CN101104791B

CN101104791B - 铈系研磨材料及其原料

Info

Publication number: CN101104791B
Application number: CN2007101427199A
Authority: CN
Inventors: 小林大作; 内野义嗣; 山崎秀彦
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2024-03-29
Also published as: KR100647103B1; CN1701110A; KR20060064033A; KR100706096B1; JPWO2005000992A1; TWI303661B; TW200504189A; CN100376653C; WO2005000992A1; KR20050031111A; CN101104791A; JP4450424B2

Abstract

本发明提供具有发生损伤更少等优良研磨特性、研磨速度更高的铈系研磨材料。该铈系研磨材料作为稀土类氧化物至少含有氧化铈(CeO₂)、氧化镧(La₂O₃)及氧化钕(Nd₂O₃)，并含有氟元素(F)，其总稀土类氧化物换算重量(TREO)为90wt％以上，同时，TREO中氧化铈所占重量比(CeO₂/TREO)为50wt％～65wt％，并且TREO中氧化钕所占重量比(Nd₂O₃/TREO)为10wt％～16wt％。使用这样的铈系研磨材料能迅速得到研磨损伤发生较少的研磨面。

Description

铈系研磨材料及其原料

本发明专利申请是国际申请日为2004年3月29日，进入中国国家阶段的申请号为200480001221.5(国际申请号为PCT/JP2004/004407)、发明名称为“铈系研磨材料及其原料”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及以氧化铈为主成分的所谓的铈系研磨材料及其原料。

背景技术

简略地说，铈系研磨材料例如通过对氟碳铈精矿、磷铈镧精矿、中国复杂精矿等矿石原料实施粉碎、干燥、烧结、粉碎(破碎)、分级等工序而制得(参照日本专利特开平9-183966号公报，日本专利特开2002-97457号公报，日本专利特开2002-224949号公报)。例示的原料中的氟碳铈精矿含有铈、镧、钕等稀土类元素及氟元素，被认为是铈系研磨材料的合适的原料之一。

例如，典型的氟碳铈精矿，其总稀土类氧化物换算重量(以下记为TREO)的重量比约为68～73wt％，氟元素约为6wt％，灼烧减量(1000℃)约为20wt％，TREO中含有50wt％左右的氧化铈(CeO₂等)、35wt％左右的氧化镧(La₂O₃等)、11wt％左右的氧化钕(Nd₂O₃等)、4wt％左右的氧化镨(Pr₆O₁₁等)。

作为研磨材料，要求其为尽可能地不易发生研磨损伤等的研磨特性优良的材料。并且在通过研磨工序高效地制造制品时，以研磨所需时间尽可能短为好。因而寻求研磨速度尽可能快的材料(研磨值大的材料)作为铈系研磨材料。

近年来，铈系研磨材料被用于光盘及磁盘用玻璃基板、活性矩阵型LCD(液晶显示器，Liquid Crystal Display)、液晶TV用滤色片、钟表、台式电子计算器、照相机用LCD、太阳能电池等的显像用玻璃基板、LSI光掩模用玻璃基板或光学用镜片等的玻璃基板及光学用镜片等的研磨。在此领域中，特别谋求能进行更高精度的表面研磨、且研磨速度更快的铈系研磨材料。

但是，采用以往的铈系研磨材料进行研磨的话，由于不能满足在光盘及磁盘用玻璃基板等的研磨中所要求的研磨精度而产生较大损伤，并且，研磨开始后，随着研磨的进行研磨速度急剧下降，因而研磨效率也急剧下降。因此，以往的铈系研磨材料不能充分适应上述领域的要求。

发明的揭示

鉴于上述问题，本发明的课题是提供具有损伤更少发生等优良研磨特性、研磨速度更高的铈系研磨材料。

解决上述课题的本发明1的铈系研磨材料是作为稀土类氧化物至少含有氧化铈、氧化镧及氧化钕，并含有氟元素的铈系研磨材料，该材料的特征是，总稀土类氧化物换算重量(TREO)为90wt％以上，TREO中氧化铈所占重量比(CeO₂/TREO)为50wt％～65wt％，TREO中氧化钕所占重量比(Nd₂O₃/TREO)为10wt％～16wt％。

使用该铈系研磨材料的话，研磨损伤较少，能得到所要求的高精度的研磨面(被研磨的面)。并且能防止研磨开始后研磨速度急剧降低，能更长时间地维持较高的研磨速度。具有如此优良的研磨特性的理由未必明确，但是可以认为增加研磨材料中的钕(氧化钕)的比例是主要原因。以往的铈系研磨材料，其TREO中的氧化钕的比例约为5.0wt％，使用这样的铈系研磨材料进行研磨的话，如刚才所说的那样，将产生损伤且研磨速度急剧下降。

在铈系研磨材料中，一般通过TREO来讨论研磨材料中的稀土类元素的量。本发明的研磨材料是含有氟元素的材料，稀土类元素以氧化物、氟氧化物或氟化物等各种形态存在于研磨材料中，如果使用TREO，则能比较简单地讨论研磨材料中的稀土类元素的量。

在上述本发明的研磨材料中，TREO为90wt％以上，更好为92wt％以上。在研磨材料中的各稀土类元素的比例一定时，TREO的比例越高，稀土类氧化物中对研磨最有贡献的氧化铈的比例越高，所以能确保较高的研磨速度。并且，作为损伤产生的原因之一的杂质的含有率降低，能更切实地防止损伤的产生。

但是，TREO中的氧化铈的重量比(CeO₂/TREO)越高越容易发生损伤，如果超过上述上限值的话，则在要求高精度研磨的前述领域中容易发生不被允许的损伤。另一方面，该比例越低，则如上所述的那样研磨速度降低，若不足上述下限值的话，就不能确保充分的研磨速度。考虑这两方面的话，TREO中氧化铈所占的重量比(CeO₂/TREO)以50wt％～60wt％为好。

此外，TREO中的氧化钕的重量比(Nd₂O₃/TREO)越高研磨速度越低，如果超过上述上限值的话，则不能确保充分的研磨速度。另一方面，氧化钕的比例越低则越容易发生损伤，若不足上述下限值的话，则在要求高精度研磨的前述领域中容易发生不被允许的研磨损伤。因此，考虑这两方面的话，TREO中氧化钕所占的重量比(Nd₂O₃/TREO)以11wt％～15wt％为好，更好为12wt％～14wt％。

另外，在上述本发明的铈系研磨材料中，总稀土类氧化物换算重量中氧化镧所占的重量比(La₂O₃/TREO)以22wt％～30wt％为好。氧化镧的比例越高则研磨速度越低，如果超过上述上限值的话，就不能确保充分的研磨速度。可以认为氧化镧的比例增加的话，增加的该部分势必使得氧化铈的比例降低，从而使研磨速度降低。另一方面，氧化镧的比例越低则越容易发生损伤，若低于上述下限值的话，则在要求高精度研磨的前述领域中容易发生不被允许的研磨损伤。考虑这两方面的话，TREO中氧化镧所占的比例以24wt％～28wt％为好。

此外，上述本发明的铈系研磨材料中含有氧化镨，TREO中氧化镨所占的重量比(Pr₆O₁₁/TREO)以2.0wt％～8.0wt％为好。

如前所述，在研磨材料中不仅是铈，镧甚至钕对研磨也有贡献，由于镧及钕的含有量的不同使研磨状态有所不同。因而，正是在进一步探讨镧及钕的含有量与研磨之间的关系时，想到了与上述本发明1不同的本发明2。

