JPH05319994A - 酸化物単結晶材料の回収方法 - Google Patents
酸化物単結晶材料の回収方法Info
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 タンタル酸リチウム，オニブ酸リチウムのよ
うな酸化物単結晶の加工時に生ずる単結晶と夾雑物との
混合粉末を加熱して電場中を通過させることにより単結
晶粉末のみを正負電極に付着させる。 【効果】 焦電効果の差を利用して上記混合粉末より酸
化物単結晶を効率よく分離回収することができる。
うな酸化物単結晶の加工時に生ずる単結晶と夾雑物との
混合粉末を加熱して電場中を通過させることにより単結
晶粉末のみを正負電極に付着させる。 【効果】 焦電効果の差を利用して上記混合粉末より酸
化物単結晶を効率よく分離回収することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は酸化物単結晶材料の回収
方法に関し、特にタンタル酸リチウム，ニオブ酸リチウ
ム単結晶の機械加工の際、出る加工屑を、単結晶育成の
原材料として再利用するために研磨材，オイルなどの夾
雑物から分離精製する方法に関するものである。
方法に関し、特にタンタル酸リチウム，ニオブ酸リチウ
ム単結晶の機械加工の際、出る加工屑を、単結晶育成の
原材料として再利用するために研磨材，オイルなどの夾
雑物から分離精製する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】タンタル酸金属は戦略金属とも称せら
れ、コンデンサー，原子力発電，航空機用ガスタービン
等の分野で使用されているが、その産出がブラジル，東
南アジア，アフリカ，カナダ等に偏在しており、価格の
高騰や供給の不安定化が起り易く、タンタル資源の回収
が望まれる。現状ではスズ精製スラグからの副産物，タ
ンタルコンデンサー，超硬切削チップ，タンタル酸リチ
ウム（以下ＬＴと略称する）単結晶等から回収が行われ
る。
れ、コンデンサー，原子力発電，航空機用ガスタービン
等の分野で使用されているが、その産出がブラジル，東
南アジア，アフリカ，カナダ等に偏在しており、価格の
高騰や供給の不安定化が起り易く、タンタル資源の回収
が望まれる。現状ではスズ精製スラグからの副産物，タ
ンタルコンデンサー，超硬切削チップ，タンタル酸リチ
ウム（以下ＬＴと略称する）単結晶等から回収が行われ
る。
【０００３】ＬＴ単結晶の場合、現行の回収対象は、引
上用るつぼ中の残渣，クラック入りのブール，又は破片
等であって、製品重量を超えて排出されるＬＴ加工屑の
回収は行われていない。ＬＴ加工屑の排出量について
は、例えば径４″用ＬＴブール（有効長さ１２ｃｍ）か
ら径４″×厚さ０．５ｍｍのウエハー１４１枚を作る場
合では、重量で製品ウエハ１００部に対して円筒研削に
よるロス８２部，ワイヤーソーでの切断によるロス４０
部，ラップ・ポリッシュ研磨によるロス３０部となり、
ロスになったＬＴ加工屑の総量は１５２部で、実に製品
ウエハー重量の１．５倍に達する。製品ウエハーの厚み
がもっと小さくなれば（例えば厚さ０．０５ｍｍのもの
も使用されている）、ＬＴの相対的ロスは一段と大きく
なる。
上用るつぼ中の残渣，クラック入りのブール，又は破片
等であって、製品重量を超えて排出されるＬＴ加工屑の
回収は行われていない。ＬＴ加工屑の排出量について
は、例えば径４″用ＬＴブール（有効長さ１２ｃｍ）か
ら径４″×厚さ０．５ｍｍのウエハー１４１枚を作る場
合では、重量で製品ウエハ１００部に対して円筒研削に
よるロス８２部，ワイヤーソーでの切断によるロス４０
部，ラップ・ポリッシュ研磨によるロス３０部となり、
ロスになったＬＴ加工屑の総量は１５２部で、実に製品
ウエハー重量の１．５倍に達する。製品ウエハーの厚み
がもっと小さくなれば（例えば厚さ０．０５ｍｍのもの
も使用されている）、ＬＴの相対的ロスは一段と大きく
なる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑
み、ＬＴ又はオニブ酸リチウム（以下ＬＮと略称する）
等の酸化物単結晶材料の機械加工時に発生する材料加工
