CN104769073B - 研磨用组合物 - Google Patents

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Abstract

提供一种研磨用组合物，其可以充分维持对合金材料的高研磨速度、且提高合金材料表面的平滑性，得到高光泽的表面。本发明为一种研磨用组合物，其用于研磨合金材料的用途，该研磨用组合物包含一次颗粒的平均长径比为1.10以上的二氧化硅颗粒、和pH调节剂。

Description

研磨用组合物
技术领域
本发明涉及研磨用组合物。
背景技术
合金是指相对于1种金属元素，还共有1种以上金属元素、碳、氮、硅等非金属元素的共有体，以对纯金属提高机械强度、耐化学药品性、耐腐蚀性、耐热性等性质为目的而制造。这些之中，铝合金由于轻量且具有优异的强度，因此用于建材、容器等结构材料，汽车、船舶、飞机等运输机器，此外还用于各种电器用品、电子部件等各种用途。另外，钛合金由于轻量且耐腐蚀性优异，因此广泛用于精密仪器、装饰品、工具、体育用品、医疗部件等。另外，作为铁系合金的不锈钢、镍合金由于具有优异的耐腐蚀性，因此用于结构材料、运输机器，此外还用于工具、机械器具、烹调器具等各种用途。另外，铜合金由于导电性、导热性、耐腐蚀性优异、且加工性优异且成品美观，因此广泛用于装饰品、食器、乐器、电气材料的部件等。
在使用这些合金时，有时将其表面精加工成光泽面。对光泽面的精加工有时需要对该表面进行涂装等实施涂覆来进行镜面处理，若可以通过研磨将其表面精加工成镜面，则可以提供比涂装面优异的光泽面，且不需要涂覆的材料、操作。另外，与利用涂装的光泽面相比，利用研磨的镜面耐久性高，因此还具有光泽面长期持续的优点。
因此，对于合金材料，进行了通过使用研磨用组合物的研磨的镜面化、平滑化。例如，日本特表2008-544868号公报(美国专利申请公开第2007/010098号说明书)中公开了一种用于铝合金的研磨用途的研磨用组合物，其包含(a)选自由二氧化硅、氧化铈、和氧化锆组成的组中的研磨材料、(b)使铝氧化的试剂、和(c)液体载体。
发明内容
然而，上述专利文献记载的研磨用组合物对合金材料的高研磨速度的维持不充分、以及研磨后的合金材料表面的平滑性不充分，存在不能得到高光泽的表面的问题。
因此，本发明的目的在于提供一种研磨用组合物，其可以充分维持对合金材料的高研磨速度、且提高合金材料表面的平滑性，得到高光泽的表面。
为了解决上述课题，本发明人等反复进行了深入研究。其结果发现，通过使用包含一次颗粒的平均长径比为1.10以上的二氧化硅颗粒和pH调节剂的研磨用组合物能够解决上述课题。于是，基于上述见解完成了本发明。
即，本发明为一种研磨用组合物，其用于研磨合金材料的用途，该研磨用组合物包含一次颗粒的平均长径比为1.10以上的二氧化硅颗粒、和pH调节剂。
具体实施方式
本发明为一种研磨用组合物，其用于研磨合金材料的用途，该研磨用组合物包含一次颗粒的平均长径比为1.10以上的二氧化硅颗粒、和pH调节剂。
合金材料固溶有相对于主成分硬度不同的金属元素，因此对于含有这些元素的部分和不含有的部分，在研磨时可观察到研磨速度存在差异。因此，研磨后的合金材料表面产生研磨速度的差异导致的突起或凹陷、由于含有硬度高的元素的部分的研磨而产生的伤痕等各种缺陷，因此难以通过这些合金材料的研磨使表面高光泽化(镜面化)。
对此，本发明的研磨用组合物包含一次颗粒的平均长径比为1.10以上的二氧化硅颗粒、和pH调节剂。通过采用这样的构成，可以充分维持对合金材料的高研磨速度、且提高合金材料表面的平滑性，得到高光泽的表面。
以往，一般认为使用长径比高的颗粒进行研磨时，与长径比低的颗粒相比较，颗粒难以顺利地接触研磨对象物表面，因此表面粗糙度恶化。本发明的研磨用组合物可以期待与该以往的见解相反的效果。即可认为，通过使用长径比高的二氧化硅颗粒，对合金材料的摩擦力、机械力增高，因此结果变得容易对表面的原材料、硬度、或者状态不均匀的合金材料进行均匀的研磨，因此表面粗糙度降低。
