KR20170084284A - 탄화규소 응집체 및 무기 접합재를 포함하는 연마 물품 - Google Patents

탄화규소 응집체 및 무기 접합재를 포함하는 연마 물품

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KR20170084284A
KR20170084284A KR1020177016419A KR20177016419A KR20170084284A KR 20170084284 A KR20170084284 A KR 20170084284A KR 1020177016419 A KR1020177016419 A KR 1020177016419A KR 20177016419 A KR20177016419 A KR 20177016419A KR 20170084284 A KR20170084284 A KR 20170084284A
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닐란잔 사랑기
산드히야 자야라만 루크마니
스테판 이. 폭스
러셀 엘. 크라우스
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생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드
생-고벵 아브라시프
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Abstract

연마 물품은 세라믹을 포함하는 무기 재료를 가지는 접합재, 접합재 내에 함유되고 탄화규소를 포함하는 연마 응집체, 및 적어도 60인 투과도를 포함하는 몸체를 포함한다.

Description

탄화규소 응집체 및 무기 접합재를 포함하는 연마 물품{ABRASIVE ARTICLE INCLUDING AGGLOMERATES HAVING SILICON CARBIDE AND AN INORGANIC BOND MATERIAL}
본원은 연마 물품, 특히, 탄화규소를 포함하는 응집체 및 무기 접합재를 포함하는 연마 물품에 관한 것이다.
티타늄을 연삭하는 것은 어렵고 다양한 유형의 접합 (bonded) 연마 물품이 고려되었다. 미국특허번호 2,216,728은 금속, 점토, 유리 또는 유기 고분자일 수 있는 접합체 (bond)에 의해 다이아몬드 또는 탄화붕소의 다수의 더욱 미세한 결정립 (grains) 이 고정되는 집합체의 형성을 개시한다. 집합체 형성 방법은 적용되는 접합 매체 성질에 따라 약간씩 달라질 것이다. 금속이 접합체라면 금속 분말 및 미세 연마 입자, 예를들면 다이아몬드는, 함께 혼합되고 사용 금속에 따라 700° 내지 1500° 온도에서 열 압착한다. 세라믹 접합된 집합체는 혼합물에 요구되는 점조도를 부여하기 위한 통상의 액체를 이용하여 약 5% 점토와 95% 미세 연마 결정립을 혼합하여 제조한다. 이어 믹스는 예를들면 1250℃로 소성되어 점토 접합체를 유리화시킨다.
미국특허번호 3,183,071는 입자 크기가 5 미크론 미만인 극미세 결정질 알루미나의 접합된 입자를 개시한다. 미세 알루미나 입자 및 접합체의 혼합물을 압출하고, 압출물을 원하는 크기로 절단하고, 생 (green) 펠렛을 소성하여 다양한 단면들의 연마 펠렛이 형성된다. 접합체는 규산염 유리이고 이의 최종 소성 중량 조성은 10-25% 알루미나, 50-70% 실리카, 5-15% 칼시아, 10-20% 마그네시아, 및 최대 약 3% 불순물이다. 소성 펠렛은 연삭 휠에 결합되어 스테인리스 강재의 스낵 (snag) 연삭에 사용된다.
미국특허번호 4,364,746은 수지 또는 고분자로 더욱 큰 연마 입자로 접합되는 연마재 예컨대 알루미나 또는 탄화규소의 미세 입자로 이루어지는 예비 접합된 연마 집합체를 개시한다. 더욱 큰 연마 응집체를 형성하기 위하여 미세 연마 입자를 함께 고정시키는데 사용되는 수지 또는 고분자 결합재에서 다양한 유형 및 함량의 충전재 물질을 포함하여 상이한 강도의 집합체 입자가 제조된다.
미국특허번호 5,711,774는 티타늄-함유 재료 연삭용 유리질의 접합 연마 연삭 휠을 개시한다. 휠은 탄화규소 연마 결정립, 중공 세라믹 구체, 및 저온, 고강도 접합체를 포함한다. 접합체에서 산화리튬 함량 감소 및 세라믹 기공 형성제의 사용으로 인하여 휠은 확실히 성능 특성이 개선된다.
미국특허번호 4,575,384는 티타늄 금속 및 이의 합금 연삭용 연마 제품을 개시한다. 티타늄을 연삭하는 제품은 연삭 휠로 이루어지고 연마 결정립은 내화성 접합체 예컨대 산질화규소 또는 규산염 재료로 함께 접합된 탄화규소 입자의 집합체이다.
미국특허번호 5,118,326은 티타늄-함유 재료 연삭용 유리질의 접합 연마 연삭 휠을 개시한다. 휠은 탄화규소 및 알루미나 연마 결정립의 혼련물을 포함한다.
개시된 연마 집합체는 또한 더 많은 통상적 유형의 연마 결정립 예컨대 용융 파쇄 알루미나, 알루미나-지르코니아 및 기타 등, 예를들면 탄화규소, 탄화붕소 및 다이아몬드와 활용될 수 있다.
하나의 양태에서, 연마 물품은 몸체를 포함하고 이는 950℃ 이하의 융점을 가지는 유리상의 접합재, 및 접합재 내부에 함유되고, 탄화규소 입자를 포함하는 연마 응집체를 포함한다.
또 다른 양태에서, 연마 물품은 몸체를 포함하고 이는 유리상 및 지르콘을 포함하는 다결정상으로 구성되는 접합재 및 접합재 내부에 함유되고, 탄화규소 입자를 포함하는 연마 응집체를 포함한다.
본 발명은 첨부 도면들을 참조하여 더욱 양호하게 이해될 것이고 다양한 특징부들 및 이점들이 당업자에게 명백하게 될 것이다.
도 1은 실시태양에 의한 연마 물품 형성 공정을 제공하는 흐름도이다.
도 2는 실시태양에 의한 연마 물품 일부의 사진이다.
도 3은 예시적 기공 크기 분포 곡선이다.
도 4는 실시태양의 대표적 샘플에 대한 기공 크기 분포 도표이다.
도 5는 종래 연마 물품 일부의 사진이다.
도 6은 종래 연마 물품의 대표적 샘플에 대한 기공 크기 분포 도표이다.
도 7은 대표적 샘플 및 종래 샘플에 대한 연삭 테스트에서 손상 전 제거된 누적량의 도표이다.
도 8은 대표적 샘플 및 종래 샘플에 대한 연삭 테스트에서 수행된 다양한 재료 제거율에 대한 코너 반경 도표이다.
도 9는 대표적 샘플 및 종래 샘플을 이용한 연삭 테스트에서 휠 마모 속도 대 재료 제거율의 도표이다.
도 10은 대표적 샘플 및 종래 샘플을 이용한 연삭 테스트에서 G-비(ratio) 대 재료 제거율 도표이다.
본원은 제한되지는 않지만 티타늄계 금속 및 티타늄계 금속 합금, 예컨대 티타늄 알루미늄 합금 (즉, TiAl 금속)을 포함하는 티타늄-함유 금속 연삭에 적합한 접합 연마 물품을 포함하는 연마 물품에 관한 것이다. 상업적으로 중요한 많은 금속 및 합금들 중에서, 티타늄 금속 및 이의 합금은 연삭 가공이 가장 어렵다. 티타늄계 금속 및 티타늄계 금속 합금을 포함한 티타늄-함유 금속은 이들이, 특히 상승 온도 예컨대 연삭 과정에서 발생되는 온도에서 산화에 현저히 취약하므로 연삭이 극히 난해할 수 있다. 산화 반응은 상당히 발열성이므로 상당량의 열이 임의의 금속 연삭에서 발생되는 정상적인 연삭 열에 더해질 수 있다. 문제가 더욱 복잡한 것은, 티타늄계 금속은 일반적으로 철 금속과 비교하여 상당히 낮은 열 전도성을 가지고, 이 결과 연삭 표면에 더욱 열이 집중된다. 탄화규소 연마 입자를 포함하는 연마 물품은 탄화규소 입자가 연삭 과정 중 고온의 티타늄에서 용해에 대한 저항성을 가지므로 소정의 산화물계 연마 입자에 비하여 유리하다는 것을 알았다.
도1은 실시태양에 의한 연마 물품 형성 공정을 도시한 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 단계 101에서, 공정은 결합재 중에 연마 입자를 포함하는 혼합물 형성 단계로 개시된다. 실시태양에 의하면, 연마 입자는 탄화규소를 포함한다. 더욱 상세하게는, 연마 입자는 탄화규소-기재의 재료일 수 있고 연마 입자의 대부분 내용물은 탄화규소를 포함한다. 또 다른 실시태양에서, 연마 입자는 실질적으로 탄화규소로 이루어진다.
또한, 결합재는 프릿을 포함하는 분말 재료를 포함할 수 있다. 특히, 결합재는 무기 재료, 예컨대 세라믹을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 세라믹을 언급할 때에는 적어도 하나의 금속 원소 및 적어도 하나의 비-금속 원소를 포함하는 조성물을 포함한다. 예를들면, 세라믹은 물질 예컨대 산화물, 탄화물, 질화물, 붕화물, 및 이들의 조합을 포함한다. 더욱 상세하게는, 세라믹 물질은 유리상, 결정상, 다결정상, 및 이들의 조합을 가질 수 있다.
실시태양에 의하면, 연마 입자의 평균 입자 크기는 적어도 0.1 미크론, 예컨대 적어도 1 미크론, 적어도 5 미크론, 적어도 10 미크론, 적어도 20 미크론, 적어도 30 미크론, 또는 적어도 40 미크론이다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 연마 입자의 평균 입자 크기는 5000 미크론 이하, 예컨대 4000 미크론 이하, 또는 3000 미크론 이하, 2000 미크론 이하, 1000 미크론 이하, 500 미크론 이하, 100 미크론 이하, 또는 약 90 미크론 이하이다. 연마 입자의 평균 입자 크기는 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
하나의 실시태양에서, 결합재는 예를들면 소정 함량의 실리카, 산화붕소, 및 이들의 조합을 포함하는 산화물계 재료를 포함한다. 적어도 하나의 실시태양에서, 결합재는 붕규산염 조성물을 포함한다. 더욱 상세하게는, 결합재는 이산화규소 (SiO2), 산화붕소 (B2O3), 점토, 및 물유리-기재의 조성물 이들의 조합을 포함하는 조성물을 가진다.
특정 실시태양에 따르면, 결합재 및 연마 입자를 포함하는 혼합물은 또한 하나 이상의 충전재 물질을 포함한다. 충전재 물질은 연마 입자와 구별되고 연마 입자의 경도보다 낮은 경도를 가진다. 충전재 물질은 개선된 물성을 제공하고 실시태양들에 의한 연마 응집체의 형성을 구현한다. 적어도 하나의 실시태양에서, 충전재 물질은 다양한 재료, 예컨대 섬유, 직물, 부직물, 입자, 광물, 너트 (nuts), 쉘 (shells), 산화물, 알루미나, 탄화물, 질화물, 붕화물, 유기물, 고분자 재료, 천연 재료, 및 이들의 조합을 포함한다. 특정 예시들에서, 충전재 물질은 물질 예컨대 규회석, 멀라이트, 강재, 철재, 구리, 황동, 청동, 주석, 알루미늄, 남정석, 알루사이트 (alusite), 석류석, 석영, 불소, 운모, 하석 섬장암, 황산염 (예를들면, 황산바륨), 탄산염 (예를들면, 탄산칼슘), 빙정석, 유리, 유리 섬유, 티탄산염 (예를들면, 티탄산칼륨 섬유), 암면, 점토, 해포석, 황화철 (예를들면, Fe2S3, FeS2, 또는 이들의 조합), 형석 (CaF2), 황산칼륨 (K2SO4), 흑연, 불화붕산칼륨 (KBF4), 불화알루미늄칼륨 (KAlF4), 황화아연 (ZnS), 붕산아연, 붕사, 붕산, 미세 알런덤 분말, P15A, 발포 알루미나, 코르크, 유리 구체, 은, Saran™ 수지, 파라디클로로벤젠, 옥살산, 알칼리 할라이드, 유기 할라이드, 및 아타풀자이트를 포함한다.
혼합물 형성은 건식 또는 습식 혼합물의 형성 단계를 포함한다. 결합재에 적합한 연마 입자 분산을 구현하기 위하여 습식 혼합물을 제조하는 것이 적합하다. 또한, 유리질의 접합 연마체 형성 전에 생 (green) 생성물 제조를 위한 혼합물 형성을 가능하게 하는 예를들면 충전재, 첨가제, 결합재, 및 본 분야에서 알려진 임의의 다른 재료를 포함한 기타 재료를 혼합물이 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다 적어도 하나의 실시태양에서, 혼합물에는 실질적으로 기공 형성제가 존재하지 않는다.
도 1을 참조하면, 단계 101에서 연마 입자 및 결합재를 포함하는 혼합물을 형성한 후, 계속하여 공정은 단계 102에서 연마 입자 및 결합재의 응집체가 형성된다. 본원에서 사용되는 바와 같이 응집체를 언급하는 것은 더욱 작은 입자들 (예를들면, 연마 입자)이, 실질적으로 균일하고 응집체 부피에 걸쳐 연장되는 연속적인 3-차원 상의 물질인 결합재 물질에 함유되는 입자를 언급하는 것이다. 결합재 물질은 소정 함량의 유리상을 포함한다. 응집체는 미립자 덩어리 (particulate mass) 형태로 서로 접합된 다양한 크기의 이산 입자들의 복합체인 집합체와 구별된다. 특히, 집합체는 미립자 덩어리 부피에 걸쳐 연장되는 연속적인 결합재를 포함하지 않는다.
연마 응집체 형성 공정은 적어도 결합재 일부를 부분적으로 경화하는 단계를 포함한다. 연마 응집체 형성 공정은 부분적으로 결합재를 경화하는 단계를 포함하고, 이는 다수의 연마 입자들을 함께 접합하여 연마 응집체를 형성하기에 충분하도록 열 처리 과정에서 적어도 결합재 일부를 액상으로 전환하여 단계를 포함한다. 더욱 상세하게는, 연마 응집체 형성 공정은 혼합물을 적어도 100℃, 예컨대 적어도 125℃, 적어도 150℃, 적어도 175℃, 적어도 200℃, 적어도 250℃, 또는 적어도 300℃의 형성 온도로 가열하는 단계를 포함한다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 형성 온도는 500℃ 이하, 450℃ 이하, 400℃ 이하, 350℃ 이하, 또는 300℃ 이하일 수 있다. 형성 온도는 상기 임의의 최소 온도 및 최대 온도를 포함하는 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 본원에서 물질의 형성 온도를 언급하는 것은 연마 응집체 형성을 가능하도록 결합재 물질이 액상 형성에 적합한 융점일 수 있다.
