KR100885328B1 - 알루미나-산화 이트륨-산화 지르코늄/산화 하프늄 물질,및 그의 제조 및 사용 방법 - Google Patents

알루미나-산화 이트륨-산화 지르코늄/산화 하프늄 물질,및 그의 제조 및 사용 방법 Download PDF

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Abstract

Al2O3-Y2O3-ZrO2/HfO2 세라믹 (유리, 결정성 세라믹 및 유리-세라믹을 포함) 및 그의 제조 방법. 본 발명에 따르는 세라믹은 유리 비드, 물품(예, 판), 섬유, 입자 및 얇은 피복로 만들어지거나, 형성되거나 변환될 수 있다. 상기 입자 및 섬유는 예를 들면 복합재(예, 세라믹, 금속 또는 중합체 매트릭스 복합재)에서 절연재, 충전재 또는 보강재로서 유용하다. 얇은 피복은 예를 들면 열 관리용 뿐만 아니라 마모를 수반하는 응용에서 보호 피복으로서 유용할 수 있다. 본 발명에 따르는 특정 세라믹 입자는 연마성 물품으로서 특히 유용할 수 있다.
알루미나, 산화 이트륨, 산화 지르코늄, 산화 하프늄, 세라믹, 결정성 세라믹, 유리-세라믹, 연마성 물품

Description

알루미나-산화 이트륨-산화 지르코늄/산화 하프늄 물질, 및 그의 제조 및 사용 방법 {Alumina-Yttria-Zirconium Oxide/Hafnium Oxide Materials, and Methods of Making and Using the Same}
본 발명은 Al2O3-Y2O3-ZrO2/HfO2 무정형 및(또는) 세라믹 물질 (유리, 결정성 세라믹 및 유리-세라믹을 포함) 및 그를 제조하는 방법에 관한 것이다.
다수의 무정형(유리를 포함) 및 유리-세라믹 조성물이 공지되어 있다. 대부분의 산화물 유리 계는 유리 형성을 돕기 위해 SiO2, B2O3, P2O 5, GeO2, TeO2, As2O3 및 V2O5와 같은 공지의 유리-형성제를 사용한다. 상기 유리-형성제를 사용하여 형성된 유리 조성물의 어떤 것은 열처리되어 유리-세라믹을 형성한다. 그러한 유리 형성제로부터 형성된 유리 및 유리-세라믹의 높은 사용 온도는 일반적으로 1200℃ 미만, 전형적으로 약 700-800℃이다. 유리-세라믹은 그들이 유래된 유리보다 더욱 온도 내성인 경향이 있다.
또한, 공지의 유리 및 유리-세라믹의 많은 성질들은 유리-형성제의 고유한 성질에 의해 제한된다. 예를 들면, SiO2, B2O3 및 P2O5 -기재 유리 및 유리-세라믹의 경우, 영 탄성율, 경도 및 강도가 상기 유리-형성제에 의해 제한된다. 그러한 유 리 및 유리-세라믹은 예를 들면 Al2O3 나 ZrO2에 비하여 일반적으로 열악한 기계적 성질을 갖는다. Al2O3 또는 ZrO2의 것과 유사한 임의의 기계적 성질을 갖는 유리-세라믹이 바람직할 것이다.
희토류 산화물-산화 알루미늄을 기재로 하는 유리와 같이 일부 비-통상적인 유리(예를 들면, PCT 출원 공개 WO 01/27046 A1, 2001년 4월 19일 발행, 및 일본 특허 문헌 2000-045129, 2000년 2월 15일 발행, 참고)가 공지되어 있지만, 추가의 신규 유리 및 유리-세라믹, 그리고 공지 및 신규의 유리 및 유리-세라믹 모두에 대한 용도가 요구된다.
또다른 국면에서, 다양한 연마성 물품(예, 다이아몬드 입자, 입방체 질화 붕소 입자, 융합된 연마성 입자, 및 소결된, 세라믹 연마성 입자(졸-겔-유래된 연마성 입자)가 당 분야에 공지되어 있다. 어떤 연마 응용에서, 연마성 입자는 산개된 형태로 사용되는 한편, 다른 응용에서 입자들은 연마성 제품(예, 피복된 연마성 제품, 접착된 연마성 제품, 부직 연마성 제품 및 연마성 브러쉬) 내로 도입된다. 특정 연마 응용을 위해 사용되는 연마성 입자의 선택에 사용되는 기준은 연마 수명, 절단 속도, 기재 표면 마무리, 연마 효율 및 제품 가격을 포함한다.
약 1900 년부터 1980 년대 중반까지, 피복된 및 접착된 연마성 제품을 사용하는 것과 같은 연마 응용을 위한 주된 연마성 입자는 전형적으로 융합된 연마성 입자였다. 융합된 연마성 입자에는 일반적으로 두 종류가 있다: (1) 융합된 알파 알루미나 연마성 입자(예를 들면 미국 특허 제 1,161,620 호(Coulter), 1,192,709 호(Tone), 1,247,337 호(Saunders 등), 1,268,533 호(Allen) 및 2,424,645 호(Baumann 등) 참고) 및 (2) 융합된 (때로 "공-융합된"이라고도 불리우는) 알루미나-지르코니아 연마성 입자(예를 들면 미국 특허 제 3,891,408 호(Rowse 등), 3,781,172 호(Pett 등), 3,893,826 호(Quinam 등), 4,126,429 호(Watson), 4,457,767 호(Poon 등) 및 5,143,522 호(Gibson 등) 참고)(또한 특정의 융합된 옥시질화물 연마성 입자를 보고하고 있는 예를 들면 미국 특허 제 5,023,212 호(Dubots 등) 및 5,336,280 호(Dubots 등) 참고). 융합된 알루미나 연마성 입자는 일반적으로 로에 알루미늄 원광 또는 보크사이트 같은 알루미나 공급원, 및 기타 바람직한 첨가제를 넣고, 상기 물질을 융점보다 높게 가열하고, 상기 용융물을 식혀 고체화된 덩어리를 수득하고, 상기 고체화된 덩어리를 입자로 분쇄한 다음, 입자를 체질 및 분류하여 원하는 연마성 입자 크기 분포를 수득함으로써 일반적으로 제조된다. 융합된 알루미나-지르코니아 연마성 입자는 로에 알루미나 공급원 및 지르코니아 공급원을 둘 다 넣고, 용융물을 융합된 알루미나 연마성 입자의 제조에 사용된 용융물보다 더 빨리 냉각시키는 것 외에는, 일반적으로 유사한 방식으로 제조된다. 융합된 알루미나-지르코니아 연마성 입자의 경우, 알루미나 공급원의 양은 일반적으로 약 50-80 중량%이고, 지르코니아의 양은 지르코니아 중량으로 50-20%이다. 융합된 알루미나 및 융합된 알루미나 연마성 입자를 제조하는 방법은 냉각 단계 이전에 용융물로부터 불순물을 제거하는 것을 포함할 수도 있다.
융합된 알파 알루미나 연마성 입자 및 융합된 알루미나-지르코니아 연마성 입자가 여전히 연마 응용(피복된 및 접착된 연마성 제품을 사용하는 것을 포함)에 널리 사용되고 있지만, 1980년대 중반 경부터 많은 연마 응용의 경우 주된 연마성 입자는 졸-겔-유래된 알파 알루미나 입자이다(미국 특허 제 4,314,827 호(Leitheiser 등), 4,518,397 호(Leitheiser 등), 4,623,364 호(Cottringer 등), 4,744,802 호(Schwabel), 4,770,671 (Monroe 등), 4,881,951 호(Wood 등), 4,960,441 호(Pellow 등), 5,139,978 호(Wood), 5,201,916 호(Berg 등), 5,366,523 호(Rowenhorst 등), 5,429,647 호(Larmie), 5,547,479 호(Conwell 등), 5,498,269 호(Larmie), 5,551,963 호(Larmie) 및 5,725,162 호(Garg 등) 참고)
상기 졸-겔-유래된 알파 알루미나 연마성 입자는, 첨가된 2차적인 상의 존재 또는 부재 하에 매우 미세한 알파 알루미나 미세결정로 만들어진 미세구조를 가질 수 있다. 예를 들면 연마성 입자로 만들어진 연마성 제품의 수명에 의해 측정되는 졸-겔 유래된 연마성 입자의 금속 위에서의 연마 성능은 통상의 융합된 알루미나 연마성 입자로부터 만들어진 그러한 제품에 비하여 극적으로 길다.
일반적으로, 졸-겔-유래된 연마성 입자의 제조 방법은 통상의 융합된 연마성 입자의 제조 방법에 비하여 더 복잡하고 비용이 많이 든다. 일반적으로, 졸-겔-유래된 연마성 입자는 물, 알루미나 1수화물(보에마이트) 및 선택적으로 해교제(예, 질산 등의 산)을 포함하는 분산액 또는 졸을 제조하고, 상기 분산액을 겔화시키고, 상기 겔화된 분산액을 건조시키고, 상기 건조된 분산액을 입자로 분쇄하고, 상기 입자를 체질하여 원하는 크기의 입자를 수득하고, 상기 입자를 소성하여 휘발성 물질을 제거하고, 상기 소성된 입자를 알루미나의 융점 미만의 온도에서 소결한 다음 상기 입자를 체질 및 분류하여 원하는 연마성 입자 크기 분포를 수득하는 것에 의 해 전형적으로 제조된다. 빈번히, 금속 산화물 개질제(들)가 상기 소결된 연마성 입자 내로 도입되어 소결된 연마성 입자의 물성 및(또는) 미세구조를 변화시키거나 그렇지 않으면 개질시킨다.
당 분야에 공지된 다양한 연마성 제품("연마성 물품"이라고도 칭함)이 있다. 전형적으로, 연마성 제품은 결합제, 및 결합제에 의해 상기 연마성 제품 내에 고정된 연마성 입자를 포함한다. 연마성 제품의 예로서, 피복된 연마성 제품, 접착된 연마성 제품, 부직 연마성 제품 및 연마성 브러쉬를 들 수 있다.
접착된 연마성 제품의 예로서, 연마 휠, 절단 휠 및 숫돌을 들 수 있다. 접착된 연마성 제품을 제조하기 위해 사용되는 접착 계의 주된 유형은 레지노이드, 유리화물 및 금속이다. 레지노이드 접착된 연마제는 상기 연마성 입자를 한데 접착하여 형태를 가진 덩어리를 형성하는 데 유기 결합제 계(예, 페놀계 결합제 계)를 사용한다(예를 들면 미국 특허 4,741,743 호(Narayanan 등), 4,800,685 호(Haynes 등), 5,037,453 호(Narayanan 등) 및 5,110,332 호(Narayanan 등)을 참고). 또하나의 주된 유형은 연마성 입자를 덩어리로 한데 접착하는 데 유리 결합제 계를 사용하는 유리화된 휠이다(예를 들면 미국 특허 제 4,543,107 호(Rue), 4,898,587 호(Hay 등), 4,997,461 호(Markhoff-Matheny 등) 및 5,863,308 호(Qi 등)를 참고). 상기 유리 결합은 일반적으로 900℃ 내지 1300℃ 사이의 온도에서 숙성된다. 오늘날 유리화된 휠은 융합된 알루미나 및 졸-겔-유래된 연마성 입자를 둘 다 사용한다. 그러나, 융합된 알루미나-지르코니아는 알루미나-지르코니아의 열 안정성으로 부분적으로 인하여 일반적으로 유리화된 휠 내에 도입되지 않는다. 유리 결합이 숙성되는 상승된 온도에서, 알루미나-지르코니아의 물성은 붕괴되어 그 연마 성능이 현저히 감소하게 된다. 금속 접착된 연마성 제품은 일반적으로 상기 연마성 입자를 접착하는 데 소결되거나 도금된 금속을 이용한다.
연마제 산업은 종래의 연마성 입자 및 제품에 비하여 제조하기 보다 쉽고, 제조 비용이 저렴하고(하거나) 성능 장점(들)을 제공하는 연마성 입자 및 연마성 제품을 게속적으로 요구한다.
발명의 요약
본 발명은 (이론적 산화물을 기준으로; 예를 들면 반응 생성물(예, Y3Al5O12)로서 존재할 수 있는) Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하며, 유리, 결정성 세라믹(예, 복합 금속 산화물의 미세결정(예, Al2O3·Y2O3 복합체) 및(또는) ZrO2) 및 유리-세라믹 물질을 포함하는 무정형(유리 포함) 및(또는) 세라믹(유리, 결정성 세라믹, 유리-세라믹 포함) 물질을 제공하며, 여기에서 Tg를 갖지 않는 무정형 물질 중 특정 바람직한 구현예는 서로에 대하여 각각 수직인 x, y 및 z 치수를 가지며, x, y 및 z 치수 각각은 5 mm 이상(어떤 구현에에서는 10 mm 이상)이고, x, y 및 z 치수는 적어도 30 마이크로미터, 35 마이크로미터, 40 마이크로미터, 45 마이크로미터, 50 마이크로미터, 75 마이크로미터, 100 마이크로미터, 150 마이크로미터, 200 마이크로미터, 250 마이크로미터, 500 마이크로미터, 1000 마이크로미터, 2000 마이크로미터, 2500 마이크로미터, 1 mm, 5 mm, 또는 심지어는 10 mm 이상이다. 물질의 x, y 및 z 치수는 치수의 크기에 따라 육안으로 또는 현미경을 사용하여 측정될 수 있다. 보고된 z 치수는 예를 들면, 구의 직경, 피복의 두께 또는 삼각기둥 모양의 가장 긴 길이이다. 본 발명에 따르는 세라믹 물질의 어떤 구현예는 예를 들면 세라믹의 총 중량을 기준으로 40 (35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 3, 2, 1 또는 심지어는 0) 중량% 미만의 SiO2, As2O3, B2O 3, P2O5, GeO2, TeO2, V2O5 및(또는) 이들의 조합과 같은 고전적인 유리 형성제를 포함할 수 있다. 본 발명에 따르는 세라믹은 예를 들면 적어도 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 또는 심지어는 100 부피%의 무정형 물질을 포함할 수 있다. 본 발명에 따르는 세라믹의 어떤 구현예는 세라믹 총 부피를 기준으로 예를 들면 적어도 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100 부피%의 결정성 세라믹을 포함할 수 있다.
