JP2016503731A - 粒子材料およびその形成方法 - Google Patents

Abstract

第１相の全重量の少なくとも約７０重量％のアルミナを有する第１相と、リンを含む第２相とを含む本体を有する粒子材料であって、本体が、本体の全重量の少なくとも約０．１重量％の第２相を含み、第２相が、約１ミクロン以下の平均グレイン径を有する、粒子材料。【選択図】 図１

Description

以下は、粒子材料、例えば、第１相および第２相を含む粒子材料、ならびに粒子材料を形成する方法を対象とする。

研磨粒子、および研磨粒子から作製される研磨物品は、研削、仕上げ、および研磨を含めた種々の材料除去操作に有用である。かかる研磨粒子は、研磨材料の種類にも依るが、品物の製造において様々な材料および表面を成形または研削するのに有用であり得る。これまで、三角形状の研磨粒子およびかかる対象物を組み込んだ研磨物品などの特定の幾何学形状を有するある一定の種類の研磨粒子が考案されている。例えば、米国特許第５，２０１，９１６号；同第５，３６６，５２３号；および同第５，９８４，９８８号を参照されたい。

特定の形状を有する研磨粒子を製造するのに使用されている３つの基礎技術は、（１）融解、（２）焼結、および（３）化学セラミックである。融解プロセスにおいて、研磨粒子は、面が彫刻されていてもされていなくてもよいチルロール、溶融材料が注ぎ込まれている金型、または酸化アルミニウム溶融物に浸漬されているヒートシンク材によって成形され得る。例えば、米国特許第３，３７７，６６０号を参照されたい。これには、溶融研磨材料を炉から冷却回転鋳造シリンダ上に流す工程と、該材料を迅速に固化させて薄い半固体の湾曲シートを形成する工程と、該半固体材料を圧力ロールで緻密化する工程と、次いで、半固体材料のストリップを迅速に駆動する冷却されたコンベヤを備えたシリンダから引き離すことによって該ストリップの湾曲を反転させることにより、該ストリップを部分的に破砕させる工程とを含むプロセスが開示されている。

焼結プロセスにおいて、研磨粒子は、直径が最大で１０μｍの粒径を有する耐火性粉末から形成され得る。該粉末には、結着剤が、潤滑剤および好適な溶媒、例えば水と併せて添加されてよい。得られる混合物、混合物またはスラリーは、種々の長さおよび直径を有するプレートレットまたはロッドに成形され得る。例えば、米国特許第３，０７９，２４２号を参照されたい。これには、焼成ボーキサイト材料から研磨粒子を作製する方法であって、（１）該材料を小さくして微粉末にする工程と、（２）陽圧下に圧縮して該粉末の微粒子をグレインサイズの集塊にする工程と、（３）該粒子集塊をボーキサイトの融解温度未満の温度で焼結して該粒子の限定された再結晶を誘発することにより、砥粒を直接製造してサイジングする工程とを含む方法が開示されている。

化学セラミック技術は、場合により混合物中のコロイド分散液またはヒドロゾル（ゾルと呼ばれる場合がある）を、他の金属酸化物前駆体の溶液によって、ゲル、または成分の移動度を制限する任意の他の物理状態に変換することと、乾燥することと、焼成してセラミック材料を得ることとを含む。例えば、米国特許第４，７４４，８０２号および同第４，８４８，０４１号を参照されたい。

さらに、当該業界において、研磨粒子、および研磨粒子を使用する研磨物品の性能、寿命および効率を改善する必要性が依然として存在する。

一態様によると、粒子材料を作製する方法は、原料粉末を付与することと、原料粉末に添加剤を包含させることと、酸化物を含む第１相とリンおよび希土類元素を含む添加剤の元素を含む第２相とを含む本体を有する粒子材料を形成することとを含み、第２相が、本体を通して実質的に均一に分布されている。

別の態様によると、粒子材料は、第１相の全重量の少なくとも約７０重量％のアルミナを有する第１相と、リンを含む第２相とを含む本体を含み、本体が、本体の全重量の少なくとも約０．１重量％の第２相を含み、第２相が、約１ミクロン以下の平均グレイン径を有する。

なお別の態様において、粒子材料は、アルミナを含む第１相とリンおよび希土類元素を含む第２相とを含む本体を有し、第２相が、本体を通して不均一に分散されており、第１相が、約１０ミクロン以下の平均グレイン径を有する。

別の態様では、材料は、アルミナを含む第１相とリンおよび希土類元素を含む第２相とを含む本体を含み、第２相が、本体を通して実質的に均一に分散されている。

なお別の態様によると、研磨粒子材料は、αアルミナを含む第１相とモナザイト（ＬａＰＯ_４）を含む第２相とを含む本体を有し、モナザイトが、アルミナのグレイン間に設けられており、第２相が、本体を通して実質的に均一に分散されている。

なお別の態様では、粒子材料のバッチは、少なくとも１つの所定の分類特性を有し、バッチの粒子材料のそれぞれが、αアルミナを含む第１相とリンを含む第２相とを含む本体を有する。

一態様において、成形研磨粒子は、第１相とモナザイト（ＬａＰＯ_４）を含む第２相とを含む本体を有する。

特定の一態様において、研磨物品は、結合材と、アルミナを含む第１相とリンを含む第２相とを含む本体を有する研磨粒子材料とを含み、第２相が、本体を通して実質的に均一に分布されている。

さらに、なお別の態様において、粒子材料は、第１相とモナザイト（ＬａＰＯ_４）を含む第２相とを含む本体を有し、第２相が、第１相のグレイン間に設けられている。

別の態様では、粒子材料は、アルミナを含む第１相とリンを含む第２相とを含む本体を有し、第２相が、第１相のドメイン間に設けられている。

本開示は、添付の図を参照することによって、より良好に理解され得、その多数の特徴および利点が、当業者に明らかとなる。
図１は、実施形態による粒子材料を形成するプロセスを示すフローチャートを含む。 図２Ａは、実施形態による、本体内に実質的に均一に分散された第２相を有する粒子材料の本体の図示を含む。 図２Ｂは、実施形態による、本体内に不均一に分散された第２相を有する粒子材料の図示を含む。 図２Ｃは、実施形態による、本体内に不均一に分散された第２相を含む粒子材料の図示を含む。 図３Ａは、実施形態による研磨粒子の斜視図の図示を含む。 図３Ｂは、図３Ａの研磨粒子の断面の図示を含む。 図４は、実施形態による成形研磨粒子の側面図を含む。 図５は、実施形態による粒子材料を含む研磨物品を含む。 図６は、実施形態による成形研磨粒子を定義する例示的な粒子材料を含む。 図７は、実施形態による成形研磨粒子を定義する例示的な粒子材料を含む。 図８は、実施形態による成形研磨粒子を定義する例示的な粒子材料を含む。 図９は、実施形態による成形研磨粒子を定義する例示的な粒子材料を含む。 図１０は、実施形態による成形研磨粒子を定義する例示的な粒子材料を含む。 図１１は、実施形態による成形研磨粒子を定義する例示的な粒子材料を含む。 図１２Ａは、実施形態による粒子材料のＳＥＭ像を含む。 図１２Ｂは、実施形態による粒子材料のＳＥＭ像を含む。 図１３は、従来の粒子と実施形態の代表的な粒子材料との間の比較研削試験での、特定の研削エネルギー対除去された累積材料のプロットを含む。 図１４は、実施形態による粒子材料のＳＥＭ像を含む。 図１５は、実施形態による粒子材料のＳＥＭ像を含む。 図１６は、実施形態による粒子材料のＳＥＭ像を含む。 図１７は、本明細書における実施形態の代表的なサンプルにおける研削試験での、特定の研削エネルギー対除去された累積材料のプロットを含む。

以下は、研磨粒子、成形研磨粒子などの形態の粒子材料を含めた、ある一定の組成を有する粒子材料を形成する方法を対象とする。粒子材料は、例えば固定砥粒を含む例えば研磨物品、例えば結合研磨物品、被覆研磨物品などを含めた種々の物品において用いられてよい。

図１は、実施形態による粒子材料を形成するプロセスを示すフローチャートを含む。示すように、該プロセスは、原料粉末を付与することによる工程１０１で開始され得る。少なくとも１つの実施形態において、原料粉末は、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、酸炭化物、酸窒化物、酸ホウ化物、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される材料であってよい。ある一定の例において、原料粉末は、酸化物を含んでいてよい。さらに、原料粉末は、アルミナを含んでよく、アルミナから本質的になっていてよい。一実施形態において、原料粉末は、含水アルミナを含んでいてよい。別の実施形態において、原料粉末は、αアルミナを含んでいてよい。

本明細書に記述されているように、原料粉末は、シード化材料（ｓｅｅｄｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌ）、例えば、シード化プロセシング経路を通して加工処理された材料を含むことができる。すなわち、例えば、原料は、原料粉末内で特定の結晶相の成長を制御するように構成された化合物、錯体または元素であってよいシード材料（ｓｅｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含んでいてよい。シード化原料粉末は、原料粉末のさらなる加工処理の間に特定の結晶相の形成を促進することができる低含有率のシード材料を含んでいてよい。１つの非限定的なシード化プロセシング経路は、本明細書に記載されている。他の例において、原料粉末は、未シード材料を含んでいてよく、シード材料を実質的に含まなくてよい。

原料粉末を付与する工程は、アルミニウム原料を得ることによる粒子材料の合成を含むことができる。ある一定のアルミニウム原料は商業的に調達され得るが、他の例において、アルミニウム原料が製造されてもよい。実施形態によると、形成プロセスは、分散、混合、ゲル化、シード化、仮焼、成形、印刷、成型、押出、押圧、乾燥、粉砕、篩分け、選別、およびこれらの組み合わせなどのプロセスを含むことができる。

本明細書に記述されているように、原料粉末は、例えばシード化経路によってアルミニウム原料を製造することを含めて、粉末を製造することによって得られてよい。一実施形態において、アルミニウム原料は、（例えば熱水処理によって）熱処理されてベーマイト前駆体を粒子または結晶子から形成されるベーマイト粒子材料に変換することができる、懸濁液（代替的にはゾルまたはスラリー）中のベーマイト前駆体およびベーマイトシードを含むことができる。用語「ベーマイト」は、典型的にはＡｌ２Ｏ３・Ｈ２Ｏであり、かつおよそ１５％の含水量を有する鉱物ベーマイト、ならびに１５％超、例えば２０〜３８重量％の含水量を有する疑ベーマイトを含めたアルミナ水和物を表すのに本明細書において一般に用いられる。ベーマイト（疑ベーマイトを含む）は、特定かつ識別可能な結晶構造、および、これによる特有のＸ線回折パターンを有し、そのため、ベーマイト粒子材料の製作のために本明細書において用いられる一般的な前駆体材料であるＡＴＨ（三水酸化アルミニウム）などの他のアルミナ水和物を含めた他のアルミニウム材料とは区別されることに注意されたい。

好適なベーマイト粒子材料を形成した後、熱処理プロセスを実施して、水を除去してアルミナ材料を形成する多形転移を行うことができる。一態様によると、ベーマイト粒子材料は、一次（ならびに二次および三次）アスペクト比の観点で本明細書に一般に記載されている比較的細長い形態を有することができ、ベーマイトの形態は、原料の粒子材料において大部分が保存される。

一次アスペクト比は、最長寸法対最長寸法に垂直な次に長い寸法の比として定義され、一般には２：１以上、好ましくは３：１、４：１、または６：１以上である。針状粒子を特に参照すると、該粒子は、第２最長寸法対第３最長寸法の比として定義される二次アスペクト比を参照してさらに特徴付けられ得る。二次アスペクト比は、一般には３：１以下、典型的には２：１、またはさらには１．５：１以下、多くの場合、約１：１である。二次アスペクト比は、最長寸法に垂直な平面における粒子の断面の幾何学形状を一般に記載する。用語「アスペクト比」は、本明細書において、最長寸法対次に長い寸法の比を表すのに用いられているため、一次アスペクト比と称される場合があることに注意されたい。

代替的には、ベーマイト粒子材料は、プレートまたはプレートレット状の輪郭を有していてよく、針状粒子に関連する上記の一次アスペクト比を有する細長い構造を一般に有してよい。しかし、プレートレット状の粒子は、一般に平面状であり一般に互いに平行である対向する主面を一般に有する。また、プレートレット状の粒子は、一般には約３：１以上、例えば約６：１以上、またはさらには１０：１以上の、針状粒子の二次アスペクト比よりも大きい二次アスペクト比を有するとして特徴付けられ得る。

シード化プロセスを通して形成されたベーマイト粒子材料の形態は、比較的微細な粒子または結晶子径を有することができる。一般に、平均ベーマイト材料粒径は、約１０００ｎｍ以下であり、約１００〜１０００ｎｍの範囲内にある。他の実施形態は、さらに微細な平均粒径、例えば、約８００ｎｍ、７５０ｎｍ、６００ｎｍ、５００ｎｍ、４００ｎｍ以下、および微粒子材料を表す３００ｎｍより小さい平均粒径を有する粒子も有する。本明細書において用いられているとき、高アスペクト比のベーマイト粒子材料に関連する「平均粒径」は、粒子の平均最長または長さ寸法を表すのに用いられる。

ベーマイト粒子材料のアスペクト比および平均粒径に加えて、ベーマイト粒子材料の形態は、比表面積の観点でさらに特徴付けられてよい。ここで、ベーマイト粒子材料の比表面積を測定するのに、一般的に利用可能なＢＥＴ技術を利用した。本明細書における実施形態によると、ベーマイト粒子材料は、一般に約１０ｍ２／ｇ以上、例えば、約５０ｍ^２／ｇ、７０ｍ^２／ｇ、または約９０ｍ^２／ｇ以上の比較的高い比表面積を有していてよい。比表面積は、粒子形態ならびに粒径の関数であるため、一般に実施形態の比表面積は、約４００ｍ^２／ｇ未満、例えば約３５０または３００ｍ^２／ｇ未満であった。表面積に関する具体的な範囲は、約７５ｍ^２／ｇ〜２００ｍ^２／ｇである。

シード化ベーマイト粒子材料が製造され得るプロセスの詳細に戻り、略楕円、針、またはプレートレット状のベーマイトは、上記の共同所有特許、米国特許第４，７９７，１３９号に一般に記載されている熱水処理によって、ベーマイト前駆体、典型的には、ボーキサイト鉱物を含めたアルミニウム材料から形成される。より詳細には、ベーマイト粒子材料は、懸濁液においてベーマイト前駆体およびベーマイトシードを合わせ、該懸濁液（代替的にはゾルまたはスラリー）を熱処理に供して、懸濁液において付与されるベーマイトシードによってさらに影響される、原料のベーマイト粒子材料への変換を引き起こすことによって形成され得る。加熱は、自生環境（ａｕｔｏｇｅｎｏｕｓ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）において、すなわち、オートクレーブにおいて一般に行われ、その結果、プロセシングの間、高圧が発生されるようになっている。懸濁液のｐＨは、７未満または８超の値から一般に選択され、ベーマイトシード材料は、約０．５ミクロンよりも微細な粒径を有することができる。一般に、シード粒子は、約１重量％超の量のベーマイト前駆体（Ａｌ_２Ｏ_３として算出）に存在し、加熱は、約１２０℃超、例えば約１２５℃超、またはさらには約１３０℃超の温度および自生的に発生する圧力、典型的には約３０ｐｓｉで行われる。

例えば熱水処理、およびベーマイト変換による熱処理後、例えば限外ろ過プロセスを通してまたは熱処理によって液体分を一般に除去して残存液体を蒸発させる。その後、得られた塊を例えば１００メッシュで一般に粉砕する。本明細書に記載されている粒径は、ある一定の実施形態において残存し得る凝集塊（例えば、凝集材料と呼ばれるかかる生成物）よりもむしろプロセシングを通して形成された個々の粒子を一般に記載していることに注意されたい。

ある一定のプロセシング変数は、ベーマイト粒子材料の形成の間に変更されて、所望の形態に影響し得る。これらの変数として、重量比、すなわち、ベーマイト前駆体対ベーマイトシードの比、プロセシングの間に用いられる特定の種類または種の酸または塩基（ならびに相対的なｐＨレベル）、ならびに系の温度（自生的な熱水環境において圧力に直接比例する）が挙げられる。

好適な酸および塩基として、硝酸などの鉱物酸、ギ酸などの有機酸、塩酸などのハロゲン酸、ならびに硝酸アルミニウムおよび硫酸マグネシウムなどの酸性塩が挙げられる。効果的な塩基として、例えば、アンモニアを含めたアミン、水酸化カリウムなどのアルカリ水酸化物、例えば水酸化カルシウムなどのアルカリ性水酸化物、および塩基性塩が挙げられる。

プロセスは、本明細書における実施形態による後のプロセスにおいて用いられる原料粉末であり得るベーマイト粒子材料を形成した後、アルミニウム材料を形成するためのベーマイト粒子材料の熱処理をさらに含むことができる。特定の実施形態によると、熱処理は、好適なアルミニウム材料を付与する特定のアルミナ相（例えば、γ、δ、θ、α）またはアルミナ相の組み合わせへの転移を引き起こすのに十分な温度でのベーマイト粒子材料の仮焼を含むことができる。明確化の目的で、アルミニウム材料は、高含有率（重量％）のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、好ましくは、少なくとも約８０重量％、少なくとも９０重量％、少なくとも９５重量％を含むまたはさらにはアルミナから本質的になるものである。さらに、ベーマイト粒子材料は、より詳細に本明細書に記載されている、例えば添加剤の付与を含めた、熱処理の前の他のプロセスに用いられてよい。

再び図１を参照すると、工程１０１および原料を付与した後、プロセスは、原料粉末に添加剤を包含させることによる工程１０３において継続することができる。実施形態によると、添加剤を含んでなる該プロセスは、原料粉末の細孔内に添加剤を付与することを含む含浸プロセスを含むことができる。原料粉末の多孔性は、天然または人工プロセスを通して得られ得る。例えば、原料粉末は、多孔質原料粉末の形成を促進する仮焼などの他の技術を通してまず加工処理されてよく、その後、添加剤が原料粉末に添加されて含浸を促進することができる。さらに、本明細書に記載のように、添加剤の包含を促進する仮焼の前後に１以上のプロセスが利用されてよい。

ある一定の例において、含浸させるプロセスは、添加剤による原料粉末の多孔の充満を含むことができる。充満は、添加剤によって原料粉末の細孔容積の少なくとも一部を満たすことを含むことができる。さらに、充満プロセスは、添加剤によって多孔の大部分を満たすことを含んでよく、より特定的には、添加剤により原料粉末の全細孔容積の実質的に全てを満たすことを含んでよい。充満プロセス、過充満プロセスをさらに含んでよく、限定されないが、浸漬、混合、撹拌、大気条件を超えて増加した圧力、大気条件未満の低減された圧力、特定の大気条件（例えば、不活性雰囲気、還元性雰囲気、酸化性雰囲気）、加熱、冷却、およびこれらの組み合わせを含めたプロセスを利用することができる。少なくとも１つの特定の実施形態において、包含プロセスは、添加剤を含有する溶液に原料粉末を浸漬することを含むことができる。

