将该低钕稀土类溶液和碳酸氢铵、氨水等沉淀剂混合，生成沉淀物，其后利用过滤等将该沉淀物分离出，最终制得低钕的稀土类化合物。以往通过溶剂萃取分离精制而成的稀土类溶液(精制液)的Nd2O3/TREO通常在10重量％以上，但如本专利技术这样，通过在精制Nd2O3/TREO为规定范围内的值的铈系研磨材料用的原料时进行溶剂萃取，进一步减少钕及比钕重的稀土侧的稀土类，得到低钕稀土类溶液(例如，Nd2O3/TREO在5重量％以下的溶液)更为理想。本专利技术的铈系研磨材料较好是铈、镧、镨和钕的稀土类氧化物的总重量占TREO的比例在97重量％以上。因为这样，能够更加确保高研磨速度和防止产生损伤的效果。如果要再进一步确保获得这些效果，该比例的值更好在98重量％以上，特好在99重量％以上。如果要说明TREO中的每一种稀土类氧化物各自较合适的含有率，则如下说明每一种稀土类氧化物氧化铈的重量占TREO的比例(CeO2/TREO)较好为50重量％～90重量％。氧化铈是在所有稀土类氧化物中最具有研磨作用的物质，如果其重量比例未满下限值，则不能获得充分的研磨速度。而如果超过上限值，则在原料精制工序中，必须将镧减少到足够低等，费时费力费成本，生产率差。基于上述情况，氧化铈的重量占TREO的比例更好为55重量％～85重量％，特好为60重量％～80重量％。氧化镧的重量占TREO的比例(La2O3/TREO)较好为2重量％～45重量％。氧化镧被认为是在所有稀土类氧化物中最具有氟保持力的物质，存在于以铈为主成分的稀土类氧化物中，及以氟氧化物(LaOF及CeLa2O3F3)的状态存在于铈系研磨材料中。由氟氧化镧(LaOF)等保持的氟成分在研磨时、特别是在研磨玻璃时慢慢放出氟化物离子，促进化学作用，具有提高研磨速度的效果。但是，如果氧化镧的重量占TREO的比例未满上述下限值，则会使上述化学作用稳定的效果减弱，研磨所得的研磨面反而变得粗糙。另一方面，如果超过上限值，则不能获得充分的研磨速度。基于这种情况，氧化镧的重量占TREO的比例更好为5重量％～40重量％，特好为10重量％～37.5重量％。此外，氧化镨的重量占TREO的比例(Pr6O11/TREO)较好为0.1重量％～10重量％，更好为1重量％～8重量％。铈系研磨材料中的氟含有率较好为0.5重量％～10重量％。如果未满下限值，则可能得不到充分的研磨速度，而如果超过上限值，则易产生研磨损伤。如果要在研磨速度和研磨损伤这两方面获得更好的效果，氟含有率更好为1重量％～8重量％，特好为2重量％～7重量％。此外，铈系研磨材料中所含的氟(F)和镧(La)及镨(Pr)的摩尔比(F/(La+Pr))较好为0.2～3。如果未满下限值，则在铈系研磨材料保管时及研磨时，特别是研磨时易生成氢氧化物。生成有氢氧化物的状态下的研磨材料具有研磨速度(研磨力)低的缺点。还有，如果在研磨中容易生成氢氧化物，则存在研磨开始后短时间内研磨速度就会变慢的问题。而前述摩尔比超过上限值的研磨材料，则存在研磨时氟的化学作用过强，研磨后得到的研磨面粗糙的问题。满足以下条件的铈系研磨材料更为理想，即利用采用Cu-Kα射线或Cu-Kα1射线作为X射线源的X射线衍射法测定X射线峰强度时，出现在2θ(衍射角)＝20度(deg)～30度(deg)范围的稀土类氟氧化物的本文档来自技高网...

【技术保护点】
铈系研磨材料，它是以氟（Ｆ）和稀土类氧化物为主成分的铈系研磨材料，所述的稀土类氧化物中所含的稀土类元素至少有铈（Ｃｅ）、镧（Ｌａ）、镨（Ｐｒ）和钕（Ｎｄ），其特征在于，氧化钕的重量占总稀土类氧化物换算重量（ＴＲＥＯ）的比例（Ｎｄ↓［２］Ｏ↓［３］／ＴＲＥＯ）为０．００１重量％～５重量％。

【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：黑田英男，山口靖英，渡边广幸，桑原滋，
申请(专利权)人：三井金属鉱业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]