전형적으로, 본 발명에 따르는 세라믹은 세라믹 총 중량을 기준으로 30 중량% 이상의 Al2O3를 포함한다. 더욱 전형적으로 본 발명에 따르는 세라믹은 세라믹의 총 중량을 기준으로 적어도 30 중량%(바람직하게는 약 30 내지 약 60의 범위)의 Al2O3, 적어도 20(약 20 내지 약 65) 중량%의 Y2O3, 및 적어도 5(약 5 내지 약 30) 중량%의 ZrO2 및(또는) HfO2을 포함한다. ZrO2:HfO2의 중량비는 1:0 (즉, 전부 ZrO2: HfO2 없음)에서 0:1의 범위일 수 있으며, 예를 들면, 적어도 약 99, 98, 97, 96, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 20, 15, 10 및 5 부(중량) ZrO2 및 상응하는 양의 HfO2(예를 들면, 적어도 약 99 부(중량)의 ZrO2 및 약 1 부 이하의 HfO2), 및 적어도 약 99, 98, 97, 96, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 20, 15, 10 및 5 부의 HfO2 및 상응하는 양의 ZrO2이다. 선택적으로, 본 발명의 세라믹은 REO를 더 포함한다.
결정성 세라믹을 포함하는 본 발명에 따르는 세라믹의 경우, 어떤 구현예는 상기 세라믹이 (a) 1 마이크로미터 미만의 평균 미세결정 크기(전형적으로 500 나노미터 미만, 심지어는 300, 200 또는 150 나노미터 미만; 및 어떤 구현예에서는 100, 75, 50, 25 또는 20 나노미터 미만)를 갖는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(들)의 미세결정(예, 복합체 Al2O3·Y2O3) 및(또는) ZrO2 )를 포함하는 미세구조를 나타내고, (b) 적어도 하나의 공융(eutectic) 미세구조 특성을 갖지 않거나(즉, 콜로니 및 라멜라 구조를 갖지 않음) 비-셀형태의 미세구조인 것들을 포함한다. 특정 평균 미세결정 값 내에서 적어도 하나의 결정성 상 및 특정 평균 미세결정 값 밖에서 적어도 하나의 (상이한) 결정성 상을 갖는 어떤 구현예의 경우도 본 발명의 범위 내에 있다.
본 발명의 어떤 구현예는 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 무정형 물 질을 포함하며, 여기에서 무정형 물질의 총 중량을 기준으로 적어도 80(85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%의 무정형 물질이 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 총합하여 포함한다.
본 발명의 어떤 구현예는 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 무정형 물질을 포함하며, 여기에서 무정형 물질의 총 중량을 기준으로 적어도 60 (65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%의 무정형 물질이 총합하여 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하고, 20 (바람직하게는 15, 10, 5 미만, 또는 심지어는 0) 중량% 미만이 SiO2 및 20(바람직하게는 15, 10, 5 미만, 심지어는 0) 중량% 미만이 B2O3를 포함한다.
본 발명의 어떤 구현예는 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 무정형 물질을 포함하며, 여기에서 무정형 물질의 총 중량을 기준으로 적어도 60 (65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%의 무정형 물질이 총합하여 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하고, 40 (바람직하게는 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5 미만, 또는 심지어는 0) 중량% 미만이 총합하여 SiO2, B2O3 및 P2O5를 포함한다.
본 발명의 어떤 구현예는 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 무정형 물질(예를 들면 적어도 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99, 또는 심지어는 100 부피% 무정형 물질)을 포함하는 세라믹을 포함하며, 여기에서 무정형 물질의 총 중량을 기준으로 적어도 80 (85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%의 무정형 물질이 총합하여 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함한다.
본 발명의 어떤 구현예는 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 무정형 물질(예를 들면 적어도 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99, 또는 심지어는 100 부피% 무정형 물질)을 포함하는 세라믹을 포함하며, 여기에서 무정형 물질의 총 중량을 기준으로 적어도 60 (65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%의 무정형 물질이 총합하여 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하고, 20 (바람직하게는 15, 10, 5 미만, 또는 심지어는 0) 중량% 미만이 SiO2 및 20 중량% 미만이 B2O3를 포함한다. 상기 세라믹은 결정성 세라믹(예를 들면, 적어도 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 3, 2 또는 1 부피% 결정성 세라믹)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 어떤 구현예는 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 무정형 물질(예를 들면 적어도 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99, 또는 심지어는 100 부피% 무정형 물질)을 포함하는 세라믹을 포함하며, 여기에서 무정형 물질의 총 중량을 기준으로 적어도 60 (65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%의 무정형 물질이 총합하여 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하고, 40 중량% 미만이 총합하여 SiO2, B2O3 및 P2O5을 포함한다. 상기 세라믹은 결정성 세라믹(예를 들면, 적어도 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 3, 2 또는 1 부피% 결정성 세라믹)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 어떤 구현예는 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 유리-세라믹을 포함하며, 여기에서 유리-세라믹의 총 중량을 기준으로 적어도 80 (85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%의 유리-세라믹 물질이 총합하여 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함한다. 유리-세라믹은 예를 들면 적어도 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 또는 95 부피% 유리를 포함할 수 있다. 유리-세라믹은 예를 들면 99, 98, 97, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10 또는 5 부피% 결정성 세라믹을 포함할 수 있다.
본 발명의 어떤 구현예는 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 유리-세라믹을 포함하며, 여기에서 유리-세라믹의 총 중량을 기준으로 적어도 60 (65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%의 유리-세라믹은 총합하여 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하고, 20 (바람직하게는 15, 10, 5 미만, 또는 심지어는 0) 중량% 미만이 SiO2 및 20 (바람직하게는 15, 10, 5 미만, 또는 심지어는 0) 중량% 미만이 B2O3를 포함한다. 상기 유리-세라믹은 예를 들면 적어도 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 또는 95 부피% 유리를 포함할 수 있다. 상기 유리-세라믹은 예를 들면 적어도 99, 98, 97, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10 또는 5 부피% 결정성 세라믹을 포함할 수 있다.
본 발명의 어떤 구현예는 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 유리-세라믹을 포함하며, 여기에서 유리-세라믹의 총 중량을 기준으로 적어도 60 (65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%의 유리-세라믹이 총합하여 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하고, 40 중량% 미만이 총합하여 SiO2, B2O3 및 P2O5을 포함한다. 상기 유리-세라믹은 예를 들면 적어도 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 또는 95 부피% 무정형 물질을 포함할 수 있다. 상기 유리-세라믹은 예를 들면 적어도 99, 98, 97, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10 또는 5 부피% 결정성 세라믹을 포함할 수 있다.
본 발명의 어떤 구현예는 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 유리-세라믹을 포함하며, 여기에서 유리-세라믹은 (a) 1 마이크로미터 미만(전형적으로, 500 나노미터 미만, 또는 심지어는 300, 220 또는 150 나노미터 미만; 및 어떤 구현예에서는 100, 75, 50, 25 또는 20 나노미터 미만)의 평균 미세결정 크기를 갖는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3 ) 및(또는) ZrO2로 된 미세결정)를 포함하는 미세구조를 나타내고, (b) 공융 미세구조 특성을 갖지 않 는다. 본 발명의 어떤 구현예는 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 유리-세라믹을 포함하며, 여기에서 유리-세라믹은 (a) 1 마이크로미터 미만(전형적으로, 500 나노미터 미만, 또는 심지어는 300, 200 또는 150 나노미터 미만; 및 어떤 구현예에서는 100, 75, 50, 25 또는 20 나노미터 미만)의 평균 미세결정 크기를 갖는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3 ) 및(또는) ZrO2로 된 미세결정)를 포함하는 비-셀형 미세구조를 나타낸다. 상기 유리-세라믹은 예를 들면 적어도 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 또는 95 부피% 무정형 물질을 포함할 수 있다. 상기 유리-세라믹은 예를 들면 적어도 99, 98, 97, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10 또는 5 부피% 결정성 세라믹을 포함할 수 있다. 어떤 구현예의 경우 특정의 평균 미세결정 값 내에서 적어도 하나의 결정성 상 및 특정된 평균 미세결정 값 밖에서 적어도 하나의 (상이한) 결정성 상을 갖는 것도 본 발명의 범위 내에 있다.
본 발명의 어떤 구현예는 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 결정성 세라믹(예, 적어도 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100 부피% 결정성 세라믹)을 포함하며, 여기에서 결정성 세라믹의 총 중량을 기준으로 적어도 80 (85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%의 결정성 세라믹이 총합하여 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함한다. 어떤 바람직한 구현예는 세라믹이 (a) 1 마이크로미터 미만(전형적으로, 500 나노미터 미만, 또는 심지어는 300, 200 또는 150 나노미터 미만; 및 어떤 구현예에서는 100, 75, 50, 25 또는 20 나노미터 미만)의 평균 미세결정 크기를 갖는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3) 및(또는) ZrO2로 된 미세결정)를 포함하는 미세구조를 나타내고, (b) 공융 미세구조 특성을 갖지 않는 것들을 포함한다. 본 발명의 어떤 구현예는 세라믹이 (a) 1 마이크로미터 미만(전형적으로, 500 나노미터 미만, 또는 심지어는 300, 200 또는 150 나노미터 미만; 및 어떤 구현예에서는 100, 75, 50, 25 또는 20 나노미터 미만)의 평균 미세결정 크기를 갖는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3) 및(또는) ZrO2로 된 미세결정)를 포함하는 비-셀형 미세구조를 나타내는 것들을 포함한다. 상기 세라믹은 예를 들면 적어도 99, 98, 97, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 3, 2, 또는 1 부피% 무정형 물질을 포함할 수 있다. 어떤 구현예의 경우 특정의 평균 미세결정 값 내에서 적어도 하나의 결정성 상 및 특정된 평균 미세결정 값 밖에서 적어도 하나의 (상이한) 결정성 상을 갖는 것도 본 발명의 범위 내에 있다.
본 발명의 어떤 구현예는 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 결정성 세라믹(예, 적어도 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100 부피% 결정성 세라믹)을 포함하는 세라믹을 포함하며, 여기에서 결정성 세라믹의 총 중량을 기준으로 적어도 60 (65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중 량%의 결정성 세라믹 물질이 총합하여 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO 2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하며, 20 (바람직하게는 15, 10, 5 미만, 또는 심지어는 0) 중량% 미만이 SiO2 및 20 (바람직하게는 15, 10, 5 미만, 또는 심지어는 0) 중량% 미만이 B2O3를 포함한다. 어떤 바람직한 구현예는 세라믹이 (a) 1 마이크로미터 미만(전형적으로, 500 나노미터 미만, 또는 심지어는 300, 200 또는 150 나노미터 미만; 및 어떤 구현예에서는 100, 75, 50, 25 또는 20 나노미터 미만)의 평균 미세결정 크기를 갖는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3) 및(또는) ZrO2로 된 미세결정)를 포함하는 미세구조를 나타내고, (b) 공융 미세구조 특성을 갖지 않는 것들을 포함한다. 본 발명의 어떤 구현예는 세라믹이 (a) 1 마이크로미터 미만(전형적으로, 500 나노미터 미만, 또는 심지어는 300, 200 또는 150 나노미터 미만; 및 어떤 구현예에서는 100, 75, 50, 25 또는 20 나노미터 미만)의 평균 미세결정 크기를 갖는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3) 및(또는) ZrO2로 된 미세결정)를 포함하는 비-셀형 미세구조를 나타내는 것들을 포함한다. 상기 세라믹은 예를 들면 적어도 99, 98, 97, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 3, 2, 또는 1 부피% 무정형 물질을 포함할 수 있다. 어떤 구현예의 경우 특정의 평균 미세결정 값 내에서 적어도 하나의 결정성 상 및 특정된 평균 미세결정 값 밖에서 적어도 하나의 (상이한) 결정성 상을 갖는 것도 본 발명의 범위 내에 있다.
본 발명의 어떤 구현예는 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 결정성 세라믹(예, 적어도 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100 부피% 결정성 세라믹)을 포함하는 세라믹을 포함하며, 여기에서 결정성 세라믹의 총 중량을 기준으로 적어도 60 (65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%의 결정성 세라믹 물질이 총합하여 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO 2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하며, 40 중량% 미만이 총합하여 SiO2, B2O3 및 P2O5 을 포함한다. 어떤 바람직한 구현예는 세라믹이 (a) 1 마이크로미터 미만(전형적으로, 500 나노미터 미만, 또는 심지어는 300, 200 또는 150 나노미터 미만; 및 어떤 구현예에서는 100, 75, 50, 25 또는 20 나노미터 미만)의 평균 미세결정 크기를 갖는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3) 및(또는) ZrO2로 된 미세결정)를 포함하는 미세구조를 나타내고, (b) 공융 미세구조 특성을 갖지 않는 것들을 포함한다. 본 발명의 어떤 구현예는 세라믹이 (a) 1 마이크로미터 미만(전형적으로, 500 나노미터 미만, 또는 심지어는 300, 200 또는 150 나노미터 미만; 및 어떤 구현예에서는 100, 75, 50, 25 또는 20 나노미터 미만)의 평균 미세결정 크기를 갖는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3) 및(또는) ZrO2 로 된 미세결정)를 포함하는 비-셀형 미세구조를 나타내는 것들을 포함한다. 상기 세라믹은 예를 들면 적어도 99, 98, 97, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 3, 2, 또는 1 부피% 무정형 물질을 포함할 수 있다. 어떤 구현예의 경우 특정의 평균 미세결정 값 내에서 적어도 하나의 결정성 상 및 특정된 평균 미세결정 값 밖에서 적어도 하나의 (상이한) 결정성 상을 갖는 것도 본 발명의 범위 내에 있다.
