TWI568780B - 磨料製品及其成形方法 - Google Patents

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Description

磨料製品及其成形方法
本發明大體上係關於磨料製品，且尤其係關於包括奈米晶氧化鋁之黏結磨料製品。
黏結磨料製品諸如砂輪可用於切削、研磨或成形各種材料，諸如石頭及金屬以及其他材料。具有黏結於有機黏結材料內之微晶氧化鋁之黏結磨料製品諸如砂輪的效能可能依賴於磨料之硬度、磨削比及其他性能。該行業持續需要改良之磨料製品。
200‧‧‧成形磨料粒子
201‧‧‧主體
202‧‧‧第一端面
204‧‧‧第二端面
210‧‧‧第一側面
212‧‧‧第二側面
214‧‧‧第三側面
300‧‧‧磨料粒子
301‧‧‧主體
302‧‧‧側表面
303‧‧‧側表面
305‧‧‧上表面
306‧‧‧底表面
307‧‧‧側表面
308‧‧‧側表面
400‧‧‧大致矩形二維形狀之磨料粒子
500‧‧‧大致八邊形二維形狀之磨料粒子
實施方案係以舉例之方式說明且不限於附圖。
圖1包括用於形成磨料製品之流程圖。
圖2包括根據一實施方案之成形磨料粒子之透視圖。
圖3包括根據一實施方案之成形磨料粒子之透視圖。
圖4包括根據一實施方案之成形磨料粒子之透視圖。
圖5包括根據一實施方案之成形磨料粒子之透視圖。
圖6A包括習知微晶氧化鋁晶粒之SEM圖像。
圖6B包括根據一實施方案之奈米晶氧化鋁晶粒之SEM圖像。
圖7A包括磨料樣品之磨削比之柱狀圖。
圖7B包括磨料樣品之磨削比之柱狀圖。
熟習此項技術者應理解，附圖中之元件係為簡單及清楚起見示出，而未必按比例繪製。舉例而言，附圖中一些元件之尺寸可能相對於其他元件誇大以有助於增進對本發明實施方案之理解。
提供以下說明書與附圖組合以輔助理解本文揭示之教示。以下討論將著重於該等教示之特定實施及實施方案。提供該焦點以輔助描述該等教示，而不應被解釋為對該等教示之範疇或適用性之限制。然而，其他教示當然可用於本申請案中。
如本文所用，術語「包含」、「包括」、「具有」或其任何其他變化形式意欲涵蓋非排他性包括。舉例而言，包含特徵列表之方法、製品或裝置未必僅限於彼等特徵，但可包括未明確列出或該等方法、製品或裝置所固有之其他特徵。此外，除非相反地明確說明，否則「或」係指包括性之或而非排他性之或。舉例而言，條件A或B由以下中之任一者滿足：A為真(或存在)且B為假(或不存在)，A為假(或不存在)且B為真(或存在)，及A與B皆為真(或存在)。
此外，「一個」或「一種」之使用被用於描述本文所述之元件及組分。此僅為方便而進行且給出本發明範疇之一般意義。除非明顯具有其他含義，否則此描述應被理解為包括一種或至少一種且單數亦包括複數，反之亦然。舉例而言，當本文描述單一條目時，可使用一個以上條目來替代單一條目。類似地，當本文描述一個以上條目時，可用單一條目取代該一個以上條目。
除非另外定義，否則本文使用之所有技術及科學 術語具有與本發明所屬領域之一般技術者通常所理解相同之含義。材料、方法及實施例僅具說明性而不欲具限制性。在未描述關於特定材料及加工行為之某些細節的程度上，該等細節可包括習知方法，其可見於製造領域內之參考書及其他來源中。
本文揭示之實施方案係關於包括主體之磨料製品，該主體包括黏結材料及包含於該黏結材料內之磨料製品。該黏結材料可包括有機材料。該等磨料粒子可包括奈米晶氧化鋁。本文實施方案之奈米晶氧化鋁之使用可能有助於改良該等磨料製品之硬度及微破裂特性。
其他實施方案係關於形成磨料製品之方法，其包括形成包括黏結材料及磨料製品之混合物，及使該混合物固化以形成該磨料製品。該方法可允許形成具有增強效能及改良特性諸如增加之磨削比及維氏硬度的磨料製品。
圖1包括形成根據一實施方案之磨料製品之方法的流程圖。在步驟101，可製造包括黏結材料(或黏結材料之前驅物)及包含奈米晶氧化鋁之磨料粒子之混合物。在某些情況下，可利用合適之混合操作來達成該等組分在該混合物內之均勻分散。
該混合物亦可包括一或多種視情況選用之添加劑，包括例如次要磨料粒子、填料及其類似物。根據一非限制性實施方案，該等次要磨料粒子可包括氧化鋁、碳化矽、立方氮化硼、金剛石、燧石及石榴石晶粒，及其任何組合。該填料之實例可包括粉末、顆粒、球體、纖維、成孔劑、空心粒子及其組合。該填料可選自由粉末、顆粒、球體、纖維、成孔劑、聚合物空心粒子及其組合組成之群。
在另一實施方案中，該填料可包括選自由沙子、 氧化鋁空心球、鉻鐵礦、磁鐵礦、白雲石、富鋁紅柱石空心球、硼化物、二氧化鈦、碳製品、碳化矽、木粉、黏土、滑石、六方氮化硼、二硫化鉬、長石、霞石正長岩、玻璃球、玻璃纖維、CaF2、KBF4、冰晶石(Na3AlF6)、鉀冰晶石(K3AlF6)、黃鐵礦、ZnS、硫化銅、礦物油、氟化物、碳酸鹽、碳酸鈣、莎綸、苯氧樹脂、CaO、K2SO4、礦棉、MnCl2、KCl及其組合組成之群的材料。
根據另一實施方案，該填料可包括選自由抗靜電劑、潤滑劑、孔隙誘導劑、著色劑及其組合組成之群的材料。該填料可包括平均粒度不大於約40微米之鐵及硫。在一特定實施方案中，該填料可基本上由本文所述材料中之任一者組成。在另一特定實施方案中，該填料可基本上由本文實施方案中所述材料中之兩者或更多者組成。
根據至少一個實施方案，該黏結材料可包括至少一種有機材料，諸如天然有機材料或合成有機材料。根據另一實施方案，該黏結材料可包括熱固性材料或熱塑性材料。在另一實施方案中，該有機材料可包括樹脂，諸如酚醛樹脂、環氧樹脂、聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯、聚酯、橡膠、聚醯亞胺、聚苯並咪唑、芳族聚醯胺、改質酚醛樹脂(諸如：環氧改質及橡膠改質樹脂，或與塑化劑摻合之酚醛樹脂等)等，以及其任何組合。例示性酚醛樹脂可包括可溶酚醛樹脂及酚醛清漆。根據另一實施方案，該黏結材料可包括選自由樹脂、熱固性材料、熱塑性材料、酚醛樹脂及其組合組成之群的材料。舉例而言，該黏結材料可包括選自由酚醛樹脂、環氧樹脂、聚酯、氰酸酯、蟲膠、聚胺基甲酸酯、橡膠及其組合組成之群的材料。在一特定實施方案中，該黏結材料可基本上由本文所述有機材料中之任一者組成。在另一實施方案中， 該黏結材料可基本上由本文所述有機材料中之兩者或更多者組成。
在另一實施方案中，該黏結材料可包括固化劑或交聯劑。該固化或交聯劑可包括胺。例示性胺可包括乙二胺；伸乙基三胺；甲胺，或其類似物。在一特定實施方案中，該固化或交聯劑可包括六亞甲基四胺。根據另一實施方案，該黏結材料可包括用固化或交聯劑諸如六亞甲基四胺改質之酚醛樹脂。
該有機材料可呈液體形式，且充當前驅黏結材料，其可藉由固化成形為最終成形之黏結材料。在一特定實施方案中，該黏結材料可包括具有擁有亞微米平均尺寸之交聯結構域之酚醛樹脂。
在步驟101形成混合物後，可在步驟102進行固化。固化可在熱量存在下發生。舉例而言，該混合物可在最終固化溫度下保持一段時期，諸如6小時至48小時、10小時至36小時，或直至該混合物達到交聯溫度或獲得所需密度。固化溫度之選擇取決於例如諸如以下因素：所用黏結材料之類型、強度、硬度及所需研磨效能。根據某些實施方案，固化溫度可在包括至少150℃至不大於250℃之範圍內。在使用有機黏結之更特定實施方案中，固化溫度可在包括至少150℃至不大於230℃之範圍內。酚系樹脂之聚合可在包括至少110℃至不大於225℃之範圍內之溫度下發生。可溶酚醛樹脂可在包括至少140℃至不大於225℃之範圍內之溫度下聚合。適於本文實施方案之某些酚醛清漆樹脂可在包括至少110℃至不大於195℃之範圍中之溫度下聚合。
根據至少一個實施方案，該等磨料粒子可包括具有特定平均微晶尺寸之奈米晶氧化鋁。舉例而言，該等奈米 晶氧化鋁粒子之平均微晶尺寸可能不大於0.15微米，諸如不大於0.14微米、不大於0.13微米或不大於0.12微米或甚至不大於0.11微米。在另一實施方案中，該平均微晶尺寸可為至少0.01微米，諸如至少0.02微米、至少0.05微米、至少0.06微米、至少0.07微米、至少0.08微米或至少約0.09微米。應理解，該平均微晶尺寸可在包括上述任何最小至最大值之範圍內。舉例而言，該平均微晶尺寸可在0.01微米至0.15微米、0.05微米至0.14微米、或0.07微米至0.14微米之範圍內。在一特定實施方案中，該微晶尺寸可在0.08微米至0.14微米之範圍內。
可使用掃描電子顯微鏡(SEM)顯微照片基於未校正截距法量測平均微晶尺寸。藉由使bakelite安裝在環氧樹脂中來製備磨料晶粒樣品，隨後使用Struers Tegramin 30拋光裝置用金剛石拋光漿料拋光。在拋光後，將環氧樹脂在熱板上加熱，隨後將拋光表面在低於燒結溫度150℃下熱蝕刻5分鐘。將個別晶粒(5-10個磨粒)固定在SEM固定件上，隨後塗金以進行SEM準備。在約50,000X放大倍率下獲取三個個別磨料粒子之SEM顯微照片，隨後使用以下步驟計算未校正微晶尺寸：1)自晶體結構視圖之一個角至對角繪製對角線，不包括在照片底部之黑色資料帶(參見例如圖7A及圖7B)；2)量測對角線長度作為L1及L2，精確至0.1公分；3)計算由每個對角線相交之晶界數(亦即，晶界交點I1及I2)並對於各對角線記錄此數目，4)藉由量測在每個顯微照片或顯示螢幕底部之微米條長度(以公分計)(亦即，「條長度」)且將條長度(以微米計)除以條長度(以公分計)來確定所計算條數目；5)將於顯微照片上繪製之對角線總公分數加和(L1+L2)以獲得對角線長度總和；6)將兩條對角線之晶界交點數目加和(I1 +I2)以獲得晶界交點總和；7)將以公分計之對角線長度總和(L1+L2)除以晶界交點總和(I1+I2)且將此數目乘以所計算之條數。對於三種不同之隨機選擇樣品將此過程完成不同的至少三次以獲得平均微晶尺寸。
作為計算條數之實例，假定如在照片中提供之條長度為0.4微米。使用尺子量測之條長度(以公分計)為2cm。將0.4微米之條長度除以2cm且等於0.2um/cm，作為所計算之條數。藉由將對角線長度總和(L1+L2)(以公分計)除以晶界交點總和(I1+I2)且將此數目乘以所計算之條數來計算平均結晶尺寸。
根據一實施方案，相對於該等磨料粒子之總重量，該奈米晶氧化鋁可包括至少51重量%氧化鋁。例如，在奈米晶氧化鋁內之氧化鋁含量可為至少約60重量%、至少70重量%、至少80重量%、至少約85重量%或甚至更高，諸如至少90重量%、至少92重量%、至少93重量%或至少94重量%。在一個非限制性實施方案中，氧化鋁含量可能不大於99.9重量%，諸如不大於99重量%、不大於98.5重量%、不大於98重量%、不大於97.5重量%、不大於97重量%、不大於96.5重量%或不大於96重量%。應理解，氧化鋁含量可在包括上述任何最小至最大百分比之範圍內。舉例而言，該含量可在60重量%至99.9重量%範圍內、在70重量%至99重量%範圍內、在85重量%至98重量%範圍內、或在90重量%至96.5重量%範圍內。在一特定實施方案中，該單晶氧化鋁可能基本上由氧化鋁、諸如α氧化鋁組成。
