JPH044103B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

発明の分野 本発明は高密度の多結晶質アルミナまたはその
ようなアルミナとその他の添加物を含有するアル
ミナ質砥粒及びその砥粒を用いた研摩製品に関す
る。 発明の背景 砥石、可撓性研摩布紙（「サンドペーパー」）あ
るいはバラバラの砥粒用の硬質高強度砥粒は、商
業的には、アルミナ含有原材料を用いて、電気炉
で溶融するかあるいは原材料の融点より充分に低
い温度でアルミナの微粉砕物を含む成形体を焼成
することによつて製造されている。この低温の方
の処理を焼結と呼び、本発明は焼結法で作成した
アルミナ質研摩材に係る。 初めて商業的に大規模に製造された焼結研摩材
はUeltzの米国特許第3079243号に教示された方
法で製造された。この特許の教示によると、仮焼
ボーキサイトを粉砕して微細な粒径の原料を作成
し、それを砥粒寸法の粒子にし、約1500℃で焼成
することによつて、硬く、強く、靭性の多結晶質
アルミナのペレツトを作成する。 最近、おそらくは米国特許第4314827号の教示
に従い、また1982年12月１日に公表された英国出
願公開第2099012号の教示に従つて、アルミナと
マグネシアスピネルから成る砥粒による研摩材料
が市場に登場した。これらの材料は乾燥アルミナ
ゲル粒子を（約1400℃）で焼結して製造される。
また、Bugoshの米国特許第3108888号は、アルフ
アアルミナ一水和物（ベーマイト）から作つた乾
燥アルミナゲルを焼成するかあるいはそうしたゲ
ルから作つた乾燥粉末をホツトプレスすることに
よる高密度アルミナ（またはアルミナ含有）製品
の製造を教示している。 ゲルから作成したアルミナ／マグネシア−スピ
ネルの市販研摩材は直径５〜15マイクロメートル
のセルの形のアルミナ結晶を含む。セルまたは
「サンバースト（日輪）」は直径0.2〜0.4マイクロ
メートルで長尺状のアルミナをアーム（腕状物）
とする群からなり（しかし、これらの一部は１マ
イクロメートルの大きさの略球状の「ブロツブ」
の形であることができる）、各セルのアームはセ
ルの中心から概して放射状に伸びているように見
える。所与のセルのアームは全て明らかに結晶学
的に同一方向に配向している。すなわち、各セル
は単一の結晶子である。このような配向は透過光
顕微鏡で垂交偏光板の間で観察したとき試料を回
転すると所与のセルのすべての領域が同時に消え
るという事実によつて示される。 アルミナゲルから作成した市販研摩材を示す第
１図の走査型電子顕微写真に見られるように、略
星形のアルミナ結晶セルは実質的量の気孔を有し
ている。気孔は電子顕微写真においてアルミナ結
晶内の暗点として示される。アルミナ結晶の腕の
間及び隣接するアルミナ結晶セルの間を充たす微
結晶はマグネシアスピネルである。 アルミナとマグネシアを含む焼結ゲルから作成
した市販の研摩材は高品質の研摩材であるが、従
来、ゲルを介すると高純度のアルミナ砥粒を製造
することが不可能であつた。これは、米国特許第
4314827号の対照例13が、金属酸化物または金属
塩の添加なしでアルミナゲルで作成されている
が、比較的柔らかくかつ研摩材としての利用性が
欠如していることで示される。 本発明は高強度研摩体の製造技術の分野におけ
る改良によつて、ジルコニアまたはマグネシアの
ようなスピネル形成体を添加しまたは添加せずに
アルミナゲルから有用な研摩材製品を製造し得る
ようにするものである。 発明の開示 本発明によれば、焼成製品の微細組織を制御し
て従来技術の砥粒中のアルミナのセル構造を除去
することによつて、製品の性能が改良された。得
られる製品は、直径５〜10マイクロメートルのセ
ル領域に代つて、サブミクロン寸法（0.2〜0.4マ
イクロメートル）のアルフアアルミナ粒子（微結
晶）を含有する。 こうして、本発明によれば、実質的に同一の結
晶学的配向を有する中心から放射状に広がる腕状
物の群からなるセルを構成しないα−Al₂O₃粒子
で構成されかつ実質的に全てのα−Al₂O₃粒子の
粒径が1μｍ以下である高密度多結晶相から本質
的になり、少なくとも18GPaの硬度を有する砥
粒、ならびにこの砥粒を用いたビトリフアイド砥
石、可撓性研摩デイスク、研摩布紙及び加硫繊維
基材研摩布紙が提供される。 本発明の砥粒はサブミクロンの微結晶から構成
されていながら、非常に高密度な組織であり、そ
れによつてビツカース圧子で測定して18GPa以
上、さらには20〜21GPa以上の高硬度および強靭
性を有する。硬度が18GPaより低いと砥粒として
有用ではない。逆に、本発明の砥粒は砥粒として
有用な18GPa以上の高硬度を有しながら、サブミ
クロンの微結晶からなる微細組織であることによ
つて、独特の破砕特性を示し、この高硬度（強靭
性）と破砕特性により、常に鋭利な切刃が持続さ
れ、また切味が向上する。 MgOの添加は必要ではないが、高濃度（例え
ば、場合によつては５％）のMgOを添加した場
合、上記のアルミナ粒子はスピネルのマトリツク
スで包囲される。 本発明の有用なアルミナ質砥粒は、アルフアア
ルミナ一水和物（ベーマイト）のゾルを乾燥して
得たゲルを焼成してアルミナとし、これを粉砕し
て砥粒にするに際し、このゲルの乾燥前にゲル又
はゲル前駆体にサブミクロンの粒子を種付けする
ことによつて製造される。 本発明が完成された経過にもとづいて説明する
と、本発明の効果を奏する砥粒を得るためのゲル
の条件の形成は、ミル中に粉砕媒体としてアルミ
ナ体を用い、ゾル状または希薄ゲル状の混合物を
振動ミリングすることによつて達成された。この
ミリングの主要な効果はアルミナ製粉砕媒体から
物質がアルミナゲル中へ導入されたことであると
考えられる。同様に、亜鉛および鉄のような不純
物がパイプおよび関連装置から導入されたと考え
られる。一方、例えばジルコニア体によるミリン
グでは、所望の本質的に非セル状構造を形成する
のに有効ではなかつた。 我々が最初に見い出した有効で再現性のある方
法はアルミナ体によるゲルの振動ミリングでゲル
中に上記のような物質を発生させることであつ
た。適当な振動ミルは米国特許第3100088号に示
されている。典型的には、粉砕媒体は直径1/2イ
ンチ、長さ1/2〜3/4インチであることができる。
スプリング上に設置したタブと同心に装着したモ
ータの軸体に接続した不均衡重量で、粉砕媒体と
混合物を含むタブを水平面内で振動させる。不均
衡重量はタブの底の面の近くに取付け、その下に
第２の重量を取付ける。モータは典型的には
1200rpmで回転する。複合した振動によつて粉砕
媒体が内容物に対して粉砕作用を行なう。ミルの
内面は、金属壁が浸蝕されて汚染が起きるのを防
止するために、ゴムなどで内張りすることが好ま
しい。 米国特許第4314827号および英国出願公開第
2099012号に教示されたようないろいろの添加物
を、必須ではないが、ゲル化の前あるいは後にア
ルミナに添加してもよい。今日知られている最も
有用な添加物は適合性のあるMgO先駆体のいず
れかであつて、それによつて最終製品が５％位の
MgOを含むことが好ましい。MgOは製品中にス
ピネル（アルミン酸マグネシウムMgAl₂O₄）と
して存在するが分析ではMgOとして計算される。
本発明により製造した添加物のないアルミナはそ
れ自身優れた研摩材であるから、より少ない量の
MgOを添加してもよいことは明らかである。本
発明における粉砕（ミリング）処理したゲルはい
ろいろな添加材料あるいは研摩材粒子のマトリツ
クスとして働くことができる。 粉砕（ミリング）処理した混合物は単純に容器
中に注ぎあるいは入れて乾燥し、それから圧潰し
て適当な寸法に砕くとともに、小さすぎる材料は
プロセスの最初に再循環することができる。選択
的に、材料押出成形によるように成形またはモー
ルデングして成形粒子にすることができる。押出
成形の場合、形成したロツドを後で適当な寸法に
砕く。最低の有用な焼成温度は、通常アルフアア
ルミナに変化する変態温度と考えられている1200
℃より実質的に低い。焼成温度の上限は溶融温度
に達しない限り重要ではない。焼成時間が長すぎ
たり、焼成温度が高すぎると結晶成長が過剰にな
ることがある。また、より高い温度は処理のコス
トを増加するので、好ましい焼成温度範囲は1200