본 발명의 어떤 구현예는 세라믹이 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는, 결정성 세라믹(예, 적어도 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100 부피% 결정성 세라믹)을 포함하는 세라믹을 포함한다. 어떤 바람직한 구현예는 세라믹이 (a) 1 마이크로미터 미만(전형적으로, 500 나노미터 미만, 또는 심지어는 300, 200 또는 150 나노미터 미만; 및 어떤 구현예에서는 100, 75, 50, 25 또는 20 나노미터 미만)의 평균 미세결정 크기를 갖는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3) 및(또는) ZrO2로 된 미세결정)를 포함하는 미세구조를 나타내고, (b) 공융 미세구조 특성을 갖지 않는 것들을 포함한다. 본 발명의 어떤 구현예는 세라믹이 (a) 1 마이크로미터 미만(전형적으로, 500 나노미터 미만, 또는 심지어는 300, 200 또는 150 나노미터 미만; 및 어떤 구현예에서는 100, 75, 50, 25 또는 20 나노미터 미만)의 평균 미세결정 크기를 갖는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3) 및(또는) ZrO2로 된 미세결정)를 포함하는 비-셀형 미세구조를 나타내는 것들을 포함한다. 상기 세라믹은 예를 들면 적어도 99, 98, 97, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 3, 2, 또는 1 부피% 유리를 포함할 수 있다. 어떤 구현예의 경우 특정의 평균 미세결정 값 내에서 적어도 하나의 결정성 상 및 특정된 평균 미세결정 값 밖에서 적어도 하나의 (상이한) 결정성 상을 갖는 것도 본 발명의 범위 내에 있다.
본 발명의 어떤 구현예는 세라믹이 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 결정성 세라믹(예, 적어도 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100 부피% 결정성 세라믹)을 포함하는 세라믹을 포함하며, 여기에서 세라믹의 총 중량을 기준으로 적어도 80 (85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%의 세라믹이 총합하여 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함한다. 어떤 바람직한 구현예는 세라믹이 (a) 1 마이크로미터 미만(전형적으로, 500 나노미터 미만, 또는 심지어는 300, 200 또는 150 나노미터 미만; 및 어떤 구현예에서는 100, 75, 50, 25 또는 20 나노미터 미만)의 평균 미세결정 크기를 갖는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3) 및(또는) ZrO2로 된 미세결정)를 포함하는 미세구조를 나타내고, (b) 공융 미세구조 특성을 갖지 않는 것들을 포함한다. 본 발명의 어떤 구현예는 세라믹이 (a) 1 마이크로미터 미만(전형적으로, 500 나노미터 미만, 또는 심지어는 300, 200 또는 150 나노미터 미만; 및 어떤 구현예에서는 100, 75, 50, 25 또는 20 나노미터 미만)의 평균 미세결정 크기를 갖는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3) 및(또는) ZrO2 로 된 미세결정)를 포함하는 비-셀형 미세구조를 나타내는 것들을 포함한다. 상기 세라믹은 예를 들면 적어도 99, 98, 97, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 3, 2, 또는 1 부피% 유리를 포함할 수 있다. 어떤 구현예의 경우 특정의 평균 미세결정 값 내에서 적어도 하나의 결정성 상 및 특정된 평균 미세결정 값 밖에서 적어도 하나의 (상이한) 결정성 상을 갖는 것도 본 발명의 범위 내에 있다.
본 발명의 어떤 구현예는 세라믹이 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는, 결정성 세라믹(예, 적어도 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100 부피% 결정성 세라믹)을 포함하는 세라믹을 포함하며, 여기에서 세라믹의 총 중량을 기준으로 적어도 60 (65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%의 세라믹이 총합하여 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하며, 20 (바람직하게는 15, 10, 5 미만 또는 심지어는 0) 중량% 미만이 SiO2, 및 20 (바람직하게는 15, 10, 5 미만 또는 심지어는 0) 중량% 미만이 B2O3를 포함한다. 어떤 바람직한 구현예는 세라믹이 (a) 1 마이크로미터 미만(전형적으로, 500 나노미터 미만, 또는 심지어는 300, 200 또는 150 나노미터 미만; 및 어떤 구현예에서는 100, 75, 50, 25 또는 20 나노미터 미만)의 평균 미세결정 크기를 갖는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3) 및(또는) ZrO 2로 된 미세결정)를 포함하는 미세구조를 나타내고, (b) 공융 미세구조 특성을 갖지 않는 것들을 포함한다. 본 발명의 어떤 구현예는 세라믹이 (a) 1 마이크로미터 미만(전형적으로, 500 나노미터 미만, 또는 심지어는 300, 200 또는 150 나노미터 미만; 및 어떤 구현예에서는 100, 75, 50, 25 또는 20 나노미터 미만)의 평균 미세결정 크기를 갖는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3) 및(또는) ZrO2로 된 미세결정)를 포함하는 비-셀형 미세구조를 나타내는 것들을 포함한다. 상기 세라믹은 예를 들면 적어도 99, 98, 97, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 3, 2, 또는 1 부피% 유리를 포함할 수 있다. 어떤 구현예의 경우 특정의 평균 미세결정 값 내에서 적어도 하나의 결정성 상 및 특정된 평균 미세결정 값 밖에서 적어도 하나의 (상이한) 결정성 상을 갖는 것도 본 발명의 범위 내에 있다.
본 발명의 어떤 구현예는 세라믹이 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는, 결정성 세라믹(예, 적어도 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100 부피% 결정성 세라믹)을 포함하는 세라믹을 포함하며, 여기에서 세라믹의 총 중량을 기준으로 적어도 60 (65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%의 세라믹이 총합하여 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하며, 40 중량% 미만이 총합하여 SiO2, B2O3 및 P2O5을 포함한다. 어떤 바람직한 구현예는 세라믹이 (a) 1 마이크로미터 미만(전형적으로, 500 나노미터 미만, 또는 심지어는 300, 200 또는 150 나노미터 미만; 및 어떤 구현예에서는 100, 75, 50, 25 또는 20 나노미터 미만)의 평균 미세결정 크기를 갖는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3) 및(또는) ZrO2로 된 미세결정)를 포함하는 미세구조를 나타내고, (b) 공융 미세구조 특성을 갖지 않는 것들을 포함한다. 본 발명의 어떤 구현예는 세라믹이 (a) 1 마이크로미터 미만(전형적으로, 500 나노미터 미만, 또는 심지어는 300, 200 또는 150 나노미터 미만; 및 어떤 구현예에서는 100, 75, 50, 25 또는 20 나노미터 미만)의 평균 미세결정 크기를 갖는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3) 및(또는) ZrO2로 된 미세결정)를 포함하는 비-셀형 미세구조를 나타내는 것들을 포함한다. 상기 세라믹은 예를 들면 적어도 99, 98, 97, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 3, 2, 또는 1 부피% 유리를 포함할 수 있다. 어떤 구현예의 경우 특정의 평균 미세결정 값 내에서 적어도 하나의 결정성 상 및 특정된 평균 미세결정 값 밖에서 적어도 하나의 (상이한) 결정성 상을 갖는 것도 본 발명의 범위 내에 있다.
본 발명의 어떤 구현예는 유리-세라믹이 (a) 200 나노미터 (150 나노미터, 100 나노미터, 75 나노미터 또는 심지어는 50 나노미터) 미만의 평균 미세결정 크기를 갖는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3) 및(또는) ZrO2로 된 미세결정)를 포함하는 미세구조를 나타내고, (b) 이론적 밀도의 적어도 90%(95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5% 또는 100%)의 밀도를 갖는, Al2O3, Y2O 3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 유리-세라믹을 포함한다. 어떤 구현예는 공융 미세구조 특성의 한 가지 이상을 갖지 않거나 비-셀형 마이크로구조일 수 있 다. 어떤 구현예의 경우 특정의 평균 미세결정 값 내에서 적어도 하나의 결정성 상 및 특정된 평균 미세결정 값 밖에서 적어도 하나의 (상이한) 결정성 상을 갖는 것도 본 발명의 범위 내에 있다.
본 발명의 어떤 구현예는 유리-세라믹이 (a) 크기가 200 나노미터 (150 나노미터, 100 나노미터, 75 나노미터 또는 심지어는 50 나노미터) 보다 큰 미세결정이 없는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3) 및(또는) ZrO2로 된 미세결정)를 포함하는 미세구조를 나타내고, (b) 이론적 밀도의 적어도 90%(95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5% 또는 100%)의 밀도를 갖는, Al2O3, Y2O3 , 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 유리-세라믹을 포함한다. 어떤 구현예는 공융 미세구조 특성의 한 가지 이상을 갖지 않거나 비-셀형 마이크로구조일 수 있다. 어떤 구현예의 경우 특정의 평균 미세결정 값 내에서 적어도 하나의 결정성 상 및 특정된 평균 미세결정 값 밖에서 적어도 하나의 (상이한) 결정성 상을 갖는 것도 본 발명의 범위 내에 있다.
본 발명의 어떤 구현예는 유리-세라믹이 (a) 적어도 일부의 미세결정의 크기가 150 나노미터 이하(100 나노미터, 75 나노미터 또는 심지어는 50 나노미터)인 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3) 및(또는) ZrO2로 된 미세결정)를 포함하는 미세구조를 나타내고, (b) 이론적 밀도의 적어도 90%(95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5% 또는 100%)의 밀도를 갖는, Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 유리-세라믹을 포함한다. 어떤 구현예는 공융 미세구조 특 성의 한 가지 이상을 갖지 않거나 비-셀형 마이크로구조일 수 있다. 어떤 구현예의 경우 특정의 평균 미세결정 값 내에서 적어도 하나의 결정성 상 및 특정된 평균 미세결정 값 밖에서 적어도 하나의 (상이한) 결정성 상을 갖는 것도 본 발명의 범위 내에 있다.
본 발명의 어떤 구현예는 유리-세라믹이 (a) 크기가 1 마이크로미터 이하(500 나노미터, 300 나노미터, 200 나노미터, 150 나노미터, 100 나노미터, 75 나노미터 또는 심지어는 50 나노미터) 이하인 평균 미세결정 크기를 갖는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3) 및(또는) ZrO2로 된 미세결정)를 포함하는 미세구조를 나타내고, (b) 이론적 밀도의 적어도 90%(95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5% 또는 100%)의 밀도를 갖는, Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 완전히 결정화된 유리-세라믹을 포함한다. 어떤 구현예는 공융 미세구조 특성의 한 가지 이상을 갖지 않거나 비-셀형 마이크로구조일 수 있다. 어떤 구현예의 경우 특정의 평균 미세결정 값 내에서 적어도 하나의 결정성 상 및 특정된 평균 미세결정 값 밖에서 적어도 하나의 (상이한) 결정성 상을 갖는 것도 본 발명의 범위 내에 있다.
결정성 세라믹을 포함하는 본 발명에 따르는 세라믹의 경우, 어떤 구현예는 세라믹이 (a) 200 나노미터 미만(150 나노미터, 100 나노미터, 75 나노미터 또는 심지어는 50 나노미터)인 평균 미세결정 크기를 갖는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3) 및(또는) ZrO2로 된 미세결정)를 포함하는 미세구조를 나 타내고, (b) 이론적 밀도의 적어도 90%(95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5% 또는 100%)의 밀도를 갖는다. 어떤 구현예는 공융 미세구조 특성의 한 가지 이상을 갖지 않거나 비-셀형 마이크로구조일 수 있다. 어떤 구현예의 경우 특정의 평균 미세결정 값 내에서 적어도 하나의 결정성 상 및 특정된 평균 미세결정 값 밖에서 적어도 하나의 (상이한) 결정성 상을 갖는 것도 본 발명의 범위 내에 있다.
결정성 세라믹을 포함하는 본 발명에 따르는 세라믹의 경우, 어떤 구현예는 세라믹이 (a) 크기가 200 나노미터 (150 나노미터, 100 나노미터, 75 나노미터 또는 심지어는 50 나노미터) 보다 큰 미세결정이 없는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3) 및(또는) ZrO2로 된 미세결정)를 포함하는 미세구조를 나타내고, (b) 이론적 밀도의 적어도 90%(95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5% 또는 100%)의 밀도를 갖는, Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 것들을 포함한다. 어떤 구현예는 공융 미세구조 특성의 한 가지 이상을 갖지 않거나 비-셀형 마이크로구조일 수 있다. 어떤 구현예의 경우 특정의 평균 미세결정 값 내에서 적어도 하나의 결정성 상 및 특정된 평균 미세결정 값 밖에서 적어도 하나의 (상이한) 결정성 상을 갖는 것도 본 발명의 범위 내에 있다.
결정성 세라믹을 포함하는 본 발명에 따르는 세라믹의 경우, 어떤 구현예는 세라믹이 (a) 적어도 일부의 미세결정의 크기가 150 나노미터 (100 나노미터, 75 나노미터 또는 심지어는 50 나노미터) 이하인 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3) 및(또는) ZrO2로 된 미세결정)를 포함하는 미세구조를 나타내고, (b) 이론적 밀도의 적어도 90%(95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5% 또는 100%)의 밀도를 갖는, Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 것들을 포함한다. 어떤 구현예는 공융 미세구조 특성의 한 가지 이상을 갖지 않거나 비-셀형 마이크로구조일 수 있다. 어떤 구현예의 경우 특정의 평균 미세결정 값 내에서 적어도 하나의 결정성 상 및 특정된 평균 미세결정 값 밖에서 적어도 하나의 (상이한) 결정성 상을 갖는 것도 본 발명의 범위 내에 있다.