ある一定の例において、添加剤は、１を超える成分を含むことができる。例えば、添加剤は、第１成分と、第１成分とは異なる第２成分とを含んでいてよい。実施形態によると、第１成分は、希土類元素、より特定的には、少なくとも１つの希土類元素を含む化合物を含んでいてよい。ある一定の実施形態によると、第１成分は、塩を含んでいてよく、希土類元素を含む溶液として存在していてよい。例えば、第１成分は、硝酸塩溶液を含んでいてよい。１つの特定の実施形態において、希土類元素として、ランタン（Ｌａ）を挙げることができ、より特定的には、硝酸ランタンを挙げることができる。

先に記述されているように、添加剤は、第１成分とは異なる第２成分を含むことができる。例えば、第２成分は、リンなどの元素を含んでいてよい。また、第２成分は、リンを含む化合物として存在していてよい。ある一定の実施形態では、第２成分は、リンを含む溶液を含むことができる。いくつかの好適な溶液は、約７未満のｐＨを有することができる酸、約７超のｐＨを有することができる塩基、または、代替的には中性溶液を含むことができる。１つの特定の例において、第２成分は、水素を含むことができ、より特定的には、リン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）として存在していてよい。

添加剤を包含させるプロセスは、原料粉末内に第１成分および第２成分の特定の組み合わせを含むことができる。例えば、一実施形態において、添加剤を包含させるプロセスは、第１期で第１成分を、第２期で第２成分を付与することを含むことができる。第１期および第２期は、互いに同じであってよく、その結果、第１成分および第２成分が、原料粉末に同時に添加され得るようになっている。さらに、別の実施形態において、第１成分および第２成分は、異なる期で原料に添加され得る。例えば、第１成分が第２成分の前に添加されてよい。代替的には、第１成分が第２成分の後に添加されてよい。

添加剤を包含させるプロセスは、原料粉末への第１成分の添加と第２成分の添加との間に少なくとも１つのプロセスを実施することを含むことができる。例えば、第１成分の添加と第２成分の添加との間に行われてよいいくつかの例示的なプロセスとして、混合、乾燥、加熱、仮焼およびこれらの組み合わせを挙げることができる。１つの特定の実施形態において、添加剤を包含させるプロセスは、原料粉末に第１成分を付与することと、原料粉末への第１成分の添加の後に原料粉末を加熱することと、原料および第１成分の加熱の後に原料粉末および第１成分に第２成分を付与することとを含んでいてよい。かかる加熱プロセスが仮焼プロセスを含んでいてよいことが認識されよう。

仮焼プロセスは、特定の揮発性成分を除去し、多孔質原料の形成を促進するのに好適な温度に原料粉末を加熱することを含むことができる。１つの特定の例において、仮焼プロセスは、少なくとも約３００℃の温度で行われ得る。他の例において、仮焼温度は、例えば、少なくとも約６００℃、少なくとも約７００℃、またはさらには少なくとも約７５０℃を超えてよい。さらに、仮焼プロセスは、約１２００℃以下、例えば約１０００℃以下、またはさらには約９００℃以下の温度で行われてよい。仮焼プロセスは、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内の温度で行われ得ることが認識されよう。

代替の実施形態によると、添加剤を包含させるプロセスは、ドーピングのプロセスを含むことができる。ドーピングは、添加剤が、ある一定のプロセス、特に、原料粉末の仮焼の前に、原料粉末と合わされるプロセスを含むことができる。ドーピングプロセスは、本明細書における実施形態によると、第１成分および第２成分を含む添加剤を利用してもよい。特に、第１成分および第２成分の両方が、仮焼プロセスの前に原料粉末に添加されてよい。

図１を再び参照すると、プロセスは、工程１０３における原料粉末に添加剤を包含させるプロセスが終了した後、粒子材料を形成することによる工程１０５において継続することができる。粒子材料は、酸化物を含む第１相と、例えば、リン、希土類元素、およびこれらの組み合わせを含めた、添加剤の少なくとも１つの元素を含む第２相とを有する本体を含んでいてよい。

形成プロセスは、添加剤の第１成分および第２成分を合わせて粒子材料内に存在する第２相の前駆体を形成することを含むことができる。少なくとも１つの実施形態において、形成プロセスは、添加剤の反応を含むことができ、より特定的には、添加剤の第１部の少なくとも１つの元素と添加剤の第２部の少なくとも１つの元素との間の化学反応により第２相の前駆体の形態の化学生成物を形成することを含んでいてよい。例えば、１つの例において、第２相の前駆体は、含水化合物、より特定的には、リンおよび希土類元素を含む化合物を含むことができ、さらにより特定的には、第２相の前駆体は、少なくとも１つの希土類元素およびリン酸塩を含む化合物の含水形態を含むことができるラブドフェーン（Ｌａ）ＰＯ_４・（Ｈ_２Ｏ）を含んでいてよい。

実施形態によると、形成プロセスは、第２相の前駆体を第２相に変換することをさらに含むことができる。一実施形態において、第２相の前駆体を第２相に変換するプロセスは、温度、圧力、雰囲気、およびこれらの組み合わせの少なくとも１つの適用または変更を含むことができる。第２相の前駆体を第２相に変換することは、例えば水を含めたある一定の種の揮発を含むことができる。さらに、該変換プロセスは、第２相の前駆体の結晶化または結晶構造の変化を含むことができる。さらに別の実施形態において、該変換プロセスは、緻密化を含むことができる。

特定の実施形態によると、第２相の前駆体を第２相に変換するプロセスは、原料および第２相の前駆体を焼成することを含むことができる。焼成プロセスは、材料の緻密化、および例えばαアルミナを含む第１相の高温相の形成を含む焼結プロセスを含んでいてよい。焼成は、少なくとも約５００℃、例えば、少なくとも約７００℃、またはさらには少なくとも約８００℃の温度で行われてよい。さらに、焼成は、約１２００℃以下、例えば、１１００℃以下、またはさらには約１０００℃以下である温度で行われてよい。焼成は、上記最低および最高温度のいずれかの間の範囲内の温度で行われてよいことが認識されよう。

さらに、焼結は、特定の時間にわたって特定の雰囲気下に行われてよいことが認識されよう。例えば、焼結は、周囲条件で少なくとも約１分間、またはさらには少なくとも約４分、少なくとも約１時間、例えば、少なくとも約２時間、またはさらには少なくとも約３時間行われてよい。さらに、焼結の際に利用される雰囲気として、酸化性雰囲気、還元性雰囲気、または不活性雰囲気を挙げることができる。

実施形態によると、粒子材料は、形成プロセスが行われた後、理論密度の少なくとも約９５％の密度を有することができる。他の例において、粒子材料は、理論密度の例えば少なくとも約９６％、またはさらには少なくとも約９７％を超える密度を有していてよい。

粒子材料は、形成プロセスが行われた後、約１００ｍ^２／ｇ以下の比表面積を有していてよい。さらに他の実施形態において、粒子材料の比表面積は、約９０ｍ^２／ｇ以下、例えば、８０ｍ^２／ｇ以下、またはさらには約１０ｍ^２／ｇ以下、またはさらには約１ｍ^２／ｇ以下であってよい。さらに、粒子材料の比表面積は、少なくとも約０．０１ｍ^２／ｇ、またはさらには少なくとも約０．０５ｍ^２／ｇであってよい。粒子材料の比表面積は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内であってよいことが認識されよう。

なお別の実施形態において、粒子材料は、所定の篩サイズの群から選択されてよい平均粒径を有する本体を有することができる。例えば、本体は、約５ｍｍ以下、例えば、約３ｍｍ以下、約２ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、またはさらには約０．８ｍｍ以下の平均粒径を有することができる。さらに、別の実施形態において、本体は、少なくとも約０．１μｍの平均粒径を有していてよい。本体は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内の平均粒径を有していてよいことが認識されよう。

研磨産業において用いられる粒子は、使用前に所与の粒径分布に一般に等級分けされる。かかる分布は、粗粒子から微粒子の粒径範囲を典型的には有する。研磨の分野において、この範囲は、「粗」、「中」および「微」フラクションと称される場合がある。研磨産業承認の等級分け基準によって等級分けされた研磨粒子は、数値限界内の各公称等級に粒径分布を規定する。かかる産業承認の等級分け規格（すなわち、研磨産業が規定した公称等級）として、米国規格協会（ＡＮＳＩ）基準、欧州研磨製品製造者連盟（ＦＥＰＡ）基準、および日本工業規格（ＪＩＳ）基準として公知のものが挙げられる。

ＡＮＳＩの等級表示（すなわち、規定の公称等級）として：ＡＮＳＩ４、ＡＮＳＩ６、ＡＮＳＩ８、ＡＮＳＩ１６、ＡＮＳＩ２４、ＡＮＳＩ３６、ＡＮＳＩ４０、ＡＮＳＩ５０、ＡＮＳＩ６０、ＡＮＳＩ８０、ＡＮＳＩ１００、ＡＮＳＩ１２０、ＡＮＳＩ１５０、ＡＮＳＩ１８０、ＡＮＳＩ２２０、ＡＮＳＩ２４０、ＡＮＳＩ２８０、ＡＮＳＩ３２０、ＡＮＳＩ３６０、ＡＮＳＩ４００、およびＡＮＳＩ６００が挙げられる。ＦＥＰＡの等級表示として、Ｐ８、Ｐ１２、Ｐ１６、Ｐ２４、Ｐ３６、Ｐ４０、Ｐ５０、Ｐ６０、Ｐ８０、Ｐ１００、Ｐ１２０、Ｐ１５０、Ｐ１８０、Ｐ２２０、Ｐ３２０、Ｐ４００、Ｐ５００、Ｐ６００、Ｐ８００、Ｐ１０００、およびＰ１２００が挙げられる。ＪＩＳの等級表示として、ＪＩＳ８、ＪＩＳ１２、ＪＩＳ１６、ＪＩＳ２４、ＪＩＳ３６、ＪＩＳ４６、ＪＩＳ５４、ＪＩＳ６０、ＪＩＳ８０、ＪＩＳ１００、ＪＩＳ１５０、ＪＩＳ１８０、ＪＩＳ２２０、ＪＩＳ２４０、ＪＩＳ２８０、ＪＩＳ３２０、ＪＩＳ３６０、ＪＩＳ４００、ＪＩＳ６００、ＪＩＳ８００、ＪＩＳ１０００、ＪＩＳ１５００、ＪＩＳ２５００、ＪＩＳ４０００、ＪＩＳ６０００、ＪＩＳ８０００、およびＪＩＳ１０，０００が挙げられる。代替的には、成形研磨粒子２０は、ＡＳＴＭ Ｅ−１１「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｗｉｒｅ Ｃｌｏｔｈ ａｎｄ Ｓｉｅｖｅｓ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｐｕｒｐｏｓｅｓ」に準拠する米国標準試験篩を使用して公称スクリーニング等級に等級分けされてよい。ＡＳＴＭ Ｅ−１１は、表記された粒径に従った材料の分類のための、枠に取り付けた織布ワイヤクロスの媒体を用いた試験篩の設計および構造の要件を規定している。典型的な表記は、−１８＋２０のように表されてよく、これは、研磨粒子がＡＳＴＭ Ｅ−１１の１８号篩の仕様を満たす試験篩を通過し、ＡＳＴＭ Ｅ−１１の２０号篩の仕様を満たす試験篩に残されることを意味する。種々の実施形態において、粒子材料は：−１８＋２０、−２０／＋２５、−２５＋３０、−３０＋３５、−３５＋４０、−４０＋４５、−４５＋５０、−５０＋６０、−６０＋７０、−７０／＋８０、−８０＋１００、−１００＋１２０、−１２０＋１４０、−１４０＋１７０、−１７０＋２００、−２００＋２３０、−２３０＋２７０、−２７０＋３２５、−３２５＋４００、−４００＋４５０、−４５０＋５００、または−５００＋６３５を含む公称スクリーニング等級を有することができる。代替的には、特注のメッシュサイズ、例えば、−９０＋１００を用いることができる。粒子材料の本体は、より詳細に本明細書に記載されているように、成形研磨粒子の形態であってよい。

実施形態によると、第１相は、アルミナ、例えば、αアルミナを含んでいてよく、より特定的には、αアルミナから本質的になっていてよい。ある一定の例において、本体は、約１重量％以下の低温アルミナ相であるように形成されていてよい。本明細書において用いられているとき、低温アルミナ相は、例えばギブサイト、ベーマイト、ダイアスポア、ならびにかかる化合物および鉱物を含有する混合物を含めた、転移相アルミナ、ボーキサイトまたは含水アルミナを含むことができる。ある一定の低温アルミナ材料は、いくらかの含有率の酸化鉄を含んでいてもよい。また、低温アルミナ相は、他の鉱物、例えば、針鉄鉱、赤鉄鉱、カオリナイト、およびアナターゼを含んでいてよい。特定の例において、粒子材料は、第１相としてのαアルミナから本質的になっていてよく、低温アルミナ相を実質的に含まなくてよい。

さらに、粒子材料は、本体が、約１重量％以下の不純物元素を含むように形成されていてよい。いくつかの例示的な不純物元素として、遷移金属元素、アルカリ土類元素、アルカリ元素、およびこれらの組み合わせを挙げることができる。１つの特定の例において、本体は、限定された量の水、例えば、本体の全重量の約１重量％以下の含有率の水を含むことができる。また、本体は、水を本質的に含まなくてよい。

一態様において、粒子材料は、第１相の全重量の少なくとも約７０重量％のアルミナを有する第１相を含む本体を有していてよい。他の実施形態では、本体は、第１相の全重量の少なくとも約７１重量％のアルミナ、例えば、少なくとも約７５重量％、少なくとも約７７重量％、少なくとも約８０重量％、少なくとも約８３重量％、少なくとも約８５重量％、少なくとも約８８重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９３重量％、少なくとも約９５重量％のアルミナを含むことができ、またはさらにはアルミナから本質的になることができる。

さらに、粒子材料は、本体の全重量の少なくとも約７０重量％の第１相を含む本体を有することができる。他の例において、第１相の全含有率は、より高い、例えば、本体の全重量の少なくとも約７５重量％、少なくとも約７７重量％、少なくとも約８０重量％、少なくとも約８３重量％、少なくとも約８５重量％、少なくとも約８８重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９３重量％、またはさらには少なくとも約９５重量％であってよい。さらに、本体は、本体の全重量の約９９．５重量％以下、約９９重量％以下、またはさらには約９８重量％以下の第１相を含んでいてよい。本体内の第１相の全含有率は、先に記述した最小および最大百分率のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

なお別の実施形態において、粒子材料は、約５００μｍ以下の平均グレイン径を有する結晶子を定義するグレインを有する第１相を含むことができる。さらに、他の例において、第１相の平均グレイン径は、約２５０μｍ以下、例えば、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、またはさらには約１μｍ以下であってよい。さらに、少なくとも１つの実施形態において、第１相は、少なくとも約１ｎｍの平均グレイン径を有していてよい。第１相の平均グレイン径は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

本明細書に記述されているように、本体は、第２相をさらに含むことができる。本明細書における実施形態によるある一定の粒子材料では、本体は、第１相および第２相から本質的になることができる。１つの例において、本体は、本体の全重量の少なくとも０．１重量％の第２相を含むことができる。他の実施形態では、本体内の第２相の含有率は、より高い、例えば、少なくとも約０．２重量％、少なくとも約０．３重量％、少なくとも約０．５重量％、少なくとも約０．６重量％、少なくとも約０．７重量％、少なくとも約０．９重量％、少なくとも約１．０重量％、またはさらには少なくとも約１．１重量％であってよい。さらに、本体内の第２相の含有率は、約３０重量％以下、例えば、約２０重量％以下、約１５重量％以下、約１３重量％以下、約１２重量％以下、約１０重量％以下、約９重量％以下、約８重量％以下、約７重量％以下、約６重量％以下、約５重量％以下、約４重量％以下、約３重量％以下、またはさらには約２重量％以下であり得るように限定されていてよい。本体内の第２相の含有率は、先に記述した最小および最大百分率のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

第２相は、平均グレイン径、組成、含有率、結晶構造、およびこれらの組み合わせの少なくとも１つによって、第１相と異なり得る。ある一定の例において、第２相は、希土類元素、より特定的には、ランタノイドを含むことができる。希土類元素のいくつかの好適な例として、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、およびこれらの組み合わせなどの材料を挙げることができる。ある一定の実施形態では、希土類元素として、ランタンを挙げることができ、希土類元素は、より特定的には、ランタンから本質的になっていてよい。第２相は、単一の希土類元素から本質的になっていてよい。第２相は、ある一定の元素、例えば、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、およびこれらの組み合わせを本質的に含まなくてよい。

実施形態によると、第２相は、酸化物を含むことができる。さらに、第２相は、リン酸塩を含んでいてよい。特定の例において、第２相は、高含有率のリン酸塩および少なくとも１つの希土類元素を含んでいてよい。例えば、第２相は、リン酸塩および少なくとも１つの希土類元素から本質的になることができ、より特定的には、モナザイト（ＬａＰＯ_４）から本質的になっていてよい。さらに、第２相は、結晶材料から本質的になっていてよい。また、第２相は、単斜晶構造を有する結晶材料を含んでいてよい。例えば、第２相は、結晶相から本質的になることができ、さらに、単斜晶構造から本質的になることができる。

一実施形態によると、本体は、比（Ｗ１／Ｗ２）：Ｗ１は本体の第１相の重量％を表し、Ｗ２は本体の第２相の重量％を表す；を含むことができる。少なくとも１つの態様において、比（Ｗ１／Ｗ２）は、少なくとも約１、例えば、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、少なくとも約３、少なくとも約５、少なくとも約８、少なくとも約１０、少なくとも約１５、少なくとも約２０、少なくとも約５０、またはさらには少なくとも約７０であり得る。さらに、別の実施形態において、比（Ｗ１／Ｗ２）は、約１００以下、またはさらには約９５以下であり得る。本体は、先に付与された最小および最大値のいずれかの間の範囲内の比（Ｗ１／Ｗ２）を有することができることが認識されよう。

粒子材料は、特定の第１相および第２相のグレイン径比を含む本体を有することができる。例えば、本体は、第１平均グレイン径を有する第１相および第２平均グレイン径を有する第２相を含むことができる。ある一定の例において、第２相の第２平均グレイン径は、第１相のグレインの第１平均グレイン径より小さくてよい。また、少なくとも１つの態様において、本体は、比（Ｇ１／Ｇ２）：Ｇ１は第１相の平均グレイン径を表し、Ｇ２は第２相の平均グレイン径を表す；を有することができる。特定の実施形態によると、比（Ｇ１／Ｇ２）は、少なくとも約１．１、例えば、少なくとも約１．５、少なくとも約２、少なくとも約３、少なくとも約５、少なくとも約８、少なくとも約１０、少なくとも約１５、少なくとも約２０、またはさらには少なくとも約５０であり得る。さらに、少なくとも１つの実施形態において、比（Ｇ１／Ｇ２）は、約５００以下、例えば、約２００以下、またはさらには約１００以下であってよい。本体は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内の比（Ｇ１／Ｇ２）を含むことができることが認識されよう。

一実施形態において、本体は、５００μｍ以下の平均グレイン径を有する第２相を含むことができる。他の例において、第２相の平均グレイン径は、より小さく、例えば、約２５０μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、約１μｍ以下、約０．８μｍ以下、約０．５μｍ以下、またはさらには約０．２μｍ以下であってよい。さらに、第２相の平均グレイン径は、少なくとも約１ｎｍ、例えば、少なくとも約０．０１μｍ、またはさらには少なくとも約０．１μｍであってよい。第２相は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内の平均グレイン径を有することができることが認識されよう。