〜1500℃である。 第２図の走査型電子顕微写真は本発明のアルフ
アアルミナ砥粒の結晶構造を示す。この場合、材
質は100％アルフアアルミナである。この写真に
明らかな如く、このような砥粒は比較的狭い粒径
分布を持つアルフアアルミナの多結晶相から本質
的に構成されている。これは本発明のアルフアア
ルミナ砥粒の結晶構造と従来技術の他の微粒セラ
ミツクスの結晶構造とのもう一つの重要な相違点
である。これは、特に砥粒の貝殻的破砕特性に貢
献するので、本発明の砥粒の重要な因子である。
砥粒が広い粒径分布を持つと、粒界相の強度が低
下し、セラミツク体が角砂糖と同様に崩壊する傾
向がある。そうすると、新しい切り刃が再生せ
ず、砥粒が切削能力を失い、砥粒として有用でな
くなる。 本発明の砥粒の異常に高い密度も第２図に明ら
かである。20000倍でも、実質的に気孔が見られ
ない。 例 １ 大きい重合体プラスチツク混合容器でCondea
SB Pural Alumina（Condea社）・30ポンド
（13.6Kg）と水13英ガロン（136リツトル）を混合
した。次に14重量％のHNO₃を4.11添加してこの
材料をゲル化した。次に水３ガロン（13.7リツト
ル）に溶解した硝酸マグネシウム水和物7.5ポン
ド（3.4Kg）をアルミナゲルに添加して最終製品
中に５重量％のMgOを与えた。それを15分間混
合し、Model M451 Sweco ミル（商品名）に
移して、1700ポンドのアルミナ媒体で１時間粉砕
した。混合物はミルで約４ガロン毎分の速度で１
時間の粉砕時間で再循環した。粉砕後それをポン
プでアルミニウム製トレーに移し、約３インチ
（7.6cm）の厚さにし、電気ストリツプ乾燥機で乾
燥する。 アルミナ媒体の組成は約90％のアルフアアルミ
ナと主要不純物としてのシリカであつた。 上記の調製により一連のバツチを作成し混合し
て圧潰および焼成に供する。 乾燥したゲルをローラで圧潰し、焼成前に分級
して14メツシユを通る寸法にし、所望の最終粒径
にした。それから400℃で16時間予備焼成し、
1400℃で30分間焼成した（ロータリーキルン）。 焼成後、すべての製品は19GPa（ビツカース圧
子、負荷500ｇ）の硬度と非常に微細な微細組織
を有し、セル状の微細組織は全く存在せず、アル
フアアルミナのほとんど全部はほぼ等軸の粒子
（微結晶）であり、直径0.2〜0.4μｍであり、まれ
に直径約5μｍの角ばつたごつい形状のものが見
られるにすぎなかつた。ごつい形状のものは汚染
物であることが示された。走査型電子顕微鏡で調
べたところ製品はスピネルのマトリツクスとアル
フアアルミナの不連続相とから成つていた。 ある特定の研摩布紙にして研摩に適用したとこ
ろ、この材料は溶融アルミナジルコニアより優れ
ておりかつ市販されているアルミナ−スピネル組
成の焼結ゲルタイプの砥粒よりも優れていた。 例 ２ プーラル微結晶質ベーマイトアルミナ22.7Kgを
水225リツトルおよび14％−HNO₃13.5リツトル
と10〜15分間混合した。 ゲル混合物の半分をCoors Porelain社から入
手可能な1/2×1/2インチのセラミツク結着アルミ
ナ、88Al₂O₃（主要不純物はMgO1.74％、SiO₂8.9
％、Fe₂O₃0.18％、TiO₂0.2％、CaO0.8％、
Ma₂O0.34％）を含むSweco mill（商品名）で２
時間粉砕し、乾燥した。これは例１で用いたのと
同じ媒体であつた。残りの半分は粉砕せずに単純
に乾燥した。これらの乾燥したゲルを圧潰し、16
時間450℃で予備焼成し、１時間1400℃で焼成し
た。 粉砕（ミリング）処理を行なつた材料は
19.1GPaの硬度を有し、粉砕（ミリング）処理を
しなかつた材料は11.0GPaの硬度であつた。 各バツチから材料を分級して50グリツトの砥粒
を作成し、それを用いて加硫繊維基地の研摩布デ
イスクを作成した。粉砕した材料は市販のアルミ
ナジルコニア砥粒と比べて1020鋼の研削において
10％以上優れた性能を示した（試験では金属研削
量が14％高かつた）。 粉砕（ミリング）処理しなかつた材料はすべて
の研削試験で溶融砥粒より劣つていたが、それは
硬度が低いからと考えられた。 例 ３ 例１の粉砕（ミリング）処理を行なつた製品と
類似の例でゲルを0.2時間粉砕した。１時間1400
℃で焼成した製品は主として微細で不規則な0.2
〜0.3mmの結晶組織であるが、セル様の外観がい
くらか見られた。 例 ４〜９ 1400℃における焼成時間の効果を検討するため
にさらに実験を行なつた。試料は全部概略例１に
おける手順に従つて作成した。コンデア微結晶質
ベーマイトアルミナを用い、粉砕を２時間行なつ
たが、乾燥後ゲルを750℃で30分間予備焼成した。
焼成時間が増加すると共に、製品に、微細な0.2
〜0.4μｍのアルミナ粒子の中に不規則に分散した
アルミナの粗なラス状（棒状）の結晶があらわれ
始めた。 結果を表にすると下記のようになる。 FIELD OF THE INVENTION This invention relates to alumina abrasive grains containing dense polycrystalline alumina or such alumina and other additives, and abrasive products using the abrasive grains. BACKGROUND OF THE INVENTION Hard, high-strength abrasive grains for grinding wheels, flexible coated abrasive papers ("sandpaper"), or loose abrasive grains are commercially produced using alumina-containing raw materials, melted in electric furnaces or It is manufactured by firing a compact containing finely pulverized alumina at a temperature sufficiently lower than the melting point of the raw material. This lower temperature treatment is called sintering, and the present invention relates to an alumina abrasive material made by the sintering method. The first commercially produced sintered abrasive on a large scale was made by the method taught in Ueltz, US Pat. No. 3,079,243. According to the teachings of this patent, calcined bauxite is crushed to create a fine particle size raw material, which is then reduced to abrasive grain size particles and fired at approximately 1500°C to create a hard, strong and tough material. Create polycrystalline alumina pellets. Recently, abrasive materials with abrasive grains consisting of alumina and magnesia spinel have appeared on the market, possibly in accordance with the teachings of U.S. Pat. did. These materials are manufactured by sintering dry alumina gel particles at (approximately 1400°C).