需要说明的是，上述机理为推测，本发明不受上述机理的任何限制。
[合金材料]
本发明的研磨用组合物用于研磨合金材料的用途。合金材料含有：作为主成分的金属种和与主成分不同的金属种。
合金材料基于作为主成分的金属种命名。作为合金材料，例如可列举出：铝合金、钛合金、不锈钢(以铁为主成分)、镍合金、和铜合金等。
铝合金以铝为主成分，作为与主成分不同的金属种，例如含有选自由硅、铁、铜、锰、镁、锌、和铬组成的组中的至少1种。铝合金中与主成分不同的金属种的含量相对于合金材料整体为例如0.1～10质量％。作为铝合金，例如可列举出：JIS H4000：2006记载的合金编号中的1085、1080、1070、1050、1050A、1060、1100、1200、1N00、1N30、2014、2014A、2017、2017A、2219、2024、3003、3103、3203、3004、3104、3005、3105、5005、5021、5042、5052、5652、5154、5254、5454、5754、5082、5182、5083、5086、5N01、6101、6061、6082、7010、7075、7475、7178、7N01、8021、8079；JIS H4040：2006记载的合金编号中的1070、1060、1050、1050A、1100、1200、2011、2014、2014A、2017、2017A、2117、2024、2030、2219、3003、3103、5N02、5050、5052、5454、5754、5154、5086、5056、5083、6101、6N01、6005A、6060、6061、6262、6063、6082、6181、7020、7N01、7003、7050、7075、7049A；JIS H4100：2006记载的合金编号中的1070A1070S、1060A1060S、1050 A1050S、1100 A1100S、1200 A1200S、2014 A2014S、2014A2014AS、2017 A2017S、2017 A2017AS、2024 A2024S、3003 A3003S、3203 A3203S、5052A5052S、5454 A5454S、5083 A5083S、5086 A5086S、6101 A6101S、6N01 A6N01S、6005AA6005AS、6060 A6060S、6061 A6061S、6063 A6063S、6082 A6082S、7N01 A7N01S、7003A7003S、7005 A7005S、7020 A7020S、7050 A7050S、7075 A7075S等。
钛合金以钛为主成分，作为与主成分不同的金属种，例如含有铝、铁、和钒等。钛合金中与主成分不同的金属种的含量相对于合金材料整体为例如3.5～30质量％。作为钛合金，例如可列举出JIS H4600：2012记载的种类中的11～23种、50种、60种、61种、和80种。
不锈钢以铁为主成分，作为与主成分不同的金属种，例如含有选自由铬、镍、钼、和锰组成的组中的至少1种。不锈钢中与主成分不同的金属种的含量相对于合金材料整体为例如10～50质量％。作为不锈钢，例如可列举出：JIS G4303：2005记载的种类的标记中的SUS201、303、303Se、304、304L、304NI、305、305JI、309S、310S、316、316L、321、347、384、XM7、303F、303C、430、430F、434、410、416、420J1、420J2、420F、420C、631J1等。