如本文所述，該奈米晶氧化鋁可具有許多特定特徵。此等特徵可類似地應用於磨料粒子。舉例而言，該等磨料粒子可包括相對於磨料粒子總重量為一定重量百分比之氧 化鋁，其與相對於奈米晶氧化鋁總重量之氧化鋁含量類似。例如，相對於磨料粒子總重量之磨料粒子中之氧化鋁含量可為至少至少60重量%，諸如至少70重量%、至少80重量%、至少85重量%、至少90重量%、至少92重量%、至少93重量%或至少94重量%。對於另一情況，磨料粒子中之氧化鋁含量可能不大於99.9重量%，諸如不大於99重量%、不大於98.5重量%、不大於98重量%、不大於97.5重量%、不大於97重量%、不大於96.5重量%或不大於96重量%。應理解，該等磨料粒子可包括在上述最小至最大百分比範圍內之含量的氧化鋁。舉例而言，該含量可在60重量%至99.9重量%範圍內、在70重量%至99重量%範圍內、在85重量%至98重量%範圍內、或在90重量%至96.5重量%範圍內。在一特定實施方案中，該等磨料粒子可基本上由氧化鋁、諸如α氧化鋁組成。
根據一實施方案，該奈米晶氧化鋁可包括至少一種添加劑。該添加劑可包括過渡金屬元素、稀土元素、鹼金屬元素、鹼土金屬元素、矽或其組合。在另一實施方案中，該添加劑可選自由過渡金屬元素、稀土元素、鹼金屬元素、鹼土金屬元素、矽及其組合組成之群。應理解，與奈米晶氧化鋁相關之實施方案中所述之添加劑可應用於磨料粒子。在一實施方案中，該等磨料粒子可包括一或多種本文所述之添加劑。
在另一實施方案中，該添加劑可包括包含例如鎂、鋯、鈣、矽、鐵、釔、鑭、鈰或其組合之材料。在另一實施方案中，該添加劑可包括選自由鎂、鋯、鈣、矽、鐵、釔、鑭及鈰組成之群的至少兩種材料。應理解，該奈米晶氧化鋁可基本上由氧化鋁及一或多種上述添加劑組成。此外應 理解，該等磨料粒子可基本上由氧化鋁及一或多種上述添加劑組成。
根據一實施方案，相對於奈米晶氧化鋁粒子總重量之添加劑總含量可能不大於12重量%，諸如不大於11重量%、不大於10重量%、不大於9.5重量%、不大於9重量%、不大於8.5重量%、不大於8重量%、不大於7.5重量%、不大於7重量%、不大於6.5重量%、不大於6重量%、不大於5.8重量%、不大於5.5重量%或大於5.3重量%或不大於5重量%。在另一實施方案中，添加劑總含量可為至少0.1重量%，諸如至少0.3重量%、至少0.5重量%、至少0.7重量%、至少1重量%、至少1.3重量%、至少1.5重量%或至少1.7重量%、至少2重量%、至少2.3重量%、至少2.5重量%、至少2.7重量%或甚至至少3重量%。應理解，奈米晶氧化鋁內之添加劑總含量可在包括上述任何最小至最大百分比之範圍內。舉例而言，該總含量可在0.1重量%至12重量%範圍內，諸如在0.7重量%至9.5重量%範圍內，或在1.3重量%至5.3重量%範圍內。此外應理解，相對於磨料粒子總重量之添加劑總含量可包括類似百分比或在本文實施方案之類似範圍內。
在一實施方案中，該添加劑可包括一定含量之氧化鎂(MgO)，其可促進該磨料製品之改良成形及/或效能。相對於奈米晶氧化鋁總重量之氧化鎂含量可為例如至少0.1重量%，諸如至少0.3重量%、至少0.5重量%、至少0.7重量%或至少0.8重量%。對於另一情況，氧化鎂含量可能不大於5重量%，諸如不大於4.5重量%、不大於4重量%、不大於3.5重量%、不大於3重量%或不大於2.8重量%。應理解，氧化鎂含量可在包括上述任何最小至最大百分比之範圍內。舉例而言，該含量可在0.1重量%至5重量%範圍內、在0.3重量 %至4.5重量%範圍內、或在0.7重量%至2.8重量%範圍內。在一特定實施方案中，該奈米晶氧化鋁可基本上由在本文揭示之任何最小至最大值範圍內之氧化鋁及氧化鎂組成。此外應理解，相對於磨料製品總重量之氧化鎂含量可包括任何百分比或在本文所述任何範圍內。在另一特定實施方案中，該等磨料粒子可基本上由在本文揭示之任何最小至最大值範圍內之奈米晶氧化鋁及氧化鎂組成。
對於另一實例，該添加劑可包括氧化鋯(ZrO2)，其可促進該磨料製品之改良成形及/或效能。相對於奈米晶氧化鋁總重量之氧化鋯含量可為例如至少0.1重量%，諸如至少0.3重量%、至少0.5重量%、至少0.7重量%、至少0.8重量%、至少1重量%、至少1.3重量%、至少1.5重量%、至少1.7重量%或至少2重量%。在另一實例中，氧化鋯含量可能不大於8重量%、不大於7重量%、不大於6重量%、不大於5.8重量%、不大於5.5重量%或不大於5.2重量%。應理解，氧化鋯含量可在包括上述任何最小至最大百分比之範圍內。舉例而言，該含量可在0.1重量%至8重量%範圍內、在0.3重量%至7重量%範圍內、或在0.5重量%至5.8重量%範圍內。在一特定實施方案中，該奈米晶氧化鋁可基本上由在本文實施方案範圍內之氧化鋁及氧化鋯組成。此外應理解，相對於磨料粒子總重量之氧化鋯含量可包括任何百分比或在本文所述任何範圍內。在另一特定實施方案中，該等磨料粒子可基本上由在上述任何最小至最大百分比範圍內之奈米晶氧化鋁及ZrO2組成。
根據一實施方案，該添加劑可包括呈特定添加劑比率之氧化鎂(MgO)及氧化鋯(ZrO2)，其可促進該磨料製品之改良成形及/或效能。該添加劑亦可具有添加劑比率 (MgO/ZrO2)，即氧化鎂與氧化鋯之間的重量百分比比率，其中MgO為奈米晶氧化鋁中MgO之重量百分比，且ZrO2為奈米晶氧化鋁中ZrO2之重量百分比。舉例而言，該比率可能不大於1.5，諸如不大於1.4、不大於1.3、不大於1.2、不大於1.1、不大於1、不大於0.95、不大於0.9、不大於0.85、不大於0.8、不大於0.75、不大於0.7、不大於0.65、不大於0.6或不大於0.55。在另一情況下，該添加劑比率(MgO/ZrO2)可為至少約0.01、至少0.05、至少0.1、至少0.2、至少0.3、至少0.4或至少0.5。應理解，該添加劑比率(MgO/ZrO2)可在包括上述任何最小至最大比率之範圍內。舉例而言，該添加劑比率(MgO/ZrO2)可在0.01至1.5範圍內、在0.1至1.1範圍內或在0.3至0.95範圍內。在一特定實施方案中，該奈米晶氧化鋁可基本上由在包括本文所述任何最小至最大比率範圍內之添加劑比率之氧化鋁與氧化鎂及氧化鋯組成。此外應理解，該等磨料粒子可包括呈本文所揭示之重量百分比比率之氧化鎂(MgO)及氧化鋯(ZrO2)。在一特定實施方案中，該等磨料粒子可基本上由在包括本文所述任何最小至最大比率範圍內之添加劑比率之奈米晶氧化鋁與氧化鎂及氧化鋯組成。
根據一個實施方案，該添加劑可包括氧化鈣(CaO)。該奈米晶氧化鋁可包括相對於奈米晶氧化鋁總重量為特定含量之氧化鈣，其可促進該磨料製品之改良成形及/或效能。舉例而言，氧化鈣含量可為至少0.01重量%，諸如至少0.05重量%、至少約0.07重量%、至少0.1重量%、至少0.15重量%、至少0.2重量%或至少0.25重量%。在另一情況下，該含量可能不大於5重量%，諸如不大於4重量%、不大於3重量%、不大於2重量%、不大於1重量%、不大於0.7重量%或不大於0.5重量%。應理解，氧化鈣含量可在包括上述任 何最小至最大比率之範圍內。舉例而言，該含量可在0.01重量%至5重量%範圍內、在0.07重量%至3重量%範圍內或在0.15重量%至0.7重量%範圍內。在一特定實施方案中，該奈米晶氧化鋁可基本上由在包括本文所述任何最小至最大百分比之範圍內之含量的氧化鋁及氧化鈣組成。此外應理解，相對於磨料粒子總重量之氧化鈣含量可包括任何百分比或在本文所述任何範圍內。在另一特定實施方案中，該等磨料粒子可基本上由在上述任何最小至最大百分比範圍內之奈米晶氧化鋁及ZrO2組成。
根據另一實施方案，該添加劑可包括氧化鎂(MgO)及氧化鈣(CaO)。該奈米晶氧化鋁可具有一定添加劑比率(CaO/MgO)，其中MgO為奈米晶氧化鋁中MgO之重量百分比且CaO為奈米晶氧化鋁中CaO之重量百分比。該添加劑比率可促進改良成形及/或效能。對於一種情況，該添加劑比率可能不大於1，諸如不大於0.95、不大於0.9、不大於0.85、不大於0.8、不大於0.75、不大於0.7、不大於0.65、不大於0.6、不大於0.55、不大於0.5、不大於0.45或不大於0.4。對於另一實例，該比率可為至少0.01，諸如至少0.05、至少0.1、至少0.15、至少0.2或至少0.25。應理解，該添加劑比率(CaO/MgO)可在包括上述任何最小至最大比率之範圍內。舉例而言，該添加劑比率可在0.01至1範圍內、在0.05至0.9範圍內或在0.1至0.75範圍內。在一特定實施方案中，該奈米晶氧化鋁可基本上由在包括本文所述任何最小至最大比率範圍內之添加劑比率之氧化鋁與氧化鎂及氧化鈣組成。此外應理解，氧化鈣與氧化鎂之添加劑比率可包括任何比率或在本文所述任何範圍內。在另一特定實施方案中，該等磨料粒子可基本上由在上述任何最小至最大比率範圍內之添加劑比率 之奈米晶氧化鋁與氧化鈣及氧化鎂組成。
根據一個實施方案，該奈米晶氧化鋁可包括稀土氧化物。稀土氧化物之實例可為氧化釔、氧化鈰、氧化鐠、氧化釤、氧化鐿、氧化釹、氧化鑭、氧化釓、氧化鏑、氧化鉺、其前驅物或其類似物。在一特定實施方案中，該稀土氧化物可選自由氧化釔、氧化鈰、氧化鐠、氧化釤、氧化鐿、氧化釹、氧化鑭、氧化釓、氧化鏑、氧化鉺、其前驅物及其組合組成之群。在另一實施方案中，該奈米晶氧化鋁可能基本上不含稀土氧化物及鐵。應理解，該等磨料粒子可包括任何上述稀土氧化物。在另一實施方案中，該等磨料粒子可能基本上不含稀土氧化物及鐵。在另一實施方案中，該等磨料粒子可包括含有稀土、二價陽離子及氧化鋁之相，其可呈磁鉛石結構形式。磁鉛石結構之實例為MgLaAl11O19。
根據一實施方案，該奈米晶氧化鋁可包括稀土氧化鋁微晶。在另一實施方案中，該奈米晶氧化鋁可包括稀土鋁酸鹽相。此外，根據另一實施方案，該奈米晶氧化鋁可包括尖晶石材料。應理解，該等磨料粒子可包括稀土氧化鋁微晶、稀土鋁酸鹽相或尖晶石材料。
根據一個實施方案，該奈米晶氧化鋁可包括奈米晶粒子(例如，晶粒或結構域)，其可適於改良該磨料製品之成形及/或效能。在某些實施方案中，各奈米晶粒子可包括相對於各奈米晶粒子之總體積為至少50體積%之結晶材料，諸如單晶材料或多晶材料。舉例而言，各粒子可包括至少75體積%結晶材料、至少85體積%結晶材料、至少90體積%結晶材料或至少95體積%結晶材料。在一特定實施方案中，該等奈米晶粒子可基本上由結晶材料組成。應理解，奈米晶氧化鋁之上述特徵可應用於磨料粒子。舉例而言，各磨料粒子可 包括相對於各磨料粒子之總體積為至少50體積%之結晶材料，諸如單晶材料或多晶材料。此外，應理解，該等磨料粒子可基本上由包括α氧化鋁及一或多種如本文實施方案中所述之添加劑之結晶材料組成。更特定言之，在至少一個實施方案中，該等磨料粒子可基本上由結晶材料組成，該結晶材料由α氧化鋁及一或多種如本文實施方案中所述之添加劑組成。