即，本发明2的铈系研磨材料是作为稀土类氧化物至少含有氧化铈、氧化镧及氧化钕，并含有氟元素的铈系研磨材料，该材料的特征是，总稀土类氧化物换算重量(TREO)中氧化铈所占重量比(CeO₂/TREO)为45wt％～70wt％，TREO中氧化镧(La₂O₃)与氧化钕(Nd₂O₃)的重量比(La₂O₃/Nd₂O₃)为1.4～2.8。因此，可以认为TREO中的氧化镧与氧化钕的重量比在上述范围之内的研磨材料的镧量与钕量的平衡良好，其结果是优化了研磨特性。

若该发明的研磨材料中的氧化镧与氧化钕的上述重量比(La₂O₃/Nd₂O₃)过分大或过分小的话，则研磨速度降低，不能确保充分的研磨速度。因而，该重量比(La₂O₃/Nd₂O₃)以1.6～2.6为更好。

进一步地，TREO中氧化镧和氧化钕合计所占的重量比[(La₂O₃+Nd₂O₃)/TREO]以25wt％～50wt％为好。氧化镧与氧化钕的平衡好的话，则氧化镧和氧化钕的合计重量比的适宜范围将更宽。比例越高研磨速度越低，如果超过上述上限值的话，则不能确保充分的研磨速度，这就是该范围较理想的理由。如果增加氧化镧的比例的话，则增加的部分势必使得氧化铈的比例降低，从而使研磨速度降低。另一方面，该比例越低越容易发生损伤，若不足上述的下限值的话，则在要求高精度研磨的前述领域中容易发生不被允许的研磨损伤。考虑这两方面的话，上述比例[(La₂O₃+Nd₂O₃)/TREO]更好为30wt％～45wt％。

如果综合目前为止的探讨内容，更好的是以下的铈系研磨材料(本发明3)。即，该材料是作为稀土类氧化物至少含有氧化铈、氧化镧及氧化钕，并含有氟元素的铈系研磨材料，其总稀土类氧化物换算重量(TREO)为90wt％以上，TREO中氧化铈所占重量比(CeO₂/TREO)为45wt％～70wt％，TREO中氧化钕所占重量比(Nd₂O₃/TREO)为10wt％～16wt％，TREO中氧化镧(La₂O₃)与氧化钕(Nd₂O₃)的重量比(La₂O₃/Nd₂O₃)为1.4～2.8。该研磨材料的TREO中氧化铈所占重量比(CeO₂/TREO)更好为50wt％～65wt％，TREO中氧化镧所占的重量比(La₂O₃/TREO)更好为22wt％～30wt％，TREO中氧化镧和氧化钕合计所占的重量比[(La₂O₃+Nd₂O₃)/TREO]更好为25wt％～50wt％。

此外，再讨论有关提高研磨特性的问题，得到以下结果。即，上述各发明的研磨材料，不拘泥其中的任一发明的研磨材料，相对于总稀土类氧化物换算重量的氟元素的重量比(F/TREO)以4.0wt％～9.0wt％为好。氟元素的比例越高，则研磨面呈粗糙状，研磨特性越低，如果超过上述上限值的话，则在要求高精度研磨的前述领域中研磨面会出现不被允许的粗糙程度。若氟量过多，则认为是强化学作用产生的结果。另一方面，氟元素的比例越低则研磨速度降低，若不足上述的下限值的话，就不能确保充分的研磨速度。可以认为氟元素少的话，对研磨有所贡献的化学作用就几乎没有产生。考虑这两方面的话，相对于TREO的氟元素的重量比(F/TREO)更好为5.0wt％～8.0wt％。此外，含有氟元素的铈系研磨材料中，其稀土类元素的一部分(或全部)并不是作为稀土类氧化物存在，而是作为氟氧化物及氟化物存在。因此，含有氟元素的铈系研磨材料的总稀土类氧化物换算重量(TREO)是将所有的稀土类元素作为稀土类氧化物存在而换算得到的总稀土类氧化物换算重量。另外，这里所说的氟元素量是作为TREO的测定对象的铈系研磨材料中的氟元素含量。

上述各发明的铈系研磨材料中，相对于总稀土类氧化物换算重量的铀和钍合计量的重量比[(U+Th)/TREO]以0.05wt％以下为好。铈系研磨材料中所含的钍和铀等放射性物质最好尽可能地少。因此，该重量比较好为0.005wt％以下，更好为0.0005wt％以下。

上述各发明的铈系研磨材料的研磨材料重量与该研磨材料的TREO及氟元素含量的合计重量的重量比[(TREO+F)/研磨材料重量]以95wt％～105wt％为好。该重量比越高，则研磨面越粗糙，研磨特性降低，如果超过上述上限值的话，则形成在前述领域中不被允许的粗糙研磨面。可以认为该重量比高是因为氟元素含量过剩，产生强烈的化学作用使研磨面粗糙。另一方面，该重量比越低，则越容易产生研磨损伤，若不足上述的下限值的话，则容易发生在前述领域中不被允许的研磨损伤。作为上述重量比低下的原因，可以认为是含有较多的杂质，其结果是使损伤变得容易发生。考虑这两方面的话，上述重量比更好为98wt％～104wt％。

对上述各发明的铈系研磨材料利用X射线衍射分析进行探讨，得到以下的结果。上述各发明的铈系研磨材料较好是采用以使用Cu-Kα线或Cu-Kα₁线作为X线源的X射线衍射法进行测定，在2θ(衍射角)＝20°～30°的范围出现的X射线衍射峰中，稀土类氟氧化物(LnOF)的X射线衍射峰强度、即最强的X射线衍射峰强度与氧化铈(CeO₂)的X射线衍射峰强度、即最强的X射线衍射峰强度的强度比(LnOF/CeO₂)为0.4～0.7的材料。

该X射线衍射峰强度比越大，越容易产生研磨损伤，若超过上述的上限值的话，则容易发生在前述领域中不被允许的研磨损伤。另一方面，X射线衍射峰强度比越小，则研磨速度降低，若不足上述的下限值的话，就不能确保充分的研磨速度。考虑这两方面的话，X射线衍射峰强度比以0.45～0.65为更好。

上述各发明的铈系研磨材料最好是采用以使用Cu-K α线或Cu-Kα₁线作为X线源的X射线衍射法进行测定，在出现的X射线衍射峰中，在2θ＝24.2°±0.5°的范围内出现的稀土类氟化物(LnF₃)的X射线衍射峰强度、即最强的X射线衍射峰强度与氧化铈的X射线衍射峰强度、即最强的X射线衍射峰强度的强度比(LnF₃/CeO₂)在0.1以下的材料。这里，稀土类氟化物(LnF₃)例如为原料中含有稀土类氧化物、在研磨材料制造阶段对该原料实施了氟化处理时所得到的氟化物。

因此，该X射线衍射峰强度比超过上述的上限值的话，由于焙烧不足，有时会有从稀土类氟化物向稀土类氟氧化物的转换几乎不能进行而残留下稀土类氟化物的情况发生，或者尽管焙烧充分，但由于从稀土类氟化物向稀土类氟氧化物的转换有一定的限度，所以相对于稀土类元素，氟元素量过剩，因而残留下稀土类氟化物的情况。焙烧不足的研磨材料不能确保充分的研磨速度，故而不理想。另一方面，尽管焙烧充分，但氟元素量过剩的研磨材料因含有比较多的导致研磨损伤的粗粒子，所以依然不理想。所含氟元素量相对过剩的研磨材料，在研磨材料制造时的焙烧阶段，由于氟元素使化学作用容易发挥，所以可以认为是由于研磨材料粒子的过分烧结生成了导致研磨损伤的粗粒子。并且，可以认为该研磨材料由于氟元素量相对过剩，所以即使假定焙烧后通过粉碎及分级可使粗粒子充分减少，但是使用该研磨材料进行研磨的话，研磨面将承受过剩的氟元素的化学作用，所以出现在要求高精度研磨的前述领域中不被允许的粗糙的研磨面。

