專利名稱：：鈰系研磨材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及鈰系研磨材料。特別涉及氧化鈰含量高、研磨速度得到了改善的高純度鈰系研磨材料。
背景技術(shù)：
：鈰系研磨材料(以下有時簡稱為研磨材料)由以氧化鈰(Ce02)為必須成分、含有其它的稀土類金屬氧化物、有時還含有稀土類金屬氟氧化物或稀土類金屬三氟化物的研磨材料粒子形成，以往被用于各種玻璃材料的研磨。最近，其應(yīng)用領(lǐng)域擴大，也被用于硬盤等磁記錄媒體用玻璃、液晶顯示器(LCD)的玻璃基板、光掩模用玻璃這樣的在電氣電子設(shè)備中使用的玻璃材料或半導體基板的無機絕緣膜層的研磨。此外，隨著用途的擴大，作為鈰系研磨材料的一種的氧化鈰含量高的研磨材料(Ce02/全部稀土類氧化物(以下有時簡稱為TREO)》90質(zhì)量％)的使用機會也在增加。這里，作為研磨材料這樣的功能性材料被要求的特性之一，可例舉能夠形成無損傷的高精度的研磨面。對于所述電氣電子設(shè)備用玻璃材料及半導體裝置中的研磨面的平滑性，被要求極高的精度，這就希望鈰系研磨材料具有更嚴格的標準。高純度鈰系研磨材料為了滿足上述要求最好不含有稀土類元素以外的雜質(zhì)，這已成為一直以來的常識。例如，在專利文獻1中揭示了Na等雜質(zhì)含量被限定在規(guī)定量以下的鈰系研磨材料。如果釆用該引用文獻1記載的研磨材料，則可在不產(chǎn)生損傷的前提下對半導體基板的Si02絕緣膜的被研磨面進行研磨。專利文獻l:日本專利特開平11-181403號公報發(fā)明的揭示上述鈰系研磨材料對半導體基板進行研磨時并不被要求象玻璃基板的研磨那樣的研磨速度，足夠使用。但是，被研磨材料為玻璃時，存在研磨速度非常慢、缺乏實用性的問題。本發(fā)明者嘗試通過調(diào)整制造條件對上述幾乎排除了雜質(zhì)的研磨材料的研磨速度進行些許改善，例如將焙燒溫度調(diào)整為高溫，但由于這樣易產(chǎn)生研磨損傷，所以很難進行改善。因此，本發(fā)明的目的是提供高純度鈰系研磨材料，該研磨材料即使在研磨液晶顯示器用、硬盤用、光掩模用玻璃基板時研磨速度也較快，且產(chǎn)生的研磨損傷少。為了解決上述問題，本發(fā)明者進行了認真研究，使高純度鈰系研磨材料中含有特定元素。這種在高純度鈰系研磨材料中添加稀土類元素以外的元素的技術(shù)思想與所述以往的技術(shù)常識是相違背的，但這樣實現(xiàn)了充分的研磨速度的提高，本發(fā)明者藉此想到了本發(fā)明。艮P，本發(fā)明的鈰系研磨材料的特征在于，在相對于全部稀土類氧化物(TREO)的氧化鈰的含量為90質(zhì)量％以上的鈰系研磨材料中，含有0.012.0質(zhì)量％的選自Ti及原子序號80以下的5族12族的元素的至少1種特定元素。該特定元素濃度以研磨材料總量為基準。本發(fā)明中，研磨材料總量是指固形研磨材料總量。因此，為淤漿狀的研磨材料時，以除去了分散介質(zhì)的固形成分為基準。本發(fā)明中，用于改善研磨特性的添加元素(以下稱為特定元素)是Ti及原子序號80以下的5族12族的元素。本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)唯有這些元素可見研磨特性改善的效果。這里，規(guī)定特定元素的范圍的"族"是指IUPAC無機化學命名法(1990年公告)中規(guī)定的"族"，共118族。特定元素范圍除了Ti(4族)以外，還包括作為5族元素12族元素的以下元素。5族元素包括V、Nb、Ta，6族元素包括Cr、Mo、W，7族元素包括Mn、Tc、Re，8族元素包括Fe、Ru、0s，9族元素包括Co、Rh、Ir，10族元素包括Ni、Pd、Pt，11族元素包括Cu、Ag、Au，12族元素包括Zn、Cd、Hg。這些特定元素中，較好的是原子序號2230的元素，g卩，Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn。這是因為它們的價格比較低，可控制研磨材料的成本上升。從成本和效果方面考慮，更好的是Fe或Zn。相對于研磨材料總量，所述特定元素的含量優(yōu)選0.012.0質(zhì)量％。如果不足0.01質(zhì)量％，則研磨速度較慢，另一方面，如果超過2.0質(zhì)量％，則即使添加特定元素，研磨速度的提高效果也不會再有差別，且存在產(chǎn)生研磨損傷的傾向。從該觀點考慮，特定元素的含量更好為0.051.0質(zhì)量％，特好為0.100.5質(zhì)量％。4本發(fā)明的鈰系研磨材料的氟含量優(yōu)選0.5質(zhì)量％以下。這是因為氟含量如果提高，則研磨損傷易發(fā)生。該氟含量更好為0.2質(zhì)量％以下，特好為O.l質(zhì)量％以下。此外，本發(fā)明的鈰系研磨材料通過BET法測得的比表面積較好為0.610m7g。比表面積與研磨材料的研磨速度及有無產(chǎn)生研磨損傷有關(guān)，如果不足0.6m7g，則存在研磨損傷大量產(chǎn)生的傾向，另一方面，如果超過10m7g，則研磨速度減慢。該比表面積更好為0.88mVg，特好為16m7g。本發(fā)明的鈰系研磨材料通過使用了Cu-Ka射線或Cu-Ka,射線(優(yōu)選Cu-Ka,射線)的X射線衍射測定的Ce02的最大峰的半寬度20較好為0.10.8°。如果不足O.1°，則研磨損傷大量產(chǎn)生，如果超過0.8。，則研磨速度減慢。半寬度29更好為0.120.6°，特好為0.150.5°。由采用Cu-Ka射線或Cu-Ka,射線的X射線衍射獲得的Ce02的最大峰在26為28.5±0.3°處出現(xiàn)。使用了Cu-Kai射線的X射線衍射包括將對試樣照射Cu-Ka射線而得的衍射X射線分離為Cu-Ka,射線的衍射和Cu-Ka2射線的衍射，對Cu-Ka,射線的衍射進行分析的情況。本發(fā)明的鈰系研磨材料的TREO較好為90質(zhì)量％以上，更好為95質(zhì)量％以上，進一步更好為97質(zhì)量％以上。未滿下限值的研磨材料中大量殘留了碳酸根、草酸根、氫氧化物、水等，研磨速度慢，或者大量含有不利于研磨的雜質(zhì)，研磨損傷大量產(chǎn)生。此外，本發(fā)明是氧化鈰含量(Ce02/TRE0)為90質(zhì)量％以上的鈰系研磨材料，但從研磨速度的角度考慮，氧化鈰含量更好為95質(zhì)量%以上，進一步更好為99質(zhì)量％以上。從研磨特性的角度考慮，氧化鈰含量沒有上限，但從成本考慮，最好為99.999質(zhì)量％以下。以下，對本發(fā)明的鈰系研磨材料的制造方法進行說明。如上所述，本發(fā)明中的特征是含有規(guī)定的特定元素。但是需注意的是，如果只是在制得的鈰系研磨材料中添加混合特定元素(特定元素的化合物)并不能夠獲得本發(fā)明的研磨速度有所提高的研磨材料。這里，一般的鈰系研磨材料的制造工序包括研磨材料原料的原料粉碎工序、焙燒該原料的焙燒工序、其后根據(jù)需要實施的粉碎工序及分級工序。本發(fā)明者使本發(fā)明的研磨材料的制造工序基本遵循該流程，但在處理對象物還是原料狀態(tài)的階段(即，原料制造階段、原料粉碎工序前、原料粉碎中及原料粉碎后的焙燒工序之前的階段)含有特定元素，通過其后的焙燒工序進行焙燒，可獲得本發(fā)明的研磨材料。以下，對本發(fā)明的鈰系研磨材料的制造工序進行更詳細地說明。作為本發(fā)明的鈰系研磨材料的原料，首先優(yōu)選氧化鈰含量(Ce02/TRE0)為95質(zhì)量％以上的原料，更好為含量99質(zhì)量％以上的原料。這是基于所制造的研磨材料的研磨速度的考慮。從研磨特性考慮，該含量沒有上限，但從成本方面考慮，優(yōu)選99.999質(zhì)量0/^以下。作為研磨材料原料的形態(tài)，可采用選自以所述濃度含鈰的稀土類的碳酸鹽、一氧化碳酸鹽(日文《7才*)炭酸塩)、堿式碳酸鹽(日文水酸化炭酸塩)、氫氧化物、草酸鹽及氧化物的至少l種。