镍合金以镍为主成分，作为与主成分不同的金属种，例如含有选自铁、铬、钼、和钴的至少1种。镍合金中与主成分不同的金属种的含量相对于合金材料整体为例如20～75质量％。作为镍合金，例如可列举出JIS H4551：2000记载的合金编号中的NCF600，601、625、750、800、800H、825、NW0276、4400、6002、6022等。
铜合金以铜为主成分，作为与主成分不同的金属种，例如含有选自铁、铅、锌、和锡的至少1种。铜合金中与主成分不同的金属种的含量相对于合金材料整体为例如3～50质量％。作为铜合金，例如可列举出：JIS H3100：2006记载的合金编号中的C2100、2200、2300、2400、2600、2680、2720、2801、3560、3561、3710、3713、4250、4430、4621、4640、6140、6161、6280、6301、7060、7150、1401、2051、6711、6712等。
作为合金材料的主成分，优选为选自由铝、钛、铁、镍、和铜组成的组中的任1种。更优选的合金材料为：合金材料的主成分为铝，且以相对于合金材料整体为0.5～10重量％的含量含有选自由硅、镁、铁、铜、和锌组成的组中的至少1种金属元素的合金材料。
接着，详细说明本发明的研磨用组合物的构成。
[二氧化硅颗粒]
本发明的研磨用组合物包含一次颗粒的长径比为1.10以上的二氧化硅颗粒作为磨粒。
作为二氧化硅颗粒的种类，没有特别的限制，例如可列举出胶体二氧化硅、气相二氧化硅、溶胶凝胶法二氧化硅等。其中，从更有效地得到合金表面的平滑性的观点来看，优选为气相二氧化硅或胶体二氧化硅，从可以更容易地得到具有比较大的长径比的颗粒的观点来看，更优选为气相二氧化硅。
该二氧化硅颗粒可以单独或混合2种以上使用。另外，该二氧化硅颗粒可以使用市售品也可以使用合成品。
作为胶体二氧化硅的制造方法，可举出公知的方法。例如，作花济夫著“ゾル-ゲル法の科学”(アグネ承風社刊)的第154～156页记载的烷氧基硅烷的水解的方法；日本特开平11-60232号公报记载的、将硅酸甲酯或硅酸甲酯与甲醇的混合物滴加到包含水、甲醇和氨、或氨与铵盐的混合溶剂中而使硅酸甲酯与水反应的方法；日本特开2001-48520号公报记载的、将硅酸烷基酯用酸催化剂水解后加入碱催化剂并加热，进行硅酸聚合而使颗粒生长的方法；日本特开2007-153732号公报记载的在烷氧基硅烷的水解时使用特定量的特定种类的水解催化剂的方法等。另外，还可举出对硅酸钠进行离子交换的制造方法。
作为气相二氧化硅的制造方法，可举出使用将四氯化硅气化并在氢氧焰中使其燃烧的气相反应的公知的方法。进而，气相二氧化硅可以用公知的方法制成水分散液，作为制成水分散液的方法，例如可列举出日本特开2004-43298号公报、日本特开2003-176123号公报、日本特开2002-309239号公报记载的方法。
研磨用组合物中的二氧化硅颗粒的一次颗粒的平均长径比为1.10以上。该平均长径比不足1.10时，对合金材料的摩擦力、机械力降低，变得难以均匀地研磨合金材料。该平均长径比优选为1.25以上。需要说明的是，对该平均长径比的上限值没有特别的限定。
该平均长径比是用外切于利用扫描型电子显微镜获得的二氧化硅颗粒图像的最小的长方形的长边的长度除以该长方形的短边的长度而得到的值的平均值，可以使用常规的图像解析软件求出。
研磨用组合物中包含的二氧化硅颗粒的平均一次粒径的下限优选为30nm以上。随着二氧化硅颗粒的平均一次粒径增大，合金材料的研磨速度提高。
另外，研磨用组合物中包含的二氧化硅颗粒的平均一次粒径的上限优选为150nm以下，更优选为100nm以下。随着二氧化硅的平均一次粒径减小，容易得到低缺陷且粗糙度小的表面。
需要说明的是，二氧化硅颗粒的平均一次粒径可以通过利用氮吸附法(BET法)的比表面积的测定值和密度算出。更具体而言，可以通过实施例中记载的方法求出。