결정성 세라믹을 포함하는 본 발명에 따르는 세라믹의 경우, 어떤 구현예는 세라믹이 (a) 크기가 1 마이크로미터 이하(500 나노미터, 300 나노미터, 200 나노미터, 150 나노미터, 100 나노미터, 75 나노미터 또는 심지어는 50 나노미터)의 평균 미세결정 크기를 갖는 미세결정(예, 복합 금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2 O3) 및(또는) ZrO2로 된 미세결정)를 포함하는 미세구조를 나타내고, (b) 이론적 밀도의 적어도 90%(95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5% 또는 100%)의 밀도를 갖는, Al2O3, Y2 O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 것들을 포함한다. 어떤 구현예는 공융 미세구조 특성의 한 가지 이상을 갖지 않거나 비-셀형 마이크로구조일 수 있다. 어떤 구현예의 경우 특정의 평균 미세결정 값 내에서 적어도 하나의 결정성 상 및 특정된 평균 미세결정 값 밖에서 적어도 하나의 (상이한) 결정성 상을 갖는 것도 본 발명의 범위 내에 있다.
본 발명의 어떤 구현예는 알파 Al2O3, 결정성 ZrO2, 및 제1 복합 Al2 O3·Y2O3 를 포함하는 유리-세라믹을 포함하며, 여기에서 알파 Al2O3, 결정성 ZrO2, 및 제1 복합 Al2O3·Y2O3의 적어도 하나는 200 나노미터 이하의 평균 결정 크기(어떤 구현예에서 바람직하게는 75 나노미터 이하, 또는 심지어는 50 나노미터 이하)를 가지며, 연마성 입자는 이론적 밀도의 적어도 90 (어떤 구현예에서는 적어도 95, 96, 97, 98, 99, 99.5 또는 심지어는 100)%의 밀도를 갖는다. 어떤 구현예에서는, 결정 크기의 바람직하게는 75(80, 85, 90, 95, 97 또는 심지어는 99) 수량% 이상이 200 나노미터 이하이다. 어떤 구현예에서 바람직하게는, 상기 유리-세라믹은 제2 상이한 복합 Al2O3·Y2O3을 더 포함한다. 어떤 구현예에서 바람직하게는 상기 유리-세라믹은 복합 Al2O3·REO를 더 포함한다.
본 발명의 어떤 구현예는 제1 복합 Al2O3·Y2O3, 제2 상이한 복합 Al2O3·Y2O3 및 결정성 ZrO2를 포함하는 유리-세라믹을 포함하며, 여기에서 제1 복합 Al2O3·Y2O3, 제2 복합 Al2O3·Y2 O3 또는 결정성 ZrO2의 적어도 하나의 경우, 그 결정 크기의 적어도 90(어떤 구현예에서 바람직하게는 95, 또는 심지어는 100) 수량%가 200 나노미터 이하(어떤 구현예에서 바람직하게는 100 나노미터 이하, 75 나노미터 이하 또는 심지어는 50 나노미터 이하)이며, 여기에서 연마성 입자는 이론적 밀도의 90(어떤 구현예에서는 적어도 95, 96, 97, 98, 99, 99.5 또는 심지어는 100)% 이상의 밀도를 갖는다. 어떤 구현예에서 바람직하게는, 상기 유리-세라믹은 제2 상이한 복합 Al2O3·Y2O3을 더 포함한다. 어떤 구현예에서 바람직하게는 상기 유리- 세라믹은 복합 Al2O3·REO를 더 포함한다.
본 발명의 어떤 구현예는 제1 복합 Al2O3·Y2O3, 제2 상이한 복합 Al2O3·Y2O3 및 결정성 ZrO2를 포함하는 유리-세라믹을 포함하며, 여기에서 제1 복합 Al2O3·Y2O3, 제2 상이한 복합 Al2O3·Y 2O3 또는 결정성 ZrO2의 적어도 하나는 100 나노미터 이하(어떤 구현예에서 바람직하게는 75 나노미터 이하, 또는 심지어는 50 나노미터 이하)의 평균 결정 크기를 가지며, 여기에서 연마성 입자는 이론적 밀도의 90(어떤 구현예에서는 적어도 95, 96, 97, 98, 99, 99.5 또는 심지어는 100)% 이상의 밀도를 갖는다. 어떤 구현예에서 바람직하게는, 결정 크기의 적어도 75 (80, 85, 90, 95, 97 또는 심지어는 적어도 99) 수량%가 200 나노미터 이하이다. 어떤 구현예에서 바람직하게는 상기 유리-세라믹은 제2 상이한 복합 Al2O3·Y2 O3을 더 포함한다. 어떤 구현예에서 바람직하게는 상기 유리-세라믹은 복합 Al2O3·REO를 더 포함한다.
본 발명의 어떤 구현예는 제1 복합 Al2O3·Y2O3, 제2 상이한 복합 Al2O3·Y2O3 및 결정성 ZrO2를 포함하는 유리-세라믹을 포함하며, 여기에서 제1 복합 Al2O3·Y2O3, 제2 상이한 복합 Al2O3·Y 2O3 또는 결정성 ZrO2의 적어도 하나의 경우, 결정 크기의 적어도 90(어떤 구현예에서 바람직하게는 95 또는 심지어는 100) 수량%가 200 나노미터 이하(어떤 구현예에서 바람직하게는 100 나노미터 이하, 75 나노미터 이하, 또는 심지어는 50 나노미터 이하)이며, 여기에서 연마성 입자는 이론적 밀도의 90(어떤 구현예에서는 적어도 95, 96, 97, 98, 99, 99.5 또는 심지어는 100)% 이상의 밀도를 갖는다. 어떤 구현예에서 바람직하게는, 상기 유리-세라믹은 복합 Al2O3·REO를 더 포함한다.
또다른 국면에서, 본 발명은 본 발명에 따르는 세라믹의 제조 방법을 제공한다. 예를 들면, 본 발명은 물질(예, 유리, 또는 유리와 결정성 세라믹(유리-세라믹을 포함))을 포함하는 본 발명에 따르는 세라믹의 제조 방법을 제공하며, 상기 방법은
적어도 Al2O3·Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종의 공급원을 용융시켜 용융물을 수득하고;
상기 용융물을 냉각시켜 세라믹 함유 물질을 제공하는 것을 포함한다.
여기에 기재된 무정형 물질을 포함하는 특정 무정형 물질 또는 세라믹을 열처리하여 결정성 세라믹(유리-세라믹 포함)(즉, 적어도 일부의 무정형 물질이 유리-세라믹으로 변환되도록)을 포함하는 세라믹으로 만드는 것도 본 발명의 범위 내에 있다.
본 출원에서:
"무정형 물질"은 X-선 회절에 의해 측정될 때 임의의 긴 범위의 결정 구조가 없고(없거나) "시차적 열분석"이라는 제목으로 여기에 기재된 시험에 의해 측정될 때 DTA(시차적 열분석)에 의해 측정된 무정형 물질의 결정화에 해당하는 발열 피크 를 갖는 용융물 및(또는) 기체 상으로부터 유래된 물질을 의미하고;
"세라믹"은 유리, 결정성 세라믹, 유리-세라믹 및 이들의 조합을 포함하며;
"복합 금속 산화물"은 2종 이상의 상이한 금속 원소 및 산소를 포함하는 금속 산화물(예, CeAl11O18, Dy3Al5O12, MgAl2 O4 및 Y3Al5O12)을 의미하고;
"복합 Al2O3·금속 산화물"은 이론적 산화물을 기준으로, Al2O 3 및 1종 이상의 Al 이외의 금속 원소를 포함하는 복합 금속 산화물(예, CeAl11O18, Dy3Al 5O12, MgAl2O4 및 Y3Al5O12)을 의미하며;
"복합 Al2O3·Y2O3"는 이론적 산화물을 기준으로 Al2O3 및 Y2O3를 포함하는 복합 금속 산화물(예, Y3Al5O12)을 의미하고;
"복합 Al2O3·REO"는 이론적 산화물을 기준으로 Al2O3 및 희토류 산화물을 포함하는 복합 금속 산화물(예, CeAl11O18, Dy3Al5O12)을 의미하며;
"유리"는 유리 전이 온도를 나타내는 무정형 물질을 의미하고;
"유리-세라믹"은 무정형 물질을 열처리하여 형성된 결정을 포함하는 세라믹을 의미하며;
"Tg"는 "시차적 열분석"이라는 제목으로 여기에 기재된 시험에 의해 측정된 유리 전이 온도를 의미하고;
"Tx"는 "시차적 열분석"이라는 제목으로 여기에 기재된 시험에 의해 측정된 결정화 온도를 의미하며;
"희토류 산화물"은 산화 세륨(예, CeO2), 산화 디스프로슘(예, Dy2O3 ), 산화 에르븀(예, Er2O3), 산화 유러퓸(예, Eu2O3), 산화 가돌리늄(예, Gd2O3), 산화 홀뮴(예, Ho2O3), 산화 란탄(예, La2O3), 산화 루테튬(예, Lu2 O3), 산화 네오디뮴(예, Nd2O3), 산화 프라세오디뮴(예, Pr6O11), 산화 사마륨(예, Sm 2O3), 산화 테르븀(예, Tb2O3), 산화 토륨(예, Th4O7), 산화 툴륨(예, Tm2O 3) 및 산화 이테르븀(예, Yb2O3) 및 이들의 조합을 의미하고;
"REO"는 희토류 산화물(들)을 의미한다.
또한 여기에서 금속 산화물(예, Al2O3, 복합 Al2O3·금속 산화물 등)이 예를 들면 유리-세라믹 중 결정성이라고 언급되지 않는 한, 이는 무정형, 결정성 또는 일부 무정형 및 일부 결정성일 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들어 유리-세라믹이 Al2O3 및 ZrO2를 포함하는 경우, Al2O3 및 ZrO 2 각각은 무정형 상태, 결정성 상태, 또는 일부 무정형 상태 및 일부 결정성 상태, 또는 심지어는 다른 금속 산화물과의 반응 생성물로서 존재할 수 있다(예, 예를 들면 Al2O3 가 결정성 Al2O3 또는 Al2O3의 특정 결정성 상(예, 알파 Al2O3)으로 존재한다고 언급되지 않는 한, 이는 결정성 Al2O3 및(또는) 1종 이상의 결정성 복합 Al2O3·금속 산화물의 일부로서 존재할 수 있음).
또한, Tg를 나타내지 않는 무정형 물질을 가열하여 형성된 유리-세라믹은 실질적으로 유리를 포함하지 않을 것이나, 오히려 Tg를 나타내지 않는 결정 및 무정형 물질을 포함할 수도 있다는 점이 이해된다.
본 발명에 따르는 세라믹 물품은 유리 비드(예, 적어도 1 마이크로미터, 5 마이크로미터, 10 마이크로미터, 25 마이크로미터, 50 마이크로미터, 100 마이크로미터, 150 마이크로미터, 250 마이크로미터, 500 마이크로미터, 750 마이크로미터, 1 mm, 5 mm 또는 심지어는 10 mm 이상의 직경을 갖는 비드), 판, 섬유, 입자 및 피복(예, 얇은 피복)으로 제조, 형성 또는 변환될 수 있다. 유리 비드는 예를 들면 역반사 시트, 문자숫자 판 및 포장도로 표지 같은 반사 장치에 사용될 수 있다. 입자 및 섬유는 예를 들면 절연재, 충전재, 또는 복합재(예, 세라믹, 금속 또는 중합체 매트릭스 복합재) 중 보강재로서 유용하다. 얇은 피복은 예를 들면 열 관리용 뿐만 아니라 마모를 수반하는 응용에 보호 피복으로서 유용할 수 있다. 본 발명에 따르는 물품의 예는 주방용기(예, 접시), 치과용 브래킷 및 보강 섬유, 절단 도구 삽입물, 연마성 물질 (예, 밸브 및 베어링)의 구조적 성분을 포함한다. 다른 물품들은 몸체 또는 기타 기재의 외 표면 상에 세라믹의 보호 피복을 갖는 것들을 포함한다. 본 발명에 따르는 특정 세라믹 입자는 연마성 입자로서 특히 유용할 수 있다. 연마성 입자는 연마성 물품 내로 도입되거나 산개된 형태로 사용될 수 있다.
본 발명에 따르는 연마성 물품은 결합제 및 복수의 연마성 입자를 포함하며, 여기에서 연마성 입자의 적어도 일부는 본 발명에 따르는 연마성 입자가다. 예시적인 연마성 제품으로서 피복된 연마성 물품, 접착된 연마성 물품(예, 휠), 부직 연마성 물품 및 연마성 브러쉬를 들 수 있다. 피복된 연마성 물품은 전형적으로 제1 및 제2 마주보는 주 표면을 갖는 배킹을 포함하며, 여기에서, 상기 결합제 및 복수의 연마성 입자는 제1 주 표면의 적어도 일부 위에 연마층을 형성한다.
어떤 구현예에서 바람직하게는, 연마성 물품 중 연마성 입자의 총 중량을 기준으로 할 때, 연마성 물품 중 적어도 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 또는 심지어는 100 중량%의 연마성 입자가 본 발명에 따르는 연마성 입자가다.