第２相は、ドメイン内または本体内に存在する他の相のいずれかのドメイン間に設けられ得る。ドメインは、二次元で見たときに単一の結晶または同じもしくは実質的に同じ配列を有する結晶群を含むことができる。一実施形態において、第２相は、他の相のいずれかのグレイン境界に設けられていてよく、より特定的には、第２相の大部分が、本明細書における実施形態に記載されている相のいずれかの間に粒間相（すなわち、グレイン境界におけるグレイン間）として設けられていてよい。例えば、第２相の全含有率の少なくとも６０％が、第１相のグレイン境界に設けられ得る。他の実施形態において、グレイン境界に設けられている第２相の量は、より多く、例えば、第２相の少なくとも約７０％、第２相の少なくとも約８０％、第２相の少なくとも約９０％であり得、またはさらには、いくつかの例において、第２相の本質的に全てが、第１相のグレイン境界に設けられ得る。

なお別の実施形態において、第２相は、本体内に存在する他の相のいずれかのグレイン内に設けられていてよく、より特定的には、第２相の大部分が、本明細書における実施形態に記載されている相のいずれかのグレインのいずれかの中の粒内相（すなわち、グレイン内）として設けられ得る。例えば、第２相の大部分が、第１相のグレインまたはドメイン内に設けられ得る。

なお別の実施形態において、第２相は、特定の形態を有していてよい。例えば、ある一定の例において、第２相は、（例えば、ＳＥＭを用いて）二次元で見たとき、例えば、限定されないが、等軸の、細長い、楕円の、針状の、不規則な形状などを含めたある一定の形状を有することができる。１つの特定の実施形態において、第２相は、少なくとも約１．５：１の長さ：幅のアスペクト比：ここで、長さは、二次元で見たときの第２相の最長寸法であり、幅は、該長さに垂直に延在し、該長さよりも短い寸法を定義する寸法である；を含む細長い形態を有することができる。他の実施形態では、第２相の長さ：幅のアスペクト比は、少なくとも約１．８：１、少なくとも約２：１、少なくとも約２．５：１、少なくとも約３：１、またはさらには少なくとも約５：１であり得る。かかる形態は、本明細書における実施形態における粒子材料の本体内に存在する任意の相に適用できることが認識されよう。

実施形態によると、本体は、本体の体積内で第２相の特定の分布を有するように形成され得る。例えば、第２相は、本体内において一体相であってよい。また、第２相は、本体の全体積にわたって実質的に均一に分散されていてよい。図２Ａは、本体内に実質的に均一に分散されている第２相を含む粒子材料の図示を含む。示すように、粒子材料２００は、第１相２０２および第２相２０３から形成され得る本体２０１を有する粒子を含む。本体２０１は、主として第１相２０２からできていてよく、第２相２０３は、第１相２０２と比較して低含有率で存在していてよい。さらに示すように、第２相２０３は、本体２０１の体積を通して実質的に均一に分散されていてよく、その結果、本体２０１の異なる部分の統計学的に適切でランダムなサンプリングを得るとき、該異なる各サンプリング間で第２相２０３の含有率が実質的に同じであるようになっている。ある一定の実施形態において、標準偏差を基準にすることができる第２相の変動は、本体の第２相の平均値の約２０％以下であってよく、これは、式（ＡＶＧ／ＳＴＤＥＶ）×１００％：式中、ＡＶＧは、異なる部分のそれぞれに関する第２相の平均含有率を表し、ＳＴＤＥＶは、サンプリングに関する第２相の標準偏差を表す；によって算出される。

代替的には、第２相は、本体内に不均一に分散されていてよい。例えば、一実施形態において、本体は、本体の中心領域における第２相の含有率と比較して、本体の周辺領域における第２相の含有率が異なっていてよい。ある一定の例において、本体は、本体の中心領域における第２相の含有率と比較して、本体の周辺領域における第２相の含有率が高くてよい。別の実施形態において、本体は、本体の中心領域と比較して外表面における第２相の含有率が高くてよい。さらに、１つの代替の実施形態において、第２相の含有率は、周辺領域における第２相の含有率と比較して中心領域において多くてよい。

図２Ｂは、本体内に不均一に分散されている第２相を含む粒子材料の図示を含む。示すように、粒子材料２１０は、第１相２０２および第２相２０３から形成され得る本体２１１を有する粒子を含むことができる。第２相２０３は、本体２１１の体積にわたって不均一に分散され得る。特に、本体２１１は、中心領域２１５内の第２相２０３の含有率と比較して、周辺領域２１３内の第２相２０３の含有率が高くてよい。かかる例において、第２相２１３は、本体２１１における「ハロ」を作り出しているように見える。本体２１１の周辺領域２１３は、第２相２０３の少なくとも大部分を包含する距離で外表面２１２から本体２１１内に延在することができる。特定の例において、周辺領域２１３は、外表面２１２と、外表面２１２と本体の体積中点２１６との間の境界２１４との間の第２相の少なくとも約９０％を包含する領域によって定義され得る。例えば、周辺領域２１３は、本体の全体積の少なくとも約５％、例えば、少なくとも約１０％、少なくとも約２０％、またはさらには少なくとも約２５％を含んでいてよい。本体２１１の中心領域２１５は、本体の体積中点２１６を包囲し、境界２１４に三次元で延在する領域であってよい。中心領域は、本体の全体積の少なくとも約５％、例えば、少なくとも約１０％、少なくとも約２０％、またはさらには少なくとも約２５％であってよい。上記図示は限定的でなく、種々の粒子が、異なるサイズおよび形状の周辺領域および中心領域を形成するように作製されてよいことが認識されよう。

また、第２相は、粒子材料の本体の体積を通して他の不均一な様式で分布され得ることが認識されよう。例えば、図２Ｃは、一実施形態による、本体内に不均一に分散された第２相を含む粒子材料の図示を含む。示すように、粒子材料２２０は、第１相２０２および第２相２０３から形成され得る本体２２１を有する粒子を含むことができる。第２相２０３は、本体２２１を通して不均一に分散されていてよく、特に、第２相の含有率は、本体２２１内で、外部表面２２２において最も高くてよく、また、第２相の含有率は、外部表面２２２から本体２２１内の体積中点２２６に向かう距離が増加するに従って減少してよい。また、ある一定の例において、粒子材料の本体２２１は、薄い領域２２５を有することができ、ここでは、本体２２１の体積は、厚い領域２２７と比較して小さい。一実施形態によると、第２相２０３の不均一な分布の状態では、薄い領域２２５は、第２相２０３の濃度（すなわち、単位体積当たりの第２相の量）が、厚い領域２２７内での第２相２０３の濃度と比較して、高くなっていてよい。

本体内での第２相のある一定の分布を記載している上記実施形態は、粒子材料の他の相と同じであり得ることが認識されよう。例えば、より詳細に本明細書に記載されているように、粒子材料は、第１および第２相とは異なるさらなる相（例えば、第３相、第４相、第５相など）を含むことができ、かかる相は、本体の体積を通して実質的に均一に分布され得、代替的には、不均一な様式で分布されていてよい。例えば、一実施形態において、粒子材料は、本体の体積内で不均一な分布の第２相および第３相を有する本体を含むことができる。より特定的には、本体は、周辺領域における第２相の含有率が、中心領域と比較して高くてよく、本体は、中心領域における第３相の含有率が、周辺領域と比較して高くてもよい。さらに、他の例において、本体は、異なる分布特性を有する複数の相を含むことができる。例えば、第２相は、本体の体積を通して実質的に均一に分布されていてよく、第３相は、本体を通して不均一に分布されていてよい。

ある一定の実施形態において、本体は、平均グレイン径、組成、含有率、結晶構造、およびこれらの組み合わせの少なくとも１つによって、第１相および第２相と異なり得る第３相をさらに含んでいてよい。例えば、第３相は、単一の希土類元素を含んでいてよい。第３相の希土類元素は、第２相の希土類元素と同じであってよい。さらに、代替の実施形態において、第３相の希土類元素は、第２相の希土類元素と異なっていてよい。少なくとも１つの本明細書における実施形態によると、粒子材料は、第１相、第２相、および第３相から本質的になる本体を含むことができる。本明細書における実施形態による他の代替の粒子材料は、第１相、第２相、第３相、および第４相から本質的になる本体を含むことができる。なお他の例において、本体は、第１相、第２相、第３相、および第５相から本質的になることができる。

第３相は、本体内の一体相であってよい。また、第３相は、本体の全体積を通して実質的に均一に分散されていてよい。代替的には、第３相は、例えば、限定されないが、本明細書における実施形態に記載されている「ハロ」様式で設けられていることを含めて、本体内に不均一に分散されていてよい。加えて、第３相は、ドメイン内にまたは本体内に存在する他の相のいずれかのドメイン間に設けられ得る。なお別の実施形態において、第３相は、他の相のいずれかのグレイン境界に設けられていてよく、より特定的には、第３相の大部分が、本明細書における実施形態に記載されている相のいずれかの間（すなわち、グレイン境界におけるグレイン間）の粒間相として設けられていてよい。代替的には、第３相は、本体内に存在する他の相のいずれかのグレイン内に設けられ得、より特定的には、第３相の大部分が、本明細書における実施形態に記載されている相のいずれかのグレインのいずれかの中に（すなわち、グレイン内に）粒内相として設けられ得る。

第３相は、酸化物、例えば、アルミナ、より特定的には、アルミナと希土類元素との組み合わせを含んでいてよい。１つの特定の例において、第３相は、アルミン酸ランタン（ＬａＡｌ_１１Ｏ_１８）、またはアルミン酸ランタン化合物（例えば、ＭｇＬａＡｌ_１１Ｏ_１９）を含んでいてよい。さらに、第３相は、アルミン酸ランタンまたはアルミン酸ランタン化合物から本質的になることができる。

ある一定の例において、粒子材料は、特定の比（Ｗ１／Ｗ３）：Ｗ１は本体の第１相の重量％を表し、Ｗ３は本体内の第３相の重量％を表す；を有する本体を含む。少なくとも１つの態様において、比（Ｗ１／Ｗ３）は、少なくとも約１、例えば、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、少なくとも約３、少なくとも約５、少なくとも約８、少なくとも約１０、少なくとも約１５、少なくとも約２０、少なくとも約５０、またはさらには少なくとも約７０であり得る。さらに、別の実施形態において比（Ｗ１／Ｗ３）は、約１００以下、またはさらには約９５以下であり得る。本体は、先に付与された最小および最大値のいずれかの間の範囲内の比（Ｗ１／Ｗ３）を有することができることが認識されよう。

さらに、別の態様において、粒子材料は、比（Ｗ３／Ｗ２）：Ｗは本体内の第２相の重量％を表し、Ｗ３は本体内の第３相の重量％を表す；を有する本体を含むことができる。特定の例において、比（Ｗ３／Ｗ２）は、少なくとも約０．１、例えば、少なくとも約０．３、少なくとも約０．５、少なくとも約０．７、少なくとも約０．９、少なくとも約１、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、少なくとも約４、少なくとも約６、またはさらには少なくとも約１０であり得る。さらに、なお別の実施形態において、本体は、約１０以下、例えば、約７以下、約５以下、約３以下、約２．５以下、約２．２以下、約２以下、約１．５以下、約１以下、約０．９以下、またはさらには約０．７以下である比（Ｗ３／Ｗ２）を有することができる。比（Ｗ３／Ｗ２）は、上記最小または最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

本体は、本体の全重量の特定の含有率の第３相を有するように形成されてよい。例えば、本体は、本体の全重量の少なくとも約０．１重量％の第３相を含んでいてよい。他の例において、本体は、本体の全重量の、より高い含有率、例えば、少なくとも約０．２重量％、少なくとも約０．３重量％、少なくとも約０．５重量％、少なくとも約０．６重量％、少なくとも約０．７重量％、少なくとも約０．８重量％、少なくとも約０．９重量％、少なくとも約１重量％、またはさらには少なくとも約１．１重量％の第３相を含んでいてよい。さらに、別の実施形態において、粒子材料は、本体が、本体の全重量の約３０重量％以下の第３相を含むように形成され得る。他の例において、本体内の第３相の含有率は、より少なく、例えば、約２０重量％以下、約１５重量％以下、約１３重量％以下、約１２重量％以下、約１０重量％以下、約９重量％以下、約８重量％以下、約７重量％以下、約６重量％以下、約４重量％以下、約３重量％以下、またはさらには約２．５重量％以下であり得る。本体は、第３相の含有率が、先に記述した最小および最大百分率のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

別の実施形態によると、粒子材料は、第３相の平均グレイン径が、第１相および第２相の平均グレイン径に対して特定の関係を有するように形成され得る。例えば、粒子材料は、第１平均グレイン径を含む第１相と第３平均グレイン径を含む第３相とを有する本体を含むことができる。ある一定の例において、第１相は、第３相の第３平均グレイン径とは異なる第１平均グレイン径を有することができる。より特定的には、本体は、比（Ｇ１／Ｇ３）：Ｇ１は第１相の平均グレイン径を表し、Ｇ３は第３相の平均グレイン径を表す；を含むことができる。少なくとも１つの例において、比（Ｇ１／Ｇ３）は、約５以下、例えば、約２以下、約１以下、約０．８以下、約０．５以下、またはさらには約０．２以下であり得る。さらに、別の実施形態において、比（Ｇ１／Ｇ３）は、少なくとも約０．２、例えば、少なくとも約０．５、少なくとも約０．８、少なくとも約１、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、またはさらには少なくとも約３であり得る。比（Ｇ１／Ｇ３）は、先に記述した最小または最大値のいずれかの間の範囲内の値を有することができることが認識されよう。

ある一定の実施形態では、第２相は、第３相の第３平均グレイン径とは異なる第２平均グレイン径を有することができ、より特定的には、第３相の第３平均グレイン径よりも小さくてよい。少なくとも１つの例において、本体は、比（Ｇ２／Ｇ３）：Ｇ２は第２相の第２平均グレイン径を表し、Ｇ３は第３相の第３平均グレイン径を表す；を有することができる。比（Ｇ２／Ｇ３）は、少なくとも約０．２、例えば、少なくとも約０．５、少なくとも約０．８、少なくとも約１、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、またはさらには少なくとも約３であり得る。さらに、別の実施形態によると、比（Ｇ２／Ｇ３）は、約３以下、例えば、約２以下、約１以下、約０．８以下、約０．５以下、またはさらには約０．２以下であってよい。比（Ｇ２／Ｇ３）は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

本体は、５００μｍ以下の平均グレイン径を有する第３相を含むことができる。他の例において、第３相の平均グレイン径は、より小さい、例えば、約２５０μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、約１μｍ以下、約０．８μｍ以下、約０．５μｍ以下、またはさらには約０．２μｍ以下であってよい。さらに、第３相の平均グレイン径は、少なくとも約０．１μｍ、少なくとも約少なくとも約１μｍ、少なくとも約３μｍ、少なくとも約５μｍ、またはさらには少なくとも約１０μｍであってよい。第３相は、先に記述した最小および最大値の範囲内の平均グレイン径を有することができることが認識されよう。

なお別の実施形態によると、粒子材料は、本体が第４相を含むように形成されていてよい。第４相は、第１相、第２相、および／または第３相と異なり得る。第４相は、平均グレイン径、組成、含有率、結晶構造、およびこれらの組み合わせの少なくとも１つによって、第１相、第２相、および第３相と異なり得る。第４相は、本体内の一体相であってよい。また、第４相は、本体の全体積を通して実質的に均一に分散されていてよい。代替的には、第４相は、例えば、限定されないが、本明細書における実施形態に記載されている「ハロ」様式で設けられていることを含めて、本体内に不均一に分散されていてよい。加えて、第４相は、ドメイン内にまたは本体内に存在する他の相のいずれかのドメイン間に設けられ得る。第４相は、他の相のいずれかのグレイン境界に設けられていてよく、より特定的には、第４相の大部分が、本明細書における実施形態に記載されている相のいずれかの間（すなわち、グレイン境界におけるグレイン間）の粒間相として設けられていてよい。代替的には、第４相は、本体内に存在する他の相のいずれかのグレイン内に設けられ得、より特定的には、第４相の大部分が、本明細書における実施形態に記載されている相のいずれかのグレインのいずれかの中に（すなわち、グレイン内に）粒内相として設けられ得る。

ある一定の本明細書における実施形態は、第１相、第２相、および第４相から本質的になる本体を有する粒子材料を含むことができる。本明細書における実施形態による他の代替の粒子材料は、第１相、第２相、第３相、および第４相から本質的になる本体を含むことができる。なお他の例において、本体は、第１相、第２相、第４相、および第５相から本質的になることができる。

一実施形態によると、第４相は、無機材料、例えば、酸化物、より特定的には、金属酸化物化合物を含むことができる。第４相は、遷移金属元素を含んでいてよく、より特定的には、クロムを含んでいてよい。１つの特定の実施形態によると、第４相は、酸化クロムを含むことができ、酸化クロムから本質的になっていてよい。

本体は、特定の含有率の第４相を含んでいてよい。例えば、少なくとも１つの実施形態において、本体は、本体の全重量の少なくとも０．２重量％の第４相を含むことができる。他の例において、本体内の第４相の含有率は、より高い、例えば、少なくとも約０．３重量％、少なくとも約０．５重量％、少なくとも約０．７重量％、少なくとも約０．８重量％、少なくとも約０．９重量％、少なくとも約１．０重量％、またはさらには少なくとも約１．１重量％であってよい。さらに、本体内の第４相の含有率は、約２０重量％以下、例えば、約１５重量％以下、約１０重量％以下、約８重量％以下、約５重量％以下、約４重量％以下、約３重量％以下、約２．５重量％以下、またはさらには約２重量％以下であってよい。本体内の第４相の全含有率は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であってよいことが認識されよう。

一実施形態によると、本体は、第１相の含有率に対して特定の量の第４相を含有することができる。例えば、本体は、比（Ｗ１／Ｗ４）：Ｗ１は本体内の第１相の重量％を表し、Ｗ４は本体内の第１相の重量％を表す；を含むことができる。ある実施形態によると、比（Ｗ１／Ｗ４）は、少なくとも約１、例えば、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、少なくとも約３、少なくとも約５、少なくとも約８、少なくとも約１０、少なくとも約１５、少なくとも約２０、少なくとも約５０、またはさらには少なくとも約７０であり得る。さらに、比（Ｗ１／Ｗ４）は、約１００以下、またはさらには約９５以下であってよい。比（Ｗ１／Ｗ４）は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内の値を有していてよいことが認識されよう。

実施形態によると、粒子材料は、本体が第２相の含有率に対して特定の含有率の第４相を含むように形成されていてよい。例えば、本体は、比（Ｗ４／Ｗ２）：Ｗ２は本体内の第１相の重量％を表し、Ｗ４は本体内の第１相の重量％を表す；を有することができる。実施形態によると、比（Ｗ４／Ｗ２）は、約０．１、例えば、少なくとも約０．３、少なくとも約０．５、少なくとも約０．７、少なくとも約０．９、少なくとも約１、またはさらには少なくとも約１．１であり得る。なお別の実施形態において、比（Ｗ４／Ｗ２）は、約１０以下、例えば、約７以下、約５以下、約３以下、約２以下、約１以下、またはさらには約０．８以下であってよい。比（Ｗ４／Ｗ２）は、上記最小または最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

