KR20220113526A - 결합된 연마재 및 이의 형성 방법 - Google Patents

결합된 연마재 및 이의 형성 방법 Download PDF

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KR20220113526A
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마르신 피. 블리차르스키
도미니크 자미올라
타일러 시초라스
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생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드
생-고벵 아브라시프
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Abstract

결합 재료 내에 포함된 연마 입자를 갖는 결합된 연마 본체를 포함하는 연마 물품, 연마 입자의 적어도 일부는 다상 알루미노실리케이트를 포함한다.

Description

결합된 연마재 및 이의 형성 방법
본 개시내용은 연마 물품, 특히 다상 알루미노실리케이트를 포함하는 연마 입자를 포함하는 결합된 연마 물품에 관한 것이다.
연마 물품은 절단, 래핑, 연삭, 또는 연마에 의해 공작물을 기계가공하기 위해 다양한 산업에서 사용된다. 기계가공 적용에서 사용되는 연마재는 전형적으로 결합된 연마 물품 및 코팅된 연마 물품을 포함한다. 코팅된 연마 물품은 일반적으로 지지체(backing) 및 연마 입자를 지지체에 고정하기 위한 접착 코트를 갖는 층상 물품이고, 가장 일반적인 예는 샌드페이퍼이다. 결합된 연마 도구는 다양한 형상의 강성이고(rigid), 일반적으로 모놀리식(monolithic), 3차원 연마 복합재로 구성된다.
업계에서는 연삭이 가능한 개선된 방법 및 물품을 계속 요구하고 있다.
요약
한 양태에서, 연마 물품은 결합 재료 내에 포함된 연마 입자를 포함하는 결합된 연마 본체를 포함하고, 여기서 연마 입자의 적어도 일부는 다상 알루미노실리케이트를 포함한다.
또 다른 양태에서, 재료 제거 공정을 수행하는 방법은 비철 금속 재료를 포함하는 공작물에 대해 결합된 연마 본체를 움직이는 단계를 포함하고, 여기서 결합된 연마 본체는 결합 재료 내에 포함된 연마 입자를 포함하고, 여기서 연마 입자의 적어도 일부는 다상 알루미노실리케이트를 포함한다.
첨부 도면을 참조하여 본 개시내용이 더 잘 이해될 수 있고, 이의 수많은 특징 및 장점이 당업자에게 명백해진다.
도 1은 한 구체예에 따른 연마 물품의 단면도를 포함한다.
도 2-5는 본원의 구체예에 따른 연마 미립자의 사시도 예시를 포함한다.
도 6은 실시예 1에 제시된 샘플에 대한 G-비율 및 MRR의 플롯을 포함한다.
도 7A는 실시예 2에 제시된 샘플에 대한 G-비율 및 MRR의 플롯을 포함한다.
도 7B는 입자 크기 분포의 예시를 포함한다.
도 8은 실시예 3에 제시된 샘플에 대한 G-비율 및 MRR의 플롯을 포함한다.
도 9는 실시예 4에 제시된 샘플에 대한 G-비율 및 MRR의 플롯을 포함한다.
도 10은 실시예 5에 제시된 샘플에 대한 G-비율 및 MRR의 플롯을 포함한다.
상이한 도면에서 동일한 참조 기호의 사용은 유사하거나 동일한 항목을 나타낸다. 구체예는 예로서 예시되며 첨부된 도면에 제한되지 않는다. 당업자는 도면의 요소가 단순성과 명료성을 위해 예시되며 반드시 일정 비율로 그려지지는 않았음을 이해한다. 예를 들어, 도면의 일부 요소의 치수는 본 발명의 구체예의 이해를 향상시키는 데 도움이 되도록 다른 요소에 비해 과장될 수 있다.
바람직한 구체예(들)의 상세한 설명
도면과 결합된 다음 설명은 본원에서 개시된 교시를 이해하는 것을 돕기 위해 제공된다. 다음 논의는 교시의 특정 구현 및 구체예에 초점을 맞출 것이다. 이 초점은 교시 설명을 보조하기 위해 제공되며 교시의 범위 또는 적용 가능성에 대한 제한으로 해석되어서는 안 된다. 그러나, 다른 교시가 본 명세서에서 확실시 사용될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "포함하다(comprises)", "포함하는(comprising)", "포함하다(includes)", "포함하는(including)", "가지다(has)", "갖는(having)" 또는 이의 다른 변형은 비배타적인 포함을 포함하도록 의도된다. 예를 들어, 특징들의 목록을 포함하는 방법, 물품, 또는 장치는 반드시 그러한 특징에만 한정되지 않으며, 그러한 방법, 물품, 또는 장치에 대해 명시적으로 열거되지 않거나 고유하지 않은 다른 특징을 포함할 수 있다. 또한, 달리 명시적으로 언급되지 않은 한, "또는"은 포괄적-또는을 지칭하며 배타적-또는을 지칭하지 않는다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 다음 중 어느 하나에 의해 충족된다: A가 참 (또는 존재함) 및 B가 거짓 (또는 존재하지 않음), A가 거짓 (또는 존재하지 않음) 및 B가 참 (또는 존재함), 그리고 A 및 B 모두가 참 (또는 존재함).
또한, "하나(a)" 또는 "하나(an)"의 사용은 본원에 기재된 요소 및 구성요소를 설명하기 위해 사용된다. 이는 단지 편의상 그리고 본 발명의 범위의 일반적인 의미를 제공하기 위해 수행된다. 이 설명은 하나 또는 적어도 하나를 포함하도록 읽어야 하며, 달리 의미하는 것이 명백하지 않는 한 단수가 복수를 또한 포함하고, 그 반대도 마찬가지이다. 예를 들어, 단일 항목이 본원에 기재되는 경우, 단일 항목 대신에 하나 초과의 항목이 사용될 수 있다. 유사하게, 하나 초과의 항목이 본원에 기재되는 경우, 단일 항목이 하나 초과의 항목을 대체할 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 물질, 방법 및 실시예는 예시일 뿐이며 제한하려는 의도가 아니다. 특정 재료 및 가공 행위에 대한 특정한 세부 사항이 설명되지 않는 한, 그러한 세부 사항은 제조 분야 내의 참고 서적 및 기타 정보원에서 찾을 수 있는 기존 접근 방식을 포함할 수 있다. 다음은 1803 나인에 대한 구술이다.
다음은 결합된 연마 물품에 관한 것이다. 결합된 연마 물품은 결합 재료의 3차원 매트릭스를 갖는 연마 본체를 포함할 수 있다. 결합된 연마 본체는 임의의 원하는 형상을 가질 수 있고, 이는 연마 물품의 의도된 용도에 따라 달라질 수 있다. 결합된 연마 본체는 기계가공 장치, 예컨대 연삭 또는 연마 장치에 장착될 수 있는 휠, 디스크, 세그먼트, 장착 지점, 숫돌 및 기타 도구 형상의 형태일 수 있다. 본원의 구체예의 연마 물품은 예를 들어 금속, 금속 합금, 특히 비철 금속 재료를 포함하는 특정 유형의 공작물을 연삭 및 성형하기에 특히 유용할 수 있다.
연마 물품은 먼저 혼합물을 형성하고 혼합물을 미가공체로 성형함으로써 형성될 수 있다. 미가공체는 미가공체를 최종 형성된 연마 물품으로 전환시키는 하나 이상의 공정을 거칠 수 있다. 일부 예에서, 형성 공정은 자립형 미가공체를 형성할 필요 없이 혼합물로부터 직접 최종 형성된 연마 물품을 형성할 수 있다. 미가공체 형성 공정은 원하는 구성요소를 혼합물로 혼합하는 것을 포함할 수 있다. 예시적인 구성요소는 결합 재료 또는 결합 전구체 재료(즉, 결합된 연마 본체에서 최종 결합 재료를 형성하기 위해 가공 동안 물리적으로 및/또는 화학적으로 변형될 수 있는 재료), 연마 입자, 충전제, 보강 부재, 유변성 조절제, 차감제(subtractive agent)(예를 들어, 기공 형성제) 등을 포함할 수 있다. 미가공체 및 최종 형성된 연마 물품을 형성하기에 적합한 방법은 혼합, 침착, 펀칭, 스탬핑, 프린팅, 성형, 주조, 프레싱(예를 들어, 등압 프레싱), 가열, 냉각, 건조, 휘발, 소성, 소결, 또는 이들의 임의의 혼합을 포함할 수 있다.
도 1은 구체예에 따른 연마 물품의 일부의 단면도를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 연마 물품(100)은 본체(101)를 가질 수 있다. 본체(101)는 3차원 매트릭스로서 본체(101)의 부피 전체에 걸쳐 연장되는 결합 재료(103)를 포함할 수 있다. 본체(101)는 결합 재료(103)에 의해 주로 정의되는 외부 표면을 가질 수 있다. 결합된 연마 본체(101)는 결합 재료(103) 내에 포함된 연마 입자(104)를 추가로 포함할 수 있다. 연마 입자(104)는 결합 재료(103)의 3차원 네트워크에 의해 실질적으로 둘러싸이고 전체에 걸쳐 균일하게 분포될 수 있다. 또한, 본체(101)는 본체(101) 내에 포함된 기공(105)을 포함할 수 있다. 기공은 개기공 또는 폐기공일 수 있으며 다양한 형상을 가질 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본체(101)는 본체(101)의 전체 두께(t)를 통해 연장되는 개구일 수 있는 개구(106)를 포함할 수 있다. 개구(106)는 재료 제거 공정을 위해 본체(101)를 작동시키도록 구성된 시스템에서 본체(101)에 장착하기에 적합한 치수를 가질 수 있다.
도 1에 추가로 도시된 바와 같이, 본체(101)는 제1 연마층(110), 제2 연마층(112), 및 제1 연마층(110)과 제2 연마층(112) 사이에 배치된 보강층(111)을 포함할 수 있다. 이러한 요소, 예컨대 제1 연마층(110), 제2 연마층(112) 및 보강층(111)이 연마 물품(100)의 설계 및 구조에 따라 선택적일 수 있음이 이해될 것이다. 특정 구체예에서, 본체(101)는 결합 재료 및 연마 입자의 단일 모놀리식 본체를 포함할 수 있고, 보강 부재를 포함하지 않을 수 있음이 이해된다. 또한, 다양한 연마층의 배열 및/또는 하나 이상의 보강 부재가 결합된 연마 본체의 의도된 적용 분야에 따라 이용될 수 있음이 이해될 것이다.
한 특정 양태에서, 연마 입자(104)는 다상 알루미노실리케이트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 한 구체예에서 결합된 연마 본체(101)는 연마 입자 중에 특정 함량의 다상 알루미노실리케이트를 포함할 수 있고, 이는 결합된 연마 본체(101)의 개선된 성능을 촉진할 수 있다. 예를 들어, 한 구체예에서, 연마 입자의 총 부피에 대해 연마 입자(104)의 10 vol% 이상, 예컨대 20 vol% 이상 또는 30 vol% 이상 또는 40 vol% 이상 또는 50 vol% 이상 또는 60 vol% 이상 또는 70 vol% 이상 또는 80 vol% 이상 또는 90 vol% 이상 또는 95 vol% 이상이 다상 알루미노실리케이트를 포함한다. 그러나, 또 다른 비제한적 구체예에서, 연마 입자의 99 vol% 이하, 예컨대 95 vol% 이하 또는 90 vol% 이하 또는 80 vol% 이하 또는 70 vol% 이하 또는 60 vol% 이하 또는 50 vol% 이하 또는 40 vol% 이하 또는 30 vol% 이하 또는 20 vol% 이하 또는 10 vol% 이하가 다상 알루미노실리케이트를 포함할 수 있다. 연마 입자 중의 다상 알루미노실리케이트의 함량이 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다. 그러나, 또 다른 구체예에서, 본질적으로 모든 연마 입자는 다상 알루미노실리케이트를 포함하고, 더욱 구체적으로, 모든 연마 입자는 본질적으로 다상 알루미노실리케이트로 구성될 수 있다.