가열 공정은 연마 응집체 형성이 가능한 특정 시간 구간 동안 수행될 수 있다. 예를들면, 연마 응집체 형성 단계는 형성 온도에서 특정 시간 구간, 예컨대 적어도 1 분, 적어도 3 분, 적어도 5 분 또는 적어도 10 분 동안 유지될 수 있다. 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 가열 공정은 연마 응집체 형성이 가능하도록 혼합물을 형성 온도에서 30 분 이하, 예컨대 20 분 이하, 또는 15 분 이하로 유지한다. 형성 온도에서 시간 구간은 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
실시태양에 의하면, 연마 응집체 형성 단계는 산화 분위기 또는 비-산화 분위기에서 혼합물 가열을 포함한다. 일부 적합한 비-산화 분위기는 하나 이상의 불활성 기체 종들 및/또는 질소를 포함한다. 적어도 하나의 실시태양에서, 연마 응집체 형성 공정은 적어도 51 vol% 질소를 포함하는 질소-풍부 분위기에서, 더욱 상세하게는 실질적으로 질소로 이루어진 분위기에서 혼합물 가열을 포함한다. 또 다른 실시태양에서, 연마 응집체 형성은 주변 공기 분위기에서 가열을 포함한다.
실시태양에 의하면, 연마 응집체의 평균 입자 크기 (D50)는 적어도 약 50 미크론, 적어도 60 미크론, 적어도 70 미크론, 적어도 80 미크론, 적어도 90 미크론, 적어도 100 미크론, 적어도 110 미크론, 적어도 120 미크론, 적어도 130 미크론, 적어도 140 미크론, 또는 적어도 150 미크론이다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 연마 응집체의 평균 입자 크기는 5000 미크론 이하, 예컨대 4000 미크론 이하, 3000 미크론 이하 또는 2000 미크론 이하이다. 연마 응집체의 평균 입자 크기는 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
재차 도 1을 참고하면, 단계 102에서 연마 입자 및 결합재의 연마 응집체 형성 후, 공정은 계속하여 단계 103에서, 연마 응집체와 접합재의 혼합 단계를 포함한다. 특히, 접합재는 결합재와 구분되는 조성물을 가진다. 접합재는 또한 전구체 접합재로 칭하고, 이는 열 처리되어 연마 물품의 최종-형성된 접합재로 형성될 때까지 분말 형태이다. 더욱 상세하게는, 접합재는 산화물계 조성물을 포함하고, 이는 일부 함량의 실리카, 산화붕소, 알루미나, 지르콘, 산화나트륨, 산화칼륨, 산화철, 산화티탄, 산화마그네슘, 산화칼슘, 및 기타 등을 포함할 수 있다. 전구체 접합재 조성물이 사용되어 최종-형성된 접합 연마 몸체의 접합재가 형성된다. 최종-형성된 접합 연마 몸체의 접합재 내용물은 이하 더욱 상세하게 개시된다. 접합재 전구체 물질 및 최종-형성된 접합 연마 몸체의 접합재의 조성은 실질적으로 동일하거나 (즉, 전구체 접합재 및 최종-형성된 접합 연마 몸체의 접합재 간 성분들 중 임의의 하나에서 5% 이하 차이) 또는 실질적으로 동일하다 (즉, 전구체 접합재 및 최종-형성된 접합 연마 몸체의 접합재 간 성분들 중 임의의 하나에서 1% 이하 차이).
실시태양에 의하면, 접합재는 지르콘을 포함한다. 적어도 하나의 특정 실시태양에서, 접합재는 결합재 내의 지르콘 함량보다 더 높은 지르콘 함량을 포함한다. 또한, 적어도 하나의 실시태양에서, 결합재는 지르콘이 실질적으로 부재이고 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 5 wt%의 지르콘을 포함한다.
접합재는 적합한 연마 물품 형성 및 성능이 구현되도록 특정 융점을 가진다. 적어도 하나의 예시에서, 접합재 (즉, 최종-형성된 접합재가 아닌 전구체 접합재)의 융점은 결합재 융점보다 크다. 더욱 상세하게는, 접합재 융점은 식 [(Tbm-Tb)/Tbm]x100%로 계산될 때, 여기에서 Tbm은 접합재 융점을 나타내고 Tb는 결합재 융점이고, 결합재보다 적어도 약 2% 더 크다. 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 접합재 융점은 결합재 융점보다 적어도 약 5%, 예컨대 적어도 약 10%, 적어도 약 20%, 적어도 30%, 적어도 40% 적어도 50% 또는 적어도 60% 더 크다. 비-제한적 실시태양에서, 접합재 융점은 결합재 융점보다 90% 이하, 예컨대 80% 이하, 또는 70% 이하로 더 커서, 적합한 형성을 가능하게 한다. 접합재 및 결합재 간의 융점 차이는 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있다는 것을 이해하여야 한다.
소정의 예시들에서, 미응집 연마 입자가 연마 응집체 및 접합재의 혼합물에 첨가될 수 있다. 미응집 연마 입자는 물질 예컨대 산화물, 탄화물, 질화물, 붕화물, 탄소계 물질 (예를들면, 다이아몬드), 산탄화물, 산질화물, 산붕화물, 및 이들의 조합을 포함한다. 소정의 예시들에서, 미응집 연마 입자는 특히 경성이고, 예를들면, 모스 (Mohs) 경도는 적어도 6, 예컨대 적어도 6.5, 적어도 7, 적어도 8, 적어도 8.5, 적어도 9이다. 하나의 실시태양에 의하면, 미응집 연마 입자는 초연마재를 포함한다. 미응집 연마 입자는 이산화규소, 탄화규소, 알루미나, 지르코니아, 플린트 (flint), 석류석, 금강사, 희토류 산화물, 희토류-함유 재료, 산화세륨, 졸-겔 유도 입자, 석고, 산화철, 유리-함유 입자, 및 이들의 조합의 군에서 선택되는 물질을 포함한다. 또 다른 예시에서, 미응집 연마 입자는 또한 탄화규소 (예를들면, Green 39C 및 Black 37C), 브라운 용융 알루미나 (57A), 유핵 겔 연마재, 첨가제가 포함된 소결 알루미나, 형상화 및 소결 산화알루미늄, 핑크 알루미나, 루비 알루미나 (예를들면, 25A 및 86A), 전융 단결정 알루미나 32A, MA88, 알루미나 지르코니아 연마재 (NZ, NV, ZF), 압출 보크사이트, 입방정 질화붕소, 다이아몬드, 아브랄 (abral) (알루미늄 산질화물), 소결 알루미나 (Treibacher’s CCCSK), 압출 알루미나 (예를들면, SR1, TG, 및 TGII), 또는 임의의 이들의 조합을 포함한다. 하나의 특정 실시태양에 의하면, 미응집 연마 입자는 실질적으로 탄화규소로 이루어진다. 미응집 연마 입자는 희석 결정립으로, 연마 응집체보다 낮은 경도를 가지지만, 연마 물품에 존재하는 충전재 물질보다는 더욱 경성이다. 또 다른 예시들에서, 연마 입자는 파쇄 결정립과는 달리 형상화 연마 입자를 가지고, 각각의 형상화 연마 입자는 정밀하고 실질적으로 서로 유사한 형상을 가진다.
적어도 하나의 실시태양에 있어서, 미응집 연마 입자는 연마 물품 형성을 가능하게 하고 연마 물품 성능을 개선할 수 있는 특정 평균 입자 크기를 가진다. 예를들면, 미응집 연마 입자의 평균 입자 크기 (D50)는 적어도 1 미크론, 예컨대 적어도 5 미크론, 적어도 10 미크론, 적어도 20 미크론, 적어도 30 미크론, 적어도 40 미크론 또는 적어도 50 미크론이다. 하나의 비-제한적 실시태양에서, 미응집 연마 입자의 평균 입자 크기 (D50)는 2600 미크론 이하, 예컨대 2550 미크론 이하, 2500 미크론 이하, 2300 미크론 이하, 2000 미크론 이하, 1800 미크론 이하, 1500 미크론 이하, 1200 미크론 이하, 1000 미크론 이하, 800 미크론 이하, 600 미크론 이하, 300 미크론 이하, 200 미크론 이하, 150 미크론 이하 또는 100 미크론 이하이다. 미응집 연마 입자의 평균 입자 크기는 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
소정의 예시들에서, 미응집 연마 입자는 연마 응집체의 평균 입자 크기 (D50aa)와 특정 관계식을 가지는 평균 입자 크기 (D50uap)를 가질 수 있다. 예를들면, 미응집 연마 입자의 평균 입자 크기 (D50uap)는 연마 응집체의 평균 입자 크기 (D50aa)보다 작다. 더욱 상세하게는, 몸체는 1 이하, 예컨대 0.95 이하, 0.9 이하, 0.8 이하, 0.7 이하, 0.6 이하, 0.5 이하, 0.4 이하, 또는 0.3 이하의 비율 (D50upa/D50aa)을 가진다. 또한, 적어도 하나의 실시태양에서, 비율 (D50upa/D50aa)은 적어도 0.01, 적어도 0.05, 적어도 0.1, 적어도 0.15, 적어도 0.2, 적어도 0.25, 적어도 0.3, 적어도 0.35, 적어도 0.4, 적어도 0.5이다. 비율 (D50upa/D50aa)은 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
혼합물, 따라서 최종-형성된 연마 물품은, 연마 물품 중 연마 입자 총 함량에 대하여 특정 함량의 미응집 연마 입자를 포함한다. 예를들면, 미응집 연마 입자는 연마 입자 (즉, 연마 응집체 중 연마 입자 및 미응집 연마 입자) 총 함량에 대하여 적어도 1%, 예컨대 적어도 2%, 적어도 5%, 적어도 8%, 적어도 10%, 적어도 15%, 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 30%, 적어도 35%, 적어도 40%, 적어도 45% 또는 적어도 50%로 존재할 수 있다. 또한, 또 다른 실시태양에서, 미응집 연마 입자는 60% 이하, 예컨대 55% 이하, 50% 이하, 45% 이하, 40% 이하, 35% 이하, 30% 이하, 25% 이하, 20% 이하, 15% 이하, 12% 이하, 10% 이하, 8% 이하, 6% 이하, 4% 이하, 2% 이하, 1% 이하로 존재할 수 있다. 몸체에서 연마 입자 총 함량에 대하여 미응집 연마 입자 함량은 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있다는 것을 이해하여야 한다.
더욱 특정한 조건에서, 물질의 융점일 수 있는 접합재의 형성 온도는, 적어도 800℃, 예컨대 적어도 825℃, 또는 적어도 850℃이다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 접합재의 융점은 1000℃ 이하, 990℃ 이하, 980℃ 이하, 970℃ 이하, 960℃ 이하, 또는 950℃ 이하이다. 접합재의 융점은 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
재차 도 1을 참고하면, 단계 103에서 연마 응집체 및 접합재의 혼합 후, 연마 물품 형성 공정은 계속하여 단계 104에서, 접합 연마체를 형성하기 위하여 연마 응집체 및 접합재의 열 처리 단계를 포함한다. 실시태양에 의하면, 열 처리 공정은 결합재 및 접합재가 혼합되어 유리질 접합재를 형성하기에 충분한 온도로 연마 응집체 및 접합재를 가열하는 단계를 포함한다. 즉, 최종-형성된 접합 연마 몸체는 결합재 및 접합재의 혼련 조성물인 유리질 접합재를 포함하고, 열 처리 작업은 적어도 부분적으로 결합재 및 접합재의 혼합이 보장되기에 적합한 방식으로 진행된다. 실시태양에 의하면, 열 처리 단계는 연마 응집체 및 접합재를 950℃ 이하, 예컨대 940℃ 이하, 또는 930℃ 이하의 형성 온도로 가열하는 단계를 포함한다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에서, 열 처리 공정은 연마 응집체 및 접합재를 적어도 850℃, 예컨대 적어도 875℃, 또는 적어도 900℃의 형성 온도로 가열하는 단계를 포함한다. 열 처리 공정은 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함하는 범위 내의 형성 온도로 연마 응집체 및 접합재를 가열하는 단계를 포함한다는 것을 이해하여야 한다. 형성 온도는 융점일 수 있고, 전구체 접합재 및 결합재가 용융되면 혼합 및 결합재 및 전구체 접합재의 조합이 용이하여 최종-형성된 접합 연마체의 유리질 접합재가 형성된다.
열 처리는 비-산화 분위기에서 응집체 및 접합재의 가열을 더욱 포함한다. 적어도 또 다른 실시태양에서, 열 처리 공정은 질소-풍부 분위기, 더욱 상세하게는 실질적으로 질소로 이루어진 분위기에서 연마 응집체 및 접합재의 가열을 포함한다. 또한 비-산화 분위기는 하나 이상의 불활성 기체를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 또 다른 실시태양에서, 열 처리 공정은 주변 분위기 (즉, 공기)에서 수행될 수 있다.
접합 연마 몸체 형성을 위한 열 처리 후, 접합 연마 몸체를 연마 물품으로 통합시킨다. 접합 연마 몸체는 본 분야에서 알려진 임의의 적합한 크기 및 형상을 가질 수 있고 다양한 유형의 연마 물품으로 통합되어 재료 제거 작업, 특히 티타늄-함유 금속 및 티타늄-함유 금속 합금, 더욱 상세하게는, 티타늄계 금속 및 금속 합금, 예컨대 티타늄 알루미나이드, Ti-6Al-4V 및 기타 등에 대한 재료 제거 작업 수행에 적합한 접합 연마 물품을 형성할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 접합 연마 몸체는 기재, 예컨대 휠 허브에 부착되어 접합 연마 연삭 휠 형성을 구현한다.
본원에 개시된 접합 연마 물품은 또한 예컨대 니켈-함유 재료, 예를들면, 니켈-함유 금속 및 니켈-함유 금속 합금이고 특히 니켈계 금속 및 금속 합금을 포함하는 소정의 다른 재료에서 수행되는 재료 제거 작업에 사용된다. 비-제한적 실시태양에서, 니켈-함유 재료는 INCONEL® 합금 617, INCONEL® 합금 625, INCONEL® 합금 625LCF®, INCONEL® 합금 706, INCONEL® 합금 718, INCONEL® 합금 718SPF™, INCONEL® 합금 725, INCONEL® 합금 X-750, INCONEL® 합금 MA754, INCONEL® 합금 783, INCONEL® 합금 HX, NILO® 합금 42, NIMONIC® 합금 75, NIMONIC® 합금 80A, NIMONIC® 합금 86, NIMONIC® 합금 90, NIMONIC® 합금 105, NIMONIC® 합금 115, NIMONIC® 합금 901, NIMONIC® 합금 PE16, NIMONIC® 합금 PK33, NIMONIC® 합금 263, NILO® 합금 36, INCOLOY® 합금 903, INCOLOY® 합금 907, INCOLOY® 합금 909, INCOLOY® 합금 A-286, UDIMET® 합금 188, UDIMET® 합금 520, UDIMET® 합금 L-605, UDIMET® 합금 720, UDIMET® 합금 D-979, UDIMET® 합금 R41, Waspaloy, 주철 (예를들면, 회주철, 노듈라 주철, 및 냉경 주철)을 포함한다.