さらに、本体は、第４相の含有率に対して特定の含有率の第３相を有することができる。例えば、本体は、比（Ｗ３／Ｗ４）：Ｗ３は本体内の第１相の重量％を表し、Ｗ４は本体内の第１相の重量％を表す；を含むことができる。ある実施形態によると、比（Ｗ３／Ｗ４）は、少なくとも約１、例えば、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、少なくとも約３、少なくとも約５、少なくとも約８、少なくとも約１０、少なくとも約１５、少なくとも約２０、少なくとも約５０、またはさらには少なくとも約７０であり得る。さらに、比（Ｗ３／Ｗ４）は、約１００以下、またはさらには約９５以下、約８０以下、約５０以下、約３０以下、約１０以下、約５以下、約３以下、約２以下、約１以下、またはさらには約０．８以下であってよい。比（Ｗ３／Ｗ４）は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内の値を有していてよいことが認識されよう。

別の実施形態によると、粒子材料は、第４相の平均グレイン径が、第１相、第２相、および／または第３相の平均グレイン径に対して特定の関係を有するように、形成され得る。例えば、粒子材料は、第１平均グレイン径を含む第１相と第４平均グレイン径を有する第４相とを有する本体を含むことができる。特定の例において、第１相は、第４相の第４平均グレイン径とは異なる第１平均グレイン径を有することができる。より特定的には、本体は、比（Ｇ１／Ｇ４）：Ｇ１は第１相の平均グレイン径を表し、Ｇ４は第１相の平均グレイン径を表す；を含むことができる。少なくとも１つの例において、比（Ｇ１／Ｇ４）は、約５以下、例えば、約２以下、約１以下、約０．８以下、約０．５以下、またはさらには約０．２以下であり得る。さらに、別の実施形態において、比（Ｇ１／Ｇ４）は、少なくとも約０．２、例えば、少なくとも約０．５、少なくとも約０．８、少なくとも約１、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、またはさらには少なくとも約３であり得る。比（Ｇ１／Ｇ４）は、先に記述した最小または最大値のいずれかの間の範囲内の値を有することができることが認識されよう。

第２相は、第４相の第４平均グレイン径とは異なる第２平均グレイン径を有することができ、より特定的には、第４相の第４平均グレイン径以下であってよい。少なくとも１つの例において、本体は、比（Ｇ２／Ｇ４）：Ｇ２は第２相の第２平均グレイン径を表し、Ｇ４は第４相の第４平均グレイン径を表す；を有することができる。比（Ｇ２／Ｇ４）は、少なくとも約０．２、例えば、少なくとも約０．５、少なくとも約０．８、少なくとも約１、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、またはさらには少なくとも約３であり得る。さらに、別の実施形態によると、比（Ｇ２／Ｇ４）は、例えば、約２以下、約１以下、約０．８以下、約０．５以下、またはさらには約０．２以下であってよい。比（Ｇ２／Ｇ４）は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

第３相は、第４相の第４平均グレイン径とは異なる第３平均グレイン径を有することができ、より特定的には、第４相の第４平均グレイン径より大きくても小さくてもよい。少なくとも１つの例において、本体は、比（Ｇ３／Ｇ４）：Ｇ３は第３相の第３平均グレイン径を表し、Ｇ４は第４相の第４平均グレイン径を表す；を有することができる。比（Ｇ３／Ｇ４）は、少なくとも約０．２、例えば、少なくとも約０．５、少なくとも約０．８、少なくとも約１、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、またはさらには少なくとも約３であり得る。さらに、別の実施形態によると、比（Ｇ３／Ｇ４）は、例えば、約２以下、約１以下、約０．８以下、約０．５以下、またはさらには約０．２以下であってよい。比（Ｇ３／Ｇ４）は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

第４相を含む本体を有する粒子材料では、本体は、特定の第４相の平均グレイン径を有していてよい。例えば、第４相の平均グレイン径は、５００μｍ以下であり得る。他の例において、第４相の平均グレイン径は、より小さい、例えば、約２５０μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、約１μｍ以下、約０．８μｍ以下、約０．５μｍ以下、またはさらには約０．２μｍ以下であってよい。さらに、第４相の平均グレイン径は、少なくとも約１ｎｍ、例えば、少なくとも約０．０１μｍ、少なくとも約０．１μｍ、少なくとも約少なくとも約１μｍ、少なくとも約３μｍ、少なくとも約５μｍ、またはさらには少なくとも約１０μｍであってよい。第４相は、先に記述した最小および最大値の範囲内の平均グレイン径を有することができることが認識されよう。

実施形態によると、粒子材料は、第５相を有する本体を含むことができる。第５相は、平均グレイン径、含有率、組成、結晶構造、およびこれらの組み合わせの少なくとも１つによって、第１相、第２相、第３相、および第４相と異なり得る。第５相は、本体内の一体相であってよい。また、第５相は、本体の全体積を通して実質的に均一に分散されていてよい。代替的には、第５相は、例えば、限定されないが、本明細書における実施形態に記載されている「ハロ」様式で設けられていることを含めて、本体内に不均一に分散されていてよい。加えて、第５相は、ドメイン内にまたは本体内に存在する他の相のいずれかのドメイン間に設けられ得る。なお別の実施形態において、第５相は、他の相のいずれかのグレイン境界に設けられていてよく、より特定的には、第５相の大部分が、本明細書における実施形態に記載されている相のいずれかの間（すなわち、グレイン境界におけるグレイン間）の粒間相として設けられていてよい。代替的には、第５相は、本明細書における実施形態に記載されている相のいずれかのグレインのいずれかの中に（すなわち、グレイン内に）粒内相として設けられてよく、より特定的には、第５相の大部分が、粒内相として存在していてよい。

さらに、任意の実施形態における任意の相への言及は、該相の全てが存在する必要があるわけではないことが認識されよう。例えば、第３相および／または第４相が存在することなく、第５相が本体内に存在していてよい。ある一定の本明細書における実施形態は、第１相、第２相、および第５相から本質的になる本体を有する粒子材料を含むことができる。本明細書における実施形態による他の粒子材料は、第１相、第２相、第３相、および第５相から本質的になる本体を含むことができる。なお他の例において、本体は、第１相、第２相、第４相、および第５相から本質的になることができる。

本体は、リン、より特定的には、リン酸塩（ＰＯ_４）を含む化合物を有していてよい第５相を含むことができる。少なくとも１つの実施形態において、第５相は、リンと、アルミナ、クロム、およびこれらの任意の組み合わせからなる群の少なくとも１つの元素とを含む化合物を含むことができる。別の実施形態において、第５相は、リン酸塩を含まなくてよい。また、第５相は、希土類元素を本質的に含まない化合物から形成されてよい。

本体は、特定の含有率の第５相を含んでいてよい。例えば、少なくとも１つの実施形態において、本体は、本体の全重量の少なくとも０．２重量％の第５相を含むことができる。他の例において、本体内の第５相の含有率は、とり高い、例えば、少なくとも約０．３重量％、少なくとも約０．５重量％、少なくとも約０．７重量％、少なくとも約０．８重量％、少なくとも約０．９重量％、少なくとも約１．０重量％、またはさらには少なくとも約１．１重量％であってよい。さらに、本体内の第５相の含有率は、約２０重量％以下、例えば、約１５重量％以下、約１０重量％以下、約８重量％以下、約５重量％以下、約４重量％以下、約３重量％以下、約２．５重量％以下、またはさらには約２重量％以下であってよい。本体内の第５相の全含有率は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であってよいことが認識されよう。

本体は、他の相に対して特定の含有率の第５相を含んでいてよい。例えば、本体は、第５相と比較して、より高い含有率の第１相を含むことができる。加えてまたは代替的に、本体は、第５相と比較して、より高い含有率の第２相を含むことができる。また、本体は、第５相と比較して、より高い含有率の第３相および第４相を含んでいてよい。

一実施形態によると、本体は、第１相の含有率に対して特定の量の第５相を含有することができる。例えば、本体は、比（Ｗ１／Ｗ５）：Ｗ１は本体内の第１相の重量％を表し、Ｗ５は本体内の第５相の重量％を表す；を含むことができる。ある実施形態によると、比（Ｗ１／Ｗ５）は、少なくとも約１、例えば、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、少なくとも約３、少なくとも約５、少なくとも約８、少なくとも約１０、少なくとも約１５、少なくとも約２０、少なくとも約５０、またはさらには少なくとも約７０であり得る。さらに、比（Ｗ１／Ｗ５）は、約１００以下、またはさらには約９５以下であってよい。比（Ｗ１／Ｗ５）は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内の値を有していてよいことが認識されよう。

粒子材料は、本体が第２相の含有率に対して特定の含有率の第５相を含むように形成されていてよい。例えば、本体は、比（Ｗ５／Ｗ２）：Ｗ２は本体内の第１相の重量％を表し、Ｗ５は本体内の第５相の重量％を表す；を有することができる。実施形態によると、比（Ｗ５／Ｗ２）は、約１０以下、例えば、約７以下、約３以下、約１以下、約０．８以下、約０．５以下、約０．３以下、またはさらには約０．１以下であってよい。さらに、少なくとも１つの実施形態において、比（Ｗ５／Ｗ２）は、少なくとも約０．１、例えば、少なくとも約０．３、少なくとも約０．５、少なくとも約０．７、少なくとも約０．９、少なくとも約１、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、少なくとも約３、またはさらには少なくとも約５であり得る。比（Ｗ５／Ｗ２）は、上記最小または最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

さらに、本明細書における実施形態によるある一定の粒子材料は、特定の第３相の含有率対第５相の含有率比を有する本体を含んでいてよい。例えば、本体は、比（Ｗ３／Ｗ５）：Ｗ３は本体内の第１相の重量％を表し、Ｗ５は本体内の第５相の重量％を表す；を含むことができる。ある実施形態によると、比（Ｗ３／Ｗ５）は、少なくとも約１、例えば、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、少なくとも約３、少なくとも約５、少なくとも約８、少なくとも約１０、少なくとも約１５、少なくとも約２０、少なくとも約５０、またはさらには少なくとも約７０であり得る。さらに、比（Ｗ３／Ｗ５）は、約１００以下、またはさらには約９５以下、約８０以下、約５０以下、約３０以下、約１０以下、約５以下、約３以下、約２以下、約１以下、またはさらには約０．８以下であってよい。比（Ｗ３／Ｗ５）は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内の値を有していてよいことが認識されよう。

一態様において、本明細書における実施形態による粒子材料は、特定の第４相の含有率対第５相の含有率比を有する本体を含んでいてよい。例えば、本体は、比（Ｗ４／Ｗ５）：Ｗ４は本体内の第４相の重量％を表し、Ｗ５は本体内の第５相の重量％を表す；を含むことができる。ある実施形態によると、比（Ｗ４／Ｗ５）は、少なくとも約１、例えば、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、少なくとも約３、少なくとも約５、少なくとも約８、少なくとも約１０、少なくとも約１５、少なくとも約２０、少なくとも約５０、またはさらには少なくとも約７０であり得る。さらに、比（Ｗ４／Ｗ５）は、約１００以下、またはさらには約９５以下、約８０以下、約５０以下、約３０以下、約１０以下、約５以下、約３以下、約２以下、約１以下、またはさらには約０．８以下であってよい。比（Ｗ４／Ｗ５）は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内の値を有していてよいことが認識されよう。

別の実施形態によると、粒子材料は、第５相の平均グレイン径が、第１相、第２相、第３相、および／または第４相の平均グレイン径に対して特定の関係を有することができるように形成され得る。例えば、粒子材料は、第１平均グレイン径を含む第１相と第５平均グレイン径を有する第５相とを有する本体を含むことができる。特定の例において、第１相は、第５相の第５平均グレイン径とは異なる第１平均グレイン径を有することができる。より特定的には、本体は、比（Ｇ１／Ｇ５）：Ｇ１は第１相の平均グレイン径を表し、Ｇ５は第５相の平均グレイン径を表す；を含むことができる。少なくとも１つの例において、比（Ｇ１／Ｇ５）は、約５以下、例えば、約２以下、約１以下、約０．８以下、約０．５以下、またはさらには約０．２以下であり得る。さらに、別の実施形態において、比（Ｇ１／Ｇ５）は、少なくとも約０．２、例えば、少なくとも約０．５、少なくとも約０．８、少なくとも約１、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、またはさらには少なくとも約３であり得る。比（Ｇ１／Ｇ５）は、先に記述した最小または最大値のいずれかの間の範囲内の値を有することができることが認識されよう。

ある一定の実施形態では、第２相は、第５相の第５平均グレイン径とは異なる第２平均グレイン径を有することができ、より特定的には、第５相の第５平均グレイン径より大きくても小さくてもよい。少なくとも１つの例において、本体は、比（Ｇ２／Ｇ５）：Ｇ２は第２相の第２平均グレイン径を表し、Ｇ５は第５相の第５平均グレイン径を表す；を有することができる。比（Ｇ２／Ｇ５）は、少なくとも約０．２、例えば、少なくとも約０．５、少なくとも約０．８、少なくとも約１、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、またはさらには少なくとも約３であり得る。さらに、別の実施形態によると、比（Ｇ２／Ｇ５）は、例えば、約２以下、約１以下、約０．８以下、約０．５以下、またはさらには約０．２以下であってよい。比（Ｇ２／Ｇ５）は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

第３相は、第５相の第５平均グレイン径とは異なる第３平均グレイン径を有することができ、より特定的には、第５相の第５平均グレイン径より大きくても小さくてもよい。少なくとも１つの例において、本体は、比（Ｇ３／Ｇ５）：Ｇ３は第３相の第３平均グレイン径を表し、Ｇ５は第５相の第５平均グレイン径を表す；を有することができる。比（Ｇ３／Ｇ５）は、少なくとも約０．２、例えば、少なくとも約０．５、少なくとも約０．８、少なくとも約１、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、またはさらには少なくとも約３であり得る。さらに、別の実施形態によると、比（Ｇ３／Ｇ５）は、例えば、約２以下、約１以下、約０．８以下、約０．５以下、またはさらには約０．２以下であってよい。比（Ｇ３／Ｇ５）は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

ある一定の実施形態では、第４相は、第５相の第５平均グレイン径とは異なる第４平均グレイン径を有することができ、より特定的には、第５相の第５平均グレイン径より大きくても小さくてもよい。少なくとも１つの例において、本体は、比（Ｇ４／Ｇ５）：Ｇ４は第４相の第４平均グレイン径を表し、Ｇ５は第５相の第５平均グレイン径を表す；を有することができる。比（Ｇ４／Ｇ５）は、少なくとも約０．２、例えば、少なくとも約０．５、少なくとも約０．８、少なくとも約１、少なくとも約１．１、少なくとも約１．５、少なくとも約２、またはさらには少なくとも約３であり得る。さらに、別の実施形態によると、比（Ｇ４／Ｇ５）は、例えば、約２以下、約１以下、約０．８以下、約０．５以下、またはさらには約０．２以下であってよい。比（Ｇ４／Ｇ５）は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

第５相を含む本体を有する粒子材料では、本体は、第５相の特定の平均グレイン径を有していてよい。例えば、第５相の平均グレイン径は、５００μｍ以下であり得る。他の例において、第５相の平均グレイン径は、より小さい、例えば、約２５０μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、約１μｍ以下、約０．８μｍ以下、約０．５μｍ以下、またはさらには約０．２μｍ以下であってよい。さらに、第５相の平均グレイン径は、少なくとも約１ｎｍ、例えば、少なくとも約０．０１μｍ、少なくとも約０．１μｍ、少なくとも約少なくとも約１μｍ、少なくとも約３μｍ、少なくとも約５μｍ、またはさらには少なくとも約１０μｍであってよい。第５相は、先に記述した最小および最大値の範囲内の平均グレイン径を有することができることが認識されよう。

なお別の実施形態において、本体は、成形研磨粒子の形態であることができる。成形研磨粒子は、所定の形状を有するように構成された本体を有することができる。成形研磨粒子は、不規則な形状を一般に有する従来の粉砕グレインと異なっていてよい。成形研磨粒子は、バッチとして考えると、必ずしも必要ではないが、１つ以上の形成条件と関連することができる１つ以上の特徴によって特徴付けられ得、その結果、該１つ以上の特徴により、粒子間実質的な複製ができるようになっている。また、該１つ以上の特徴は、バッチにおいて少なくとも大部分の粒子内で明白であることができる。従来の粉砕グレインは、ランダムな形状を一般に有する。成形研磨粒子は、限定されないが、印刷、成型、押圧、刻印、鋳造、押出、切削、破砕、加熱、冷却、結晶化、圧延、エンボス加工、堆積、エッチング、摩損、およびこれらの組み合わせを含めた種々の加工処理方法を通して得られ得る。

成形研磨粒子を形成する１つの非限定的なプロセスは、セラミック材料および液体を含む混合物を形成することによって開始され得る。特に、混合物は、セラミック粉末材料および液体から形成されるゲルであり得、ここで、ゲルは、グリーン（すなわち、未焼成）状態でも所与の形状を実質的に保持する能力を有する形状安定性材料として特徴付けられ得る。実施形態によると、ゲルは、個々の粒子の一体化されたネットワークとしてセラミック粉末材料から形成され得る。混合物は、好適なレオロジー特性を有するようにある一定の含有率の固体材料、液体材料、および添加剤を含有していてよい。すなわち、ある一定の例において、混合物は、ある一定の粘度、より特定的には、本明細書に記述されているプロセスを通して形成され得る寸法的に安定な相の材料を形成する好適なレオロジー特性を有することができる。寸法的に安定な相の材料は、特定の形状を有しかつ該形状を実質的に維持するように形成され得る材料であり、これにより、該形状が、最終的に形成される対象物に実質的に存在するようになっている。

セラミック粉末材料は、酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物、酸炭化物、酸窒化物、およびこれらの組み合わせを含むことができる。特定の例において、セラミック材料は、アルミナを含むことができる。より詳細には、セラミック材料は、αアルミナの前駆体であってよいベーマイト材料を含んでいてよい。混合物は、特定の含有率の固体材料、例えば、セラミック粉末材料を有するように形成され得る。例えば、一実施形態において、混合物は、混合物の全重量の少なくとも約２５重量％かつ約７５重量％以下の固形分を有することができる。さらに、混合物１０１は、例えば、混合物１０１の全重量の少なくとも約２５重量％かつ約７５重量％以下の液体分を含めた、特定の液体材料分を有するように形成され得る。

さらに、本明細書における実施形態による成形研磨粒子の加工処理および形成を促進するために、混合物は、特定の貯蔵弾性率、例えば、少なくとも約１×１０^４Ｐａ、少なくとも約４×１０^４Ｐａ、またはさらには少なくとも約５×１０^４Ｐａを有することができる。しかし、少なくとも１つの非限定的な実施形態において、混合物は、約１×１０^７Ｐａ以下、例えば、約２×１０^６Ｐａ以下の貯蔵弾性率を有していてよい。混合物１０１の貯蔵弾性率は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。貯蔵弾性率は、ペルチェプレート温度制御システムを備えたＡＲＥＳまたはＡＲ−Ｇ２回転レオメータを用いて、平行プレートシステムによって測定され得る。試験では、互いにおよそ８ｍｍ離れるように設定された２つのプレート間のギャップ内に混合物１０１を押し出すことができる。ゲルをギャップ内に押し出した後、ギャップを画定する２つのプレートの間の距離を、混合物１０１がプレート間のギャップを完全に満たすまで２ｍｍまで低減する。過剰の混合物を拭き取った後、ギャップを０．１ｍｍだけ減少させて、試験を開始する。試験は、２５ｍｍの平行プレートを使用してディケイド（ｄｅｃａｄｅ）につき１０点を記録する、６．２８ｒａｄ／ｓ（１Ｈｚ）で０．１％〜１００％の間のひずみ範囲の装置設定にて実行される振動ひずみ掃引試験である。試験終了後１時間以内に、ギャップを再び０．１ｍｍだけ減少させ、試験を繰り返す。試験を少なくとも６回繰り返すことができる。第１試験は、第２および第３試験と異なっていてよい。各試験片について第２および第３試験からの結果のみを報告する。