该二氧化硅颗粒优选包含平均为2.5个以上的一次颗粒聚集而成的颗粒(以下也仅简称为聚集颗粒)。通过包含这样的聚集颗粒，研磨用组合物对合金材料的摩擦力、机械力变得更高，更容易均匀地研磨表面的原材料、硬度、或者状态不均匀的合金材料。需要说明的是，对聚集颗粒中的一次颗粒的数量的上限没有特别的限制，从制造容易性等观点来看，优选平均为13个以下。
作为得到这样的聚集颗粒的方法，取决于该二氧化硅颗粒的制造方法，可以在二氧化硅颗粒的制造中或制造后通过使二氧化硅颗粒缔合而得到。
构成聚集颗粒的一次颗粒的数量是通过用聚集颗粒的平均粒径除以构成聚集颗粒的一次颗粒的平均粒径而近似求出的。聚集颗粒的平均粒径是利用动态光散射法求出的体积平均粒径。构成聚集颗粒的一次颗粒的平均粒径是测量利用扫描透射型电子显微镜获得的二氧化硅颗粒的图像的面积，作为与其相同面积的直径而求出的颗粒的粒径的平均值，可以使用常规的图像解析软件求出。
研磨用组合物中的磨粒的含量的下限值优选为1重量％以上，更优选为2重量％以上。随着磨粒的含量增多，基于研磨用组合物的合金材料的研磨速度提高。
另外，研磨用组合物中的磨粒的含量的上限值优选为40重量％以下，更优选为30重量％以下。随着磨粒的含量减少，在研磨用组合物的制造成本降低的基础上，容易通过利用研磨用组合物的研磨得到划痕少的表面。另外，随着磨粒的含量减少，磨粒对合金的残留量得以减少，清洗性提高。
[pH调节剂]
本发明的研磨用组合物包含pH调节剂。pH调节剂调节研磨用组合物的pH，由此可以控制合金材料的研磨速度、磨粒的分散性等。该pH调节剂可以单独或混合2种以上使用。
作为pH调节剂可以使用公知的酸、碱、或它们的盐。作为可以用作pH调节剂的酸的具体例子，例如可列举出盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、硼酸、碳酸、次磷酸、亚磷酸和磷酸等无机酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、2-甲基丁酸、正己酸、3,3-二甲基丁酸、2-乙基丁酸、4-甲基戊酸、正庚酸、2-甲基己酸、正辛酸、2-乙基己酸、苯甲酸、乙醇酸、水杨酸、甘油酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、马来酸、邻苯二甲酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、乳酸、二甘醇酸、2-呋喃羧酸、2,5-呋喃二羧酸、3-呋喃羧酸、2-四氢呋喃羧酸、甲氧基乙酸、甲氧基苯基乙酸和苯氧基乙酸等有机酸。使用无机酸作为pH调节剂时，尤其硫酸、硝酸、磷酸等从研磨速度提高的观点来看是特别优选的，使用有机酸作为pH调节剂时，优选乙醇酸、琥珀酸、马来酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、葡糖酸、和衣康酸。
作为可以用作pH调节剂的碱，可列举出：脂肪族胺、芳香族胺等胺、氢氧化季铵等有机碱、氢氧化钾等碱金属的氢氧化物、碱土金属的氢氧化物、和氨等。
这些之中，从获取容易性来看，优选氢氧化钾或氨。
另外，可以使用前述酸的铵盐、碱金属盐等盐代替前述酸或与前述酸组合来作为pH调节剂。尤其，为弱酸和强碱、强酸和弱碱、或弱酸和弱碱的组合时，可以期待pH的缓冲作用，进而，为强酸和强碱的组合时，以少量不仅可以调节pH，还可以调节电导率。
对pH调节剂的添加量没有特别的限制，适宜调节研磨用组合物为所期望的pH即可。
本发明的研磨用组合物的pH的下限优选为2以上，更优选为8以上。随着研磨用组合物的pH增大，作为磨粒的二氧化硅颗粒的分散性提高。
另外，本发明的研磨用组合物的pH的上限优选为12以下，更优选为11.5以下。随着研磨用组合物的pH减小，二氧化硅颗粒的分散性、组合物的安全性、组合物的经济性等进一步提高。