在一實施方案中，該奈米晶氧化鋁可具有特定物理性能，包括維氏硬度及密度。舉例而言，該奈米晶氧化鋁之維氏硬度可為至少18GPa、至少18.5GPa、至少19GPa或甚至至少19.5GPa。在另一情況下，該奈米晶氧化鋁之維氏硬度可能不大於26.5GPa，諸如不大於26GPa、不大於25.5GPa、不大於25GPa或甚至不大於24.5GPa。應理解，該奈米晶氧化鋁可具有在包括任何上述最小至最大值範圍內之維氏硬度。舉例而言，維氏硬度可在18GPa至24.5GPa範圍內或在19GPa至24GPa範圍內。在另一實施方案中，該奈米晶氧化鋁之物理性能可類似地應用於磨料粒子。例如，該等磨料粒子可具有上述維氏硬度。
應理解，維氏硬度係基於磨料晶粒之拋光表面之金剛石壓痕法(此項技術中熟知)量測的。藉由使bakelite安裝在環氧樹脂中來製備磨料晶粒樣品，隨後使用Struers Tegramin 30拋光裝置用金剛石拋光漿料拋光。使用具有500g負載及50X物鏡之Instron-Tukon 2100微型硬度測試儀，量測在五個不同磨料粒子上之5個金剛石壓痕。量測結果以維氏硬度單位計，藉由將維氏硬度單位除以100而轉換為GPa。對於合適之樣品大小報導硬度平均值及範圍以進行統計學相關計算。
在一實施方案中，該奈米晶氧化鋁可具有相對脆性，其為奈米晶氧化鋁之斷裂相對於具有相同磨粒尺寸之微晶氧化鋁之斷裂，兩種斷裂皆以如下文更詳細揭示相同之方式量測。奈米晶氧化鋁之相對脆性可以百分比形式表示，且相應微晶氧化鋁之相對脆性被視為標準且設定為100%。在一實施方案中，奈米晶氧化鋁之相對脆性可能大於100%。例如，奈米晶氧化鋁之相對脆性可為至少102%，諸如至少105%、至少108%、至少110%、至少112%、至少115%、至少120%、至少125%或至少130%。在另一情況下，奈米晶氧化鋁之相對脆性可能不大於160%。
通常藉由使用平均直徑為¾吋之碳化鎢球研磨粒子樣品持續給定時段，篩分由球磨產生之材料，且量測樣品斷裂相對於標準樣品(其在本實施方案為具有相同磨粒尺寸之微晶氧化鋁樣品)斷裂之百分比來量測相對脆性。
在球磨之前，利用由WS Tyler Inc製造之置於Ro-Tap®振動篩(RX-29型)上之一組篩網來篩分約300公克至350公克標準樣品(例如，可以Cerpass® HTB自Saint-Gobain公司獲得之微晶氧化鋁)晶粒。篩網之磨粒尺寸係根據ANSI表3選擇，以使得在目標粒度之上及之下利用確定之篩網數目及類型。舉例而言，對於磨粒80之目標粒度，該方法利用以下US標準篩尺寸，1)60；2)70；3)80；4)100；及5)120。將篩網堆疊以使得篩網之磨粒尺寸自頂部至底部增加，且將盤置於底部篩網下方以收集通過所有篩網落下之晶粒。將Ro-Tap®振動篩在每分鐘287±10次振動之速率下操作10分鐘，且輕擊計數為150±10，並且僅收集具有目標磨粒尺寸之篩網(下文稱為目標篩網)上之粒子作為目標粒度樣品。重複相同過程以收集目標粒度樣品用於材料之其他測試 樣品。
在篩分後，對各目標粒度樣品之一部分進行研磨。
將排空且乾淨之研磨容器置於輥磨機上。該輥之速度設定為305rpm，且研磨容器之速度設定為95rpm。將約3500公克平均直徑為3/4吋之平坦化球形碳化鎢球置於容器中。將100公克來自標準材料樣品之目標粒度樣品置於含球研磨容器中。將容器封閉且置於球磨機中且操作1分鐘至10分鐘之持續時間。停止球磨，且使用Ro-Tap®振動篩及與製造目標粒度樣品時所用相同之篩網來篩分球及晶粒。使用上述相同條件將旋轉輕擊錘操作5分鐘以獲得目標粒度樣品，且收集通過目標篩網落下之所有粒子並稱重。標準樣品之斷裂百分比為穿過目標篩網之晶粒質量除以目標粒度樣品之原始質量(亦即，100公克)。若斷裂百分比在48%至52%範圍內，則使用與第一樣品所用確切相同之條件測試100公克之第二目標粒度樣品以確定再現性。若第二樣品提供在48%-52%內之斷裂百分比，則記錄該等值。若第二樣品不提供在48%至52%內之斷裂百分比，則調節研磨時間，或獲得另一樣品且調節研磨時間直至斷裂百分比處於48%-52%範圍內。重複測試直至兩個連續樣品提供在48%-52%範圍內之斷裂百分比，且記錄此等結果。
以與量測具有48%至52%斷裂之標準樣品相同的方式量測代表性樣品材料(例如，奈米晶氧化鋁粒子)之斷裂百分比。奈米晶氧化鋁樣品之相對脆性為奈米晶樣品之斷裂相對於標準微晶樣品之斷裂。
在另一情況下，該奈米晶氧化鋁可具有至少3.85g/cc、諸如至少3.9g/cc或至少3.94g/cc之密度。在另一實 施方案中，該奈米晶氧化鋁之密度可能不大於4.12g/cc，諸如不大於4.08g/cc、不大於4.02g/cc或甚至不大於4.01g/cc。應理解，該奈米晶氧化鋁可具有在包括本文所述任何最小至最大值範圍內之密度。舉例而言，該密度可在3.85g/cc至4.12g/cc或3.94g/cc至4.01g/cc之範圍內。此外應理解，磨料粒子之密度可包括任何值或在本文所述任何範圍內。
根據一實施方案，該等磨料粒子可包括至少一種類型之磨料粒子。舉例而言，該等磨料粒子可包括包含第一類型之磨料粒子及第二類型之磨料粒子之摻合物。該第一類型之磨料粒子可包括包含根據本文任何實施方案之奈米晶氧化鋁之磨料粒子。該第二類型之磨料粒子可包括選自由氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、氧碳化物、氧氮化物、超級磨料、碳基材料、聚結物、聚集體、成形磨料粒子、稀釋劑粒子及其組合組成之群的至少一種材料。在一特定實施方案中，該等磨料粒子可基本上由奈米晶氧化鋁組成。
在一實施方案中，本文實施方案之磨料製品之主體可包括固定磨料製品。在另一實施方案中，該主體可包括黏結磨料製品。該黏結磨料製品可包括包含於該黏結材料之三維基質中之磨料晶粒。該黏結磨料主體可成形為熟習此項技術者已知之任何合適形狀，包括(但不限於)砂輪、砂錐、磨石、磨杯、凸緣輪、錐形杯、砂瓦、安裝點工具、研磨盤、薄砂輪、大直徑切割輪及其類似物。
根據一實施方案，該磨料製品之主體可包括特定含量之磨料粒子，其可促進磨料製品之改良成形及/或效能。例如，該等磨料粒子之含量相對於主體之總體積可為至少2體積%、至少4體積%、至少6體積%、至少8體積%、至少10體積%、至少12體積%、至少14體積%、至少16體積%、 至少18體積%、至少20體積%、至少25體積%、至少30體積%或甚至至少35體積%。在另一情況下，在黏結磨料主體內之磨料粒子含量可能不大於65體積%，諸如不大於64體積%、不大於62體積%、不大於60體積%、不大於58體積%、不大於56體積%、不大於約54體積%、不大於52體積%、不大於50體積%、不大於48體積%、不大於46體積%、不大於44體積%、不大於42體積%、不大於40體積%、不大於38體積%、不大於36體積%、不大於34體積%、不大於32體積%、不大於30體積%或大於28體積%、不大於26體積%、不大於24體積%、不大於22體積%或不大於20體積%。應理解，該等磨料粒子之含量可在包括上述任何最小至最大百分比之範圍內。舉例而言，該主體內磨料粒子之含量可在2體積%至64體積%範圍內、在12體積%至62體積%範圍內或在20體積%至58體積%範圍內。
在一實施方案中，可控制相對於主體總體積之奈米晶氧化鋁含量以促進磨料製品之改良成形及/或效能。舉例而言，奈米晶氧化鋁含量可為至少1體積%，諸如至少2體積%、至少4體積%、至少6體積%、至少8體積%、至少10體積%、至少12體積%、至少14體積%、至少16體積%、至少18體積%、至少20體積%、至少25體積%、至少30體積%或至少35體積%。在另一實施方案中，奈米晶氧化鋁含量可能不大於65體積%，諸如不大於64體積%、不大於62體積%、不大於60體積%、不大於58體積%、不大於56體積%、不大於約54體積%、不大於52體積%、不大於50體積%、不大於48體積%、不大於46體積%、不大於44體積%、不大於42體積%、不大於40體積%、不大於38體積%、不大於36體積%、不大於34體積%、不大於32體積%、不大於30體積%或 大於28體積%、不大於26體積%、不大於24體積%、不大於22體積%或不大於20體積%。應理解，該等磨料粒子之含量可在包括上述任何最小至最大百分比之範圍內。舉例而言，主體內之奈米晶氧化鋁含量可在2體積%至64體積%範圍內、在12體積%至62體積%範圍內或在20體積%至58體積%範圍內。
根據一實施方案，該主體可包括特定含量之本文實施方案中之黏結材料。舉例而言，相對於主體總體積之黏結材料含量可為至少1體積%，諸如至少2體積%、至少5體積%、至少10體積%、至少20體積%、至少30體積%、至少35體積%、至少40體積%或至少45體積%。對於另一情況，該黏結材料之含量可能不大於98體積%，諸如不大於95體積%、不大於90體積%、不大於85體積%、不大於80體積%、不大於75體積%、不大於70體積%、不大於65體積%或不大於60體積%、不大於55體積%、不大於50體積%、或不大於45體積%、不大於40體積%、或不大於35體積%、不大於30體積%、或不大於25體積%。應理解，該黏結材料之含量可在包括任何上述最小至最大百分比之範圍內。舉例而言，主體中黏結材料之含量可在1體積%至98體積%範圍內、在5體積%至85體積%範圍內或在20體積%至70體積%範圍內。
該磨料製品之主體可成形為具有特定孔隙率。在一實施方案中，相對於主體之總體積，該孔隙率可為至少1體積%。舉例而言，該孔隙率可為至少2體積%、至少4體積%、至少6體積%、至少8體積%、至少10體積%、至少12體積%、至少14體積%、至少16體積%、至少18體積%、至少20體積%、至少25體積%、至少30體積%、至少40體積%、至少45體積%、至少50體積%或至少55體積%。在另一 實施方案中，該主體之孔隙率可能不大於80體積%。例如，該孔隙率可能不大於75體積%、不大於70體積%、不大於60體積%、不大於55體積%、不大於50體積%、不大於45體積%、不大於40體積%、不大於35體積%、不大於30體積%、不大於25體積%、不大於20體積%、不大於15體積%、不大於10體積%、不大於5體積%或不大於2體積%。應理解，該主體之孔隙率可在包括上述任何最小至最大百分比之範圍內。舉例而言，該主體中之黏結材料含量可在1體積%至80體積%範圍內、在8體積%至55體積%範圍內或在14體積%至30體積%範圍內。
該主體之孔隙可呈多種形式。例如，該孔隙可能是封閉的、開放的，或包括封閉孔隙及開放孔隙。在一實施方案中，該孔隙可包括選自由封閉孔隙、開放孔隙及其組合組成之群的一類孔隙。在另一實施方案中，大多數孔隙可包括開放孔隙。在一特定實施方案中，所有孔隙可能基本上為開放孔隙。此外，在另一實施方案中，大多數孔隙可包括封閉孔隙。舉例而言，所有孔隙可能基本上為封閉孔隙。
