JPH08502305A

JPH08502305A - アルミナおよびセリアを含む砥粒の製造方法

Info

Publication number: JPH08502305A
Application number: JP6509147A
Authority: JP
Inventors: ラーミー、ヘンリー・エイ
Original assignee: ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング・カンパニー
Priority date: 1992-09-25
Filing date: 1993-09-22
Publication date: 1996-03-12
Also published as: ATE137792T1; WO1994007970A1; EP0662111A1; US5429647A; CA2142465A1; DE69302582T2; DE69302582D1; EP0662111B1; KR950703624A; BR9307095A

Abstract

(57)【要約】砥粒の製造方法には：酸化アルファアルミナ一水和物およびセリアゾルを含む分散体を調製すること；その分散体をベース粗粒材料に変換すること；およびそのベース粗粒を焼結して砥粒を生成すること；を含む。その砥粒は、研磨製品に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】アルミナおよびセリアを含む砥粒の製造方法（技術分野）本発明は、アルミナーセリア砥粒の製造方法に関する。そのアルミナーセリア砥粒は研磨製品に有用である。（背景技術）研磨材工業は一般に、バインダーおよび多数の砥粒から成る研磨製品に係わり、それはワークピース（例えば、ステンレス鋼）を研磨するのに用いる。ワークピースに適用する場合に研磨製品を切削するのは、その砥粒である。使用中に、研磨製品の砥粒は比較的高圧、高温および高回転速度を受けるので、従って好ましい砥粒は、強靭であり、研磨するワークピースに化学的に耐性がある。一般に、その硬度特性は、研削力により降伏しない砥粒に関連する。その靭性は砥粒の強度および破壊抵抗に関連する。化学的耐性は一般に、砥粒を作製する材料の化学的性質、および研削条件に関連する。溶融酸化アルミニウムを含有する砥粒は既知であり、広範囲に用いられている。過去十年間にわたって、ゾルゲルセラミック法による生成物を一般に含む改良された砥粒が開発された。そのような改良されたセラミック粗粒は一般に溶融酸化アルミニウム粗粒より強靭である。（発明の要旨）本発明により、砥粒の製造方法を提供する。その方法には一般に、アルミナ水和物および有効量のセリア（ゾルとして）を含む分散体の調製段階を含む。その分散体から、セリアを有するアルミナベース粗粒材料を生成する。セリアをベース粗粒材料全体に比較的均一に分布させる。好ましくは焼成したベース粗粒材料、を焼結して、アルミナおよびセリアを含む砥粒を提供する。加工条件および酸化成分の重量百分率に従って、いくらかまたはすべてのセリアがアルミナと反応し、反応生成物（例えば、ＣｅＡｌＯ₃およびＣｅＡｌ₁₁Ｏ₁₈）を生成する。Ａｌ₂Ｏ₃として存在するアルミナ（即ち、セリアおよび／またはその他の金属酸化物を有する反応生成物を生成するアルミナ）がアルファアルミナとして存在する。本明細書中で用いる「反応生成物」の語により、２種以上の金属酸化物の間に生成する酸化物を表す。例えば、アルミナおよびセリアは前述のように反応して反応生成物を生成し；アルミナおよび酸化マグネシウムが存在すれば、反応して尖晶石を生成し；および酸化チタンおよび酸化マグネシウムが存在すれば、反応してＭｇＴｉ₂Ｏ₄を生成し得る。ＣｅＡｌＯ₃およびｃｅＡｌ₁₁Ｏ₁₈は、アルミナ反応生成物およびセリア反応生成物の両方の例である。更に、尖晶石は、アルミナ反応生成物および酸化マグネシウム反応生成物の両方である反応生成物の例である。一般に、ベース粗粒材料を生成する分散体には、約0.5〜約25の範囲のアルミナ水和物に対するセリアの重量比を有するべきである。通常、アルミナ水和物に対するセリアの重量比は約0.5〜約15の範囲である。セリアをセリアゾルとして分散体に加えるなら、加えたセリアゾルは一般に約５〜約40％、好ましくは約10 〜約20％のコロイドセリア粒子を含有すべきであり、その残りは一般にセリアゾル用液体キャリアーを含有する。更に、セリア粒子を現場発生したセリアゾル生成物と分散体内で混合してもよい。本発明の好ましい実施では、ベース粗粒材料を生成する分散体内のセリア粒子には、少なくとも約97重量％が約0.5μm以下（および好ましくは少なくとも約50重量％が約0.1μm以下）の粒径のセリア粒子を含む。好ましくは、セリア粒子は少なくとも約40重量％が約0.05μm粒径である。その方法には、成核材料を有する分散体を調製することを含んでいてもよい。本明細書中で用いる「成核材料」の語により、成核剤またはその先駆物質を表す。また、その方法には、その分散体内の金属酸化物先駆物質（変性剤先駆物質）を含有する段階を含んでいてもよい。その分散体から生成したベース粗粒は、例えば焼結前に金属酸化物（変性剤先駆物質）先駆物質溶液で含浸することにより処理してもよい。本発明のある好ましい方法では、その分散体には有効量の粒子を含み、本質的にはセリウム塩（例えば、硝酸セリウム）を含有しない。好ましくは、この方法により製造した砥粒には：（a）約70〜約99.9重量％のアルミナであって、そのアルミナがアルファアルミナ、アルミナ反応生成物またはそれらの組合せの内の１つとして存在し；（b）約0.1〜約15重量％（通常、約１〜約15重量％）のセリアであって、そのセリアがセリア、セリア反応生成物またはそれらの組合せの内の１つとして存在し；および（c）酸化マグネシウム、ジルコニア、酸化ランタン、酸化ネオジム、イットリアおよびそれらの組合せから成る群から選択される約15 重量％以下の金属酸化物であって、その金属酸化物が金属酸化物、金属酸化物反応生成物またはそれらの組合せの内の１つとして存在する；を含む。本発明のその他の好ましい方法では、その分散体には、0.5重量％以上のセリア（セリア、セリア反応生成物またはそれらの組合せの内の１つとして存在する）を有する焼結砥粒を提供するのに十分な量のセリア粒子を含む。好ましくは、この方法により製造した砥粒には：（a）約70重量％〜約99.5重量％以下（通常、約70〜約99.9重量％）のアルミナであって、そのアルミナがアルファアルミナ、アルミナ反応生成物またはそれらの組合せの内の１つとして存在し；（b）約0 .1〜約15重量％（通常、約１〜約15重量％）のセリアであって、そのセリアがセリア、セリア反応生成物またはそれらの組合せの内の１つとして存在し；および（c）酸化マグネシウム、ジルコニア、酸化ランタン、酸化ネオジム、イットリアおよびそれらの組合せから成る群から選択される約15重量％以下の金属酸化物であって、その金属酸化物が金属酸化物、金属酸化物反応生成物またはそれらの組合せの内の１つとして存在する；を含む。