然而，用于上述峰强度比的计算的氧化铈(CeO₂)的X射线衍射峰是指以铈为主成分的稀土类氧化物的X射线衍射峰，也就是出现在2θ＝28.1°±1.0°的范围内的X射线衍射峰。

这里所说的氧化铈(CeO₂)的X射线衍射峰强度更具体是指以铈为主成分的立方晶型稀土类氧化物(Ln_xO_y)的衍射X射线衍射峰的强度。通常，Ln_xO_y的x、y满足1.5≤y/x≤2，例如被确认为CeO₂、Ce_0..5Nd_0.5O_1.75或Ce_0.75Nd_0.25O_1.875。但是，即使是Nd₂O₃/TREO较小的研磨材料，由于被确认为Ce-Nd-O系化合物，所以被推断为还含有Ce及Nd以外的稀土类元素(La等)的氧化物。根据以上的见解可知，关于X射线衍射，氧化铈(CeO₂)，例如TREO中的CeO₂与纯粹的氧化铈的意义不同，可以不是纯粹的氧化铈。

上述各发明的铈系研磨材料中的研磨材料粒子的平均粒径(D₅₀)以0.7μm～1.6μm为好。这里使用以下的值作为平均粒径(D₅₀)。即，在通过激光衍射·散射粒度分布测定法测得的铈系研磨材料的粒度分布中，来自小粒径侧的累计体积达到50wt％的粒子的粒径。平均粒径(D₅₀)越大越容易发生研磨损伤，如果超过上述上限值的话，则在求高精度研磨的前述领域中容易发生不被允许的研磨损伤。另一方面，平均粒径(D₅₀)越小则研磨速度降低，若未满上述的下限值，就不能确保充分的研磨速度。考虑这两方面的话，平均粒径(D₅₀)以0.8μm～1.4μm为更好。

上述各发明的铈系研磨材料的BET法比表面积以2.0m²/g～5.0m²/g为好。BET法比表面积越大则研磨速度降低，若超过上述的上限值，就不能确保充分的研磨速度。另一方面，BET法比表面积越小则越容易产生损伤，如果未满上述下限值的话，则在要求高精度研磨的前述领域中容易发生不被允许的研磨损伤。考虑这两方面的话，BET法比表面积以2.5m²/g～4.0m²/g为更好。

接着讨论铈系研磨材料所用的原料。

上述本发明的研磨材料中，总稀土类氧化物换算重量(TREO)的重量比为90wt％、TREO中氧化铈所占比例(CeO²/TREO)为50wt％～65wt％、TREO中氧化钕所占比例(Nd₂O₃/TREO)为10wt％～16wt％的铈系研磨材料(本发明1)，其原料(本发明4)是作为稀土类元素至少含有铈、镧及钕的铈系研磨材料用原料，该原料的特征是，TREO中氧化铈所占重量比(CeO₂/TREO)为50wt％～65wt％、TREO中氧化钕所占重量比(Nd₂O₃/TREO)为10wt％～16wt％、相对于TREO的铀和钍的合计量的重量比[(U+Th)/TREO]为0.05wt％以下。

该铈系研磨材料的原料中，随着TREO中氧化铈的比例(CeO₂/TREO)的提高，制得的研磨材料成为易产生损伤的材料，若超过上述的上限值的话，则在要求高精度研磨的前述领域中容易发生不被允许的研磨损伤。另一方面，氧化铈的比例越低，则制得的研磨材料的研磨速度降低，若未满上述下限值，就很难确保充分的研磨速度。因此，考虑这两方面的话，TREO中氧化铈所占重量比(CeO₂/TREO)以50wt％～60wt％为好。另一方面，氧化钕的重量比越高，则制得的研磨材料的研磨速度降低，若超过上述的上限值的话，就很难确保充分的研磨速度。反之，氧化钕的比例越低，则制得的研磨材料成为易产生损伤的材料，若不足上述的下限值的话，则在要求高精度研磨的前述领域中容易发生不被允许的研磨损伤。因此，考虑这两方面的话，TREO中氧化钕所占重量比(Nd₂O₃/TREO)较好为11wt％～15wt％，更好为12wt％～14wt％。

由于铈系研磨材料中的铀和钍等放射性物质以尽可能地少为好，这就是铀和钍的合计重量与TREO的重量比[(U+Th)/TREO]在上述范围内的理由。氟碳铈精矿、磷铈镧精矿、中国复杂精矿等矿石(特别是磷铈镧精矿及中国复杂精矿)含有较多的钍，不除去铀和钍而作为研磨材料的原料使用是不好的。因此，以该重量比[(U+Th)/TREO]在0.005wt％以下的原料为好，更好的是在0.0005wt％以下。

另外，以TREO中氧化镧所占的重量比(La₂O₃/TREO)为22wt％～30wt％的材料较好。该比例为24wt％～28wt％的材料则更好。氧化镧比例越低，则越容易使焙烧时的氟元素的释放量增多，若未满上述的下限值的话，则过分地容易释放，使在焙烧时对铈系研磨材料中的氟元素的控制变得困难。

上述本发明的研磨材料中，相对于总稀土类氧化物换算重量(TREO)的氧化铈(CeO₂)的重量比(CeO₂/TREO)为45wt％～70wt％、TREO中氧化镧(La₂O₃)与氧化钕(Nd₂O₃)的重量比(La₂O₃/Nd₂O₃)为1.4～2.8的铈系研磨材料(本发明2)，其原料(本发明5)是作为稀土类元素至少含有铈、镧及钕的铈系研磨材料用原料，该原料的特征是，TREO中氧化铈所占重量比(CeO₂/TREO)为45wt％～70wt％、TREO中氧化镧与氧化钕的重量比(La₂O₃/Nd₂O₃)为1.4～2.8。

该铈系研磨材料的原料，随着TREO中氧化铈的重量比(CeO₂/TREO)的提高，制得的研磨材料成为易产生损伤的材料，若超过上述的上限值的话，则在要求高精度研磨的前述领域中容易发生不被允许的研磨损伤。另一方面，氧化铈的比例越低，则制得的研磨材料的研磨速度降低，若不足上述的下限值的话，就很难确保充分的研磨速度。因此，考虑这两方面的话，TREO中氧化铈所占重量比(CeO₂/TREO)以50wt％～60wt％为好。另外，不管氧化镧与氧化钕的重量比(La₂O₃/Nd₂O₃)过大还是过小，制得的研磨材料的研磨速度都降低，不能确保充分的研磨速度。因此，TREO中氧化镧与氧化钕的重量比(La₂O₃/Nd₂O₃)更好为1.6～2.6。

此外，原料的铀和钍的合计重量与TREO的重量比[(U+Th)/TREO]以在0.05wt％以下为好，这是因为铀和钍等放射性物质最好尽可能地少。氟碳铈精矿、磷铈镧精矿、中国复杂精矿等矿石(特别是磷铈镧精矿及中国复杂精矿)含有较多的钍，不除去铀和钍而作为研磨材料的原料使用是不好的。因此，更好的是该重量比[(U+Th)/TREO]在0.005wt％以下的原料，该值最好在0.0005wt％以下。