較好為選自碳酸鹽、一氧化碳酸鹽及堿式碳酸鹽的至少l種。此外，如果僅以氧化物為原料，則損傷大量產(chǎn)生，所以不太理想。此外，作為研磨材料原料，也可以采用對選自稀土類的碳酸鹽、一氧化碳酸鹽、堿式碳酸鹽、氫氧化物、草酸鹽的至少l種進行預燒而獲得的原料。預燒最好于15070(TC且低于其后的焙燒溫度的溫度下實施。預燒時間因預燒溫度和作為目的的灼熱減量(后述)而異，優(yōu)選0.172小時。預燒可在原料粉碎前實施也可在原料粉碎后實施。作為經(jīng)過預燒的研磨材料原料，優(yōu)選對碳酸鹽、一氧化碳酸鹽及堿式碳酸鹽進行預燒，干燥后的質(zhì)量(干重)基準的灼熱減量(對干燥后的對象物進行灼熱時的質(zhì)量減少率。本發(fā)明中，表示于105'C對對象物進行充分干燥后以干重為基準，于IOO(TC加熱2小時時的質(zhì)量減少率)為1.0質(zhì)量％以上、較好是2.0質(zhì)量％以上、更好是5.0質(zhì)量％以上的原料。如果灼熱減量過低，則幾乎與氧化物一樣，如果使用以此為原料制造的研磨材料，則易大量產(chǎn)生損傷。作為所述研磨材料原料的碳酸鹽、一氧化碳酸鹽、堿式碳酸鹽、氫氧化物及草酸鹽的制造方法，碳酸鹽通過混合稀土類化合物水溶液和碳酸類沉淀劑(碳酸氫銨、碳酸銨、鈉、尿素、碳酸胍等)而獲得。因制造條件的不同有時部分含有一氧化碳酸鹽、堿式碳酸鹽。一氧化碳酸鹽通過混合碳酸鹽和水、于60IO(TC加熱而獲得。堿式碳酸鹽通過混合稀土類化合物水溶液和過量的碳酸類沉淀劑(碳酸氫銨、碳酸銨、碳酸鈉、尿素、碳酸胍等)后、于6010CTC加熱而獲得。這種情況下，如果碳酸類沉淀劑的量少，則易生成一氧化碳酸鹽。氫氧化物通過混合稀土類化合物水溶液和堿類沉淀劑(氨、氫氧化鈉等)而獲得。草酸鹽通過混合稀土類化合物水溶液和草酸類沉淀劑(草酸、草酸銨、草酸鈉等)而獲得。所述各種化合物的制造中，采用稀土類化合物水溶液的情況下，鈰濃度(Ce02/TRE0)必須為90質(zhì)量％以上，較好為95質(zhì)量％以上，更好為99質(zhì)量％以上。此外，使用各種沉淀劑的情況下，從可獲得均一的沉淀的角度考慮，沉淀劑最好以水溶液的形態(tài)被使用。生成的沉淀最好進行水洗以減少附著的鹽等。氧化物原料可通過在高溫下對碳酸鹽、一氧化碳酸鹽、堿式碳酸鹽、氫氧化物、草酸鹽進行長時間(例如，90(TC12小時)煅燒而獲得。如上所述，本發(fā)明的研磨材料的制造方法、處理對象物必須在原料狀態(tài)的階段含有特定元素。因此，可以首先在研磨材料原料的制造工序中實施特定元素的混合，在制得了研磨材料原料的階段含有特定元素。作為研磨材料原料制造工序中的添加的方法，在稀土類化合物水溶液中混合各種碳酸類沉淀劑制造研磨材料原料時(制造碳酸鹽、堿式碳酸鹽、氫氧化物及草酸鹽時)，通過使含有特定元素的化合物共存于稀土類化合物水溶液、在其中混合沉淀劑，可調(diào)制出含有特定元素的原料。此外，混合碳酸鹽和水后加熱而制造一氧化碳酸鹽時，可通過在加熱時使含有特定元素的化合物共存而制得含有特定元素的原料。另外，對研磨材料原料進行預燒時，可在預燒前或預燒后混合含有特定元素的化合物。作為添加的特定元素的形態(tài)，除了金屬形態(tài)以外，還可以特定元素的氧化物、氫氧化物、草酸鹽、氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽等各種化合物的形態(tài)添加。但是，在制得的研磨材料原料(固形)中混合時，最好是金屬、氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、草酸鹽等不含氯、氮、硫、磷的化合物。如果含有氯、氮、硫、磷，則焙燒時的燒結(jié)的進行不均一，易生成粗大粒子，研磨損傷易發(fā)生。此外，混合特定元素的化合物時，可以水溶液狀態(tài)添加，也可添加固體狀化合物。該混合的特定元素的形態(tài)在以下的原料粉碎時或其前后的添加中可以相同。