다상 알루미노실리케이트는 카올린, 특히, 낮은 철 함량 카올린을 하소하여 형성될 수 있다. 다상 알루미노실리케이트는 다결정질 상 및 비정질 상을 가질 수 있다. 다결정질 상은 알루미노실리케이트 재료, 예컨대 멀라이트일 수 있다. 비정질 상은 일반적으로 실리카를 포함하거나 이로 구성된다. 다결정질 상 및 비정질 상의 함량은 카올린 원료의 조성 및 카올린의 가공에 따라 달라질 수 있다. 다상 알루미노실리케이트는 일반적으로 바람직한 백색을 가지며 소성하는 경향으로 인해 자기의 그로그(grog) 재료로서 사용된다. 이는 또한 정밀 주조 산업에서 코팅 재료로서 사용된다. 예시적인 다상 알루미노실리케이트는 Molochite™이다. 한 구체예에서, 다상 알루미노실리케이트는 두 가지 초과의 상을 가질 수 있다. 그러나, 또 다른 구체예에서, 다상 알루미노실리케이트는 다결정질 알루미노실리케이트 상 및 비정질 실리카 상의 두 가지 상만으로 구성될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 연마 입자(104)는 다상 알루미노실리케이트를 포함하는 연마 입자의 제1 그룹 및 산화물, 탄화물, 질화물, 붕소화물, 다이아몬드 또는 이들의 임의의 조합의 군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 연마 입자의 제2 그룹을 포함하는 블렌드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 한 특정 본체에서, 연마 입자의 제2 그룹은 탄화 규소, 알루미나, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 또 다른 구체예에서, 연마 입자의 제2 그룹은 응집된 입자를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 구체예에서, 연마 입자의 제2 그룹은 응집되지 않은 입자를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 양태에 대해, 다상 알루미노실리케이트를 포함하는 연마 입자의 부분은 다상 알루미노실리케이트를 포함하는 응집체, 예컨대 본질적으로 다상 알루미노실리케이트로 구성된 응집체일 수 있다. 그러나, 또 다른 구체예에서, 다상 알루미노실리케이트를 포함하는 연마 입자의 부분은 다상 알루미노실리케이트를 포함하는 응집되지 않은 입자, 더욱 구체적으로, 본질적으로 다상 알루미노실리케이트로 구성된 응집되지 않은 입자를 포함할 수 있다.
블렌드는 연마 물품의 개선된 성능을 촉진할 수 있는 특정 함량의 연마 입자의 제1 그룹 및 연마 입자의 제2 그룹을 포함할 수 있다. 예를 들어, 블렌드는 10 vol% 이상, 예컨대 20 vol% 이상 또는 30 vol% 이상 또는 40 vol% 이상 또는 50 vol % 이상 또는 60 vol% 이상 또는 70 vol% 이상 또는 80 vol% 이상 또는 90 vol% 이상 또는 95 vol% 이상의 연마 입자의 제2 그룹을 포함할 수 있다. 그러나, 또 다른 비제한적 구체예에서, 블렌드는 99 vol% 이하, 예컨대 95 vol % 이하 또는 90 vol % 이하 또는 80 vol % 이하 또는 70 vol % 이하 또는 60 vol % 이하 또는 50 vol % 이하 또는 40 vol % 이하 또는 30 vol % 이하 또는 20 vol % 이하 또는 10 vol % 이하의 연마 입자의 제2 그룹을 포함할 수 있다. 블렌드는 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 이내의 연마 입자의 제2 그룹의 함량을 포함할 수 있음이 이해될 것이다. 블렌드는 두 가지 이상의 연마 입자 그룹을 포함할 수 있고 임의의 수의 상이한 그룹의 연마 입자가 적합한 블렌드를 생성하기 위해 사용될 수 있음이 또한 이해될 것이다.
또 다른 양태에서, 연마 입자는 개선된 성능을 촉진할 수 있는 특정 조성 및 미세구조를 가질 수 있다. 본원에 언급된 바와 같이, 다상 알루미노실리케이트는 두 가지 상, 예컨대 다결정질 재료를 포함하는 제1 상 및 비정질 재료를 포함하는 제2 상을 포함할 수 있다. 다상 알루미노실리케이트는 특정 함량의 제1 상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 5 질량% 이상, 예컨대 10 질량% 이상 또는 20 질량% 이상 또는 30 질량% 이상 또는 40 질량% 이상 또는 50 질량% 이상 또는 55 질량% 이상 또는 60 질량% 이상 또는 70 질량% 이상 또는 80 질량% 이상 또는 90 질량% 이상 또는 95 질량% 이상의 제1 상을 포함할 수 있다. 그러나, 또 다른 비제한적 구체예에서, 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 99 질량% 이하, 예컨대 98 질량% 이하 또는 96 질량% 이하 또는 94 질량% 이하 또는 90 질량% 이하 또는 80 질량% 이하 또는 70 질량% 이하 또는 60 질량% 이하 또는 55 질량% 이하 또는 50 질량% 이하 또는 40 질량% 이하 또는 30 질량% 이하 또는 20 질량% 이하 또는 10 질량% 이하의 제1 상을 포함할 수 있다 다상 알루미노실리케이트 중의 제1 상의 질량%는 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다. 특정 이론에 얽매이는 것은 아니지만, 다결정질 상 대 비정질 상의 비율의 제어는 연마 입자로서 재료를 사용할 때 적합한 파쇄 역학을 용이하게 할 수 있는 것으로 생각된다.
또 다른 구체예에서, 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 5 질량% 이상, 예컨대 10 질량% 또는 20 질량% 이상 또는 30 질량% 이상 또는 40 질량% 이상 또는 45 질량% 이상 또는 50 질량% 이상 또는 60 질량% 이상 또는 70 질량% 이상 또는 80 질량% 이상 또는 90 질량% 이상의 제2 상을 포함할 수 있다. 그러나, 또 다른 구체예에서, 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 90 질량% 이하, 예컨대 80 질량% 이하 또는 70 질량% 이하 또는 60 질량% 이하 또는 50 질량% 이하 또는 45 질량% 이하 또는 40 질량% 이하 또는 30 질량% 이하 또는 20 질량% 이하 또는 15 질량% 이하 또는 10 질량% 이하 또는 5 질량% 이하의 제2 상을 포함할 수 있다. 다상 알루미노실리케이트 중의 제2 상의 질량%는 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
일부 예에서, 다상 알루미노실리케이트 형태는 제2 상에 대한 특정 함량의 제1 상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다상 알루미노실리케이트는 0.1 이상의 함량비(Cr = C1/C2)를 가질 수 있고, 여기서 C1은 다상 알루미노실리케이트 중의 제1 상의 질량 퍼센트이고 C2는 다상 알루미노실리케이트 중의 제2 상의 질량 퍼센트이다. 예를 들어, 함량비는 0.2 이상, 예컨대 0.3 이상 또는 0.4 이상 또는 0.5 이상 또는 0.6 이상 또는 0.7 이상 또는 0.8 이상 또는 0.9 이상 또는 1 이상 또는 1.1 이상 또는 1.2 이상 또는 1.3 이상 또는 1.4 이상 또는 1.5 이상 또는 1.6 이상 또는 1.7 이상 또는 1.8 이상 또는 1.9 이상 또는 2 이상 또는 2.2 이상 또는 2.5 이상일 수 있다. 그러나, 또 다른 비제한적 구체예에서, 함량비는 4 이하, 예컨대 3.5 이하 또는 3 이하 또는 2.5 이하 또는 2 이하 또는 1.9 이하 또는 1.8 이하 또는 1.7 이하 또는 1.6 이하 또는 1.5 이하 또는 1.4 이하 또는 1.3 이하 또는 1.2 이하 또는 1.1 이하 또는 1 이하 또는 0.9 이하 또는 0.8 이하 또는 0.7 이하 또는 0.6 이하 또는 0.5 이하 또는 0.4 이하 또는 0.3 이하 또는 0.2 이하일 수 있다. 함량비가 위에 언급된 임의의 최소값 및 최대값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
특정 예에서, 제1 상은 알루미노실리케이트 재료를 포함할 수 있고, 더욱 구체적으로, 본질적으로 알루미노실리케이트 재료로 구성될 수 있다. 또 다른 예에서, 제1 상은 다결정질 알루미노실리케이트 재료를 포함할 수 있고, 여기서 다결정질 재료는 절편 방법에 따라 측정된 특정 평균 미세결정 크기(D50)를 갖는다. 예를 들어, 제1 상은 1 nm 이상 1000 마이크론 이하의 범위 내의 평균 미세결정 크기를 가질 수 있다.
다상 알루미노실리케이트는 연마 입자로서 개선된 성능을 촉진할 수 있는 특정 조성을 가질 수 있다. 예를 들어, 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 10 질량% 이상, 예컨대 20 질량% 이상 또는 30 질량% 이상 또는 40 질량% 이상 또는 42 질량% 이상 또는 44 질량% 이상 또는 46 질량% 이상 또는 48 질량% 이상의 알루미나(Al2O3)를 포함할 수 있다. 그러나, 또 다른 비제한적 구체예에서, 다상 알루미노실리케이트 중의 알루미나의 함량은 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 65 질량% 이하, 예컨대 60 질량% 이하 또는 55 질량% 이하 또는 50 질량% 이하 또는 48 질량% 이하 또는 45 질량% 이하 또는 42 질량% 이하 또는 40 질량% 이하일 수 있다. 다상 알루미노실리케이트 중의 알루미나의 질량%는 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
또 다른 구체예에서, 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 예컨대 10 질량% 이상, 예컨대 20 질량% 이상 또는 25 질량% 이상 또는 30 질량% 이상 또는 40 질량% 이상 또는 45 질량% 이상 또는 50 질량% 이상 또는 52 질량% 이상 또는 54 질량% 이상 또는 56 질량% 이상 또는 58 질량% 이상 또는 60 질량% 이상의 특정 함량의 실리카(SiO2)를 포함할 수 있다. 또 다른 비제한적 구체예에서, 다상 알루미노실리케이트 중의 실리카의 질량%는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 80 질량% 이하, 예컨대 70 질량% 이하 또는 60 질량% 이하 또는 58 질량% 이하 또는 56 질량% 이하 또는 54 질량% 이하 또는 52 질량% 이하 또는 50 질량% 이하일 수 있다. 다상 알루미노실리케이트 중의 실리카의 함량은 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
추가의 구체예에서, 다상 알루미노실리케이트는 1 질량% 미만의 결정질 실리카를 포함할 수 있다. 특정 양태에서, 다상 알루미노실리케이트에는 본질적으로 결정질 실리카가 없을 수 있다. 또 다른 특정 구체예에서, 다상 알루미노실리케이트에는 석영, 크리스토발라이트 및 구상 철이 없을 수 있다.
다른 예에서, 다상 알루미노실리케이트는 특정 함량의 산화 칼륨을 포함할 수 있다. 예를 들어, 한 구체예에서 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 0.5 질량% 이상, 예컨대 0.8 질량% 이상 또는 1 질량% 이상 또는 1.2 질량% 이상 또는 1.5 질량% 이상 또는 1.8 질량% 이상 또는 2 질량% 이상 또는 2.5 질량% 이상 산화 칼륨(K2O)을 포함할 수 있다. 그러나, 또 다른 비제한적 구체예에서, 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 8 질량% 이하, 예컨대 5 질량% 이하 또는 4 질량% 이하 또는 3 질량% 이하 또는 2.5 질량% 이하 산화 칼륨을 포함할 수 있다. 다상 알루미노실리케이트 중의 산화 칼륨의 함량은 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
또 다른 구체예에서, 다상 알루미노실리케이트는 연마 입자로서 개선된 성능을 촉진할 수 있는 특정 함량의 산화 철(Fe2O3 또는 Fe3O4)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 0.5 질량% 이상, 예컨대 1 질량% 이상 또는 1.2 질량% 이상 또는 1.5 질량% 이상 또는 1.8 질량% 이상 또는 2 질량% 이상 산화 철을 포함할 수 있다. 그러나, 또 다른 비제한적 구체예에서, 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 8 질량% 이하, 예컨대 5 질량% 이하 또는 4 질량% 이하 또는 3 질량% 이하 또는 2.5 질량% 이하 또는 2 질량% 이하 또는 1.8 질량% 이하 또는 1.5 질량% 이하 산화 철을 포함할 수 있다. 다상 알루미노실리케이트 중의 산화 철의 함량은 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
다상 알루미노실리케이트는 연마 입자로서 개선된 성능을 촉진할 수 있는 특정 함량의 산화 티타늄(TiO2), 산화 칼슘(CaO) 및 산화 마그네슘(MgO)을 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 0.1 질량% 이상, 예컨대 0.2 질량% 이상 또는 0.3 질량% 이상 또는 0.4 질량% 이상 또는 0.5 질량% 이상 또는 0.6 질량% 이상의 총 함량의 산화 티타늄, 산화 칼슘 및 산화 마그네슘을 포함할 수 있다. 다른 구체예에서, 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 2 질량% 이하, 예컨대 1 질량% 이하 또는 0.8 질량% 이하 또는 0.6 질량% 이하의 산화 티타늄, 산화 칼슘 및 산화 마그네슘의 총 함량을 포함할 수 있다. 다상 알루미노실리케이트 중의 산화 티타늄, 산화 칼슘, 산화 마그네슘의 총 함량은 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
추가의 구체예에서, 다상 알루미노실리케이트에는 본질적으로 지르코니아(ZrO2)가 없을 수 있다.