Bugosh, U.S. Pat. No. 3,108,888, also discloses the production of dense alumina (or alumina-containing material) by calcining a dry alumina gel made from alpha alumina monohydrate (boehmite) or by hot pressing a dry powder made from such a gel. ) teaches the manufacture of products. Commercial alumina/magnesia-spinel abrasives made from gels contain alumina crystals in the form of cells 5 to 15 micrometers in diameter. Cells or "sunbursts" are made of long alumina arms with a diameter of 0.2 to 0.4 micrometers.
(However, some of these are approximately spherical "blots" with a size of 1 micrometer.
), the arms of each cell appear to extend generally radially from the center of the cell. The arms of a given cell are all apparently crystallographically oriented in the same direction. That is, each cell is a single crystallite. Such orientation is indicated by the fact that when viewed between perpendicular polarizers in a transmitted light microscope, all areas of a given cell disappear simultaneously when the sample is rotated. As seen in the scanning electron micrograph of FIG. 1 showing a commercially available abrasive made from alumina gel, the generally star-shaped alumina crystal cells have a substantial amount of porosity. Pores appear as dark spots within alumina crystals in electron micrographs. The microcrystals filling between the arms of the alumina crystals and between adjacent alumina crystal cells are magnesia spinel. Although commercially available abrasives made from sintered gels containing alumina and magnesia are high quality abrasives, it has heretofore been impossible to produce high purity alumina abrasive grains through gels. This is US Patent No.
Control Example 13 of No. 4,314,827, made of alumina gel without the addition of metal oxides or metal salts, exhibits relative softness and lack of utility as an abrasive. The present invention provides improvements in the field of high-strength abrasive manufacturing technology that allow useful abrasive products to be made from alumina gel with or without the addition of spinel formers such as zirconia or magnesia. It is something. DISCLOSURE OF THE INVENTION In accordance with the present invention, the performance of the fired product is improved by controlling the microstructure of the fired product to eliminate the cellular structure of alumina in the abrasive grains of the prior art. The resulting product contains alpha alumina particles (crystallites) of submicron dimensions (0.2-0.4 micrometers) instead of cell areas of 5-10 micrometers in diameter. Thus, according to the invention, α-Al 2 O 3 particles are composed of non-cells consisting of groups of arms radiating from a center with substantially the same crystallographic orientation and are substantially entirely composed of α-Al ₂ O ₃ particles. Abrasive grains consisting essentially of a dense polycrystalline phase in which the particle size of α-Al ₂ O ₃ particles is 1 μm or less and having a hardness of at least 18 GPa, as well as vitrified grinding wheels and flexible abrasive wheels using this abrasive grains. Discs, coated abrasive papers, and vulcanized fiber-based coated abrasive papers are provided. Although the abrasive grains of the present invention are composed of submicron microcrystals, they have a very dense structure, and as a result, they have high hardness and toughness of 18 GPa or more, and even 20 to 21 GPa or more when measured with a Vickers indenter. has. If the hardness is lower than 18 GPa, it is not useful as an abrasive grain. On the contrary, the abrasive grains of the present invention have a high hardness of 18 GPa or more, which is useful as an abrasive grain, but they also exhibit unique crushing characteristics due to their microstructure consisting of submicron microcrystals. (Toughness) and crushing properties ensure that the cutting edge is always sharp and the cutting quality is improved. Although the addition of MgO is not necessary, if high concentrations (eg, 5% in some cases) of MgO are added, the alumina particles will be surrounded by a matrix of spinel. The useful alumina abrasive grains of the present invention are obtained by drying a sol of alpha alumina monohydrate (boehmite), firing the gel to obtain alumina, and pulverizing this into abrasive grains. It is produced by seeding the gel or gel precursor with submicron particles before drying. To explain based on the progress of the present invention, the formation of gel conditions for obtaining abrasive grains exhibiting the effects of the present invention involves using an alumina body as a grinding medium in a mill, and forming a sol or dilute gel. This was accomplished by vibratory milling of the mixture. It is believed that the main effect of this milling is the introduction of material from the alumina grinding media into the alumina gel. Similarly, impurities such as zinc and iron are believed to have been introduced from pipes and related equipment. On the other hand, milling with zirconia bodies, for example, has not been effective in forming the desired essentially non-cellular structure. The first effective and reproducible method we found was to generate the above-mentioned substances in the gel by vibration milling of the gel with an alumina body. A suitable vibratory mill is shown in US Pat. No. 3,100,088. Typically, the grinding media can be 1/2 inch in diameter and 1/2 to 3/4 inch long.
An unbalanced weight connected to the shaft of a motor mounted concentrically with the tab mounted on a spring causes the tab containing the grinding media and mixture to vibrate in a horizontal plane. The unbalanced weight is mounted near the bottom surface of the tub and the second weight is mounted below it. The motor is typically
Rotates at 1200rpm. The combined vibration causes the grinding media to perform a grinding action on the contents. The inner surface of the mill is preferably lined with rubber or the like to prevent corrosion of the metal walls and contamination. US Patent No. 4,314,827 and UK Application Publication No.