さらに、本明細書における実施形態による成形研磨粒子の加工処理および形成を促進するために、混合物は、特定の粘度を有することができる。例えば、混合物は、少なくとも約４×１０^３Ｐａ・ｓ、少なくとも約５×１０^３Ｐａ・ｓ、少なくとも約６×１０^３Ｐａ・ｓ、少なくとも約８×１０^３Ｐａ・ｓ、少なくとも約１０×１０^３Ｐａ・ｓ、少なくとも約２０×１０^３Ｐａ・ｓ、少なくとも約３０×１０^３Ｐａ・ｓ、少なくとも約４０×１０^３Ｐａ・ｓ、少なくとも約５０×１０^３Ｐａ・ｓ、少なくとも約６０×１０^３Ｐａ・ｓ、少なくとも約６５×１０^３Ｐａ・ｓの粘度を有することができる。少なくとも１つの非限定的な実施形態において、混合物は、約１００×１０^３Ｐａ・ｓ以下、約９５×１０^３Ｐａ・ｓ以下、約９０×１０^３Ｐａ・ｓ以下、またはさらには約８５×１０^３Ｐａ・ｓ以下の粘度を有していてよい。混合物の粘度は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。粘度は、上記の貯蔵弾性率と同様に測定され得る。

また、混合物は、本明細書における実施形態による成形研磨粒子の加工処理および形成を促進するために、例えば、液体とは異なり得る有機添加剤を含めた特定の含有率の有機材料を有するように形成され得る。いくつかの好適な有機添加剤として、安定剤、結着剤、例えば、フルクトース、スクロース、ラクトース、グルコース、ＵＶ硬化性樹脂などを挙げることができる。

とりわけ、成形研磨粒子を形成するプロセスは、従来の形成操作において用いられるスラリーとは異なり得る混合物を利用してよい。例えば、混合物内の有機材料、特に、先に記述した任意の有機添加剤の含有率は、混合物内の他の成分と比較して少量であってよい。少なくとも１つの実施形態において、混合物は、混合物の全重量の約３０重量％以下の有機材料を有するように形成され得る。また、混合物は、本明細書における実施形態による成形研磨粒子の加工処理および形成を促進するために、液体とは異なる特定の含有率の酸または塩基を有するように形成され得る。いくつかの好適な酸または塩基として、硝酸、硫酸、クエン酸、塩素酸、酒石酸、リン酸、硝酸アンモニウム、クエン酸アンモニウムを挙げることができる。

混合物を成形し、前駆体成形研磨粒子を形成するのに、種々のシステムが用いられてよい。さらに、スクリーン印刷操作を含む１つの特定の実施形態において、混合物は、ダイ開口部を通して、適用ゾーン内での押出の際に押し出されるように構成され得、複数の開口部を有するスクリーンが、ダイ開口部下で移動することができる。実施形態によると、開口部は、種々の形状、例えば、多角形、楕円、数字、ギリシャアルファベット文字、ラテンアルファベット文字、ロシアアルファベット文字、多角形状の組み合わせを含む複合形状、およびこれらの組み合わせを含めた、スクリーンの長さ（ｌ）および幅（ｗ）によって画定される平面において見たときの二次元形状を有することができる。特定の例において、開口部は、二次元多角形状、例えば、三角形、矩形、四角形、五角形、六角形、七角形、八角形、九角形、十角形、およびこれらの組み合わせを有していてよい。開口部の形状は、成形研磨粒子の１つ以上の特徴の実質的な形成を促進することができる。

ダイ開口部を通してスクリーンにおける開口部内に混合物を押し進めた後、前駆体成形研磨粒子を、スクリーンの下に設けられたベルトに印刷することができる。混合物をスクリーンの開口部内に押し出すプロセスの間、ベルトは、スクリーンに接触していてよい。代替的には、ベルトは、スクリーンから離間していてよい。とりわけ、混合物を、スクリーンを通して迅速に押し進めてよく、その結果、開口部内での混合物の平均滞留時間を、約２分未満、約１分未満、約４０秒未満、またはさらには約２０秒未満とすることができる。特定の非限定的な実施形態において、混合物は、スクリーン開口部を通って移動するとき、印刷の際に実質的に変更されることがなく、これにより、元の混合物に由来する成分の量の変化を経験せず、また、スクリーンの開口部における相当な乾燥を経験しなくてよい。

前駆体成形研磨粒子は、種々の処理プロセスが行われ得る一連のゾーンを通して転換されてよい。いくつかの好適な例示的な処理プロセスは、乾燥、加熱、硬化、反応、照射、混合、撹拌、振とう、平坦化、仮焼、焼結、連通、篩分け、ドーピング、およびこれらの組み合わせを含むことができる。一実施形態によると、前駆体成形研磨粒子は、場合による形成ゾーンを通して転換されてよく、ここで、粒子の少なくとも１つの外表面が、本明細書における実施形態に記載されているように成形されてよい。さらに、前駆体成形研磨粒子は、１つ以上の添加剤が前駆体成形研磨粒子に適用され得る適用ゾーンを通して転換されてよく、これは、本明細書における実施形態に記載されている、添加剤を原料粉末に付与する同じプロセスであり得る。適用ゾーン内では、添加剤材料は、例えば、噴霧、浸漬、堆積、含浸、移送、穿孔、切削、押圧、およびこれらの任意の組み合わせを含めた種々の方法を利用して適用されてよい。さらに、前駆体成形研磨粒子は、後形成ゾーンを通してベルトにおいて転換されてよく、ここで、例えば、乾燥、焼成、焼結を含めた種々のプロセスが、前駆体成形研磨粒子において行われて、成形研磨粒子を形成することができる。

別の実施形態によると、本明細書における実施形態の粒子材料は、バッチの一部であってよい。粒子材料のバッチは、限定されないが、平均粒径、粒子形状、密度、比表面積、硬度、脆性、粒子の色、硬度、脆性、靱性、密度、比表面積、およびこれらの組み合わせを含めた少なくとも１つの所定の分類特性を有することができる。

１つの特定の実施形態によると、粒子材料のバッチは、第１の複数の粒子材料を含む第１部と、第２の複数の粒子材料を含む第２部とを含むことができる。とりわけ、第１の複数の粒子材料は、１つ以上の所定の分類特性または他の粒子パラメータに基づいて、第２部とは異なっていてよい。例えば、第１部と第２部との間の差は、限定されないが、平均粒径、組成、サイズ、形状、硬度、脆性、靱性、密度、比表面積、およびこれらの組み合わせを含めた因子に基づいていてよい。１つの例において、第１部は、第１含有率のリン含有材料包含第２相を有する粒子材料を含むことができ、バッチ内の粒子材料の第２部は、第１部からの第１含有率の第２相材料とは異なる、第２含有率のリン含有材料包含第２相材料を有することができる。さらに、他の実施形態において、第１部および第２部内の第２相材料の含有率は、実質的に同じであってよい。

別の実施形態において、第１部は、粒子材料の各本体内に第２相の第１分散液を有する粒子材料を含むことができ、バッチの第２部は、粒子材料を含むことができ、ここで、各粒子材料は、第１部内の第２相の分散液の性質とは異なり得る第２相分布を有する本体を有している。例えば、第１部は、粒子材料を含むことができ、ここで、第１部内の各粒子材料の本体は、本体の体積を通して実質的に均一に分散され得る第２相を有している。対照的に、バッチは、第２部を含んでいてもよく、ここで、第２部の粒子材料の各本体は、例えば、本体内の第２相の「ハロ」配置を含めた、不均一に分散された第２相を有している。

他の実施形態において、バッチは、複数の粒子材料、より顕著には、約５０％以下の粒子間変動の第２相を含むことができる。本明細書における粒子間変動への言及は、バッチの粒子材料の統計学的に適切でランダムなサンプリングから得られ得る、バッチの粒子材料内の第２相の標準偏差を含んでいる。したがって、第２相の粒子間変動は、バッチ内の粒子間からの第２相の含有率の変動の尺度であり得る。他の実施形態において、第２相の粒子間変動は、より低い、例えば、約４０％以下、約３０％以下、約２０％以下、約１５％以下、約１０％以下、またはさらには約５％以下であり得る。

成形研磨粒子の本体は、特定の二次元形状を有することができる。例えば、本体は、多角形状、楕円形状、数字、ギリシャアルファベット文字、ラテンアルファベット文字、ロシアアルファベット文字、多角形状の組み合わせを含む複合形状、およびこれらの組み合わせを有する、長さおよび幅によって画定される平面において見たときの二次元形状を有することができる。特定の多角形状として、三角形、矩形、四角形、五角形、六角形、七角形、八角形、九角形、十角形、これらの任意の組み合わせが挙げられる。例えば、星形状粒子、十字形状粒子、三角錐形状粒子などの他の不規則な多角形状が利用されてもよい。

図３Ａは、一実施形態による研磨粒子の斜視図の図示を含む。加えて、図３Ｂは、図３Ａの研磨粒子の断面図示を含む。本体３０１は、上面３０３と、上面３０３に対向する主底面３０４とを含む。上面３０３および底面３０４は、側面３０５、３０６、および３０７によって互いに分離され得る。示すように、成形研磨粒子３００の本体３０１は、上面３０３の平面において見たとき略三角形状を有することができる。特に、本体３０１は、図３Ｂに示す長さ（Ｌｍｉｄｄｌｅ）を有することができ、これは、本体３０１の底面３０４において測定されてよく、隅部３１３から本体３０１の中点３８１を通って本体の対向する縁部３１４における中点まで延在していてよい。代替的には、本体は、第２長さまたはプロファイル長さ（Ｌｐ）によって定義されてよく、これは、第１隅部３１３から隣接する隅部３１２までの、上面３０３における側面図からの本体の寸法の尺度である。とりわけ、Ｌｍｉｄｄｌｅの寸法は、隅部における高さ（ｈｃ）と、隅部と対向する中点縁部における高さ（ｈｍ）との間の距離を定義する長さであり得る。寸法Ｌｐは、ｈ１とｈ２との間の距離を定義する、粒子の側部に沿ったプロファイル長さであり得る。本明細書において、長さへの言及は、ＬｍｉｄｄｌｅまたはＬｐのいずれかへの言及であり得る。

本体３０１は、本体の最長寸法でありかつ側部に沿って延在する幅（ｗ）をさらに含むことができる。成形研磨粒子は、高さ（ｈ）をさらに含むことができ、これは、本体３０１の側面によって定義される方向における長さおよび幅に垂直な方向に延在する、成形研磨粒子の寸法であってよい。とりわけ、より詳細に本明細書において記載するように、本体３０１は、本体における場所に応じて種々の高さで定義されてよい。特定の例において、幅は、長さ以上であってよく、長さは、高さ以上であってよく、幅は、高さ以上であってよい。

また、本明細書における、任意の寸法特性（例えば、ｈ１、ｈ２、ｈｉ、ｗ、Ｌｍｉｄｄｌｅ、Ｌｐなど）への言及は、バッチの単一の粒子の寸法、メジアン値、またはバッチからの粒子の好適なサンプリングの分析から誘導される平均値への言及であり得る。明確に記述されていない限り、寸法特性への本明細書における言及は、粒子のバッチの好適な粒子数のサンプルサイズから誘導される統計学的に有意な値に基づくメジアン値への言及とみなされ得る。とりわけ、本明細書におけるある一定の実施形態では、サンプルサイズは、粒子のバッチからランダムに選択された少なくとも４０個の粒子を含むことができる。粒子のバッチは、単一のプロセス動作から収集される粒子群であってよく、より特定的には、市販グレードの研磨製品を形成するのに好適な量の成形研磨粒子、例えば、少なくとも約２０ｌｂｓの粒子を含んでいてよい。

実施形態によると、成形研磨粒子の本体３０１は、隅部３１３によって定義される、本体の第１領域における第１隅部高さ（ｈｃ）を有することができる。とりわけ、隅部３１３は、本体３０１における最大高さの点を表してよいが、隅部３１３における高さは、必ずしも、本体３０１における最大高さの点を表しているわけではない。隅部３１３は、上面３０３、ならびに２つの側面３０５および３０７の接合により定義される、本体３０１における点または領域として定義されてよい。本体３０１は、例えば、隅部３１１および隅部３１２を含めた、互いに離間した他の隅部をさらに含んでいてよい。さらに示すように、本体３０１は、隅部３１１、３１２、および３１３によって互いに分離されていてよい縁部３１４、３１５、および３１６を含むことができる。縁部３１４は、上面３０３と側面３０６との交差によって定義され得る。縁部３１５は、隅部３１１および３１３間の上面３０３および側面３０５の交差によって定義され得る。縁部３１６は、隅部３１２および３１３間の上面３０３および側面３０７の交差によって定義され得る。

さらに示すように、本体３０１は、本体の第２端部において第２中点高さ（ｈｍ）を含むことができ、これは、隅部３１３によって定義される第１端部と対向していてよい縁部３１４の中点における領域によって定義され得る。軸３５０は、本体３０１の２つの端部間に延在していてよい。図３Ｂは、隅部３１３と縁部３１４の中点との間の長さ（Ｌｍｉｄｄｌｅ）の寸法に沿って本体の中点３８１を通して延在していてよい軸３５０に沿った本体３０１の断面図示である。

実施形態によると、例えば、図３Ａおよび３Ｂの粒子を含めた、本明細書における実施形態の成形研磨粒子は、ｈｃとｈｍとの間の差の尺度である平均高さ差を有することができる。本明細書における慣例のために、平均高さ差は、ｈｃ−ｈｍとして一般に特定されるが、これは、差の絶対値を定義しており、平均高さ差は、縁部３１４の中点における本体３０１の高さが、隅部３１３における高さを超えるときに、ｈｍ−ｈｃとして算出されてよいことが認識されよう。より特定的には、平均高さ差は、好適なサンプルサイズ、例えば、本明細書において定義されるように、バッチからの少なくとも４０個の粒子からの複数の成形研磨粒子に基づいて算出され得る。粒子の高さｈｃおよびｈｍは、ＳＴＩＬ（Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ｅｔ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｌｌｅｓ ｄｅ ｌａ Ｌｕｍｉｅｒｅ − Ｆｒａｎｃｅ）Ｍｉｃｒｏ Ｍｅａｓｕｒｅ ３Ｄ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒ（白色光（ＬＥＤ）色収差技術）を用いて測定され得、平均高さ差は、サンプルからのｈｃおよびｈｍの平均値に基づいて算出され得る。

図３Ｂに示すように、１つの特定の実施形態において、成形研磨粒子の本体３０１は、本体における異なる場所での平均高さ差を有していてよい。本体は、第１隅部高さ（ｈｃ）と第２中点高さ（ｈｍ）との間の絶対値［ｈｃ−ｈｍ］であり得る平均高さ差を有することができ、これは、少なくとも約２０ミクロンである。平均高さ差は、縁部の中点における本体３０１の高さが、対向する隅部における高さを超えるとき、ｈｍ−ｈｃとして算出されてよいことが認識されよう。他の例において、平均高さ差［ｈｃ−ｈｍ］は、少なくとも約２５ミクロン、少なくとも約３０ミクロン、少なくとも約３６ミクロン、少なくとも約４０ミクロン、少なくとも約６０ミクロン、例えば、少なくとも約６５ミクロン、少なくとも約７０ミクロン、少なくとも約７５ミクロン、少なくとも約８０ミクロン、少なくとも約９０ミクロン、またはさらには少なくとも約１００ミクロンであり得る。１つの非限定的な実施形態において、平均高さ差は、約３００ミクロン以下、例えば、約２５０ミクロン以下、約２２０ミクロン以下、またはさらには約１８０ミクロン以下であり得る。平均高さ差は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。また、平均高さ差は、ｈｃの平均値に基づき得ることが認識されよう。例えば、隅部における本体の平均高さ（Ａｈｃ）は、全ての隅部における本体の高さを測定し、該値の平均をとることによって算出され得、１つの隅部における単一の高さ値（ｈｃ）とは異なっていてよい。したがって、平均高さ差は、式［Ａｈｃ−ｈｉ］の絶対値によって与えられ得る。さらに、平均高さ差は、成形研磨粒子のバッチからの好適なサンプルサイズから算出されるメジアン内部高さ（Ｍｈｉ）、およびサンプルサイズにおける全ての粒子の隅部における平均高さを用いて算出され得ることが認識されよう。したがって、平均高さ差は、式［Ａｈｃ−Ｍｈｉ］の絶対値によって与えられてよい。

特定の例において、本体３０１は、少なくとも１：１の値を有する、幅：長さとして表される比である一次アスペクト比を有するように形成され得る。他の例において、本体は、一次アスペクト比（ｗ：ｌ）が少なくとも約１．５：１、例えば、少なくとも約２：１、少なくとも約４：１、またはさらには少なくとも約５：１であるように形成され得る。さらに、他の例において、研磨粒子は、本体が、約１０：１以下、例えば、９：１以下、約８：１以下、またはさらには約５：１以下である一次アスペクト比を有するように形成され得る。本体３０１が、先に記述した比のいずれかの間の範囲内の一次アスペクト比を有することができることが認識されよう。さらに、本明細書における高さへの言及は、研磨粒子の測定可能な最大高さであることが認識されよう。研磨粒子は、研磨粒子１００の本体１０１内の異なる位置において異なる高さを有していてよいことが後述されている。

研磨粒子は、本体３０１が、一次アスペクト比に加えて、長さ：高さの比：高さは内側のメジアン高さ（Ｍｈｉ）である；として定義され得る二次アスペクト比を含むように形成され得る。ある一定の例において、二次アスペクト比は、約５：１と約１：３との間、例えば、約４：１と約１：２との間、またはさらには約３：１と約１：２との間の範囲内であり得る。

別の実施形態によると、研磨粒子は、本体３０１が、幅：高さの比：高さは、内側のメジアン高さ（Ｍｈｉ）である；として定義される三次アスペクト比を含むように形成され得る。本体１０１の三次アスペクト比は、約１０：１と約１．５：１との間、例えば、８：１と約１．５：１との間、例えば、約６：１と約１．５：１との間、またはさらには約４：１と約１．５：１との間の範囲内であり得る。

一実施形態によると、成形研磨粒子の本体３０１は、性能の改善を促進し得る特定の寸法を有することができる。例えば、１つの例において、本体は、本体における任意の隅部と対向する中点縁部との間の寸法に沿って測定される、本体の高さの最小寸法であり得る内部高さ（ｈｉ）を有することができる。本体が略三角形の二次元形状である特定の例において、内部高さ（ｈｉ）は、３つの隅部の各々と対向する中点縁部との間で取られる３つの測定での本体の高さの最小寸法（すなわち、底面３０４と上面３０５との間の尺度）であってよい。成形研磨粒子の内側本体の高さ（ｈｉ）は、図３Ｂに示されている。一実施形態によると、内部高さ（ｈｉ）は、幅の少なくとも約２８％（ｗ）であり得る。任意の粒子の高さ（ｈｉ）は、成形研磨粒子を薄片化または標本化かつ研削し、十分に見て（例えば、光学顕微鏡またはＳＥＭ）本体３０１の内側の最小高さ（ｈｉ）を求めることによって測定され得る。１つの特定の実施形態において、高さ（ｈｉ）は、幅の少なくとも約２９％、例えば、本体の幅の少なくとも約３０％、またはさらには少なくとも約３３％であり得る。１つの非限定的な実施形態では、本体の高さ（ｈｉ）は、幅の約８０％以下、例えば、約７６％以下、約７３％以下、約７０％以下、幅の約６８％以下、幅の約５６％以下、幅の約４８％以下、またはさらには幅の約４０％以下であり得る。本体の高さ（ｈｉ）は、先に記述した最小および最大百分率のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