屑に含まれる単結晶を、その夾雑物から効率よく分離精
製して再利用する方法を提供しようとするものである。
み、ＬＴ又はオニブ酸リチウム（以下ＬＮと略称する）
等の酸化物単結晶材料の機械加工時に発生する材料加工
屑に含まれる単結晶を、その夾雑物から効率よく分離精
製して再利用する方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は以上の問題点を
解決するためのものですなわち、酸化物単結晶の加工時
に生ずる酸化物単結晶と夾雑物との混合粉末を加熱して
電場中を通過させることにより、酸化物単結晶粉末を正
負電極に付着せしめることを特徴とする酸化物単結晶材
料の回収方法である。
解決するためのものですなわち、酸化物単結晶の加工時
に生ずる酸化物単結晶と夾雑物との混合粉末を加熱して
電場中を通過させることにより、酸化物単結晶粉末を正
負電極に付着せしめることを特徴とする酸化物単結晶材
料の回収方法である。
【０００６】異極像晶族の結晶の一部を加熱した時、表
面に電荷が表われる。この現象は焦電効果と呼ばれる。
異極像晶族の結晶は、自然の状態で分極していて（自発
分極）、表面の分極電荷が付着したイオン等で中和され
ており、温度を変えると分極の大きさが変わって、変化
分が観測される。ＬＴもＬＮも異極像晶族に属するので
焦電性を持ち、結晶のＺ軸方向に自発分極を有している
ので、例えば赤外線ヒーターで加熱すると、図２に示す
ように単結晶８のＺ軸方向９に大きな分極電荷の発生が
観察される（図２（Ａ）は加熱前，（Ｂ）は加熱後の状
態で示す）。この帯電した粉末を、例えば１００〜５０
０Ｖ／ｃｍの高電場中で落下させると、帯電体（焦電
体）粉末は分極電荷の効果で電極に付着し、帯電体でな
いものはそのまま落下して、焦電体と非焦電体が分離さ
れることになる。
面に電荷が表われる。この現象は焦電効果と呼ばれる。
異極像晶族の結晶は、自然の状態で分極していて（自発
分極）、表面の分極電荷が付着したイオン等で中和され
ており、温度を変えると分極の大きさが変わって、変化
分が観測される。ＬＴもＬＮも異極像晶族に属するので
焦電性を持ち、結晶のＺ軸方向に自発分極を有している
ので、例えば赤外線ヒーターで加熱すると、図２に示す
ように単結晶８のＺ軸方向９に大きな分極電荷の発生が
観察される（図２（Ａ）は加熱前，（Ｂ）は加熱後の状
態で示す）。この帯電した粉末を、例えば１００〜５０
０Ｖ／ｃｍの高電場中で落下させると、帯電体（焦電
体）粉末は分極電荷の効果で電極に付着し、帯電体でな
いものはそのまま落下して、焦電体と非焦電体が分離さ
れることになる。
【０００７】図１は本発明に使用される分離装置を例示
し、上記のような酸化物単結晶と夾雑物との混合粉末１
を粉末供給部２に供給し、その下部より一定速度で落下
させる。この時、混合粉末１はヒーター３により加熱さ
れて、その中の酸化物単結晶粉末のみが焦電効果により
帯電する。さらに帯電した粉末は正負の電極４による電
場中に落下し、焦電効果により帯電した酸化物単結晶粉
末１ａは正負の電極４に吸着され、夾雑物粉末１ｂと分
離される。正負の電極４は薄いベルト状金属製でローラ
５により矢印方向に移動しており、各々のアースに対し
て高電圧が印加されている。吸着された酸化物単結晶粉
末は分離器６により電極より分離され容器７に集められ
る。ここで電極４は８０〜９０℃に加熱されていること
が望ましい。
し、上記のような酸化物単結晶と夾雑物との混合粉末１
を粉末供給部２に供給し、その下部より一定速度で落下
させる。この時、混合粉末１はヒーター３により加熱さ
れて、その中の酸化物単結晶粉末のみが焦電効果により
帯電する。さらに帯電した粉末は正負の電極４による電
場中に落下し、焦電効果により帯電した酸化物単結晶粉
末１ａは正負の電極４に吸着され、夾雑物粉末１ｂと分
離される。正負の電極４は薄いベルト状金属製でローラ
５により矢印方向に移動しており、各々のアースに対し
て高電圧が印加されている。吸着された酸化物単結晶粉
末は分離器６により電極より分離され容器７に集められ
る。ここで電極４は８０〜９０℃に加熱されていること
が望ましい。
【０００８】単結晶材料の機械加工は、円筒研磨盤，ワ