その他の態様では、本発明の方法による好ましい砥粒には、アルミナ、セリア、ジルコニア、酸化マグネシウム、および酸化ランタン、酸化ネオジムおよびイットリアから成る群から選択される少なくとも１種の金属酸化物が挙げられ、そのアルミナがアルファアルミナ、アルミナ反応生成物またはそれらの組合せの内の１つとして存在し、そのセリアがセリア、セリア反応生成物またはそれらの組合せの内の１つとして存在し、その酸化マグネシウムが酸化マグネシウム反応生成物として存在し、および、その金属酸化物が金属酸化物、金属酸化物反応生成物またはそれらの組合せの内の１つとして存在する。本発明の方法により製造した砥粒は、研磨製品に有用である。図面は明細書の一部を構成し、そこには典型的態様を含む。図面には、比較材料厚さを誇張して示し、本発明の理解を容易にし得る。（図面の簡単な説明）図１は、本発明による砥粒を導入した被覆研磨製品の部分断面概略図である。図２は、本発明による砥粒を導入した結合研磨製品の斜視図である。図３は、本発明による砥粒を導入した不織研磨製品の拡大部分概略図である。図４は、加えたセリアを有するアルミナゾルから誘導される焼結砥粒の400倍の（交差偏光下で撮影した）光学顕微鏡写真である。図５は、加えたセリウム塩を有するアルミナゾルから誘導される砥粒の400倍の（交差偏光下で撮影した）光学顕微鏡写真である。（好ましい態様の詳細な説明）本発明は、ゾル-ゲルをアルミニウム水和物およびゾルとしての有効量のセリアから生成するセラミックゾルゲル法から砥粒を作製すると、独特の砥粒となることの発見に関する。また、本発明は本明細書中に開示した一般的原理に従って砥粒を導入した研磨製品に関する。得られる有用性は一般に、製品性能および/ または製品の耐用年数に反映される。本明細書中で「砥粒」の語およびその変形により、研磨製品内に含有するために作製した後の粒状研磨材料を表す。「ベース粗粒（base grit）」または「ベース粗粒材料」の語により、焼結時、または焼成および焼結時に、本発明の砥粒を提供するアルミナをベースとする、セリアを含有するセラミック粗粒先駆物質を表す。本明細書中の焼成および未焼成ベース粗粒は通常、液体（例えば、水または有機溶媒）を毛管作用により孔に含浸するだけ十分な多孔度を有する。ベース粗粒の作製一般に本発明のベース粗粒は、（a）アルミナ水和物およびゾルとしてのセリアの分散体を調製すること；および（b）その分散体を乾燥すること；の段階を含むプロセスにより製造する。乾燥分散体を粗砕し、ベース粗砕としての粒子を作製し得る。更に、その分散体を部分的にだけ乾燥、成形および更に乾燥し、ベース粗粒材料を生成する。焼結により、そのベース粗粒材料を砥粒に変換してもよい。要すれば、焼結プロセスの前に、そのベース粗粒材料を分級および/または変性してもよい。アルファアルミナベース粗粒を作製するゾルーゲル法が一般に、例えば米国特許第5,011,508号（ワルド（Wald））、同4,744,802号（シュワーベル（Schwabel ））、同4,623,364号（コットリンガー（Cottringer））、同4,574,003号（ガーク（Gerk））、同4,518,397号（リーセイザー（Leitheiser）等）、同4,770,671 号（モンロー（Monroe））および同4,881,951号（ウッド（Wood））に開示されている。一般にそれら特許文献に開示のゾルゲル法は、本明細書中に後述のように、セリアゾルとしてセリアのゾル-ゲル内に含まれること以外は、本発明の好ましい適用に従う。ゾル-ゲル内にゾルとして有効量のセリアが存在することは、本発明の有用な砥粒に関係する。アルミナベース粗粒をゾル-ゲル法により作製することには、その他の水和物を用いてもよいが、約２〜約60重量％のアルファ酸化アルミニウム一水和物（通常、ベーマイト）およびゾルとしての有効量のセリアから成る分散体を第１に作製することを含む。示したアルファアルミナの重量％は、補助剤または他の添加剤と関係なく、酸化アルミニウム水和物と液状キャリアの合計を基本とする。そのベーマイトを、様々な従来の技術から調製してもよく、市販品を購入してもよい。本明細書中に記載のようなゾル-ゲル法に使用可能な市販のベーマイトには、独国ハンブルグ（Hamburg）のコンデア・ケミー（Condea Chemie）GmbHから商品名「ディスペラル（Disperal^R）」；およびテキサス州ヒューストン（Houston ）のビスタ・ケミカル（Vista Chemical）社から商品名「キャタパル（Catapal^R ）」で市販のものが挙げられる。これらの酸化アルミニウム一水和物は、アルファ型であり、比較的純粋であり（例えあるとしても、比較的小さい一水和物以外の水和物相）、高表面積を有する。液状キャリアは非極性有機キャリアー（例えば、ヘプタンまたはヘキサン）であってもよいが、典型的な液体キャリアーは水、好ましくは脱イオン水である。一般的にその分散体は（すべての成分に関して）少なくとも約10重量％の液体キャリアー、好ましくは約30〜約80重量％の液体キャリアーを含む。前述のように、分散体にはゾルとしての有効量のセリアを含有しているべきである。本明細書中で用いる「有効量」の語により、分散体が、誘導された焼結砥粒が理論値の少なくとも約90％の密度を有するのに十分なセリア粒子を含有する要求条件を表す。焼結砥粒は好ましくは理論上の少なくとも90％の密度を有する。セリアゾルは液体媒質内に分散する多数のコロイドセリア（酸化セリウム）粒子を含む。その液体媒質は水（好ましくは脱イオン水）または有機媒体（例えば、非極性有機キャリアー、例えばヘプタンおよびヘキサン）を含んでもよいが、大部分（50重量％以上）の液体媒質は水（好ましくは脱イオン水）であることが好ましい。酸化アルミニウム分散体内のセリアゾルの存在を、予備調製したセリアゾルを分散体に添加することにより、確実にしてもよい。好適なセリアが、例えばマサチューセッツ州アシュランド（Ashland）のナイアコール・プロダクツ（Nyacol Products）社から市販されている。更に、セリア粒子（ゾルとしてではなく）を分散体内に混合してもよい。そのセリア粒子を、粒径は少なくとも約97重量％が約0.5μm以下、好ましくは、少なくとも約50重量％が0.1μm以下に分級すべきである。より好ましくは、そのセリア粒子は少なくとも約40重量％が0.05μm以下である。本明細書中で用いる「サイズ（size）」の語により、粒子の最長寸法を表す（粒子はしばしば等軸でほぼ球形であるので通常直径に近似する）。