另外，TREO中氧化镧和氧化钕所占的合计重量比[(La₂O₃+Nd₂O₃)/TREO]以25wt％～50wt％为好。该比例越低，则越容易使焙烧时的氟元素的释放量增多，若未满上述的下限值的话，则过分地容易释放，使在焙烧时对铈系研磨材料中的氟元素量的控制变得困难。

上述本发明的研磨材料中，总稀土类氧化物换算重量(TREO)为90wt％以上、TREO中氧化铈所占重量比(CeO₂/TREO)为45wt％～70wt％、TREO中氧化钕所占重量比(Nd₂O₃/TREO)为10wt％～16wt％、TREO中氧化镧(La₂O₃)与氧化钕(Nd₂O₃)的重量比(La₂O₃/Nd₂O₃)为1.4～2.8的作为稀土类氧化物至少含有氧化铈、氧化镧及氧化钕，并含有氟元素的铈系研磨材料(本发明3)，其原料(本发明6)是作为稀土类元素至少含有铈、镧及钕的铈系研磨材料用原料，它是TREO为90wt％以上、TREO中氧化铈所占重量比(CeO₂/TREO)为45wt％～70wt％、TREO中氧化钕所占重量比(Nd₂O₃/TREO)为10wt％～16wt％、TREO中氧化镧(La₂O₃)与氧化钕(Nd₂O₃)的重量比(La₂O₃/Nd₂O₃)为1.4～2.8原料。更好的是该原料的TREO中氧化铈所占重量比(CeO₂/TREO)为50wt％～65wt％，TREO中氧化镧所占的重量比(La₂O₃/TREO)为22wt％～30wt％，TREO中氧化镧和氧化钕合计重量所占的比例[(La₂O₃+Nd₂O₃)/TREO]为25wt％～50wt％。另外，基于上述同样的理由，该原料的铀和钍的合计重量与TREO的重量比[(U+Th)/TREO]以在0.05wt％以下为好，在0.005wt％以下更好，最好是在0.0005wt％以下。

并且，上述本发明的铈系研磨材料用原料不拘泥任一项发明的原料，更好的是TREO中氧化镨所占的重量比(Pr₆O₁₁/TREO)为2.0wt％～8.0wt％的原料。

前面谈到了原料中包含的铀和钍这样的放射性物质，在成为研磨材料用原料的矿石中，除此以外，有时还含有许多钙(Ca)、钡(Ba)、铁(Fe)、磷(P)等元素。从含有如此多的元素的矿石(原料)制得的研磨材料含有大量作为杂质的上述成分。如果使用含有大量这类杂质的研磨材料，则容易发生研磨损伤，并且研磨速度降低。因此，如果这些杂质(特别是铁)残留在研磨面等，则有时会降低研磨对象物的电及磁特性。这就意味着，不管是上述哪一项发明的原料，本发明的铈系研磨材料用原料及铈系研磨材料中的钙、钡、铁、磷的合计重量与TREO的重量比[(Ca+Ba+Fe+P)/TREO]以在2.0wt％以下为好，在1.0wt％以下更好，最好在0.5wt％以下。其原料也是如此，以该重量比[(Ca+Ba+Fe+P)/TREO]在2.0wt％以下为较好，在1.0wt％以下更好，最好在0.5wt％以下。

铈系研磨材料用原料的制造方法简单叙述如下(原料的制造方法1)。

首先，将氟碳铈精矿等精矿通过硫酸分解法及碱分解法进行分解，再分别进行沉淀及分别溶解等处理，将铀、钍、钙、钡、铁、磷等杂质减少、除去，得到稀土类溶液。然后，调整得到的稀土类溶液的稀土类成分的组成(调整稀土类组成)。接着，将调整了组成的稀土类溶液与沉淀剂(如，碳酸氢铵、碳酸铵、碳酸氢钠、碳酸钠、氨水、草酸、草酸铵、草酸钠、尿素等)混合，生成稀土类化合物(如，碳酸盐、碱式碳酸盐、一羟基碳酸盐、氢氧化物、草酸盐等)的沉淀，将其过滤、水洗后得到本发明的铈系研磨材料用原料。

在制造铈系研磨材料用原料，作为杂质的减少、除去后调整稀土类溶液的组成的方法，可例举溶剂萃取法和添加法。溶剂萃取法，是通过适当的方法在一定程度上也可能减少稀土类元素以外的杂质。并且，溶剂萃取法和添加法也可以组合实施。

首先，说明溶剂萃取法。例如，作为在溶剂萃取前的溶液中的钕的比例(Nd₂O₃/TREO)较高时，以及该溶液中的氧化镧与氧化钕的重量比(La₂O₃/Nd₂O₃)较小时所使用的溶剂萃取法，可以例举以下2种方法。即，从稀土类水溶液中将钕的一部分萃取至有机溶剂的方法；以及在稀土类元素几乎完全萃取至有机溶剂中后，使该有机溶剂与用于逆萃取的水溶液接触，一部分钕残留在有机溶剂中，将其它大部分的稀土类元素逆萃取至水溶液中的方法。通过这样的方法，降低钕的比例并调整至本发明适用的比例。相反，作为在溶剂萃取前的溶液中的钕的比例(Nd₂O₃/TREO)较低时，以及该溶液中的氧化镧与氧化钕的重量比(La₂O₃/Nd₂O₃)较大时所使用的溶剂萃取法，可以例举以下的方法。即，在将镧和铈的一部分残留在水溶液中，将其它稀土类元素萃取至有机溶剂中后，与逆萃取用的水溶液接触，将萃取至有机溶剂中的稀土类元素几乎全部逆萃取至水溶液中的方法。通过此方法，能提高钕的比例并调整至本发明适用的比例。

这里所述的各溶剂萃取法是使用了越是重稀土元素越容易萃取的有机溶剂的方法，但是，也可以使用越是轻稀土元素越容易萃取的有机溶剂。并且，在上述溶剂萃取法的各萃取工序及逆萃取工序中的对象物质的萃取量及逆萃取量可以根据要制造的研磨材料用原料是本发明的哪一种原料等不同的条件进行适当地选定。

接着，说明添加方法。稀土类组成调整前的溶液中的钕的比例(Nd₂O₃/TREO)较高时以及溶剂萃取前的溶液中的氧化镧与氧化钕的重量比(La₂O₃/Nd₂O₃)较小时所用的添加法是，添加混合含有较多的作为稀土类元素的镧和钕的化合物的水溶液[如，将碳酸盐、氢氧化物、氯化物、氧化物等溶解于盐酸等酸(氯化物用水也可)后得到的溶液]以降低钕的比例，并调整至本发明适用的比例的方法。相反，作为在稀土类组成调整前的溶液中的钕的比例(Nd₂O₃/TREO)较低时以及溶剂萃取前的溶液中的氧化镧与氧化钕的重量比(La₂O₃/Nd₂O₃)较大时所使用的添加法是，添加混合含有较多的作为稀土类元素的钕的化合物的水溶液以提高钕的比例，并调整至本发明适用的比例的方法。