イヤソー，マルチブレードウエハリングマシン，内周刃
切断機，外周刃切断機，ラッピングマシン，ポリッシン
グマシン，ベベリングマシン等の機械を使用して行われ
る。
イヤソー，マルチブレードウエハリングマシン，内周刃
切断機，外周刃切断機，ラッピングマシン，ポリッシン
グマシン，ベベリングマシン等の機械を使用して行われ
る。
【０００９】
【実施例】以下実施例による本発明を説明する。なお例
中組成％はいずれも重量基準である。
中組成％はいずれも重量基準である。
【００１０】実施例１ ＬＴの単結晶径４″ウエハを、ＳｉＣ遊離砥粒を用いて
両面ラッピングした。ラッピング液の当初の組成は、水
８ｌ，遊離砥粒（富士見研磨剤工業（株）製，ＦＯ＃１
２００）４Ｋｇ，防錆剤（大智化学産業（株）製，シュ
レック＃１０１）７００ｃｃである。研磨後のスラリー
中には、ＬＴ単結晶粒子，ＳｉＣ粒子，防錆剤，鉄分
（定盤より），樹脂，グラスファイバー（ＦＲＰ製スペ
ーサーより）等が含まれる。このスラリーに、遠心分
離，界面活性剤洗浄，遠心分離乾燥の処理を行い、得ら
れた固形分をボールミルでほぐして粉末状態とする。こ
の場合、温度の上昇をなるべく小さくするよう配慮し
た。ここで、ＬＴ単結晶粉末は約１５％含まれる。この
混合粉末を図１に示される装置の粉末供給部２に供給
し、その下部より２ｌ／ｈｒの速度で落下させた。この
時、赤外線ヒーター３により約９０℃に加熱され、ＬＴ
単結晶粉末のみが焦電効果により帯電し（図２参照）、
帯電したＬＴ単結晶粉末は他の夾雑物と共に電極４によ
る電場（１０００Ｖ／１０ｃｍ）中を落下し電極４に
（高さ１ｍ）に吸着され、夾雑物粉末はそのまま真直に
落下してしまう。吸着されたＬＴ単結晶粉末は分離器６
により分離され、容器７に集められた。この方法によ
り、純度９９．５％のＬＴ単結晶が９０％の収率で得ら
れた。
両面ラッピングした。ラッピング液の当初の組成は、水
８ｌ，遊離砥粒（富士見研磨剤工業（株）製，ＦＯ＃１
２００）４Ｋｇ，防錆剤（大智化学産業（株）製，シュ
レック＃１０１）７００ｃｃである。研磨後のスラリー
中には、ＬＴ単結晶粒子，ＳｉＣ粒子，防錆剤，鉄分
（定盤より），樹脂，グラスファイバー（ＦＲＰ製スペ
ーサーより）等が含まれる。このスラリーに、遠心分
離，界面活性剤洗浄，遠心分離乾燥の処理を行い、得ら
れた固形分をボールミルでほぐして粉末状態とする。こ
の場合、温度の上昇をなるべく小さくするよう配慮し
た。ここで、ＬＴ単結晶粉末は約１５％含まれる。この
混合粉末を図１に示される装置の粉末供給部２に供給
し、その下部より２ｌ／ｈｒの速度で落下させた。この
時、赤外線ヒーター３により約９０℃に加熱され、ＬＴ
単結晶粉末のみが焦電効果により帯電し（図２参照）、
帯電したＬＴ単結晶粉末は他の夾雑物と共に電極４によ
る電場（１０００Ｖ／１０ｃｍ）中を落下し電極４に
（高さ１ｍ）に吸着され、夾雑物粉末はそのまま真直に
落下してしまう。吸着されたＬＴ単結晶粉末は分離器６
により分離され、容器７に集められた。この方法によ
り、純度９９．５％のＬＴ単結晶が９０％の収率で得ら
れた。
【００１１】実施例２ 育成した径４″のＬＮ単結晶ブールを内周刃切断機で切
断した。内周刃切断機で切断を行うと、ＬＮ単結晶粉
体，固体砥粒，カーボン，ガラス，接着剤，鉄粉，防錆
剤等の混合スラリーが得られる。このスラリーに遠心分
離，界面活性剤洗浄，遠心分離乾燥の処理を行い得られ
た固形分をボールミルで粉末状にしたものを実施例１と
同様の方法でＬＮ単結晶粉末を分離すると、乾燥混合粉
末中の８０％のＬＮ単結晶から、純度９９．７％のＬＮ
単結晶が８５％の収率で得られた。
断した。内周刃切断機で切断を行うと、ＬＮ単結晶粉
体，固体砥粒，カーボン，ガラス，接着剤，鉄粉，防錆
剤等の混合スラリーが得られる。このスラリーに遠心分
離，界面活性剤洗浄，遠心分離乾燥の処理を行い得られ
た固形分をボールミルで粉末状にしたものを実施例１と
同様の方法でＬＮ単結晶粉末を分離すると、乾燥混合粉
末中の８０％のＬＮ単結晶から、純度９９．７％のＬＮ
単結晶が８５％の収率で得られた。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば酸化物単結晶の機械加工
の際に生じる酸化物単結晶と夾雑物との混合粉末より焦
電効果を利用して酸化物単結晶材料を効率よく回収する
ことができ、特にタンタル酸リチウム，ニオブ酸リチウ
ム単結晶材料のリサイクル使用による省資源効果が図ら
れるので工業的に有用である。
の際に生じる酸化物単結晶と夾雑物との混合粉末より焦
電効果を利用して酸化物単結晶材料を効率よく回収する
ことができ、特にタンタル酸リチウム，ニオブ酸リチウ
ム単結晶材料のリサイクル使用による省資源効果が図ら
れるので工業的に有用である。
【図１】本発明方法に使用される装置の一例を示す概略
構成図。
構成図。
【図２】本発明法に使用される単結晶の帯電状態を示す
説明図。（Ａ）は加熱前，（Ｂ）は加熱後の状態を示
す。
説明図。（Ａ）は加熱前，（Ｂ）は加熱後の状態を示
す。
１ 混合粉末 １ａ 酸化物単結晶粉末 １ｂ 夾雑物粉末 ２ 粉末供給部 ３ ヒーター ４ 電極 ５ ローラ ６ 分離器 ７ 容器 ８ 単結晶 ９ Ｚ軸
Claims (2)
- 【請求項１】 酸化物単結晶の加工時に生ずる酸化物単
結晶と夾雑物との混合粉末を加熱して電場中を通過させ
ることにより酸化物単結晶粉末を正負電極に付着せしめ
ることを特徴とする酸化物単結晶材料の回収方法。 - 【請求項２】 酸化物単結晶がタンタル酸リチウム又は
ニオブ酸リチウムの単結晶である請求項１に記載の回収
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12521692A JPH05319994A (ja) | 1992-05-19 | 1992-05-19 | 酸化物単結晶材料の回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12521692A JPH05319994A (ja) | 1992-05-19 | 1992-05-19 | 酸化物単結晶材料の回収方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05319994A true JPH05319994A (ja) | 1993-12-03 |
Family
ID=14904745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12521692A Pending JPH05319994A (ja) | 1992-05-19 | 1992-05-19 | 酸化物単結晶材料の回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05319994A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001021318A1 (en) * | 1999-09-20 | 2001-03-29 | Hitachi Zosen Corporation | Plastic sorter |
| JP2016508443A (ja) * | 2013-04-15 | 2016-03-22 | ポスコ | 原料の選別装置及びその選別方法 |
-
1992
- 1992-05-19 JP JP12521692A patent/JPH05319994A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001021318A1 (en) * | 1999-09-20 | 2001-03-29 | Hitachi Zosen Corporation | Plastic sorter |
| JP2016508443A (ja) * | 2013-04-15 | 2016-03-22 | ポスコ | 原料の選別装置及びその選別方法 |
| US9700899B2 (en) | 2013-04-15 | 2017-07-11 | Posco | Raw material sorting apparatus and method therefor |
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