接著，最好對調(diào)整后的研磨材料原料進行粉碎(原料粉碎工序)。該原料粉碎可以采用干式粉碎，但優(yōu)選濕式粉碎。較好的是實施粉碎使粉碎后的粒徑以激光衍射散射法測得的Ds。值計達到0.55lim，更好的是達到0.84um。另外，對原料進行濕式粉碎時，最好采用濕式介質(zhì)磨機，作為此時的粉碎介質(zhì)，優(yōu)選使用不含特定元素的陶瓷球。如果使用含有特定元素的粉碎介質(zhì)，則特定元素會由粉碎介質(zhì)混入，很難控制特定元素的含量。另外，通常在高純度鈰系研磨材料的原料粉碎中不實施使用了含有特定元素的粉碎介質(zhì)的介質(zhì)磨機的粉碎。但是，本發(fā)明中也可通過使用含特定元素的粉碎介質(zhì)進行粉碎來含有特定元素。例如，也可通過使用了鋼球的濕式介質(zhì)磨機進行粉碎，使研磨材料原料中含鐵。但是，這種情況下存在難以控制特定元素的含量的問題。原料為一氧化碳酸鹽或堿式碳酸鹽時，即使不實施利用粉碎裝置的粉碎，有時Ds。也可達到5ixm以下，機械粉碎并不是必須的，但希望作為目的值的Ds。值較小時，也可實施機械粉碎。在制造一氧化碳酸鹽或堿式碳酸鹽時，于60IO(TC對稀土類化合物水溶液和碳酸類沉淀劑混合而獲得的生成了碳酸鹽的淤漿或混合了過濾該淤漿而獲得的碳酸鹽和水的淤漿進行加熱處理(浸漬加熱處理)，通過該處理也可以說實施了粉碎。如上所述，由于特定元素的添加在處理對象物為原料狀態(tài)的階段實施，所以如果不在原料制造的階段混合特定元素，則可以在該原料粉碎時也可以在其前后混合特定元素。此時，可以混合原料和特定元素化合物后粉碎，也可以分別粉碎稀土類原料和含特定元素的物質(zhì)后將兩者混合。并用浸漬加熱處理和利用粉碎裝置的粉碎時，可以首先實施浸漬加熱處理，然后添加特定元素，再利用裝置對其進行粉碎。原料粉碎后的研磨材料原料完成了特定元素的混合的情況下，通過焙燒工序進行焙燒。另一方面，如果沒有在焙燒工序前混合特定元素，則在此時混合特定元素后進行焙燒。焙燒前的混合特定元素的研磨材料原料為淤漿狀時，最好在混合特定元素后過濾，干燥，再進行焙燒。此外，特定元素以水溶液的形態(tài)混合時，含特定元素的物質(zhì)是水溶性的，混合后未進行沉淀劑的添加等不溶化處理的情況下，必須進行全量干燥(例如在碳酸鹽和水的混合淤漿中加入氯化鐵水溶液進行了浸漬加熱處理時，根據(jù)條件有時大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸F而不溶化)。另外，干燥品最好在破碎后進行焙燒。焙燒工序的條件是，焙燒溫度較好為4001150°C，更好為700110(TC，特好為S00105(TC。溫度如果過低，則研磨速度減慢，如果過高則研磨損傷大量產(chǎn)生。在不足40(TC的溫度下實施了焙燒的材料雖然研磨速度慢，但研磨損傷少，在這方面非常理想。焙燒時間優(yōu)選0.548小時。如果含有Fe等特定元素，則燒結(jié)被促進，Ds。值比不含特定元素的研磨材料大，研磨速度加快，但由于燒結(jié)非常均一地進行，所以抑制了粗大粒子的生成，防止研磨損傷的發(fā)生。焙燒工序后，較好的是在粉碎后通過干式分級而獲得研磨材料。此外，也可通過對焙燒品進行濕式處理獲得淤漿狀的研磨材料。這種情況下，最好在粉碎后進行濕式分級。對附圖的簡單說明圖1為表示該實施方式的鈰系研磨材料的制造工序的簡單流程圖。實施發(fā)明的最佳方式以下，對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行說明。該實施方式中，以碳酸鈰為起始原料調(diào)制研磨材料原料，對其進行浸漬加熱處理及濕式粉碎后焙燒，再實施合適的后處理，制得鈰系研磨材料。該實施方式中，對各工序中的條件作各種改變制得多種研磨材料。圖l是表示該實施方式的鈰系研磨材料的制造工序的簡單流程圖，以下，參照圖l進行說明。研磨材料原料制造工序作為起始原料使用了鈰濃度(Ce02/TRE0)不同的各種中國產(chǎn)碳酸鈰。