セリアをゾルとして添加する場合、酸化アルミニウム分散体に添加したセリアゾルは、好ましくは約５〜約40重量％、より好ましくは約10〜約20重量％のコロイドセリア粒子を含有する。好ましくは、少なくとも約97重量％のセリア粒子が約0.5μm以下（好ましくは、少なくとも約50重量％が約0.1μm以下）の粒径である。セリアゾルのｐＨは、一般に約５以下、好ましくは約４以下とするべきである。セリアゾルには、安定剤として硝酸または酢酸を含有し、セリア粒子の凝集を抑制してもよい。分散体を、セリア（好ましくはゾルとして）、アルファアルミニウム水和物、液体キャリアーおよび補助剤から、単に成分を共に混合することにより、作製してもよい。便利な方法として、セリア粒子をアルファアルミナ水和物分散体に、高剪断混合しながら加える方法がある。しゃく解（peptizing)剤を分散体に用いて、より安定なヒドロゾルまたはコロイド分散体を生成してもよい。しゃく解剤として使用し得る一塩基酸には、酢酸、塩化水素酸、蟻酸および硝酸が挙げられる。硝酸は好ましいしゃく解剤である。多塩基酸は、分散体を急速にゲル化する傾向にあり、取り扱いまたは別の成分中に混合するのが困難となるので一般には避けるべきである。いくつかの販売先のベーマイトには酸タイター（titer）（例えば、酢酸、蟻酸または硝酸）を含み、安定な分散体を形成することを補助する。その分散体は、添加して、完成品のある所望の特性を向上し、または次の加工段階（例えば、焼結）の有効性を向上する先駆物質または変性剤を含有していてもよい。そのような変性剤を一般に、分散体の液状キャリアに可溶の塩（通常は金属塩材料）として、液体キャリアーに可溶性のその型の酸化物の変性剤先駆物質（通常、相当する酸化物の先駆物質である金属塩材料で；焼成のための加熱により変換が可能である）に導入する。通常は水溶性塩を含有する。変性剤または変性剤先駆物質の混合物を用いてもよい。水溶性塩には、マグネシウム、亜鉛、コバルト、ニッケル、ハフニウム、クロム、イットリウム、プラセオジム、サマリウム、イッテルビウム、ネオジム、ランタン、ガドリニウム、セリウム、ジスプロシウム、エルビウム、チタンおよびそれらの混合物；の酸化物の金属塩先駆物質（ニトレート類およびアセテート類）が挙げられる。セリア粒子（ゾル）の代わりに用いないなら、均一セリウム塩を用いてもよい。変性剤先駆物質塩の添加により、その分散体のゲル化を引き起こす。（粗粒生成用の）ゾルゲル分散体内に存在するこれら成分の正確な比率は本発明の本質には重大なことではないので、都合に合わせて変化させてもよい。変性剤およびそれの砥粒への使用が例えば、米国特許第4,518,397号（リーセイザー（Leitheiser）等）、同4,770,671号（モンロー（Monroe））および同4,881,951号（ウッド（Wood））に更に開示されている。ジルコニアを砥粒に導入する好ましい方法が、本出願人の「アブレイシブ・グレイン・コンテイニング・アルミナ・アンド・ジルコニア・オキシド・ゼアイン（Abrasive Grain Containing Alumina and Zirconia Oxide Therein）」の名称のPCT出願第号（米国特許出願第07/951,654号）に開示されている。その分散体には、アルファアルミナへの変換を促進する有効量の成核剤を含有していてもよい。好適な核剤には、アルファアルミナ、アルファ酸化第二鉄またはその先駆物質、チタネートまたはその先駆物質、酸化クロムまたはその先駆物質、および核により焼結時のベース粗粒の変換を生ずる他の材料；の微粒子が挙げられる。そのような分散体の核形成が、米国特許第4,744,802号（シュワーベル（Schwabel））、米国特許第4,623,364号（コットリンガー（Cottringer））および米国特許第4,964,883号（モリス（Morris））に開示されている。要すれば、そのゲルの成形を、従来の方法、例えば風乾を伴う、プレス、成形、被覆、押出、切削またはそれらのある組合せにより行ってもよい。それを段階的に、例えば押出により部分的に乾燥した分散体のプラスチック塊を第１に形成することによって行ってもよい。得られたプラスチック塊を従来の方法、例えばプレス、成形または押出により成形して乾燥し、所望の形状、例えば棒、四角錐、ディスク、ダイヤモンド、円錐またはそれに類する形状を形成する。不規則形状砥粒製品を、適切なサイズおよび形状の乾燥容器（例えば、パン（pan）状容器）に分散体を堆積させ、通常は分散体の起泡温度以下の温度で乾燥することにより形成する。分散体作製後、しばしばゲル化の段階によって、それを乾燥して、固形物を生成する。従来の方法を用いて、その分散体を乾燥してもよい。様々な脱水方法と同様、風乾段階を用いてもよい。乾燥を例えば、約50℃〜約200℃、好ましくは約75℃〜約125℃の範囲の強制通風炉内で行ってもよい。一般に、乾燥時にゲル化した分散体を徐々に加熱し、起泡を防止する。その乾燥分散体を、どんな好適な方法、例えばハンマーミル、ボールミルまたはロール粉砕機によって、粗砕してもよい。その固体を粉砕するどんな方法を用いてもよく、「粗砕（crushing）」の語によりそのような方法を表す。一般に、様々な粒径、即ち約10〜約4000μm（好ましくは約20μm〜約4,000μm）のベース粗粒を用いてもよい。一般に選択したサイズ範囲を所定の用途に対して分離する。分級段階、例えば篩分けを用いて、選択した粒径またはサイズフラクション（ fraction）を得る。焼結、または焼成および焼結により、線寸法の約33％のオーダーで粒子の収縮を引き起こすことに注意する。フラクション選択の間、このことを考慮すべきである。ある場合には、粗砕または成形した材料にはベース粗粒またはベース粗粒材料を含有し得る。その他の場合には、粗砕または成形した材料には「粗粒先駆物質」を含有し、そのベース粗粒材料を、その材料を焼成すること、または他の変性種を提供することにより生成する。通常の用途では、そのベース粗粒材料を焼成し水を除去する。その粗粒を、液体キャリアーとして非極性有機溶媒を用いることによって生成するなら、焼成は通常は必要ない。焼成の間、その粗粒先駆物質から、本質的に全ての揮発分を除去する。更に、焼成の間、分散体内に存在し、粗粒先駆物質内に保持されたどんな変性剤先駆物質も金属酸化物に変換する。焼成の間、ベース粗粒を一般に約40O℃〜約1000℃ 、好ましくは約400℃〜約800℃に加熱する。得られた焼成ベース粗粒は多孔性粒子である。ベース粗粒材料の改良された砥粒への変換そのベース粗粒材料の砥粒への変換の主要段階は、ベース粗粒を焼結して、アルミナおよびセリアを含むセラミック砥粒を提供することである。しかし、更に変性剤、成核剤材料および/または被膜をベース粗粒に加えてもよい。Ａ．砥粒先駆物質の焼結その砥粒の焼結を、様々な従来の方法により行ってもよい。