以上添加法中的水溶液的添加量可以根据要制造的研磨材料用原料是本发明的哪一种原料等不同的条件进行适当地选定。

作为铈系研磨材料用原料的制造方法也可采用以下方法(原料的制造方法2)。

例如，在上述本发明的研磨材料中，如果是制造总稀土类氧化物换算重量(TREO)为90wt％以上、TREO中氧化铈所占重量比(CeO₂/TREO)为50wt％～65wt％、TREO中氧化钕所占重量比(Nd₂O₃/TREO)为10wt％～16wt％的铈系研磨材料(本发明1)的情况，首先，准备以下材料作为研磨材料用原料的原料。具体是准备多种已充分减少了铀、钍、钾、钡、铁、磷等元素的含量，但(CeO₂/TREO)及(Nd₂O₃/TREO)的值未必在上述适当的范围内的材料(如，碳酸盐、碱式碳酸盐、一羟基碳酸盐、氢氧化物、草酸盐、氧化物等)。然后，将上述多种材料(研磨材料用原料的原料)混合并调整铈和钕的含有率(混合工序)，制得本发明的铈系研磨材料用原料。

例如，在上述本发明的研磨材料中，如果是制造相对于总稀土类氧化物换算重量(TREO)的氧化铈(CeO₂)的重量比(CeO₂/TREO)为45wt％～70wt％、TREO中氧化镧(La₂O₃)与氧化钕(Nd₂O₃)的重量比(La₂O₃/Nd₂O₃)为1.4～2.8的铈系研磨材料(本发明2)的情况，首先，准备以下材料作为研磨材料用原料的原料。具体是准备多种已充分减少了铀、钍、钾、钡、铁、磷等元素的含量，但(CeO₂/TREO)及(La₂O₃/Nd₂O₃)的值未必在上述适当的范围内的材料(如，碳酸盐、碱式碳酸盐、一羟基碳酸盐、氢氧化物、草酸盐、氧化物等)。然后，将上述多种材料(研磨材料用原料的原料)混合并调整铈和钕的含有率(混合工序)，制得本发明的铈系研磨材料用原料。

该制造方法2所述的混合工序应该在制造铈系研磨材料的焙烧工序前进行。即，该混合工序是可以在铈系研磨材料用原料的制造过程中任何阶段进行的工序。例如，将上述多种原料(研磨材料用原料的原料)分别粉碎，进行氟化处理后再进行混合工序也行。另外，作为供混合的多种原料(研磨材料用原料的原料)，也可以是TREO中的1种稀土类氧化物的比例为99wt％以上的高纯度的原料的1种以上。尽管使用高纯度的原料能容易地进行组成的调整，但是高纯度的原料价格高。

以上对各种研磨材料用原料进行了说明，但是煅烧上述铈系研磨材料用原料得到的烧结物(如，煅烧稀土类碳酸盐、碱式碳酸盐、一羟基碳酸盐、氢氧化物、草酸盐等原料而得到的氧化物及该氧化物与其原料的中间体)也可以作为本发明的铈系研磨材料用原料。这里所说的研磨材料用原料指将其作为原料以制备研磨材料时在研磨材料制备中必须进行焙烧工序的原料。即，这里所说的铈系研磨材料用原料包括在研磨材料制造的初期阶段进行的粉碎工序前的原料，以及供给铈系研磨材料制造时的焙烧工序前的原料(中间原料)。因此，对上述研磨材料用原料进行了粉碎处理及/或氟化处理后的原料、进一步实施了干燥处理及/或粉碎处理的原料、开始焙烧成为铈系研磨材料的原料(即，在研磨材料制造的焙烧工序前的原料)都是上述铈系研磨材料用原料(中间原料)。

另外，上述各发明的铈系研磨材料用原料及铈系研磨材料中，[F/TREO]、[(U+Th)/TREO]、[(Ca+Ba+Fe+P)/TREO]是相对于研磨材料用原料及研磨材料的总稀土类氧化物换算重量[TREO]的[F]的重量、[U+Th]的重量或[Ca+Ba+Fe+P]的重量的重量比，而不是[F]、[U+Th]、[Ca+Ba+Fe+P]在[TREO]中所占的重量比。[TREO]是不含有[F]、[U+Th]、[Ca+Ba+Fe+P]的，[F]、[U+Th]、[Ca+Ba+Fe+P]在[TREO]中所占的重量比基本上为0重量％。因此，在求研磨材料用原料及研磨材料的[F/TREO]、[(U+Th)/TREO]或[(Ca+Ba+Fe+P)/TREO]时，分别测定研磨材料用原料及研磨材料的[TREO(总稀土类氧化物换算重量)]、[F]、[U+Th]及[Ca+Ba+Fe+P]的重量，通过计算将[TREO]换算成100wt％。例如，研磨材料的[TREO]为90wt％，研磨材料的[F]为6.3wt％时，该研磨材料的[F/TREO]为6.3(wt％)÷90.0(wt％)×100(wt％)＝7.0(wt％)。

实施发明的最佳方式

以下说明本发明的铈系研磨材料的较好实施方式。

实施方式1

首先准备氯化稀土(印度产)。其组成是总稀土类氧化物换算重量(以下记作TREO)为46.0wt％，CeO₂/TREO为50.3wt％，La₂O₃/TREO为23.7wt％，Nd₂O₃/TREO为20.0wt％，Pr₆O₁₁/TREO为5.2wt％，(U+Th)/TREO未满0.0005wt％，(Ca+Ba+Fe+P)/TREO为0.6wt％。该氯化稀土是依顺序由磷铈镧精矿(印度产)经粉碎、用浓NaOH水溶液碱性分解(140℃、3小时)、将磷酸成分溶出于水溶液的热水处理、过滤、用pH调整为3.5～4.0的盐酸分别溶解(溶解稀土类元素，铀(U)、钍(Th)残留在氢氧化物沉淀中)、过滤、溶剂萃取、蒸发浓缩、然后冷却固化等各工序而得到的。

实施例1

用已准备的氯化稀土制造铈系研磨材料用原料(中间原料)。首先，将已准备的氯化稀土与0.1mol/L稀盐酸混合、溶解，配制成氯化稀土溶液，对配制得的溶液进行过滤，对过滤后的溶液进行溶剂萃取。该溶剂萃取采用越是重稀土元素越是容易萃取的萃取剂(PC-88A：大八化学工业所制)与稀释剂(イプゾ一ル：出光石油化学制)以液量比(萃取剂/稀释剂)为1/2的比例混合得到的溶剂作为有机溶剂。然后，使该有机溶剂与氯化稀土溶液(TREO 210g/L)以流量比(有机溶剂/氯化稀土溶液)为8/1的状态进行逆流多段接触(30段)，将稀土类元素萃取至有机溶剂中。该工序中，在与所用的有机溶剂进行的逆流多段萃取过程中，为了将氯化稀土溶液中的稀土类元素几乎完全萃取出来，需添加必要量的氢氧化钠水溶液。然后，使含有稀土类元素的有机溶剂与3mol/L盐酸水溶液以流量比(有机溶剂/盐酸水溶液)为8/1.4的状态进行逆流多段接触(30段)，将镨及钕的一部分以及比钕更容易萃取至有机溶剂的稀土类元素[从钐(Sm)开始的重稀土及钇(Y)]的大半残留在有机溶剂中，将镧、铈的大部分与镨及钕的一部分逆萃取至盐酸水溶液中得到稀土类溶液(精制液)。

溶剂萃取后，混合所得到的稀土类溶液与碳酸氢铵水溶液(沉淀剂)生成稀土类碳酸盐的沉淀，再用离心分离机进行过滤、洗涤(水洗)，得到铈系研磨材料用原料(中间原料)，即稀土类碳酸盐。其组成是TREO为44wt％。TREO中的各稀土类元素的重量比与得到的铈系研磨材料相同(参照表1)。此外，F/TREO未满0.1wt％，(U+Th)/TREO未满0.0005wt％，(Ca+Ba+Fe+P)/TREO未满0.4wt％。