鈰含量在比較例9中為85質(zhì)量％，在實施例21中為90質(zhì)量％，在實施例22中為95質(zhì)量％，在實施例23中為99質(zhì)量％，在實施例24中為99.99質(zhì)量％，在實施例25中為99.999質(zhì)量％，其它都為99.9質(zhì)量％。首先用鹽酸溶解碳酸鈰，過濾，用純水稀釋，形成TRE0濃度為50g/L的稀土類化合物溶液。然后，在其中添加化學計量組成的1.1倍量的作為沉淀劑的50g/L的碳酸氫銨水溶液，生成沉淀。接著，利用壓濾器過濾沉淀生成后的溶液，通水洗滌，獲得碳酸鈰。在該研磨材料原料制造中，僅后述的實施例32在沉淀劑添加前，以使Fe/TREO達到0.20質(zhì)量％的條件加入作為特定元素化合物的氯化鐵(FeCl3)水溶液而獲得碳酸鈰。此外，比較例8中，直接對作為起始原料的中國產(chǎn)碳酸鈰(Ce02/TRE0=99.9質(zhì)量％)進行浸漬加熱處理。然后，進行浸漬加熱處理，獲得含有作為研磨材料原料的一氧化碳酸鈰(曰文乇乂才*^炭酸七U々厶)的淤漿。具體來講，以質(zhì)量比1:2混合碳酸鈰和純水形成淤漿，于90。C對該淤漿進行5小時的加熱處理，藉此獲得含一氧化碳酸鈰的淤漿。由于實施例27、28未實施浸漬加熱處理，所以未形成一氧化碳酸鈰，主要為碳酸鈰(實施例27為預燒前)。此外，實施例26中，在過濾浸漬加熱處理后的含一氧化碳酸鈰的淤漿后于50(TC進行2小時的預燒，實施例27中，未對碳酸鈰進行浸漬加熱處理，而是于50(TC進行2小時的預燒。特定元素添加及原料粉碎工序在研磨材料原料中混合含特定元素的化合物，進行原料粉碎。但是，比較例13、8、10未進行特定元素的添加。此外，實施例32由于在原料制造時含有特定元素，所以在該工序中未添加。在實施例26、27、28中，分別將含有特定元素的化合物加入到作為原料的一氧化碳酸鈰預燒品、碳酸鈰預燒品、以質(zhì)量比l:2混合了碳酸鈰和純水的淤漿中。除此以外，除了未添加的例子，都是在浸漬加熱處理后的淤漿中添加含有特定元素的化合物。作為特定元素，添加以Fe為代表的各種元素。關(guān)于鐵的添加，添加Fe203、Fe304、FeO(OH)、FeC204、FeCl3、FeCl3+氨水、FeC:U等各種化合物。添加濃度也作各種變化。原料粉碎工序中，在濕式粉碎磨機中，釆用不含特定元素的陶瓷球?qū)ρ心ゲ牧显嫌贊{(原料水=1:2)進行粉碎。粉碎后的研磨材料原料過濾及干燥(120°C48小時)后，用輥式破碎機(陶瓷輥)破碎。對于粉碎后的原料(淤漿)，一部分的實施例(實施例36、37、比較例ll)中，通過添加1摩爾/升的氫氟酸實施氟添加。實施例34及35中，不對粉碎處理后的原料淤漿進行過濾而全量干燥。實施例33及進行了氟添加的實施例(實施例36、37、比較例ll)中，過濾后還實施了水洗。焙燒工序焙燒工序中，在400120(TC的各種溫度下，對所得的粉碎品進行12小時加熱。焙燒后的焙燒品用樣品磨機(不二龐得魯("'々夕》)株式會社制)粉碎，再用Elbow-Jet(株式會社馬茨波(77'f—)制慣性分級設(shè)備)進行分級處理。通過以上的工序制得鈰系研磨材料。由該工序制得的各種研磨材料的情況總結(jié)于表1表3。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>*1S:混合原料淤漿和含特定元素的物質(zhì)(固形)并粉碎X:未添加*2:未對中國產(chǎn)碳酸鈰實施溶解沉淀生成處理而直接使用。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>*1S:混合原料淤漿和含特定元素的物質(zhì)(固形)并粉碎。M:混合比較例1的研磨材料和FeA并制造。C:在原料液中加入了FeCL的溶液中加入碳酸氫銨，生成碳酸鹽，過濾水洗后淤漿化，粉碎S':混合原料淤漿、FeCh和氨水并粉碎L:混合原料淤漿和FeCL并粉碎，粉碎后全量干燥*3比較例IO(混合比較例1的研磨材料和F&03)在比較例1制造時的條件下混合后未實施。