通常、焼結を約1, 200℃〜1,650℃で、その先駆物質の変換を完結するのに充分な時間行う。一般に、その焼結段階には、アルミナのアルファアルミナ（またはアルファアルミナおよびアルミナの金属酸化物変性剤との反応生成物）への変換を含む。処理したベース粗粒を焼結温度に暴露すべき時間は様々な要因、例えば処理粗粒の正確な組成に依存するが、一般に焼結は数秒〜約120分間以内に行うことが可能である。様々な種類のベース粗粒の焼結が、米国特許第4,314,827号（リーセイザー（Lei theiser））に開示されており、その記載をここに挿入する。その特許文献に記載の焼結技術を、本発明により作製した粗粒に適用してもよい。Ｂ．（任意の）焼結前の変性剤および/または成核剤を用いた多孔性ベース粗粒の含浸ある場合、未焼成および/または焼成ベース粗粒に、１つ以上の金属塩（例えば、金属ニトレートまたは酢酸塩）を含有する先駆物質の形となる金属酸化物変性剤の含浸溶液を含浸することにより、好ましい特性を焼結生成物に提供し得る。含浸は一般に、米国特許第5,164,348号に開示されている。一般に、含浸には、溶解した金属塩を有する液状媒質（非極性溶媒（例えば、ヘプタンまたはヘキサン）も有用であるが、好ましくは水、より好ましくは脱イオン水）とそのベース粗粒との混合を含む。ゾルゲル法により作製した焼成ベース粗粒は多孔性であり、即ちそれらは一般に外側表面から広がる約700〜900nmサイズ（直径）の孔を有する。好ましくは、少なくとも約60ミリリットルの含浸溶液を、各100gの多孔性ベース粗粒と混合し、前述のように粗粒を作製するなら、その粗粒をその溶液を含浸することが可能となる。変性剤先駆物質を、要すればゾルゲル法に使用し得る前記と同様の群から選択してもよい。一般に、含浸および次の焼結の後に、得られるベース粗粒が含浸品の酸化物生成物の、少なくとも約0.1重量％、好ましくは約１〜約30重量％を含有すれば、含浸は十分である（その重量百分率は焼結砥粒および理論的成分酸化物を基礎として計算）。乾燥ゲルの含浸に関して、液状媒質を、その乾燥ゲルがそれに溶解しないように選択すべきである。例えば、水性ゲルから誘導された乾燥ゲルは水に溶解する。乾燥ゲルに対する含浸溶液用の好適な液状媒質は非極性溶媒であってもよい。成核材料をベース粗粒に加えて、燃焼中にベース粗粒の外側部に有核微細構造を形成してもよい。ベース粗粒を供与された成核材料を有する液体媒質で処理することによって、成核材料を加えてもよい。その処理を含浸と同時に行ってもよい。本発明の砥粒は更に、表面被膜、即ち焼結コアを覆う被膜を有していてもよい。典型的に、その被膜は、金属酸化物、最も典型的にはセリア、シリカまたはアルミナ（例えば、アルファアルミナ、並進（transitional）アルミナまたは水和アルミナ）を含む。米国特許第5,011,508号（ウァルド（Wald））、同1,910,440 号（ニコルソン（Nicholson））、同3,041,156号（ロウズ（Rawse））、同5,009 ,675号（クンツ（Kunz））、同4,997,461号（マークホッフ・マセニー（Markhoff-Matheny ））および同5,042,991号（クンツ（Kunz））に開示の方法を含む様々な被覆方法を用いてもよい。被膜の作製には、核剤材料の使用することを含む。ある場合には、前記特許文献には開示していない好ましい被膜を、無機粒子（通常、金属酸化物）を有する分散体または懸濁液をそのベース粗粒に添加することにより、ベース粗粒に適用してもよい。このようにして無機粒子から作製した被膜が、本出願人の米国特許第5,213,591号に開示されている。金属アルコキシド類から作製した別の被膜が本出願人のPCT出願第PCT/US93/06689号に開示されている。Ｃ．得られた砥粒セリアがアルファアルミナ一水和物ゾルゲルの粒子ゾルとして提供される場合、セリアの粒径およびその体積と同様に、アルミナ系内のセリアの存在により、得られた砥粒の特性を改善する。セリア粒子（前述のゾル法に従って加える場合）により、アルファアルミナおよびアルミナ反応生成物内の粗粒の生長を妨害することにより、砥粒の微細構造を改良し得ると現在考えられている。従って、セリアの添加によりアルミナ微細構造が精密となり、均質化され、高密度化を補助されるものと理論付けられる。一般に、同配合から作製したが、ゾルとしてより酸化物先駆物質（セリウム塩）として添加したセリアを含有する砥粒との比較すると、本発明の砥粒はより高度および密度が高い。本発明の砥粒の微細構造を図４および５に示す。図４および５の（有核でない）砥粒には約95重量％のアルファアルミナおよび５重量％のセリアを含有する。前述のように、その次に焼結するゾルゲル法を用いて、各試料を調製する。図４に示した生成物に対して、セリアをセリアゾルとして分散体に加える。図５の生成物に対して、セリアをセリア塩、即ち硝酸セリアとして分散体に加える。両試料を粗砕して粉末を提供し、屈折率1.760を有する屈折率液に浸漬する。その試料を交差偏光を用いた400倍の光学顕微鏡で観察した。両図の砥粒にはミクロン以下のアルファアルミナ微結晶を含む。これらアルファアルミナ微結晶の集まりがドメイン（domain）またはセル（cell）を形成する。そのドメイン内では、隣接するアルファアルミナ微結晶は低角粒子境界を有する。そのドメインは光学顕微鏡写真により明らかにわかる。ドメイン間はセリアが存在する。図４の生成物に対して、ドメインの平均サイズは、約４〜約６μmの範囲である。図５の生成物に対して、ドメインの平均サイズは約８〜約10μmの範囲である。顕微鏡写真をベースとして、セリアゾルとしてセリアの添加を含む処理により、ドメインサイズを縮小するのを補助するものと理論付けられ得る。本発明の好ましい砥粒には、被膜の存在を考慮に入れずに（成分の酸化物を基礎として）：約70〜約99.5重量％のアルミナ；約0.5〜約15重量％のセリア（通常、約１〜約15重量％）；酸化マグネシウム、ジルコニア、酸化ランタン、酸化ネオジム、イットリアおよびそれらの組合せから成る群から選択される砥粒の総酸化物含量をベースとして、約15重量％以下の金属酸化物；から成る焼結生成物を含む。被膜を無視するなら、その配合は焼結粒子の「コア」用である。焼結砥粒の組成によって、アルミナおよび１種以上の金属酸化物（および/または１種以上の金属酸化物の反応生成物）の反応生成物が存在してもよい。未反応アルミナ（即ち、アルミナがＡｌ₂Ｏ₃として存在）が、アルファアルミナとして存在する。前の段落に示した好ましい組成を有する砥粒は一般に、少なくとも約21GPa（通常は少なくとも約22GPa）の平均硬度および少なくとも約4MPa・m^1/2の平均靭性を有することが観察される。