将以上制得的稀土类碳酸盐(中间原料)与该原料重量的2倍重量的纯水混合，在湿式球磨机(粉碎介质为直径5mm的氧化锆球)中进行8小时的湿式粉碎，得到原料浆。得到的粉碎物的D₅₀为0.8μm。然后，向得到的料浆中添加10wt％的氢氟酸水溶液，调整料浆中的氟元素成分的重量比(F/TREO)，进行30分钟的搅拌处理(以下简称为氟化处理)。氟化处理后的[F/TREO]为8.0wt％。氟元素浓度的测定采用碱性熔融·温水萃取·氟离子电极法。然后，使固形成分沉降而撇出上层的澄清液，加纯水进行所谓的再调浆洗涤，洗涤后的料浆用压滤机过滤。得到的滤饼在140℃下干燥48小时。接着，将得到的干燥饼用样磨机粉碎，焙烧得到的粉碎物(焙烧温度1000℃，焙烧时间12小时)。焙烧后得到的焙烧物再用样磨机粉碎，用涡轮分级器(分级点设定为5μm)分级得到铈系研磨材料。

实施例2、3

这些实施例中，使含有稀土类元素的有机溶剂与3mol/L盐酸水溶液进行逆流多段接触、将镧等稀土类元素逆萃取至盐酸水溶液中的工序中的有机溶剂与盐酸水溶液的流量比(有机溶剂/盐酸水溶液)与实施例1不同。实施例2中的流量比(有机溶剂/盐酸水溶液)是8/1.3，实施例3中的流量比(有机溶剂/盐酸水溶液)是8/1.2。除此以外的条件都与实施例1相同，就此省略。由实施例2制得的稀土类碳酸盐(中间原料)的TREO为46wt％，由实施例3制得的稀土类碳酸盐(中间原料)的TREO为43wt％。TREO中的各稀土类元素的重量的比例，无论是哪一实施例都与最终制得的铈系研磨材料相同(参照表1)。并且，无论是哪一实施例，F/TREO都未满0.1wt％，(U+Th)/TREO都未满0.0005wt％，(Ca+Ba+Fe+P)/TREO都未满0.4wt％。

比较例1

准备美国产的氟碳铈精矿作为原料。其组成(重量比)是TREO为70wt％，CeO₂/TREO为49.3wt％，La₂O₃/TREO为34.0wt％，Nd₂O₃/TREO为11.3wt％，Pr₆O₁₁/TREO为4.0wt％，F/TREO为8.0wt％，(U+Th)/TREO为0.1wt％，(Ca+Ba+Fe+P)/TREO为6.8wt％。然后，将已准备的原料(氟碳铈精矿)与该原料重量2倍重量的纯水混合，在湿式球磨机(粉碎介质为直径5mm的氧化锆球)中进行8小时湿式粉碎，得到原料浆。然后，对得到的原料浆依次进行再调浆洗涤、过滤、干燥、焙烧、粉碎、分级各工序，得到铈系研磨材料。再调浆洗涤以后的各工序条件与实施例1相同。

比较例2、3

这些比较例中，使含有稀土类元素的有机溶剂与3mol/L盐酸水溶液进行逆流多段接触、将镧等稀土类元素逆萃取至盐酸水溶液中的工序的条件与实施例1不同。比较例2中，有机溶剂与盐酸水溶液的流量比(有机溶剂/盐酸水溶液)是8/1.6，将有机溶剂中的稀土类元素的几乎全部逆萃取至盐酸水溶液中得到稀土类溶液(精制液)。比较例3中的流量比(有机溶剂/盐酸水溶液)是8/1.1。除此之外的条件与实施例1相同。由比较例2制得的稀土类碳酸盐(中间原料)的TREO为42wt％，由比较例3制得的稀土类碳酸盐(中间原料)的TREO为46wt％。TREO中的各稀土类元素的重量的比例，无论是哪一比较例都与最终制得的铈系研磨材料相同(参照表1)。并且，无论是哪一比较例，F/TREO都未满0.1wt％，(U+Th)/TREO都未满0.0005wt％，(Ca+Ba+Fe+P)/TREO都未满0.4wt％。

实施例4～7

各实施例中除氟化处理的条件不同以外，其余条件都与实施例2相同，制得铈系研磨材料。氟化处理后的[F/TREO]，实施例4为4.0wt％，实施例5为5.5wt％，实施例6为11wt％，实施例7为15wt％，

实施例8、9

各实施例中除焙烧工序中的焙烧温度不同以外，其余条件都与实施例2相同，制得铈系研磨材料。焙烧温度，实施例8为850℃，实施例9为1100℃。

由上述各实施例及比较例得到的铈系研磨材料的氟元素含有率、TREO、TREO中的各稀土类氧化物的重量的比例等值都示于表1。(Ca+Ba+Fe+P)/TREO，比较例1的研磨材料是6.2wt％，其它的研磨材料都未满0.4wt％。

表1

使用各实施例及比较例得到的铈系研磨材料，测定平均粒径(D₅₀)、BET法比表面积(BET)及衍射X射线强度(Intensity)。另外，使用各实施例及比较例得到的铈系研磨材料进行研磨试验，进行有关研磨值(研磨速度)、得到的研磨面的损伤评价以及附着性(洗涤性)的评价。以下说明测定方法、研磨试验方法、各种研磨特性的评价方法。有关测定值及评价结果示于其后的表2中。

平均粒径(D ₅₀ )的测定

使用激光衍射·散射法粒度分布测定装置[(株)岛津制作所制：SALD-2000A]测定铈系研磨材料的粒度分布，求得平均粒径(D₅₀：从小粒径侧开始的累积体积50wt％时的粒径)。

BET法比表面积(BET)

根据JIS R 1626-1996(通过精陶瓷粉体的气体吸附BET法测定比表面积的方法)的[6.2流动法的(3.5)一点法]进行测定，此时，使用作为载流气体的氦气与作为吸附质气体的氮气的混合气体。

X射线衍射测定

使用X射线衍射装置[マックサイエンス(株)制，MXP18]进行铈系研磨材料的X射线衍射分析，测定衍射X射线强度。本测定使用铜(Cu)靶、解析照射Cu-Kα线得到的Cu-Kα₁线的衍射X射线图谱中的衍射角(2θ)为20°～30°的范围中出现的峰。其它的测定条件是，管电压40kV、管电流150mA、测定范围2θ＝5°～80°、取样宽0.02°、扫描速度4°/min。然后，根据得到的X射线衍射测定结果，读取氧化铈(CeO₂)的X射线衍射峰强度、镧系氟氧化物(LnOF)的X射线衍射峰强度及镧系氟化物(LnF₃)的X射线衍射峰强度，求得各X射线衍射峰的强度比(LnOF/CeO₂、LnF₃/CeO₂)。

研磨试验

准备研磨试验机[HSP-2I型，台东精机(株)制]作为研磨机。此研磨试验机是一边向研磨对象提供研磨材料料浆一边在研磨垫上对研磨对象面进行研磨的机器。研磨垫由聚氨酯制，该研磨试验每进行一次(研磨时间约24小时)更换一次新品。然后，准备作为研磨对象物的65mmφ的平面板用玻璃。另外，将粉末状的铈系研磨材料粉末与纯水混合，配制固形成分浓度为15重量％的研磨材料料浆50L。用此研磨材料料浆研磨平面板用玻璃的表面。本研磨试验中，研磨材料料浆以5升/分的比例提供，并循环使用研磨材料料浆。另外，相对于研磨面的研磨垫的压力为9.8kPa(100g/cm²)，研磨试验机的旋转速度设定为100rpm。