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>*1S:混合原料淤漿和含特定元素的物質(zhì)(固形)并粉碎對于制得的各種研磨材料，通過使用激光衍射，散射法粒徑分布測定裝置(株式會社堀場制作所制LA-920)測定粒度分布而求出體積基準的累積分率的50質(zhì)量％徑，藉此求得研磨粒子的Ds。值。此外，在X射線衍射分析(Cu-Kc^射線)中，求出Ce02的最大峰的半寬度29。按照JISR1626-1996(細陶瓷粉體的采用氣體吸附BET法的比表面積的測定方法)的"6.2流動法的(3.5)—點法"測定BET法比表面積。此時，使用作為載氣的氦氣和作為吸附質(zhì)氣體的氮氣的混合氣體。此外，在該實施方式中，還測定了粗大粒子(斯托克斯徑5"m以上的粒子)的含量。該測定是首先在測定用容器中裝入粉末狀的測定對象物200g的同時，裝入O.1質(zhì)量％六偏磷酸鈉水溶液直至容器的上部標線，充分混合。然后以規(guī)定時間使其靜置，沉降。經(jīng)過規(guī)定時間后，將上部標線和下部標線間的淤漿取出。取出這部分淤漿后，再注入新的O.1質(zhì)量％六偏磷酸鈉水溶液直至容器的上部標線，充分混合，以規(guī)定時間使其靜置*沉淀后，取出上部標線和下部標線間的淤漿。重復實施(該實施方式中再重復6次(總計8次))上述一連串的操作(具體是由六偏磷酸鈉水溶液的注液、混合、靜置，沉降、取出淤漿構(gòu)成的一連串的操作)后，于105'C對最終殘留于容器下部標線以下的粒子進行充分干燥。用精密天平測定以上所得的干燥殘留部分的質(zhì)量A(g)。然后，用算式(S=(A/200)X1000000)算出斯托克斯徑5um以上的粗大粒子含量S(質(zhì)量ppm)。規(guī)定時間(靜置，沉降時間)是位于上部標線(淤漿上表面)的位置的斯托克斯徑5ixm的粒子沉降至下部標線而需要的時間，通過用上部標線和下部標線的距離除以由斯托克斯式算出的沉降速度而求得。如果上述一連串的操作僅僅實施1次，則在下部標線以下的部分混入大量斯托克斯徑5um以下的粒子，但如果重復多次，則混入量減少。這些操作在室溫約25'C的室內(nèi)，采用約25'C的0.1質(zhì)量％六偏磷酸鈉水溶液來實施。以上，測定研磨材料的各種物性后，實施了對玻璃基板進行實際地研磨的研磨試驗。對于研磨試驗，準備研磨試驗機(HSP-21型，臺東精機株式會社制)。該研磨試驗機是在向研磨對象面供給淤漿狀的研磨材料的同時用研磨墊對該研磨對象面進行研磨的設(shè)備。在進行研磨試驗時，混合研磨材料和純水，調(diào)制出TRE0100g/L的淤漿狀的研磨材料。然后，在研磨試驗中，以5升/分鐘的比例供給淤漿狀的研磨材料，循環(huán)使用研磨材料。研磨對象物為65mm4)的平面板用玻璃。此外，研磨墊使用聚氨酯制墊。研磨墊對于研磨面的壓力為9.8kPa(100g/cm2)，將研磨試驗機的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定為100rpm，研磨30分鐘。然后，進行研磨特性的評價，首先測定研磨前后的玻璃重量，求出因研磨而產(chǎn)生的玻璃重量的減少量，基于該值求出研磨值。該研磨試驗中，用該研磨值評價研磨速度。這里，將比較例l獲得的研磨材料的研磨值作為基準(100)。接著，用純水洗滌通過研磨獲得的玻璃的被研磨面，以無塵狀態(tài)干燥后評價研磨精度(有無損傷產(chǎn)生)。該評價是觀察研磨后的玻璃表面、數(shù)出損傷的大小尺寸和個數(shù)、通過以IOO分為滿分的減分法來進行。此時，尺寸大的損傷減去較多分數(shù)。評價結(jié)果是，95分以上IOO分以下的記為"◎"(作為研磨材料非常合適)，90分以上不足95分的記為"〇"(適合作為研磨材料)，85分以上不足90分的記為"△"(可用作為研磨材料)，不足85分的記為"X"(不可作為研磨材料使用)。