[水]
本发明的研磨用组合物优选包含水作为用于使各成分分散或溶解的分散介质或溶剂。从抑制阻碍其它成分的作用的观点来看，优选尽可能不含有杂质的水，具体而言，用离子交换树脂去除杂质离子后，通过过滤器去除了异物的纯水、超纯水、或蒸馏水是优选的。
[其它成分]
根据需要，本发明的研磨用组合物还可以进一步包含：促进合金材料的溶解的蚀刻剂，氧化合金材料表面的氧化剂，作用于合金材料表面、磨粒表面的水溶性聚合物、共聚物、其盐、衍生物，抑制合金材料表面的腐蚀的防腐剂、螯合剂，使磨粒的聚集体容易再分散的分散助剂，具有其它功能的防腐剂、防霉剂等其它成分。
作为蚀刻剂的例子，可列举出：硝酸、硫酸、磷酸等无机酸、乙酸、柠檬酸、酒石酸、甲磺酸等有机酸、氢氧化钾、氢氧化钠等无机碱、氨、胺、季铵氢氧化物等有机碱等。作为氧化剂的例子，可列举出：过氧化氢、过乙酸、过碳酸盐、过氧化脲、高氯酸盐、过硫酸盐等。作为水溶性聚合物、共聚物、其盐、衍生物的例子，例如可列举出：聚丙烯酸盐等聚羧酸、多膦酸、聚苯乙烯磺酸等聚磺酸、黄原胶、藻酸钠等多糖类、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素等纤维素衍生物、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、山梨糖醇酐单油酸酯、具有单一种或多种氧化烯单元的氧化烯系聚合物等。作为防腐剂的例子，可列举出：胺类、吡啶类、四苯基膦盐、苯并三唑类、三唑类、四唑类、苯甲酸等。作为螯合剂的例子，可列举出葡糖酸等羧酸系螯合剂、乙二胺、二亚乙基三胺、三甲基四胺等胺系螯合剂、乙二胺四乙酸、氨三乙酸(nitrilotriacetic acid)、羟乙基乙二胺三乙酸、三亚乙基四胺六乙酸、二亚乙基三胺五乙酸等多胺多羧酸系螯合剂、2-氨基乙基膦酸、1-羟基乙叉基-1,1-二膦酸、氨基三(亚甲基瞵酸)、乙二胺四(亚甲基瞵酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基瞵酸)、乙烷-1,1-二膦酸、乙烷-1,1,2-三膦酸、甲烷羟基膦酸、1-膦酸基丁烷-2,3,4-三羧酸等有机膦酸系螯合剂、酚衍生物、1,3-二酮等。作为分散助剂的例子，可列举出焦磷酸盐、六偏磷酸盐等缩合磷酸盐等。作为防腐剂的例子，可列举出次氯酸钠等。作为防霉剂的例子，可列举出噁唑烷-2,5-二酮等噁唑啉等。
[研磨用组合物的制造方法]
对本发明的研磨用组合物的制造方法没有特别的限制，例如可以通过将二氧化硅颗粒、pH调节剂、和根据需要的其它成分在水中进行搅拌混合而得到。
对混合各成分时的温度没有特别的限制，优选为10～40℃，也可以为了提高溶解速度而进行加热。另外，对混合时间也没有特别的限制。
[研磨方法和合金材料的制造方法]
如上所述，本发明的研磨用组合物适宜用于合金材料的研磨。因此，本发明提供一种使用本发明的研磨用组合物研磨合金材料的研磨方法。另外，本发明提供一种包括用前述研磨方法研磨合金材料的工序的合金材料的制造方法。
使用本发明的研磨用组合物研磨合金时，可以使用通常金属研磨中使用的装置、条件来进行。作为一般的研磨装置，有单面研磨装置、双面研磨装置，单面研磨装置中，使用称作承载器的保持工具保持基板，一边供给研磨用组合物，一边将粘贴有研磨布的平板按压在基板单面，使平板旋转，由此来研磨合金材料的单面。双面研磨装置中，使用称作承载器的保持工具保持基板，一边从上方供给研磨用组合物，一边将粘贴有研磨布的平板按压在基板的相对面，使它们向相对方向旋转，由此来研磨合金材料的双面。此时，通过研磨垫和研磨用组合物与合金的摩擦的物理作用、以及研磨用组合物对合金带来的化学作用来研磨。