티타늄-함유 재료 또는 니켈-함유 재료 외의 소정 유형의 재료 또한 본원에 개시된 접합 연마 물품을 이용한 재료 제거 작업에 적합하다. 비-제한적 실시태양에서, 이러한 재료는 알루미늄-함유 재료 (예를들면, 알루미늄 합금), 탄화물 (예를들면, 텅스텐 탄화물), 스테인리스 강재, 비-철 금속 및 합금 (예를들면, 구리, 청동, 주석, 황동, 아연, 및 기타 등), 질화 금속, 고무, 플라스틱, 복합체, 세라믹, 및 경화강을 포함한다.
도 2는 실시태양에 의한 접합 연마 몸체 일부 사진이다. 언급된 바와 같이, 접합 연마 몸체는 연마 응집체 (201)를 포함하는 연마 응집체 (201), 연마 응집체 (201)를 결합하는 연결 다리 형태의 접합재 (202) 및 접합재 (202) 및 연마 응집체 (201) 사이에 연장되는 기공 (203)을 포함한다. 접합재 (202)는 본원 실시태양들의 공정에 기재된 바와 같이 결합재 및 접합재의 혼합물로 형성되는 유리질 접합재라는 것을 이해하여야 한다.
접합 연마 몸체는 연마 물품 성능을 개선시킬 수 있는 특정 함량의 접합재를 포함한다. 실시태양에 의하면, 접합 연마체는 몸체 총 부피에 대하여 적어도 3 vol% 접합재를 포함하는 몸체를 가질 수 있다. 또 다른 실시태양들에서, 접합 연마 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 적어도 4 vol% 또는 적어도 5 vol% 접합재를 포함한다. 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 접합 연마체의 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 20 vol% 이하 접합재, 예컨대 18 vol% 이하, 15 vol% 이하, 또는 12 vol% 이하의 접합재를 가질 수 있다. 접합 연마 몸체의 접합재 함량은 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에 의하면, 접합 연마 몸체는 연마 물품 성능을 개선할 수 있는 특정 수준의 공극률 및 유형의 공극률을 가진다. 실시태양에 의하면 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 적어도 40 vol%의 공극률을 가질 수 있다. 더욱 특정한 실시태양에서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 적어도 42 vol% 공극률, 예컨대 적어도 43 vol%, 적어도 44 vol% 적어도 45 vol%, 적어도 46 vol%, 적어도 47 vol%, 적어도 48 vol%, 적어도 49 vol%, 적어도 50 vol%, 적어도 51 vol%, 적어도 52 vol%, 적어도 53 vol% 적어도 54 vol%, 적어도 55 vol%, 적어도 56 vol%, 적어도 57 vol%, 적어도 58 vol%, 적어도 59 vol% 적어도 60 vol%, 적어도 61 vol%, 또는 적어도 62 vol%의 공극률을 포함한다. 또한, 다른 비-제한적 실시태양에서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 75 vol% 이하, 예컨대 70 vol% 이하, 78 vol% 이하, 76 vol% 이하, 74 vol% 이하, 72 vol% 이하, 70 vol% 이하, 68 vol% 이하, 66 vol% 이하 또는 64 vol% 이하의 공극률을 포함한다. 몸체의 공극률 수준은 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있다는 것을 이해하여야 한다.
실시태양에 의하면, 접합 연마 몸체는 개선된 성능을 제공할 수 있는 특히 대형 기공을 가진다. 예를들면, 몸체의 평균 기공 크기는 적어도 약 70 미크론, 적어도 80 미크론, 적어도 85 미크론, 적어도 90 미크론, 적어도 95 미크론, 적어도 100 미크론, 적어도 110 미크론, 적어도 120 미크론, 적어도 130 미크론, 적어도 140 미크론, 적어도 150 미크론, 또는 적어도 160 미크론이다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 몸체의 평균 기공 크기는 2000 미크론 이하, 예컨대 1500 미크론 이하, 1000 미크론 이하, 900 미크론 이하, 800 미크론 이하 또는 700 미크론 이하이다. 몸체의 평균 기공 크기는 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 평균 기공 크기는 평균 결정입자 크기 결정을 위한 ASTM 표준 E112 표준 테스트 방법으로 측정된다. 몸체의 단면 사진들을 Hitachi 현미경으로 60X 배율에서 관찰하였다. 기공 길이를 결정하기 위한 매크로는 사진에 6개의 균일 이격된 선들을 그리고 기공과 교차하는 선 구역을 판단하는 결정 크기 측정 기술을 따른다. 기공을 교차하는 선들 구역을 측정한다. 이러한 방법을 접합 연마 몸체 일부에 대한 7종의 상이한 사진들에 대하여 반복한다. 모든 사진들을 분석한 후 값들을 평균하여 평균 기공 크기를 계산한다. 또한, 평균 기공 크기라 함은 또한 중간 (mean) 기공 크기를 의미한다는 것을 이해하여야 한다.
실시태양에 의하면, 접합 연마 몸체는 성능을 개선할 수 있는 특정 중앙 (median) 기공 크기를 가질 수 있다. 예를들면, 몸체의 중앙 기공 크기는 적어도 약 45 미크론, 예컨대 적어도 50 미크론, 적어도 55 미크론, 적어도 60 미크론, 적어도 65 미크론, 적어도 70 미크론, 적어도 75 미크론, 적어도 80 미크론 또는 적어도 85 미크론이다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 몸체의 중앙 기공 크기는 2000 미크론 이하, 예컨대 1500 미크론 이하, 1000 미크론 이하, 900 미크론 이하, 800 미크론 이하 또는 700 미크론 이하, 500 미크론 또는 200 미크론 이하이다. 몸체의 중앙 기공 크기는 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 중앙 기공 크기는 평균 결정입자 크기 결정을 위한ASTM 표준 E112 표준 테스트 방법으로 측정할 수 있다.
소정의 다른 실시태양들에 있어서, 접합 연마 몸체는 상한 사분위 기공 크기를 가지며, 이는 몸체의 기공 중 최대 25% (즉, 몸체의 모든 기공 크기에서 75% 내지 100% 인 기공 크기가)를 정의하는 최소 기공 크기를 나타낸다. 달리 언급하면, 상한 사분위 기공 크기는 ASTM 표준 E112를 적용하여 적합한 통계적 몸체 샘플링에 의해 얻어진 몸체 기공 크기 분포에서 75th 백분위에 있는 기공의 기공 크기이다. 예를들면, 몸체의 상한 사분위 기공 크기는 적어도 약 85 미크론, 예컨대 적어도 90 미크론, 적어도 100 미크론, 적어도 110 미크론, 적어도 120 미크론, 적어도 130 미크론, 적어도 140 미크론, 적어도 150 미크론, 적어도 160 미크론, 적어도 170 미크론, 적어도 180 미크론, 적어도 190 미크론 또는 적어도 200 미크론이다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 몸체의 상한 사분위 기공 크기는 2000 미크론 이하, 예컨대 1500 미크론 이하, 1000 미크론 이하, 900 미크론 이하, 800 미크론 이하, 700 미크론 이하 또는 500 미크론 이하이다. 몸체의 상한 사분위 기공 크기는 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
하나의 실시태양에서, 접합 연마 몸체는 또한 연마 물품 성능을 개선할 수 있는 특정 기공 크기 표준 편차를 가진다. 기공 크기 표준 편차는 ASTM 표준 E112를 적용하여 적합한 통계적 몸체 샘플링에 의해 얻어지는 몸체 기공 크기 분포를 측정하고 기공 크기 데이터에서 표준 편차를 계산하여 결정된다. 예를들면, 몸체의 기공 크기 표준 편차는 적어도 약 85 미크론, 예컨대 적어도 90 미크론, 적어도 100 미크론, 적어도 110 미크론, 적어도 120 미크론, 적어도 130 미크론, 적어도 140 미크론, 적어도 150 미크론, 적어도 160 미크론, 적어도 170 미크론, 적어도 180 미크론, 적어도 190 미크론 또는 적어도 200 미크론이다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 몸체 기공의 기공 크기 표준 편차는 2000 미크론 이하, 예컨대 1500 미크론 이하, 1000 미크론 이하, 900 미크론 이하, 800 미크론 이하, 700 미크론 이하, 500 미크론 또는 400 미크론 이하이다. 몸체 기공의 기공 크기 표준 편차는 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에서, 접합 연마 몸체는 또한 연마 물품 성능을 개선할 수 있는 특정 기공 크기 분산을 가진다. 기공 크기 분산은 ASTM 표준 E112를 적용하여 적합한 통계적 몸체 샘플링에 의해 얻어지는 몸체 기공 크기 분포를 측정하고 기공 크기 데이터에서 분산을 계산하여 결정된다. 예를들면, 몸체의 기공 크기 분산은 적어도 약 10 미크론2, 예컨대 적어도 15 미크론2, 적어도 20 미크론2, 적어도 25 미크론2, 적어도 30 미크론2, 적어도 35 미크론2 또는 적어도 40 미크론2이다. 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 몸체 기공의 기공 크기 분산은 1000 미크론2 이하, 예컨대 500 미크론2 이하, 200 미크론2 이하, 100 미크론2 이하, 90 미크론2 이하, 80 미크론2 이하 또는 70 미크론2 이하이다. 몸체 기공의 기공 크기 분산 값은 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
실시태양에 의한, 접합 연마 몸체는 또한 연마 물품 성능을 개선할 수 있는 특정 최대 기공 크기를 가질 수 있다. 최대 기공 크기는 ASTM 표준 E112를 적용하여 적합한 통계적 몸체 샘플링에 의해 얻어지는 몸체 기공 크기 분포에서 측정된 최대 기공 크기가 결정된다. 예를들면, 몸체의 최대 기공 크기는 적어도 약 590 미크론, 예컨대 적어도 600 미크론, 적어도 700 미크론, 적어도 800 미크론, 적어도 900 미크론, 적어도 1000 미크론, 적어도 1200 미크론, 적어도 1500 미크론, 적어도 1700 미크론 또는 적어도 2000 미크론이다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 몸체의 최대 기공 크기는 6000 미크론 이하, 예컨대 5500 미크론 이하, 5000 미크론 이하, 4500 미크론 이하, 4000 미크론 이하 또는 3500 미크론 이하이다. 몸체의 최대 기공 크기는 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 예시에서, 몸체는 연마 물품 성능을 개선할 수 있는 특정 함량의 연마 응집체 (201)를 포함한다. 예를들면, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 적어도 25 vol% 연마 응집체를 포함한다. 적어도 하나의 다른 실시태양에서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 적어도 28 vol%, 예컨대 적어도 30 vol%, 적어도 32 vol%, 또는 적어도 34 vol% 연마 응집체를 포함한다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 55 vol% 이하, 예컨대 52 vol% 이하, 50 vol% 이하, 48 vol% 이하, 46 vol% 이하, 또는 44 vol% 이하의 연마 응집체를 포함한다. 몸체 내의 연마 응집체 총 함량은 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
연마 물품의 몸체는 연마 물품 형성 및 성능 개선에 적합하도록 몸체 내의 모든 연마 입자 총 함량 중 특정 함량이 연마 응집체에 함유된다. 예를들면, 몸체의 연마 입자 (즉, 연마 응집체의 연마 입자 및 미응집 연마 입자) 총 함량 중 적어도 40%는 연마 응집체에 함유되고, 예컨대 몸체 연마 입자 총 함량의 적어도 42%, 적어도 45%, 적어도 48%, 적어도 50%, 적어도 55%, 적어도 60%, 적어도 65%, 적어도 70%, 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95% 또는 97%는 연마 응집체에 함유된다. 또한, 또 다른 실시태양에서, 실질적으로 모든 연마 입자는 연마 응집체에 함유된다. 또 다른 비-제한적 실시태양에 있어서, 몸체 내의 연마 입자 총 함량 중 97% 이하, 예컨대 95% 이하, 90% 이하, 85% 이하, 80% 이하, 75% 이하, 70% 이하, 65% 이하, 60% 이하, 55% 이하, 52% 이하, 50% 이하, 48% 이하, 46% 이하, 44% 이하 또는 42% 이하는 연마 응집체에 함유된다. 몸체 내의 연마 입자 총 함량 중 연마 응집체에 함유된 것은 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있다는 것을 이해하여야 한다.
소정의 예시들에서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 연마 응집체 vol%로 측정되는 연마 응집체 함량 (Caa)을 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 vol%로 측정되는 접합재 함량 (Cbm)을 포함한다. 소정의 실시태양들에 있어서, 몸체의 응집체/접합재 비율 (CBbm/Caa)은 적어도 2이다. 다른 예시들에서, 응집체/접합재 비율은 적어도 2.2, 예컨대 적어도 2.4, 적어도 2.6, 또는 적어도 2.8이다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 응집체/접합재 비율은 12 이하, 예컨대 11 이하, 10 이하, 또는 9 이하이다. 응집체/접합재 비율은 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
소정의 예시들에서, 연마 응집체 (201)는 특정 함량의 연마 특정 물질, 예컨대 탄화규소를 포함한다. 예를들면, 연마 응집체 (201)는 연마 응집체 중 연마 입자 총 함량에 대하여 적어도 91%의 탄화규소를 포함한다. 또 다른 예시들에서, 연마 응집체에서 탄화규소 함량은 더 크고, 예컨대 연마 응집체 중 연마 입자 총 함량에 대하여 적어도 92%, 적어도 93%, 적어도 94%, 적어도 95%, 적어도 96%, 적어도 97%, 적어도 98%, 또는 적어도 99%의 탄화규소를 포함한다. 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에서, 연마 응집체는 연마 입자를 포함하고 실질적으로 모든 연마 입자는 탄화규소이다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 연마 응집체 (201)는 연마 입자를 포함하고, 99% 이하, 예컨대 97% 이하, 또는 95% 이하의 연마 입자는 탄화규소를 포함한다. 연마 응집체의 탄화규소 함량은 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 몸체 전체에서 적어도 91%의 연마 입자는 탄화규소를 포함한다. 다른 예시들에서, 몸체 내에서 탄화규소를 포함하는 연마 입자 함량은 더 크고, 예컨대 몸체 중 연마 입자의 적어도 92%, 적어도 93%, 적어도 94%, 적어도 95%, 적어도 96%, 적어도 97%, 적어도 98%, 또는 적어도 99%는 탄화규소일 수 있다. 적어도 하나의 예시에서, 몸체 중 실질적으로 모든 연마 입자는 탄화규소를 포함하고, 더욱 상세하게는, 몸체에서 실질적으로 모든 연마 입자는 실질적으로 탄화규소로 이루어진다.