다상 알루미노실리케이트는 연마 입자로서의 사용을 용이하게 할 수 있는 모스 경도를 가질 수 있다. 예를 들어, 다상 알루미노실리케이트는 6 이상, 예컨대 7 이상, 8 이상, 또는 심지어 9의 모스 경도를 가질 수 있다. 그러나, 한 구체예에서, 다상 알루미노실리케이트의 모스 경도는 9 이하 예컨대 8 이하일 수 있다 다상 알루미노실리케이트의 모스 경도는 예를 들어 6 이상 및 9 이하의 범위 이내를 포함하여, 위에 언급된 임의의 최소값 및 최대값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
다상 알루미노실리케이트는 연마 입자로서의 사용을 용이하게 할 수 있는 특정 평균 비커스 경도를 가질 수 있다. 예를 들어, 다상 알루미노실리케이트는 6.5 GPa 이상, 예컨대 6.7 GPa 이상 또는 6.8 GPa 이상 또는 7 GPa 이상 또는 7.3 GPa 이상 또는 7.5 GPa 이상 또는 7.7 GPa 이상 또는 7.9 GPa 이상 또는 8 GPa이상의 평균 비커스 경도를 가질 수 있다. 또 다른 예에서, 다상 알루미노실리케이트 12 GPa 이하, 예컨대 11GPa 이하 또는 10 GPa 이하 또는 9.7 이하 GPa 또는 9.5 GPa 이하 또는 9.3 GPa 이하 또는 9.1 GPA 이하 또는 9 GPa 이하 또는 8.7 GPa 이하 또는 8.5 GPa 이하 또는 8.3 GPa 이하 또는 8.2 GPa이하의 평균 비커스 경도를 가질 수 있다. 다상 알루미노실리케이트의 평균 비커스 경도는 예를 들어 6.5 Gpa 이상 및 12 이하 Gpa의 범위 이내를 포함하여, 위에 언급된 임의의 최소값 및 최대값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
비커스 경도는 연마 입자의 연마된 표면의 다이아몬드 압입(indentation) 방법(당업계에서 공지이고 표준화됨)에 기초하여 측정됨이 이해될 것이다. 연마 입자의 샘플은 에폭시 수지에 베이클라이트 마운트를 만든 다음 Struers Tegramin 30 연마 유닛을 사용하여 다이아몬드 연마 슬러리로 연마하여 제조된다. 300gm 하중 및 50X 대물 렌즈가 있는 Wilson VH1202 미세-경도 테스터를 사용하여, 다섯 가지 상이한 연마 입자에 대해 5 개의 다이아몬드 압흔을 측정한다. 측정값은 비커스 단위, kgf/mm2이고, 비커스 수에 0.009807을 곱하여 GPa로 전환된다. 통계적으로 관련된 계산을 하기 위해 적합한 샘플 크기에 대해 경도의 평균 및 범위가 기록된다.
특정 예에서, 다상 알루미노실리케이트를 포함하는 연마 입자는 개선된 성능을 촉진하는 특정 함량의 기공을 가질 수 있다. 예를 들어, 연마 입자는 연마 입자의 총 부피에 대해 1 vol% 이상, 예컨대 2 vol% 이상 또는 3 vol% 이상 또는 4 vol% 이상 또는 5 vol% 이상 또는 6 vol% 이상 또는 7 vol% 이상 또는 8 vol% 이상 또는 9 vol% 이상 또는 10 vol% 이상의 기공을 포함할 수 있다. 한 비제한적 구체예에서, 연마 입자, 예컨대 다상 알루미노실리케이트를 포함하는 것은, 연마 입자의 총 부피에 대해 20 vol% 이하, 예컨대 18 vol% 이하 또는 16 vol% 이하 또는 14 vol% 이하 또는 12 vol% 이하 또는 10 vol% 이하 또는 8 vol% 이하 또는 6 vol% 이하의 기공을 가질 수 있다. 연마 입자 중의 기공의 함량은 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다. 또한, 상기 언급된 백분율은 다상 알루미노실리케이트 연마 입자 내에만 존재할 수 있는 기공에도 적용 가능하다.
연마 입자는 연마 입자로서의 사용을 용이하게 할 수 있는 특정 밀도를 가질 수 있다. 예를 들어, 연마 입자는 2.5 g/cm3 이상 내지 2.8 g/cm3 이하의 범위 내의 밀도를 가질 수 있다.
다른 예에서, 다상 알루미노실리케이트를 포함하는 연마 입자는 특정 연마 적용 분야에서 사용을 용이하게 할 수 있는 특정 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 연마 입자는 1 마이크론 이상, 예컨대 10 마이크론 이상 또는 20 마이크론 이상 또는 50 마이크론 이상 또는 100 마이크론 이상 또는 200 마이크론 이상 또는 300 마이크론 이상 또는 500 마이크론 이상 또는 800 마이크론 이상 또는 1000 마이크론 이상의 평균 입자 크기(D50)를 가질 수 있다. 또 다른 비제한적 구체예에서, 연마 입자의 평균 입자 크기는 10 mm 이하, 예컨대 8 mm 이하 또는 7 mm 이하 또는 6 mm 이하 또는 5 mm 이하 또는 4 mm 이하 또는 3 mm 이하 또는 2 mm 이하 또는 1 mm 이하 또는 800 마이크론 이하 또는 500 마이크론 이하 또는 100 마이크론 이하일 수 있다. 연마 입자는 상기 언급된 임의의 최소값 및 최대값을 포함하는 범위 이내, 예컨대 1 마이크론 이상 및 10 mm 이하의 범위 이내의 평균 입자 크기(D50)를 가질 수 있음이 이해될 것이다.
연마 입자는 의도된 적용 분야에 따라 다양한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 연마 입자, 예컨대 다상 알루미노실리케이트를 포함하는 연마 입자는 무작위로 성형된 입자, 성형된 연마 입자 또는 일정 높이 연마 입자일 수 있다. 도 2는 한 구체예에 따른 성형된 연마 입자의 사시도 예시를 포함한다. 성형된 연마 입자(200)는 주 표면(202), 주 표면(203), 및 주 표면(202 및 203) 사이에 연장되는 측면(204)를 포함하는 본체(201)를 포함할 수 있다. 도 2에 예시된 바와 같이, 성형된 연마 입자(200)의 본체(201)는 얇은 형태의 본체일 수 있고, 여기서 주 표면(202 및 203)은 측면(204)보다 크다. 더욱이, 본체(201)는 지점으로부터 기저부까지 주 표면(202 또는 203)의 중간점(250)을 통해 연장되는 세로축(210)을 포함할 수 있다. 세로축(210)은 주 표면을 따르고 주 표면(202)의 중간점(250)을 통하는 본체의 최장 치수를 정의할 수 있다. 특정 입자에서, 본체의 주 표면의 중간점이 명확하지 않은 경우, 주 표면을 위에서 아래로 보고, 주 표면의 2차원 형태 주위에 가장 가깝게 맞은 원을 그리고, 주 표면의 중간점으로서 원의 중심을 사용할 수 있다.
성형된 연마 입자는 몰딩, 프린팅, 주조, 압출 등을 포함하는 특정 공정을 통해 형성될 수 있다. 성형된 연마 입자는 각 입자가 서로에 대해 실질적으로 동일한 표면 및 가장자리 배열을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 성형된 연마 입자의 그룹은 일반적으로 서로에 대해 동일한 표면 및 가장자리의 배열 및 배향 및 또는 2차원 형태를 갖는다. 그와 같이, 성형된 연마 입자는 서로에 대한 표면 및 가장자리의 배열에서 비교적 높은 형태 충실성 및 일관성을 갖는다. 더욱이, 일정 높이 연마 입자(constant height abrasive particle, CHAP)가 또한 주 표면을 위에서 아래로 볼 때 불규칙 2차원 형태를 가질 수 있는 얇은 형태의 본체의 형성을 용이하게 하는 특정 공정을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 4를 참조하라. CHAP는 성형된 연마 입자보다 더 적은 형태 충실성을 가질 수 있지만, 측면에 의해 분리된, 실질적으로 편평하고 평행한 주 표면을 가질 수 있다.
대조적으로, 비성형 입자(예를 들어, 도 5 참조)는 여러 상이한 공정을 통해 형성될 수 있고 성형된 연마 입자 및 CHAP와 비교하여 상이한 형태 속성을 가질 수 있다. 예를 들어, 비성형 입자는 전형적으로, 재료의 덩어리가 형성된 다음 되고 부서지고 폭발된 다음 체별되어 특정 크기의 연마 입자를 얻는 분쇄 공정에 의해 형성된다. 그러나, 비성형 입자는 일반적으로 표면 및 가장자리의 무작위 배열을 가질 것이고, 일반적으로 표면 및 가장자리의 배열에서 인식 가능한 2차원 또는 3차원 형태가 부족할 것이다. 더욱이, 비성형 입자는 서로에 대해 일관된 형태를 가질 필요가 없으므로, 성형된 연마 입자 또는 CHAP에 비해 현저하게 더 낮은 형태 충실성을 갖는다. 비성형 입자는 일반적으로 각 입자 및 다른 비성형 입자에 대한 표면 및 가장자리의 무작위 배열에 의해 정의된다.
도 2를 다시 참조하면, 본체(201)는 동일한 주 표면(202) 상의 세로축(210)에 일반적으로 수직으로 연장되는 본체(201)의 폭을 정의하는 가로축(1011)을 추가로 포함할 수 있다. 마지막으로, 예시된 바와 같이, 본체(201)는 수직축(212)을 포함할 수 있고, 이는 얇은 형태의 본체의 맥락에서 본체(201)의 높이 (또는 두께)를 정의할 수 있다. 얇은 형태의 본체의 경우, 세로축(210)의 길이는 수직축(212)보다 길다. 예시된 바와 같이, 두께(212)는 주 표면(202 및 203) 사이의 측면(204)을 따르고 세로축(210) 및 가로축(1011)에 의해 정의되는 평면에 수직으로 연장될 수 있다. 본원의 연마 입자의 길이, 폭 및 높이에 대한 언급은 예를 들어, 고정 연마재에 부착된 연마 입자의 그룹을 포함하는 더 큰 그룹의 연마 입자의 적합한 샘플링 크기로부터 취한 평균 값을 참조할 수 있음이 이해될 것이다.
얇은 성형된 연마 입자를 포함하는 본원의 구체예의 성형된 연마 입자는 길이가 폭보다 크거나 이와 같을 수 있도록 길이:폭의 1차 종횡비를 가질 수 있다. 또한, 본체(201)의 길이는 높이보다 크거나 이와 같을 수 있다. 마지막으로, 본체(201)의 폭은 높이보다 크거나 이와 같을 수 있다. 그러나, 특정한 다른 구체예에서, 폭이 길이보다 클 수 있다. 예를 들어, 본체(201)가 정삼각형인 구체예에서, 폭이 길이보다 클 수 있다.
성형된 연마 입자를 포함하는 본원의 구체예의 연마 미립자는 결정질 재료, 보다 상세하게는, 다결정 재료을 포함할 수 있다. 특히, 다결정 재료는 연마 입자를 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 예를 들어, 성형된 연마 입자의 본체를 포함하여 연마 입자의 본체는 본질적으로 결합제와 같은 유기 재료가 없을 수 있다. 적어도 하나의 구체예에서, 연마 입자는 본질적으로 다결정 재료로 구성될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 연마 입자, 예컨대 성형된 연마 입자에는 실란이 없을 수 있고, 특히 실란 코팅을 가지지 않을 수 있다.
도 2는 일반적으로 삼각형 2차원 형태를 갖는 상부 주 표면(202) 또는 주 표면(203)의 평면에 의해 정의되는 2차원 형태를 갖는 성형된 연마 입자의 예시를 포함한다. 본원의 구체예의 성형된 연마 입자가 그렇게 제한되지 않고 다른 2차원 형태를 포함할 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 본원의 구체예의 성형된 연마 입자는 다각형, 규칙 다각형, 불규칙 다각형, 아치형 면 또는 곡면 또는 면의 일부를 포함하는 불규칙 다각형, 타원체, 숫자, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 한자 문자, 다각형 형태의 조합을 갖는 복합한 형태, 중심 영역 및 중심 영역으로부터 연장된 복수의 팔(예를 들어, 셋 이상의 팔)을 포함하는 형태(예를 들어, 별 형태), 및 이들의 조합을 포함하는 형태의 군으로부터 본체의 주 표면에 의해 정의된 2차원 형태를 갖는 본체를 갖는 입자를 포함할 수 있다. 특정 다각형 형태는 직사각형, 사다리꼴, 사변형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 구각형, 십각형 및 이들의 임의의 조합을 포함한다. 또 다른 예에서, 최종적으로 형성된 성형된 연마 입자는 불규직한 사각형, 불규칙한 직사각형, 불규칙한 사다리꼴, 불규칙한 오각형, 불규칙한 육각형, 불규칙한 칠각형, 불규칙한 팔각형, 불규칙한 구각형, 불규칙한 십각형 및 이들의 조합과 같은 2차원 형태를 갖는 본체를 가질 수 있다. 불규칙 다각형 형태는 다각형 형태를 정의하는 적어도 하나의 면이 다른 면에 대해 치수(예를 들어, 길이)가 상이한 것이다. 본원의 다른 구체예에서 예시된 바와 같이, 특정 성형된 연마 입자의 2차원 형태는 특정 개수의 외부 지점 또는 외부 모서리를 가질 수 있다. 예를 들어, 성형된 연마 입자의 본체는 길이 및 폭에 의해 정의되는 평면에서 볼 때 2차원 다각형 형태를 가질 수 있고, 여기서 본체는 적어도 4 개의 외부 지점(예를 들어, 사각형), 적어도 5 개의 외부 지점(예를 들어, 오각형), 적어도 6 개의 외부 지점(예를 들어, 육각형), 적어도 7 개의 외부 지점(예를 들어, 칠각형), 적어도 8 개의 외부 지점(예를 들어, 팔각형), 적어도 9 개의 외부 지점(예를 들어, 구각형) 등을 갖는 2차원 형태를 포함한다.
도 3은 또 다른 구체예에 따른 성형된 연마 입자의 사시도 예시를 포함한다. 특히, 성형된 연마 입자(300)는 말단 표면(302 및 303)으로 지칭될 수 있는 표면(302) 및 표면(303)을 포함하는 본체(301)를 포함할 수 있다. 본체(301)는 말단 표면(302 및 303) 사이에 연장되고 결합된 주 표면(304, 305, 306, 307)을 추가로 포함할 수 있다. 도 3의 성형된 연마 입자는 주 표면 (305)을 따르고 중간점(340)을 통해 말단 표면(302 및 303) 사이에 연장되는 세로축(310)을 갖는 연신된 성형된 연마 입자이다. 식별 가능한 2차원 형태를 갖는 입자, 예컨대 도 2 및 3의 성형된 연마 입자의 경우에, 세로축은 주 표면에서 중간점을 통해 본체의 길이를 정의하는 것으로 쉽게 이해될 수 있는 치수이다. 예를 들어, 도 3에서, 성형된 연마 입자(300)의 세로축(310)은 나타난 바와 같이 주 표면을 정의하는 가장자리에 평행한 말단 표면(302 및 303) 사이에 연장된다. 그러한 세로축은 막대의 길이를 정의하는 방법과 일치한다. 특히, 세로축(310)은 말단 표면(302 및 303)을 연결하는 모서리 및 주 표면(305)을 정의하는 가장자리 사이에 대각선으로 연장되지 않는데, 그러한 선이 최대 길이의 치수를 정의할 수 있음에도 불구하고 그러하다. 주 표면이 기복 또는 완벽하게 평면인 표면에서 약간의 결함을 갖는 정도까지, 세로축은 기복을 무시하는 탑-다운, 2차원 이미지를 사용하여 결정될 수 있다.
본체(301)가 일반적으로 말단 표면(302 및 303)에 의해 정의된 정사각형 단면 윤곽을 갖기 때문에, 표면(305)이 세로축(310)을 예시하기 위해 선택됨이 이해될 것이다. 그와 같이, 표면(304, 305, 306, 및 17)은 서로에 대해 대략 동일한 크기일 수 있다. 다른 연신된 연마 입자의 맥락에서, 표면(302 및 303)은 상이한 형태, 예를 들어, 직사각형 형태를 가질 수 있고, 그와 같이 적어도 하나의 표면(304, 305, 306, 및 307)이 다른 것에 비해 더 클 수 있다. 그러한 예에서, 가장 큰 표면은 주 표면을 정의할 수 있고, 세로축은 표면 중 가장 큰 표면을 따라 중간점(340)을 통해 연장될 것이고 주 표면을 정의하는 가장자리에 평행하게 연장될 수 있다. 추가로 예시되는 바와 같이, 본체(301)는 표면(305)에 의해 정의되는 동일한 평면 내에서 세로축(310)에 대해 수직으로 연장되는 가로축(311)을 포함할 수 있다. 추가로 예시되는 바와 같이, 본체(301)는 연마 입자의 높이를 정의하는 수직축(312)을 추가로 포함할 수 있고, 여기서 수직축(312)은 표면(305)의 세로축(310) 및 가로축(311)에 의해 정의되는 평면에 수직인 방향으로 연장된다.
도 2의 얇은 성형된 연마 입자와 마찬가지로, 도 3의 연신된 성형된 연마 입자가 다양한 2차원 형태, 예컨대 도 10 성형된 연마 입자의에 대해 정의된 것을 가질 수 있음이 이해될 것이다. 본체(301)의 2차원 형태는 말단 표면(302 및 303)의 둘레의 형태에 의해 정의될 수 있다. 연신된 성형된 연마 입자(1100)는 본원의 구체예의 성형된 연마 입자의 임의의 속성을 가질 수 있다.
도 4는 구체예에 따른 제어 높이 연마 입자(controlled height abrasive particle, CHAP)의 사시도 예시를 포함한다. 예시된 바와 같이, CHAP(400)는 제1 주 표면(402), 제2 주 표면(403), 및 제1 및 제2 주 표면(402 및 403) 사이에 연장된 측면(404)을 포함하는 본체(401)를 포함할 수 있다. 도 4에 예시된 바와 같이, 본체(401)는 얇고 비교적 편평한 형태를 가질 수 있고, 여기서 제1 및 제2 주 표면(402 및 403)은 측면(404)보다 크고 서로 실질적으로 평행하다. 더욱이, 본체(401)는 중간점(420)을 통해 연장되고 본체(401)의 길이를 정의하는 세로축(410)을 포함할 수 있다. 본체(401)는 제1 주 표면(402) 상의 가로축(411)을 추가로 포함할 수 있고, 이는 제1 주 표면(402)의 중간점(420)을 통해, 세로축(410)에 수직으로 연장되고, 본체(401)의 폭을 정의한다.
본체(401)는 본체(401)의 높이 (또는 두께)를 정의할 수 있는 수직축(412)을 추가로 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 수직축(412)은 제1 및 제2 주 표면(402 및 403) 사이의 측면(404)을 따라 제1 주 표면 상의 축(410 및 411)에 의해 정의되는 평면에 일반적으로 수직인 방향으로 연장될 수 있다. 얇은 형태의 본체, 예컨대 도 4에 예시된 CHAP의 경우에, 길이는 폭보다 크거나 이와 같을 수 있으며 길이는 높이보다 클 수 있다. 본원의 연마 입자의 길이, 폭, 및 높이에 대한 언급은 연마 입자의 배치의 연마 입자의 적합한 샘플링 크기로부터 취한 평균 값을 참조할 수 있음이 이해될 것이다.
도 2 및 3의 성형된 연마 입자와는 달리, 도 4의 CHAP는 제1 또는 제2 주 표면(402 및 403)의 둘레에 기초하여 용이하게 식별 가능한 2차원 형태를 갖지 않는다. 그러한 연마 입자는 재료의 얇은 층을 파쇄하여 제어된 높이를 갖지만 주 표면이 불규칙하게 형성된 표면인 연마 입자를 형성하는 것을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 그러한 입자의 경우, 세로축은 표면 상의 중간점을 통해 연장되는 주 표면의 최장 치수로 정의된다. 주 표면이 기복을 갖는 정도까지, 세로축은 기복을 무시하는 탑-다운, 2차원 이미지를 사용하여 결정될 수 있다. 더욱이, 위에서 언급한 바와 같이, 가장 가깝게 맞는 원이 사용되어 주 표면의 중간점을 식별하고 세로축 및 가로축을 식별할 수 있다.
도 5는 연신된, 비성형 연마 입자 또는 2차 입자, 예컨대 희석제 입자, 충전제, 응집체 등일 수 있는 비성형 입자 또는 무작위로 성형된 입자의 예시를 포함한다. 비성형 입자(550)는 일반적으로 본체(551)의 외부 표면을 따라 연장되는 가장자리(555)의 무작위 배열을 포함하는 본체(551)를 가질 수 있다. 본체는 입자의 최장 치수를 정의하는 세로축(552)을 추가로 포함할 수 있다. 세로축(552)은 2차원으로 볼 때 본체의 최장 치수를 정의한다. 따라서, 세로축이 주 표면에서 측정되는 성형된 연마 입자 및 CHAP와 달리, 비성형 입자의 세로축은 입자가 입자의 최장 치수의 보기를 제공하는 이미지 또는 관점을 사용하여 2차원으로 보일 때 서로 가장 멀리 떨어진 본체 상의 지점에 의해 정의된다. 즉, 도 5에 예시되는 것과 같은 연신된 입자이지만 비성형인 입자는 최장 치수를 세로축을 적절하게 평가하도록 명확하게 만드는 관점에서 보아야 한다. 본체(551)는 세로축(552)에 대해 수직으로 연장되고 입자의 폭을 정의하는 가로축(553)을 추가로 포함할 수 있다. 가로축(553)은 세로축(552)을 식별하기 위해 사용되는 동일한 평면에서 세로축의 중간점(556)을 통해 세로축(552)에 수직으로 연장될 수 있다. 연마 입자는 수직축(554)에 의해 정의되는 높이 (또는 두께)를 가질 수 있다. 수직축(554)은 중간점(556)을 통해 그러나 세로축(552) 및 가로축(553)을 한정하기 위해 사용되는 평면에 수직인 방향으로 연장될 수 있다. 높이를 평가하기 위해, 길이 및 폭을 평가하기 위해 사용된 것과 상이한 관점에서 입자를 보기 위한 연마 입자의 시점을 변경해야 할 수 있다.
이해될 것과 같이, 연마 입자는 세로축(552)에 의해 정의된 길이, 가로축(553)에 의해 정의된 폭, 및 높이를 정의하는 수직축(554)을 가질 수 있다. 이해될 것과 같이, 본체(551)는 길이가 폭과 같거나 그보다 크도록 길이:폭의 1차 종횡비를 가질 수 있다. 또한, 본체(551)의 길이는 높이보다 크거나 이와 같을 수 있다. 마지막으로, 본체(551)의 폭은 높이(554)보다 크거나 이와 같을 수 있다.