制得的各種研磨材料的物性及研磨特性的測定結(jié)果示于表4表6。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表5<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>表4的比較例13都是表示不含特定元素的高純度鈰系研磨材料的結(jié)果的例子。對比該結(jié)果和各實施例(例如，實施例111)，發(fā)現(xiàn)特定元素的有無會影響到研磨速度，通過特定元素的添加可發(fā)揮提高研磨速度的效果。此外，比較例3是焙燒溫度為高溫的條件下制得的不含特定元素的研磨材料，該研磨材料的研磨速度雖然得到了改善，但研磨損傷的產(chǎn)生明顯，缺乏實用性。探討2:特定元素含量的影響表4的實施例111和比較例1、4、5是探討特定元素(Fe)的含量對研磨特性的影響的例子。從它們的對比可明確，如上所述如果不含特定元素則研磨速度下降，但也不是僅僅含有特定元素就可以了，含量如果過少(相對于研磨材料總量不足0.01質(zhì)量％)，則未見研磨速度的過少，含量如果過多(超過2.0質(zhì)量％)，則研磨損傷大量產(chǎn)生。即，確認特定元素含量的合適的范圍是0.012.0質(zhì)量％。探討3:焙燒溫度的影響表4的實施例6、1220及比較例6、7是表示特定元素(Fe)含量一定但使焙燒溫度變化而制得的研磨材料的研磨特性的例子。從該對比可知，從研磨速度及研磨損傷的角度考慮，焙燒溫度較好為4001150°C，更好為7001100°C，進一步更好為8001050°C。此外，在不足400°C(350。C)的溫度下進行了焙燒的比較例6，雖然其研磨速度與以往的產(chǎn)品幾乎相同，但從不產(chǎn)生損傷的角度考慮，其本身還是可以使用的。探討4:研磨材料原料的影響比較例8是與其它的實施例、比較例不同的、直接將作為起始原料的中國產(chǎn)碳酸鈰用作為研磨材料原料而制得的研磨材料。由表4可知，與溶解中國產(chǎn)碳酸鈰、使其再沉淀而獲得研磨材料原料的比較例l相比，研磨特性未見有不同，研磨速度慢，同樣大量產(chǎn)生研磨損傷。此外，與含特定元素且制造條件相同的實施例6比較后可知，研磨特性的改善與研磨材料原料的制備過程無關(guān)，取決于特定元素的有無。探討5:原料中的氧化鈰含量的影響表5的實施例6、2125及比較例9表示采用氧化鈰含量(Ce02/TRE0)不同的研磨材料原料制得的研磨材料的研磨特性。從該對比明確，研磨材料原料中的氧化鈰含量較好在90質(zhì)量％以上，如果在該含量以下(比較例9:85質(zhì)量％)，則研磨速度和研磨損傷都會劣化。此外，氧化鈰含量超過99質(zhì)量％時，未見其濃度的高低對研磨特性有多大的影響。探討6:浸漬加熱處理和預燒處理的有無的影響表5的實施例6、2628是表示研磨材料的制造工序中實施了浸漬加熱處理及/或預燒而制得的研磨材料和任何處理都未實施而得的研磨材料的研磨特性的例子。對比任何處理都未實施的實施例28的研磨速度、研磨損傷評價可知，浸漬加熱處理對于研磨面精度的改善有效，預燒對于研磨速度的提高有效。但是，兩種處理都實施未必一定很好(參照實施例26)，不能說任一處理都是必須的(參照實施例28)。探討7:特定元素化合物的形態(tài)及添加方式的影響表5的實施例6、2935、比較例10是在研磨材料的制造工序中，關(guān)于特定元素Fe的添加使用了各種鐵化合物的例子。比較例10是在比較例1的以往的高純度鈽系研磨材料中混合鐵化合物(Fe203)而獲得研磨材料的例子。相對于研磨材料總量特定元素含量都為0.20質(zhì)量％。從這些結(jié)果看出，首先特定元素化合物的種類不會對研磨材料的特性造成影響。從比較例10的結(jié)果可看出，僅單純地在研磨材料中混合特定元素無提高研磨速度的效果。