실시태양에 의하면, 연마 응집체는 연마 물품 성능을 개선할 수 있는 소정의 제한된 함량의 다른 조성을 포함할 수 있다. 예를들면, 연마 응집체는 연마 입자를 포함하고 이러한 연마 입자는 실질적으로 산화물, 질화물, 붕화물, 및 이들의 조합이 부재이다. 또 다른 예시에서, 연마 응집체는 연마 입자를 포함하고 이는 탄화규소 (예를들면, Green 39C 및 Black 37C), 브라운 용융 알루미나 (57A), 유핵 겔 연마재, 첨가제가 있는 소결 알루미나, 형상화 및 소결 산화알루미늄, 핑크 알루미나, 루비 알루미나 (예를들면, 25A 및 86A), 전융 단결정 알루미나 32A, MA88, 알루미나 지르코니아 연마재 (NZ, NV, ZF), 압출 보크사이트, 입방정 질화붕소, 다이아몬드, 아브랄 (알루미늄 산질화물), 소결 알루미나 (Treibacher’s CCCSK), 압출 알루미나 (예를들면, SR1, TG, 및 TGII), 또는 임의의 이들의 조합을 포함한다. 추가로, 연마 응집체는 연마 입자를 포함하고 이는 탄화물계 재료만을 포함한다. 예를들면, 연마 응집체 (201)의 연마 입자는 연마 입자 총 백분율에 대하여 9% 이하의 알루미나를 포함한다. 또 다른 예시에서, 연마 응집체는 연마 응집체의 연마 입자 총 백분율에 대하여 7% 이하, 예컨대 5% 이하, 3% 이하, 또는 2% 이하의 알루미나를 포함한다. 적어도 하나의 실시태양에서, 연마 응집체 (201)의 연마 입자는 실질적으로 알루미나가 부재이고, 더욱 상세하게는, 실질적으로 알파 알루미나가 부재이다. 또한, 소정의 예시들에서, 접합 연마체의 몸체는 실질적으로 알파 알루미나가 부재이다.
소정의 예시들에서, 연마 물품의 몸체는 알루미나를 포함한 제한된 함량의 미응집 연마 입자를 가진다. 예를들면, 몸체는 몸체에서 연마 입자 총 백분율에 대하여 9% 이하의 알루미나-함유 미응집 연마 입자를 포함한다. 또 다른 예시에서, 몸체는 몸체에서 연마 입자 총 백분율에 대하여 7% 이하, 예컨대 5% 이하, 3% 이하, 또는 2% 이하의 알루미나-함유 미응집 연마 입자를 포함한다. 적어도 하나의 실시태양에서, 몸체는 실질적으로 알루미나가 부재이고, 더욱 상세하게는, 알파 알루미나를 함유하는 미응집 입자를 포함하여 실질적으로 알파 알루미나 연마 입자가 부재이다.
소정의 실시태양들에 있어서, 연마 물품은 연마 응집체 외에도 약간의 미응집 연마 입자를 포함한다. 예를들면, 미응집 연마 입자 함량 (Cuap)은 연마 응집체 함량 (Caa)보다 적다. 특히, 연마 물품은 몸체 전체 부피의 부피%로 측정되는 연마 응집체 함량 (Caa)과 비교하여 몸체 전체 부피의 부피%로 측정되는 미응집 연마 입자 함량 (Cuap)의 비율 (Cuap/Caa)을 가진다. 하나의 실시태양에서, 비율 (Cuap/Caa)은 1.5 이하, 예컨대 1.4 이하, 1.3 이하, 1.2 이하, 1.15 이하, 1.12 이하, 1.1 이하, 1.08 이하, 1.06 이하, 1.04 이하, 1.02 이하, 1 이하, 0.98 이하, 0.95 이하, 0.9 이하, 0.85 이하, 0.8 이하, 0.75 이하, 0.7 이하, 0.65 이하, 0.6 이하, 0.55 이하, 0.5 이하, 0.45 이하, 0.4 이하, 0.35 이하, 0.3 이하, 0.25 이하, 0.2 이하, 0.15 이하, 0.1 이하, 0.08 이하, 0.06 이하, 0.05 이하, 0.04 이하, 0.03 이하, 0.02 이하 또는 0.01 이하일 수 있다. 또한, 적어도 하나의 특정 실시태양에서, 몸체의 비율 (Cuap/Caa)은 적어도 0.01, 예컨대 적어도 0.02, 적어도 0.03, 적어도 0.04, 적어도 0.05, 적어도 0.06, 적어도 0.07, 적어도 0.08, 적어도 0.09, 적어도 0.1, 적어도 0.12, 적어도 0.15, 적어도 0.18, 적어도 0.2, 적어도 0.22, 적어도 0.25, 적어도 0.28, 적어도 0.3, 적어도 0.32, 적어도 0.35, 적어도 0.38, 적어도 0.4, 적어도 0.45, 적어도 0.5, 적어도 0.55, 적어도 0.6, 적어도 0.65, 적어도 0.7, 적어도 0.75, 적어도 0.8, 적어도 0.85, 적어도 0.9, 적어도 0.95, 적어도 0.98이다. 비율 (Cuap/Caa)은 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
특정 실시태양에 따르면, 미응집 연마 입자는 몸체 총 부피에 대하여 적어도 약 1 vol%, 예컨대 적어도 2 vol%, 적어도 3 vol%, 적어도 4 vol%, 적어도 5 vol%, 적어도 6 vol%, 적어도 7 vol%, 적어도 8 vol%, 적어도 9 vol%, 적어도 10 vol% 함량으로 존재할 수 있다. 또 다른 실시태양에서, 미응집 연마 입자는 몸체 총 부피에 대하여 30 vol% 이하, 예컨대 28 vol% 이하, 26 vol% 이하, 24 vol% 이하, 22 vol% 이하, 20 vol% 이하, 18 vol% 이하, 16 vol% 이하, 14 vol% 이하, 12 vol% 이하, 10 vol% 이하, 8 vol% 이하, 6 vol% 이하로 존재할 수 있다. 소정의 연마 물품에 있어서, 미응집 연마 입자는 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내로 존재할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 하나의 특정 실시태양에서, 몸체 중 연마 입자 총 함량은 실질적으로 연마 응집체로 이루어지고 실질적으로 미응집 연마 입자는 부재일 수 있다.
본원의 실시태양들의 접합 연마 몸체는 연마 물품 성능을 개선할 수 있는 특정 투과도 및 공극률을 가진다. 예를들면, 몸체는 공극률을 포함하고, 몸체 총 공극률의 적어도 20%는 상호연결된 기공일 수 있다. 상호연결된 기공은 몸체를 관통하는 일련의 상호연결된 채널을 형성한다. 상호연결된 기공은 또한 본원에서 개방 기공이라고 칭한다. 개방 기공 또는 상호연결된 기공은 폐쇄 기공과 구분되고, 이는 인접 기공과 연결되지 않고 몸체를 통과하는 상호연결된 채널 네트워크를 형성하지 않는 몸체 내의 이산 기공으로 정의된다. 폐쇄 기공에서는 몸체 부피를 통해 자유로이 유체가 흐르지 못한다. 또 다른 예시에서, 몸체는 몸체 총 부피 또는 공극률에 대하여 적어도 30%, 예컨대 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%, 또는 적어도 95%의 상호연결된 기공을 포함한다. 적어도 하나의 실시태양에서, 실질적으로 모든 몸체 공극률은 상호연결된 기공일 수 있다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에서, 몸체는 총 공극률의 99% 이하, 예컨대 95% 이하, 또는 90% 이하는 상호연결된 기공일 수 있다. 몸체의 상호연결된 기공 수준은 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에 의하면, 본원의 접합 연마물품 몸체는 연마 물품 성능을 개선할 수 있는 평균 다르시 넘버 (Darcy's number)로 측정되는 특정 수준의 투과도를 가질 수 있다. 실시태양에 의하면, 몸체의 투과도는 적어도 60이다. 다른 예시들에서, 투과도는 더욱 크고, 예컨대 적어도 65, 적어도 70, 적어도 80, 적어도 90, 적어도 100, 적어도 110, 적어도 115, 적어도 120, 또는 적어도 125이다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에서, 접합 연마 몸체의 투과도는 300 이하, 예컨대 250 이하, 또는 200 이하이다. 접합 연마 몸체의 투과도는 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
다르시 넘버는 ASTM C577에 상술되고 부위원회에서 개발하고 C08.03 표준서 Volume: 15.01에 공표된 공기 투과도 테스트에 따라 측정된다. 샘플을 NY, Ithaca의 PMI Inc. 의 가스 투과율 측정기 (Gas Permeameter) GP-100A에 건식 장착한다. 샘플은 평탄 표면 및 1.27 cm의 두께를 가진다. 샘플을 고정하는 O-링의 직경이 샘플 직경을 결정하고, 1.07 cm이다. 실온에서 공기를 강제로 테스트 샘플에 통과시킨다. 0 내지 3 psi의 상이한 차동 압력 범위가 샘플 표면에 인가되고 샘플을 통과하는 공기 유속을 측정한다. 유속 및 0 내지 3 psi 범위에서 상응하는 압력 저하 (압력 차이)를 측정하여 접합 연마 몸체의 투과도를 정의하는 평균 다르시 넘버 계산에 이용한다.
다르시 넘버 (C)는 식 C = (8FTV)/[πD2(P2-1)]에 따라 계산하고, 다공성 매체를 관통하는 투과도를 정의하는데, 식 중 “F”는 유속, “T” 샘플 두께 (즉, 1.27 cm), “V”는 샘플을 관통하는 가스의 점도 (즉, 공기의 점도는 0.0185 mPa s) “D”는 샘플 직경 (즉, 1.07 cm), “P”는 샘플 두께에 걸친 압력 기울기를 나타낸다.
소정의 예시들에서, 본원의 실시태양들의 접합 연마물품 몸체는 1차 기공 크기 최대값을 정의하는 소정의 기공 크기 분포를 가진다. 예를들면, 도 3을 참조하면 기공 직경에 대한 부피%의 도표가 제공되어 예시적 기공 크기 분포 곡선을 보인다. 도 3의 도표에서 도시된 바와 같이, 1차 기공 크기 최대값 (301)은 기공 크기 분포 곡선 상에 최고 피크 (즉, 모드)와 연관된 최대값이다. 도 3의 도표에 있어서, 1차 기공 크기 최대값 (301)은 “W” 값을 가지고, 이는 최대 부피% 값 “Y”로 정의되는1차 기공 크기와 연관된 최대값을 정의하는 기공 크기 분포 곡선 상에서의 지점이다. 최대값은 최대값 좌측에 양의 기울기를 가지는 곡선 일부 및 최대값 우측에 음의 기울기 값을 가지는 곡선 일부 사이에서 기울기가 0인 곡선 상의 지점이다.
실시태양에 의하면, 접합 연마 몸체의 1차 기공 크기 최대값은 적어도 180 미크론이다. 다른 실시태양들에서, 1차 기공 크기 최대값은 적어도 185 미크론, 예컨대 적어도 190 미크론, 적어도 200 미크론, 적어도 205 미크론, 적어도 210 미크론, 적어도 215 미크론, 또는 적어도 220 미크론이다. 또한, 비-제한적 실시태양에서, 접합 연마 몸체의 1차 기공 크기 최대값은 700 미크론 이하, 예컨대 600 미크론 이하, 500 미크론 이하, 또는 약 450 미크론 이하이다. 1차 기공 크기 최대값은 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 3에서 더욱 도시된 바와 같이, 기공 크기 분포 도표는 또한 2차 기공 크기 최대값 (302)을 포함한다. 2차 기공 크기 최대값 (302)은 기공 크기 분포 곡선 상에서 2번째 최고 피크에 의해 정의된다. 달리 언급하면, 2차 기공 크기 최대값 (302)은 2번째 최고 부피% 값 “Z”을 가지는 기공 크기 분포 곡선 상에서 최대값과 연관된 기공 직경 값 “X”일 수 있다.
실시태양에 의하면, 접합 연마 몸체의 2차 기공 크기 최대값은 적어도 180 미크론이다. 다른 예시들에서, 접합 연마 몸체의 2차 기공 크기 최대값은 적어도 185 미크론, 적어도 190 미크론, 적어도 200 미크론, 적어도 210 미크론, 적어도 220 미크론, 적어도 230 미크론, 적어도 240 미크론, 적어도 250 미크론, 적어도 260 미크론, 적어도 270 미크론, 또는 적어도 280 미크론이다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 접합 연마 몸체의 2차 기공 크기 최대값은 700 미크론 이하, 예컨대 600 미크론 이하, 500 미크론 이하, 또는 450 미크론 이하이다. 2차 기공 크기 최대값은 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
소정의 예시들에서, 접합 연마 몸체는 1차 기공 크기 최대값 (PSpm) 및 2차 기공 크기 최대값 (PSsm)을 가질 수 있고, 특히 2차 기공 크기 최대값은 1차 기공 크기 최대값과 다르다. 예를들면 재차 도 3을 참고하면, 1차 기공 크기 최대값 (301)은 “W” 값을 가지고, 2차 기공 크기 최대값 (302)은 X 값을 가진다. 더욱 특정한 예시들에서, 접합 연마 몸체는 2차 기공 크기 최대값이 1차 기공 크기 최대값보다 크도록 형성된다. 재차 도 3을 참고하면, 2차 기공 크기 최대값 (302)은 “X” 값을 가지고 이는 1차 기공 크기 최대값 (301)과 연관된“W” 값보다 크다.
적어도 하나의 특정 실시태양에서, 접합 연마 몸체는 1 이하의 기공 크기 최대값 비율 (PSpm/PSsm)을 가진다. 다른 예시들에서, 기공 크기 최대값 비율은 0.98 이하, 예컨대 0.95 이하, 0.9 이하, 0.85 이하, 0.8 이하, 0.7 이하, 0.6 이하, 또는 0.5 이하일 수 있다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에서, 접합 연마 몸체의 기공 크기 최대값 비율은 적어도 0.1, 예컨대 적어도 0.2, 적어도 0.25, 적어도 0.3, 적어도 0.35, 또는 적어도 0.4이다. 접합 연마 몸체의 기공 크기 최대값 비율은 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
소정의 예시들에서, 접합 연마 몸체는 접합재 내에 소정의 세라믹 기공 형성제를 포함한다. 특히, 본원의 접합 연마물품 몸체는 상당한 정도의 공극률 및 투과도를 가지지만, 상당히 소량의 세라믹 기공 형성 재료를 가진다. 예를들면, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 약 5 vol% 이하의 세라믹 기공 형성제를 포함한다. 다른 예시들에서, 세라믹 기공 형성제 함량은 더욱 적고, 예컨대 몸체 총 부피에 대하여 4.5 vol% 이하, 예컨대 4 vol% 이하, 3.5 vol% 이하, 3 vol% 이하, 2.5 vol% 이하, 2 vol% 이하, 1.5 vol% 이하, 1 vol% 이하, 또는 0.5 vol% 이하이다. 적어도 하나의 예시에서, 몸체는 실질적으로 세라믹 기공 형성제, 또는 임의의 기공 형성 물질이 부재이다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 접합 연마 몸체는 최소 함량의 기공 형성제, 예컨대 세라믹 기공 형성제를 포함하여, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 적어도 0.2 vol%, 예컨대 적어도 0.5 vol%, 적어도 0.8 vol%, 또는 적어도 1 vol%의 기공 형성제, 예컨대 세라믹 기공 형성제를 포함한다. 몸체의 기공 형성제 함량은 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있다는 것을 이해하여야 한다.