Various additives, such as those taught in US Pat. No. 2,099,012, may, but are not required, be added to the alumina before or after gelling. The most useful additives known today are any of the compatible MgO precursors, which allow the final product to contain as much as 5%
Preferably, it contains MgO. MgO exists in the product as spinel (magnesium aluminate MgAl ₂ O ₄ ), but is calculated as MgO in the analysis.
Since the additive-free alumina produced according to the invention is itself an excellent abrasive, less
It is clear that MgO may also be added. The milled gel of the present invention can serve as a matrix for various additive materials or abrasive particles. The milled mixture can be simply poured or placed into a container to dry and then crushed to the appropriate size and any material that is too small can be recycled to the beginning of the process. Optionally, the material can be shaped or molded into shaped particles, such as by extrusion. In the case of extrusion molding, the formed rods are later broken into suitable sizes. The lowest useful calcination temperature is 1200, which is usually considered the transformation temperature to alpha alumina.
substantially lower than °C. The upper limit of firing temperature is not critical as long as the melting temperature is not reached. If the firing time is too long or the firing temperature is too high, excessive crystal growth may occur. Also, higher temperatures increase the cost of processing, so the preferred firing temperature range is 1200
~1500℃. The scanning electron micrograph of FIG. 2 shows the crystal structure of the alpha alumina abrasive grain of the present invention. In this case, the material is 100% alpha alumina. As is evident from this photograph, such abrasive grains are essentially composed of a polycrystalline phase of alpha alumina with a relatively narrow particle size distribution. This is another important difference between the crystal structure of the alpha alumina abrasive grains of the present invention and the crystal structures of other fine grain ceramics of the prior art. This is an important factor in the abrasive grains of the present invention, as it particularly contributes to the shell-like fracture properties of the abrasive grains.
When abrasive grains have a wide particle size distribution, the strength of the grain boundary phase decreases, and the ceramic body tends to collapse in the same way as sugar cubes. In this case, a new cutting edge is not regenerated, and the abrasive grains lose their cutting ability and are no longer useful as abrasive grains. The unusually high density of the abrasive grains of the present invention is also evident in FIG. Even at 20,000x magnification, virtually no pores are visible. Example 1 Condea in a large polymer plastic mixing container
30 pounds (13.6Kg) of SB Pural Alumina (Condea) and 13 gallons (136 liters) of water were mixed. The material was then gelled by adding 4.11% of 14 wt.% _HNO3 . Next, 7.5 pounds (3.4 Kg) of magnesium nitrate hydrate dissolved in 3 gallons (13.7 liters) of water was added to the alumina gel to provide 5% by weight MgO in the final product. It was mixed for 15 minutes, transferred to a Model M451 Sweco mill, and milled with 1700 pounds of alumina media for 1 hour. The mixture is milled at a rate of approximately 4 gallons per minute.
Recirculated with a grinding time of hours. After grinding, it is pumped into aluminum trays to a thickness of approximately 3 inches (7.6 cm) and dried in an electric strip dryer. The composition of the alumina medium was about 90% alpha alumina and silica as the main impurity. A series of batches are made from the above preparation, mixed and subjected to crushing and baking. The dried gel was crushed with a roller and sized to fit through a 14 mesh prior to firing to give the desired final particle size. Then pre-baked at 400℃ for 16 hours,
Baked at 1400°C for 30 minutes (rotary kiln). After firing, all products have a hardness of 19GPa (Vitkers indenter, load 500g) and a very fine microstructure, with no cellular microstructure at all, and almost all of the alpha alumina is almost equiaxed grains. (microcrystal), with a diameter of 0.2 to 0.4 μm, and in rare cases, irregularly shaped crystals with a diameter of about 5 μm were only observed. Rugged shapes were shown to be contaminants. When examined by scanning electron microscopy, the product consisted of a matrix of spinel and a discontinuous phase of alpha alumina. In certain coated abrasive applications in abrasive applications, this material was superior to fused alumina zirconia and superior to commercially available alumina-spinel composition sintered gel type abrasives. Example 2 22.7 kg of Pural microcrystalline boehmite alumina was mixed with 225 liters of water and _13.5 liters of 14%-HNO3 for 10-15 minutes. Half of the gel mixture was mixed with 1/2 x 1/2 inch ceramic bound alumina, 88Al ₂ O ₃ (major impurities were 1.74% MgO, 8.9% SiO ₂ from Coors Porelain).
%, _{Fe2O3 0.18} %, _TiO2 0.2%, CaO0.8%,
2 with Sweco mill (product name) containing Ma ₂ O0.34%)
Grind for hours and dry. This was the same medium used in Example 1. The other half was simply dried without grinding. Crush these dried gels and 16
Preliminary firing was carried out at 450°C for 1 hour, followed by firing at 1400°C for 1 hour. Materials that have undergone pulverization (milling) processing are
The material had a hardness of 19.1 GPa, and the material without milling had a hardness of 11.0 GPa. The material from each batch was graded to create 50 grit abrasive grains, which were used to create vulcanized fiber-based abrasive cloth discs. The milled material is superior in grinding 1020 steel compared to commercially available alumina-zirconia abrasives.
It showed more than 10% better performance (metal grinding amount was 14% higher in the test). The unmilled material was inferior to the fused abrasive in all grinding tests, which was thought to be due to its lower hardness. Example 3 A gel was milled for 0.2 hours in a similar example to the milled product of Example 1. 1 hour 1400
The products fired at ℃ are mainly fine and irregular 0.2
Although the crystal structure was ~0.3 mm, some cell-like appearance was observed. Examples 4-9 Further experiments were conducted to examine the effect of firing time at 1400°C. All samples were made according to the procedure in Schematic Example 1. Grinding was carried out for 2 hours using Condea microcrystalline boehmite alumina, and after drying the gel was pre-calcined at 750°C for 30 minutes.
As the baking time increases, the product becomes finer than 0.2
Coarse lath-shaped (rod-shaped) crystals of alumina irregularly dispersed among the ~0.4 μm alumina particles began to appear. The results are tabulated as shown below.