該主體可包括具有特定平均孔徑之孔。在一實施方案中，該平均孔徑可能不大於500微米，諸如不大於450微米、不大於400微米、不大於350微米、不大於300微米、不大於250微米、不大於200微米、不大於150微米或不大於100微米。在另一實施方案中，該平均孔徑可為至少0.01微米、至少0.1微米或至少1微米。應理解，該主體可具有在包括上述任何最小至最大值範圍內之平均孔徑。舉例而言，該主體之平均孔徑可在0.01微米至500微米範圍內、在0.1微米至350微米範圍內或在1微米至250微米範圍內。
根據一實施方案，本文實施方案之磨料粒子可包 括非聚結粒子，例如，該等包括奈米晶氧化鋁之磨料粒子可為非聚結粒子。根據另一實施方案，該等磨料粒子可包括聚結粒子，例如，該等包括奈米晶氧化鋁之磨料粒子可為聚結粒子。
在一實施方案中，包括奈米晶氧化鋁之磨料粒子為成形磨料粒子。該等粒子可包括二維形狀、三維形狀或其組合。例示性二維形狀包括正多邊形、不規則多邊形、不規則形狀、三角形、部分凹入三角形、四邊形、矩形、梯形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形、橢圓形、希臘字母表字元、拉丁字母表字元、俄文字母表字元及其組合。根據一實施方案，該等磨料粒子可由上述二維形狀中之任一者組成。例示性三維形狀可包括多面體、棱錐、橢圓體、球體、棱柱、圓柱、圓錐、四面體、立方體、長方體、菱面體、截頭金字塔、截頭橢圓體、截頭球體、截頭圓錐、多面體、六面體、七面體、八面體、九面體、十面體、希臘字母表字母、拉丁字母表字元、俄文字母表字元、漢字字元、複雜多角形狀、不規則形狀輪廓、火山形狀、單靜態形狀及其組合。單靜態形狀可為具有單一穩定靜止位置之形狀。根據另一實施方案，該等磨料粒子可由任何上述三維形狀組成。在一特定實施方案中，該等成形磨料粒子可包括三角形二維形狀。在另一特定實施方案中，該等成形磨料粒子可包括部分凹入之三角形二維形狀。該等成形磨料粒子及成形方法可見於Doruk O.Yener等之US2013/0236725 A1及Doruk O.Yener等之US 2012/0167481中，其兩者皆以全文引用之方式併入本文中。
圖2包括例示性成形磨料粒子200之透視圖。該成形磨料粒子可包括具有三維形狀之主體201。主體201可為具有第一端面202及第二端面202之大致棱柱形。此外，成 形磨料粒子200可包括在第一端面202與第二端面204之間延伸之第一側面210。第二側面212可在與第一側面210相鄰之第一端面202與第二端面204之間延伸。如所示，成形磨料粒子200亦可包括在與第二側面212及第一側面210相鄰之第一端面202與第二端面204之間延伸之第三側面214。如所示，成形磨料粒子主體201之各端面202、204之形狀可為大致三角形。各側面210、212、214之形狀可為大致矩形。此外，成形磨料粒子主體201在與端面202、204平行之平面內之橫截面為大致三角形。
圖3包括磨料粒子300之另一透視圖。如所示，磨料粒子300可具有三維形狀，其包括具有上表面305及與該上表面305相對之底表面306之主體301。如進一步所示，主體301可成形以具有側表面302、303、307及308，其在上表面305與底表面306之間延伸。
如所示，主體301可具有主體長度(Lb)、主體寬度(Wb)及主體厚度(Tb)，且其中LbWb，LbTb且WbTb。。在另一實施方案中，該主體可包括至少1：1之第一縱橫比(Lb：Wb)。舉例而言，該縱橫比(Lb：Wb)可為至少2：1、至少3：1、至少5：1或至少10：1。在另一情況下，縱橫比(Lb：Wb)可能不大於1000：1或不大於500：1。應理解，縱橫比(Lb：Wb)可能在包括上述任何最小至最大值之範圍內，諸如1：1至1000：1。根據另一實施方案，該主體可具有至少1：1、至少2：1、至少3：1、至少5：1或至少10：1之第二縱橫比(Lb：Tb)。該第二縱橫比可能不大於約1000：1。應理解，該第二縱橫比(Lb：Tb)可能在包括上述任何最小至最大值之範圍內，諸如1：1至1000：1。此外，根據另一實施方案，該主體可具有至少1：1、至少2：1、至少3：1、至少5：1或至少10：1之第三縱橫比 (Wb：Tb)。該第三縱橫比可能不大於約1000：1。應理解，該第三縱橫比(Wb：Tb)可能在包括上述任何最小至最大值之範圍內，諸如1：1至1000：1。
在另一實施方案中，主體長度(Lb)、主體寬度(Wb)及主體厚度(Tb)中之至少一者可具有至少0.1微米之平均尺寸。舉例而言，該平均尺寸可為至少1微米、至少10微米、至少50微米、至少100微米或至少150微米、至少200微米、至少400微米、至少600微米、至少800微米或至少1mm。對於另一情況，該平均尺寸可能不大於20mm，諸如不大於18mm、不大於16mm、不大於14mm、不大於12mm、不大於10mm、不大於8mm、不大於6mm或不大於4mm。應理解，該平均尺寸可在包括上述任何最小至最大值之範圍內，諸如1微米至20mm、10微米至18mm、50微米至14mm、或200微米至8mm。
根據一實施方案，該主體可包括在由主體長度及主體寬度限定之平面內之橫截面形狀。該橫截面形狀可包括三角形、四邊形、矩形、梯形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形、橢面、希臘字母表字元、拉丁字母表字元、俄文字母表字元及其組合。根據另一實施方案，該主體可包括在由主體長度及主體厚度限定之平面內之橫截面形狀。該橫截面形狀可包括三角形、四邊形、矩形、梯形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形、橢面、希臘字母表字元、拉丁字母表字元、俄文字母表字元及其組合。該主體可具有任何上述形狀之橫截面形狀。舉例而言，圖4包括如在由寬度及厚度限定之平面內檢視具有大致四邊形且更特定言之矩形二維形狀之磨料粒子400之橫截面圖。或者，圖5包括如在由長度及寬度限定之平面內檢視可具有大致八邊形二維形狀之磨料粒子500 之透視圖。
許多不同態樣及實施方案為可能的。本文描述彼等態樣及實施方案中之一些。在閱讀本說明書後，熟習此項技術者應理解，彼等態樣及實施方案僅具說明性，而不限制本發明之範疇。實施方案可能是根據如下文列出之一或多項。
實施方案1. 一種磨料製品，其包含：主體，其包括：包含有機材料之黏結材料；及包含於該黏結材料內之磨料粒子，該等磨料粒子包含奈米晶氧化鋁。
實施方案2. 一種形成磨料製品之方法，其包括：形成混合物，其包括：包含有機材料之黏結材料；包含奈米晶氧化鋁之磨料粒子；及將該混合物固化以形成固定磨料製品。
實施方案3. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該黏結材料包含選自由樹脂、熱固性材料、熱塑性材料、酚醛樹脂及其組合組成之群的材料。
實施方案4. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該黏結材料基本上由有機材料組成。
實施方案5. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該等磨料粒子包含平均微晶尺寸不大於約0.18微米或不大於約0.17微米或不大於約0.16微米或不大於約0.15微米或不大於約0.14微米或不大於約0.13微米之奈米晶氧化鋁。
實施方案6. 如實施方案1或2之磨料製品或方 法，其中該磨料粒子包含平均微晶尺寸為至少約0.01微米或至少約0.02微米或至少約0.05微米或至少約0.06微米或至少約0.07微米或至少約0.08微米或至少約0.09微米之奈米晶氧化鋁。
實施方案7. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該奈米晶氧化鋁包含相對於該等粒子之總重量為至少約51重量%或至少約60重量%或至少約70重量%或至少約80重量%或至少約85重量%或至少約90重量%或至少約92重量%或至少約93重量%或至少約94重量%之氧化鋁。
實施方案8. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該奈米晶氧化鋁包含相對於該等粒子之總重量為不大於約99.9重量%或不大於約99重量%或不大於約98.5重量%或不大於約98重量%或不大於約97.5重量%或不大於約97重量%或不大於約96.5重量%或不大於約96重量%之氧化鋁。
實施方案9. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該奈米晶氧化鋁包含選自由過渡金屬元素、稀土元素、鹼金屬元素、鹼土金屬元素、矽及其組合組成之群的至少一種添加劑。
實施方案10. 如實施方案9之磨料製品或方法，其中該添加劑包含選自由鎂、鋯、鈣、矽、鐵、釔、鑭、鈰及其組合組成之群的材料。
實施方案11. 如實施方案9之磨料製品或方法，其中該添加劑包括選自由鎂、鋯、鈣、矽、鐵、釔、鑭及鈰組成之群的至少兩種材料。
實施方案12. 如實施方案9之磨料製品或方法，其中該奈米晶氧化鋁包含相對於該等奈米晶氧化鋁粒子之總重量為不大於約12重量%或不大於約11重量%或不大於約10 重量%或不大於約9.5重量%或不大於約9重量%或不大於約8.5重量%或不大於約8重量%或不大於約7.5重量%或不大於約7重量%或不大於約6.5重量%或不大於約6重量%或不大於約5.8重量%或不大於約5.5重量%或不大於約5.3重量%或不大於約5重量%之總含量的添加劑。
實施方案13. 如實施方案9之磨料製品或方法，其中該奈米晶氧化鋁包含相對於該等奈米晶氧化鋁粒子之總重量為至少約0.1重量%或至少約0.3重量%或至少約0.5重量%或至少約0.7重量%或至少約1重量%或至少約1.3重量%或至少約1.5重量%或至少約1.7重量%或至少約2重量%或至少約2.3重量%或至少約2.5重量%或至少約2.7重量%或至少約3重量%之總含量的添加劑。
實施方案14. 如實施方案9之磨料製品或方法，其中該添加劑包括氧化鎂(MgO)。
實施方案15. 如實施方案14之磨料製品或方法，其中該奈米晶氧化鋁包含相對於該奈米晶氧化鋁之總重量為至少約0.1重量%或至少約0.3重量%或至少約0.5重量%或至少約0.7重量%或至少約0.8重量%之MgO。
實施方案16. 如實施方案14之磨料製品或方法，其中該奈米晶氧化鋁包含相對於該奈米晶氧化鋁之總重量為不大於約5重量%或不大於約4.5重量%或不大於約4重量%或不大於約3.5重量%或不大於約3重量%或不大於約2.8重量%之MgO。
實施方案17. 如實施方案9之磨料製品或方法，其中該添加劑包括氧化鋯(ZrO2)。
實施方案18. 如實施方案17之磨料製品或方法，其中該奈米晶氧化鋁包含相對於該奈米晶氧化鋁之總重 量為至少約0.1重量%或至少約0.3重量%或至少約0.5重量%或至少約0.7重量%或至少約0.8重量%或至少約1重量%或至少約1.3重量%或至少約1.5重量%或至少約1.7重量%或至少約2重量%之ZrO2。
實施方案19. 如實施方案17之磨料製品或方法，其中該奈米晶氧化鋁包含相對於該奈米晶氧化鋁之總重量為不大於約8重量%或不大於約7重量%或不大於約6重量%或不大於約5.8重量%或不大於約5.5重量%或不大於約5.2重量%之ZrO2。
實施方案20. 如實施方案9之磨料製品或方法，其中該添加劑包括氧化鎂(MgO)及氧化鋯(ZrO2)。
實施方案21. 如實施方案20之磨料製品或方法，其中該奈米晶氧化鋁包含不大於1.5之添加劑比率(MgO/ZrO2)，其中MgO為該奈米晶氧化鋁中MgO之重量百分比且ZrO2為該奈米晶氧化鋁中ZrO2之重量百分比，其中該添加劑比率(MgO/ZrO2)不大於約1.4或不大於約1.3或不大於約1.2或不大於約1.1或不大於約1或不大於約0.95或不大於約0.9或不大於約0.85或不大於約0.8或不大於約0.75或不大於約0.7或不大於約0.65、不大於約0.6或不大於約0.55。
實施方案22. 如實施方案20之磨料製品或方法，其中該奈米晶氧化鋁包含至少約0.01之添加劑比率(MgO/ZrO2)，其中MgO為該奈米晶氧化鋁中MgO之重量百分比且ZrO2為該奈米晶氧化鋁中ZrO2之重量百分比，其中該添加劑比率(MgO/ZrO2)為至少約0.05或至少約0.1或至少約0.2或至少約0.3或至少約0.4或至少約0.5。
實施方案23. 如實施方案9之磨料製品或方法， 其中該添加劑包括氧化鈣(CaO)。
實施方案24. 如實施方案23之磨料製品或方法，其中該奈米晶氧化鋁包含相對於該奈米晶氧化鋁之總重量為至少約0.01重量%或至少約0.05重量%或至少約0.07重量%或至少約0.1重量%或至少約0.15重量%或至少約0.2重量%或至少約0.25重量%之CaO。
實施方案25. 如實施方案23之磨料製品或方法，其中該奈米晶氧化鋁包含相對於該奈米晶氧化鋁之總重量為不大於約5重量%或不大於約4重量%或不大於約3重量%或不大於約2重量%或不大於約1重量%或不大於約0.7重量%或不大於約0.5重量%之CaO。
實施方案26. 如實施方案9之磨料製品或方法，其中該添加劑包括氧化鎂(MgO)及氧化鈣(CaO)。
實施方案27. 如實施方案26之磨料製品或方法，其中該奈米晶氧化鋁包含不大於1之添加劑比率(CaO/MgO)，其中MgO為該奈米晶氧化鋁中MgO之重量百分比且CaO為該奈米晶氧化鋁中CaO之重量百分比，其中該添加劑比率(CaO/MgO)不大於約0.95或不大於約0.9或不大於約0.85或不大於約0.8或不大於約0.75或不大於約0.7或不大於約0.65、不大於約0.6或不大於約0.55或不大於約0.5或不大於約0.45、不大於約0.4。
實施方案28. 如實施方案26之磨料製品或方法，其中該奈米晶氧化鋁包含至少約0.01之添加劑比率(CaO/MgO)，其中MgO為該奈米晶氧化鋁中MgO之重量百分比且CaO為該奈米晶氧化鋁中CaO之重量百分比，其中該添加劑比率(CaO/MgO)為至少約0.05或至少約0.1或至少約0.15或至少約0.2或至少約0.25。
實施方案29. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該奈米晶氧化鋁包含選自由氧化釔、氧化鈰、氧化鐠、氧化釤、氧化鐿、氧化釹、氧化鑭、氧化釓、氧化鏑、氧化鉺、其前驅物及其組合組成之群的稀土氧化物。
實施方案30. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該奈米晶氧化鋁包含稀土氧化鋁微晶。
實施方案31. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該奈米晶氧化鋁包含尖晶石材料。
實施方案32. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該奈米晶材料包含奈米晶粒子且各粒子包括相對於各粒子之總體積為至少約50體積%之結晶或多晶材料或至少約75體積%之結晶或多晶材料或至少約85體積%之結晶或多晶材料或至少約90體積%之結晶或多晶材料或至少約95體積%之結晶或多晶材料或其中各粒子基本上由結晶或多晶材料組成。
實施方案33. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該奈米晶氧化鋁基本上不含稀土氧化物及鐵。
實施方案34. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該奈米晶氧化鋁包含稀土鋁酸鹽相。
實施方案35. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該奈米晶氧化鋁包含至少約18GPa或至少約18.5GPa或至少19GPa或至少約19.5GPa之維氏硬度。
實施方案36. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該奈米晶氧化鋁包含至少約3.85g/cc或至少約3.9g/cc或至少約3.94g/cc之密度。
實施方案37. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該主體包含固定磨料製品。
實施方案38. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該主體包含黏結磨料製品，其包括包含於該黏結材料之三維基質中之磨粒晶粒。
實施方案39. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該主體包含相對於該主體之總體積為至少約1體積%或至少約2體積%或至少約4體積%或至少約6體積%或至少約8體積%或至少約10體積%或至少約12體積%或至少約14體積%或至少約16體積%或至少約18體積%或至少約20體積%或至少約25體積%或至少約30體積%或至少約35體積%之磨料粒子。
實施方案40. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該主體包含相對於該主體之總體積不大於約65體積%或不大於約64體積%或不大於約62體積%或不大於約60體積%或不大於約58體積%或不大於約56體積%或不大於約54體積%或不大於約52體積%或不大於約50體積%或不大於約48體積%或不大於約46體積%或不大於約44體積%或不大於約42體積%或不大於約40體積%或不大於約38體積%或不大於約36體積%或不大於約34體積%或不大於約32體積%或不大於約30體積%或不大於約28體積%或不大於約26體積%或不大於約24體積%或不大於約22體積%或不大於約20體積%之磨料粒子。
實施方案41. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中其中該主體包含相對於該主體之總體積為至少約1體積%或至少約2體積%或至少約4體積%或至少約6體積%或至少約8體積%或至少約10體積%或至少約12體積%或至少約14體積%或至少約16體積%或至少約18體積%或至少約20體積%或至少約25體積%或至少約30體積%或至少約35 體積%之奈米晶氧化鋁。
實施方案42. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該主體包含相對於該主體之總體積不大於約65體積%或不大於約64體積%或不大於約62體積%或不大於約60體積%或不大於約58體積%或不大於約56體積%或不大於約54體積%或不大於約52體積%或不大於約50體積%或不大於約48體積%或不大於約46體積%或不大於約44體積%或不大於約42體積%或不大於約40體積%或不大於約38體積%或不大於約36體積%或不大於約34體積%或不大於約32體積%或不大於約30體積%或不大於約28體積%或不大於約26體積%或不大於約24體積%或不大於約22體積%或不大於約20體積%之奈米晶氧化鋁。
實施方案43. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該等磨料粒子包括包含第一類型之磨料粒子及第二類型之磨料粒子之摻合物，該第一類型之磨料粒子包括該奈米晶氧化鋁且該第二類型之磨料粒子選自由氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、氧碳化物、氧氮化物、超級磨料、碳基材料、聚結物、聚集體、成形磨料粒子及其組合組成之群。
實施方案44. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該等磨料粒子基本上由奈米晶氧化鋁組成。
實施方案45. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該主體包含相對於該主體之總體積為至少約1體積%或至少約2體積%或至少約5體積%或至少約10體積%或至少約20體積%或至少約30體積%或至少約35體積%或至少約40體積%或至少約45體積%之黏結材料。
實施方案46. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該主體包含相對於該主體之總體積為不大於約98體 積%或不大於約95體積%或不大於約90體積%或不大於約85體積%或不大於約80體積%或不大於約75體積%或不大於約70體積%或不大於約65體積%或不大於約60體積%或不大於約55體積%或不大於約50體積%或不大於約45體積%或不大於約40體積%或不大於約35體積%或不大於約30體積%或不大於約25體積%之黏結材料。
實施方案47. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該其中該主體包含相對於該主體之總體積為至少約1體積%或至少約2體積%或至少約4體積%或至少約6體積%或至少約8體積%或至少約10體積%或至少約12體積%或至少約14體積%或至少約16體積%或至少約18體積%或至少約20體積%或至少約25體積%或至少約30體積%或至少約40體積%或至少約45體積%或至少約50體積%或至少約55體積%之孔隙率。
實施方案48. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該主體包含相對於該主體之總體積不大於約80體積%或不大於約75體積%或不大於約70體積%或不大於約65體積%或不大於約60體積%或不大於約55體積%或不大於約50體積%或不大於約45體積%或不大於約40體積%或不大於約35體積%或不大於約30體積%或不大於約25體積%或不大於約20體積%或不大於約15體積%或不大於約10體積%或不大於約5體積%或不大於約2體積%之孔隙率。
