JP2606598B2 - ルビーの研磨方法 - Google Patents
ルビーの研磨方法Info
- Publication number
- JP2606598B2 JP2606598B2 JP20996594A JP20996594A JP2606598B2 JP 2606598 B2 JP2606598 B2 JP 2606598B2 JP 20996594 A JP20996594 A JP 20996594A JP 20996594 A JP20996594 A JP 20996594A JP 2606598 B2 JP2606598 B2 JP 2606598B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ruby
- polishing
- ion etching
- ion
- average roughness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、宝飾品に用いられるル
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。
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。
【０００２】
【従来の技術】酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ2 Ｏ
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。
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。
【０００３】ラップ研削は、鋳鉄製の平面研削盤に対し
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。
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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のような機械研磨
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。
【０００５】１）ルビー表面の平均あらさを５ｎｍ以下
にすることが困難である。
にすることが困難である。
【０００６】２）平均あらさを５ｎｍにするためには、
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。
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。
【０００７】宝飾ルビーでは平均あらさ５ｎｍ程度で外
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。
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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のルビーの研磨方
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。
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。
【０００９】
【作用】従来、イオンエッチングはＬＳＩなど多くの薄
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。
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。
【００１０】そこで、本発明ではルビーのイオンエッチ
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。
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。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。
【００１２】本発明の実施例として５×５×１ｍｍのル
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。
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。
【００１３】実施例１は、ラップ研削（条件：表１参
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。
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。
【００１４】実施例２、３および４はイオン注入金属を
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。
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。
【００１５】実施例５〜８は先端が円錐形のルビー圧子
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。
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。
【００１６】比較試料１と比較試料２は、表１〜表３に
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。
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。
【００１７】比較試料３と比較試料４はルビー表面に金
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。
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。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、本発明では従来のルビー
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。
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。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】
【表３】
【００２２】
【表４】
【００２３】
【表５】
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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Benedict et al. | Recent developments in the use of the tripod polisher for TEM specimen preparation | |
| Tönshoff et al. | Abrasive machining of silicon | |
| JP2002504588A (ja) | 光学研摩配合物 | |
| JPH05208363A (ja) | 改善型サンプル保持テーブル付き研磨装置 | |
| JPH0775944A (ja) | 脆性材料の加工方法及びその装置 | |
| CN110018028B (zh) | 一种蓝宝石基材电子组件的金相切片样品制备方法 | |
| JP2606598B2 (ja) | ルビーの研磨方法 | |
| JPH02190258A (ja) | チタン板の両面研磨方法 | |
| Hillier | On the sharpening of microtome knives for ultra‐thin sectioning | |
| Zipperian | Metallographic specimen preparation basics | |
| US6866560B1 (en) | Method for thinning specimen | |
| JP2004340851A (ja) | 試料研磨方法 | |
| JPH10217076A (ja) | ディスク基板の加工方法、加工装置および該加工方法に使用する外周刃砥石 | |
| JPS591163A (ja) | 基板の加工法 | |
| TWI839812B (zh) | 具表面形狀之陶瓷晶圓片與其製造方法 | |
| JP3467483B2 (ja) | 精密研磨のための固定砥粒構造体 | |
| Ahmed et al. | Petrographic examination methods | |
| Cain Jr | A Simplified Procedure for the Metallography of Zirconium and Hafnium and their Alloys | |
| Carter et al. | The metallographic preparation of micro-miniature devices | |
| JPH01193170A (ja) | 鏡面研磨方法 | |
| McAneny et al. | Advances in photonic MOEMS-MEMS device thinning and polishing | |
| Elssner et al. | Preparation of Microsections of Hard and Brittle Materials Using the Technotron Grinding and Polishing System | |
| Hutchinson | A study of the techniques used in polishing specimens for metallographic examination | |
| CN117637804A (zh) | 具有表面形状的陶瓷晶圆片及其制造方法 | |
| JPH0236073A (ja) | 研磨工具及び研磨方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961217 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080213 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090213 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100213 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100213 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110213 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110213 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120213 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120213 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130213 Year of fee payment: 16 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130213 Year of fee payment: 16 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140213 Year of fee payment: 17 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |