ニッケルスラグの再利用性を向上させるために、ニッケルスラグ中の磁性元素に基づいて、ニッケルスラグを改質し、磁性複合流体（Magnetic Compound Fluid、MCF）を用いた精密研磨に適用する方法を提案し、研磨過程における改質スラグの含有量がMCFの研磨品質に与える影響を研究した。ニッケルスラグを溶融酸化、破砕、磁選により磁性を有する改質スラグを取得し、その組成及び磁気特性を分析した。異なる質量分率の改質スラグを含むMCF研磨液を用いてポリメチルメタクリレートを研磨後の表面形態特性を観察し、表面粗さRaおよび材料除去率への影響規則を分析した。外部磁場下でMCF研磨前後の形態特性を観察し、改質スラグがMCF研磨液の磁気クラスター形成に与える影響を探求した。異なる研磨液の研磨作用力を測定し、MCF形態と研磨作用力の内在的な関係を分析した。最後に、改質スラグを含むMCF研磨クラスターの微観形態特性を観察し、MCF形態および研磨力特性と結合して、改質スラグを含むMCF研磨液の研磨機理を構築した。実験結果は、改質スラグの飽和磁化強度がニッケルスラグの5.64倍であることを示した。改質スラグの質量分率が増加するにつれて、MCFの研磨性能は低下した。改質スラグ含有量が10％のとき、MCFで10分間研磨後、ワーク表面粗さは0.502μmから0.010μmに低減し、表面粗さRa低減率は97.966％に達した。改質スラグを含まないMCF研磨後の表面粗さ低減率はわずか0.482％であった。改質スラグ含有量が15％のMCF研磨後の低減率は3.603％高かった。材料除去率は1.237×10⁸μm³/分に達した。改質スラグ含有量の増加に伴い、研磨時に磁性粒子が形成する鎖状構造の曲率が増加し、研磨力が低下し、それが研磨性能に影響を及ぼした。研磨性能、せん断力、磁気クラスターの微細構造を組み合わせて、改質スラグを含むMCFの研磨機理を提案した。ニッケルスラグ改質後はMCF研磨に適用可能であり、MCF研磨液中の改質スラグ質量分率が10％未満のときに研磨性能が優れている。

磁性複合流体;ニッケルスラグ;研磨;表面粗さ