【表】 粗な部分の存在は好ましくないと考えられるの
で、好ましい製品を得るためには材料を750℃30
分間予備焼成する場合に1400℃における焼成時間
は５分間を越えるべきではない。 即ち、アルミナ粒子及び棒状アルミナ結晶はそ
の中に実質的に気孔を有していない。 すべての場合にセル状の組織は見られなかつ
た。微細組織は小平面なしのサブミクロン粒子と
小平面のあるラス状（棒状）の粗な結晶とからな
つており、但し焼成時間が１分間の場合だけラス
状結晶が見られなかつた。 「小平面なし（non−faceted）」とは、微結晶
が例えば角柱状の如く平面で構成された形状では
なく、そのため走査電子顕微鏡で5000倍で観察し
て破断表面に微結晶を構成する規則的な小平面
（faceting）が全く見られないことを意味する。
アルフアアルミナの粒子は、むしろ、無定形であ
るが、等軸で（equiaxed）、略曲線的輪郭を有
し、非常にまれに直線的輪郭が見られた。倍率を
20000倍にすると小平面組織が明らかに見え始め
た。 本発明による砥粒は、500グラムの負荷でビツ
カース圧子により測定した硬度が、添加物のない
アルミナで少なくとも18GPaあり、２モル％以上
のスピネル先駆体の存在であるいはその他の添加
物で改質した砥粒は14GPa以上の硬度を有する
が、本発明の目的には硬度18GPa以上のものに限
定される。純粋に緻密なアルフアアルミナは約20
〜21GPaの硬度を有しているが、特定の用途では
それより低い硬度を有するようなある気孔率のも
のが望ましいことがある。アルミナ自体13GPa以
下の硬度を有しうるが、本発明の目的には多孔質
すぎる。500ｇの負荷のビツカース圧子で測定し
て18GPa以上の硬度が必要である。 例 10 いろいろなマグネシア含有量の一連の研摩材を
作成した。 アルミナ媒体による粉砕（但し２時間）を含
め、概略例１の手順を採用した。すべての場合
に、ゲルを200℃で約30時間乾燥した後、圧潰し、
分級し、それから450℃で16時間仮焼した。得ら
れる砥粒寸法の粒子をロータリーキルンで1400℃
にて焼成した。1400℃への昇温時間は約15分間で
あり、1400℃の保持時間は約15分間であつた。 ゲル化する前にいろいろな量の硝酸マグネシウ
ムを添加した。１つの実験では硝酸マグネシウム
を全く添加しなかつた。研摩材のMgO含有量と
硬度は下記の通りであつた。[Table] Since the presence of rough parts is considered undesirable, in order to obtain a desirable product, the material should be heated at 750℃30
The firing time at 1400° C. should not exceed 5 minutes if pre-calcined for 1 minute. That is, the alumina particles and rod-shaped alumina crystals have substantially no pores therein. No cellular structure was seen in all cases. The microstructure consisted of submicron particles without small planes and lath-shaped (rod-shaped) coarse crystals with small planes, however, no lath-shaped crystals were observed only when the firing time was 1 minute. "Non-faceted" means that the microcrystals are not in a flat shape, such as a prismatic shape, and therefore, when observed under a scanning electron microscope at 5000x magnification, the microcrystals have a regular structure on the fracture surface. This means that there are no visible facetings.
The particles of alpha alumina were rather amorphous, but equiaxed, with approximately curvilinear contours, and very rarely straight contours. magnification
At 20,000x magnification, the facet structure began to become clearly visible. The abrasive grains according to the invention have a hardness measured by a Bitkers indenter at a load of 500 grams of at least 18 GPa on alumina without additives and have been modified with the presence of 2 mol % or more of spinel precursors or with other additives. The abrasive grain has a hardness of 14 GPa or more, but for the purpose of the present invention, it is limited to a hardness of 18 GPa or more. Purely dense alpha alumina is about 20
It has a hardness of ˜21 GPa, although certain porosity may be desirable for certain applications, such as having a lower hardness. Although alumina itself may have a hardness of less than 13 GPa, it is too porous for the purposes of this invention. Hardness of 18 GPa or higher is required as measured with a Bitkers indenter with a load of 500 g. Example 10 A series of abrasives with varying magnesia contents were created. The procedure of General Example 1 was adopted, including milling with alumina media (but for 2 hours). In all cases, the gels were dried at 200 °C for approximately 30 h and then crushed.
It was classified and then calcined at 450°C for 16 hours. The particles of the obtained abrasive size are heated at 1400℃ in a rotary kiln.
It was fired at. The heating time to 1400°C was about 15 minutes, and the holding time at 1400°C was about 15 minutes. Various amounts of magnesium nitrate were added before gelation. In one experiment no magnesium nitrate was added. The MgO content and hardness of the abrasives were as follows.

【表】 54グリツトサイズ（46グリツトサイズと60グリ
ツトサイズの混合）の砥粒を用いるビトリフアイ
ド（ガラス結合）砥石の一連の試験において、上
記の砥粒で作成した砥石を公知の溶融アルミナ研
摩材（スルフイド法研摩材）の最高級品と比較し
た。 試験は工具鋼（D3）の棒をいろいろな送り速
度で研削して行なつた。0.5ミル（0.0005インチ）
の下送りの乾式研削でMgOを添加物なしの研摩
材（MgO0.14％）は溶融研摩材の研削比の16.1−
８倍の研削比を有した（Ｇ比は砥石の摩耗量に対
する被研削物の研削量の体積比である）。乾式研
削試験においてMgO添加のものは全部溶融研摩
材よりも優れた性能を示した。湿式研削試験では
MgOを添加した実験用研摩材は溶融研摩材より
劣るか同等であつた。２ミルではマグネシア添加
なしの研摩材が溶融研摩材より優れていた。 50グリツトサイズの砥粒（CMI規格）を用い
る研摩布紙試験では、例10に従つて作成し0.6％
のMgOを含有する砥粒を可撓性砥粒デイスクに
付けたものは1020鋼について共溶融アルミナジル
コニア砥粒より性能が優れ（136％）、ステンレス
鋼については溶融アルミナジルコニアとほとんど
同等であつた。2.5％のMgOおよび7.59％のMgO
を含有する砥粒もまた1020鋼に対してより優れて
いた。さらに多量にMgOを添加するとステンレ
ス鋼に対して有効性を低下した。 アルミナの他にSiO₂0.25％、Fe₂O₃0.18％、
TiO₂0.28％、CaO0.05％およびNa₂O0.04％を含
むMgO0.14％の砥粒を粉砕操作でおそらく主と
して導入した。これらの不純物は同様なレベルで
他の砥粒に存在する。 例 11 本発明の種付けしたゲルによる砥粒で作つたビ
トリフアイド砥石の研削比を、従来技術の種付け
しないゾル−ゲル砥粒及び高価な溶融アルミナと
比較した。研削試験はスロツトを持つD3工具鋼
の４分の１インチを0.14in³／minの金属除去率で
研削するプランジ研削試験であつた。[Table] In a series of tests on vitrified (glass-bonded) grinding wheels using abrasive grains of 54 grit size (mixture of 46 grit size and 60 grit size), wheels made with the above abrasive grains were compared with known fused alumina abrasives (sulfide method abrasives). compared with the highest quality products (wood). Tests were carried out by grinding tool steel (D3) bars at various feed rates. 0.5 mil (0.0005 inch)
The abrasive material without additives (MgO 0.14%) is 16.1−
It had a grinding ratio of 8 times (G ratio is the volume ratio of the amount of grinding of the object to be ground to the amount of wear of the grindstone). In dry grinding tests, all MgO-added abrasives showed better performance than fused abrasives. In the wet grinding test
Experimental abrasives with added MgO were inferior to or comparable to fused abrasives. At 2 mil, the abrasive without added magnesia was superior to the fused abrasive. For coated abrasive tests using 50 grit size abrasive grains (CMI standard), 0.6%
of MgO-containing abrasive grains attached to a flexible abrasive disk outperformed co-fused alumina-zirconia grains for 1020 steel (136%) and was nearly equivalent to fused alumina-zirconia for stainless steel. . 2.5% MgO and 7.59% MgO
The abrasive grain containing was also better against 1020 steel. Addition of even larger amounts of MgO reduced the effectiveness against stainless steel. In addition to alumina, SiO ₂ 0.25%, Fe ₂ O ₃ 0.18%,
Abrasive particles of 0.14% MgO containing 0.28% TiO ₂ , 0.05% CaO and 0.04% Na _{2 O} were probably mainly introduced in the grinding operation. These impurities are present in other abrasive grains at similar levels. Example 11 The grinding ratio of a vitrified abrasive wheel made with a seeded gel abrasive of the present invention was compared to a prior art unseeded sol-gel abrasive and expensive fused alumina. The grinding test was a plunge grinding test in which a quarter inch of slotted D3 tool steel was ground at a metal removal rate of 0.14 in ³ /min.