연마성 입자는 일반적으로 사용 전에 주어진 입자 크기 분포로 분류된다. 이러한 분포는 전형적으로 조립자로부터 미세한 입자까지 입자 크기의 범위를 갖는다. 연마제 기술에서 상기 범위는 종종 "조대한", "대조" 및 "미세" 분획이라 일컬어진다. 산업적으로 수용되는 등급 표준에 따라 분류된 연마성 입자는 각 공칭 등급에 대하여 숫자적 한계 내에서 입자 크기 분포를 특정한다. 이러한 산업적으로 수용되는 등급 표준(즉, 특정화된 공칭 등급)은 ANSI (American National Standards Institute, Inc.) 표준, FEPA (Federation of European Producers of Abrasive Products) 표준, 및 JIS (Japanese Industrial Standard) 표준으로 알려져 있는 것들을 포함한다. 한 국면에서, 본 발명은 특정화된 공칭 등급을 갖는 복수의 연마성 입자를 제공하며, 여기에서 복수의 연마성 입자의 적어도 일부는 본 발명에 따르는 연마성 입자들이다. 어떤 구현예에서 바람직하게는, 복수의 연마성 입자의 총 중량을 기준으로, 적어도 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 75, 80, 85, 90, 95 또는 심지어는 100 중량%의 복수의 연마성 입자가 본 발명에 따르는 연마성 입자들이다.
본 발명은 본 발명에 따르는 연마성 입자를 작업편의 표면과 접촉시키고;
본 발명에 따르는 연마성 입자 또는 상기 접촉된 표면의 적어도 하나를 이동하여 상기 표면의 적어도 일부가 본 발명에 따르는 연마성 입자의 적어도 하나에 의해 연마되게 하는 것을 포함하는 표면 연마 방법을 또한 제공한다.
도 1은 열-처리된 실시예 1 물질의 광택낸 단면의 SEM 현미경 사진이고;
도 2는 실시예 1 물질의 DTA 곡선이며;
도 3은 본 발명에 따르는 연마성 입자를 포함하는 피복된 연마성 물품의 부분 단면도이고;
도 4는 본 발명에 따르는 연마성 입자를 포함하는 접착된 연마성 물품의 투시도이며;
도 5는 본 발명에 따르는 연마성 입자를 포함하는 부직포 연마성 물품의 확대도이다.
일반적으로, 본 발명에 따르는 세라믹은 적절한 금속 산화물 공급원을 가열(화염 중 가열을 포함)하여 용융물, 바람직하게는 균질의 용융물을 형성시킨 다음, 상기 용융물을 급속히 냉각시켜 무정형 물질 또는 무정형 물질을 포함하는 세라믹 을 수득함으로써 제조될 수 있다. 무정형 물질 및 본 발명에 따르는 무정형 물질을 포함하는 세라믹은 예를 들면 적절한 금속 산화물 공급원을 가열(화염 중 가열을 포함)하여 용융물, 바람직하게는 균질의 용융물을 형성시킨 다음, 상기 용융물을 급속히 냉각시켜 무정형 물질을 수득함으로써 제조될 수 있다. 무정형 물질의 어떤 구현예는 예를 들면 금속 산화물 공급원을 임의의 적당한 로(예, 유도 가열된 로, 기체-점화된 로 또는 전기 로)에서 또는 예를 들면 플라즈마에서 용융시킴으로써 제조될 수 있다. 수득되는 용융물을 냉각시킨다(예, 상기 용융물을 냉각 매질(예, 고속 공기 분사, 액체, 금속판(냉각시킨 금속 판 포함), 금속 롤(냉각시킨 금속 롤 포함), 금속 볼(냉각시킨 금속 볼 포함) 등) 내로 배출시킴).
하나의 방법에서, 무정형 물질 및 본 발명에 따르는 무정형 물질을 포함하는 세라믹은 예를 들면 미국 특허 제 6,254,981 호(Castle)에 개시된 바와 같은 화염 융합을 이용하여 제조될 수 있다. 상기 방법에서는, 금속 산화물 원료를 버너(예, 메탄-공기 버너, 아세틸렌-산소 버너, 수소-산소 버너 등) 내로 직접 공급(예, 입자의 형태로, 때로는 "공급 입자"라고도 함)한 다음, 예를 들면 물, 냉각 오일, 공기 등에서 급냉시킨다. 공급 입자는 예를 들면 상기 금속 산화물 공급원을 연마, 응고(예, 분무-건조), 용융 또는 소결시킴으로써 형성될 수 있다. 화염 내로 공급되는 공급 입자의 크기는 입자를 포함하는 결과적인 무정형 물질의 크기를 일반적으로 결정한다.
무정형 물질의 어떤 구현예는 자유 낙하 냉각을 이용하는 레이저 방사 용융, 테일러(Taylor) 와이어 기술, 플라즈마트론 기술, 해머와 모루 기술, 원심분리 급 냉, 공기 총 판자 냉각, 단일 롤러 및 2중 롤러 급냉, 롤러-판 급냉 및 펜던트 강하 용융 추출(예를 들면, Rapid Solidification of Ceramics, Brockway et al., Metals and Ceramics Information Center, A Department of Defense Information Analysis Center, Columbus, OH, January, 1984 참고)과 같은 여타 기술에 의해 수득될 수도 있다. 무정형 물질의 어떤 구현예는 적절한 전구체의 열적 (화염 또는 레이저 또는 플라즈마-보조를 포함하는) 열분해, 금속 전구체의 물리적 증기 합성(PVS) 및 기계화학적 가공과 같은 여타 기술들에 의해 수득될 수도 있다.
유용한 Al2O3-Y2O3-ZrO2/HfO2 조성은 공융 조성물(예, 3차 공융 조성물) 또는 그 근처의 것들을 포함한다. 여기에 개시된 Al2O3-Y2O3-ZrO 2/HfO2 조성물 외에, 4차 및 기타 더 높은 차수의 공융 조성물을 포함하는 그러한 다른 조성물들이 본 개시를 검토한 후 당업자에게는 자명할 것이다.
(이론적 산화물을 기준으로) Al2O3의 상업적 공급원을 포함하는 공급원은 보크사이트(천연 보크사이트 및 합성적으로 생성된 보크사이트를 둘 다 포함), 소성된 보크사이트, 수화된 알루미나(예, 보에마이트(boehmite) 및 깁사이트(gibbsite)), 알루미늄, 바이에르(Bayer) 가공 알루미나, 알루미늄 원광, 감마 알루미나, 알파 알루미나, 알루미늄 염, 질산 알루미늄 및 이들의 조합을 포함한다. Al2O3의 공급원은 Al2O3를 함유하거나 오직 Al2 O3만을 제공할 수 있다. 그렇지 않으면 Al2O3 공급원은 Al2O3 뿐 아니라 Al2O 3가 아닌 1종 이상의 금속 산화물( 복합 Al2O3·금속 산화물(예, Dy3Al5O12, Y3 Al5O12, CeAl11O18 등)로 된 또는 그를 함유하는 것을 포함)을 함유 또는 제공할 수 있다.
(이론적 산화물을 기준으로) Y2O3의 상업적 공급원을 포함하는 공급원은 산화 이트륨 분말, 이트륨, 이트륨-함유 원광, 및 이트륨 염(예, 이트륨의 탄산염, 질산염, 염화물, 수산화물 및 이들의 조합)을 포함한다. Y2O3 공급원은 Y2O 3를 함유하거나 오직 Y2O3 만을 제공한다. 그렇지 않으면, Y2O3 공급원은 Y2O3 뿐만 아니라 Y2O3가 아닌 1종 이상의 금속 산화물(복합 Y2O3·금속 산화물(예, Y3Al5O12)로 된, 또는 이를 함유하는 물질을 포함)을 함유 또는 제공할 수 있다.
(이론적 산화물을 기준으로) ZrO2의 상업적 공급원을 포함하는 공급원은 산화 지르코늄 분말, 지르콘 모래, 지르코늄, 지르코늄-함유 원광, 및 지르코늄 염(예, 지르코늄의 탄산염, 아세테이트, 질산염, 염화물, 수산화물 및 이들의 조합)을 포함한다. 부가적으로 또는 대체적으로, ZrO2의 공급원은 ZrO2, 뿐만 아니라 산화 하프늄 같은 여타 금속 산화물을 함유하거나 제공할 수 있다. (이론적 산화물을 기준으로) HfO2의 상업적 공급원을 포함하는 공급원은 산화 하프늄 분말, 하프늄, 하프늄-함유 원광 및 하프늄 염을 포함한다. 부가적으로 또는 대체적으로, HfO2의 공급원은 HfO2 뿐만 아니라 ZrO2 같은 여타 금속 산화물을 함유하거나 제공할 수 있다.
선택적으로, 본 발명에 따르는 세라믹은 여타 산화물 금속 산화물(즉, Al2O3가 아닌 금속 산화물, 희토류 산화물(들) 및 ZrO2/HfO2)을 더 포함한다. 기타 유용한 금속 산화물은 이론적 산화물을 기준으로 BaO, CaO, Cr2O3, CoO, Fe2O 3, GeO2, Li2O, MgO, MnO, NiO, Na2O, Sc2O3, SrO, TiO2, ZnO 및 이들의 조합을 또한 포함할 수 있다. 상업적 공급원을 포함하는 공급원은 산화물 자체, 복합 산화물, 원광, 탄산염, 아세테이트, 질산염, 염화물, 수산화물 등을 포함한다. 상기 금속 산화물을 첨가하여 수득되는 세라믹의 물성을 개질하고(하거나) 공정을 개선한다. 이들 금속 산화물은 전형적으로 모든 경우에 0 내지 50 중량%, 어떤 구현예에서 바람직하게는 0 내지 25 중량%, 더욱 바람직하게는 예를 들면 요구되는 성질에 따라 세라믹 물질의 0 내지 50 중량% 첨가된다.
어떤 구현예에서는, 금속 산화물 공급원의 적어도 일부(어떤 구현예에서 바람직하게는, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 또는 심지어는 50 중량%)가, 산화물 형성에 음의 엔탈피를 갖는 적어도 1종의 금속(예, Al, Ca, Cu, Cr, Fe, Li, Mg, Ni, Ag, Ti, Zr 및 이들의 조합) M 또는 그 알로이를 포함하는 미립자, 금속 물질를 첨가하거나 그렇지 않으면 다른 원료 물질과 금속을 혼합함으로써 수득되는 것이 유리할 수 있다. 이론에 구애되기를 원치 않지만, 금속의 산화와 관련된 발열 반응으로부터 결과된 열이 균질 용융물 및 수득되는 무정형 물질의 형성에 유익한 것으로 생각된다. 예를 들면, 원료 물질 내에서 산화 반응에 의해 생성된 추가의 열이 불필요한 열 전달을 제거 또는 최소화시키고, 따라서, 특히 150 마이크로미터가 넘는 x, y 및 z 치수를 갖는 무정형 입자를 형성할 때, 용융물의 형성 및 균질성을 돕는 것으로 생각된다. 또한 각종 화학 반응 및 물리적 공정(예, 고밀도화, 구형화)의 완결을 촉진하는 데 추가의 가열 보조제를 사용할 수 있음이 생각된다. 또한, 어떤 구현예의 경우에는, 산화 반응에 의해 발생된 추가의 열이, 물질의 높은 융점으로 인하여 다른 방법으로는 어렵거나 아니면 실용적이지 못한, 용융물의 형성을 실질적으로 가능케하는 것으로 생각된다. 또한, 산화 반응에 의해 발생된 추가의 열의 존재가 다른 방법으로는 만들어질 수 없거나 원하는 크기 범위로 제조될 수 없는 무정형 물질의 형성을 실질적으로 가능케 한다. 본 발명의 또다른 장점은, 무정형 물질을 형성함에 있어서, 용융, 고밀도화 및 구형화와 같은 많은 화학적 및 물리적 공정이 단 시간에 수행되어 매우 높은 급냉 속도가 얻어질 수 있는 것을 포함한다. 추가의 세부 사항에 대하여는, 본 출원과 동일자로 출원하는 미국 특허 출원 번호 제10/211639호의 함께 계류 중인 출원을 참고.
특정 금속 산화물의 첨가는 본 발명에 따르는 세라믹의 성질 및(또는) 결정성 구조 또는 미세 구조를 변화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 세라믹을 제조하는 원료 및 중간체의 공정도 변화시킬 수 있다. 예를 들면 MgO, CaO, Li2O 및 Na2O와 같은 산화물의 첨가는 유리의 Tg 및 Tx(Tx는 결정화 온도)를 둘 다 변화시키는 것으로 관찰되었다. 이론에 구애되기를 원치 않지만, 이러한 첨가는 유리 형성에 영향을 주는 것으로 생각된다. 또한, 예를 들어, 그러한 산화물의 첨가는 전체 계의 용융 온도(즉, 계를 보다 낮은 용융 공융을 향하여 촉진함), 및 유리-형성의 용이성을 감소시킬 수 있다. 다성분 계(4차 등)에서 복잡한 공융은 더 나은 유리-형성 능력의 결과를 가져올 수 있다. 액체 용융물의 점도 및 유리의 "작업" 범위에서의 점도 역시 Al2O3, Y2O3 및 ZrO2/HfO2 이외의 금속 산화물(MgO, CaO, Li2O 및 Na2O와 같은)의 첨가에 의해 영향을 받을 수 있다.