成形研磨粒子のバッチを製造することができ、ここで、性能の改善を促進し得るメジアン内部高さ値（Ｍｈｉ）を制御することができる。特に、バッチのメジアン内部高さ（ｈｉ）は、上記と同様にバッチの成形研磨粒子のメジアン幅に関係し得る。とりわけ、メジアン内部高さ（Ｍｈｉ）は、バッチの成形研磨粒子のメジアン幅の少なくとも約２８％、例えば、少なくとも約２９％、少なくとも約３０％、またはさらには少なくとも約３３％であり得る。１つの非限定的な実施形態では、本体のメジアン内部高さ（Ｍｈｉ）は、幅の約８０％以下、例えば、約７６％以下、約７３％以下、約７０％以下、約６８％以下、幅の約５６％以下、幅の約４８％以下、またはさらにはメジアン幅の約４０％以下であり得る。本体のメジアン内部高さ（Ｍｈｉ）は、先に記述した最小および最大百分率のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

さらに、成形研磨粒子のバッチは、好適なサンプルサイズからの寸法特性の標準偏差によって測定される改善された寸法均一性を示すことができる。一実施形態によると、成形研磨粒子は、バッチからの好適なサンプルサイズの粒子に関しての内部高さ（ｈｉ）の標準偏差として算出され得る内部高さ変動（Ｖｈｉ）を有することができる。一実施形態によると、内部高さ変動は、約６０ミクロン以下、例えば、約５８ミクロン以下、約５６ミクロン以下、またはさらには約５４ミクロン以下であり得る。１つの非限定的な実施形態において、内部高さ変動（Ｖｈｉ）は、少なくとも約２ミクロンであり得る。本体の内部高さ変動は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

別の実施形態では、成形研磨粒子の本体は、少なくとも約４００ミクロンの内部高さ（ｈｉ）を有することができる。より特定的には、高さは、少なくとも約４５０ミクロン、例えば、少なくとも約４７５ミクロン、またはさらには少なくとも約５００ミクロンであってよい。さらなる１つの非限定的な実施形態において、本体の高さは、約３ｍｍ以下、例えば、約２ｍｍ以下、約１．５ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約８００ミクロン以下であり得る。本体の高さは、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。また、上記値の範囲は、成形研磨粒子のバッチのメジアン内部高さ（Ｍｈｉ）値を代表し得ることが認識されよう。

本明細書におけるある一定の実施形態では、成形研磨粒子の本体は、例えば、幅≧長さ、長さ≧高さ、および幅≧高さを含めた特定の寸法を有することができる。より特定的には、成形研磨粒子の本体は、少なくとも約６００ミクロン、例えば、少なくとも約７００ミクロン、少なくとも約８００ミクロン、またはさらには少なくとも約９００ミクロンの幅（ｗ）を有することができる。１つの非限定的な例において、本体は、約４ｍｍ以下、例えば、約３ｍｍ以下、約２．５ｍｍ以下、またはさらには約２ｍｍ以下の幅を有することができる。本体の幅は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。また、上記値の範囲は、成形研磨粒子のバッチのメジアン幅（Ｍｗ）を代表し得ることができることが認識されよう。

成形研磨粒子の本体は、例えば、少なくとも約０．４ｍｍ、例えば、少なくとも約０．６ｍｍ、少なくとも約０．８ｍｍ、またはさらには少なくとも約０．９ｍｍの長さ（ＬｍｉｄｄｌｅまたはＬｐ）を含めた特定の寸法を有することができる。さらに、少なくとも１つの非限定的な実施形態では、本体は、約４ｍｍ以下、例えば、約３ｍｍ以下、約２．５ｍｍ以下、またはさらには約２ｍｍ以下の長さを有することができる。本体の長さは、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。また、上記値の範囲は、より特定的には、成形研磨粒子のバッチのメジアン中間長さ（ＭＬｍｉｄｄｌｅ）またはメジアンプロファイル長さ（ＭＬｐ）であってよいメジアン長さ（Ｍｌ）を表すことができることが認識されよう。

成形研磨粒子は、特定の量のディッシング（ｄｉｓｈｉｎｇ）を有する本体を含むことができ、ここで、ディッシング値（ｄ）は、内側での本体の高さ（ｈｉ）の最小寸法と比較した隅部における本体の平均高さ（Ａｈｃ）との間の比として定義され得る。隅部における本体の平均高さ（Ａｈｃ）は、全ての隅部における本体の高さを測定し、該値の平均をとることによって算出され得、１つの隅部における単一の高さ値（ｈｃ）とは異なっていてよい。隅部または内側における本体の平均高さは、ＳＴＩＬ（Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ｅｔ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｌｌｅｓ ｄｅ ｌａ Ｌｕｍｉｅｒｅ − Ｆｒａｎｃｅ）Ｍｉｃｒｏ Ｍｅａｓｕｒｅ ３Ｄ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒ（白色光（ＬＥＤ）色収差技術）を用いて測定され得る。代替的には、ディッシングは、バッチからの粒子の好適なサンプリングから算出される隅部における粒子のメジアン高さ（Ｍｈｃ）に基づき得る。同様に、内部高さ（ｈｉ）は、バッチからの成形研磨粒子の好適なサンプリングから誘導されるメジアン内部高さ（Ｍｈｉ）であり得る。一実施形態によると、ディッシング値（ｄ）は、約２以下、例えば、約１．９以下、約１．８以下、約１．７以下、約１．６以下、またはさらには約１．５以下であり得る。さらに、少なくとも１つの非限定的な実施形態において、ディッシング値（ｄ）は、少なくとも約０．９、例えば、少なくとも約１．０であり得る。ディッシング比は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。また、上記ディッシング値は、成形研磨粒子のバッチに関するメジアンディッシング値（Ｍｄ）を表すことができることが認識されよう。

例えば、図３Ａの粒子の本体３０１を含む、本明細書における実施形態の成形研磨粒子は、底面積（Ａ_ｂ）を定義する底面３０４を有することができる。特定の例において、底面３０４は、本体３０１の最大面であってよい。底面は、上面３０３の表面積を超える底面積（Ａ_ｂ）として定義される表面積を有することができる。加えて、本体３０１は、底面積に垂直な平面の面積を定義し、かつ粒子の中点３８１を通って延在する断面の中点面積（Ａ_ｍ）を有することができる。ある一定の例において、本体３０１は、底面積対中点面積（Ａ_ｂ／Ａ_ｍ）の面積比が約６以下であり得る。より特定の例において、面積比は、約５．５以下、例えば、約５以下、約４．５以下、約４以下、約３．５以下、またはさらには約３以下であり得る。さらに、１つの非限定的な実施形態において、面積比は、少なくとも約１．１、例えば、少なくとも約１．３、またはさらには少なくとも約１．８であってよい。面積比は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。また、上記面積比は、成形研磨粒子のバッチに関するメジアン面積比を表すことができることが認識されよう。

さらに、例えば、図３Ｂの粒子を含む、本明細書における実施形態の成形研磨粒子は、少なくとも約０．３の正規化された高さ差を有することができる。正規化された高さ差は、式［（ｈｃ−ｈｍ）／（ｈｉ）］の絶対値によって定義され得る。他の実施形態において、正規化された高さ差は、約０．２６以下、例えば、約０．２２以下、またはさらには約０．１９以下であり得る。さらに、１つの特定の実施形態において、正規化された高さ差は、少なくとも約０．０４、例えば、少なくとも約０．０５、少なくとも約０．０６であり得る。正規化された高さ差は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。また、上記正規化された高さ値は、成形研磨粒子のバッチに関する正規化されたメジアン高さ値を表すことができることが認識されよう。

別の例において、本体は、少なくとも約０．０４のプロファイル比を有することができ、ここで、プロファイル比は、［（ｈｃ−ｈｍ）／（Ｌｍｉｄｄｌｅ）］の絶対値として定義される、平均高さ差［ｈｃ−ｈｍ］対成形研磨粒子の長さ（Ｌｍｉｄｄｌｅ）の比として定義される。本体の長さ（Ｌｍｉｄｄｌｅ）は、図３Ｂに示されるように本体３０１を横断する距離であり得ることが認識されよう。また、長さは、本明細書に定義されている、成形研磨粒子のバッチからの粒子の好適なサンプリングから算出される平均またはメジアン長さであり得る。特定の実施形態によると、プロファイル比は、少なくとも約０．０５、少なくとも約０．０６、少なくとも約０．０７、少なくとも約０．０８、またはさらには少なくとも約０．０９であり得る。さらに、１つの非限定的な実施形態において、プロファイル比は、約０．３以下、例えば、約０．２以下、約０．１８以下、約０．１６以下、またはさらには約０．１４以下であり得る。プロファイル比は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。また、上記プロファイル比は、成形研磨粒子のバッチに関するメジアンプロファイル比を表すことができることが認識されよう。

別の実施形態によると、本体は、本体の底面３０４と側面３０５、３０６または３０７との間の角度として定義され得る特定のすくい角を有することができる。例えば、すくい角は、約１°と約８０°との間の範囲内であってよい。本明細書における他の粒子では、すくい角は、約５°と５５°との間の範囲内、例えば、約１０°と約５０°との間、約１５°と５０°との間、またはさらには約２０°と５０°との間の範囲内であり得る。かかるすくい角を有する研磨粒子の形成は、研磨粒子１００の研磨能を改善することができる。とりわけ、すくい角は、先に記述した任意の２つのすくい角の間の範囲内であり得る。

別の実施形態によると、例えば図３Ａおよび３Ｂの粒子を含む、本明細書における成形研磨粒子は、本体３０１の上面３０３に楕円領域３１７を有することができる。楕円領域３１７は、上面３０３の周囲に延在し、楕円領域３１７を定義することができる溝領域３１８によって定義され得る。楕円領域３１７は、中点３８１を包含することができる。また、上面において定義されている楕円領域３１７は、形成プロセスの結果的なものであり得、本明細書に記載の方法による成形研磨粒子の形成の際に混合物に負荷される応力の結果として形成され得ることが考えられる。

一態様において、本体は、性能の改善を促進し得るフラッシング（ｆｌａｓｈｉｎｇ）％を有する成形研磨粒子を含むことができる。とりわけ、フラッシングは、例えば図４に示す１つの側部に沿って見たときの粒子の面積を定義し、ここで、フラッシングは、ボックス４０２および４０３内の本体の側面から延在することができる。フラッシングは、本体の上面および底面に近接するテーパ状の領域を表すことができる。フラッシングは、本体の側面の最内点（例えば、４２１）と本体の側面の最外点（例えば、４２２）との間に延在するボックス内に含有された側面に沿って本体の面積の百分率として測定され得る。１つの特定の例において、本体は、ボックス４０２、４０３、および４０４内に含有される本体の全面積と比較したボックス４０２および４０３内に含有される本体の面積の百分率であり得る、特定の含有率のフラッシングを有することができる。一実施形態によると、本体のフラッシング％（ｆ）は、少なくとも約１０％であり得る。別の実施形態において、フラッシング％は、より大きい、例えば、少なくとも約１２％、例えば、少なくとも約１４％、少なくとも約１６％、少なくとも約１８％、またはさらには少なくとも約２０％であり得る。さらに、非限定的な実施形態において、本体のフラッシング％は、約４５％以下、例えば、約４０％以下、またはさらには約３６％以下であり得る。本体のフラッシング％は、上記最小および最大百分率のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。また、上記フラッシング百分率は、成形研磨粒子のバッチに関する平均フラッシング百分率またはメジアンフラッシング百分率を表すことができることが認識されよう。

フラッシング％は、例えば、図４に示すように、成形研磨粒子を側部に取り付け、黒白画像を発生させる側部で本体を見ることによって測定され得る。これに好適なプログラムとして、ＩｍａｇｅＪソフトウェアが挙げられる。フラッシング百分率は、中心４０４およびボックス内の面積を含めた、側部で見たときの本体の全面積（全斜線面積）と比較した、ボックス４０２および４０３における本体４０１の面積を求めることによって算出され得る。かかる手順により、平均、メジアン、および／または標準偏差の値を生じるのに好適な粒子のサンプリングが完成され得る。

本明細書における実施形態による成形研磨粒子を含む粒子材料のバッチは、好適なサンプルサイズからの寸法特性の標準偏差によって測定される改善された寸法均一性を示すことができる。一実施形態によると、成形研磨粒子は、バッチからの好適なサンプルサイズの粒子に関するフラッシング百分率（ｆ）の標準偏差として算出され得るフラッシング変動（Ｖｆ）を有することができる。一実施形態によると、フラッシング変動は、約５．５％以下、例えば、約５．３％以下、約５％以下、または約４．８％以下、約４．６％以下、またはさらには約４．４％以下であり得る。１つの非限定的な実施形態において、フラッシング変動（Ｖｆ）は、少なくとも約０．１％であり得る。フラッシング変動は、先に記述した最小および最大百分率のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

本明細書における実施形態の成形研磨粒子を含む粒子材料は、高さ（ｈｉ）および少なくとも４０００のフラッシング乗数値（ｈｉＦ）を有することができ、ここで、ｈｉＦ＝（ｈｉ）（ｆ）であり、「ｈｉ」は、上記のように本体の最小内部高さを表し、「ｆ」は、フラッシング％を表す。１つの特定の例において、本体の高さおよびフラッシング乗数値（ｈｉＦ）は、例えば、少なくとも約４５００ミクロン％、少なくとも約５０００ミクロン％、少なくとも約６０００ミクロン％、少なくとも約７０００ミクロン％、またはさらには少なくとも約８０００ミクロン％超であり得る。さらに、１つの非限定的な実施形態において、高さおよびフラッシング乗数値は、約４５０００ミクロン％以下、例えば、約３００００ミクロン％以下、約２５０００ミクロン％以下、約２００００ミクロン％以下、またはさらには約１８０００ミクロン％以下であり得る。本体の高さおよびフラッシング乗数値は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。また、上記乗数値は、成形研磨粒子のバッチに関するメジアン乗数値（ＭｈｉＦ）を表すことができることが認識されよう。

本明細書における実施形態の成形研磨粒子を含む粒子材料は、式ｄＦ＝（ｄ）（Ｆ）によって算出されるディッシング（ｄ）およびフラッシング（Ｆ）乗数値（ｄＦ）を有することができ、ここで、ｄＦは約９０％以下であり、「ｄ」は、ディッシング値を表し、「ｆ」は、本体のフラッシング百分率を表す。１つの特定の例において、本体のディッシング（ｄ）およびフラッシング（Ｆ）乗数値（ｄＦ）は、約７０％以下、例えば、約６０％以下、約５５％以下、約４８％以下、約４６％以下であり得る。さらに、１つの非限定的な実施形態において、ディッシング（ｄ）およびフラッシング（Ｆ）乗数値（ｄＦ）は、少なくとも約１０％、例えば、少なくとも約１５％、少なくとも約２０％、少なくとも約２２％、少なくとも約２４％、またはさらには少なくとも約２６％であり得る。本体のディッシング（ｄ）およびフラッシング（Ｆ）乗数値（ｄＦ）は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。また、上記乗数値は、成形研磨粒子のバッチに関するメジアン乗数値（ＭｄＦ）を表すことができることが認識されよう。

本明細書における実施形態の成形研磨粒子を含む粒子材料は、式ｈｉ／ｄ＝（ｈｉ）／（ｄ）によって算出される高さおよびディッシング比（ｈｉ／ｄ）を有することができ、ここで、ｈｉ／ｄは、約１０００以下であり、「ｈｉ」は、上記のように最小内部高さを表し、「ｄ」は、本体のディッシングを表す。１つの特定の例において、本体の比（ｈｉ／ｄ）は、約９００ミクロン以下、約８００ミクロン以下、約７００ミクロン以下、またはさらには約６５０ミクロン以下であり得る。さらに、１つの非限定的な実施形態において、比（ｈｉ／ｄ）は、少なくとも約１０ミクロン、例えば、少なくとも約５０ミクロン、少なくとも約１００ミクロン、少なくとも約１５０ミクロン、少なくとも約２００ミクロン、少なくとも約２５０ミクロン、またはさらには少なくとも約２７５ミクロンであり得る。本体の比（ｈｉ／ｄ）は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。また、上記高さおよびディッシング比は、成形研磨粒子のバッチに関するメジアン高さおよびディッシング比（Ｍｈｉ／ｄ）を表すことができることが認識されよう。

粒子材料は、本体が、結晶材料、より特定的には、多結晶材料を含むように形成され得る。とりわけ、多結晶材料は、砥粒を含むことができる。一実施形態において、本体は、例えば結着剤を含めた有機材料を本質的に含まなくてよい。より特定的には、本体は、多結晶材料から本質的になることができる。

本明細書に記述されているように、粒子材料は、研磨材料であることができる。このように、粒子材料は、研磨物品での使用において、種々の様式で展開されてよい。例えば、粒子材料は、固定研磨物品、例えば、被覆研磨物品、結合研磨物品、およびこれらの組み合わせの一部であってよい。特定の例において、粒子材料は、結合材に連結されていてよく、結合材を介して裏打ちまたは基材にさらに連結されていてよい。結合材は、組成物、例えば、陶化材料、セラミック材料、金属合金、有機材料、樹脂、ポリマー、およびこれらの組み合わせを含んでいてよい。少なくとも１つの例において、粒子材料は、裏打ちに連結された単一の研磨粒子層を形成する研磨布紙の一部であってよい。

図５は、実施形態による粒子材料を含む研磨物品の図示を含む。特に、図５の研磨物品は、基材５０１を有する研磨布紙５００と、基材５０１の表面を覆う少なくとも１つの接着剤層とを含む。接着剤層は、例えば、メイクコート（ｍａｋｅ ｃｏａｔ）５０３および／またはサイズコート５０４を含めた１つ以上の材料層を含むことができる。研磨布紙５００は、研磨粒子材料５１０を含むことができ、これは、本明細書における実施形態の成形研磨粒子５０５と、必ずしも成形研磨粒子でなくてよい、ランダムな形状を有する希釈研磨粒子の形態の第２のタイプの研磨粒子材料５０７とを含むことができる。研磨粒子材料５０７は、本明細書における実施形態の特徴の任意の組み合わせを含めた、本明細書における実施形態の粒子材料を表すこともできる。メイクコート５０３は、基材５０１の表面を覆いかつ成形研磨粒子５０５および第２のタイプの研磨粒子材料５０７の少なくとも一部を包囲していてよい。サイズコート（ｓｉｚｅ ｃｏａｔ）５０４は、成形研磨粒子５０５と第２のタイプの研磨粒子材料５０７とメイクコート５０３とを覆いかつこれらに接着されていてよい。