作为本发明的研磨方法中的研磨条件，可举出研磨载荷。一般，载荷变得越高则磨粒的摩擦力变得越高、机械加工力越提高，因此研磨速度上升。对本发明的研磨方法的载荷没有特别的限定，优选相对于基板的每单位面积为50～1000g/cm2，更优选为80～800g/cm2，进一步优选为100～600g/cm2。若处于该范围，则可以发挥充分的研磨速度，抑制载荷造成的晶圆的破损、在表面产生损伤等缺陷。
另外，作为本发明的研磨方法的研磨条件，可举出研磨中的线速度。一般，线速度受到研磨垫的转速、承载器的转速、基板的大小、基板的数量等的影响，线速度大时对基板施加的摩擦力也变大，因此边缘受到机械研磨的作用也变大。另外，因摩擦而产生摩擦热，有时研磨用组合物的化学作用增大。对本发明的研磨方法的线速度没有特别的限定，优选为10～300m/分钟，更优选为30～200m/分钟。若处于该范围，则可以得到充分的研磨速度，另外，可以抑制基板摩擦造成的研磨垫的破损，进而，对基板的摩擦传递充分，可以防止所谓的基板滑动状态，可以充分地研磨。
在使用前述实施方式的研磨用组合物的研磨方法中使用的研磨垫例如有：聚氨酯型、无纺布型、绒面革型等材质不同的研磨垫，除此以外还有其硬度、厚度等物性不同、进而包含磨粒的研磨垫、不包含磨粒的研磨垫，其中，优选使用不包含磨粒的绒面革型研磨垫。另外，在绒面革型垫中更优选加工中的压力造成的变形少的、换言之垫的硬度高的研磨垫。具体而言，垫的硬度在TECLOCK测定中为75以上的研磨垫为佳，例如，通过将聚对苯二甲酸乙二醇酯、无纺布用于基材，可以得到硬度高的绒面革型垫。TECLOCK是根据JIS K6253：1997的测定法规定的。
作为本发明的研磨方法的研磨条件，可举出研磨用组合物的供给量。供给量根据研磨的基板的种类、研磨装置、研磨条件而不同，只要是可将研磨用组合物无不均匀地向基板与研磨垫之间整面供给的充分量即可。研磨用组合物的供给量少时，有时不能向基板整体供给研磨用组合物、组合物干燥凝固而使基板表面产生缺陷。相反，供给量多时不经济，此外，过剩的研磨用组合物、尤其是由于水等介质使摩擦受到妨碍，阻碍研磨。
本发明的研磨方法中，研磨工序前可以具有使用其它研磨用组合物的预磨工序。合金表面具有加工损伤、运输时的损伤等时，通过一个工序使这些损伤镜面化需花费大量时间，存在不经济而且损伤平滑性等的担心。通过预磨工序预先去除合金表面的损伤，由此可以缩短通过本发明的研磨方法研磨所需要的研磨时间，可以期待高效得到优异的镜面。以下，对预磨工序中使用的预磨用组合物进行说明。
预磨工序中使用的预磨用组合物优选使用比本发明中使用的研磨用组合物的研磨力更强的物质。具体而言，与用于本实施方式中使用的研磨用组合物的磨粒相比，优选使用硬度更高、颗粒尺寸大的磨粒。
作为预磨用组合物包含的磨粒，例如可列举出：碳化硅、氧化铝(alumina)、氧化锆、锆石、氧化铈、氧化钛等，但并不限定于此。这些磨粒之中，特别优选使用氧化铝。作为氧化铝，没有特别的种类限制，例如可以使用α-氧化铝、δ-氧化铝、θ-氧化铝、κ-氧化铝、和其它形态上不同的物质。另外，氧化铝可以包含铝以外的硅、钛、铁、铜、铬、钠、钾、钙、镁等杂质元素。
需要说明的是，合金材料为硬脆材料，在以更高速度研磨该合金材料时，优选使用以α-氧化铝为主成分且构成氧化铝磨粒的氧化铝的晶形中的α化率为20％以上、进而为40％以上的氧化铝。此处所说的氧化铝的α化率由通过X射线衍射测定的(113)面衍射线的积分强度比求出。
预磨用组合物中包含的磨粒的平均粒径优选为0.1μm以上，更优选为0.3μm以上。随着磨粒的平均粒径增大，合金材料的研磨速度提高。
预磨用组合物中包含的磨粒的平均粒径优选为20μm以下，更优选为5μm以下。随着磨粒的平均粒径减小，容易得到低缺陷且粗糙度小的表面。需要说明的是，磨粒的平均粒径的测定可以使用例如激光衍射/散射式粒径分布测定装置，例如株式会社堀场制作所制造的“LA-950”进行。