實施方案49. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該主體包含孔隙，其包含選自由封閉孔隙、開放孔隙及其組合組成之群的一類孔隙。
實施方案50. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該主體包含孔隙，且其中大多數孔隙為開放孔隙， 其中基本上所有孔隙為開放孔隙。
實施方案51. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該主體包含孔隙且大多數孔隙為封閉孔隙，其中基本上所有孔隙為封閉孔隙。
實施方案52. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該主體包含平均孔徑為至少約0.01微米或至少約0.1微米或至少約1微米之孔隙。
實施方案53. 如實施方案1之磨料製品或方法，其中該等包含奈米晶氧化鋁之磨料粒子為非聚結粒子。
實施方案54. 如實施方案1之磨料製品或方法，其中該等包含奈米晶氧化鋁之磨料粒子為聚結粒子。
實施方案55. 如實施方案1之磨料製品或方法，其中該等包含奈米晶氧化鋁之磨料粒子為成形磨料粒子。
實施方案56. 如實施方案55之磨料製品或方法，其中該等成形磨料粒子包含選自由正多邊形、不規則多邊形、不規則形狀、三角形、部分凹入三角形、四邊形、矩形、梯形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形、橢圓形、希臘字母表字元、拉丁字母表字元、俄文字母表字元及其組合組成之群的二維形狀。
實施方案57. 如實施方案55之磨料製品或方法，其中該等成形磨料粒子包含選自由多面體、棱錐、橢圓體、球體、棱柱、圓柱、圓錐、四面體、立方體、長方體、菱面體、截頭金字塔、截頭橢圓體、截頭球體、截頭圓錐、多面體、六面體、七面體、八面體、九面體、十面體、希臘字母表字母、拉丁字母表字元、俄文字母表字元、漢字字元、複雜多角形狀、不規則形狀輪廓、火山形狀、單靜態形狀及其組合組成之群的三維形狀，單靜態形狀為具有單一穩定靜 止位置之形狀。
實施方案58. 如實施方案55之磨料製品或方法，其中該成形磨料粒子包含三角形二維形狀。
實施方案59. 如實施方案55之磨料製品或方法，其中該成形磨料粒子包含部分凹入之三角形二維形狀。
實施方案60. 如實施方案55之磨料製品或方法，其中該成形磨料粒子包括具有主體長度(Lb)、主體寬度(Wb)及主體厚度(Tb)之主體，且其中Lb>Wb、Lb>Tb且Wb>Tb。
實施方案61. 如實施方案60之磨料製品或方法，其中該主體包含至少約1：1或至少約2：1或至少約3：1或至少約5：1或至少約10：1且不大於約1000：1之第一縱橫比(Lb：Wb)。
實施方案62. 如實施方案60之磨料製品或方法，其中該主體包含至少約1：1或至少約2：1或至少約3：1或至少約5：1或至少約10：1且不大於約1000：1之第二縱橫比(Lb：Tb)。
實施方案63. 如實施方案60之磨料製品或方法，其中該主體包含至少約1：1或至少約2：1或至少約3：1或至少約5：1或至少約10：1且不大於約1000：1之第三縱橫比(Wb：Tb)。
實施方案64. 如實施方案60之磨料製品或方法，其中該主體長度(Lb)、該主體寬度(Wb)及該主體厚度(Tb)中之至少一者具有至少約0.1微米或至少約1微米或至少約10微米或至少約50微米或至少約100微米或至少約150微米或至少約200微米或至少約400微米或至少約600微米或至少約800微米或至少約1mm且不大於約20mm或不大於約 18mm或不大於約16mm或不大於約14mm或不大於約12mm或不大於約10mm或不大於約8mm或不大於約6mm或不大於約4mm之平均尺寸。
實施方案65. 如實施方案60之磨料製品或方法，其中該主體包含在由該主體長度及該主體寬度限定之平面中之橫截面形狀，其選自由三角形、四邊形、矩形、梯形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形、橢面、希臘字母表字元、拉丁字母表字元、俄文字母表字元及其組合組成之群。
實施方案66. 如實施方案60之磨料製品或方法，其中該主體包含在由該主體長度及該主體厚度限定之平面中之橫截面形狀，其選自由三角形、四邊形、矩形、梯形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形、橢面、希臘字母表字元、拉丁字母表字元、俄文字母表字元及其組合組成之群。
實施方案67. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該主體包含選自由粉末、顆粒、球體、纖維、短切纖維(CSF)、空心粒子、聚合物空心球及其組合組成之群的填料。
實施方案68. 如實施方案67之磨料製品或方法，其中該填料包含選自由沙子、氧化鋁空心球、鉻鐵礦、磁鐵礦、白雲石、富鋁紅柱石空心球、硼化物、二氧化鈦、碳製品、碳化矽、木粉、黏土、滑石、六方氮化硼、二硫化鉬、長石、霞石正長岩、玻璃球、玻璃纖維、CaF2、KBF4、冰晶石(Na3AlF6)、鉀冰晶石(K3AlF6)、黃鐵礦、ZnS、硫化銅、礦物油、氟化物、碳酸鹽、碳酸鈣、莎綸、苯氧樹脂、CaO、K2SO4、礦棉、MnCl2、KCl及其組合組成之群的材料。
實施方案69. 如實施方案67之磨料製品或方法，其中該填料包含選自由抗靜電劑、潤滑劑、孔隙誘導劑、 著色劑及其組合組成之群的材料。該填料可包含平均粒度不大於約40微米之鐵及硫。
實施方案70. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該黏結材料包括一或多種天然有機材料、合成有機材料及其組合。
實施方案71. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該黏結材料包含選自由酚醛樹脂、環氧樹脂、聚酯、氰酸酯、蟲膠、聚胺基甲酸酯、橡膠及其組合組成之群的材料。
實施方案72. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該黏結材料包含用包括六亞甲基四胺之固化或交聯劑改質之酚醛樹脂。
實施方案73. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該黏結材料包含具有擁有亞微米平均尺寸之交聯結構域之酚醛樹脂。
實施方案74. 如實施方案1或2之磨料製品或方法，其中該主體具有選自由砂輪、磨石、砂錐、磨杯、凸緣輪、錐形杯、研磨盤、砂瓦、安裝點及其組合組成之群的形狀。
實施例1
圖6A及圖6B包括本文代表性實施方案之習知微晶氧化鋁晶粒(圖6A)及奈米晶氧化鋁晶粒(圖6B)之拋光截面的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。如所示，微晶氧化鋁(MCA)之平均微晶尺寸為約0.2微米，而奈米晶氧化鋁(NCA)之平均微晶尺寸為約0.1微米。
實施例2
根據本文揭示之實施方案量測代表性MCA晶粒 樣品及NCA晶粒樣品之維氏硬度。該等MCA晶粒及NCA晶粒獲自Saint-Gobain公司。該等MCA晶粒可以Cerpass® HTB獲得。奈米晶氧化鋁及微晶氧化鋁之微晶尺寸分別為約0.1微米及0.2微米。以相同方式製備MCA晶粒及NCA晶粒之樣品。測試MCA晶粒及NCA晶粒之5個樣品的維氏硬度。該等MCA晶粒及NCA晶粒之平均維氏硬度揭示於表1中。
根據本文揭示之程序量測NCA晶粒之相對脆性。該等MCA及NCA樣品具有磨粒尺寸80，並且MCA晶粒被用作標準樣品。球磨時間為6分鐘。如表1中揭示，MCA晶粒之相對脆性被設定為100%，且NCA晶粒顯示與MCA晶粒極為類似之維氏硬度，但具有123%之相對脆性。
實施例3
自MCA晶粒及NCA晶粒製造兩種不同類型之樣品。MCA晶粒與NCA晶粒皆獲自Saint-Gobain公司。MCA晶粒可以Cerpass® HTB獲得。製造包括47體積%磨料晶粒之第一習知砂輪樣品(CS1)，其包括約25體積%微晶氧化鋁粒子、38體積%熔融鋼鋁石、38體積% SiC之混合物。樣品CS1亦包括約20體積%樹脂黏結及約32體積%孔隙。製造包括約47體積%磨料粒子之第二砂輪樣品(S2)，其包括約25體積%之奈米晶氧化鋁(NCA)、38體積%熔融鋼鋁石及38體積% SiC之混合物。樣品S2包括並具有與樣品CS1相同類型及含量之黏結及孔隙。製造兩種形式之各樣品CS1及S2，其具有36磨粒尺寸磨料粒子及54磨粒尺寸磨料粒子。NCA及MCA之 微晶尺寸分別為約0.1微米及0.2微米。
根據本文揭示之程序量測用於製造砂輪樣品之NCA及MCA晶粒之相對脆性。MCA晶粒被用作標準樣品。對於具有磨粒尺寸36之晶粒，球磨時間為3分鐘。對於磨粒尺寸54，球磨時間為3分鐘15秒。NCA晶粒之相對脆性揭示於表3中。CS1及CS2之MCA之相對脆性被設定為100%。
使用低材料移除率(MRR)操作及高材料移除率操作測試樣品之磨削比(G比)以模擬各種研磨條件。如圖7A中所示，對於36磨粒尺寸形式之樣品，樣品S2相比於樣品CS1在低MRR與高MRR條件中顯示顯著更高之磨削比。如圖7B中所示，對於54磨粒尺寸形式之樣品，S2相比於CS1對於低MRR操作具有顯著更高之磨削比。此外，對於高MRR條件，S2亦顯示優於CS2之改良。
本發明實施方案代表與現有技術狀態之悖離。儘管一些專利公開案已指出微晶氧化鋁可製成具有亞微米平均微晶尺寸，但熟習此項技術者認識到，市售形式之微晶氧化鋁具有約0.18至0.25微米之平均微晶尺寸。據本申請人所知，具有較細平均微晶尺寸之氧化鋁基磨料尚不可購得。此外，包括NCA之磨料製品之結果表現出顯著且出乎意料之結果，特別是鑒於MCA及NCA晶粒之維氏硬度基本上沒有區別之發現，且一般技術者可能沒有預料到利用NCA晶粒之黏 結磨料之效能的顯著差異。然而，出乎意料且顯著的是，相比于包括習知MCA晶粒之磨料製品，對於高及低材料移除率，包括NCA晶粒之磨料製品具有顯著改良之磨削比(自樣品移除之材料相比於自砂輪移除之材料的量度，且因此為磨料製品效率之量度)。不希望受任何理論束縛，NCA晶粒相比於MCA晶粒之相對脆性(例如，高於100%)可能有助於用NCA晶粒形成之砂輪的改良磨削比。
應注意到，並非需要所有上文在一般說明或實施例中描述之行為，可能不需要特定行為之一部分，且除彼等所述之外可進行一或多種其他行為。更進一步，所列出行為之順序未必是其執行順序。