하나의 실시태양에 의하면, 접합 연마 몸체의 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 연마 물품의 적합한 성능을 구현할 수 있는 특정 함량의 실리카 (SiO2 또는 이산화규소)를 포함한다. 예를들면, 접합 연마 몸체는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 30 wt% 실리카, 예컨대 적어도 32 wt%, 적어도 34 wt%, 적어도 36 wt%, 적어도 37 wt%, 적어도 40 wt%, 적어도 42 wt%, 또는 적어도 45 wt% 실리카를 포함한다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에서, 접합 연마 몸체의 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 60 wt% 이하의 실리카, 예컨대 58 wt% 이하, 55 wt% 이하, 52 wt% 이하, 50 wt% 이하, 49 wt% 이하, 48 wt% 이하, 47 wt% 이하, 46 wt% 이하, 또는 45 wt% 이하의 실리카를 포함한다. 접합체 내의 실리카 함량은 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있다는 것을 이해하여야 한다.
추가로, 접합 연마 몸체의 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 연마 물품 성능을 개선할 수 있는 특정 함량의 알루미나 (Al2O3 또는 산화알루미늄)를 포함한다. 예를들면, 접합 연마 몸체의 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 4 wt%, 예컨대 적어도 5 wt%, 적어도 6 wt%, 적어도 7 wt%, 적어도 8 wt%, 적어도 9 wt%, 적어도 10 wt%, 또는 적어도 11 wt% 알루미나를 포함한다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 접합 연마 몸체의 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 18 wt% 이하, 예컨대 16 wt% 이하, 15 wt% 이하, 14 wt% 이하, 13 wt% 이하, 또는 12 wt% 이하의 알루미나를 포함한다. 접합재 내의 알루미나 함량은 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
적어도 하나의 실시태양에서, 접합재는 연마 물품 형성 및 개선된 성능을 구현할 수 있는 특정 함량의 알루미늄 및 알루미나를 포함한다. 예를들면, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 4 wt% 알루미나 및 알루미늄 금속 (Al2O3/Al)을 포함한다. 또 다른 예시들에서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 5 wt%, 예컨대 적어도 6 wt% 또는 적어도 7 wt% 알루미나 및 알루미늄 금속 (Al2O3/Al)을 포함한다. 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 22 wt% 이하, 예컨대 21 wt% 이하, 20 wt% 이하, 19 wt% 이하, 18 wt% 이하, 17 wt% 이하, 16 wt% 이하, 또는 15 wt% 이하의 알루미나 및 알루미늄 금속을 포함한다. 접합재의 알루미나 및 알루미늄 금속 함량은 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
적어도 하나의 실시태양에 있어서, 접합재는 연마 물품 형성 및 개선된 성능을 구현하도록 알루미늄 및 알루미나 함량 (접합재 총 중량에 대하여 wt%)에 대한 실리카 함량 (접합재 총 중량에 대하여 wt%)의 특정 비율을 포함한다. 예를들면, 접합재의 비율 (SiO2/(Al2O3 및 Al))은 적어도 2, 예컨대 적어도 2.1, 적어도 2.2, 적어도 2.3, 적어도 2.4, 또는 적어도 2.5이다. 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 접합재의 비율 (SiO2/(Al2O3 및 Al))은 9 이하, 예컨대 8.8 이하, 8.5 이하, 8.2 이하, 8.1 이하, 8 이하, 또는 7.9 이하이다. 접합재의 (SiO2/(Al2O3 및 Al)) 비율은 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
접합재는 개선된 성능을 구현할 수 있는 특정 함량의 칼시아 (CaO 또는 산화칼슘)를 포함한다. 예를들면, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 8 wt% 이하, 6 wt% 이하, 5 wt% 이하, 4 wt% 이하, 3 wt% 이하, 또는 2 wt%이하의 칼시아를 포함한다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 0.1 wt%, 예컨대 적어도 0.5 wt%, 적어도 0.8 wt%, 또는 적어도 1 wt%의 칼시아를 포함한다. 접합재 내의 칼시아 함량은 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있다는 것을 이해하여야 한다.
예시적 실시태양에 따르면, 접합재는 실질적으로 칼시아가 부재이다. 또한, 다른 예시들에서, 접합재는 실질적으로 희토류 산화물이 부재이다. 또한, 적어도 하나의 실시태양에서, 접합재는 실질적으로 칼시아 (CaO)를 제외한 알칼리 토금속 산화물이 부재이다. 또 다른 예시에서, 접합재는 실질적으로 금속이 부재이고, 더욱 상세하게는 실질적으로 알루미나 금속이 부재이다. 또한, 접합재는 실질적으로 다른 원소 및 화합물 예를들면 산화마그네슘 (MgO) 산화칼륨 (K2O), 산화철 (Fe2O3), 및 이산화티탄 (TiO2)이 부재이다. 추가로, 접합재는 실질적으로 고분자, 예를들면, 수지 물질, 열가소성 물질, 열경화성 물질, 및 이들의 조합이 부재이다. 화합물이 실질적으로 부재라고 간주되는 것은 접합재 총 중량에 대하여 1 wt% 미만, 및 0.1 wt% 미만을 언급하는 것이다.
실시태양에 의하면, 접합재는 연마 물품 형성을 구현하고 성능을 개선시킬 수 있는 특정 함량의 산화붕소 (B2O3)를 포함한다. 예를들면, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 5 wt%, 예컨대 적어도 6 wt%, 적어도 7 wt%, 적어도 8 wt%, 또는 적어도 9 wt% 산화붕소를 포함한다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 24 wt% 이하, 예컨대 22 wt% 이하, 20 wt% 이하, 18 wt% 이하, 17 wt% 이하, 또는 16 wt% 이하의 산화붕소를 포함한다. 접합재에서 산화붕소 함량은 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에 따르면, 접합재는 연마 물품 형성 및 개선된 성능을 구현할 수 있는 산화붕소 함량 (접합재 총 중량에 대하여 wt%)에 대한 실리카 함량 (접합재 총 중량에 대하여 wt%)의 특정 비율을 포함한다. 예를들면, 접합재의 비율 (SiO2/B2O3)은 적어도 1.5, 예컨대 적어도 1.7, 적어도 1.9, 적어도 2, 적어도 2.1, 적어도 2.2, 또는 적어도 2.3이다. 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 접합재의 비율 (SiO2/B2O3)은 8 이하, 예컨대 7.8 이하, 7.4 이하, 7.2 이하, 6.9 이하, 6.8 이하, 6.6 이하, 6.4 이하, 6.3 이하, 또는 6.2 이하이다. 접합재의 비율 (SiO2/B2O3)은 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 예시들에서, 접합재는 연마 물품의 제조 및 성능을 개선할 수 있는 다른 종들, 예를들면 산화나트륨 (Na2O)을 포함한다. 예를들면, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 0.5 wt%, 예컨대 적어도 1 wt%, 적어도 2 wt%, 적어도 2.5 wt%, 적어도 3 wt%, 적어도 3.5 wt%, 적어도 4 wt%, 적어도 4.2 wt% 또는 적어도 4.4 wt% 산화나트륨을 포함한다. 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 15 wt% 이하, 예컨대 12% 이하, 10 wt% 이하, 9 wt% 이하, 8 wt% 이하, 7 wt% 이하, 6 wt% 이하 또는 5.8 wt% 이하의 산화나트륨을 포함한다. 접합재의 산화나트륨 함량은 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있다는 것을 이해하여야 한다.
본원 실시태양들의 소정의 조성물에 있어서, 접합재는 실질적으로 알칼리 금속 산화물이 부재이다. 그러나, 적어도 하나의 실시태양에서 접합재는 실질적으로 산화나트륨을 제외한 알칼리 금속 산화물이 부재이다.
또 다른 실시태양에 따르면, 접합재는 연마 물품 형성 및 개선된 성능을 구현할 수 있는 산화나트륨 함량 (접합재 총 중량에 대하여 wt%)에 대한 실리카 함량 (접합재 총 중량에 대하여 wt%)의 특정 비율을 포함한다. 예를들면, 접합재의 비율 (SiO2/Na2O)은 적어도 2, 예컨대 적어도 2.5, 적어도 3, 적어도 3.5, 적어도 4 또는 적어도 4.5이다. 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 접합재의 비율 (SiO2/Na2O)은 30 이하, 예컨대 28 이하, 26 이하, 24 이하, 22 이하, 20 이하, 19 이하, 또는 18.5이하이다. 접합재의 비율 (SiO2/Na2O)은 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본원에서 언급된 바와 같이 접합재는 세라믹 물질을 포함한다. 세라믹 물질은 유리상, 다결정상, 및 임의의 이들의 조합을 포함한다. 적어도 하나의 실시태양에서, 접합재는 유리상 및 다결정상을 포함한다. 다결정상은 실리카-함유 화합물, 더욱 상세하게는, 지르코늄-함유 화합물을 포함한다. 적어도 하나의 실시태양에서, 다결정상은 지르콘 (ZrSiO4)을 포함한다. 예를들면, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 15 wt%, 예컨대 적어도 17 wt%, 적어도 19 wt%, 적어도 20 wt%, 적어도 21 wt%, 적어도 22 wt%, 적어도 23 wt%, 또는 적어도 24 wt% 지르콘을 포함한다. 그러나, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 44 wt% 이하, 42 wt% 이하, 40 wt% 이하, 38 wt% 이하, 36 wt% 이하, 35 wt% 이하, 34 wt% 이하, 33 wt% 이하, 또는 32 wt% 이하의 지르콘을 포함한다. 접합재의 지르콘 함량은 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에 따르면, 접합재는 연마 물품 형성 및 개선된 성능을 구현할 수 있는 지르콘 함량 (접합재 총 중량에 대하여 wt%)에 대한 실리카 함량 (접합재 총 중량에 대하여 wt%)의 특정 비율을 포함한다. 예를들면, 접합재의 비율 (SiO2/ZrSiO4)은 적어도 1, 예컨대 적어도 1.05 또는 적어도 1.10이다. 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 접합재의 비율 (SiO2/ZrSiO4)은 3 이하, 예컨대 2.8 이하, 2.6 이하, 2.4 이하, 2.2 이하, 2 또는 1.9 이하이다. 접합재의 비율 (SiO2/ ZrSiO4)은 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
소정의 예시들에서, 접합재는 세라믹 물질 및 금속 물질의 혼합물을 포함한다. 금속 물질은 알루미늄을 포함하고, 적어도 하나의 실시태양에서, 실질적으로 알루미늄으로 이루어진다. 적어도 하나의 실시태양에 의하면, 금속 물질은 접합재 중에 소량, 특히 세라믹 물질 함량보다 적게 존재할 수 있다. 예를들면, 금속 물질은 접합재 총 중량에 대하여 10 wt% 이하로 존재할 수 있다. 또 다른 실시태양에서, 금속 물질은 접합재 총 중량에 대하여 9 wt% 이하, 8 wt% 이하, 7 wt% 이하, 6 wt% 이하, 5 wt% 이하, 4.5 wt% 이하, 예컨대 4 wt% 이하, 3.5 wt% 이하, 3 wt% 또는 2.5 wt% 이하로 존재할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에서, 금속 물질은 접합재 총 중량에 대하여 적어도 0.3 wt%, 예컨대 적어도 0.5 wt%, 적어도 0.8 wt% 또는 적어도 1 wt%로 존재할 수 있다. 접합재 중에 금속 물질 함량은 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
항목 1. 연마 물품으로서: 몸체를 포함하고: 몸체는 융점 950℃ 이하의 유리상을 포함하는 접합재; 및 접합재 내에 함유되고, 탄화규소 입자를 포함하는 연마 응집체로 구성되는, 연마 물품.
항목 2. 연마 물품으로서: 몸체를 포함하고: 몸체는 유리상 및 지르콘을 포함하는 다결정상을 포함하는 접합재; 및 접합재 내에 함유되고, 탄화규소 입자를 포함하는 연마 응집체로 구성되는, 연마 물품.
항목3. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 적어도 3 vol% 또는 적어도 4 vol% 또는 적어도 5 vol%의 접합재를 포함하는, 연마 물품.
항목4. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 20 vol% 이하 또는 18 vol% 이하 또는 15 vol% 이하 또는 12 vol% 이하의 접합재를 포함하는, 연마 물품.
항목5. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 적어도 40 vol% 공극률을 포함하는, 연마 물품.
항목6. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 적어도 42 vol% 또는 적어도 43 vol% 또는 적어도 44 vol% 또는 적어도 45 vol% 또는 적어도 46 vol% 또는 적어도 47 vol% 또는 적어도 48 vol% 또는 적어도 49 vol% 또는 적어도 50 vol% 또는 적어도 51 vol% 또는 적어도 52 vol% 또는 적어도 53 vol% 또는 적어도 54 vol% 공극률을 포함하는, 연마 물품.
항목7. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 75 vol% 이하 또는 70 vol% 이하 또는 68 vol% 이하 또는 65 vol% 이하 또는 63 vol% 이하 또는 60 vol% 이하의 공극률을 포함하는, 연마 물품.
항목8. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 적어도 25 vol% 또는 적어도 28 vol% 또는 적어도 30 vol%. 또는 적어도 32 vol% 또는 적어도 34 vol% 연마 응집체를 포함하는, 연마 물품.
항목 9. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 55 vol% 이하 또는 52 vol% 이하 또는 50 vol% 이하 또는 48 vol% 이하 또는 46 vol% 이하 또는 44 vol% 이하의 연마 응집체를 포함하는, 연마 물품.
항목10. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 부피%로 측정되는 연마 응집체 함량 (Caa) 및 접합재 함량 (Cbm)을 포함하고, 몸체의 응집체/접합재 비율 (Cbm/Caa)은 적어도 2 또는 적어도 2.2 또는 적어도 2.4 또는 적어도 2.6 또는 적어도 2.8인, 연마 물품.
항목 11. 항목 10에 있어서, 연마 응집체/접합재 비율 (Cbm/Caa)은 12 이하 또는 11 이하 또는 10 이하 또는 9 이하인, 연마 물품.
항목12. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 연마 응집체는 연마 응집체 중 연마 입자 총 함량에 대하여 적어도 91% 또는 적어도 92% 또는 적어도 93% 또는 적어도 94% 또는 적어도 95% 또는 적어도 96% 또는 적어도 97% 또는 적어도 98% 또는 적어도 99%의 탄화규소를 포함하는, 연마 물품.
항목13. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 연마 응집체는 연마 입자를 포함하고 실질적으로 모든 연마 입자는 탄화규소인, 연마 물품.
항목 14. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체 중 연마 입자의 적어도 91% 또는 적어도 92% 또는 적어도 93% 또는 적어도 94% 또는 적어도 95% 또는 적어도 96% 또는 적어도 97% 또는 적어도 98% 또는 적어도 99%는 탄화규소를 포함하는, 연마 물품.