预磨用组合物中包含的磨粒的比表面积优选为20m2/g以下。随着磨粒的比表面积减小，合金材料的研磨速度提高。另外，预磨用组合物中包含的磨粒的比表面积优选为5m2/g以上。随着磨粒的比表面积增大，容易得到低缺陷且粗糙度小的表面。需要说明的是，磨粒的比表面积的测定例如可以使用Micromeritics制造的“Flow Sorb II 2300”进行。
预磨用组合物中的磨粒的含量优选为0.5质量％以上，更优选为1质量％以上。随着磨粒的含量增多，基于研磨用组合物的合金材料的研磨速度提高。
预磨用组合物中的磨粒的含量优选为20质量％以下，更优选为10质量％以下。随着磨粒的含量减少，在研磨用组合物的制造成本降低的基础上，还容易通过使用研磨用组合物的研磨而得到划痕少的表面。
预磨用组合物的pH与研磨用组合物的pH同样，因所研磨的合金的种类而异。预磨用组合物中的pH可通过公知的酸、碱、或它们的盐调节。其中，作为酸而使用有机酸，尤其是乙醇酸、琥珀酸、马来酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、葡糖酸、和衣康酸时，通过对磨粒表面的作用等，可以期待研磨速度的提高。
使用本发明的研磨用组合物研磨合金材料时，可以回收曾经在研磨中使用的研磨用组合物并再次用于研磨。作为研磨用组合物的再使用的方法的一个例子，可举出将从研磨装置排出的研磨用组合物回收在容器内，使其再次向研磨装置内循环而使用的方法。循环使用研磨用组合物在能够通过减少作为废液排出的研磨用组合物的量来降低环境负担的方面、和能够通过减少使用的研磨用组合物的量来抑制合金材料研磨所耗费的制造成本的方面是有用的。
在循环使用本发明的研磨用组合物时，可以将因研磨而消耗/损失的二氧化硅颗粒、pH调节剂、和其它添加剂的一部分或全部作为组合物调节剂添加到循环使用中。此时，作为组合物调节剂，可以是使二氧化硅颗粒、pH调节剂、和其它添加剂的一部分或全部以任意混合比率混合得到的混合物。通过追加来添加组合物调节剂，从而将研磨用组合物调节为适宜再利用的组合物，可适宜地维持研磨。组合物调节剂中含有的磨粒、氧化剂和其它添加剂的浓度为任意浓度，没有特别的限定，优选根据循环容器的大小、研磨条件适宜调节。
本发明的研磨用组合物可以为单组分型，也可以为以双组分型为首的多组分型的组合物。另外，本发明的研磨用组合物可以通过使用水等稀释液将研磨用组合物的原液稀释为例如10倍以上来制备。
实施例
使用以下实施例和比较例进一步详细说明本发明。但本发明的保护范围并不仅限定于以下实施例。
(实施例1～4、比较例1～4)
将作为磨粒的表2所示的二氧化硅颗粒的含量用水稀释成20重量％，进一步，加入作为pH调节剂的氢氧化钾将组合物的pH调节成10.2，制备研磨用组合物。需要说明的是，表2中的二氧化硅颗粒栏的“气相”是指气相二氧化硅，“胶体”是指胶体二氧化硅。
另外，二氧化硅颗粒的平均一次粒径是由使用Micromeritics InstrumentCorporation制造的“Flow SorbII 2300”测定的利用BET法的二氧化硅颗粒的比表面积和二氧化硅颗粒的密度算出的。进而，一次颗粒的平均长径比是通过扫描型电子显微镜Hitachi High-Technologies Corporation.制造的S-4700测定1000个颗粒的值算出的平均值。
进而，聚集颗粒的体积平均粒径通过利用动态光散射法的粒度测定器(日机装株式会社制造的UPA-UT151)测定。构成聚集颗粒的一次颗粒的平均粒径是利用扫描透射型电子显微镜Hitachi High-Technologies Corporation.制造的HD-2700测定1000个颗粒的值算出的平均值。构成聚集颗粒的一次颗粒的数量是通过用上述测定的聚集颗粒的体积平均粒径除以上述算出的构成聚集颗粒的一次颗粒的平均粒径求出的。