비성형 입자(550)는, 예를 들어 조성물, 미세구조 특징(예를 들어, 평균 입자 크기), 경도, 공극률 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 본원의 구체예에 설명된 연마 입자의 임의의 속성을 가질 수 있다.
특정 예에서, 결합 재료는 연마 물품의 개선된 성능에 적합한 특정 조성을 가질 수 있다. 예를 들어, 결합 재료는 무기 재료, 유기 재료, 또는 이들의 임의의 조합의 군으로부터 선택된 재료를 포함할 수 있다. 특정 예에서, 결합 재료는 세라믹 재료, 비정질 재료, 금속 재료, 고분자 재료 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 더욱 특정한 구체예에서, 결합 재료는 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 고무, 폴리이미드, 폴리벤즈이미다졸, 방향족 폴리아미드, 변성 페놀 수지 또는 이들의 임의의 조합의 군으로부터의 고분자 재료를 포함할 수 있다.
결합된 연마 본체는 의도된 적용 분야에 따라 다양한 크기, 형상 및 외곽을 가질 수 있다. 특정 예에서, 결합된 연마 본체는 도 1에 나타나는 바와 같이 10:1 이상의 종횡비(AR = D:t)를 가질 수 있고, 여기서 "D"는 직경이고 "t"는 두께이다. 또 다른 예에서, 종횡비는 예컨대 15:1 이상 또는 20:1 이상 또는 35:1 이상 또는 50:1 이상 또는 75:1 이상 또는 100:1 이상 또는 심지어 125:1 이상 더 클 수 있다. 또 다른 구체예에서, 결합된 연마 본체의 종횡비는 1000:1 이하, 예컨대 15:1 이하 또는 20:1 이상 또는 35:1 이상 또는 50:1 이상 또는 75:1 이상 또는 100:1 이상 또는 심지어 125:1 이상일 수 있다. 종횡비가 위에 제공된 임의의 최소 내지 최대 비율을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
또 다른 양태에서 결합된 연마 본체는 개선된 성능을 촉진할 수 있는 본체 내의 특정 함량의 연마 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 결합된 연마 본체는 결합된 연마 본체의 총 부피에 대해 1 vol% 이상, 예컨대 2 vol% 이상 또는 약 5 vol% 이상 또는 약 8 vol% 이상 또는 약 10 vol% 이상 또는 약 12 vol% 이상 또는 약 15 vol% 이상 또는 18 vol% 이상 또는 약 20 vol% 이상 또는 약 22 vol% 이상 또는 약 25 vol% 이상 또는 약 28 vol% 이상 또는 약 30 vol% 이상 연마 입자를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 예에서, 결합된 연마 본체는 결합된 연마 본체의 총 부피에 대해 85 vol% 이하 예컨대 80 vol% 이하 또는 75 vol% 이하 또는 70 vol% 이하 또는 65 vol% 이하 또는 60 vol% 이하 또는 55 vol% 이하 또는 50 vol% 이하 또는 45 vol% 이하 또는 40 vol% 이하 또는 35 vol% 이하 또는 30 vol% 이하 또는 25 vol% 이하 또는 20 vol% 이하 또는 18 vol% 이하 또는 15 vol% 이하 또는 12 vol% 이하 또는 10 vol% 이하 연마 입자를 포함할 수 있다. 결합된 연마 본체 중의 연마 입자의 함량은 예를 들어 결합된 연마 본체의 총 부피에 대해 50 vol% 이상 및 80 vol% 이하 연마 입자의 범위를 포함하여, 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
다른 예에서, 결합된 연마 본체는 개선된 성능을 촉진할 수 있는 특정 함량의 결합 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 결합된 연마 본체는 결합된 연마 본체의 총 부피에 대해 2 vol% 이상, 예컨대 3 vol% 이상 또는 약 4 vol% 이상 또는 5 vol% 이상 또는 약 6 vol% 이상 또는 약 7 vol% 이상 또는 약 8 vol% 이상 또는 약 9 vol% 이상 또는 약 10 vol% 이상 또는 약 15 vol% 이상 또는 약 20 vol% 이상 또는 25 vol% 이상 또는 약 30 vol% 이상 또는 약 35 vol% 이상 또는 약 40 vol% 이상 또는 약 45 vol% 이상 또는 약 50 vol% 이상 또는 약 55 vol% 이상 또는 약 60 vol% 이상 또는 65 vol% 이상의 결합 재료를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 결합된 연마 본체는 결합된 연마 본체의 총 부피에 대해 90 vol% 이하, 예컨대 85 vol% 이하 또는 80 vol% 이하 또는 70 vol% 이하 또는 60 vol% 이하 또는 50 vol% 이하 또는 40 vol% 이하 또는 30 vol% 이하 또는 20 vol% 이하 결합 재료를 포함할 수 있다. 결합된 연마 본체 중의 결합 재료의 함량은 결합된 연마 본체의 총 부피에 대해 예를 들어 8 vol% 이상 내지 40 vol% 이하 결합 재료의 범위를 포함하여, 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
또 다른 구체예에서, 특정 함량의 기공이 개선된 성능을 촉진할 수 있는 결합된 연마 본체에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 결합된 연마 본체는 결합된 연마 본체의 총 부피에 대해 1 vol% 이상 기공, 예컨대 2 vol% 이상 또는 약 3 vol% 이상 또는 약 5 vol% 이상 또는 8 vol% 이상 또는 약 10 vol% 이상 또는 12 vol% 이상 또는 약 15 vol% 이상 또는 약 20 vol% 이상 또는 25 vol% 이상 또는 약 30 vol% 이상의 기공 함량을 가질 수 있다. 다른 예에서, 본체는 결합된 연마 본체의 총 부피에 대해 60 vol% 이하, 예컨대 55 vol% 이하 또는 50 vol% 이하 또는 45 vol% 이하 또는 40 vol% 이하 또는 35 vol% 이하 또는 30 vol% 이하 또는 25 vol% 이하 또는 20 vol% 이하 또는 15 vol% 이하 또는 10 vol% 이하 또는 5 vol% 이하 기공을 포함할 수 있다. 결합된 연마 본체 중의 기공의 함량은 결합된 연마 본체의 총 부피에 대해 예를 들어 10 vol% 이상 및 40 vol% 이하 기공을 포함하는 범위를 포함하여, 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
결합된 연마 본체는 연마 물품의 구성요소이거나 연마 물품의 전체를 정의할 수 있다. 연마 물품은 특정 재료 제거 작업에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 구체예에서, 재료 제거 공정은 공작물로부터 재료를 제거하기 위해 공작물에 대해 결합된 연마 본체를 이동시키는 것을 포함한다. 결합된 연마 본체는 공작물이 정지된 동안 이동할 수 있고, 공작물은 결합된 연마 본체가 정지된 동안 이동할 수 있고, 또는 결합된 연마 본체 및 공작물 모두가 이동할 수 있다. 특정 양태에서, 공작물은 비철 금속 재료를 포함할 수 있고, 더욱 구체적으로, 본질적으로 비철 금속 재료로 구성될 수 있다. 비철 금속 재료는 본질적으로 단일 금속 원소로 구성되거나 복수의 금속 원소의 합금을 포함하는 금속 재료일 수 있다. 특정 구체예에서, 비철 금속 재료는 Al, Sn, Cu, Ag, Ni, Co, Mn, Cr, Ti, Ta, W, Pt, Au, Zn, Mg, Zr 또는 이들의 임의의 조합의 군으로부터의 적어도 하나의 원소를 포함할 수 있다.
일부 예에서, 공작물은 본원의 구체예의 연마 물품에 가장 적합할 수 있는 특정 경도를 가질 수 있다. 예를 들어, 공작물은 30HB 이상 및 150HB 이하의 범위 내의 경도를 가질 수 있다. 그러나 특정한 다른 예에서, 공작물은 본원의 구체예의 연마 물품의 이용을 가장 실현 가능하게 할 수 있는 특정 연성을 가질 수 있다. 예를 들어, 공작물은 강철보다 큰 연성을 가질 수 있다.
한 구체예에서, 연마 물품은 본 개시내용에 기재된 바와 같은 공작물에 대한 연삭 테스트에서 1.5g/g 이상, 예컨대 1.8 g/g 이상, 2 g/g 이상, 2.2 g/g 이상, 2.4 g/g 이상, 2.6 g/g 이상, 2.8 g/g 이상, 3 g/g 이상, 3.2 g/g 이상, 3.5 g/g 이상, 4 g/g 이상, 4.5 g/g 이상, 5 g/g 이상, 6 g/g 이상, 6 g/g 이상, 8 g/g 이상, 9 g/g 이상, 또는 12 g/g 이상의 누적 G-비율을 가질 수 있다. 또 다른 구체예에서, 연마 물품은 35 g/g 이하, 33 g/g 이하, 30 g/g 이하, 28 g/g 이하, 27 g/g 이하, 26 g/g 이하, 25 g/g 이하, 22 g/g 이하, 20 g/g 이하, 18 g/g 이하, 17 g/g 이하, 16 g/g 이하, 15 g/g 이하, 14 g/g 이하, 13 g/g 이하, 12 g/g 이하, 11 g/g 이하, 10 g/g 이하, 9 g/g 이하, 8 g/g 이하, 7 g/g 이하, 또는 5 g/g 이하의 누적 G-비율을 가질 수 있다. 더욱이, 연마 물품은 본원에 언급된 임의의 최소값 및 최대값을 포함하는 범위의 누적 G-비율을 가질 수 있다.
한 구체예에서, 연마 물품은 본 개시내용에 기재된 바와 같은 공작물에 대한 연삭 테스트에서, 3 g/min 이상, 예컨대 3.5 g/min 이상, 3.8 g/min 이상, 4 g/min 이상, 4.3 g/min 이상, 4.6 g/min 이상, 4.8 g/min 이상, 5 g/min 이상, 5.3 g/min 이상, 5.5 g/min 이상, 5.8 g/min 이상, 6 g/min 이상, 6.5 g/min 이상, 6.8 g/min 이상, 7 g/min 이상, 7.3 g/min 이상, 7.5 g/min 이상, 또는 8 g/min 이상의 누적 재료 제거율을 가질 수 있다. 또 다른 구체예에서, 연마 물품은 15 g/min 이하, 14 g/min 이하, 13 g/min 이하, 12 g/min 이하, 11 g/min 이하, 또는 10 g/min 이하의 누적 재료 제거율을 가질 수 있다. 더욱이, 연마 물품은 본원에 언급된 임의의 최소값 및 최대값을 포함하는 범위의 누적 재료 제거율을 가질 수 있다.
많은 상이한 양태 및 구체예가 가능하다. 이러한 양태 및 구체예 중 일부가 본원에 설명된다. 본 명세서를 읽은 후, 당업자는 양태 및 구체예가 단지 예시적인 것이며 본 발명의 범위를 제한하지 않음을 이해할 것이다. 구체예는 아래 나열된 구체예 중 어느 하나 이상에 따를 수 있다.
구체예
구체예 1. 다음을 포함하는 연마 물품:
결합 재료 내에 포함된 연마 입자를 포함하는 결합된 연마 본체, 여기서 연마 입자의 적어도 일부는 다상 알루미노실리케이트를 포함함.
구체예 2. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 대부분의 연마 입자는 결합된 연마 본체 전체에 걸쳐 연장되는 3차원 네트워크를 정의하는 결합 재료에 포함되고 이에 의해 둘러싸인다.
구체예 3. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 연마 입자의 총 부피에 대해 연마 입자의 10 vol% 이상, 예컨대 20 vol% 이상 또는 30 vol% 이상 또는 40 vol% 이상 또는 50 vol% 이상 또는 60 vol% 이상 또는 70 vol% 이상 또는 80 vol% 이상 또는 90 vol% 이상 또는 95 vol% 이상은 다상 알루미노실리케이트를 포함한다.