その平均硬度を、アメリカン・スタンダード・テスト・メソッド（American Standard Test Method（ASTM））スタンダード（Sta ndard）E384（「スタンダード・テスト・メソッド・フォー・ミクロハードネス・オブ・マテリアルズ（Standard Test Method for Microhardness of Material s）」1991年アニューアル・ブックス・オブ・ASTM・スタンダーズ（Annual Book s of ASTM Standards）第３節、第3.01巻、463頁）に従って、500g荷重で測定する。平均靭性を、ローン（Lawn）およびフラー（Fuller）の論文「イコリブリウム・ペニー-ライク・クラックス・イン・アイデンテーション・フラクチャー（E quilibrium Penny-like Cracks in Identation Fracture）」J．of Mat．Sci.、第10巻、（1974年）、2016〜24頁に示された微小破壊押込（microfracture inde ntation）法試験方法に従って測定する。稀土類酸化物を含有する好ましい砥粒およびその製造方法が、本出願人の「アブレイシブ・インクルーディング・レア・アース・オキシド・ゼアイン（Abrasi ve Grain Including Rare Earth Oxide Therein）」の名称のPCT出願第US93/089 86 号（米国特許出願第07/951,671号）に開示されている。Ｄ．研磨製品本発明により作製した砥粒は研磨製品に有用である。好ましくは、その砥粒を本明細書中に開示の方法により作製し、その砥粒には、アルファアルミナ先駆物質をセリアゾルと混合するゾルゲル法から生成するベース粗粒材料の焼結生成物を含む。更に、公知のように、その砥粒を含浸法、成核剤法および/または被覆法により、生成してもよく、その後改良してもよい。１種の研磨製品は、本明細書中に前述のように、バインダーにより接着した砥粒を有する支持体（基材）を含む被覆研磨材である。その支持体は、布、ポリマーフィルム、繊維、不織ウェブ、紙、それらの組合せまたはそれらの処理品であってもよい。様々な無機または有機バインダーを使用し得る。その砥粒をある層または多数の層に適用してもよい。被覆研磨材を製造する好ましい方法が、米国特許第4,734,104号（ブロバーグ（Broberg））および同4,737,163号（ラーキー（Larkey））に開示されている。被覆研磨製品の例を図１の符号１に示す。そこに示す支持体（基材）２は、メイク層５およびサイズ層６により支持体の主要表面に固定した砥粒４を含む研磨材層３を有する。ある場合には、表示していないがスーパーサイズ被膜を用いてもよい。結合研磨製品（例えば、研削砥石および切断（cut-off）ホイール）は一般に、バインダーにより保持した砥粒の成形素材を含む。研削砥石用の従来のバインダーには、有機、金属またはガラス質バインダーが挙げられる。図２には、ホイール内に成型した粗粒11を含み、ハブ12上に搭載しした研削砥石10を示す。研削砥石の製造についての別の詳述に関しては、例えば米国特許第4,997,461号（マークホッフ・マセニー（Markhoff-Matheny））に開示されている。切断ホイールを当業者に公知の従来の技術を用いて製造し得る。切断ホイール用バインダーには有機バインダーが挙げられる。導入する不織研磨製品は通常、繊維構造全体に分布し、有機バインダーにより結合した本発明の砥粒を有する開孔ロフティー（lofty）ポリマーフィラメント構造から成る。そのような構造に用いられる通常の繊維フィラメント構造には、ポリアミド類、ポリエステル類およびポリプロピレン類が挙げられる。図３には、典型的不織研磨物品の約100倍に拡大した概略図を示す。その物品には、砥粒5 2がバインダー54により接着した、基材としての繊維マット5０を含む。不織研磨製品に関する別の詳述が、米国特許第2,958,593号（フーバー（hoover）等）に開示されている。前述のように、研磨製品は一般にバインダーおよび砥粒または研磨粒子から成る。従来品を含む様々なバインダーを本発明の研磨製品に用いてもよい。有用な有機バインダーには、フェノール、ユリアホルムアルデヒド、メラミン-ホルムアルデヒド、ポリエステル樹脂、にかわ、アミノプラスト樹脂、エポキシ樹脂、アクリル酸樹脂、ウレタン樹脂およびそれらの組合せが挙げられる。また、そのバインダーには無機粒子、例えば研削補助剤または充填材を含んでもよい。そのような研削補助剤の例として、氷晶石、アンモニウム氷晶石、テトラフルオロホウ酸カリウム、ポリ塩化ビニル、硫黄および塩化ナトリウムが挙げられる。充填材の例として、炭酸カルシウム、シリカおよびメタケイ酸カルシウムが挙げられる。その研磨製品または研磨物品には、粒子材料として、本明細書中の記載のように作製または改良した砥粒を100％含んでもよい。加えて、または更に、その研磨物品には、従来の砥粒または希釈粗粒と本発明の方法により作製した砥粒の混合物を含んでもよい。この方法に用いられる従来の砥粒には、溶融酸化アルミニウム、炭化ケイ素、ざくろ石、溶融アルミナ、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、溶融アルミナセリアおよびその他のゾルゲル砥粒が挙げられる。希釈粗粒には、大理石、石膏およびガラスが挙げられる。本発明の砥粒を研磨剤凝集体と組合せてもよい（米国特許第4,799,939号（ブルーシェール（Bloecher）等）に開示）。以下の実施例により、更に本発明の目的および有用性を説明するが、他の条件および詳細と同様、これら実施例に列挙した特定材料およびその量により、不当に本発明を限定するものと解されるべきではない。すべての部数、百分率は、示さない限り重量をベースとする。（実施例）砥粒を後述の２種の方法の内の１つに従って作製した。すべての砥粒配合は、成分の酸化物を基礎とした重量をベースとし、存在する相（例えば、反応生成物）を影響しない。その砥粒を製造した後、それらを前述の方法に従って製造した被覆研磨繊維ディスクに用いた。次いで、得られた被覆研磨ディスクを後述の試験方法に従って試験した。砥粒の一般的製造方法Ｉ以下の材料、2515部の室温脱イオン水、30部の16Ｎ分析試薬グレード硝酸、ジルコニアゾル、セリアゾルおよび643部の商品名「ディスペラル（Disperal^R）」で市販の酸化アルファアルミニウム一水和物粉末、を18.9リットルのポリエチレンライニング付き鉄容器に投入し、分散体を作製した。そのセリアゾルは、マサチューセッツ州アッシュランド（Ashland）のナイアコル・プロダクツ（Nyacol Products）から市販され、約0.01〜約0.02nmの範囲の平均粒径を有する酸化セリウムを含み、ある酸（即ち、酢酸または硝酸）を用いて水中に分散した。そのセリアゾルを酢酸で安定化し、約３のpHを有した。