JP2606598B2 - ルビーの研磨方法 - Google Patents
ルビーの研磨方法Info
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- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
ビー宝石、天秤の支点に用いられるルビー製のナイフエ
ッジ、付着力測定装置に用いられるルビー製の圧子等の
表面研磨方法に関する。
3 )からなるルビーは、その色調、光沢や光の反射・屈
折性から指輪などの装飾品として、また加工性と硬度特
性から前述したナイフエッジ、圧子および探針などの機
械部品として広く用いられている。装飾品、機械部品い
ずれの用途においても、優れた表面平滑性が要求され
る。ルビー表面の平滑化には、従来機械研磨法が適用さ
れてきた。ルビー表面の機械研磨は、一般に1)ラップ
研削、2)粗研磨、3)精密研磨の順序で行われる。
てルビーを数kgの力で押しつけ、ダイヤモンドや炭化
珪素(SiC)のような硬質粒子(粒径:数10μm)
と水からなるラップ液を滴下しながら、表面層を削り取
りながら平滑化していく工程である。粗研磨、精密研磨
は表面の微細な凹凸をなくし、平らな鏡面にすることが
目的であり、粗研磨と精密研磨の基本的な違いは用いる
研磨剤の粒径で、研磨工程自身に著しい違いはない。研
磨は研磨布に対してルビーを数10g〜数100gの力
で押しつけることによって行われる。純水に粒径数μm
以下の砥粒(ダイヤモンド、酸化クロム、酸化セリウム
など)を混合した研磨液が用いられる。
によるルビー表面の平滑化法には、次のような問題点が
指摘されている。
にすることが困難である。
ラップ研削→粗研磨→精密研磨→単品精密研磨の順で研
磨を行う。単品精密研磨とは、ルビー1個を所定のホル
ダーに固定しホルダーを手で保持して、研磨布に押し付
けて研磨するものであり、最終的にルビー1個ごとに精
密研磨を行う必要があり、生産性が悪い。
見上の光沢等に問題はないが、精密測定用の部品である
ナイフエッジや圧子には1nm以下の平均あらさが要求
されており、従来の機械研磨法では対応できないのが実
状であった。
法は、平均あらさ10nm程度に機械研磨を施したルビ
ー材料の表面にAu、Ag、Cu、Ptから選ばれる1
種以上の金属イオンをイオン注入し、その後イオンエッ
チングを施すものである。
膜デバイスに微細パターンを形成する手段として適用さ
れている技術である。また、イオンエッチング条件を適
正化することにより、表面上の突起を除去する、すなわ
ち表面平滑化の手段として用いることも可能である。し
かし、従来適用されてきたアルゴンイオンエッチングで
は、ルビー(アルミナ、Al2 O3 )のエッチング速度
が低すぎるため、初期平均あらさ10nmから加工後平
均あらさ1nm以下とするような平滑化を行うためには
長時間のエッチングを必要とする。また、そのような長
時間処理ではルビー試料の温度が上昇するため、適正な
エッチングが行われず、上記のような平滑化処理が困難
であった。
ング速度を向上するために、イオンエッチングを受ける
ルビー表面層に金属イオンを注入した。金属イオンを注
入することにより、エッチングレートは10倍以上向上
する。また、注入した金属イオンの濃度が表面の突起部
でより高くなる傾向にあり、突起部が選択的にイオンエ
ッチングを受ける。その結果、初期平均あらさ10nm
からエッチング後平均あらさ1nm以下とするような平
滑化処理が可能となった。
ビー板と、先端が頂角40°の円錐形ルビー圧子(先端
半径5μm)について加工を行った。
照)、粗研磨(同:表2参照)および精密研磨(同:表
3参照)を行い平均あらさを10nmとしたルビー板に
ついてCuイオンを注入し、その後イオンエッチング
(同:表4参照)を行った。なお、イオン注入の条件
は、注入量5×1013cm-2、イオン加速電圧100k
eV、イオン注入深さ0.5μmである。イオンエッチ
ング後得られたルビー板の平均あらさは、0.3nmで
あった。
その順にAu、Ag、Ptとした場合の例であり、その
他の研削、研磨、イオン注入、イオンエッチング条件は
実施例1と同一とした例である。イオンエッチング後に
得られたルビー板の表面あらさを表5に示す。
に本発明の適用した例である。表2および表3に示した
とほぼ同様の粗研磨と精密研磨により、先端を半径5μ
mの半球状に仕上げた円錐形ルビー圧子(平均あらさ7
〜8nm)について、Cu、Au、AgおよびPtをイ
オン注入した後、イオンエッチングを施したものであ
る。イオン注入条件やイオンエッチング条件は実施例1
と同様である。イオンエッチングで得られた表面あらさ
を表5に示す。
示した条件のラップ研削、粗研磨、精密研磨後、単品精
密研磨を施したルビー板と円錐形ルビー圧子についての
加工例である。単品精密研磨とはルビー試料1個を所定
のホルダーに固定し、ホルダーを手で保持して、研磨布
に押しつけ研磨を行うものであり、精密研磨に比較して
より平滑な表面あらさが得られることを特徴としてい
る。手で試料を操作する以外は、精密研磨と条件は同一
である。単品精密研磨後の表面あらさを表5に併せて示
す。
属を注入しない状態でイオンエッチングを行ったことを
除けば、実施例1と同様の条件でイオンエッチングを行
ったルビー板と円錐形ルビー圧子についての加工例であ
る。イオンエッチングの表面あらさを表5に併せて示
す。
の研磨方法である機械研磨や、金属イオン注入を施さな
いイオンエッチングによる研磨に比較して、平滑な表面
が得られることがわかる。また、先端形状の精確性が問
われる円錐形圧子では、機械研磨では先端半径が5±
0.5μmであるのに対して、イオンエッチング法では
5±0.1μmと、圧子先端形状を損なわずに加工でき
る点も利点である。また、ルビー製の宝飾品に本発明を
適用すると、表面の平滑性が向上するため、良好な光沢
が得られるといった特徴もある。
Claims (1)
- 【請求項1】 平均あらさ10nm程度に機械研磨を施
したルビー材料の表面にAu、Ag、Cu、Ptから選
ばれる1種以上の金属イオンをイオン注入し、その後イ
オンエッチングを施すことを特徴とするルビーの研磨方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20996594A JP2606598B2 (ja) | 1994-09-02 | 1994-09-02 | ルビーの研磨方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20996594A JP2606598B2 (ja) | 1994-09-02 | 1994-09-02 | ルビーの研磨方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0871894A JPH0871894A (ja) | 1996-03-19 |
JP2606598B2 true JP2606598B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=16581617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20996594A Expired - Lifetime JP2606598B2 (ja) | 1994-09-02 | 1994-09-02 | ルビーの研磨方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2606598B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100698610B1 (ko) * | 2004-10-22 | 2007-03-21 | 서울시립대학교 산학협력단 | 천연루비의 열처리에 의한 색향상 기술 |
JP2009051678A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | サファイア基板の製造方法 |
CN108723897B (zh) * | 2018-05-31 | 2020-12-18 | 西安理工大学 | 单晶SiC的离子注入表面改性与纳米尺度抛光方法 |
-
1994
- 1994-09-02 JP JP20996594A patent/JP2606598B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0871894A (ja) | 1996-03-19 |
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