研磨值(研磨速度)的评价

研磨开始30分钟后，更换作为研磨对象的平面板用玻璃。更换了的平面板用玻璃是重量测定完毕的玻璃。在更换平面板用玻璃后研磨10分钟，求得因研磨而使玻璃重量减少的量，根据此数值求得“研磨值1”。以比较例1的研磨材料的研磨值作为基准(100)。

最初的30分钟与其后的10分钟的合计40分钟的研磨结束后，更换为新的平面板用玻璃，研磨23小时20分钟(合计24小时)，再更换作为研磨对象的平面板用玻璃。更换了的平面板用玻璃是重量测定完毕的玻璃。在更换平面板用玻璃后研磨10分钟，求得因研磨而使玻璃重量减少的量，根据此数值求得“研磨值2”。这里，以比较例1的研磨材料的研磨值1作为基准(100)，求得研磨值2。

根据“研磨值1”及“研磨值2”求得“研磨值比(研磨值2/研磨值1)”，用“研磨值1”、“研磨值2”及“研磨值比”评价铈系研磨材料的研磨值(研磨速度)。

研磨损伤的评价

研磨结束后，用纯水洗涤经过了研磨的平面板用玻璃，对在无尘状态下进行了干燥的研磨面进行损伤评价。损伤评价采用以下方式进行，即，以使用30万勒克斯的卤素灯作为光源的反射法观察玻璃表面，将大伤痕及微小伤痕数目分数化，进行以100分为满分的减分评价。此损伤评价以硬盘用或LCD用玻璃基板的精细研磨所要求的研磨精度作为判断基准。具体来讲，在表2及表5中，“◎”表示98分以上(非常适用于HD用·LCD用玻璃基板的精细研磨)，“○”表示未满98分但在95分以上(适用于HD用·LCD用玻璃基板的精细研磨)，“△”表示未满95分但在90分以上(可以用于HD用·LCD用玻璃基板的精细研磨)，“×”表示未满90分(不可以用于HD用·LCD用玻璃基板的精细研磨)。

附着性试验

接着，进行研磨材料的附着性(洗涤性)的试验。该试验中，首先将经过洗涤干燥的光学显微镜观察用光滑玻璃浸渍在研磨材料料浆中，马上提出来在50℃使其暂时干燥，然后，将其浸渍在装有纯水的容器中进行5分钟的超声波洗涤，超声波洗涤后，将从容器中取出的光滑玻璃用纯水冲洗，得到作为观察对象的光滑玻璃。再用光学显微镜观察残留在光滑玻璃表面的研磨材料粒子的残存量，评价附着性。具体来讲，在表2及表5中，“○”表示没有观察到研磨材料粒子的残存、非常适合于精细研磨，“△”表示观察到少量研磨材料粒子的残存、适合于精细研磨，“×”表示观察到的研磨材料粒子的残存非常多、不适合于精细研磨。

表2

如表2所示，实施例1～3的研磨材料的研磨刚开始后(30分钟后)的研磨值(研磨值1)高，即使是在长时间循环使用后也还有较高的研磨值(研磨值2)，由于使用而导致的研磨值的降低比较小(研磨值比＝0.66～0.78)。即，能防止研磨开始后的研磨值的急剧降低，能更长时间地维持更高的研磨值。实施例1～3的研磨材料还显示了不易发生研磨损伤、不易吸附在研磨面上的优点。并且，如表2所示，实施例的研磨材料都有优异的研磨特性，其中实施例2的研磨材料的研磨特性最佳。与此对应的是，比较例1～3的研磨材料的研磨值2显著地低，使用后研磨力急剧降低(研磨值比＝0.23～0.32)。并且，发现易发生研磨损伤、易吸附在研磨面上的不良现象。

因此，讨论表1所示的各实施例与比较例的数据，解决了以下问题。

作为铈系研磨材料，以TREO为90wt％以上的材料为好，92wt％以上更好。TREO中氧化铈所占重量比(CeO₂/TREO)以50wt％以上为好。另外，从各实施例与比较例2来看，作为铈系研磨材料，TREO中氧化钕所占重量比(Nd₂O₃/TREO)以16wt％以下为好。并且，从各实施例与比较例3来看，作为铈系研磨材料，TREO中氧化钕所占重量比(Nd₂O₃/TREO)以至少在10wt％以上为好。

作为铈系研磨材料，TREO中氧化镧所占的重量比(La₂O₃/TREO)以30wt％以下为好。

此外，对各实施例与比较例的数据(表1)用其它的观点比较后可知，作为铈系研磨材料，氧化镧(La₂O₃)与氧化钕(Nd₂O₃)的重量比(La₂O₃/Nd₂O₃)以1.4以上为好(各实施例与比较例2的比较)，以2.8以下为好(各实施例与比较例1、3的比较)。

进一步，作为铈系研磨材料，TREO中氧化镧和氧化钕所占的合计重量比[(La₂O₃+Nd₂O₃)/TREO]以25wt％～50wt％为好。另外，实施例2及实施例4～7比较后可知，作为铈系研磨材料，TREO与氟元素含量的重量比(F/TREO)以4.0wt％～9.0wt％为更好。

作为铈系研磨材料，铀和钍的合计重量与TREO的重量比[(U+Th)/TREO]以0.05wt％以下为好。实施例1～3与比较例1～3比较后可知，上述X射线衍射峰的强度比(LnOF/CeO₂)以0.4～0.7为好。

以各实施例来看，研磨材料粒子的平均粒径(D₅₀)以0.7μm～1.6μm为好，BET法比表面积以2.0m²/g～5.0m²/g为好。

根据表2所示，实施例2及实施例4～7的研磨材料中的任一种都具有高研磨值1，且具有比较高的研磨值2，因使用而导致的研磨值的降低比较小(研磨值比＝0.66～0.78)。即，能防止研磨开始后研磨值的急剧降低，能更长时间地维持更高的研磨值。但是，如果比较实施例4的研磨材料与实施例2等，则可知研磨值1与研磨值2稍稍低一些，有略微的附着性。这可以认为是与实施例2等比较的话，TREO量与氟元素量的重量比(F/TREO)较小，且X射线衍射峰的强度比(LnOF/CeO₂)较小的缘故。此外，实施例7的研磨材料与实施例2等比较的话，则稍易发生研磨损伤，有略微的附着性。这可以认为是与实施例2等比较，X射线衍射峰的强度比(LnOF/CeO₂及LnF₃/CeO₂)较大的缘故。

根据表2所示，实施例2、8及9的研磨材料的研磨值1高，研磨值2也比较高，因使用而导致的研磨值的降低比较小(研磨值比＝0.72～0.78)。即，能防止研磨开始后研磨值(研磨速度)的急剧降低，能更长时间地维持更高的研磨值。其结果表明，在用本发明的研磨材料用原料制造研磨材料时，焙烧温度如果是800℃～1200℃(更好的是850℃～1100℃)的话，则能制得研磨值(研磨速度)降低比较少(研磨值比大)的研磨材料。