セリアゾルの固形分は約20％であった。ジルコニアゾルの平均粒径は約0.005〜約0.01μmの範囲であった。そのジルコニアゾルは約20％固形分であり、マサチューセッツ州アッシュランド（As hland）のナイアコル・プロダクツ（Nyacol Products）から市販されている。得られた混合物を、ギフォード-ウッド・ホモジェナイザー・ミキサー（Gifor d-Wood Homogenizer Mixer）（ニューハンプシャー州ハドソン（Hudson）のグリーコ（Greeco）社製）を用いて３〜４分間高速分散した。得られたゾルを、46cm ×66cm×５cmのポリエステルライニング付きアルミニウムトレーに入れ、強制通風炉内で100℃で約24時間乾燥し、破砕性固形物とした。得られた乾燥材料を、鉄板間に1. 1mmの間隙を有する「ブラウン（Braun）」型のUD微粉砕機を用いて粗砕し、粒子を作製した。その粒子を、0.125〜１mmの篩サイズに分級した。残った粒子をキルンに供給し、焼成粒子を生成した。焼成機は、40cm600℃のホットゾーン（hot zone）を有する16cm直径、140cm長のステンレス鋼製管であった。その管を、水平に対して2.4゜の角度で傾けた。その管を約６rpmで回転し、焼成機内の滞留時間約４〜５分間となるようにした。含浸溶液を脱イオン水を用いて調製した。硝酸マグネシウム溶液は、酸化物を基礎として約11％固形分であった。硝酸イットリウム溶液は、酸化物を基礎として約11％固形分であった。硝酸ランタン溶液は、約28％固形分であり、硝酸セリウム溶液は、酸化物を基礎として約39％固形分であった。各含浸段階に関して、含浸溶液の体積に対する焼成粒子体積が約２倍であった。含浸溶液および焼成粒子を共に完全に混合し、毛管作用により、その溶液を焼成粒子に含浸させた。得られた含浸粒子を100℃で約10時間、強制通風炉内で乾燥した。次いで、乾燥粒子を前述のように回転焼成機に供給した。次いで焼成含浸粒子を、1400℃のキルンに供給した。そのキルンは、水平に対して4.4°の角度で傾けた8.9cm直径、1.3m長の炭化ケイ素製管であり、76cmのホットゾーンを有した。そのキルンは６rpmで回転し、キルン内の滞留時間約５分間となるようにした。その生成物はキルンから室温空気内に出て行き、金属容器に回収され、室温まで冷却した。砥粒の一般的製造方法II 砥粒の一般的製造方法IIは、以下の変更点を除いて、一般的方法Ｉと同様であった。ジルコニアゾルおよびセリアゾルは、元の分散体内に存在しなかった。加えて、酢酸ジルコニル（21％固形分）および硝酸セリウム（39％固形分）が含浸溶液内に存在した。被覆研磨ディスクの一般的製造方法その砥粒を被覆研磨製品に用いて、研削性能を評価した。被覆研磨製品を従来の被覆研磨材製造方法に従って製造した。グレード50の砥粒を、50重量％の砥粒がU.S.スタンダード（Standard）40メッシュの篩を通過するが、U.S.スタンダード（Standard）45メッシュの篩上に残るように分級して作製した。残りの50重量％の砥粒は、U.S.スタンダード（Standard）40メッシュの篩を通過するが、U.S. スタンダード（Standard）50メッシュの篩上に残る砥粒であるように分級して作製した。同様に、グレード36の砥粒を、50重量％の砥粒がU.S.スタンダード（St andard）25メッシュの篩を通過するが、U.S.スタンダード（Standard）30メッシュの篩上に残るように分級して作製した。残りの50％は、U.S.スタンダード（St andard）30メッシュの篩を通過するが、U.S.スタンダード（Standard）35メッシュの篩上に残る砥粒である。常套の炭酸カルシウム充填フェノールメイク樹脂および常套の炭酸カルシウム充填フェノールサイズ樹脂を用いて、その砥粒をバルカンファイバー支持体に接着した。メイク樹脂を約88℃まで約1.1℃/分で昇温し、約88℃で約２時間保持することによって予備硬化した。サイズ樹脂を、約65℃ まで約1.1℃/分で昇温し、約65℃で約30分間保持し、約99℃まで約0.6℃/分で昇温し、約99℃で約12時間保持することによって硬化した。その砥粒を静電塗装した。試験方法Ｉその被覆研磨ディスクを面取りしたアルミニウムバックアップ（back-up）パッドに搭載し、1.25cm×18cmの1018軟鋼ワークピースの面を研削した。バックアップパッドの面取りエッジを覆うディスクの部分をワークピースに約６kgの荷重で接触しながら、そのディスクを5,500rpmで操作した。各ディスクを用いて別のワークピースを１分間間隔で、12分間の合計時間で研削した。初期切削量は、最初の１分間に除去した金属量であった。同様に、最終切削量は、切削の最後の１分間に除去した金属量であり、合計切削量は試験全体で除去した合計量であった。ほとんどの実施例では、その砥粒の性能を比較例の百分率で示した（比較例に対して除去した金属の合計量を100％とし、実施例の砥粒をその100％に比較して測定した）。実施例毎に約４ディスクを試験した。その試験の誤差は約±５％であった。試験方法II 試験方法IIは、試験終点が20分間である以外は本質的に試験方法Ｉと同様であった。実施例１：セリア塩を用いて製造した粗粒に対するセリアゾルを用いて製造した砥粒の硬度および密度セリアゾル（実施例１；図４）を用いて作製した砥粒およびセリア塩（比較例Ａ；図５）用いて作製した砥粒の500g荷重でのビッカース（Vickers）硬度および密度を測定した。両砥粒には、95重量％のアルミナおよび５重量％のセリアを含む（以下の表１参照）。両方とも、ジルコニアゾルを使用せず、含浸段階を用いていないこと以外は、一般的方法Ｉに従って作製した。測定方法は本明細書中に示した通りであった。特に、微小硬度および靭性測定の両方に関しては、砥粒を2.5cm（１インチ）直径のステンレス鋼製成形ラムの従来の成形材料（イリノイ州エバンストン（Ev anston）のブエーラー（Buehler）社から商品名「エポメット（EPOMET）」で市販）に固定した。次いで、その砥粒および成形材料を27.6MPa（4000psi）でプレスし、従来のマウント（mounting）プレス（ブエーラー（Buehler）社から商品名「ブエーラー・ニューメット（BUEHLER NUEUMET）Ｉマウンティング・プレス（MOUNTING PRESS）」）内で約150℃に加熱した。次いで、硬化した成形材料を室温まで冷却した。固定した砥粒を、研磨スラリーを研磨領域に計量分配させるマイクロプロセッサー制御装置（ブエーラー（Buehler）社から商品名「メットラップ（METLAP）」で市販）の研磨ユニット（ブエーラー（Buehler）社から商品名「ダイヤログ（DIALOG）」で市販）を用いて研磨した。以下の連続工程により研磨を行った。