항목 15. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 연마 응집체는 연마 입자를 포함하고 연마 입자는 연마 응집체 중 연마 입자 총 백분율에 대하여 9% 이하 또는 7% 이하 또는 5% 이하 또는 3% 이하 또는 2% 이하의 알루미나를 포함하는, 연마 물품.
항목 16. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 몸체 중 연마 입자 총 백분율에 대하여 9% 이하 또는 7% 이하 또는 5% 이하 또는 3% 이하 또는 2% 이하의 알루미나-함유 미응집 연마 입자를 포함하는, 연마 물품.
항목 17. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 연마 응집체는 연마 입자를 포함하고 연마 입자는 실질적으로 알루미나가 부재인, 연마 물품.
항목 18. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 실질적으로 알파 알루미나가 부재인, 연마 물품.
항목 19. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 연마 응집체는 연마 입자를 포함하고 연마 입자는 탄화물계 재료만을 포함하는, 연마 물품.
항목 20. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 연마 응집체는 연마 입자를 포함하고 연마 입자는 실질적으로 산화물, 질화물, 붕화물, 및 이들의 조합이 부재인, 연마 물품.
항목21. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 미응집 연마 입자를 더욱 포함하는, 연마 물품.
항목22. 항목 21에 있어서, 미응집 연마 입자 함량 (Cuap)은 연마 응집체 함량 (Caa)보다 적은, 연마 물품.
항목 23. 항목 22에 있어서, 몸체의 연마 응집체 함량 (Caa)에 대한 미응집 연마 입자 함량 (Cuap)의 비율 (Cuap/Caa)은 1.5 이하 또는 1.4 이하 또는 1.3 이하 또는 1.2 이하 또는 1.15 이하 또는 1.12 이하 또는 1.1 이하 또는 1.08 이하 또는 1.06 이하 또는 1.04 이하 또는 1.02 이하 또는 1 이하 또는 0.98 이하 또는 0.95 이하 또는 0.9 이하 또는 0.8 이하 또는 0.75 이하 또는 0.7 이하 또는 0.65 이하 또는 0.6 이하 또는 0.55 이하 또는 0.5 이하 또는 0.45 이하 또는 0.4 이하 또는 0.35 이하 또는 0.3 이하 또는 0.25 이하 또는 0.2 이하 또는 0.15 이하 또는 0.1 이하 또는 0.08 이하 또는 0.06 이하 또는 0.05 이하 또는 0.04 이하 또는 0.03 이하 또는 0.02 이하 또는 0.01 이하인, 연마 물품.
항목 24. 항목 22에 있어서, 몸체의 연마 응집체 함량 (Caa)에 대한 미응집 연마 입자 함량 (Cuap)의 비율 (Cuap/Caa)은 적어도 0.01 또는 적어도 0.02 또는 적어도 0.03 또는 적어도 0.04 또는 적어도 0.5 또는 적어도 0.06 또는 적어도 0.07 또는 적어도 0.08 또는 적어도 0.09 또는 적어도 0.1인, 연마 물품.
항목 25. 항목 21에 있어서, 미응집 연마 입자는 산화물, 탄화물, 질화물, 붕화물, 탄소계 물질, 산탄화물, 산질화물, 산붕화물, 및 이들의 조합의 군에서 선택되는 재료인,
항목 26. 항목 21에 있어서, 미응집 연마 입자는 초연마재를 포함하는, 연마 물품.
항목 27. 항목 21에 있어서, 미응집 연마 입자의 모스 경도는 적어도 6 또는 적어도 6.5 또는 적어도 7 또는 적어도 8 또는 적어도 8.5 또는 적어도 9인, 연마 물품.
항목 28. 항목 21에 있어서, 미응집 연마 입자는 이산화규소, 탄화규소, 알루미나, 지르코니아, 플린트, 석류석, 금강사, 희토류 산화물, 희토류-함유 재료, 산화세륨, 졸-겔 유도 입자, 석고, 산화철, 유리-함유 입자, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 물질인, 연마 물품.
항목 29. 항목 21에 있어서, 미응집 연마 입자는 실질적으로 탄화규소로 이루어지는, 연마 물품.
항목 30. 항목 21에 있어서, 미응집 연마 입자는 몸체 중 연마 입자 총 함량에 대하여 적어도 약 1% 또는 적어도 2% 또는 적어도 5% 또는 적어도 8% 또는 적어도 10% 또는 적어도 15% 또는 적어도 20% 또는 적어도 25% 또는 적어도 30% 또는 적어도 35% 또는 적어도 40% 또는 적어도 45% 또는 적어도 50% 존재하는, 연마 물품.
항목 31. 항목 21에 있어서, 미응집 연마 입자는 몸체 중 연마 입자 총 함량에 대하여 60% 이하 또는 55% 이하 또는 50% 이하 또는 45% 이하 또는 40% 이하 또는 35% 이하 또는 30% 이하 또는 25% 이하 또는 20% 이하 또는 15% 이하 또는 12% 이하 또는 10% 이하 또는 8% 이하 또는 6% 이하 또는 4% 이하 또는 2% 이하 또는 1% 이하인, 연마 물품.
항목 32. 항목 21에 있어서, 미응집 연마 입자의 평균 입자 크기 (D50)는 적어도 1 미크론 또는 적어도 5 미크론 또는 적어도 10 미크론, 또는 적어도 20 미크론 또는 적어도 30 미크론 또는 적어도 40 미크론 또는 적어도 50 미크론인, 연마 물품.
항목 33. 항목 21에 있어서, 미응집 연마 입자의 평균 입자 크기 (D50)는 2600 미크론 이하 또는 2000 미크론 이하 또는 1000 미크론 이하 또는 800 미크론 이하 또는 600 미크론 이하 또는 300 미크론 이하 또는 200 미크론 이하 또는 150 미크론 이하 또는 100 미크론 이하인, 연마 물품.
항목 34. 항목 21에 있어서, 미응집 연마 입자의 평균 입자 크기 (D50)는 응집된 연마 입자의 평균 입자 크기 (D50)보다 작은, 연마 물품.
항목 35. 항목 및 중 어느 하나에 있어서, 몸체에서 총 연마 입자는 실질적으로 연마 응집체로 이루어지고 실질적으로 미응집 연마 입자가 부재인, 연마 물품.
항목 36. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 공극률을 포함하고 총 공극률의 적어도 20% 또는 적어도 30% 또는 적어도 40% 또는 적어도 50% 또는 적어도 60% 또는 적어도 70% 또는 적어도 80% 또는 적어도 90% 또는 적어도 95%는 상호연결된 기공인, 연마 물품.
항목 37. 항목 에 있어서, 실질적으로 몸체의 모든 공극률은 상호연결된 기공인, 연마 물품.
항목 38. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 공극률을 포함하고 총 공극률의 99% 이하 또는 95% 이하 또는 90% 이하는 상호연결된 기공인, 연마 물품.
항목 39. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체의 투과도는 적어도 60 또는 적어도 65 또는 적어도 70 또는 적어도 80 또는 적어도 90 또는 적어도 100 또는 적어도 110 또는 적어도 115 또는 적어도 120 또는 적어도 125인, 연마 물품.
항목 40. 항목 39에 있어서, 몸체의 투과도는 300 이하 또는 250 이하 또는 200 이하인, 연마 물품.
항목 41. 항목 21에 있어서, 몸체는 접합재 내부에 함유되는 기공 형성제를 포함하고, 기공 형성제는 몸체 총 부피에 대하여 4 vol% 이하 또는 3.5 vol% 이하 또는 3 vol% 이하 또는 2.5 vol% 이하 또는 2 vol% 이하 또는 1.5 vol% 이하 또는 1 vol% 이하 또는 0.5 vol% 이하로 존재하는, 연마 물품.
항목 42. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 실질적으로 기공 형성제가 부재인, 연마 물품.
항목 43. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 적어도 0.2 vol% 또는 적어도 0.5 vol% 또는 적어도 0.8 vol% 또는 적어도 1 vol%의 기공 형성제를 포함하는, 연마 물품.
항목 44. 항목 2에 있어서, 접합재의 형성 온도는 950℃ 이하인, 연마 물품.
항목 45. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 30 wt% 또는 적어도 32 wt% 또는 적어도 34 wt% 또는 적어도 36 wt% 또는 적어도 37 wt%의 실리카 (SiO2)를 포함하는, 연마 물품.
항목 46. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재는 60 wt% 이하 또는 58 wt% 이하 또는 55 wt% 이하의 실리카를 포함하는, 연마 물품.
항목47. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 4 wt% 알루미나 (Al2O3) 또는 적어도 5 wt% 또는 적어도 6 wt% 또는 적어도 7 wt% 또는 적어도 8 wt% 또는 적어도 9 wt% 또는 적어도 10 wt%의 알루미나 (Al2O3)를 포함하는, 연마 물품.
항목 48. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 18 wt% 이하 또는 16 wt% 이하 또는 15 wt% 이하 또는 14 wt% 이하 또는 13 wt% 이하 또는 12 wt% 이하의 알루미나를 포함하는,
항목 49. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 4 wt% 또는 적어도 5 wt% 또는 적어도 6 wt% 또는 적어도 7 wt%의 알루미나 및 알루미늄 금속 (Al2O3/Al)를 포함하는, 연마 물품.
항목 50. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 18 wt% 이하 또는 16 wt% 이하 또는 15 wt% 이하 또는 14 wt% 이하 또는 13 wt% 이하 또는 12 wt% 이하의 알루미나 및 알루미늄 금속을 포함하는, 연마 물품.
항목 51. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재의 비율 (SiO2/(Al2O3 및 Al))은 적어도 2 또는 적어도 2.1 또는 적어도 2.2 또는 적어도 2.3 또는 적어도 2.4 또는 적어도 2.5인, 연마 물품.
항목 52. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재의 비율 (SiO2/(Al2O3 및 Al))은 9 이하 또는 8.8 이하 또는 8.6 이하 또는 8.4 이하 또는 8.2 이하 또는 8 이하인, 연마 물품.
항목 53. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 8 wt% 이하 또는 6 wt% 이하 또는 5 wt% 이하 또는 4 wt% 이하 또는 3 wt% 이하 또는 2 wt% 이하의 칼시아 (CaO)를 포함하는, 연마 물품.
항목 54. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 0.1 wt% 또는 적어도 0.5 wt% 또는 적어도 0.8 wt% 또는 적어도 1 wt%의 칼시아 (CaO)를 포함하는, 연마 물품.
항목 55. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재는 실질적으로 칼시아 (CaO)가 부재인, 연마 물품.
항목 56. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재는 실질적으로 희토류 산화물이 부재인, 연마 물품.
항목 57. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재는 칼시아 (CaO)를 제외하고 실질적으로 알칼리 토금속 산화물이 부재인, 연마 물품.
항목 58. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 5 wt% 산화붕소 (B2O3) 또는 적어도 6 wt% 또는 적어도 7 wt% 또는 적어도 8 wt% 또는 적어도 9 wt% 또는 적어도 10 wt% 산화붕소 (B2O3)를 포함하는, 연마 물품.
항목 59. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 24 wt% 이하 또는 22 wt% 이하 또는 20 wt% 이하 또는 18 wt% 이하 또는 17 wt% 이하 또는 16 wt% 이하의 산화붕소 (B2O3)를 포함하는, 연마 물품.
항목 60. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재의 비율 (SiO2/B2O3)은 적어도 1.5 또는 적어도 1.7 또는 적어도 1.9 또는 적어도 2 또는 적어도 2.1 또는 적어도 2.3인, 연마 물품.
항목 61. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재의 비율 (SiO2/B2O3)은 8 이하 또는 7.8 이하 또는 7.6 이하 또는 7.4 이하 또는 7.2 이하 또는 6.9 이하 또는 6.8 이하 또는 6.6 이하 또는 6.4 이하인, 연마 물품.
항목 62. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 0.5 wt% 또는 적어도 1 wt% 또는 적어도 2 wt% 또는 적어도 2.5 wt% 또는 적어도 3 wt% 또는 적어도 3.5 wt% 또는 적어도 4 wt% 또는 적어도 4.2 wt% 또는 적어도 4.4 wt%의 산화나트륨 (Na2O)을 포함하는, 연마 물품.
항목 63. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 15 wt% 이하 또는 12 wt% 이하 또는 10 wt% 이하 또는 9 wt% 이하 또는 8 wt% 이하 또는 7 wt% 이하 또는 6 wt% 이하 또는 5.8 wt% 이하의 산화나트륨 (Na2O)을 포함하는, 연마 물품.
항목 64. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재의 비율 (SiO2/Na2O)은 적어도 2 또는 적어도 2.5 또는 적어도 3 또는 적어도 3.5 또는 적어도 4 또는 적어도 4.5인, 연마 물품.
항목 65. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재의 비율 (SiO2/ Na2O)은 30 이하 또는 28 이하 또는 26 이하 또는 24 이하 또는 22 이하 또는 20 이하 또는 19 이하 또는 18.5 이하인, 연마 물품.
항목 66. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재는 산화나트륨 (Na2O)을 제외하고 실질적으로 알칼리 금속 산화물이 부재인, 연마 물품.
항목 67. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재는 유리상 및 다결정상을 포함하는, 연마 물품.
항목 68. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 다결정상은 지르콘 (ZrSiO4)을 포함하는, 연마 물품.
항목 69. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 15 wt% 또는 적어도 17 wt% 또는 적어도 19 wt% 또는 적어도 20 wt% 또는 적어도 21 wt% 또는 적어도 22 wt% 또는 적어도 23 wt% 또는 적어도 24 wt%의 지르콘 (ZrSiO4)을 포함하는, 연마 물품.
항목 70. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 44 wt% 이하 또는 42 wt% 이하 또는 40 wt% 이하 또는 38 wt% 이하 또는 36 wt% 이하 또는 35 wt% 이하 또는 34 wt% 이하 또는 33 wt% 이하 또는 32 wt% 이하의 지르콘 (ZrSiO4)을 포함하는, 연마 물품.
항목 71. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재의 비율 (SiO2/ZrSiO4)은 적어도 1 또는 적어도 1.05 또는 적어도 1.10인, 연마 물품.
항목 72. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재의 비율 (SiO2/ZrSiO4)은 3 이하 또는 2.8 이하 또는 2.6 이하 또는 2.4 이하 또는 2.2 이하 또는 2 이하 또는 1.9 이하인, 연마 물품.
항목 73. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재는 실질적으로 산화마그네슘 (MgO), 산화칼륨 (K2O), 산화철 (Fe2O3), 및 이산화티탄 (TiO2)이 부재인, 연마 물품.
항목 74. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합체는 실질적으로 금속이 부재인, 연마 물품.
항목 75. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합체는 실질적으로 알루미늄이 부재인, 연마 물품.