전형적으로, 본 발명에 따르는 무정형 물질 및 유리-세라믹은 서로에 대하여 각각 수직인 x, y 및 z 치수를 가지며, 여기에서 x, y 및 z 치수 각각은 10 마이크로미터 이상이다. 어떤 구현예에서, 상기 x, y 및 z 치수는 적어도 30 마이크로미터, 35 마이크로미터, 40 마이크로미터, 45 마이크로미터, 50 마이크로미터, 75 마이크로미터, 100 마이크로미터, 150 마이크로미터, 200 마이크로미터, 250 마이크로미터, 500 마이크로미터, 1000 마이크로미터, 2000 마이크로미터, 2500 마이크로미터, 1 mm, 5 mm, 또는 심지어는 10 mm 이상이다. 물질의 x, y 및 z 치수는 치수의 크기에 따라 육안으로 또는 현미경을 이용하여 측정된다. 예를 들면, 보고된 z 치수는 구의 직경, 피복의 두께 또는 삼각기둥 모양의 가장 긴 길이이다. 무정형 물질 및 무정형 물질을 포함하는 세라믹을 결정화하여 유리-세라믹을 형성하는 것은 물질의 첨가에 의해 영향을 받을 수도 있다. 예를 들어, 특정 금속, 금속 산화물(티탄산염 및 지르콘산염) 및 플루오르화물은 핵형성제로 작용하여 결정의 유익한 불균질 핵형성의 결과를 가져올 수 있다. 또한, 어떤 산화물의 첨가는 재가열 시 유리로부터 불투명하게 하는 준안정 상의 성질을 변화시킬 수 있다. 또다른 국 면에서, 본 발명에 따르는 결정성 ZrO2를 포함하는 세라믹의 경우, ZrO2의 정방정계/입방체 형태를 안정화하는 것으로 알려진 금속 산화물(예, TiO2, CaO 및 MgO)을 첨가하는 것이 바람직할 수 있다. Y2O3도 ZrO2의 정방정계/입방체 형태를 안정화하는 것으로 알려져 있다.
금속 산화물 공급원 및 본 발명에 따르는 세라믹을 제조하기 위한 다른 첨가제의 특별한 선택은 전형적으로 예를 들면 수득되는 세라믹 함유 결정의 원하는 조성 및 미세구조, 바람직한 결정도, 만일 존재한다면, 수득되는 세라믹의 원하는 물성(예, 경도 또는 인성), 바람직하지 않은 불순물 존재를 피하거나 최소화함, 수득되는 세라믹의 원하는 특성, 및(또는) 세라믹을 제조하기 위해 사용되는 특별한 공정(융합 및(또는) 고체화 이전 및(또는) 도중 원료의 정제 여부 및 장치 포함)을 고려한다.
어떤 경우에, Na2O, P2O5, SiO2, TeO2, V2 O3 및 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 제한된 양의 금속 산화물을 도입하는 것이 바람직할 수 있다. 상업적 공급원을 포함하는 공급원은 산화물 자체, 복합 산화물, 원광, 탄산염, 아세트산염, 질산염, 염화물, 수산화물 등을 포함한다. 이들 금속 산화물들을 첨가하여, 예를 들면 수득되는 연마성 입자의 물성을 개질하고(하거나) 공정을 개량할 수 있다. 상기 금속 산화물들은 사용될 경우, 예를 들면 원하는 성질에 따라 유리-세라믹의 전형적으로 0 내지 20 중량% 이상, 바람직하게는 0 내지 5 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 0 내지 2 중량% 이상 첨가된다.
금속 산화물 공급원 및 다른 첨가제들은 본 발명에 따르는 세라믹을 제조하는 데 사용되는 공정 및 장치에 적절한 임의의 형태일 수 있다. 원료는 산화물 유리 및 무정형 금속을 제조하기 위한 당 분야에 공지된 기술 및 장치를 이용하여 용융 및 급냉될 수 있다. 바람직한 냉각 속도는 50 K/s 이상의 것을 포함한다. 당 분야에 공지된 냉각 기술은 롤-냉각을 포함한다. 롤-냉각은 예를 들면 금속 산화물 공급원을 융점보다 전형적으로 20 내지 200℃ 더 높은 온도에서 용융시키고, 상기 용융물을 고압 하에 고-속 회전 롤 상에 분무하여 냉각/급냉시킴(예, 공기, 아르곤, 질소 등과 같은 기체를 이용)으로써 수행될 수 있다. 전형적으로, 롤은 금속으로 만들어지며 물로 냉각된다. 금속 책-모양 금형(book mold)도 용융물을 냉각/급냉하는 데 유용할 수 있다.
용융물을 형성하기 위한, 용융물을 냉각/급냉하기 위한, 및(또는) 달리 유리를 형성하기 위한 기타 기술로서, 증기 상 급냉, 플라즈마 분무, 용융-추출 및 기체 또는 원심분리적 분무화를 들 수 있다. 증기 상 급냉은 예를 들면 스퍼터링에 의해 수행될 수 있는데, 여기에서 금속 합금 또는 금속 산화물 공급원은 사용되는 스퍼터링 목표물(들)로 형성된다. 목표물은 스퍼터링 장치 내의 소정 위치에 고정되며, 피복되는 기재는 목표물(들)에 마주하는 위치에 놓여진다. 전형적인 10-3 torr 압력의 산소 기체 및 Ar 기체, 배출물이 목표물(들)과 기재(들) 사이에서 발생되고 Ar 또는 산소 이온이 목표물에 대하여 충돌하여 반응 스퍼터링를 개시함으로써, 조성물의 필름을 기재 상에 침착시킨다. 플라즈마 분무에 관한 추가의 세부 사항은 예를 들면 본 출원과 동일자 출원하는 미국 특허 출원 제10/211640호를 참고.
기체 분무화(atomization)는 공급 입자를 용융시켜 이들을 용융물로 변환시키는 것을 수반한다. 그러한 용융물의 희박한 흐름은 분열시키는 공기 분사와의 접촉을 통하여 분무화된다(즉, 상기 흐름이 미세한 방울들로 분리됨). 다음 수득되는 실질적으로 불연속적이며, 일반적으로 타원체 모양인 유리 입자(예, 비드)를 회수한다. 비드 크기의 예로서 약 5 마이크로미터 내지 약 3 mm 범위의 직경을 갖는 것들을 들 수 있다. 용융-추출은 예를 들면 미국 특허 제 5,605,870 호(Strom-Olsen 등)에 개시된 바와 같이 수행될 수 있다. 예를 들면 PCT 출원 공개 WO -01/27046 A1(2001년 4월 4일 발행)에 개시된 것과 같은 레이저 빔 가열을 이용하는 무-용기 유리 형성 기술이 본 발명의 유리를 제조하는 데 유용할 수도 있다.
냉각 속도는 급냉된 무정형 물질의 성질에 영향을 주는 것으로 생각된다. 예를 들면, 유리의 유리 전이 온도, 밀도 및 기타 성질들은 전형적으로 냉각 속도와 함께 변화한다.
냉각 도중 원하는 산화 상태 등을 유지하고(하거나) 영향을 주기 위해 환원, 중화 또는 산화 환경과 같은 제어된 분위기 하에 신속한 냉각이 수행될 수도 있다. 분위기는 또한 불충분하게 냉각된 액체로부터 결정화 동력학에 영향을 줌으로써 유리 형성에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 공기 중에 비하여 아르곤 분위기에서 결정화 없는 Al2O3 용융물의 불충분 냉각이 큰 것으로 보고되었다.
물질의 미세구조 또는 상 조성(유리질/무정형/결정성)은 다양한 방법에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 광학 현미경, 전자 현미경, 시차적 열분석(DTA) 및 x-선 회절(XRD)을 이용하여 다양한 정보가 수득될 수 있다.
광학 현미경을 이용하면, 무정형 물질은 결정 경계와 같은 광 산란 중심이 없음으로 인하여 전형적으로 주로 투명한 한편, 결정성 물질은 결정성 구조를 나타내며 광 산란 효과로 인하여 불투명하다.
무정형 수율 백분율은 -100+120 메쉬 크기 분획(즉, 150-마이크로미터 구멍 크기 및 125-마이크로미터 구멍 크기 체 사이에서 수거된 분획)을 이용하여 비드에 대하여 계산될 수 있다. 측정은 다음과 같은 방식으로 수행된다. 비드의 단일 층을 유리 슬라이드 상에 편다. 비드를 광학 현미경으로 관찰한다. 광학 현미경 대안렌즈의 가는 십자선을 지침으로 사용하여 직선 상에 놓인 비드를 그 광학적 투명도에 따라 무정형 또는 결정성으로 계수한다. 총 500 개의 비드를 계수하고, 무정형 비드의 양을 총 계수된 비드의 수로 나누어 무정형 수율 백분율을 결정한다.
DTA를 이용하여, 물질의 상응하는 DTA 기록이 발열성 결정화 현상(Tx)을 가지면 무정형으로 분류한다. 같은 기록이 Tx 보다 낮은 온도에서 흡열 현상(Tg)을 가지면, 그것은 유리 상으로 구성된 것으로 간주된다. 물질의 DTA 기록이 그러한 현상을 갖지 않는 경우에, 이는 결정성 상을 갖는 것으로 간주된다.
시차적 열분석(DTA)은 다음 방법을 이용하여 수행될 수 있다. DTA 작업은 -140+170 메쉬 크기 분획(즉, 105-마이크로미터 구멍 크기 및 90-마이크로미터 구멍 크기 체 사이에서 수거된 분획)을 이용하여 수행될 수 있다("NETZSCH STA 409 DTA/TGA"라는 상품명 하에 Netzsch Instruments, Selb, Germany로부터 입수되는 것과 같은 기기를 이용). 각각의 체질한 시료의 양(전형적으로 약 400 밀리그램(mg))을 100-마이크로리터 Al2O3 시료 홀더에 넣는다. 각 시료를 정지된 공기 중에서 실온(약 25℃)에서 1100℃까지 10℃/분의 속도로 가열한다.
분말 x-선 회절, XRD를 이용하면(1.54050 옹스트롬의 구리 K α1 방사를 이용하는 Philips, Mahwah, NJ로부터 상품명 "PHILLIPS XRG 3100" 하에 입수되는 것과 같은 x-선 회절측정기를 사용), International Center for Diffraction Data에 의해 발행된 JCPDS(Joint Committee on Powder Diffraction Standards) 데이터베이스에서 제공되는 결정성 상의 XRD 패턴에 대하여 결정화된 물질의 XRD 기록에 존재하는 피크를 비교함으로써 물질 중에 존재하는 상이 결정될 수 있다. 또한, XRD는 상의 유형을 결정하기 위해 정성적으로 사용될 수 있다. 넓게 퍼진 강도 피크의 존재는 물질의 무정형 성질을 나타내는 것으로 이해된다. 넓은 피크 및 잘-정의된 피크가 둘 다 존재하는 것은 무정형 매트릭스 내에 결정성 물질이 존재함을 나타내는 것으로 이해된다. 초기에 형성된 무정형 물질 또는 세라믹(결정화 이전의 유리를 포함)은 원하는 것보다 큰 크기일 수 있다. 무정형 물질 또는 세라믹은, 롤 분쇄, 카나리아 밀, 턱(jaw) 분쇄, 해머 밀, 볼 밀, 분사 밀, 충격 분쇄 등을 포함하는 당업계에 알려진 분쇄 및(또는) 제분 기술을 이용하여 더 작은 조각으로 변환될 수 있다. 어떤 경우에는 둘 이상의 분쇄 단계를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들 면, 세라믹이 형성(고체화)된 후, 이는 원하는 것보다 큰 형태일 수 있다. 제1 분쇄 단계는 이들 비교적 큰 집합체 또는 "덩어리"를 분쇄하여 더 작은 조각을 형성하는 것을 수반할 수 있다. 상기 덩어리의 이와 같은 분쇄는 해머 밀, 충격 분쇄기 또는 턱(jaw) 분쇄기로 수행될 수 있다. 다음, 상기 더 작은 조각들을 연속적으로 분쇄하여 원하는 입자 크기 분포를 생성할 수 있다. 원하는 입자 크기 분포(때로는 그릿 크기 또는 등급이라고 함)를 생성하기 위해, 다수의 분쇄 단계를 수행하는 것이 필요할 수 있다. 일반적으로, 분쇄 조건은 원하는 입자 모양 및 입자 크기 분포를 획득하도록 적정화된다. 원하는 크기를 갖는 수득되는 입자는 그들이 너무 큰 경우에 재분쇄 또는 "재순환"될 수 있고, 그들이 너무 작은 경우에는 재-용융을 위한 원료로 사용될 수 있다.
입자의 모양은 예를 들면 세라믹의 조성 및(또는) 미세구조, 그것이 냉각된 기하학적 외형, 및 세라믹이 분쇄된 방법(즉, 사용된 분쇄 기술)에 의존할 수 있다. 일반적으로, "덩어리" 모양이 바람직한 경우, 이 모양을 획득하기 위해 많은 에너지가 사용될 수 있다. 반대로, "날카로운" 모양이 바람직한 경우에는, 이 모양을 획득하기 위해 보다 적은 에너지가 사용될 수 있다. 분쇄 기술은 다양한 원하는 모양을 획득하기 위해 변화될 수도 있다. 어떤 연마성 입자의 경우, 1:1 내지 5:1 범위의 평균 종횡비가 전형적으로 바람직하며, 어떤 구현예에서는 1.25:1 내지 3:1, 또는 심지어는 1.5:1 내지 2.5:1이 바람직하다.
예를 들면 물품을 원하는 모양으로 직접 형성하는 것도 본 발명의 범위 내에 있다. 예를 들면, 원하는 물품은 용융물을 금형 내에 붓거나 형성시킴으로써 형성 될 수 있다(성형 포함).