即，確認特定元素必須在原料的狀態(tài)下添加，通過其后的焙燒可形成特性良好的研磨材料。關(guān)于添加方式，實施例34及35是添加水溶性的FeCl3或FeCh的例子，并且沒有象實施例33那樣實施添加氨水的固定化。因此，為了防止Fe的損失，對原料粉碎后的淤漿進行全量干燥。這樣在供焙燒的原料中大量含氯。因為含氯，焙燒時的燒結(jié)略不均一地進行，生成粗大粒子，研磨損傷稍微容易產(chǎn)生。探討8:氟含量的影響實施例21、36、37、比較例11是表示氟含量不同的研磨材料的研磨特性的例子。從該結(jié)果可知，如果氟含量高則有研磨損傷大量產(chǎn)生的傾向。確認氟含量優(yōu)選0.5質(zhì)量％以下。比較例11的研磨損傷評價與比較例1的程度相同，但研磨速度要比比較例l快很多。這是因為含有特定元素的緣故。探討9.*特定元素種類的影響實施例6、3850、比較例1216是添加了各種特定元素氧化物及非特定元素的元素的氧化物的研磨材料(含量幾乎相同)。從該結(jié)果可知，本發(fā)明中作為具有研磨特性提高的效果的特定元素的Ti(4族元素)、V、Nb、Ta(5族元素)、Cr、Mo、W(6族元素)、Mn(7族元素)、Fe(8族元素)、Co(9族元素)、Ni(10族元素)、Cu、Ag(ll族元素)、Zn(12族元素)都有研磨特性提高的效果。由比較例1216確認，并不是添加任何元素都有效果的。探討10:粗大粒子含量的影響由各實施例及比較例的研磨試驗的結(jié)果可知，研磨材料中的粗大粒子的含量影響到是否產(chǎn)生研磨損傷。具體來講，斯托克斯徑5um以上的粗大粒子的含有率優(yōu)選5000ppm以下，更好為3000質(zhì)量ppm，進一步更好為1000質(zhì)量ppm以下。粗大粒子的含有率如果超過基準值，則研磨損傷大量產(chǎn)生。該實施方式中使用的Fe203中斯托克斯徑5ym以上的粗大粒子含量為100ppm以下(Ds。為0.30"m)。即，F(xiàn)e203的存在不會對粗大粒子的含量造成直接影響。產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，本發(fā)明的高純度鈽系研磨材料為研磨速度快、可形成研磨損傷少的高精度的研磨面的研磨材料。本發(fā)明在研磨液晶顯示器用、硬盤用、光掩模用玻璃基板時特別有用。此外，本發(fā)明不限于對上述玻璃材料的研磨，也可用于半導體用基板的研磨。權(quán)利要求1.鈰系研磨材料，其特征在于，它是相對于全部稀土類氧化物(TREO)的氧化鈰的含量為90質(zhì)量％以上的鈰系研磨材料，相對于研磨材料總量，含有0.01～2.0質(zhì)量％的選自Ti及原子序號80以下的5族～12族的元素的至少1種的特定元素。2.如權(quán)利要求1所述的鈰系研磨材料，其特征在于，特定元素由選自原子序號2230的元素的至少1種元素構(gòu)成。3.如權(quán)利要求l所述的鈰系研磨材料，其特征在于，特定元素為Fe或Zn中的至少任l種。4.如權(quán)利要求13中任一項所述的鈰系研磨材料，其特征在于，氟含量為0.5質(zhì)量％以下。5.如權(quán)利要求14中任一項所述的鈽系研磨材料，其特征在于，通過BET法測定的比表面積為0.610m7g。全文摘要本發(fā)明的目的是提供氧化鈰含量高的高純度鈰系研磨材料，該研磨材料的研磨速度得到了改善。本發(fā)明的鈰系研磨材料的特征在于，它是相對于全部稀土類氧化物(TREO)的氧化鈰的含量為90質(zhì)量％以上的鈰系研磨材料，相對于研磨材料總量，含有0.01～2.0質(zhì)量％的選自Ti及原子序號80以下的5族～12族的元素的至少1種特定元素。文檔編號B24B37/00GK101321841SQ200680040308公開日2008年12月10日申請日期2006年10月27日優(yōu)先權(quán)日2005年11月2日發(fā)明者內(nèi)野義嗣,瓜生博美申請人:三井金屬鉱業(yè)株式會社