实施方式2

接着，说明将碳酸铈、碳酸镧、碳酸镨、碳酸钕分别煅烧(焙烧)后，混合配制成原料，并用此原料制造铈系研磨材料的实施例及比较例。

首先，准备高纯度的碳酸铈(TREO：45wt％、CeO₂/TREO：99.9wt％以上)、碳酸镧(TREO：45wt％、La₂O₃/TREO：99.9wt％以上)、碳酸镨(TREO：45wt％、Pr₆O₁₁/TREO：99.9wt％以上)、碳酸钕(TREO：45wt％、Nd₂O₃/TREO：99.9wt％以上)，分别煅烧(焙烧)。焙烧温度600℃，焙烧时间12小时。通过焙烧得到碳酸铈的烧结物(TREO：83wt％、CeO₂/TREO：99.9wt％以上、灼热减量：17wt％)、碳酸镧的烧结物(TREO：85wt％、La₂O₃/TREO：99.9wt％以上、灼热减量：15wt％)、碳酸镨的烧结物(TREO：86wt％、Pr₆O₁₁/TREO：99.9wt％以上、灼热减量：14wt％)、碳酸钕的烧结物(TREO：82wt％、Nd₂O₃/TREO：99.9wt％以上、灼热减量：18wt％)。

混合以上得到的各烧结物，配制以下将要说明的各实施例及各比较例中使用的铈系研磨材料原料(中间原料)。各实施例及各比较例中使用的铈系研磨材料原料(中间原料)的组成如表3所示。另外，这5种混合配制得到的中间原料的(U+Th)/TREO重量比都未满0.0005wt％，(Ca+Ba+Fe+P)/TREO的重量比未满0.1wt％。

表3

实施例10～14及比较例6～9

将配制得的铈系研磨材料用原料[中间原料＝稀土类碳酸烧结物(混合物)]与该原料重量2倍重量的纯水混合，在湿式球磨机(粉碎介质为直径5mm的氧化锆球)中进行8小时湿式粉碎，得到原料浆。得到的粉碎物的D₅₀为0.8μm。然后对得到的料浆进行氟化处理(与实施例1中的处理相同)。氟化处理后的[F/TREO]为8.0wt％。然后，使固形成分沉降而撇出上层的澄清液，加纯水进行所谓的再调浆洗涤，洗涤后的料浆用压滤机过滤。再对得到的原料浆依次进行干燥、焙烧、粉碎、分级各工序而得到铈系研磨材料。干燥以后的各工序条件与实施例1相同。

上述实施例10～14及比较例6～9得到的铈系研磨材料的氟元素含有率、TREO、TREO中的各稀土类氧化物的重量的比例等值示于表4。这些研磨材料的(Ca+Ba+Fe+P)/TREO的重量比未满0.1wt％。

表4

用各实施例及比较例得到的铈系研磨材料，测定平均粒径(D₅₀)、BET法比表面积(BET)及衍射X射线强度(Intensity)。另外，用各实施例及比较例得到的铈系研磨材料进行研磨试验，进行有关研磨值(研磨速度)、得到的研磨面的损伤评价、附着性(洗涤性)的评价。测定法及试验法如前所述。测定值及评价结果如表5所示。

表5

如表5所示，各实施例的研磨材料，未使用状态下的研磨值(研磨值1)高，并且在使用后的状态下也有比较高的研磨值(研磨值2)，由于使用而导致的研磨值的降低比较小(研磨值比＝0.67～0.79)。各实施例的研磨材料还显示不易发生研磨损伤，不易吸附在研磨面上的优点。实施例10～14中，实施例11的研磨材料的研磨特性最佳。与此对应的是，各比较例的研磨材料的研磨值2显著地低，由于使用研磨值(研磨速度)急剧降低(但比较例9除外)。此外，发现易发生研磨损伤、易吸附在研磨面上的不良现象。

因此，对表4所示的数据与各实施例及比较例8～9进行比较，认为作为铈系研磨材料，TREO中氧化铈所占重量比(CeO₂/TREO)以45wt％～70wt％为好。另外，从各实施例与比较例6、7的比较来看，作为铈系研磨材料，TREO中氧化钕所占重量比(Nd₂O₃/TREO)以10wt％～16wt％为好。另外，如表5所示，作为铈系研磨材料，X射线衍射峰的强度比(LnOF/CeO₂)以0.4～0.7为好。

此外，用其它的观点对表4所示的实施例与比较例的数据比较后可知，TREO中氧化镧(La₂O₃)与氧化钕(Nd₂O₃)的重量比(La₂O₃/Nd₂O₃)，从实施例与比较例7的比较来看以1.4wt％以上为好，从实施例与比较例6来看以2.8以下为好。从实施例13、14来看，如果调整氧化镧与氧化钕的重量平衡，即使TREO中氧化钕的重量比例(Nd₂O₃/TREO)是9wt％或17wt％也能得到实用的研磨材料。

产业上利用的可能性

如上所述，本发明的铈系研磨材料损伤发生较少，能长时间地维持高研磨力。因此，使用本发明的铈系研磨材料，能在更短的时间内得到损伤少、吸附研磨材料少的高品质的研磨面。即，通过本发明能在光盘及磁盘用玻璃基板的研磨等要求高精度的表面研磨性能的领域中提供适宜的铈系研磨材料。

Claims

1.铈系研磨材料，它是作为稀土类氧化物至少含有氧化铈、氧化镧及氧化钕，并含有氟元素的铈系研磨材料，其特征在于，总稀土类氧化物换算重量(TREO)中氧化铈所占重量比(CeO₂/TREO)为45wt％～70wt％，总稀土类氧化物换算重量中氧化镧(La₂O₃)与氧化钕(Nd₂O₃)的重量比(La₂O₃/Nd₂O₃)为1.4～2.8，还有，总稀土类氧化物换算重量中氧化镨所占重量比(Pr₆O₁₁/TREO)为2.0wt％～8.0wt％。

2.如权利要求1所述的铈系研磨材料，其特征还在于，总稀土类氧化物换算重量中氧化镧和氧化钕所占的合计重量比[(La₂O₃+Nd₂O₃)/TREO]为25wt％～50wt％。

3.如权利要求1所述的铈系研磨材料，其特征还在于，相对于总稀土类氧化物换算重量的氟元素量的重量比(F/TREO)为4.0wt％～9.0wt％。

4.如权利要求1所述的铈系研磨材料，其特征还在于，相对于总稀土类氧化物换算重量的铀和钍的合计量的重量比[(U+Th)/TREO]为0.05wt％以下。

5.如权利要求1所述的铈系研磨材料，其特征还在于，通过以使用Cu-Kα线或Cu-Kα₁线作为X线源的X射线衍射法测定，在2θ(衍射角)＝20°～30°的范围出现的X射线衍射峰中，稀土类氟氧化物(LnOF)的X射线衍射峰强度、即最强的X射线衍射峰强度与氧化铈(CeO₂)的X射线衍射峰强度、即最强的X射线衍射峰强度的强度比(LnOF/CeO₂)为0.4～0.7。

6.如权利要求1所述的铈系研磨材料，其特征还在于，研磨材料粒子的平均粒径(D₅₀)为0.7μm～1.6μm。

7.如权利要求1所述的铈系研磨材料，其特征还在于，BET法比表面积为2.0m²/g～5.0m²/g。

8.一种用于制造权利要求1所述铈系研磨材料的原料，它是作为稀土类氧化物至少含有氧化铈、氧化镧及氧化钕的铈系研磨材料用原料，其特征在于，总稀土类氧化物换算重量中氧化铈所占重量比(CeO₂/TREO)为45wt％～70wt％，总稀土类氧化物换算重量中氧化镧(La₂O₃)与氧化钕(Nd₂O₃)的重量比(La₂O₃/Nd₂O₃)为1.4～2.8，还有，总稀土类氧化物换算重量中氧化镨所占重量比(Pr₆O₁₁/TREO)为2.0wt％～8.0wt％。