工程１研磨面：直径20.3cmのアルミナ定盤（ブエーラー（Buehler）社から商品名「メットラップ（METLAP）10」で市販）研磨剤種類および粒径：30μmダイヤモンドスラリー（ブエーラー（Buehler）社から商品名「メタディ・ダイヤモンドスラリー（METADI DIAMOND SLURRY）」で市販）研磨時間：３分間、または表面が平坦になるまで力：試料当たり22.2N（試料当たり５ポンド）速度設定：240rpm 計量分配シーケンス：１秒間噴霧；１０秒間噴霧停止相対回転：右回り工程２研磨面：直径20.3cmのアルミナ定盤（ブエーラー（Buehler）社から商品名「メットラップ（METLAP）10」で市販）に圧着した研磨布（ブエーラー（Buehler）社から商品名「テクスメット（TEXMET POLISHING CLOTH）」で市販）研磨剤種類および粒径：６μmダイヤモンドスラリー（ブエーラー（Buehler）社から商品名「メタディ・ダイヤモンドスラリー（METADI DIAMOND SLURRY）」で市販）研磨時間：３０分間力：試料当たり22.2N（試料当たり５ポンド）速度設定：120rpm 計量分配シーケンス：１秒間噴霧；10秒間噴霧停止相対回転：左回り工程３研磨面：直径20.3cmのアルミナ定盤（「メットラップ（METLAP）」）に圧着した研磨布（「テクスメット（TEXMET POLISHINGCLOTH)」）研磨剤種類および粒径：１μmダイヤモンドスラリー（ブエーラー（Buehler）社から商品名「メタディ・ダイヤモンドスラリー（METADI DIAMOND SLURRY）」で市販）研磨時間：30分間力：試料当たり22.2N（試料当たり５ポンド）速度設定：120rpm 計量分配シーケンス：１秒間噴霧；10秒間噴霧停止相対回転：右回り砥粒のビッカース（Vickers）微小硬度を、ダイヤモンド圧子を備えた従来の微小硬度試験機（独国のライツ（Leitz）から商品名「ミニロード（MINILOAD）２ミクロハードネス・テスター（MICROHARDNESS TESTER）」）を用いて測定した。圧子（面角136°の高研磨の尖頭四角錐）を徐々におよび滑らかに測定すべき試料に接触させた。予め決めた荷重は500gであった。各試料毎に20測定の平均値を、以下の表１に示した。ビッカース（Vickers）微小硬度測定に用いたものと同様の装置を用いて靭性測定を行い、予め決めた荷重を圧子のダイヤモンド形状圧痕の先端で発生する亀裂を評価するべき試料に負荷した。以下の式：（式中、ｃは亀裂半径であり、Ｆ_Nは圧子荷重およびβは圧子の半頂角（semi-ap ical angle）（ビッカースダイヤモンドで68°）である。）を用いて、靭性を決定した。各試料毎に20測定の平均値により、平均靭性を得た。ミクロメリティックス・アキュピィック（Micromeritics AccuPyc）（ジョージア州ノークロス（Norcross））1330ピクノメーターを用いて測定したその砥粒の密度を、以下の表１に示した。表６実施例硬度（GPa）密度（g/cm³）比較例Ａ 16.29±0.6 3.74 １ 14.84±3.3 3.62 そのゾルを用いて作製した粗粒および塩を用いて作製した粗粒の間の硬度および密度には、実験誤差を考慮に入れても有意差があった。従って、塩としてよりゾルとしてセリアを添加することを含む方法によりより硬質の粗粒が得られると結論付け得る。比較例Ｂ比較例Ｂの砥粒を米国特許第4,881,951号に開示のように作製した。その粗粒を含浸法により作製し、成分を基礎として96.4重量％のアルミナ、1.2重量％の酸化ランタン、1.2重量％の酸化ネオジムおよび1.2重量％の酸化マグネシウムから成る組成を有した。実施例２〜５この組の例から作製した砥粒により、砥粒内の様々な量のセリアを比較した。その砥粒をグレード50に分級した。その試験結果を以下の表２に示した。実施例２〜５に関して、その砥粒を一般的方法Ｉ（セリアゾル添加）に従って作製した。ジルコニアゾル量は63.8重量部であった。その含浸溶液には、硝酸ランタン、硝酸マグネシウムおよび硝酸ネオジムを含んだ。これら材料の量は、焼結砥粒が、1.2％のＮｄ₂Ｏ₃、1.2％のＬａ₂Ｏ₃および1.2％のＭｇＯを含有するように、選択された。以下の量：実施例２では31.9部；実施例３では63.8部；実施例４では127.5部；および実施例５では191.3部；のセリアを各実施例に用いた。実施例６〜９この組の例から作製した砥粒により、砥粒内の様々な量のセリアおよびマグネシアを比較した。その砥粒をグレード50に分級した。その試験結果を以下の表４に示した。実施例６〜９に関して、その砥粒を一般的方法Ｉ（セリアゾル添加）に従って作製した。ジルコニアゾル量は63.8重量部であった。その含浸溶液には、硝酸イットリウム、硝酸ランタン、硝酸マグネシウムおよび硝酸ネオジムを含んだ。これら材料の量およびセリアゾル量を選択し、各焼結砥粒を以下の表３に示した組成（成分ベース）とした。実施例10〜17 この組の例から作製した砥粒により、砥粒内の様々な量のセリアおよびその他の金属酸化物変性剤を比較した。その砥粒をグレード50に分級した。その試験結果を以下の表６に示した。実施例10〜17に関して、その砥粒を一般的方法Ｉ（セリアゾル添加）に従って作製した。ジルコニアゾル量は63.8重量部であった。その含浸溶液には、硝酸イットリウム、硝酸ランタン、硝酸マグネシウムおよび硝酸ネオジムを含んだ。これら材料の量およびセリアゾル量を選択し、以下の表５に示した焼結砥粒組成（成分ベース）とした。比較例Ｃ〜Ｊこの組の例から作製した砥粒は、ゾルとしてより塩として添加したセリウムおよびジルコニウムを有した。その砥粒をグレード36に分級した。その試験結果を以下の表７に示した。比較例Ｃ〜Ｊに関して、その砥粒を一般的方法IIに従って作製した。その含浸溶液には、硝酸イットリウム、酢酸ジルコニル、硝酸セシウム、硝酸ランタン、硝酸マグネシウムおよび硝酸ネオジムを含んだ。これら材料の量およびセリアゾル量を選択し、以下の表５に示した焼結砥粒組成（成分ベース）とした。＊表は一対の実施例および比較例に関する。例えば、実施例10および比較例Ｃが同一組成（成分ベース）を有する。しかし、実施例10はセリアゾル添加、比較例Ｃはセリア塩導入に関した。実施例18〜21および比較例Ｂこの組の例から作製した砥粒により、砥粒内の様々な量のセリアを比較した。その砥粒をグレード50に分級した。その試験結果を以下の表８に示した。実施例 18〜21に関して、その砥粒を一般的方法Ｉ（セリアゾル添加）に従って作製した。ジルコニアゾル量は67.8重量部であった。その含浸溶液には、硝酸ランタン、硝酸マグネシウム、硝酸イットリウムおよび硝酸ネオジムを含んだ。焼結砥粒組成を以下の表７に示した。各実施例に用いた分散体内に存在するセリアゾル量は以下の量：実施例18では31.9部；実施例19では63.8部；実施例20では127.5部；および実施例21では191.3部；であった。実施例22〜25および比較例Ｂ実施例22〜25の砥粒を、焼結砥粒内のイットリア量を約0.6％減少した以外は、実施例18〜21と同様にそれぞれ作製した。同様に、実施例22〜25の砥粒内のアルミナ量を、実施例18〜21の砥粒に比較して約0.6％増加した。その試験結果を以下の表９に示した。本発明の範囲および意図を逸脱する事なく、本発明の様々な改良および変更が当業者に明らかとなり、本発明は本明細書中に列挙した態様に不当に限定されるものではないと解されるべきである。