항목 76. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재는 세라믹 물질 및 금속 물질의 혼합물을 함유하고, 금속 물질은 소량 존재하고, 금속은 알루미늄을 포함하고, 금속은 실질적으로 알루미늄으로 이루어지고, 금속 물질은 접합재 총 중량에 대하여 5 wt% 이하 또는 4.5 wt% 이하 또는 4 wt% 이하 또는 3.5 wt% 이하 또는 3 wt% 이하 또는 2.5 wt% 이하로 존재하는, 연마 물품.
항목 77. 항목 76에 있어서, 접합재의 금속 물질은 적어도 0.3 wt% 또는 적어도 0.5 wt% 또는 적어도 0.8 wt% 또는 적어도 1 wt%인, 연마 물품.
항목 78. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 접합재는 실질적으로 수지 물질, 열경화성 물질, 및 열가소성 물질이 부재인, 연마 물품.
항목 79. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체의 평균 기공 크기는 적어도 70 미크론 또는 적어도 80 미크론 또는 적어도 85 미크론 또는 적어도 90 미크론 또는 적어도 95 미크론 또는 적어도 100 미크론 또는 적어도 110 미크론 또는 적어도 120 미크론 또는 적어도 130 미크론 또는 적어도 140 미크론 또는 적어도 150 미크론 또는 적어도 160 미크론인, 연마 물품.
항목 80. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체의 평균 기공 크기는 2000 미크론 이하 또는 1500 미크론 이하 또는 1000 미크론 이하 또는 900 미크론 이하 또는 800 미크론 이하 또는 700 미크론 이하인, 연마 물품.
항목 81. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체의 중앙 기공 크기는 적어도 45 미크론 또는 적어도 50 미크론 또는 적어도 55 미크론 또는 적어도 60 미크론 또는 적어도 65 미크론 또는 적어도 70 미크론 또는 적어도 75 미크론 또는 적어도 80 미크론 또는 적어도 85 미크론인, 연마 물품.
항목 82. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체의 중앙 기공 크기는 2000 미크론 이하 또는 1500 미크론 이하 또는 1000 미크론 이하 또는 900 미크론 이하 또는 800 미크론 이하 또는 700 미크론 이하 또는 500 미크론 이하 또는 200 미크론 이하인, 연마 물품.
항목 83. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체의 상한 사분위 기공 크기는 적어도 85 미크론 또는 적어도 90 미크론 또는 적어도 100 미크론 또는 적어도 110 미크론 또는 적어도 120 미크론 또는 적어도 130 미크론 또는 적어도 140 미크론 또는 적어도 150 미크론 또는 적어도 160 미크론 또는 적어도 170 미크론 또는 적어도 180 미크론 또는 적어도 190 미크론 또는 적어도 200 미크론인, 연마 물품.
항목 84. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체의 상한 사분위 기공 크기는 2000 미크론 이하 또는 1500 미크론 이하 또는 1000 미크론 이하 또는 800 미크론 이하 또는 700 미크론 이하 또는 500 미크론 이하인, 연마 물품.
항목 85. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체의 기공 크기 표준 편차는 적어도 77 미크론 또는 적어도 85 미크론 또는 적어도 90 미크론 또는 적어도 100 미크론 또는 적어도 110 미크론 또는 적어도 120 미크론 또는 적어도 130 미크론 또는 적어도 140 미크론 또는 적어도 150 미크론 또는 적어도 160 미크론 또는 적어도 170 미크론 또는 적어도 180 미크론 또는 적어도 190 미크론 또는 적어도 200 미크론인, 연마 물품.
항목 86. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체의 기공 크기 표준 편차는 2000 미크론 이하 또는 1500 미크론 이하 또는 1000 미크론 이하 또는 800 미크론 이하 또는 700 미크론 이하 또는 500 미크론 이하 또는 400 미크론 이하인, 연마 물품.
항목 87. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체의 기공 크기 분산은 적어도 10 미크론2 또는 적어도 15 미크론2 또는 적어도 20 미크론2 또는 적어도 25 미크론2 또는 적어도 30 미크론2 또는 적어도 35 미크론2 또는 적어도 40 미크론2 인, 연마 물품.
항목 88. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체의 기공 크기 분산은 1000 미크론2 이하 또는 500 미크론2 이하 또는 200 미크론2 이하 또는 100 미크론2 이하 또는 90 미크론2 이하 또는 80 미크론2 이하 또는 70 미크론2 이하인, 연마 물품.
항목 89. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체의 최대 기공 크기는 적어도 590 미크론 또는 적어도 600 미크론 또는 적어도 700 미크론 또는 적어도 800 미크론 또는 적어도 900 미크론 또는 적어도 1000 미크론 또는 적어도 1200 미크론 또는 적어도 1500 미크론 또는 적어도 1700 미크론 또는 적어도 2000 미크론인, 연마 물품.
항목 90. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 몸체의 최대 기공 크기는 6000 미크론 이하 또는 5500 미크론 이하 또는 5000 미크론 이하 또는 4500 미크론 이하 또는 4000 미크론 이하 또는 3500 미크론 이하인, 연마 물품.
항목 91. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 연마 응집체의 연마 입자의 평균 입자 크기는 적어도 0.1 미크론 및 이하 5000 미크론인, 연마 물품.
항목 92. 항목 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 연마 응집체의 평균 입자 크기 (D50)는 적어도 50 미크론 및 이하 5000 미크론인, 연마 물품.
실시예 1
예시적 연마 물품 샘플로서 Saint-Gobain Industrial Ceramics에서 39C Crystolon으로 상업적으로 입수되는 중앙 입자 크기가 대략 400 미크론인 탄화규소 입자로 샘플 S1을 형성하였다. 탄화규소 입자, 충전재 물질, 및 결합재를 함께 혼합하여 아래 표 1에 제시되는 혼합 조성물을 만들었다. 충전재 물질은 점토, 규회석, 멀라이트, 및 알루미나를 포함하였다.결합재는 알칼리 금속 규산염 및 유리 프릿을 포함하였다. 혼합물의 모든 성분들 총합은 100%이다.
SiC 입자 86-90wt%
알칼리 금속 규산염 6-9 wt%
충전재 1-5 wt%
유리 프릿 0.5-3 wt%
이후 혼합물을 공기 분위기에서 3 내지 8 분 동안150℃로 부분 경화하였다.
연마 응집체를 Saint-Gobain Corporation에서 39C Crystolon으로 입수되는 미응집 탄화규소 입자 및 전구체 접합재로도 칭하는 접합재와 조합하였다. 혼합물은 혼합물 총 중량에 있어서 60-65 wt% 연마 응집체, 18-22 wt% 미응집 탄화규소 입자, 및 12-16 wt%전구체 접합재 및 0-3.5 wt% 기공 형성제를 포함하였다. 혼합물의 성분들 총합은 100%이다. 전구체 접합재 조성은 아래 표 2에 제시된다. 전구체 접합재의 형성 온도는 대략 900℃-950℃이다.
SiO2 30-35
Al2O3/Al 5-8
Fe2O3 <1
TiO2 0.44
CaO 0-2
MgO <1
Na2O 2-4
K2O 0.07
B2O3 14-16
ZrSiO4 35-40
연마 응집체, 미응집 탄화규소 입자, 및 전구체 접합재의 혼합물을 공기 분위기에서 8시간 동안 대략 915℃에서 열처리하였다.
열 처리에 의해 연마 응집체의 결합재 및 전구체 접합재가 용이하게 혼합되어 최종-형성된 접합 연마 몸체의 유리질 접합재 (즉, 접합재)를 형성하였다. 최종-형성된 접합재의 조성은 표 3에 제시된다. 특히, 몸체는 투과도가 대략 133, 평균 기공 크기가 대략 158 미크론, 접합재 함량이 대략 4-6 vol%, 연마 응집체 및 미응집 연마 입자 함량이 대략 36-40 vol% 및 공극률은 대략 54-58 vol%이고, 3 성분들의 합은 100%이다. 또한 몸체는 기공 표준 편차가 대략 209, 중앙 기공 크기가 대략 89 미크론, 상한 사분위 기공 크기는 대략 208 미크론, 및 최대 기공 크기는 대략 2030 미크론이다. 도 2는 샘플 S1 일부에 대한 사진이다. 도 4는 ASTM 표준 E112 표준에 따라 측정된 샘플 S1의 기공 크기 분포 도표이다.
SiO2 37-55
Al2O3/Al 7-15
CaO 0-2
B2O3 9-16
Na2O 3-8
ZrSiO4 24-32
* MgO, K2O, Fe2O3, TiO2는 1 wt% 미만
제2, 종래 샘플 CS2을, 티타늄계 금속 연삭용으로 상업적으로39C60E24VCC로서 Saint-Gobain Abrasives에서 입수되는 것으로부터 얻었다. 샘플 CS2은 Saint-Gobain Abrasives에서 평균 입자 크기 대략 75 미크론의39C Crystolon으로 입수되는 36-38 vol% 미응집 탄화규소 입자를 가진다. 연마 물품은 접합재 함량은 대략 4-6vol%, 공극률은 대략 54-56 vol%, 및 세라믹 기공 형성제 (Z-lite 구체) 함량은 5-6 vol%이다. 샘플 CS2에서 투과도는 대략 50, 평균 기공 크기는 62 미크론, 및 유리질 접합재의 조성은 아래 표 4에 제시된다. 또한 샘플 CS2에서 기공 표준 편차는 대략 72 미크론, 중앙 기공 크기는 대략 40 미크론, 상한 사분위 기공 크기는 대략 80 미크론, 및 최대 기공 크기는 대략 575 미크론이다. 도 5는 샘플 CS2 일부에 대한 사진이다. 도 6은 ASTM 표준 E112 표준에 따라 측정된 샘플 CS2의 기공 크기 분포 도표이다.
SiO2 30-35
Al2O3/Al 4-6
Fe2O3 <1
TiO2 <1
CaO 0-2
MgO <1
Na2O 2-4
K2O <1
B2O3 14-16
ZrSiO4 35-40
P2O5 <1
실시예 2
또 다른 샘플, 샘플 S3을 샘플 S1에 대한 실시예 1에서 제시된 형성 공정과 동일하게 형성하되, 연마 물품은 42-46 vol% 연마 입자, 11-14 vol% 접합재, 44-46 vol% 공극률을 가지고, 모성 구성요소들의 총합은 100%이다. 샘플 S3은 기공 형성제를 가지지 않고, 연마입자 총 함량의 50 wt%는 연마 응집체이고 연마 입자 함량의 50 wt%는 미응집 연마 입자이므로, 최종 연마 물품은 연마 물품 몸체 총 중량에 대하여 대략 40-44 wt% 연마 응집체, 연마 물품 몸체 총 중량에 대하여 40-44 wt% 미응집 연마 입자, 및 연마 물품 몸체 총 중량에 대하여 18-20 wt% 접합재를 가지고, 모든 성분들의 합은 100%이다.
제2 비교 샘플, 샘플 CS4는 Saint-Gobain Abrasives에서 얻었고, 상업적으로 39C60L8VK로 입수되고 48 vol% 미응집 탄화규소 연마 입자, 12 vol% 접합체, 및 40 vol% 공극률을 가진다. 샘플 CS4의 투과도는 샘플 CS2의 것보다 더 낮다.
각각의 샘플에 대하여 연삭 테스트를 진행하여 연마 물품의 성능을 비교하였다. 샘플을 이중 미세구조를 가지고 고온 등방 가압된 TiAl으로 치수가 5 인치 x 2 인치 x 0.5 인치인 피삭재에 대하여 시험하였다. 연삭기계는 슬롯 연삭 방향에서 비-연속적인 드레싱 (dressing) 작업되고 슬롯들을 피삭재의 2 인치에 연삭하도록 구성되는 Elb Brilliant 공구 (10 hp 최대 스핀들 파워)이다. 각각의 샘플 휠들의 치수는 8 인치 (직경) x 0.5 인치 (두께) x 1.25 인치 (홀 직경)이다.
모든 연삭을 위한 휠 속도는 30 m/s이고, 테이블 속도를 높이면서 연마하였다. 0.006 인치 절삭 깊이에서, 테이블 속도를 50 인치/min에서 200 인치/min로 높여, 재료 제거율은 0.3에서 1.2(인치3/min)/인치가 되었다. 0.0012 인치 절삭 깊이에서, 테이블 속도를 25 인치/min에서 50 인치/min로 높여, 재료 제거율은 0.3 및 0.6 (인치3/min)/인치가 되었다. 각각의 조건들에서, 전체 0.108 인치의 하방 이송 또는 재료 손상 (즉, 피삭재 균열 또는 태움)이 관찰될 때까지 휠들을 시험하였다.
도 7은 샘플 CS4과 비교되는 샘플 S3에 대한 피삭재 손상 전 제거된 누적량 막대 도표이다. 도시된 바와 같이, 모든 예시들에서, 샘플 S3은 상당히 개선된 재료 제거 능력을 보였다. 각각의 경우에서, 샘플 CS4은 상위 막대이고 샘플 S3은 하위 막대이며, 길이가 더 길고 피삭재로부터 제거된 더 많은 재료 누적을 보인다. 도 8은 샘플 CS4과 비교되는 샘플 S3에 대한 피삭재 코너 반경 대 재료 제거율 도표이다. 도 8 데이터에서 보이는 바와 같이, 샘플 S3은 특히 더 높은 재료 제거율에서 더 낮은 코너 반경 성능 따라서 개선된 코너 고정 능력을 보이고, 이는 샘플 CS4와 비교하여 높은 재료 제거율의 연삭 작업에 대하여 개선된 정밀 연삭 능력을 보이는 것이다.
실시예 3
실시예 1에서 샘플 S1에 대하여 제공되는 것과 동일한 형성 방법으로 실시태양에 의한 샘플들이 S4-1 및 S4-2로 제조되었다. 연마 물품 S4-1 및 S4-2의 조성은 S1과 동일하되, 물품 S4-1 및 S4-2의 접합 몸체는 연마 입자 함량이 44 vol%, 접합재 함량이 11 vol%, 및 공극률이 44-46 vol%%이고, 3 성분들의 합은 100%이다. 샘플 S4-1 및 S4-2의 연마 입자는 연마 입자 총 중량에 대하여 50 wt%의 연마 응집체 및 50 wt%의 미응집 연마 입자를 포함하여, 최종 연마 물품은 연마 물품 몸체 총 중량에 대하여 대략 43.5 wt% 연마 응집체, 연마 물품 몸체 총 중량에 대하여 43.5 wt% 미응집 연마 입자, 및 연마 물품 몸체 총 중량에 대하여 13 wt% 접합재를 포함하고, 모든 성분들의 합은 100 wt%이다. S4-1 및 S4-2의 전구체 접합재 및 최종-형성된 접합재의 조성은 S1의 것과 동일하다.
비교 샘플, 샘플 CS5-1 및 CS5-2을, Saint-Gobain Abrasives에서 얻었고, 이들은 상업적으로48 vol% 미응집 탄화규소 연마 입자, 7.20 vol% 접합체, 및 45 vol% 공극률을 가지는 39C60I8X14로서 입수된다.