구체예 4. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 연마 입자의 99 vol% 이하 또는 95 vol% 이하 또는 90 vol% 이하 또는 80 vol% 이하 또는 70 vol% 이하 또는 60 vol% 이하 또는 50 vol% 이하 또는 40 vol% 이하 또는 30 vol% 이하 또는 20 vol% 이하 또는 10 vol% 이하가 다상 알루미노실리케이트를 포함한다.
구체예 5. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 다결정질 알루미노실리케이트를 포함하는 제1 상 및 비정질 상을 포함하는 제2 상을 포함하고, 여기서 비정질 상은 다결정질 알루미노실리케이트의 입자 사이의 결정립계에 배치되고, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 하소된 카올린이고, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 Molochite™이고, 여기서 본질적으로 모든 연마 입자는 다상 알루미노실리케이트를 포함한다.
구체예 6. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 연마 입자는 다상 알루미노실리케이트를 포함하는 연마 입자의 제1 그룹 및 산화물, 탄화물, 질화물, 붕소화물, 다이아몬드 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 연마 입자의 제2 그룹을 포함하는 블렌드를 포함한다.
구체예 7. 구체예 6의 연마 물품, 여기서 연마 입자의 제2 그룹은 탄화 규소, 알루미나, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함한다.
구체예 8. 구체예 6의 연마 물품, 여기서 연마 입자의 제2 그룹은 응집된 입자를 포함한다.
구체예 9. 구체예 6의 연마 물품, 여기서 연마 입자의 제2 그룹은 응집되지 않은 입자를 포함한다.
구체예 10. 구체예 6의 연마 물품, 여기서 다상 알루미노실리케이트를 포함하는 연마 입자의 부분은 다상 알루미노실리케이트를 포함하는 연마 응집체를 포함한다.
구체예 11. 구체예 6의 연마 물품, 여기서 다상 알루미노실리케이트를 포함하는 연마 입자의 부분은 다상 알루미노실리케이트를 포함하는 응집되지 않은 입자를 포함한다.
구체예 12. 구체예 6의 연마 물품, 여기서 블렌드는 10 vol% 이상 또는 20 vol% 이상 또는 30 vol% 이상 또는 40 vol% 이상 또는 50 vol % 이상 또는 60 vol% 이상 또는 70 vol% 이상 또는 80 vol% 이상 또는 90 vol% 이상 또는 95 vol% 이상의 연마재의 제2 그룹을 포함한다.
구체예 13. 구체예 6의 연마 물품, 여기서 블렌드는 99 vol% 이하 또는 95 vol % 이하 또는 90 vol % 이하 또는 80 vol % 이하 또는 70 vol % 이하 또는 60 vol % 이하 또는 50 vol % 이하 또는 40 vol % 이하 또는 30 vol % 이하 또는 20 vol % 이하 또는 10 vol % 이하의 연마 입자의 제2 그룹을 포함한다.
구체예 14. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 두 가지 상, 제1 다결정질 상 및 제2 비정질 상을 포함한다.
구체예 15. 구체예 14의 연마 물품, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 5 질량% 이상 또는 10 질량% 이상 또는 20 질량% 이상 또는 30 질량% 이상 또는 40 질량% 이상 또는 50 질량% 이상 또는 60 질량% 이상 또는 70 질량% 이상 또는 80 질량% 이상 또는 90 질량% 이상 또는 95 질량% 이상의 제1 상을 포함한다.
구체예 16. 구체예 14의 연마 물품, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 99 질량% 이하 또는 98 질량 % 이하 또는 96 질량 % 이하 또는 94 질량 % 이하 또는 90 질량 % 이하 또는 80 질량 % 이하 또는 70 질량 % 이하 또는 60 질량 % 이하 또는 50 질량 % 이하 또는 40 질량 % 이하 또는 30 질량 % 이하 또는 20 질량 % 이하 또는 10 질량 % 이하의 제1 상을 포함한다.
구체예 17. 구체예 14의 연마 물품, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 5 질량 % 이상 또는 10 질량 % 이상 또는 20 질량 % 이상 또는 30 질량 % 이상 또는 40 질량 % 이상 또는 50 질량 % 이상 또는 60 질량 % 이상 또는 70 질량 % 이상 또는 80 질량 % 이상 또는 90 질량 % 이상의 제2 상을 포함한다.
구체예 18. 구체예 14의 연마 물품, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 90 질량 % 이하 또는 80 질량 % 이하 또는 70 질량 % 이하 또는 60 질량 % 이하 또는 50 질량 % 이하 또는 40 질량 % 이하 또는 30 질량 % 이하 또는 20 질량 % 이하 또는 15 질량 % 이하 또는 10 질량 % 이하 또는 5 질량 % 이하의 제2 상을 포함한다.
구체예 19. 구체예 14의 연마 물품, 이는 0.1 이상의 함량비(Cr = C1/C2)를 추가로 포함하고, 여기서 C1은 다상 알루미노실리케이트 중의 제1 상의 질량 퍼센트이고 C2는 다상 알루미노실리케이트 중의 제2 상의 질량 퍼센트이고, 여기서 함량비(Cr)는 0.2 이상 또는 0.3 이상 또는 0.4 이상 또는 0.5 이상 또는 0.6 이상 또는 0.7 이상 또는 0.8 이상 또는 0.9 이상 또는 1 이상 또는 1.1 이상 또는 1.2 이상 또는 1.3 이상 또는 1.4 이상 또는 이상 1.5 또는 1.6 이상 또는 1.7 이상 또는 1.8 이상 또는 1.9 이상 또는 2 이상 또는 2.2 이상 또는 2.5 이상이다.
구체예 20. 구체예 14의 연마 물품, 이는 4 이하의 함량비(Cr = C1/C2)를 추가로 포함하고, 여기서 C1은 다상 알루미노실리케이트 중의 제1 상의 질량 퍼센트이고 C2는 다상 알루미노실리케이트 중의 제2 상의 질량 퍼센트이고, 여기서 함량비(Cr)는 3.5 이하 또는 3 이하 또는 2.5 이하 또는 2 이하 또는 1.9 이하 또는 1.8 이하 또는 1.7 이하 또는 1.6 이하 또는 1.5 이하 또는 1.4 이하 또는 1.3 이하 또는 1.2 이하 또는 1.1 이하 또는 1 이하 또는 0.9 이하 또는 0.8 이하 또는 0.7 이하 또는 0.6 이하 또는 0.5 이하 또는 0.4 이하 또는 0.3 이하 또는 0.2 이하이다.
구체예 21. 구체예 14의 연마 물품, 여기서 제1 상은 알루미노실리케이트 재료를 포함한다.
구체예 22. 구체예 14의 연마 물품, 여기서 제1 상은 1 nm 이상 내지 1000 마이크론 이하의 범위 내의 평균 미세결정 크기를 포함한다.
구체예 23. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 10 질량% 이상 또는 20 질량% 이상 또는 30 질량% 이상 또는 40 질량% 이상 또는 42 질량% 이상 또는 44 질량% 이상 또는 46 질량% 이상 또는 48 질량% 이상의 알루미나(Al2O3)를 포함한다.
구체예 24. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 65 질량% 이하 또는 60 질량% 이하 또는 55 질량% 이하 또는 50 질량% 이하 또는 48 질량% 이하 또는 45 질량% 이하 또는 42 질량% 이하 또는 40 질량% 이하 알루미나(Al2O3)를 포함한다.
구체예 25. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 10 질량% 이상 또는 20 질량% 이상 또는 30 질량% 이상 또는 40 질량% 이상 또는 45 질량% 이상 또는 50 질량% 이상 또는 52 질량% 이상 또는 54 질량% 이상 또는 56 질량% 이상 또는 58 질량% 이상 또는 60 질량% 이상의 실리카(SiO2)를 포함한다.
구체예 26. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 80 질량% 이하 또는 70 질량% 이하 또는 60 질량% 이하 또는 58 질량% 이하 또는 56 질량% 이하 또는 54 질량% 이하 또는 52 질량% 이하 또는 50 질량% 이하 실리카(SiO2)를 포함한다.
구체예 27. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 0.5 질량% 이상 또는 0.8 질량% 이상 또는 1 질량% 이상 또는 1.2 질량% 이상 또는 1.5 질량% 이상 또는 1.8 질량% 이상 또는 2 질량% 이상 또는 2.5 질량% 이상 산화 칼륨(K2O)을 포함한다.
구체예 28. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 8 질량% 이하 또는 5 질량% 이하 또는 4 질량% 이하 또는 3 질량% 이하 또는 2.5 질량% 이하 산화 칼륨(K2O)을 포함한다.
구체예 29. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 0.5 질량% 이상 또는 0.8 질량% 이상 또는 1 질량% 이상 또는 1.2 질량% 이상 또는 1.5 질량% 이상 또는 1.8 질량% 이상 또는 2 질량% 이상 산화 철(Fe2O3)을 포함한다.
구체예 30. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 8 질량% 이하 또는 5 질량% 이하 또는 4 질량% 이하 또는 3 질량% 이하 또는 2.5 질량% 이하 또는 2 질량% 이하 또는 1.8 질량% 이하 또는 1.5 질량% 이하 산화 철(Fe2O3)을 포함한다.
구체예 31. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 0.1 질량% 이상 또는 0.2 질량% 이상 또는 0.3 질량% 이상 또는 0.4 질량% 이상 또는 0.5 질량% 이상 또는 0.6 질량% 이상의 산화 티타늄(TiO2), 산화 칼슘(CaO) 및 산화 마그네슘(MgO)의 전체를 포함한다.
구체예 32. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 2 질량% 이하 또는 1 질량% 이하 또는 0.8 질량% 이하 또는 0.6 질량% 이하의 산화 티타늄(TiO2), 산화 칼슘(CaO) 및 산화 마그네슘(MgO)의 전체를 포함한다.
구체예 33. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 6 이상 및 9 이하의 범위 내의 모스 경도를 포함한다.
구체예 34. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 연마 입자의 부분은 연마 입자의 부분의 총 부피에 대해 1 vol% 이상 또는 2 vol% 이상 또는 3 vol% 이상 또는 4 vol% 이상 또는 5 vol% 이상 또는 6 vol% 이상 또는 7 vol% 이상 또는 8 vol% 이상 또는 9 vol% 이상 또는 10 vol% 이상의 기공을 포함한다.
구체예 35. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 연마 입자의 부분은 연마 입자의 부분의 총 부피에 대해 20 vol% 이하 또는 18 vol% 이하 또는 16 vol% 이하 또는 14 vol% 이하 또는 12 vol% 이하 또는 10 vol% 이하 또는 8 vol% 이하 또는 6 vol% 이하의 기공을 포함한다.
구체예 36. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 연마 입자의 부분은 2.5 g/cm3 이상 내지 2.8 g/cm3 이하의 범위 이내의 밀도를 포함한다.
구체예 37. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 연마 입자의 부분은 1 마이크론 이상 내지 10 mm 이하의 범위 내의 평균 입자 크기(D50)를 포함한다.
구체예 38. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 연마 입자의 부분은 서로에 대해 무작위 3차원 형상을 갖는 복수의 입자를 포함한다.
구체예 39. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 결합 재료는 무기 재료, 유기 재료, 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 재료를 포함한다.
구체예 40. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 결합 재료는 세라믹, 비정질, 고분자 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 재료를 포함한다.
구체예 41. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 결합 재료는 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 고무, 폴리이미드, 폴리벤즈이미다졸, 방향족 폴리아미드, 변성 페놀 수지 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 고분자 재료를 포함한다.
구체예 42. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 결합된 연마 본체는 10:1 이상의 종횡비 AR = D:t, 여기서 "D"는 직경이고 "t"는 두께, 또는 15:1 이상 또는 20:1 이상 또는 35:1 이상 또는 50:1 이상 또는 75:1 이상 또는 100:1 이상 또는 심지어 125:1 이상의 종횡비를 포함한다.
구체예 43. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 결합된 연마 본체는 1000:1 이하 또는 800:1 이하 또는 500:1 이하 또는 300:1 이하 또는 200:1 이하 또는 100:1 이하 또는 75:1 이하 또는 50:1 이하 또는 35:1 이하 또는 25:1 이하 또는 20:1 이하 또는 15:1 이하의 종횡비 AR = D:t를 포함하고, 여기서 "D"는 직경이고 "t"는 두께이다.