【表】 このように、この用途では種付けゲル砥石の性
能は高品位溶融アルミナのほぼ５倍、種付けしな
いゾル−ゲル砥石の４倍以上であり、そのいずれ
よりも著しく低い圧力を必要とするだけである。 我々は本発明を特定の理論と結び付ける気持は
ないが、アルミナ媒体から粒子状物質が導入され
ることが焼成時にアルフアアルミナの結晶化の種
として作用するのであろうと考える。従つて、粉
砕工程で導入されるその他の不純物はアルフアア
ルミナ粒子間の粒界にそれらが存在することによ
つて最終製品の結晶成長を抑制するであろう。 ゲルが約1400℃で焼成したときに所望の高密
度、微結晶質、非セル状アルフアアルミナを生成
するように条件付けるのに有効なものは粉砕媒体
からの破片粉であることの証拠として、ゲルを粉
砕（ミリング）処理せずに、ミリング処理した水
をアルミナ一水和物と酸に添加した。 例２におけるように水、硝酸、および微結晶質
ベーマイトを混合した。但し、（水以外の添加物
なしで）水で数時間ミリング処理したときにアル
ミナ粉砕媒体から摩耗した破片粉を含む下記の如
くいろいろの水を添加して６つのバツチを作成し
た。 アルミナ一水和物（Condea）への「ミリング
処理した水」の添加：[Table] Thus, in this application, seeded gel wheels perform nearly five times better than high-grade fused alumina, more than four times as well as unseeded sol-gel wheels, and require significantly lower pressures than either of them. It is. Although we do not wish to associate our invention with any particular theory, we believe that the introduction of particulate matter from the alumina medium may act as a seed for crystallization of the alpha alumina during firing. Therefore, other impurities introduced during the milling process will inhibit crystal growth in the final product due to their presence at grain boundaries between alpha alumina particles. As evidence that it is the debris powder from the grinding media that is effective in conditioning the gel to produce the desired dense, microcrystalline, noncellular alpha alumina when calcined at approximately 1400 °C. The milled water was added to the alumina monohydrate and acid without milling the gel. Water, nitric acid, and microcrystalline boehmite were mixed as in Example 2. However, six batches were made with various water additions as described below, including debris powder that was abraded from the alumina grinding media during several hours of water milling (without any additives other than water). Addition of “milled water” to alumina monohydrate (Condea):

【表】 約10分間1400℃±20℃で焼成した焼成製品の硬
度を測定した。炉は電気的加熱であり、雰囲気は
空気であつた。 ミリング処理した破片粉を調べたところ約39平
方メートル／グラムの表面積（約0.04μｍの粒径
に対応する）を持つアルフアアルミナが殆んどで
あることが示された。 一般に、種（核）材料が細かいほど所与の種材
料の重量当りの核発生数が多いので好ましい。用
いるアルミナ粉砕媒体の種類に応じて、種は約
125平方メートル／グラム（約0.01ミクロン）ほ
どの微細さであることができる。上記の表に示さ
れる如く、僅かに0.1重量％（最終製品基準）の
種で望まれる高度の砥粒が得られるが、約１重量
％の種材料が最良の結果を与えるので好ましい。
約５重量％より多い種材料の使用は最終製品の特
性を悪くすることがある。 非常に微細なアルミナ粉末を水と混合した後沈
澱させたときに懸濁液中に残る微細懸濁アルミナ
粒子を回収して得た高純度アルミナも、同様に、
焼成ゲル固体の少なくとも約0.1％の量で用いる
と有効である。 市販の微細アルフアアルミナ粉末による試験、
および非常に高純度の溶融アルミナをそのような
アルミナ自身を粉砕媒体として用いて粉砕するこ
とによつて得た微細アルミナによる試験を行なつ
たところ、本発明による緻密な微結晶質製品の製
造に非常に有効であることが示された。 例 12 ワーリング工業混合機を用いて、16Nの硝酸で
PH16に酸性化した３リツトルの水に1.5キログラ
ムのアルフアアルミナ粉末（住友化学製AKP−
50）を、高速度で２分間分散させてアルフアアル
ミナ種粒子の懸濁液を調製した。この懸濁液を重
力の1000倍の力で10、20および30分間遠心し、そ
れぞれの操作から上澄みだけを残し、次の遠心操
作に用いた。 ゾルを調製するために、48グラムの硝酸で酸性
化した2400ミリリツトルの水に800グラムの
Condea SB Pural Alumina（Condea製）を混合
して、アルミナ一水和物粉末を分散した。これ
に、12グラムのアルミナ粉末を含む遠心した懸濁
液を添加した。アルフアアルミナ粒子の粒径は
Nicomp model 200 Laser Particle Sizerで測
定して120ナノメートルであつた。この混合物を
ワーニング混合機の６リツトルのステンレス製容
器中で２分間高速度で混合した。それからゾルを
ガラストレーに注いで、100℃に保持してゲル化
し乾燥した。次いで乾燥物をロールで粉砕し14メ
ツシユのスクリーンを通して焼成時に所望の粒径
にした。篩分けした材料を400℃で１時間仮焼し、
1350℃で５分間焼成した。 焼成後、粒子は全部アルフアアルミナの理論密
度の95％以上の密度を有した。粒子を構成するア
ルフアアルミナ結晶子は走査電子顕微鏡で20000
倍で観察して約0.4ミクロン以下の最大粒径を有
し、セル状組織を有していなかつた。 示差熱分析によると、ゲル状アルミナの多分ガ
ンマ形からアルフア形への変態はアルフアアルミ
ナの種粒子が存在すると約1090℃で起きるが、そ
のような種物質が存在しないと約1190℃で起きる
ことが示された。こうして、本発明による製品の
理論的焼成温度は普通報告されている変態温度よ
りも低いことが可能である。 本発明によつて初めて、サブミクロンの粒径と
95％より大きい密度を有しかつ18GPaより大きい
硬度を与える高純度アルフアアルミナ体を低温の
焼成で製造することが可能になる。本発明の方法
によれば、研摩材以外の製品、例えば、コーテイ
ング、薄膜、繊維、ロツド、あるいは小成形部材
を製造することも可能である。 SiO₂、Cr₂O₃、MgOおよびZrO₂のような粒成
長抑制剤を条件を整えたゲルに添加した。MgO
を添加した実験では、アルフアアルミナと反応し
て、スピネルが生成し、残りの未反応アルフアア
ルミナを包囲しているのが観察された。その他の
添加物ではアルフアアルミナとの化合物生成は最
小限であり、それらは結晶粒界に残つていると考
えられた。行なつた実験から拡散および再結晶化
による結晶成長が添加物により抑制されたことが
明らかに示される。これは焼結製品の時間−温度
関係により大きい自由度を与える点で価値があ
る。粒成長抑制剤の使用はセラミツクスの分野に
おいてよく知られており、本発明の必須の部分で
はないが、高純度のアルフアアルミナが必要でな
い場合に、広範囲の焼結時間−温度において所望
の微細組織を保持するために非常に有用である。[Table] The hardness of fired products fired at 1400°C ± 20°C for approximately 10 minutes was measured. The furnace was electrically heated and the atmosphere was air. Examination of the milled debris powder showed that it was mostly alpha alumina with a surface area of approximately 39 square meters per gram (corresponding to a particle size of approximately 0.04 μm). In general, finer seed (nucleation) material is preferred because it yields a higher number of nuclei per given weight of seed material. Depending on the type of alumina grinding media used, the seeds are approximately
It can be as fine as 125 square meters/gram (approximately 0.01 micron). As shown in the table above, as little as 0.1% by weight seed (based on the final product) can provide the desired high degree of abrasive grain, but about 1% by weight seed material is preferred as it provides the best results.