一実施形態によると、基材５０１は、有機材料、無機材料、およびこれらの組み合わせを含むことができる。ある一定の例において、基材５０１は、織布材料を含むことができる。しかし、基材５０１は、不織布材料からできていてよい。特に好適な基材材料として、ポリマーを含めた有機材料、特に、ポリエステル、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリイミド、例えば、ＤｕＰｏｎｔ製ＫＡＰＴＯＮ、紙を挙げることができる。いくつかの好適な無機材料として、金属、金属合金、特に、銅、アルミニウム、鋼、およびこれらの組み合わせの箔を挙げることができる。

ポリマー配合物は、例えば、フロントフィル、プレサイズコート、メイクコート、サイズコート、および／またはスーパーサイズコートなどの研磨物品の種々の層のいずれかを形成するのに用いられてよい。ポリマー配合物は、フロントフィルを形成するのに用いられるとき、ポリマー樹脂、フィブリル化繊維（好ましくはパルプの形態）、フィラー材料、および他の任意の添加剤を一般に含んでいてよい。いくつかのフロントフィル実施形態に好適な配合物は、材料、例えば、フェノール樹脂、ウォラストナイトフィラー、消泡剤、界面活性剤、フィブリル化繊維、および残りの水を含むことができる。好適なポリマー樹脂材料として、フェノール樹脂、尿素／ホルムアルデヒド樹脂、フェノール／ラテックス樹脂、ならびにかかる樹脂の組み合わせを含めた熱硬化性樹脂から選択される硬化性樹脂が挙げられる。他の好適なポリマー樹脂材料として、放射線硬化性樹脂、例えば、電子線、ＵＶ照射、または可視光を用いて硬化可能なかかる樹脂、例えば、エポキシ樹脂、アクリル化エポキシ樹脂のアクリル化オリゴマー、ポリエステル樹脂、アクリル化ウレタン、およびポリエステルアクリレート、ならびにモノアクリル化、多アクリル化モノマーを含めたアクリル化モノマーを挙げることもできる。配合物は、浸食性を向上させることによって、堆積された研磨複合物の自己成形特性を向上することができる非反応性熱可塑性樹脂結着剤を含むこともできる。かかる熱可塑性樹脂の例として、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、およびポリオキシプロピレン−ポリオキシエテンブロックコポリマーなどが挙げられる。裏打ちにおけるフロントフィルの使用は、メイクコートの好適な適用、ならびに所定の配向での成形研磨粒子の適用および配向の改善のために、表面の均一性を改善することができる。

メイクコート５０３は、単一のプロセスにおいて基材５０１の表面に適用されてよく、代替的には、研磨粒子材料５１０は、メイクコート５０３材料と合わされて、基材５０１の表面に混合物として適用されてよい。メイクコート５０３の好適な材料として、有機材料、特に、例えば、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリシロキサン、シリコーン、セルロースアセテート、ニトロセルロース、天然ゴム、デンプン、シェラック、およびこれらの混合物を含めたポリマー材料を挙げることができる。一実施形態において、メイクコート５０３は、ポリエステル樹脂を含むことができる。樹脂および研磨粒子材料を基材に対して硬化させるために、次いで、被覆基材が加熱され得る。一般に、被覆基材５０１は、この硬化プロセスの間に、約１００℃から約２５０℃未満の間の温度に加熱され得る。

研磨粒子材料５１０は、本明細書における実施形態による成形研磨粒子を含むことができる。特定の例において、研磨粒子材料５１０は、異なるタイプの成形研磨粒子を含むことができる。異なるタイプの成形研磨粒子は、本明細書における実施形態に記載のように、組成、二次元形状、三次元形状、サイズ、およびこれらの組み合わせにおいて互いに異なっていてよい。示すように、研磨布紙５００は、略三角形の二次元形状を有する成形研磨粒子５０５を含むことができる。

他のタイプの研磨粒子５０７は、成形研磨粒子５０５とは異なる希釈粒子であることができる。例えば、希釈粒子は、組成、二次元形状、三次元形状、サイズ、およびこれらの組み合わせにおいて成形研磨粒子５０５と異なっていてよい。例えば、研磨粒子５０７は、ランダムな形状を有する従来の粉砕された研磨粒を表すことができる。研磨粒子５０７は、成形研磨粒子５０５のメジアン粒径よりも小さいメジアン粒径を有していてよい。

研磨粒子材料５１０によってメイクコート５０３を十分に形成した後、サイズコート５０４を、適所で研磨粒子材料５１０を覆って接着するように形成することができる。サイズコート５０４は、有機材料を含むことができ、ポリマー材料から本質的になっていてよく、とりわけ、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリシロキサン、シリコーン、セルロースアセテート、ニトロセルロース、天然ゴム、デンプン、シェラック、およびこれらの混合物を用いることができる。

図６〜１１は、本明細書に記載の組成を組み込むことができる、特定の輪郭を有しかつ成形研磨粒子を定義する例示的な研磨粒子材料を含む。図６に示すように、成形研磨粒子６００は、第１端面６０２および第２端面６０４によって略角柱状である本体６０１を含んでいてよい。さらに、成形研磨粒子６００は、第１端面６０２と第２端面６０４との間に延在する第１側面６１０を含んでいてよい。第２側面６１２は、第１側面６１０に隣接する第１端面６０２と第２端面６０４との間に延在していてよい。示すように、成形研磨粒子６００は、第２側面６１２および第１側面６１０に隣接して、第１端面６０２と第２端面６０４との間に延在する第３側面６１４を含んでいてもよい。

図６に示すように、成形研磨粒子６００は、第１側面６１０と第２側面６１２との間に第１縁部６２０を含んでいてもよい。成形研磨粒子６００は、第２側面６１２と第３側面６１４との間に第２縁部６２２を含んでいてもよい。さらに、成形研磨粒子６００は、第３側面６１４と第１側面６１２との間に第３縁部６２４を含んでいてよい。

示すように、成形研磨粒子６００の各端面６０２、６０４は、略三角形状であってよく、または切頂三角形状であってよい。各側面６１０、６１２、６１４は、略矩形状であってよい。さらに、端面６０２、６０４に平行な面における成形研磨粒子６００の断面は、略三角形であり得る。端面６０２、６０４に平行な面を通しての成形研磨粒子６００の断面形状が略三角形であるとして示されているが、任意の多角形状、例えば四角形、五角形、六角形、七角形、八角形、九角形、十角形などを含めた他の形状が可能であることが認識されよう。さらに、成形研磨粒子の断面形状は、凸状、非凸状、凹状、または非凹状であってよい。粒子が角柱形状を有するとして示されているが、形状は、変更されてよく、その結果、略三角形端面６０２および６０４を有し、かつ、端面６０２および６０４の間に延在する、粒子の最小寸法であってよい厚さ寸法を有する薄い本体となることが認識されよう。

図７は、他の実施形態による成形研磨粒子の図示を含む。図示のように、成形研磨粒子７００は、長手軸７０４に沿って延在する中心部７０２を含んでいてよい本体７０１を含んでいてよい。第１放射状アーム７０６は、中心部７０２の長さに沿って中心部７０２から外側に延在していてよい。第２放射状アーム７０８は、中心部７０２から中心部７０２の長さに沿って外側に延在していてよい。第３放射状アーム７１０は、中心部７０２から中心部７０２の長さに沿って外側に延在していてよい。また、第４放射状アーム７１２は、中心部７０２から中心部７０２の長さに沿って外側に延在していてよい。放射状アーム７０６、７０８、７１０、７１２は、成形研磨粒子７００の中心部７０２の周囲に等間隔に離間していてよい。

図７に示すように、第１放射状アーム７０６は、略矢印形状の遠位端７２０を含んでいてよい。第２放射状アーム７０８は、略矢印形状の遠位端７２２を含んでいてよい。第３放射状アーム７１０は、略矢印形状の遠位端７２４を含んでいてよい。さらに、第４放射状アーム７１２は、略矢印形状の遠位端７２６を含んでいてよい。

図７は、成形研磨粒子７００が第１放射状アーム７０６と第２放射状アーム７０８との間の第１ボイド７３０によって形成され得ることも示している。第２ボイド７３２は、第２放射状アーム７０８と第３放射状アーム７１０との間に形成されていてよい。第３ボイド７３４は、第３放射状アーム７１０と第４放射状アーム７１２との間に形成されていてもよい。加えて、第４ボイド７３６は、第４放射状アーム７１２と第１放射状アーム７０６との間に形成されていてよい。

図７に示すように、成形研磨粒子７００は、長さ７４０、高さ７４２、および幅７４４を含んでいてよい。特定の態様において、長さ７４０は、高さ７４２を超え、高さ７４２は、幅７４４を超える。特定の態様において、成形研磨粒子７００は、長さ７４０対高さ７４２の比（長さ：幅）である一次アスペクト比を定義することができる。さらに、成形研磨粒子７００は、高さ７４２対幅７４４の比（幅：高さ）である二次アスペクト比を定義することができる。最後に、成形研磨粒子７００は、長さ７４０対幅７４２の比（長さ：高さ）である三次アスペクト比を定義することができる。

一実施形態によると、成形研磨粒子は、少なくとも約１：１、例えば、少なくとも約１．１：１、少なくとも約１．５：１、少なくとも約２：１、少なくとも約２．５：１、少なくとも約３：１、少なくとも約３．５：１、少なくとも４：１、少なくとも約４．５：１、少なくとも約５：１、少なくとも約６：１、少なくとも約７：１、少なくとも約８：１、またはさらには少なくとも約１０：１の一次アスペクト比を有することができる。

別の例において、成形研磨粒子は、本体が少なくとも約０．５：１、例えば、少なくとも約０．８：１、少なくとも約１：１、少なくとも約１．５：１、少なくとも約２：１、少なくとも約２．５：１、少なくとも約３：１、少なくとも約３．５：１、少なくとも４：１、少なくとも約４．５：１、少なくとも約５：１、少なくとも約６：１、少なくとも約７：１、少なくとも約８：１、またはさらには少なくとも約１０：１の二次アスペクト比を有するように形成され得る。

さらに、ある一定の成形研磨粒子は、少なくとも約１：１、例えば、少なくとも約１．５：１、少なくとも約２：１、少なくとも約２．５：１、少なくとも約３：１、少なくとも約３．５：１、少なくとも４：１、少なくとも約４．５：１、少なくとも約５：１、少なくとも約６：１、少なくとも約７：１、少なくとも約８：１、またはさらには少なくとも約１０：１の三次アスペクト比を有することができる。

成形研磨粒子７００のある一定の実施形態は、略矩形、例えば、平坦または湾曲状である、一次アスペクト比に関する形状を有することができる。二次アスペクト比に関する成形研磨粒子７００の形状は、任意の多面体形状、例えば、三角形、方形、矩形、五角形などであってよい。二次アスペクト比に関する成形研磨粒子７００の形状は、任意の英数文字、例えば、１、２、３など、Ａ、Ｂ、Ｃなどの形状であってもよい。さらに、二次アスペクト比に関する成形研磨粒子７００の輪郭は、ギリシャアルファベット、現代ラテンアルファベット、古代ラテンアルファベット、ロシアアルファベット、任意の他のアルファベット、またはこれらの任意の組み合わせであってよい。さらに、二次アスペクト比に関する成形研磨粒子７００の形状は、漢字であってよい。

図８〜９は、一般に８００と表記する成形研磨粒子の別の実施形態を示す。示すように、成形研磨粒子８００は、略立方体状の形状を有する本体８０１を含んでいてよい。成形研磨粒子は、他の多面体形状を有するように形成されてよいことが認識されよう。本体８０１は、第１端面８０２および第２端面８０４と、第１端面８０２と第２端面８０４との間に延在する第１横面８０６と、第１端面８０２と第２端面８０４との間に延在する第２横面８０８とを有していてよい。さらに、本体８０１は、第１端面８０２と第２端面８０４との間に延在する第３横面８１０と、第１端面８０２と第２端面８０４との間に延在する第４横面８１２とを有することができる。

示すように、第１端面８０２および第２端面８０４は、本体に立方体状の構造を与えつつ、互いに平行であって、横面８０６、８０８、８１０、および８１２によって分離され得る。しかし、特定の態様において、第１端面８０２は、第２端面８０４に対して回転して、ねじれ角度８１４を確立することができる。本体８０１のねじれは、１つ以上の軸に沿っていて、特定のタイプのねじれ角度を定義することができる。例えば、図９における本体のトップダウン図に示すように、本体８０１の幅の寸法に沿って延在する横軸８８１および本体８０１の高さの寸法に沿って延在する縦軸８８２によって定義される平面に平行な端面８０２において本体８０１の長さを定義する長手軸８８０を見下ろしている。一実施形態によると、本体８０１は、端面６８２および８０４が互いに対して回転するように長手軸の周りの本体８０１におけるねじれを定義する長手方向ねじれ角度８１４を有することができる。ねじれ角度８１４は、図９に示すように、第１縁部８２２の正接と第２縁部８２４との間の角度として測定され得、ここで、第１縁部８２２および第２縁部８２４は、２つの横面（８１０および８１２）間で長手方向に延在する共通の縁部８２６によって接合され、これを共有している。他の成形研磨粒子は、横軸、縦軸、およびこれらの組み合わせに対してねじれ角度を有するように形成され得ることが認識されよう。任意のかかるねじれ角度は、本明細書に記載の値を有することができる。

特定の態様において、ねじれ角度８１４は、少なくとも約１°であり得る。他の例において、ねじれ角度は、より大きい、例えば、少なくとも約２°、少なくとも約５°、少なくとも約８°、少なくとも約１０°、少なくとも約１２°、少なくとも約１５°、少なくとも約１８°、少なくとも約２０°、少なくとも約２５°、少なくとも約３０°、少なくとも約４０°、少なくとも約５０°、少なくとも約６０°、少なくとも約７０°、少なくとも約８０°、またはさらには少なくとも約９０°であり得る。さらに、ある一定の実施形態によると、ねじれ角度８１４は、約３６０°以下、例えば、約３３０°以下、例えば、約３００°以下、約２７０°以下、約２３０°以下、約２００°以下、またはさらには約１８０°以下であり得る。ある一定の成形研磨粒子は、先に記述した最小および最大角度のいずれかの間の範囲内のねじれ角度を有することができることが認識されよう。

さらに、本体は、長手軸、横軸、または縦軸の１つに沿って本体の内部全体を通して延在する開口部を含んでいてよい。

図１０は、成形研磨粒子の他の実施形態の図示を含む。示すように、成形研磨粒子１０００は、略三角形状の底面１００２を有する略ピラミッド形状を有する本体１００１を含んでいてよい。本体は、互いおよび底面１００２に接続された側部１０１６、１０１７、および１０１８を含むこともできる。本体１００１は、ピラミッド状の多面体形状を有するとして示されているが、本明細書に記載のように他の形状も可能であることが認識されよう。

一実施形態によると、成形研磨粒子１０００は、本体１００１の少なくとも一部を通して延在することができる、より特定的には、本体１００１の体積全体を通して延在していてよい穴１００４（すなわち、開口部）を有して形成されてよい。特定の態様において、穴１００４は、穴１００４の中心を通過する中心軸１００６を定義していてよい。さらに、成形研磨粒子１０００は、成形研磨粒子１０００の中心１０３０を通過する中心軸１００８を定義していてもよい。穴１００４の中心軸１００６が中心軸１００８から距離１０１０だけ離間するように成形研磨粒子１０００において穴１００４が形成されていてよいことが認識され得る。このように、成形研磨粒子１０００の塊の中心は、成形研磨粒子１０００の幾何学的中点１０３０の下方に移動してよく、ここで、幾何学的中点１０３０は、長手軸１００９、横軸１０１１、および中心軸（すなわち、横軸）１００８の交差によって定義され得る。成形砥粒の幾何学的中点１０３０の下方への塊の中心の移動は、成形研磨粒子１０００が、裏打ち上に落下されるまたは他の場合には堆積されるときに、同じ面、例えば、底面１００２に着地する尤度を増加させることができ、その結果、成形研磨粒子１０００が所定の直立配向を有するようになる。

特定の実施形態において、塊の中心は、高さを定義する本体１００２の長手軸１００９に沿って少なくとも約０．０５の高さ（ｈ）であり得る距離だけ幾何学的中点１０３０からずれている。別の実施形態において、塊の中心は、少なくとも約０．１（ｈ）、例えば、少なくとも約０．１５（ｈ）、少なくとも約０．１８（ｈ）、少なくとも約０．２（ｈ）、少なくとも約０．２２（ｈ）、少なくとも約０．２５（ｈ）、少なくとも約０．２７（ｈ），少なくとも約０．３（ｈ）、少なくとも約０．３２（ｈ）、少なくとも約０．３５（ｈ）、またはさらには少なくとも約０．３８（ｈ）の距離だけ幾何学的中点１０３０からずれていてよい。さらに、本体１００１の塊の中心は、０．５（ｈ）以下、例えば、０．４９（ｈ）以下、０．４８（ｈ）以下、０．４５（ｈ）以下、０．４３（ｈ）以下、０．４０（ｈ）以下、０．３９（ｈ）以下、またはさらには０．３８（ｈ）以下の、幾何学的中点１０３０からの距離だけずれていてよい。塊の中心と幾何学的中点との間のずれは、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが認識されよう。

特定の例において、塊の中心は、成形研磨粒子１０００が図１０に示すように直立配向であるときに塊の中心が本体１００１の頂部よりも本体１００１の基部、例えば、底面１００２に近いように、幾何学的中点１０３０からずれていてよい。

別の実施形態において、塊の中心は、幅を定義する本体１００１の横軸１００８に沿って少なくとも約０．０５の幅（ｗ）である距離だけ幾何学的中点１０３０からずれていてよい。別の態様において、塊の中心は、少なくとも約０．１（ｗ）、例えば、少なくとも約０．１５（ｗ）、少なくとも約０．１８（ｗ）、少なくとも約０．２（ｗ）、少なくとも約０．２２（ｗ）、少なくとも約０．２５（ｗ）、少なくとも約０．２７（ｗ）、少なくとも約０．３（ｗ）、またはさらには少なくとも約０．３５（ｗ）の距離だけ幾何学的中点１０３０からずれていてよい。さらに、一実施形態において、塊の中心は、０．５（ｗ）以下、例えば、０．４９（ｗ）以下、０．４５（ｗ）以下、０．４３（ｗ）以下、０．４０（ｗ）以下、またはさらには０．３８（ｗ）以下の距離だけ幾何学的中点１０３０からずれていてよい。塊の中心は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内で、横軸に沿った幾何学的中点からの距離だけずれていてよいことが認識されよう。

別の実施形態において、塊の中心は、本体１００１の少なくとも約０．０５の長さ（ｌ）の距離（Ｄｌ）だけ長手軸１００９に沿って幾何学的中点１０３０からずれていてよい。特定の実施形態によると、塊の中心は、少なくとも約０．１（ｌ）、例えば、少なくとも約０．１５（ｌ）、少なくとも約０．１８（ｌ）、少なくとも約０．２（ｌ）、少なくとも約０．２５（ｌ）、少なくとも約０．３（ｌ）、少なくとも約０．３５（ｌ）、またはさらには少なくとも約０．３８（ｌ）の距離だけ幾何学的中点からずれていてよい。さらに、ある一定の研磨粒子では、塊の中心は、約０．５（ｌ）以下、例えば、約０．４５（ｌ）以下、またはさらには約０．４０（ｌ）以下の距離だけずれていてよい。塊の中心は、先に記述した最小および最大値のいずれかの間の範囲内の距離だけ長手軸に沿って幾何学的中点からずれていてよいことが認識されよう。