구체예 44. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 결합된 연마 본체는 결합된 연마 본체의 총 부피에 대해 1 vol% 이상 또는 2 vol% 이상 또는 약 5 vol% 이상 또는 약 8 vol% 이상 또는 약 10 vol% 이상 또는 약 12 vol% 이상 또는 약 15 vol% 이상 또는 18 vol% 이상 또는 약 20 vol% 이상 또는 약 22 vol% 이상 또는 약 25 vol% 이상 또는 약 28 vol% 이상 또는 약 30 vol% 이상 연마 입자를 포함한다.
구체예 45. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 결합된 연마 본체는 결합된 연마 본체의 총 부피에 대해 85 vol% 이하 또는 80 vol% 이하 또는 75 vol% 이하 또는 70 vol% 이하 또는 65 vol% 이하 또는 60 vol% 이하 또는 55 vol% 이하 또는 50 vol% 이하 또는 45 vol% 이하 또는 40 vol% 이하 또는 35 vol% 이하 또는 30 vol% 이하 또는 25 vol% 이하 또는 20 vol% 이하 또는 18 vol% 이하 또는 15 vol% 이하 또는 12 vol% 이하 또는 10 vol% 이하 연마 입자를 포함한다.
구체예 46. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 결합된 연마 본체는 결합된 연마 본체의 총 부피에 대해 2 vol% 이상 또는 약 3 vol% 이상 또는 약 4 vol% 이상 또는 5 vol% 이상 또는 약 6 vol% 이상 또는 약 7 vol% 이상 또는 약 8 vol% 이상 또는 약 9 vol% 이상 또는 약 10 vol% 이상 또는 약 15 vol% 이상 또는 약 20 vol% 이상 또는 25 vol% 이상 또는 약 30 vol% 이상 또는 약 35 vol% 이상 또는 약 40 vol% 이상 또는 약 45 vol% 이상 또는 약 50 vol% 이상 또는 약 55 vol% 이상 또는 약 60 vol% 이상 또는 65 vol% 이상 결합 재료를 포함한다.
구체예 47. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 결합된 연마 본체는 결합된 연마 본체의 총 부피에 대해 90 vol% 이하 또는 85 vol% 이하 또는 80 vol% 이하 또는 70 vol% 이하 또는 60 vol% 이하 또는 50 vol% 이하 또는 40 vol% 이하 또는 30 vol% 이하 또는 20 vol% 이하 결합 재료를 포함한다.
구체예 48. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 결합된 연마 본체는 결합된 연마 본체의 총 부피에 대해 1 vol% 이상 또는 2 vol% 이상 또는 약 3 vol% 이상 또는 약 5 vol% 이상 또는 8 vol% 이상 또는 약 10 vol% 이상 또는 12 vol% 이상 또는 약 15 vol% 이상 또는 약 20 vol% 이상 또는 25 vol% 이상 또는 약 30 vol% 이상 기공을 포함한다.
구체예 49. 구체예 1의 연마 물품, 여기서 결합된 연마 본체는 결합된 연마 본체의 총 부피에 대해 60 vol% 이하 또는 55 vol% 이하 또는 50 vol% 이하 또는 45 vol% 이하 또는 40 vol% 이하 또는 35 vol% 이하 또는 30 vol% 이하 또는 25 vol% 이하 또는 20 vol% 이하 또는 15 vol% 이하 또는 10 vol% 이하 또는 5 vol% 이하 기공을 포함한다.
구체예 50. 다음 단계를 포함하는, 재료 제거 공정 수행 방법:
비철 금속 재료를 포함하는 공작물에 대해 결합된 연마 본체를 움직이는 단계, 여기서 결합된 연마 본체는 결합 재료 내에 포함된 연마 입자를 포함하고, 여기서 연마 입자의 적어도 일부는 다상 알루미노실리케이트를 포함함.
구체예 51. 구체예 50의 방법, 여기서 공작물은 비철 금속 재료로 구성된다.
구체예 52. 구체예 51의 방법, 여기서 공작물은 30HB 이상 및 150HB 이하의 범위 내의 경도를 포함한다.
구체예 53. 구체예 51의 방법, 여기서 공작물은 강철보다 큰 연성을 포함한다.
구체예 54. 구체예 50의 방법, 여기서 비철 금속 재료는 Al, Sn, Cu, Ag, Ni, Co, Mn, Cr, Ti, Ta, W, Pt, Au, Zn, Mg, 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 원소를 포함한다.
구체예 55. 구체예 50의 방법, 여기서 대부분의 연마 입자는 결합된 연마 본체 전체에 걸쳐 연장되는 3차원 네트워크를 정의하는 결합 재료에 포함되고 이에 의해 둘러싸인다.
구체예 56. 구체예 50의 방법, 여기서 10 vol% 이상 및 99 vol% 이하의 연마 입자는 다상 알루미노실리케이트를 포함한다.
구체예 57. 구체예 50의 방법, 여기서 본질적으로 모든 연마 입자는 다상 알루미노실리케이트를 포함한다.
구체예 58. 구체예 50의 방법, 여기서 연마 입자는 다상 알루미노실리케이트를 포함하는 연마 입자의 제1 그룹 및 산화물, 탄화물, 질화물, 붕소화물, 다이아몬드 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 연마 입자의 제2 그룹을 포함하는 블렌드를 포함한다.
구체예 59. 구체예 50의 방법, 여기서 블렌드는 10 vol% 이상 및 99 vol% 이하의 제2 그룹의 연마재를 포함한다.
구체예 60. 구체예 50의 방법, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 두 가지 상, 제1 다결정질 상 및 제2 비정질 상을 포함한다.
구체예 61. 구체예 60의 방법, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 5 vol% 이상 및 99 vol% 이하의 제1 상 및 5 vol% 이상 및 90 vol% 이하의 제2 상을 포함한다.
구체예 62. 구체예 60의 방법, 이는 0.1 이상 및 4 이하의 함량비(Cr = C1/C2)를 추가로 포함하고, 여기서 C1은 다상 알루미노실리케이트 중의 제1 상의 질량 퍼센트이고 C2는 다상 알루미노실리케이트 중의 제2 상의 질량 퍼센트이다.
구체예 63. 구체예 50의 방법, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 다음 중 적어도 하나를 포함한다:
다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 10 질량% 이상 및 65 질량% 이하의 알루미나(Al2O3);
다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 10 질량% 이상 및 80 질량% 이하의 실리카(SiO2);
다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 0.5 질량% 이상 및 8 질량% 이하 산화 칼륨(K2O);
다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 0.5 질량% 이상 및 8 질량% 이하 산화 철(Fe2O3);
다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 0.1 질량% 이상 및 2 질량% 이하의 산화 티타늄(TiO2), 산화 칼슘(CaO), 및 산화 마그네슘(MgO)의 전체; 또는
이들의 임의의 조합.
구체예 64. 구체예 50의 방법, 여기서 다상 알루미노실리케이트는 다음 중 적어도 하나를 포함한다:
6 내지 9의 모스 경도;
다상 알루미노실리케이트를 포함하는 연마 입자 부분의 총 부피에 대해 1 vol% 이상 및 20 vol% 이하의 기공;
2.5 g/cm3 이상 내지 2.8 g/cm3 이하의 범위 이내의 밀도;
1 마이크론 이상 내지 10 mm 이하의 범위 내의 평균 입자 크기(D50); 또는
이들의 임의의 조합.
구체예 65. 구체예 50의 방법, 여기서 결합 재료는 무기 재료, 유기 재료, 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 재료를 포함한다.
구체예 66. 구체예 50의 방법, 여기서 결합된 연마 본체는 10:1 이상 및 1000:1 이하의 종횡비 AR = D:t를 포함하고, 여기서 "D"는 직경이고 "t"는 두께이다.
구체예 67. 구체예 50의 방법, 여기서 결합된 연마 본체는 다음 중 적어도 하나를 포함한다:
결합된 연마 본체의 총 부피에 대해 1 vol% 이상 및 85 vol% 이하 연마 입자;
결합된 연마 본체의 총 부피에 대해 2 vol% 이상 및 90 vol% 이하 결합 재료;
결합된 연마 본체의 총 부피에 대해 1 vol% 이상 및 60 vol% 이하 기공.
실시예
실시예 1
연삭 휠 형태의 제1 연마재 샘플(샘플 S1)이 32 vol% 페놀 수지으 결합 재료(21%의 레졸 및 79%의 노볼락), MolochiteTM로서 이용 가능한 60 vol% 연마 입자, 및 8 vol% 기공을 포함하도록 형성된다. 다상 알루미노실리케이트 재료는 약 55 질량%의 멀라이트의 제1 다결정질 상 및 45 질량%의 비정질 실리카 상을 포함했다.
샘플 S1과 동일한 등급 및 구조를 갖는 결합된 연마재의 두 가지 비교 샘플이 또한 생성되었다. 제1 비교 샘플(샘플 C1)은 샘플 S1의 다상 알루미노실리케이트 연마 입자 대신 갈색 용융 알루미나 입자를 포함했다. 제2 비교 샘플(샘플 C2)은 샘플 S1의 다상 알루미노실리케이트 연마 입자 대신 탄화 규소의 연마 입자를 포함했다.
도 6은 샘플 각각에 대한 G-비율 및 재료 제거율의 플롯을 포함한다. 테스트는 Bosch 17-125ci (1700W) 연삭기에서 절단 작업에서 150 mm x 15 mm의 치수를 갖는 알루미늄 6082의 공작물에 대해 수행되었다. 예시된 바와 같이, 샘플 S1은 비교 샘플에 비해 예상치 못한 상당한 개선을 나타냈다.
실시예 2
S2의 연마 입자가 S3의 연마 입자보다 더 미세한 것을 제외하고 동일한 조성을 포함하도록 연삭 휠 형태의 연마재 샘플, 샘플 S2 및 S3이 형성되었다. 두 샘플 모두의 연마 입자는 MolochiteTM로 이용 가능하다. 연삭 휠 샘플을 Alu6082 공작물에 대해 테스트했다. 도 7A에 도시된 바와 같이, 샘플 S3은 샘플 S2에 비해 개선된 G-비율 및 MRR을 나타냈다. 도 7B는 샘플 S3의 연마 입자의 입자 크기 분포의 예시를 포함한다.
실시예 3
컷오프 휠 샘플이 상이한 연마 입자를 가지는 것을 제외하고 컷오프 휠 형태의 연마재 샘플, 샘플 S4 및 S5 및 비교 샘플 C3이 동일한 조성을 포함하도록 형성되었다. 샘플 S4의 연마 입자는 샘플 S1과 동일하다. 샘플 S5는 샘플 S1의 연마 입자와 동일한 SiC 입자 및 다상 알루미노실리케이트 입자의 블렌드를 포함했다. 샘플 C3은 샘플 S5와 동일한 SiC 연마 입자를 포함했다.
컷오프 휠 샘플을 Alu6082 공작물에 대해 테스트했다. 도 8에 도시된 바와 같이, 샘플 S4는 샘플 S5 및 C3에 비해 가장 높은 G-비율을 갖는 반면, 샘플 S4 및 S5는 모두 샘플 C3보다 개선된 G-비율을 나타냈다. 샘플 S4 및 S5 및 샘플 C3은 유사한 MRR을 가졌다.
실시예 4
연삭 휠 형태의 연마재 샘플, 샘플 C5 및 S6 내지 S15가 약 38 vol% 페놀 수지의 결합 재료 (28%의 레졸 및 72%의 노볼락), 약 52 vol% 연마 입자, 및 약 10 vol% 기공을 포함하도록 형성되었다. 휠은 5"x1/4"x7/8"의 치수를 갖는다. 샘플 C5는 갈색 용융 알루미나 연마 입자로 제조된다. 샘플 S15는 Molochite™로서 이용 가능한 입자로 제조되고, 샘플 S6 내지 S14는 갈색 용융 알루미나 연마 입자 및 Molochite™의 입자의 블렌드로 제조된다. 각 샘플에 대해 입자의 총 부피에 대한 두 유형의 입자의 부피 백분율이 아래 표 1에 나타난다. 다상 알루미노실리케이트 재료는 약 55 질량%의 멀라이트의 제1 다결정질 상 및 45 질량%의 비정질 실리카 상을 포함했다. 연삭 휠 샘플을 12"×0.5"의 치수를 갖는 1018 탄소강 연삭에 대해 테스트했다. DeWalt DW831 연삭기를 사용했다. 연삭은 10-12 amp를 사용하여 휠당 10 분 동안 수행되었다.