上文已關於特定實施方案描述益處、其他優點及問題之解決方案。然而，益處、優點、問題之解決方案及可造成任何益處、優點或解決方案發生或變得更明顯之任何特徵不應被解釋為任何或所有申請專利範圍之關鍵、必需或基本特徵。許多不同態樣及實施方案為可能的。彼等態樣及實施方案中之一些描述于本文中。在閱讀本說明書後，熟習此項技術者應理解，彼等態樣及實施方案僅具說明性而不限制本發明之範疇。另外，熟習此項技術者應理解，包括類比電路之一些實施方案可使用數位電路類似地實施，反之亦然。
本說明書及本文所述實施方案之說明意欲提供對於各種實施方案之結構之一般理解。本說明書及說明不欲充當使用本文所述結構或方法之裝置及系統之所有元件及特徵的詳盡及全面的描述。單獨之實施方案亦可于單一實施方案中組合提供，相反，為簡潔起見在單一實施方案情形中描述之各種特徵亦可單獨地或以任何子組合提供。此外，對於以範圍所述之值的提及包括在該範圍內之各個及每一值。熟 習此項技術者僅在閱讀本說明書後可顯而易見許多其他實施方案。其他實施方案可使用並源自本揭示內容，以使得可在不悖離本公開之範疇的情況下做出結構取代、邏輯取代或另一種變化。因此，本揭示內容應視為說明性而非限制性。上文已關於特定實施方案描述益處、其他優點及問題之解決方案。然而，益處、優點、問題之解決方案及可造成任何益處、優點或解決方案發生或變得更明顯之任何特徵不應被解釋為任何或所有申請專利範圍之關鍵、必需或基本特徵。
提供本揭示內容之摘要以符合專利法且在它不會被用於解釋或限制申請專利範圍之範疇或含義之理解下提交。另外，在前述附圖詳細說明中，出於精簡本揭示內容之目的，各種特徵可組合在一起或描述于單一實施方案中。本揭示內容不應被解釋為反映如下意圖：所主張之實施方案需要比在各申請專利範圍中明確敍述者更多的特徵。相反，如以下申請專利範圍所反映，發明標的物可針對比任何所揭示實施方案之所有特徵更少的特徵。因此，將以下申請專利範圍併入附圖詳細說明中，其中各申請專利範圍自身理解為限定單獨主張之標的物。

Claims (10)

  1. 一種磨料製品，其包含：主體，其包括：包含有機材料之黏結材料；及包含於該黏結材料內之磨料粒子，該等磨料粒子包含具有範圍在至少約0.01微米至不大於約0.16微米之平均晶粒尺寸的奈米晶氧化鋁。
  2. 如申請專利範圍第1項之磨料製品，其中該等磨料粒子包含具有範圍在至少約0.05微米至不大於約0.15微米之平均晶粒尺寸的奈米晶氧化鋁。
  3. 如申請專利範圍第1項之磨料製品，其中該等磨料粒子包含具有範圍在至少約0.07微米至不大於約0.14微米之平均晶粒尺寸的奈米晶氧化鋁。
  4. 如申請專利範圍第1項之磨料製品，其中該奈米晶氧化鋁包含選自由鎂、鋯、鈣、矽、鐵、釔、鑭、鈰及其組合組成之群之材料的添加劑。
  5. 如申請專利範圍第4項之磨料製品，其中該奈米晶氧化鋁包含相對於該等奈米晶氧化鋁粒子之總重量為至少約0.1重量%至不大於約12重量%之總含量的添加劑。
  6. 如申請專利範圍第4項之磨料製品，其中該添加劑包括氧化鎂(MgO)且其中該奈米晶氧化鋁包含相對於該奈米晶氧化鋁之總重量為至少約0.1重量%至不大於約5重量%之MgO。
  7. 如申請專利範圍第4項之磨料製品，其中該添加劑包括氧化鋯(ZrO2)，且其中該奈米晶氧化鋁包含相對於該奈米晶氧化鋁之總重量為至少約0.1重量%之ZrO2至不大於約8重量%之ZrO2。
  8. 如申請專利範圍第4項之磨料製品，其中該添加劑包括氧化鈣(CaO)，且其中該奈米晶氧化鋁包含相對於該奈米晶氧化鋁之總重量為至少約0.01重量%之CaO至不大於約5重量%之CaO。
  9. 一種形成磨料製品之方法，其包括：形成混合物，其包括：包含有機材料之黏結材料；包含具有範圍在至少約0.01微米至不大於約0.16微米之平均晶粒尺寸的奈米晶氧化鋁之磨料粒子；及固化該混合物以形成固定磨料製品。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法，其中該等磨料粒子包含具有範圍在至少約0.07微米至不大於約0.14微米之平均晶粒尺寸的奈米晶氧化鋁。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101953091B1 (ko) 2014-12-30 2019-03-04 생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드 연마 물품 및 이의 형성 방법
EP3683016A1 (en) 2014-12-30 2020-07-22 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive articles and methods for forming the same
US20180001442A1 (en) * 2016-06-29 2018-01-04 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Coated abrasive articles and methods for forming same
CN113174235A (zh) * 2017-10-02 2021-07-27 3M创新有限公司 细长磨料颗粒、其制备方法以及包含细长磨料颗粒的磨料制品

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200718511A (en) * 2005-09-30 2007-05-16 Saint Gobain Abrasives Inc Abrasive tools having a permeable structure
TW201402279A (zh) * 2012-07-06 2014-01-16 Saint Gobain Abrasives Inc 用於低速研磨操作之磨料物品

Family Cites Families (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1254238A (en) * 1985-04-30 1989-05-16 Alvin P. Gerk Process for durable sol-gel produced alumina-based ceramics, abrasive grain and abrasive products
US4881951A (en) * 1987-05-27 1989-11-21 Minnesota Mining And Manufacturing Co. Abrasive grits formed of ceramic containing oxides of aluminum and rare earth metal, method of making and products made therewith
US4898597A (en) 1988-08-25 1990-02-06 Norton Company Frit bonded abrasive wheel
EP0408771B1 (en) * 1989-02-01 1993-08-04 Showa Denko Kabushiki Kaisha Alumina ceramic, abrasive material, and production thereof
US5035723A (en) 1989-04-28 1991-07-30 Norton Company Bonded abrasive products containing sintered sol gel alumina abrasive filaments
JPH05320623A (ja) 1991-04-17 1993-12-03 Mitsui Mining Co Ltd セラミック繊維研磨材
US5203886A (en) 1991-08-12 1993-04-20 Norton Company High porosity vitrified bonded grinding wheels
US5178644A (en) 1992-01-23 1993-01-12 Cincinnati Milacron Inc. Method for making vitreous bonded abrasive article and article made by the method
AU650382B2 (en) 1992-02-05 1994-06-16 Norton Company Nano-sized alpha alumina particles
US5401284A (en) 1993-07-30 1995-03-28 Sheldon; David A. Sol-gel alumina abrasive wheel with improved corner holding
DE69417066T2 (de) * 1993-12-28 1999-07-15 Minnesota Mining And Mfg. Co., Saint Paul, Minn. Schleifkorn auf basis von alpha-aluminiumoxid
JP2680271B2 (ja) 1994-09-26 1997-11-19 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 両頭平面研削砥石
US5527369A (en) 1994-11-17 1996-06-18 Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corp. Modified sol-gel alumina
US5876470A (en) 1997-08-01 1999-03-02 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive articles comprising a blend of abrasive particles
US5863308A (en) 1997-10-31 1999-01-26 Norton Company Low temperature bond for abrasive tools
JP2000198073A (ja) 1999-01-05 2000-07-18 Disco Abrasive Syst Ltd 研磨砥石
US6287353B1 (en) * 1999-09-28 2001-09-11 3M Innovative Properties Company Abrasive grain, abrasive articles, and methods of making and using the same