図１１は、実施形態による成形研磨粒子の図示を含む。成形砥粒１１００は、１つ以上の側面１１１０、１１１２、および１１１４によって互いから分離された基面１１０２および上面１１０４を含む本体１１０１を含んでいてよい。１つの特定の実施形態によると、本体１１０１は、基面１１０２が上面１１０４の平面形状とは異なる平面形状を有するように形成され得、ここで、平面形状は、それぞれの面によって定義された平面において見られる。例えば、図１１の実施形態に示すように、本体１１０１は、円形形状を一般に有する基面１１０２と略三角形状を有する上面１１０４とを有することができる。基面１１０２および上面１１０４において任意の形状の組み合わせを含めた他の変更が実現可能であることが認識されよう。

実施例１
粒子材料（Ｓ１）の第１サンプルを以下の手順にしたがって作製する。まず、硝酸ランタン六水和物、リン酸、および脱イオン水を得る。仮焼されたアルミナ原料粉末を得、細孔容積を、ＢＥＴと、１０ｇの原料粉末サンプルによって吸収された水の量とを用いて測定し、原料粉末の充満および過充満条件を決定する。該原料は、Ｓａｓｏｌ ＣｏｒｐからＣａｔａｐａｌ Ｂとして市販されている。

第１成分のリン酸および第２成分の硝酸ランタン塩溶液を含む添加剤を形成する。各成分を、最終的に形成される粒子材料において望まれる、意図される第２相の量に基づいて形成する。成分は、溶液の形態である。

溶液を原料粉末に分散させ混合物を撹拌することによって、原料粉末をリン酸成分によって含浸させる。混合物を空気中９５℃で少なくとも８時間乾燥させる。

リン酸成分によって含浸させた原料を乾燥させた後、硝酸ランタン塩成分に利用可能な細孔容積を、第１成分の添加に基づいて算出する。およそ１：１のＬａ対Ｐのモル比を用いて、乾燥させた原料に対して添加される硝酸ランタン塩の濃度を算出する。次いで、乾燥させた材料上に、硝酸ランタン塩成分を、撹拌してアルミナ系原料中に含浸させながら、分散させる。混合物を空気中９５℃で少なくとも８時間乾燥させる。

第１および第２成分を含む混合物を空気中およそ１４５０℃の温度で１０分間、回転炉において焼結させる。焼結した粒子材料は、理論密度の９７．５％の密度、０．１ｍ^２／ｇの比表面積を有し、およそ９７％が、αアルミナの第１相、およそ１．０重量％が、モナザイト（ＬａＰＯ_４）の第２相、およそ１．３重量％が、アルミン酸ランタン化合物（すなわち、ＭｇＬａＡｌ_１１Ｏ_１９）の第３相であり、残りが不純物材料であった。

実施例１による粒子を作製し、分析した。図１２Ａおよび１２Ｂは、実施例１によって形成された粒子材料のＳＥＭ画像を付与する。示すように、例示的な本体１２０１は、本体の周辺領域１２０１に第２相の不均一な分布を含む。粒子材料は、第２相および第３相の不均一な分布を実証しており、特に、第２相は、中心領域１２０３とは異なる周辺領域１２０２に優先的に分布している。また、第３相は、周辺領域１２０２に優先的に分布している。

図１２Ａおよび１２Ｂの研磨粒子は、従来のグレインと比較して、研削能の顕著かつ予想外の改善を実証している。図１３は、４インチ^３／分インチの材料除去率で、０．２インチ^３／間隔の短い間隔の除去のときの研削において、７５００ｓｆｐｍのホイール速度で、乾燥プランジ研削操作として操作した、３０４ステンレス鋼のワークピース上での研削試験における特定の研削エネルギー対除去された累積材料のプロットを含む。示すように、サンプルＳ１の粒子材料は、最新の研磨材料と比較して一貫して低い特定の研削エネルギーで除去される累積材料の増加を実証した。特に、同じベルト構造（例えば、裏打ち材料、メイクコート材料、サイズコート材料など）を用いた比較例は、Ｓａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ Ａｂｒａｓｉｖｅｓ，Ｉｎｃ．からＨｉＰＡＬ １３３−１として市販されている従来のサンプル１（ＣＳ１）と、３Ｍから３２１砥粒として市販されている従来のサンプル２（ＣＳ２）とを含んだ。

実施例２
粒子材料の第２サンプル（Ｓ２）を実施例１にしたがって作製するが、硝酸ランタン成分をまず添加し、その後、リン酸成分を添加する。サンプルＳ２の粒子材料は、理論密度の９７．５％の密度、０．１ｍ^２／ｇの比表面積を有し、およそ９８％が、αアルミナの第１相であり、およそ１．１重量％が、モナザイト（ＬａＰＯ_４）の第２相であり、およそ０．７重量％が、アルミン酸ランタン化合物（すなわち、ＭｇＬａＡｌ_１１Ｏ_１９）の第３相であり、不純物の含有率が少なかった。

実施例２による粒子を作製し、分析した。図１４は、実施例２によって形成された粒子材料のＳＥＭ画像を含む。示すように、例示的な本体１４０１は、本体１４０１の周辺領域１４０２に第２相の不均一な分布を含む。分析後、粒子材料が、第２相および第３相の不均一な分布を有しており、特に、第２相が周辺領域１４０２に優先的に分布し、第３相が中心領域１４０３に優先的に分布していると判断された。
実施例３

粒子材料の第３サンプル（Ｓ３）を実施形態にしたがって作製し、特に、ドーピング技法を利用する。ドーピング技法は、水中の硝酸Ｌａ六水和物とリン酸との混合物の形態で添加剤を形成することを含む。化学反応が起こり、沈殿物として含水モナザイト（ラブドフェーン）を形成した。次いで、含水モナザイトを含有する混合物を実施例１の前駆体原料粉末と混合する。実施例１の前駆体原料粉末を、ベーマイトの全重量の３０％の固体（ベーマイト）、１重量％のシード材料（αアルミナ）を含み、ベーマイトの全重量の７重量％の硝酸を含む混合物に組み込まれている、Ｓａｓｏｌ ＣｏｒｐからＣａｔａｐａｌ Ｂとして市販されているベーマイトから形成する。混合物は、周囲条件下にゲル化する、液体担体として水を用いたスラリーの形態である。添加剤をスラリーまたはゲルに添加して、前駆体原料にドープすることができる。その後、添加剤を含む前駆体原料を９５℃で乾燥し、粉砕し、１０００℃で仮焼することができる。その後、該材料を実施例１の条件にしたがってさらに焼結することができる。

サンプルＳ３の粒子材料は、理論密度のおよそ９７．５％の密度、約０．１ｍ^２／ｇの比表面積を有し、およそ９６．５％が、αアルミナの第１相、およそ１．４重量％が、モナザイト（ＬａＰＯ_４）の第２相、およそ２．１重量％が、アルミン酸ランタン化合物（すなわち、ＭｇＬａＡｌ_１１Ｏ_１９）の第３相であり、不純物の含有率が少なかった。

実施例３による粒子を作製し、分析した。図１５は、実施例３によって形成された粒子材料のＳＥＭ像を含む。示すように、本体１５０１は、本体１５０１を通して実質的に均一な分布を含んでおり、「ハロ」領域の根拠が概して識別できない。

実施例４
粒子材料の第４サンプル（Ｓ４）を実施形態実施形態にしたがって作製し、特に、粒子材料Ｓ１を形成するのに用いたものと同じ技法を利用するが、該プロセスは、成形研磨粒子の含浸を対象としている。したがって、原料粉末は、形成後に乾燥されたグリーン（すなわち、未焼結）成形研磨粒子の形態である。第１成分をグリーン成形研磨粒子に添加し、粒子を仮焼し、仮焼した粒子に第２成分を添加する。本体に含浸させた両方の添加剤成分を有する仮焼粒子を焼結する。図１６は、実施例４にしたがって形成された例示的な粒子材料の図示を含む。示すように、本体１６０１は、本体の周辺領域１６０２に第２相の不均一な分布を含んでおり、本体１６０１の内部における中心領域１６０３とは一般に異なる、本体１６０１内での「ハロ」領域を一般に定義している。

サンプルＳ４の粒子材料は、理論密度のおよそ９７．５％の密度を有し、およそ９７．６％が、αアルミナの第１相、およそ０．９重量％が、モナザイト（ＬａＰＯ_４）の第２相、およそ１．５重量％が、アルミン酸ランタン化合物（すなわち、ＭｇＬａＡｌ_１１Ｏ_１９）の第３相であり、不純物の含有率が少ない。
実施例５

第５サンプル（Ｓ５）、第６サンプル（Ｓ６）、および第７サンプル（Ｓ７）を実施例４にしたがって形成し、これにより、異なる含有率のモナザイトを含む三角形状の研磨粒子を形成した。第５サンプルＳ５は、３．８重量％のモナザイトおよびおよそ２．５重量％のアルミン酸ランタンを含み、サンプルＳ６は、８．３重量％のモナザイトおよびおよそ２．５重量％のランタンアルミナを有し、サンプルＳ７は、１２．９重量％のモナザイトおよびおよそ１．５重量％のランタンアルミナを有する。各サンプルは、約１ミクロン未満の平均結晶サイズのαアルミナを有した。サンプルを実施例１に詳述した研削試験にしたがって試験した。図１７は、サンプルＳ５、Ｓ６、およびＳ７を用いた研削試験での、特定の研削エネルギー対除去された累積材料のプロットを含む。研削試験を、４インチ^３／分インチの材料除去率で、０．２インチ^３／間隔の短い間隔の除去における研削において、７５００ｓｆｐｍのホイール速度で、乾燥プランジ研削操作として操作して、３０４ステンレス鋼のワークピース上で実施した。示すように、サンプルＳ５、Ｓ６、およびＳ７は、互いと比較して異なる研削性能を実証した。

本出願は、当該分野の状態からの発展を表している。当該業界は、アルミナ材料が、ある一定の添加剤、例えば、ジルコニア、マグネシア、ランタン、およびカルシア、ならびにかかる要素の組み合わせ、例えば、モナザイトを含む原料鉱物添加剤を有していてよいことを認識しているが、当該業界は、本明細書に開示されている特徴の組み合わせの有意性を認識していなかった。とりわけ、本明細書における実施形態の粒子材料は、限定されないが、組成、添加剤、形態、二次元形状、三次元形状、相の分布、高さの差、高さプロファイルの差、フラッシング百分率、高さ、ディッシング、特定の研削エネルギーの半減期の変化、およびこれらの組み合わせを含めた固有の特徴の組み合わせを生じ得る固有のプロセスを通して形成され得る。実際に、本明細書における実施形態の粒子材料は、顕著かつ予想外の性能を生ずることが証明された。

上記主題は、説明的であって制限的でないとみなされるべきであり、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の範囲内にある全てのかかる変更、向上、および他の実施形態をカバーすることが意図される。このように、本発明の範囲は、法によって許容される最大の程度まで、以下の特許請求の範囲およびその等価物の最も広範な容認される解釈によって決定されるべきであり、上記の詳細な説明によって制限または限定されてはならない。

開示の要約書は、特許法に従うように付与されており、特許請求の範囲またはこれの意味を解釈または限定するのに用いられないという理解で提出されている。また、上記の詳細な説明において、種々の特徴が、開示の簡略化の目的で単一の実施形態において一緒にグループ化または記載されている場合がある。本開示は、特許請求の範囲の実施形態が、各特許請求の範囲に明確に記載されているよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映していると解釈されてはならない。むしろ、以下の特許請求の範囲が反映しているときは、発明の主題が、任意の開示されている実施形態の全ての特徴よりも少ないものを対象とする場合がある。このように、以下の特許請求の範囲は、各特許請求の範囲が、別個に特許請求されている主題を定義するとして自身を主張して、詳細な説明に組み込まれる。

Claims (42)

1. 第１相の全重量の少なくとも約７０重量％のアルミナを有する第１相と、リンを含む第２相とを含む本体を有する粒子材料であって、本体が、本体の全重量の少なくとも約０．１重量％の第２相を含み、第２相が、約１ミクロン以下の平均グレイン径を有する、粒子材料。
2. アルミナを含む第１相とリンおよび希土類元素を含む第２相とを含む本体を有する粒子材料であって、第２相が、本体を通して不均一に分散されており、第１相が、約１０ミクロン以下の平均グレイン径を有する、粒子材料。
3. アルミナを含む第１相とリンおよび希土類元素を含む第２相とを含む本体を有する粒子材料であって、第２相が、本体を通して実質的に均一に分散されている、粒子材料。
4. 第１相が、第１相の全重量の少なくとも約７１重量％のアルミナを含む、請求項１、２および３のいずれか一項に記載の粒子材料。
5. 本体が、本体の全重量の少なくとも約０．２重量％の第２相を含む、請求項１、２および３のいずれか一項に記載の粒子材料。
6. 本体が、本体の全重量の約３０重量％以下の第２相を含む、請求項１、２および３のいずれか一項に記載の粒子材料。
7. 第２相が、高含有率のリン酸塩および少なくとも１つの希土類元素を含む、請求項１、２および３のいずれか一項に記載の粒子材料。
8. 第２相が、モナザイト（ＬａＰＯ_４）を含む、請求項１、２および３のいずれか一項に記載の粒子材料。
9. 第１相が、約１ミクロン以下の平均グレイン径を有するグレインを含む、請求項１、２および３のいずれか一項に記載の粒子材料。
10. 第１相が、少なくとも約１ｎｍの平均グレイン径を有するグレインを含む、請求項１、２および３のいずれか一項に記載の粒子材料。
11. 本体が、成形研磨粒子である、請求項１、２および３のいずれか一項に記載の粒子材料。
12. 本体が、三角形、四角形、矩形、台形、五角形、六角形、七角形、六角形、八角形、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される形状を含む、請求項１、２および３のいずれか一項に記載の粒子材料。
13. 本体が、比［Ｗ１／Ｗ２］：Ｗ１は本体内の第１相の重量％を表し、Ｗ２は本体内の第２相の重量％を表す；を含み、比［Ｗ１／Ｗ２］が少なくとも約１．５である、請求項１、２および３のいずれか一項に記載の粒子材料。
14. 本体が、約１重量％以下の、遷移金属元素、アルカリ土類元素、アルカリ元素、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される不純物元素を含む、請求項１、２および３のいずれか一項に記載の粒子材料。
15. 第２相がグレインを含みかつ第１相がグレインを含み、第２相のグレインが、第１相のグレインの平均グレイン径よりも小さい平均グレイン径を有する、請求項１、２および３のいずれか一項に記載の粒子材料。
16. 本体が、比［Ｇ１／Ｇ２］：Ｇ１は第１相の平均グレイン径を表し、Ｇ２は第２相の平均グレイン径を表す；を含み、比［Ｇ１／Ｇ２］が、少なくとも約１．１である、請求項１、２および３のいずれか一項に記載の粒子材料。
17. 第２相が、第１相のグレイン間のグレイン境界に主に設けられている、請求項１、２および３のいずれか一項に記載の粒子材料。
18. 本体は、本体の周辺領域における第２相の含有率が、本体の中心領域と比較して異なっている、請求項１および２のいずれか一項に記載の粒子材料。
19. 本体が、アルミン酸ランタン（ＬａＡｌ_１１Ｏ_１８）を含む第３相を含む、請求項１、２および３のいずれか一項に記載の粒子材料。
20. 本体が、酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）を含む第４相を含む、請求項１、２および３のいずれか一項に記載の粒子材料。
21. 粒子材料が、被覆研磨物品および結合研磨物品からなる群から選択される固定研磨物品の一部である、請求項１、２および３のいずれか一項に記載の粒子材料。
22. 第１相とモナザイト（ＬａＰＯ_４）を含む第２相とを含む本体を有する成形研磨粒子。
23. 本体が、第２相とは異なる第１相を含み、第１相が、第１相の全重量の少なくとも約７０重量％のアルミナを含み、本体が、本体の全重量の少なくとも約０．２重量％の第２相を含む、請求項２２に記載の成形研磨粒子。
24. 第２相が、モナザイト（ＬａＰＯ_４）を含む、請求項２２に記載の成形研磨粒子。
25. 本体が、三角形、四角形、矩形、台形、五角形、六角形、七角形、六角形、八角形、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される形状を含む、請求項２２に記載の成形研磨粒子。
26. 本体が、長さ（ｌ）、幅（ｗ）、および高さ（ｈｉ）を含む成形研磨粒子であり、高さ（ｈｉ）が、本体の内部高さであり、幅の少なくとも約２８％であって、本体が、本体の全側面積の少なくとも約１０％かつ約４５％以下のフラッシング％（ｆ）をさらに含んでいる、請求項２２に記載の成形研磨粒子。
27. 本体が、比［Ｗ１／Ｗ２］：Ｗ１は本体内の第２相の重量％を表し、Ｗ２は本体内の第２相の重量％を表す；を有し、比［Ｗ１／Ｗ２］が少なくとも約１である、請求項２２に記載の成形研磨粒子。
28. 第２相が、本体を通して実質的に均一に分散されている、請求項２２に記載の成形研磨粒子。
29. 本体は、本体の周辺領域における第２相の含有率が、本体の中心領域と比較して異なっている、請求項２２に記載の成形研磨粒子。
30. 本体は、本体の周辺領域における第２相の含有率が、本体の中心領域と比較して高い、請求項２２に記載の成形研磨粒子。
31. 本体が、アルミン酸ランタン（ＬａＡｌ_１１Ｏ_１８）を含む、請求項２２に記載の成形研磨粒子。
32. 粒子材料を作製する方法であって：
    原料粉末を付与することと；
    原料粉末に添加剤を包含させることと；
    酸化物を含む第１相とリンおよび希土類元素を含む添加剤の元素を含む第２相とを含む本体を有する粒子材料を形成すること
    を含み、第２相が、本体を通して実質的に均一に分布されている、方法。
33. 付与することが、少なくとも約５００℃の温度で原料粉末を仮焼することを含む、請求項３２に記載の方法。
34. 包含させることが、原料粉末の仮焼後に原料粉末の細孔内に添加剤を付与することを含む含浸を含む、請求項３２に記載の方法。
35. 包含させることが、添加剤による原料粉末の多孔の充満を含む、請求項３２に記載の方法。
36. 充満が、添加剤によって原料粉末の細孔容積の少なくとも一部を充填することを含む、請求項３５に記載の方法。
37. 包含させることが、ドーピングを含む、請求項３２に記載の方法。
38. ドーピングが、原料粉末の仮焼の前に添加剤を付与することを含む、請求項３７に記載の方法。
39. 添加剤が、第１成分と、第１成分とは異なる第２成分とを含み、包含させることが、第１期で第１成分、および第１期とは別個の第２期で第２成分を付与することを含む、請求項３２に記載の方法。
40. 添加剤が、第１成分と、第１成分とは異なる第２成分とを含み、第１成分および第２成分が同時に添加され、第１成分が、硝酸ランタンを含み、第２成分が、リン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）を含む、請求項３２に記載の方法。
41. 添加剤を包含させることが：
    添加剤の第１成分を原料粉末に付与することと；
    原料粉末および第１成分を加熱することと；
    添加剤の第２成分において、第１成分とは異なりかつリンを含む該第２成分を原料粉末に付与することと
    を含む、請求項３２に記載の方法。
42. 形成することが、第１成分および第２成分を合わせて第２相の前駆体を形成することを含み、第２相の前駆体が含水化合物を含む、請求項４１に記載の方法。