샘플 갈색 용융 알루미나의 Vol% MolochiteTM의 Vol%
S6 90 10
S7 80 20
S8 70 30
S9 60 40
S10 50 50
S11 40 60
S12 30 70
S13 20 80
S14 10 90
도 9에 도시되고 아래 표 2에 나타난 바와 같이, 샘플 S8 내지 S13은 예기치 않게 샘플 C5와 비교하여 유사한 G-비율, 휠 마모율, 및 재료 제거율을 나타냈다.
샘플 MRR,
최종 (g/min)		 WWR,
최종 (g/min)		 G-비율,
최종 (g/g)
S6 30.15 3.58 8.421788
S7 32.2 3.18 10.12579
S8 25.7 1.94 13.24742
S9 27.2 2.24 12.14286
S10 25.35 1.91 13.27225
S11 25.15 2.04 12.32843
S12 26.7 1.96 13.62245
S13 23 1.88 12.23404
S14 27.1 3.78 7.169312
S15 20.7 5.26 3.935361
S15 19.35 3.21 6.028037
S15 21.45 3.88 5.528351
C5 32.95 2.44 13.5041
C5 28.4 1.67 17.00599
C5 31.25 2.58 12.1124
C5 27.75 2.53 10.96838
C5 27.85 1.82 15.3022
C5 35.2 2.23 15.78475
실시예 5
연삭 휠 형태의 샘플 연마재 샘플, C16 및 S17이 약 32 vol% 페놀 수지의 결합 재료(21%의 레졸 및 79%의 노볼락), 약 60 vol% 연마 입자, 및 약 8 vol% 기공을 포함하도록 형성되었다. 휠은 5"x1/4"x7/8"의 치수를 가졌다. 샘플 C16은 Washington Mills의 Duramul EG로 이용 가능한 멀라이트 연마 입자로 제조되었다. 샘플 S17은 Molochite™로 이용 가능한 입자로 제조되었다. 멀라이트 입자 및 Molochite™의 평균 밀도 및 비커스 경도는 아래 표 3에 포함된다.
샘플: 비커스 경도 (300g에서), 평균 (kgf/mm2) 밀도 평균 (g/mL):
Molochite 819.9 2.6097
Duramul EG 16/35 1262.2 3.1136
도 10은 샘플 각각에 대한 G-비율 및 재료 제거율의 플롯을 포함한다. 연삭 작업에서 12"x1/2"의 치수를 갖는 알루미늄 6082의 공작물에 대해 테스트를 수행했다. METABO W12-125 QUICK 연삭기를 사용했다. 연삭은 10-12 amp를 사용하여 휠당 최대 15 분 동안 수행되었다. 샘플 S17은 2.776 g/g의 평균 누적 G-비율, 5.836g/min의 누적 WWR 및 15.99 g/min의 누적 재료 제거율을 가졌다. 샘플 C16은 2.686 g/g의 평균 누적 G-비율, 6.745g/min의 누적 WWR 및 17.821 g/min의 누적 재료 제거율을 가졌다. 도 10에 도시된 바와 같이, 샘플 S17 및 C16은 유사한 성능을 나타냈다.
실시예 6
연삭 휠 형태의 연마재 샘플, 샘플 C18 내지 C23 및 S24 내지 S29가 약 38 vol% 페놀 수지의 결합 재료 (28%의 레졸 및 72%의 노볼락), 약 52 vol% 연마 입자, 및 약 10 vol% 기공을 포함하도록 형성되었다. 휠은 5"x1/4"x7/8"의 치수를 갖는다. 샘플 C18 내지 C23은 갈색 용융 알루미나 및 Duramul EG 연마 입자의 블렌드로 제조되고, 여기서 샘플은 블렌드의 총 부피에 대해 각각 30 vol%, 40 vol%, 50 vol%, 60 vol%, 70 vol%, 및 80vol% 함량의 Duramul EG 연마 입자를 포함한다. 샘플 S24 내지 S29는 갈색 용융 알루미나 및 Molochite™ 입자의 블렌드로 제조되고, 여기서 샘플은 블렌드의 총 부피에 대해 각각 30 vol%, 40 vol%, 50 vol%, 60 vol%, 70 vol%, 및 80 vol% 함량의 Molochite™ 연마 입자를 포함한다. 휠 샘플을 공작물 연삭에 대해 테스트한다.
상기 개시된 주제는 예시적이고 제한적이 아닌 것으로 간주되어야 하고, 첨부된 청구범위는 본 발명의 진정한 범위 내에 속하는 그러한 모든 수정, 개선 및 기타 구체예를 포함하도록 의도된다. 따라서, 법률이 허용하는 최대 범위까지, 본 발명의 범위는 다음의 청구범위 및 이들의 균등물의 가장 넓은 허용 가능한 해석에 의해 결정되어야 하며 전술한 상세한 설명에 의해 제한되거나 한정되지 않아야 한다.
설명의 요약은 특허법을 준수하기 위해 제공되며 는 청구항의 범위 또는 의미를 해석하거나 제한하기 위해 사용되기 않을 것이라는 이해와 함께 진술된다. 또한, 전술한 상세한 설명에서, 다양한 특징이 개시를 간소화할 목적으로 함께 그룹화되거나 단일 구체예에서 설명될 수 있다. 본 개시는 청구된 구체예가 각 청구항에 명시적으로 언급된 것보다 더 많은 특징을 필요로 한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 다음 청구범위가 반영하는 바와 같이, 본 발명의 주제는 임의의 개시된 구체예의 모든 특징보다 적은 것에 관한 것일 수 있다. 따라서, 다음의 청구범위는 상세한 설명에 포함되며, 각 청구항은 그 자체로 개별적으로 청구된 주제를 정의하는 것으로 나타난다.

Claims (15)

  1. 다음을 포함하는 연마 물품:
    결합 재료 내에 포함된 연마 입자를 포함하는 결합된 연마 본체, 여기서 연마 입자의 적어도 일부는 다상 알루미노실리케이트를 포함함.
  2. 제1항에 있어서, 연마 입자의 총 부피에 대해 연마 입자의 10 vol% 이상, 예컨대 20 vol% 이상 또는 30 vol% 이상 또는 40 vol% 이상 또는 50 vol% 이상 또는 60 vol% 이상 또는 70 vol% 이상 또는 80 vol% 이상 또는 90 vol% 이상 또는 95 vol% 이상은 다상 알루미노실리케이트를 포함하는 연마 물품.
  3. 제1항에 있어서, 연마 입자의 99 vol% 이하 또는 95 vol% 이하 또는 90 vol% 이하 또는 80 vol% 이하 또는 70 vol% 이하 또는 60 vol% 이하 또는 50 vol% 이하 또는 40 vol% 이하 또는 30 vol% 이하 또는 20 vol% 이하 또는 10 vol% 이하는 다상 알루미노실리케이트를 포함하는 연마 물품.
  4. 제1항에 있어서, 다상 알루미노실리케이트는 다결정질 알루미노실리케이트를 포함하는 제1 상 및 비정질 상을 포함하는 제2 상을 포함하는 연마 물품.
  5. 제1항에 있어서, 연마 입자는 다상 알루미노실리케이트를 포함하는 연마 입자의 제1 그룹 및 산화물, 탄화물, 질화물, 붕소화물, 다이아몬드 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 연마 입자의 제2 그룹을 포함하는 블렌드를 포함하는 연마 물품.
  6. 제5항에 있어서, 연마 입자의 제2 그룹은 탄화 규소, 알루미나, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 연마 물품.
  7. 제5항에 있어서, 블렌드는 30 vol% 이상 및 80 vol% 이하의 제2 그룹의 연마재를 포함하는 연마 물품.
  8. 제4항에 있어서, 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 5 질량% 이상 및 99 질량% 이하의 제1 상을 포함하는 연마 물품.
  9. 제4항에 있어서, 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 5 질량% 이상 및 90 질량% 이하의 제2 상을 포함하는 연마 물품.
  10. 제4항에 있어서, 0.1 이상 및 3.5 이하의 함량비(Cr = C1/C2)를 추가로 포함하고, 여기서 C1은 다상 알루미노실리케이트 중의 제1 상의 질량 퍼센트이고 C2는 다상 알루미노실리케이트 중의 제2 상의 질량 퍼센트인 연마 물품.
  11. 제4항에 있어서, 제2 상은 실리카를 포함하는 비정질 상을 포함하는 연마 물품.
  12. 제1항에 있어서, 다상 알루미노실리케이트는 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 65 질량% 이하 알루미나(Al2O3), 다상 알루미노실리케이트의 총 질량에 대해 30 질량% 이상의 실리카(SiO2), 또는 이들의 조합을 포함하는 연마 물품.
  13. 제1항에 있어서, 다상 알루미노실리케이트는 6.5 GPa 이상 내지 12 GPa 이하의 범위 내의 비커스 경도, 2.5 g/cm3 이상 내지 2.8 g/cm3 이하의 범위 내의 밀도, 또는 이들의 조합을 포함하는 연마 물품.
  14. 제1항에 있어서, 연마 물품은 1.5 g/g 이상의 누적 G-비율, 3 g/min 이상의 누적 재료 제거율, 또는 이들의 조합을 포함하는 연마 물품.
  15. 제1항에 있어서, 결합된 연마 본체는 결합된 연마 본체의 총 부피에 대해 약 6 vol% 이상 및 50 vol% 이하 결합 재료, 결합된 연마 본체의 총 부피에 대해 30 vol% 이상 및 85 vol% 이하의 연마 입자, 및 결합된 연마 본체의 총 부피에 대해 8 vol% 이상 및 50 vol% 이하 기공을 포함하는 연마 물품.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0258707B1 (en) * 1986-09-03 1993-07-07 Kao Corporation Liquid cleanser composition
US5131923A (en) * 1989-09-11 1992-07-21 Norton Company Vitrified bonded sol gel sintered aluminous abrasive bodies
US5549962A (en) * 1993-06-30 1996-08-27 Minnesota Mining And Manufacturing Company Precisely shaped particles and method of making the same
US5851247A (en) * 1997-02-24 1998-12-22 Minnesota Mining & Manufacturing Company Structured abrasive article adapted to abrade a mild steel workpiece
WO2001056945A1 (en) * 2000-02-02 2001-08-09 3M Innovative Properties Company FUSED -Al2O3-MgO-Y2O3 EUTECTIC ABRASIVE PARTICLES, ABRASIVE ARTICLES, AND METHODS OF MAKING AND USING THE SAME
US6790126B2 (en) * 2000-10-06 2004-09-14 3M Innovative Properties Company Agglomerate abrasive grain and a method of making the same
US7959695B2 (en) * 2008-03-21 2011-06-14 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Fixed abrasive articles utilizing coated abrasive particles
TWI470069B (zh) * 2011-03-31 2015-01-21 Saint Gobain Abrasives Inc 用於高速磨削操作之磨料物品
US20130000215A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Abrasive aggregate including silicon carbide and a method of making same
DE102012017969B4 (de) * 2012-09-12 2017-06-29 Center For Abrasives And Refractories Research & Development C.A.R.R.D. Gmbh Agglomerat-Schleifkorn mit eingelagerten Mikrohohlkugeln
US20180085896A1 (en) * 2015-03-21 2018-03-29 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive tools and methods for forming same
US11274237B2 (en) * 2017-10-02 2022-03-15 3M Innovative Properties Company Elongated abrasive particles, method of making the same, and abrasive articles containing the same
EP3759191B1 (en) * 2018-03-01 2022-05-04 3M Innovative Properties Company Shaped siliceous abrasive agglomerate with shaped abrasive particles, abrasive articles, and related methods
CN109321204A (zh) * 2018-10-24 2019-02-12 河南省力量钻石股份有限公司 一种多颗粒附聚型磨粒体、制备方法及其应用

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