놀랍게도, 본 발명의 세라믹은 치수의 제한 없이 수득될 수 있음이 밝혀졌다. 이는 유리 전이 온도보다 높은 온도에서 수행되는 유착 단계를 통해 가능한 것으로 밝혀졌다. 상기 유착 단계는 근본적으로 둘 이상의 보다 작은 입자로부터 보다 큰 크기의 몸체를 형성한다. 예를 들면, 도 2에서 명백하듯이, 본 발명의 유리는 발열점(Tx) 보다 낮은 온도에서 흡열점(Tg)의 존재에 의해 입증되듯이 실질적인 결정화가 일어나기(Tx) 전에 유리 전이(Tg)가 일어난다. 예를 들면, 세라믹(결정화 이전의 유리 포함)은 예를 들면 무정형 물질을 포함하는 입자, 및(또는) 섬유 등을 Tg보다 높은 온도로 가열하여 상기 입자 등이 유착되어 모양을 형성하게 하고 상기 유착된 모양을 냉각되도록 함으로써 제공될 수 있다. 유착에 사용되는 온도 및 압력은 예를 들면 무정형 물질의 조성 및 수득되는 물질의 원하는 밀도에 의존할 수 있다. 상기 온도는 유리의 경우 유리 결정화 온도보다 낮아야 하며 유리 전이 온도보다는 높아야 한다. 어떤 구현예에서, 가열은 약 850℃ 내지 약 1100℃(어떤 구현예에서는, 바람직하게는 900℃ 내지 1000℃)의 범위에 있는 적어도 하나의 온도에서 수행된다. 전형적으로, 무정형 물질은 유착 도중, 무정형 물질의 유착을 돕기 위해 가압 하에 있다(예, 0보다 크고 1 GPa까지 또는 그 이상). 한 구현예에서, 입자 등의 분량을 다이에 넣고 유리 전이보다 높은 온도에서 고압을 수행하여, 거기에서 유리의 점성 유동이 비교적 큰 부분으로 유착을 선도하도록 한다. 전형적인 유착 기술의 예는 고온 압축, 고온 이소스택틱 압력, 고온 압출 등 을 포함한다. 예를 들면 입자(예를 들면, 분쇄에 의해 수득된)(비드 및 미소구를 포함), 섬유 등을 포함하는 무정형 물질은 보다 큰 입자 크기로 형성될 수 있다. 전형적으로, 수득되는 유착된 몸체를 더 열처리하기에 앞서 냉각시키는 것이 일반적으로 바람직하다. 그렇게 하는 것이 필요하다면, 열 처리 후, 상기 유착된 몸체를 더 작은 입자 또는 바람직한 입자 크기 분포로 분쇄할 수 있다.
물질의 원하는 성질을 더 개선하기 위해 추가의 열처리를 수행하는 것도 본 발명의 범위 내에 있다. 예를 들면, 잔류 다공성을 제거하고 물질의 밀도를 증가시키기 위해 고온-이소스택틱 압축(예, 약 900℃ 내지 약 1400℃의 온도에서)이 수행될 수 있다. 선택적으로, 수득되는 유착된 물품을 열-처리하여 유리-세라믹, 결정성 세라믹 또는 달리 결정성 세라믹을 포함하는 세라믹을 제공할 수 있다.
무정형 물질 및(또는) 유리-세라믹(예, 입자)의 유착은 무압력 또는 가압 소결(예, 소결, 플라즈마 보조된 소결, 고온 압축, HIP, 고온 로 처리, 고온 압출 등)을 포함하는 다양한 방법에 의해 수행될 수도 있다.
열-처리는 유리를 열-처리하여 유리-세라믹을 제공하는 당 분야에 공지된 방법을 포함하는 다양한 방법 중 임의의 것에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 열-처리는 예를 들면, 저항의, 유도적으로 또는 기체 가열된 로를 이용하여 배치식으로 수행될 수 있다. 그렇지 않으면, 예를 들어, 열-처리는 예를 들면 회전 가마를 이용하여 연속적으로 수행될 수 있다. 회전 가마의 경우, 물질은 상승된 온도에서 작동되는 가마 내에 직접 공급된다. 상승된 온도에서의 시간은 몇 초(어떤 구현예에서는 심지어는 5 초 미만) 내지 몇 분에서 몇 시간의 범위일 수 있다. 온도는 900℃ 내지 1600℃ 중 임의의 범위일 수 있고, 전형적으로 1200℃ 내지 1500℃이다. 일부의 열처리를 배치식으로 수행하고(예를 들면 핵형성 단계의 경우) 또다른 것은 연속적으로(예, 결정 성장 단계의 경우 및 원하는 밀도를 수득하기 위해) 수행하는 것도 본 발명의 범위 내에 있다. 핵형성 단계의 경우, 온도는 전형적으로 약 900℃ 내지 약 1100℃의 범위이고, 어떤 구현예에서 바람직하게는 약 925℃ 내지 약 1050℃의 범위이다. 밀도 단계의 경우와 유사하게, 어떤 구현예에서 온도는 전형적으로 약 1100℃ 내지 약 1600℃ 범위이고, 바람직하게는 약 1200℃ 내지 약 1500℃의 범위이다. 상기 열 처리는 예를 들면 물질을 상승된 온도의 로 내에 직접 공급함으로써 일어날 수 있다. 그렇지 않으면, 예를 들어, 상기 물질을 훨씬 낮은 온도(예, 실온)의 로에 공급한 다음 소정의 가열 속도로 원하는 온도까지 가열할 수 있다. 열-처리를 공기 아닌 분위기에서 수행하는 것도 본 발명의 범위 내에 있다. 어떤 경우에는, 심지어 환원 분위기에서 열-처리를 하는 것이 바람직할 수도 있다. 또한, 예를 들어, 고온-이소스택틱 압축기에서, 또는 기체 압력 로에서 기체 압력 하에 열처리하는 것이 바람직할 수 있다. 수득되는 물품 또는 열-처리된 물품을 변환(예, 분쇄)시켜 입자(예, 연마성 입자)를 수득하는 것도 본 발명의 범위 내에 있다.
무정형 물질을 열-처리하여 상기 무정형 물질을 적어도 부분적으로 결정화하여 유리-세라믹을 수득한다. 특정 유리를 열-처리하여 유리-세라믹을 형성하는 것이 당 분야에 잘 알려져 있다. 핵을 형성하고 유리-세라믹을 성장시키기 위한 가열 조건이 다양한 유리의 경우에 알려져 있다. 그렇지 않으면, 당업자는 당 분야 에 공지된 기술을 사용하는 유리의 시간-온도-변형(TTT) 연구로부터 적절한 조건을 결정할 수 있다. 당업자는 본 발명의 개시를 읽은 후 본 발명에 따르는 유리에 대한 TTT 곡선을 수득하여, 본 발명에 따르는 유리-세라믹을 제공하기 위한 적절한 핵형성 및(또는) 결정 성장 조건을 결정할 수 있을 것이다.
전형적으로, 유리-세라믹은 그로부터 그들이 형성되는 무정형 물질에 비하여 강하다. 따라서, 물질의 강도는 예를 들면 상기 무정형 물질이 결정성 세라믹 상(들)으로 변환되는 정도에 의해 조절될 수 있다. 대체적으로, 또는 부가적으로, 상기 물질의 강도는 예를 들면 만들어지는 핵형성 부위의 수에 의해 영향을 받을 수 있고, 이것이 다시 결정성 상(들)의 결정의 수에 영향을 주는 데 사용될 수 있고, 다시 그 크기에 영향을 줄 수 있다. 유리-세라믹의 형성에 관한 추가의 세부 사항에 대해서는 예를 들면 문헌[Glass-Ceramics, P.W. McMillan, Academic Press, Inc., 2nd edition, 1979]을 참고.
예를 들면, 본 발명에 따르는 유리-세라믹을 제조하기 위한 어떤 예시적인 무정형 물질의 열처리 도중, La2ZrO7, 및 ZrO2가 존재할 경우, 입방체/정방정계 ZrO2, 어떤 경우에는 단사정계 ZrO2 등의 상의 형성이 약 900℃를 넘는 온도에서 관찰되었다. 이론에 구애되기를 원치 않지만, 지르코니아-관련된 상은 무정형 물질로부터 핵형성하기 위한 제1 상인 것으로 생각된다. Al2O3, ReAlO3(Re는 적어도 하나의 희토류 양이온임), ReAl11O18, Re3Al5O12, Y3Al5O12 등 상의 형성은 일반적으로 약 925℃를 넘는 온도에서 일어나는 것으로 생각된다. 전형적으로, 상기 핵형성 단계 도중 미세결정 크기는 나노미터 단위이다. 예를 들면, 10 내지 15 나노미터만큼 작은 결정이 관찰되었다. 적어도 일부 구현예의 경우, 약 1300℃에서 약 1 시간 동안의 열-처리는 완전한 결정화를 제공한다. 일반적으로, 핵형성 및 결정 성장 단계 각각의 열-처리 시간은 수 초(어떤 구현예에서는 심지어 5 초 미만) 내지 수분에서 1 시간 또는 그 이상의 범위일 수 있다.
본 발명에 따르는 세라믹에 존재할 수 있는 결정성 상의 예로서, 복합 Al2O3·금속 산화물(예, 복합 Al2O3·REO(예, ReAlO3(예, GdAlO3 LaAlO3), ReAl11O18(예, LaAl11O18), 및 Re3Al5O12 (예, Dy3Al 5O12)), 복합 Al2O3·Y2O3 (예, Y3 Al5O12), 및 복합 ZrO2·REO (예, La2Zr2O7)), Al2O3 (예, α-Al2O3) 및 ZrO2(예, 입방체 ZrO2 및 정방정계 ZrO2)을 들 수 있다.
복합 Al2O3·금속 산화물(예, Al2O3·Y2O3 (예, 가넷 결정 구조를 나타내는 알루미늄산 이트륨)) 중 이트륨 및(또는) 알루미늄 양이온의 일부를 다른 양이온으로 치환하는 것도 본 발명의 범위 내에 있다. 예를 들면, 복합 Al2O3·Y2O 3 중 Al 양이온의 일부는 Cr, Ti, Sc, Fe, Mg, Ca, Si, Co 및 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 원소 중 적어도 하나의 양이온으로 치환될 수 있다. 예를 들면, 복합 Al2O3·Y2O3 중 Y 양이온의 일부는 Ce, Dy, Er, Eu, Gd, Ho, La, Lu, Nd, Pr, Sm, Th, Tm, Yb, Fe, Ti, Mn, V, Cr, Co, Ni, Cu, Mg, Ca, Sr 및 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 원소 중 적어도 하나의 양이온으로 치환될 수 있다. 유사하게, 알루미나 중 알루미늄 이온의 일부를 치환하는 것도 본 발명의 범위 내에 있다. 예를 들면, Cr, Ti, Sc, Fe, Mg, Ca, Si 및 Co가 알루미나 중 알루미늄을 대신할 수 있다. 전술한 바와 같은 양이온의 치환은 융합된 물질의 성질(예, 경도, 인성, 강도, 열 전도성 등)에 영향을 줄 수 있다.
복합 Al2O3·금속 산화물(예, 복합 Al2O3·REO) 중 희토류 및(또는) 알루미늄 양이온의 일부를 다른 양이온으로 치환하는 것도 본 발명의 범위 내에 있다. 예를 들면, 복합 Al2O3·REO 중 Al 양이온의 일부는 Cr, Ti, Sc, Fe, Mg, Ca, Si, Co 및 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 원소 중 적어도 하나의 양이온으로 치환될 수 있다. 예를 들면, 복합 Al2O3·REO 중 Y 양이온의 일부는 Y, Fe, Ti, Mn, V, Cr, Co, Ni, Cu, Mg, Ca, Sr 및 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 원소 중 적어도 하나의 양이온으로 치환될 수 있다. 유사하게, 알루미나 중 알루미늄 이온의 일부를 치환하는 것도 본 발명의 범위 내에 있다. 예를 들면, Cr, Ti, Sc, Fe, Mg, Ca, Si 및 Co가 알루미나 중 알루미늄을 대신할 수 있다. 전술한 바와 같은 양이온의 치환은 융합된 물질의 성질(예, 경도, 인성, 강도, 열 전도성 등)에 영향을 줄 수 있다.
평균 결정 크기는 ASTM 표준 E 112-96 "평균 입자 크기의 측정을 위한 표준 시험법"에 따르는 선 교차법(line intercept method)에 의해 측정될 수 있다. 전 형적으로 직경 약 2.5 cm 및 높이 약 1.9 cm의 수지로 된 원통 내에 있는 받침 수지(mounting resin)(Buehler, Lake Bluff, IL로부터 "TRANSOPTIC POWDER"라는 상품명 하에 입수되는 것과 같은)에 시료를 올려 놓는다. 올려 놓은 부분을 광택기(Buehler, Lake Bluff, IL로부터 "ECOMET 3"이라는 상품명 하에 입수된 것과 같은)를 이용하는 통상의 광택 기술을 이용하여 제조한다. 시료를 다이아몬드 휠로 약 3 분 동안 광택낸 다음, 각 45, 30, 15, 9, 3 및 1-마이크로미터 슬러리로 5 분 동안 광택낸다. 상기 올려 놓은 및 광택낸 시료를 얇은 층의 금-팔라듐으로 스퍼터링하고 주사 전자 현미경(JEOL SEM Model JSM 840A와 같은)을 이용하여 관찰한다. 시료에서 발견된 미세구조의 전형적인 후방-산란된 전자(BSE) 현미경사진이 다음과 같이 평균 결정 크기를 결정하는 데 사용된다. 현미경 사진을 가로질러 무작위 직선의 단위 길이 당 교차하는 결정의 수(NL)를 계수한다. 평균 결정 크기는 다음 수학식을 이용하여 상기 숫자로부터 결정된다.
평균 결정 크기 = (1.5 / NLM)
식 중, NL은 단위 길이 당 교차하는 결정의 수이고, M은 현미경의 배율이다. 또다른 국면에서, 본 발명에 따르는 세라믹(유리-세라믹을 포함)은 적어도 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100 부피%의, 평균 크기가 1 마이크로미터 미만인 미세결정을 갖는다. 또다른 국면에서, 본 발명에 따르는 세라믹(유리-세라믹을 포함)은 적어도 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100 부피%의, 평균 크기가 0.5 마이크로미터 미만인 미세결정을 갖는다. 또다른 국면에서, 본 발명에 따르는 세라믹(유리-세라믹을 포함)은 적어도 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100 부피%의, 평균 크기가 0.3 마이크로미터 미만인 미세결정을 갖는다. 또다른 국면에서, 본 발명에 따르는 세라믹(유리-세라믹을 포함)은 적어도 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100 부피%의, 평균 크기가 0.15 마이크로미터 미만인 미세결정을 갖는다.