The use of more than about 5% by weight of seed material may compromise the properties of the final product. Similarly, high-purity alumina obtained by recovering the fine suspended alumina particles that remain in suspension when very fine alumina powder is mixed with water and then allowed to settle.
It is useful when used in an amount of at least about 0.1% of the calcined gel solids. Testing with commercially available fine alpha alumina powder,
Tests with fine alumina obtained by grinding very pure molten alumina and very pure molten alumina using such alumina itself as grinding media have shown that the production of dense microcrystalline products according to the present invention It was shown to be very effective. Example 12 Using a Waring industrial mixer, with 16N nitric acid
Add 1.5 kg of alpha alumina powder (AKP- manufactured by Sumitomo Chemical) to 3 liters of water acidified to PH16.
50) was dispersed at high speed for 2 minutes to prepare a suspension of alpha alumina seed particles. This suspension was centrifuged at 1000 times the force of gravity for 10, 20 and 30 minutes, leaving only the supernatant from each operation and used in the next centrifugation. To prepare the sol, add 800 grams of water to 2400 milliliters of water acidified with 48 grams of nitric acid.
Condea SB Pural Alumina (manufactured by Condea) was mixed to disperse the alumina monohydrate powder. To this was added a centrifuged suspension containing 12 grams of alumina powder. The particle size of alpha alumina particles is
It was 120 nanometers as measured with a Nicomp model 200 Laser Particle Sizer. This mixture was mixed at high speed for 2 minutes in a 6 liter stainless steel container in a Warning mixer. The sol was then poured into a glass tray and kept at 100°C to gel and dry. The dried product was then crushed with a roll and passed through a 14-mesh screen to give the desired particle size during firing. Calcinate the sieved materials at 400℃ for 1 hour,
It was baked at 1350°C for 5 minutes. After firing, the particles all had densities greater than 95% of the theoretical density of alpha alumina. The alpha alumina crystallites that make up the particles were found to be 20,000 using a scanning electron microscope.
When observed under magnification, it had a maximum particle size of about 0.4 microns or less, and did not have a cellular structure. Differential thermal analysis shows that the transformation of gelled alumina from the probable gamma form to the alpha form occurs at about 1090 °C in the presence of alpha alumina seed particles, but at about 1190 °C in the absence of such seed material. It has been shown. Thus, the theoretical calcination temperature of products according to the invention can be lower than the commonly reported transformation temperatures. With this invention, for the first time, submicron particle size and
It becomes possible to produce high purity alpha alumina bodies with a density greater than 95% and a hardness greater than 18 GPa at low temperature firings. With the method of the invention, it is also possible to produce products other than abrasives, such as coatings, films, fibers, rods, or small molded parts. Grain growth inhibitors such as SiO ₂ , Cr ₂ O ₃ , MgO and ZrO ₂ were added to the conditioned gel. MgO
In experiments in which spinel was added, spinel was observed to react with alpha alumina and surround the remaining unreacted alpha alumina. For other additives, the formation of compounds with alpha alumina was minimal, and it was thought that they remained at the grain boundaries. The experiments conducted clearly show that crystal growth due to diffusion and recrystallization was suppressed by the additive. This is valuable in that it gives greater flexibility to the time-temperature relationship of the sintered product. The use of grain growth inhibitors is well known in the ceramics field and is not an essential part of the present invention, but can be used to achieve the desired microstructure over a wide range of sintering times and temperatures when high purity alpha alumina is not required. Very useful for holding.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図はアルミナゲルから作成した市販研摩材
を示す走査型電子顕微写真、第２図は本発明のア
ルフアアルミナ砥粒の結晶構造を示す走査型電子
顕微写真である。 FIG. 1 is a scanning electron micrograph showing a commercially available abrasive made from alumina gel, and FIG. 2 is a scanning electron micrograph showing the crystal structure of alpha alumina abrasive grains of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 実質的に同一の結晶学的配向を有する中心か
ら放射状に広がる腕状物の群からなるセルを構成
しないα−Al₂O₃粒子で構成されかつ実質的に全
てのα−Al₂O₃粒子の粒径が1μｍ以下である高密
度多結晶相から本質的になり、少なくとも18GPa
の硬度を有する砥粒。 ２ 前記砥粒がサブミクロン粒子間に不規則に分
散した平面で構成された棒状の粗アルミナ結晶を
含む請求項１記載の砥粒。 ３ 前記α−Al₂O₃の一部がスピネルとして存在
するMgOまたはジルコニアで置換されている請
求項１又は２記載の砥粒。 ４ サブミクロンのα−Al₂O₃種粒子が分散して
いる請求項１、２又は３記載の砥粒。 ５ サブミクロンのα−Al₂O₃粒子が0.4μｍ以下
の粒径を有する請求項１、２、３又は４記載の砥
粒。 ６ 実質的に同一の結晶学的配向を有する中心か
ら放射状に広がる腕状物の群からなるセルを構成
しないα−Al₂O₃粒子で構成されかつ実質的に全
てのα−Al₂O₃粒子の粒径が1μｍ以下である高密
度多結晶相から本質的になり、少なくとも18GPa
の硬度を有するアルミナ質砥粒を含むビトリフア
イド砥石。 ７ 前記アルミナ質砥粒がサブミクロン粒子間に
不規則に分散した平面で構成された棒状の粗アル
ミナ結晶を含む請求項６記載のビトリフアイド砥