Claims

【特許請求の範囲】１．砥粒材料の製造方法であって、該製法が：（a）アルミナ水和物；および、焼結砥粒にセリア、セリア反応生成物またはそれらの組合せの内の１つとして存在する、少なくとも約97重量％のセリア粒子の粒径が約0.5μm以下である該砥粒の総重量をベースとして、0.5重量％以上のセリアを有する時に提供するのに十分な量のセリア粒子のゾル；を含有する分散体を調製すること；（b）該分散体からアルミナベース粗粒を生成すること；および（c）アルミナベース粗粒を焼結して、該砥粒の総重量をベースとしてセリア、セリア反応生成物またはそれらの組合せの内の１つとして存在する0.5重量％以上のセリアを含む砥粒を提供すること；の段階から成る製法。２．該分散体が、焼結砥粒にセリア、セリア反応生成物またはそれらの組合せの内の１つとして存在する少なくとも約１重量％のセリアを有する時に提供するのに十分な量のセリア粒子のゾルを含む請求項１記載の方法。３．該分散体が水性であり、段階（c）の該焼結前に、段階（b）の該アルミナベース粗粒を焼成する段階を更に含む請求項２記載の方法。４．水性である該分散体が、該砥粒にセリア、セリア反応生成物またはそれらの組合せの内の１つとして存在する約0.5〜約15重量％以上のセリアを含むのに十分なセリアを含有し、段階（c）の該焼結前に、段階（b）の該アルミナベース粗粒を焼成する段階を更に含む請求項３記載の方法。５．段階（a）の該セリアゾルが、約50重量％以下の粒径約0.1μm以下であるコロイドセリア粒子を含む請求項３記載の方法。６．該分散体が更にジルコニアゾルを含む請求項３記載の方法。７．該水性分散体が更に成核剤を含む請求項３記載の方法。８．該水性分散体が更に金属酸化物先駆物質を含む請求項３記載の方法。９．該焼結段階前に、金属酸化物先駆物質を該焼成アルミナベース粗粒に含浸する段階を含む請求項３記載の方法。 10．該焼結段階前に、金属酸化物、それらの先駆物質およびそれらの組合せから成る群から選択される材料を有する該アルミナベース粗粒および該焼成アルミナベース粗粒の内の少なくとも１つを被覆する段階を含み、該焼結砥粒が焼結コアおよび金属酸化物被膜を含む請求項３記載の方法。 11．該焼成アルミナベース粗粒が多孔性であり、更に（a）該多孔性アルミナベース粗粒材料を、ランタン、ネオジム、イットリウム、マグネシウム、ジルコニウムおよびそれらの組合せの酸化物先駆物質から成る群から選択される酸化物先駆物質の含浸溶液で含浸すること；および（b）該焼結段階前に含浸粗粒を焼成すること；の段階から成る請求項３記載の方法。 12．該分散体が水性であり、段階（c）の該焼結前に、段階（b）の該アルミナベース粗粒を焼成する段階を更に含み、該焼成アルミナベース粗粒が多孔性である請求項３記載の方法であって、該製法が更に、（a）該多孔性アルミナベース粗粒材料を、ランタン、ネオジム、イットリウム、マグネシウム、ジルコニウムおよびそれらの組合せの酸化物先駆物質から成る群から選択される酸化物先駆物質の含浸溶液で含浸すること；および（b）該焼結段階前に含浸粗粒を焼成すること；の段階から成る製法。 13．該アルミナ水和物が該分散体内に約70〜約99.5重量％以下のアルミナを有する該砥粒を提供するのに十分な量で存在し；該セリア粒子のゾルが該分散体内に約0.5〜約15重量％以上のセリアを有する該砥粒を提供するのに十分な量で存在し；および、酸化マグネシウム、ジルコニア、酸化ランタン、酸化ネオジム、イットリアおよびそれらの組合せから成る群から選択される、該砥粒の総重量をベースとして約15重量％の金属酸化物を提供するのに十分な量の該酸化物先駆物質を該アルミナベース粗粒に含浸する請求項12記載の方法。 14．砥粒材料の製造方法であって、該製法が：（a）アルミナ水和物および少なくとも約97重量％のセリア粒子の粒径が約0.5 μm以下であり、該分散体が本質的にセリウム塩を含まない有効量のセリア粒子のゾルを含有する分散体を調製すること；（b）該分散体からアルミナベース粗粒を生成すること；（c）アルミナベース粗粒を焼結し、砥粒を提供すること；の段階から成る方法。 15．該分散体が水性であり、段階（c）の該焼結前に、段階（b）の該アルミナベース粗粒を焼成する段階を更に含む請求項14記載の方法。 16．該分散体が、該砥粒に約0.1〜約15重量％の範囲のセリアを含むのに十分なセリアを含有する請求項15記載の方法。 17．段階（a）の該セリアゾルが、約50重量％以下の粒径約0.1μm以下であるコロイドセリア粒子を含む請求項15記載の方法。 18．該分散体が更にジルコニアゾルを含有する請求項15記載の方法。 19．該水性分散体が更に成核剤を含む請求項15記載の方法。 20．該水性分散体が更に金属酸化物先駆物質を含む請求項15記載の方法。 21．該焼結段階前に、金属酸化物先駆物質を該焼成アルミナベース粗粒に含浸する段階を含む請求項15記載の方法。 22．該焼結段階前に、金属酸化物、それらの先駆物質およびそれらの組合せから成る群から選択される材料を有する該アルミナベース粗粒および該焼成アルミナベース粗粒の内の少なくとも１つを被覆する段階を含み、該焼結砥粒が焼結コアおよび金属酸化物被膜を含む請求項1５記載の方法。 23．該焼成アルミナベース粗粒が多孔性であり、更に（a）該多孔性アルミナベース粗粒材料を、ランタン、ネオジム、イットリウム、マグネシウム、ジルコニウムおよびそれらの組合せの酸化物先駆物質から成る群から選択される酸化物先駆物質の含浸溶液で含浸すること；および（b）該焼結段階前に含浸粗粒を焼成すること；の段階から成る請求項15記載の方法。 24．該アルミナ水和物が該分散体内に約70〜約99.9重量％以下のアルミナを有する該砥粒を提供するのに十分な量で存在し；該セリア粒子のゾルが該分散体内に約0.5〜約15重量％以上のセリアを有する該砥粒を提供するのに十分な量で存在し；および、酸化マグネシウム、ジルコニア、酸化ランタン、酸化ネオジム、イットリアおよびそれらの組合せから成る群から選択される、該砥粒の総重量をベースとして約15重量％の金属酸化物を提供するのに十分な量の該酸化物先駆物質を該アルミナベース粗粒に含浸する請求項23記載の方法。