US6596041B2 (en) * 2000-02-02 2003-07-22 3M Innovative Properties Company Fused AL2O3-MgO-rare earth oxide eutectic abrasive particles, abrasive articles, and methods of making and using the same
MXPA02009304A (es) 2000-03-23 2003-03-12 Saint Gobain Abrasives Inc Herramientas abrasivas con aglomerante vitrificado.
WO2003012000A2 (en) 2001-08-02 2003-02-13 3M Innovative Properties Company Abrasive particles, and methods of making and using the same
WO2003011786A1 (en) 2001-08-02 2003-02-13 3M Innovative Properties Company Glass-ceramics
KR100885329B1 (ko) * 2001-08-02 2009-02-26 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 Ａｌ₂Ｏ₃-희토류 산화물-ＺｒＯ₂/ＨｆＯ₂물질, 및그의 제조 및 사용 방법
US6679758B2 (en) * 2002-04-11 2004-01-20 Saint-Gobain Abrasives Technology Company Porous abrasive articles with agglomerated abrasives
US7258707B2 (en) 2003-02-05 2007-08-21 3M Innovative Properties Company AI2O3-La2O3-Y2O3-MgO ceramics, and methods of making the same
US6802878B1 (en) 2003-04-17 2004-10-12 3M Innovative Properties Company Abrasive particles, abrasive articles, and methods of making and using the same
US20050132658A1 (en) 2003-12-18 2005-06-23 3M Innovative Properties Company Method of making abrasive particles
DE102005033392B4 (de) 2005-07-16 2008-08-14 Center For Abrasives And Refractories Research & Development C.A.R.R.D. Gmbh Nanokristalline Sinterkörper auf Basis von Alpha-Aluminiumoxyd, Verfahren zu Herstellung sowie ihre Verwendung
JP5231446B2 (ja) 2006-12-19 2013-07-10 サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス，インコーポレイティド サブミクロンのアルファアルミナ高温結合研磨材
KR101484339B1 (ko) 2007-02-09 2015-01-19 이시즈카히로시 미세 다이아몬드 분말을 수집하기 위한 방법
CN105666348A (zh) 2007-03-14 2016-06-15 圣戈班磨料磨具有限公司 粘合的磨料物品和制造方法
PL2406038T3 (pl) * 2009-03-11 2022-05-02 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Wyroby ścierne zawierające ziarno stopionego tlenku cyrkonu o polepszonym kształcie
WO2011044507A2 (en) * 2009-10-08 2011-04-14 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Bonded abrasive article and method of forming
MX2012006146A (es) * 2009-12-02 2012-07-10 Saint Gobain Abrasifs Sa Articulo abrasivo aglomerado y metodo de formacion.
BR112013016734A2 (pt) 2010-12-31 2019-09-24 Saint Gobain Ceramics partículas abrasivas com formas particulares e métodos de deformação de tais partículas
TWI471196B (zh) 2011-03-31 2015-02-01 Saint Gobain Abrasives Inc 用於高速磨削操作之磨料物品
EP2760639B1 (en) * 2011-09-26 2021-01-13 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Abrasive articles including abrasive particulate materials, coated abrasives using the abrasive particulate materials and methods of forming
US8750620B2 (en) 2011-12-07 2014-06-10 Elwha Llc Reporting informational data indicative of a possible non-imaged portion of a region of interest
RU2602581C2 (ru) 2012-01-10 2016-11-20 Сэнт - Гобэйн Керамикс Энд Пластик,Инк. Абразивные частицы, имеющие сложные формы, и способы их формования
KR20150032663A (ko) 2012-06-12 2015-03-27 미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤 수지 조성물, 프리프레그, 금속박 피복 적층판 및 프린트 배선판
US20130337725A1 (en) 2012-06-13 2013-12-19 3M Innovative Property Company Abrasive particles, abrasive articles, and methods of making and using the same
AR091550A1 (es) * 2012-06-29 2015-02-11 Saint Gobain Abrasives Inc Producto abrasivo aglomerado y metodo de formacion
US9073177B2 (en) 2012-07-31 2015-07-07 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive article comprising abrasive particles of a composite composition
CN103567888A (zh) * 2012-07-31 2014-02-12 圣戈班研发（上海）有限公司 一种陶瓷结合剂磨具及其生产方法
WO2014062701A1 (en) 2012-10-15 2014-04-24 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive particles having particular shapes and methods of forming such particles
CN105102158B (zh) * 2013-04-05 2018-03-23 3M创新有限公司 烧结磨料颗粒、其制备方法以及包含烧结磨料颗粒的磨料制品
TW201441355A (zh) 2013-04-19 2014-11-01 Saint Gobain Abrasives Inc 研磨製品及其形成方法
US9430127B2 (en) 2013-05-08 2016-08-30 Cambridgesoft Corporation Systems and methods for providing feedback cues for touch screen interface interaction with chemical and biological structure drawing applications
EP3683016A1 (en) 2014-12-30 2020-07-22 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive articles and methods for forming the same
KR101953091B1 (ko) 2014-12-30 2019-03-04 생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드 연마 물품 및 이의 형성 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200718511A (en) * 2005-09-30 2007-05-16 Saint Gobain Abrasives Inc Abrasive tools having a permeable structure
TW201402279A (zh) * 2012-07-06 2014-01-16 Saint Gobain Abrasives Inc 用於低速研磨操作之磨料物品

Also Published As

Publication number Publication date
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