石。 ８ 前記α−Al₂O₃の一部がスピネルとして存在
するMgOまたはジルコニアで置換されている請
求項６又は７記載のビトリフアイド砥石。 ９ 実質的に同一の結晶学的配向を有する中心か
ら放射状に広がる腕状物の群からなるセルを構成
しないα−Al₂O₃粒子で構成されかつ実質的に全
てのα−Al₂O₃粒子の粒径が1μｍ以下である高密
度多結晶相から本質的になり、少なくとも18GPa
の硬度を有するアルミナ質砥粒を含む可撓性研摩
デイスク。 １０ 前記アルミナ質砥粒がサブミクロン粒子間
に不規則に分散した平面で構成された棒状の粗ア
ルミナ結晶を含む請求項９記載の可撓性研摩デイ
スク。 １１ 前記α−Al₂O₃の一部がスピネルとして存
在するMgOまたはジルコニアで置換されている
請求項９又は１０記載の可撓性研摩デイスク。 １２ 実質的に同一の結晶学的配向を有する中心
から放射状に広がる腕状物の群からなるセルを構
成しないα−Al₂O₃粒子で構成されかつ実質的に
全てのα−Al₂O₃粒子の粒径が1μｍ以下である高
密度多結晶相から本質的になり、少なくとも
18GPaの硬度を有するアルミナ質砥粒を含む研摩
布紙。 １３ 前記アルミナ質砥粒がサブミクロン粒子間
に不規則に分散した平面で構成された棒状の粗ア
ルミナ結晶を含む請求項１２記載の研摩布紙。 １４ 前記α−Al₂O₃の一部がスピネルとして存
在するMgOまたはジルコニアで置換されている
請求項１２又は１３記載の研摩布紙。 １５ 実質的に同一の結晶学的配向を有する中心
から放射状に広がる腕状物の群からなるセルを構
成しないα−Al₂O₃粒子で構成されかつ実質的に
全てのα−Al₂O₃粒子の粒径が1μｍ以下である高
密度多結晶相から本質的になり、少なくとも
18GPaの硬度を有するアルミナ質砥粒を含む加硫
繊維基材研摩布紙。 １６ 前記アルミナ質砥粒がサブミクロン粒子間
に不規則に分散した平面で構成された棒状の粗ア
ルミナ結晶を含む請求項１５記載の加硫繊維基材
研摩布紙。 １７ 前記α−Al₂O₃の一部がスピネルとして存
在するMgOまたはジルコニアで置換されている
請求項１５又は１６記載の加硫繊維基材研摩布
紙。[Scope of Claims] 1. Consisting of α-Al ₂ O ₃ particles that do not constitute cells consisting of a group of arms radiating from a center having substantially the same crystallographic orientation and containing substantially all of the particles. Consisting essentially of _a dense polycrystalline phase in which the particle size of α- _Al2O3 particles is less than 1 μm, and at least 18 GPa
Abrasive grains with a hardness of 2. The abrasive grain according to claim 1, wherein the abrasive grain contains rod-shaped coarse alumina crystals composed of planes irregularly distributed between submicron particles. 3. The abrasive grain according to claim 1 or 2, wherein a part of the α-Al ₂ O ₃ is substituted with MgO or zirconia existing as spinel. 4. The abrasive grain according to claim 1, 2 or 3, wherein submicron α-Al ₂ O ₃ species particles are dispersed. 5. The abrasive grain according to claim 1, 2, 3 or 4 _, wherein the submicron α- _Al2O3 particles have a particle size of 0.4 μm or less. 6 consisting of α-Al ₂ O ₃ particles that do not constitute cells consisting of groups of arms radiating from a center having substantially the same crystallographic orientation and containing substantially all α-Al ₂ O ₃ Consisting essentially of a dense polycrystalline phase with a particle size of 1 μm or less, and at least 18 GPa
A vitrified whetstone containing alumina abrasive grains with a hardness of . 7. The bitrified grindstone according to claim 6, wherein the alumina abrasive grains include rod-shaped coarse alumina crystals composed of planes irregularly dispersed between submicron particles. 8. The bitrified grindstone according to claim 6 or 7, wherein a part of the α-Al ₂ O ₃ is substituted with MgO or zirconia existing as spinel. 9 Consisting of α-Al ₂ O ₃ particles that do not constitute cells consisting of groups of arms radiating from a center with substantially the same crystallographic orientation and that contain substantially all α-Al ₂ O ₃ Consisting essentially of a dense polycrystalline phase with a particle size of 1 μm or less, and at least 18 GPa
A flexible abrasive disc containing alumina abrasive grains with a hardness of . 10. The flexible abrasive disk of claim 9, wherein the alumina abrasive grains include rod-shaped coarse alumina crystals comprised of irregularly distributed flat surfaces between submicron particles. 11. A flexible abrasive disk according to claim 9 or 10, wherein a part of _the α- _Al2O3 is replaced by MgO or zirconia present as spinel. 12 consisting of α-Al ₂ O ₃ particles that do not constitute cells consisting of groups of arms radiating from a center having substantially the same crystallographic orientation and containing substantially all α-Al ₂ O ₃ consisting essentially of a dense polycrystalline phase in which the grain size of the particles is 1 μm or less, and at least
A coated abrasive paper containing alumina abrasive grains with a hardness of 18GPa. 13. The coated abrasive paper according to claim 12, wherein the alumina abrasive grains include rod-shaped coarse alumina crystals composed of planes irregularly dispersed between submicron particles. 14. The coated abrasive paper according to claim 12 or 13, wherein a part of the α-Al ₂ O ₃ is substituted with MgO or zirconia present as spinel. 15 consisting of α-Al ₂ O ₃ particles that do not constitute cells consisting of groups of arms radiating from a center having substantially the same crystallographic orientation and containing substantially all α-Al ₂ O ₃ consisting essentially of a dense polycrystalline phase in which the grain size of the particles is 1 μm or less, and at least
Vulcanized fiber-based coated abrasive paper containing alumina abrasive grains with a hardness of 18GPa. 16. The vulcanized fiber-based coated abrasive paper according to claim 15, wherein the alumina abrasive grains include rod-shaped coarse alumina crystals composed of planes irregularly dispersed between submicron particles. 17. The vulcanized fiber-based coated abrasive paper according to claim 15 or 16, wherein a part of the α-Al ₂ O ₃ is substituted with MgO or zirconia present as spinel.