进行使用各实施例和比较例的研磨用组合物研磨表2的“合金材料”栏所示的铝合金的研磨工序。铝合金的作为研磨对象的面为实施了预磨而成为表面粗糙度Ra约20nm的面。需要说明的是，表2的合金材料栏所示的“5052”是指JIS H4000：2006记载的合金编号的5052，“6063”是指JIS H4000：2006记载的合金编号的6063。研磨工序的研磨条件示于下述表1。
另外，用以下所示的方法求出研磨速度、和研磨工序后的合金材料的研磨面的表面粗糙度。
＜研磨速度＞
测定研磨工序前的合金材料的重量、和研磨工序后的合金材料的重量，由研磨工序前后的重量差算出研磨速度。将该结果示于下述表2的“研磨速度”栏。
＜表面粗糙度＞
对于表示研磨工序后的合金材料的研磨面的表面粗糙度的“Ra”，基于JIS B0601：2001记载的方法，使用表面形状测定机(商品名：ZYGO New View50005032、Zygo公司制造)测定。需要说明的是，“Ra”为表示粗糙度曲线高度方向的振幅的平均的参数，表示在一定视野内的合金表面的高度的算术平均。作为表面形状测定机的测定条件，将测定范围设定为1.4mm×1.1mm。将其结果示于下述表2的“表面粗糙度Ra”栏。
[表1]
研磨机：单面研磨机(平板直径380mm)
研磨垫：绒面革类
研磨载荷：130g/cm2
平板转速：80rpm
线速度：63.6m/分钟
研磨时间：10分钟
研磨用组合物的供给速度：14mL/分钟(使用自然流挂(掛け流し))
研磨对象(合金材料)：将3片32mm×32mm×5mm大小的合金材料保持在承载器上，同时研磨
[表2]
如表2所示，使用实施例1～4的研磨用组合物研磨的合金材料的表面粗糙度(Ra)为小于使用比较例1～4的研磨用组合物时的值。由该结果可知，使用实施例的研磨用组合物时，可以充分维持对合金材料的高研磨速度、且可以容易地得到具有表面粗糙度Ra的值更小的研磨面的合金材料，即得到具有平滑性更高的研磨面的合金材料。
需要说明的是，本申请基于2012年10月31日申请的日本专利申请第2012-240446号，其公开内容作为参照而整体引用至此。

Claims (11)

1.研磨用组合物用于研磨合金材料的用途，
所述研磨用组合物包含一次颗粒的平均长径比为1.10以上的二氧化硅颗粒、和
pH调节剂，
所述合金材料的主成分为选自由铝、铁和镍组成的组中的任1种。
2.根据权利要求1所述的用途，其中，所述二氧化硅颗粒为气相二氧化硅。
3.根据权利要求1或2所述的用途，其中，所述二氧化硅颗粒包含平均为2.5个以上的所述一次颗粒聚集成的颗粒。
4.根据权利要求1或2所述的用途，其中，所述二氧化硅颗粒的平均一次粒径为30nm以上。
5.根据权利要求3所述的用途，其中，所述二氧化硅颗粒的平均一次粒径为30nm以上。
6.根据权利要求1或2所述的用途，其中，所述合金材料的主成分为铝，且以相对于合金材料整体为0.5～10重量％的含量包含选自由硅、镁、铁、铜、和锌组成的组中的至少1种金属元素。
7.根据权利要求3所述的用途，其中，所述合金材料的主成分为铝，且以相对于合金材料整体为0.5～10重量％的含量包含选自由硅、镁、铁、铜、和锌组成的组中的至少1种金属元素。
8.根据权利要求4所述的用途，其中，所述合金材料的主成分为铝，且以相对于合金材料整体为0.5～10重量％的含量包含选自由硅、镁、铁、铜、和锌组成的组中的至少1种金属元素。
9.根据权利要求5所述的用途，其中，所述合金材料的主成分为铝，且以相对于合金材料整体为0.5～10重量％的含量包含选自由硅、镁、铁、铜、和锌组成的组中的至少1种金属元素。
10.一种研磨方法，其使用根据权利要求1～9中任一项所述的研磨用组合物研磨合金材料。
11.一种合金材料的制造方法，其包括用根据权利要求10所述的研磨方法进行研磨的工序。
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