각각의 샘플에 대하여 Browne 및 Sharpe 평면 연삭기에서 Dura-Bar® 주철 피삭재에 대한 습식 표면 연삭 테스트를 수행하였다. 모든 연삭 조건 (예를들면, 피삭재, 냉각액 조건, 드레싱 파라미터, 및 테스트 파라미터)을 표 5에 제시한다. 휠 샘플을 단일 포인트 다이아몬드로 드레싱하고, 3 상이한 절입 속도 (infeed rates)으로 연마하고, 각각의 절입 속도 사이에 드레싱 한다. 연삭 전 후에 휠 마모 및 피삭재 높이를 측정하여 휠 마모율 및 재료 제거율을 계산하였다.
냉각액:
사양: 트림 클리어
농도: 1:40
냉각액 유동 조건: 부분 냉각을 위한 정적 스트림
드레싱 조건:
타입: 단일 포인트 드레서 (Single Point Dresser)
드레스 Comp (in): 0.001
드레서 교차 속도 (in/min) 10
연삭 데이터:
절삭 속도, Vs (sfpm) 5000
테이블 횡단 (ipm): 600
절입 속도 (in/min) 0.0005 0.0010 0.0015
타겟 Q’ (인치3/min 인치) 0.5 1.0 1.4
총 하방이송 (in) 0.020 0.020 0.021
지시: 절입 속도 간에 휠에 바로 드레싱, 가장 낮은 절입 속도에서 테스트 개시하고 가장 혹독한 조건으로 속도를 높인다.
도 9는 샘플 CS5-1 및 CS5-2와 비교되는 샘플 S4-1 및 S4-2에 대한 휠 마모율 대 재료 제거율 도표이다. 도시된 바와 같이, 샘플 S4-1 및 S4-2는 상당히 더 높은 주철 제거율 그러나 더욱 낮은 휠 마모율을 보였다. 도 10은 샘플 CS5-1 및 CS5-2와 비교되는 샘플 S4-1 및 S4-2에 대한 G-비율 대 재료 제거율의 도표이다. 도시된 바와 같이, 샘플 S4-1 및 S4-2은 상당히 개선된 주철 제거 능력 및 상당히 더 높은 G-비율을 보였다.
명세서 및 본원에 개시된 실시태양들은 다양한 실시태양들 구조에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위할 목적으로 제공된다. 명세서 및 설명들은 본원에 기재된 구조 또는 방법들을 이용하는 모든 요소들 및 장치 및 시스템의 특징부들에 대한 전적이고 종합적인 설명으로 기능하지 않을 수 있다. 개별 실시태양들은 단일 실시태양의 조합으로도 제공되고, 반대로, 간결성을 위하여 단일 실시태양에 기재된 다양한 특징부들은, 개별적 또는 임의의 부조합으로도 제공될 수 있다. 또한, 범위 값들에 대한 언급은 범위에 속하는 각각 및 모든 값들을 포함한다. 본 명세서를 읽은 후 당업자들에게 많은 기타 실시태양들이 명백할 수 있다. 기타 실시태양들이 적용될 수 있고 본 발명에서 유래될 수 있고, 따라서 구조적 치환, 논리적 치환, 또는 다른 변형은 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 가능하다. 따라서, 본 발명은 제한적이 아닌 단지 예시적으로 간주된다. 장점들, 다른 이점들, 및 문제점들에 대한 해결방안이 특정한 실시태양들과 관련하여 상기되었다. 그러나, 장점들, 이점들, 문제들에 대한 해결방안, 및 임의의 장점, 이점, 또는 해결방안을 발생하게 하거나 더 현저하게 할 수 있는 임의의 특징(들)이 청구항들의 일부 또는 전부의 중요하거나, 요구되거나, 또는 필수적인 특징으로 해석되지 말아야 한다.
상세한 설명은 도면들과 함께 본원의 교시의 이해를 위하여 제공된다. 하기 논의는 본 발명의 특정 구현예들 및 실시태양들에 집중될 것이다. 이러한 논의는 본 교시를 설명하기 위한 것이고 본 발명의 범위 또는 적용 가능성을 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 그러나, 다른 실시태양들이 본원에 개시된 교시들을 바탕으로 적용될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "구성한다(comprises)", "구성하는(comprising)", "포함한다(includes)", "포함하는(including)", "가진다(has)", 가지는(having)" 또는 이들의 임의의 다른 변형은 비배타적인 포함을 커버하기 위한 것이다. 예를들면, 특징부들의 목록을 포함하는 방법, 물품, 또는 장치는 반드시 이러한 특징부들에만 한정될 필요는 없으며 명시적으로 열거되지 않거나 이와 같은 방법, 물품, 또는 장치에 고유한 다른 특징부들을 포함할 수 있다. 게다가, 명시적으로 반대로 기술되지 않는다면, "또는"은 포괄적인 의미의 "또는"을 가리키며 배타적인 의미의 "또는"을 가리키지 않는다. 예를들면, 조건 A 또는 B는 다음 중의 어느 하나에 의해 만족된다: A가 참이고 (또는 존재하고) B는 거짓이며 (또는 존재하지 않으며), A가 거짓이고 (또는 존재하지 않고) B는 참이며 (또는 존재하며), A와 B 모두가 참 (또는 존재한다)이다.
또한, "하나의 (a)" 또는 "하나의 (an)"은 여기에서 설명되는 요소들과 구성요소들을 설명하는데 사용된다. 이는 단지 편의성을 위해 그리고 본 발명의 범위의 일반적인 의미를 부여하기 위해 행해진다. 이 설명은 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 읽혀져야 하며, 다르게 의미한다는 것이 명백하지 않다면 단수는 또한 복수를 포함한다. 예를들면, 단일 사항이 본원에 기재되면, 하나 이상의 항목이 단일 항목을 대신하여 적용될 수 있다. 유사하게, 하나 이상의 항목이 본원에서 기재되면, 단일 항목이 하나 이상의 항목을 대신할 수 있는 것이다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 재료, 방법 및 실시예들은 예시적인 것일 뿐이고 제한적이지 않다. 본원에 기재되지 않는 한, 특정 재료 및 공정과 관련된 많은 상세 사항들은 통상적이고 참고 서적들 및 구조 분야 및 상응하는 제조 분야의 기타 자료들에서 발견될 수 있다.
개시된 주제는 예시적이고 제한적인 것이 아니며, 첨부된 청구범위는 본 발명의 진정한 범위에 속하는 이러한 모든 변경, 개선 및 기타 실시태양들을 포괄할 의도이다. 따라서, 법이 허용한 최대로, 본 발명의 범위는 청구범위 및 이의 균등론을 광의로 해석하여 판단되어야 하고 상기 상세한 설명에 제한 또는 한정되어서는 아니된다.
특허법에 부합되고 청구범위 및 의미를 해석 또는 한정하는 것이 아니라는 이해로 요약서가 제출된다. 또한, 상기된 상세한 설명에서, 다양한 특징부들이 개시의 간소화를 위하여 단일 실시태양에서 집합적으로 함께 설명된다. 청구되는 실시태양들이 각각의 청구항에서 명시적으로 언급되는 것 이상의 특징부들을 필요로 한다는 의도로 이러한 개시가 해석되어서는 아니된다. 오히려, 하기 청구범위에서 와 같이, 본 발명의 주제는 개시된 임의의 실시태양의 모든 특징부들보다 적은 것에 관한 것이다. 따라서, 하기 청구범위는 상세한 설명에 통합되고, 각각의 청구항은 그 자체로 청구되는 주제를 별개로 정의하는 것이다.

Claims (15)

  1. 연마 물품으로서: 몸체를 포함하고: 몸체는 융점 950℃ 이하의 유리상을 포함하는 접합재; 및 접합재 내에 함유되고, 탄화규소 입자를 포함하는 연마 응집체로 구성되는, 연마 물품.
  2. 청구항 1에 있어서, 접합재는 다결정상을 더욱 포함하는, 연마 물품.
  3. 청구항 2에 있어서, 다결정상은 지르콘 (ZrSiO4)을 포함하는, 연마 물품.
  4. 청구항 1에 있어서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 적어도 25 vol% 내지 55 vol% 이하의 연마 응집체를 포함하는, 연마 물품.
  5. 청구항 1에 있어서, 연마 응집체는 연마 응집체의 연마 입자 총 함량에 대하여 적어도 91% 탄화규소를 포함하는, 연마 물품.
  6. 청구항 1에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 30 wt% 내지 60 wt% 이하의 실리카 (SiO2)를 포함하는, 연마 물품.
  7. 청구항 1에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 4 wt% 내지 18 wt% 이하의 알루미나 (Al2O3)를 포함하는, 연마 물품.
  8. 청구항 1에 있어서, 접합재는 8 wt% 이하의 칼시아 (CaO)를 포함하는, 연마 물품.
  9. 청구항 1에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 5 wt% 내지 24 wt% 이하의 산화붕소 (B2O3)를 포함하는, 연마 물품.
  10. 청구항 1에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 0.5 wt% 내지 15 wt% 이하의 산화나트륨 (Na2O)을 포함하는, 연마 물품.
  11. 청구항 1에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 15 wt% 내지 44 wt% 이하의 지르콘 (ZrSiO4)을 포함하는, 연마 물품.
  12. 청구항 1에 있어서, 접합재는 실질적으로 산화마그네슘 (MgO), 산화칼륨 (K2O), 산화철 (Fe2O3), 및 이산화티탄 (TiO2)이 부재인, 연마 물품.
  13. 청구항 1에 있어서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 적어도 40 vol% 내지 75 vol% 이하의 공극률을 포함하는, 연마 물품.
  14. 연마 물품으로서: 몸체를 포함하고: 몸체는 유리상 및 지르콘을 포함하는 다결정상을 포함하는 접합재; 및 접합재 내에 함유되고, 탄화규소 입자를 포함하는 연마 응집체로 구성되는, 연마 물품.
  15. 청구항 14에 있어서, 접합재의 형성 온도는 950℃ 이하인, 연마 물품.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107107313B (zh) 2014-12-01 2020-11-13 圣戈班磨料磨具有限公司 包括具有碳化硅的附聚物和无机粘结材料的研磨制品
CN110177652A (zh) 2016-12-23 2019-08-27 圣戈班磨料磨具股份有限公司 具有性能增强组合物的涂覆磨料
US10518387B2 (en) * 2017-07-18 2019-12-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Grinding element, grinding wheel and manufacturing method of semiconductor package using the same
JP6781357B1 (ja) 2017-09-28 2020-11-04 サンーゴバン アブレイシブズ，インコーポレイティド 炭化ケイ素と無機接着材料とを含む非凝集研磨粒子を含む研磨物品
CN112423935B (zh) * 2018-06-29 2023-07-21 圣戈班磨料磨具有限公司 磨料制品及其形成方法
JPWO2020012977A1 (ja) * 2018-07-09 2021-08-02 株式会社フジミインコーポレーテッド 顆粒状研磨材、研磨工具及び研磨方法
EP4178762A1 (en) 2020-07-10 2023-05-17 Saint-gobain Abrasives, Inc Bonded abrasive article and method of making the same
WO2024050006A1 (en) * 2022-08-31 2024-03-07 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive agglomerates having cubic boron nitride, abrasive article including abrasive agglomerates including cubic boron nitride and methods of forming

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2216728A (en) 1935-12-31 1940-10-08 Carborundum Co Abrasive article and method of making the same
US2332241A (en) * 1941-12-06 1943-10-19 Norton Co Grinding wheel
US3183071A (en) 1961-06-19 1965-05-11 Wakefield Corp Abrasive article
JPS523147B1 (ko) * 1971-07-23 1977-01-26
JPS5439292A (en) * 1977-09-02 1979-03-26 Nippon Toki Kk Vitrified boron nitride grind stone
DE2813258C2 (de) 1978-03-28 1985-04-25 Sia Schweizer Schmirgel- & Schleifindustrie Ag, Frauenfeld Schleifkörper
US4575384A (en) 1984-05-31 1986-03-11 Norton Company Grinding wheel for grinding titanium
JPH0716881B2 (ja) 1988-06-16 1995-03-01 株式会社ノリタケカンパニーリミテド ビトリファイド超砥粒砥石
US5118326A (en) 1990-05-04 1992-06-02 Norton Company Vitrified bonded grinding wheel with mixtures of sol gel aluminous abrasives and silicon carbide
US5725162A (en) 1995-04-05 1998-03-10 Saint Gobain/Norton Industrial Ceramics Corporation Firing sol-gel alumina particles
US5738696A (en) 1996-07-26 1998-04-14 Norton Company Method for making high permeability grinding wheels
US5779743A (en) 1996-09-18 1998-07-14 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method for making abrasive grain and abrasive articles
US5711774A (en) 1996-10-09 1998-01-27 Norton Company Silicon carbide abrasive wheel
WO1999012867A1 (en) * 1997-09-05 1999-03-18 Scientific Research Center 'amt' Of Central Research Institute For Materials A method for producing abrasive grains and the abrasive grains produced by this method
US6319108B1 (en) * 1999-07-09 2001-11-20 3M Innovative Properties Company Metal bond abrasive article comprising porous ceramic abrasive composites and method of using same to abrade a workpiece
KR100790062B1 (ko) * 2000-05-09 2007-12-31 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 세라믹 연마 복합재를 가진 다공성 연마 제품
US6500220B1 (en) * 2002-02-19 2002-12-31 Cimcool Industrial Products, Inc. Impregnated grinding wheel
US6679758B2 (en) * 2002-04-11 2004-01-20 Saint-Gobain Abrasives Technology Company Porous abrasive articles with agglomerated abrasives
US7722691B2 (en) 2005-09-30 2010-05-25 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive tools having a permeable structure
US7399330B2 (en) * 2005-10-18 2008-07-15 3M Innovative Properties Company Agglomerate abrasive grains and methods of making the same
US7281970B2 (en) 2005-12-30 2007-10-16 3M Innovative Properties Company Composite articles and methods of making the same
JP2007196317A (ja) * 2006-01-25 2007-08-09 Noritake Co Ltd ビトリファイド超仕上砥石の製造方法
CN101678534A (zh) * 2007-03-14 2010-03-24 圣戈班磨料磨具有限公司 粘合的磨料物品和制造方法
US7988804B2 (en) * 2008-05-02 2011-08-02 Corning Incorporated Material and method for bonding zircon blocks
JP5369654B2 (ja) 2008-12-04 2013-12-18 株式会社ジェイテクト ビトリファイドボンド砥石
KR20120129963A (ko) * 2010-08-06 2012-11-28 생-고벵 아브라시프 작업편 내의 복잡한 형상을 마무리 가공하기 위한 연삭 공구 및 방법
WO2013003831A2 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Liquid phase sintered silicon carbide abrasive particles
CN107107313B (zh) 2014-12-01 2020-11-13 圣戈班磨料磨具有限公司 包括具有碳化硅的附聚物和无机粘结材料的研磨制品

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