본 발명에 따르는 세라믹에 존재할 수 있는 결정성 상은 알루미나(예, 알파 및 전이 알루미나), Y2O3, HfO2, ZrO2, 뿐만 아니라, 예를 들면 BaO, CaO, Cr2O3, CoO, Fe2O3, GeO2, Li2O, MgO, MnO, NiO, Na2O, P2O5, REO, Sc2O3, SiO2, SrO, TeO2, TiO2, V2O3, ZnO, "복합 금속 산화물"("복합 Al2O 3·금속 산화물(예, 복합 Al2O3·Y2O3)), 및 이들의 조합과 같은 1종 이상의 여타 금속 산화물을 포함한다.
또한 본 발명의 어떤 구현예는 유리의 총 중량을 기준으로 유리의 적어도 80(85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%가 총합하여 Al2O3, REO 및 Y2O3 중 적어도 1종, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는, Al2O3, REO 및 Y2O3 중 적어도 1종, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 유리를 포함한다.
또한 본 발명의 어떤 구현예는 유리의 총 중량을 기준으로 유리의 적어도 60(65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%가 총합하여 Al2O3, 적어도 1종의 REO 또는 Y2O3, 및 적어도 1종의 ZrO2 또는 HfO2을 포함하고, 20 (바람직하게는 15, 10, 5 미만, 심지어는 0) 중량% 미만이 SiO2 및 20 (바람직하게는 15, 10, 5 미만, 심지어는 0) 중량% 미만이 B2O3를 포함하는, Al2O3 , 적어도 1종의 REO 또는 Y2O3, 및 적어도 1종의 ZrO2 또는 HfO2을 포함하는 유리를 포함한다.
또한 본 발명의 어떤 구현예는 유리의 총 중량을 기준으로 유리의 적어도 60(65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%가 총합하여 Al2O3, 적어도 1종의 REO 또는 Y2O3, 및 적어도 1종의 ZrO2 또는 HfO2을 포함하고, 40 (바람직하게는 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5 미만, 심지어는 0) 중량% 미만이 총합하여 SiO2, B2O3 및 P2O5을 포함하는, Al2O 3, 적어도 1종의 REO 또는 Y2O3, 및 적어도 1종의 ZrO2 또는 HfO2을 포함하는 유리를 제공하는 것을 포함한다.
또한 본 발명의 어떤 구현예는 유리의 총 중량을 기준으로 유리의 적어도 80(85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%가 총합하여 Al2O3, 적어도 1종의 REO 또는 Y2O3, 및 적어도 1종의 ZrO2 또는 HfO2을 포함하는, 유리가 Al2O3, 적어도 1종의 REO 또는 Y2O3, 및 적어도 1종의 ZrO2 또는 HfO2을 포함하는 유리(예, 유리의 적어도 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100 부피%)를 포함하는 세라믹을 포함한다.
또한 본 발명의 어떤 구현예는 유리의 총 중량을 기준으로 유리의 적어도 60(65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%가 총합하여 Al2O3, 적어도 1종의 REO 또는 Y2O3, 및 적어도 1종의 ZrO2 또는 HfO2을 포함하고, 20 (바람직하게는 15, 10, 5 미만, 심지어는 0) 중량% 미만이 SiO2 및 20 (바람직하게는 15, 10, 5 미만, 심지어는 0) 중량% 미만이 B2O3를 포함하는, 유리가 Al2O 3, 적어도 1종의 REO 또는 Y2O3, 및 적어도 1종의 ZrO2 또는 HfO2을 포함하는 유리(예, 유리의 적어도 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100 부피%)를 포함하는 세라믹을 포함한다. 상기 세라믹은 결정성 세라믹(예, 적어도 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 3, 2 또는 1 부피% 결정성 세라믹)을 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 어떤 구현예는 유리의 총 중량을 기준으로 유리의 적어도 60(65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%가 총합하여 Al2O3, 적어도 1종의 REO 또는 Y2O3, 및 적어도 1종의 ZrO2 또는 HfO2을 포함하고, 40 중량% 미만이 총합하여 SiO2, B2O3 및 P2O5을 포함하는, 유리가 Al2O3, 적어도 1종의 REO 또는 Y2O3, 및 적어도 1종의 ZrO2 또는 HfO2을 포함하는 유리(예, 유리의 적어도 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100 부피%)를 포함하는 세라믹을 포함한다. 상기 세라 믹은 결정성 세라믹(예, 적어도 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 3, 2 또는 1 부피% 결정성 세라믹)을 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 어떤 구현예는 유리-세라믹의 총 중량을 기준으로 유리-세라믹의 적어도 80(85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%가 총합하여 Al2O3, 적어도 1종의 REO 또는 Y2O3, 및 적어도 1종의 ZrO2 또는 HfO2을 포함하는, Al2O3, 적어도 1종의 REO 또는 Y2O3, 및 적어도 1종의 ZrO2 또는 HfO2을 포함하는 유리-세라믹을 포함한다. 유리-세라믹은 예를 들면 적어도 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 또는 95 부피%의 유리를 포함할 수 있다. 유리-세라믹은 예를 들면 적어도 99, 98, 97, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10 또는 5 부피%의 결정성 세라믹을 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 어떤 구현예는 유리-세라믹의 총 중량을 기준으로 유리-세라믹의 적어도 60(65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%가 총합하여 Al2O3, 적어도 1종의 REO 또는 Y2O3, 및 적어도 1종의 ZrO2 또는 HfO2을 포함하고, 20 (바람직하게는 15, 10, 5 미만, 심지어는 0) 중량% 미만이 SiO2 및 20 (바람직하게는 15, 10, 5 미만, 심지어는 0) 중량% 미만이 B2O3를 포함하는, Al2O3, 적어도 1종의 REO 또는 Y2O3, 및 적어도 1종의 ZrO2 또는 HfO2을 포함하 는 유리-세라믹을 포함한다. 유리-세라믹은 예를 들면 적어도 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 또는 95 부피%의 유리를 포함할 수 있다. 유리-세라믹은 예를 들면 적어도 99, 98, 97, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10 또는 5 부피%의 결정성 세라믹을 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 어떤 구현예는 유리-세라믹의 총 중량을 기준으로 유리-세라믹의 적어도 60(65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 또는 심지어는 100) 중량%가 총합하여 Al2O3, 적어도 1종의 REO 또는 Y2O3, 및 적어도 1종의 ZrO2 또는 HfO2을 포함하고, 40 중량% 미만이 총합하여 SiO2, B2O3 및 P2O5을 포함하는, Al2O3, 적어도 1종의 REO 또는 Y2O3, 및 적어도 1종의 ZrO2 또는 HfO2을 포함하는 유리-세라믹을 포함한다. 유리-세라믹은 예를 들면 적어도 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 또는 95 부피%의 유리를 포함할 수 있다. 유리-세라믹은 예를 들면 적어도 99, 98, 97, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10 또는 5 부피%의 결정성 세라믹을 포함할 수 있다.
Al2O3, REO 및 적어도 1종의 ZrO2 또는 HfO2을 포함하는 세라믹에 관한 제조, 사용 및 성질을 포함하는 추가의 세부 사항은 2001년 8월 2일자 출원된 미국 특허 출원 제 09/922,526 호, 09/922,527 호 및 09/922,530 호, 및 본 출원과 동일자로 출원하는 미국 특허 출원 번호 제10/211598호, 제10/211630호, 제10/211639호, 제10/211034호, 제10/211044호, 제10/211628호, 제10/211640호 및 제10/211684호의 출원에서 찾아볼 수 있다.
무정형을 열처리하여 본 발명에 따르는 유리-세라믹의 구현예를 제공함으로써 형성된 결정들은 예를 들면, 등축형의 원주형 또는 편평하게 된 판자 모양일 수 있다.
본 발명에 따르는 무정형 물질, 유리-세라믹 등은 벌크 물질의 형태일 수도 있지만, 본 발명에 따르는 무정형 물질, 유리-세라믹 등을 포함하는 복합재를 제공하는 것도 본 발명의 범위 내에 있다. 그러한 복합재는 예를 들면 본 발명에 따르는 무정형 물질, 유리-세라믹 등에 분산된 상 또는 섬유(연속적 또는 불연속적) 또는 입자(단결정 포함)(예, 금속 산화물 입자, 붕소화물 입자, 탄화물 입자, 질화물 입자, 다이아몬드 입자, 금속 입자, 유리 입자 및 이들의 조합) 또는 층형성된-복합재 구조(예, 유리-세라믹을 제조하는 데 사용된 무정형 물질에 유리-세라믹의 구배 및(또는) 유리-세라믹의 상이한 조성을 갖는 층)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르는 특정 유리는 예를 들면 약 810℃ 내지 약 890℃ 범위의 Tg를 가질 수 있다.
본 발명의 물질의 평균 경도는 다음과 같이 측정될 수 있다. 물질의 부분을 전형적으로 직경 약 2.5 cm 및 높이 약 1.9 cm의 수지로 된 원통 내에 있는 받침 수지(mounting resin)(Buehler, Lake Bluff, IL로부터 "TRANSOPTIC POWDER"라는 상품명 하에 입수된)에 올려 놓는다. 올려 놓은 부분을 광택기(Buehler, Lake Bluff, IL로부터 "ECOMET 3"이라는 상품명 하에 입수된 것과 같은)를 이용하는 통상의 광택 기술을 이용하여 제조한다. 시료를 다이아몬드 휠로 약 3 분 동안 광택낸 다음, 각 45, 30, 15, 9, 3 및 1-마이크로미터 슬러리로 5 분 동안 광택낸다. 미세경도 측정은 100-그램 인덴트 부하를 갖는 Vickers 인덴터(indenter)가 고정된 (Mitutoyo Corporation, Tokyo, Japan으로부터 상품명 "MITUTOYO MVK-VL" 하에 입수된 것과 같은) 통상의 미세경도 시험기를 이용하여 수행된다. 미세경도 측정은 물질의 미세경도를 위한 ASTM 시험법 E384 시험 방법(1991)에 언급된 지침에 따라 수행된다.
본 발명에 따르는 특정 유리는 예를 들면 적어도 5 GPa(더욱 바람직하게는, 적어도 6 GPa, 7 GPa, 8 GPa 또는 9 GPa; 전형적으로 약 5 GPa 내지 약 10GPa의 범위), 본 발명에 따르는 결정성 세라믹은 적어도 5 GPa(더욱 바람직하게는, 적어도 6 GPa, 7 GPa, 8 GPa, 9 GPa, 10 GPa, 11 GPa, 12 GPa, 13 GPa, 14 GPa, 15 GPa, 16 GPa, 17 GPa 또는 18 GPa (또는 그 이상); 전형적으로 약 2 GPa 내지 약 18 GPa의 범위), 본 발명에 따르는 유리-세라믹 또는 유리 및 결정성 세라믹을 포함하는 본 발명에 따르는 세라믹은 적어도 5 GPa(더욱 바람직하게는, 적어도 6 GPa, 7 GPa, 8 GPa, 9 GPa, 10 GPa, 11 GPa, 12 GPa, 13 GPa, 14 GPa, 15 GPa, 16 GPa, 17 GPa, 18 GPa 또는 19 GPa; 전형적으로 약 5 GPa 내지 약 18 GPa의 범위)의 평균 경도를 가질 수 있다. 본 발명에 따르는 연마성 입자는 적어도 15 GPa의 평균 경도를, 어떤 구현예에서 바람직하게는 16 GPa 이상, 17 GPa 이상, 또는 심지어는 18 GPa 이상의 평균 경도를 갖는다.
전형적으로, 및 바람직하게, 본 발명에 따르는 세라믹의, 때로는 비중이라고 칭하는 (진정한) 밀도는 일반적으로 이론적 밀도의 70% 이상이다. 더욱 바람직하게는 본 발명에 따르는 세라믹의 상기 (진정한) 밀도는 이론적 밀도의 적어도 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5% 또는 100%이다. 본 발명에 따르는 연마성 입자는 이론적 밀도의 적어도 85%, 90%, 92%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5% 또는 심지어는 100%의 밀도를 갖는다.
본 발명에 따르는 세라믹을, 예를 들면 충전재, 보강재 및(또는) 매트릭스 재료로 사용하여 물품이 제조될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따르는 세라믹은 복합재(예, 세라믹, 금속 또는 중합체(열경화성 또는 열가소성))에서 보강재로서 사용하기 적절한 입자 및(또는) 섬유의 형태일 수 있다. 입자 및(또는) 섬유는 예를 들면 매트릭스 재료의 탄성율, 내열성, 내연마성, 및(또는) 강도를 증가시킬 수 있다. 복합재를 제조하는 데 사용되는 입자 및(또는) 섬유의 크기, 모양 및 양은 예를 들면 특별한 매트릭스 재료 및 복합재의 용도에 의존할 것이지만, 보강 입자의 크기는 전형적으로 약 0.1 내지 1500 마이크로미터, 더욱 전형적으로는 1 내지 500 마이크로미터의 범위, 및 바람직하게는 2 내지 100 마이크로미터 사이이다. 중합체 적용을 위한 입자의 양은 전형적으로 약 0.5% 내지 약 75 중량%, 더욱 전형적으로 약 1 내지 약 50 중량%이다. 열경화성 중합체의 예로서, 페놀계, 멜라민, 우레아 포름알데히드, 아크릴레이트, 에폭시, 우레탄 중합체 등을 들 수 있다. 열가소성 중합체의 예로서, 나일론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드 등을 들 수 있다.
보강된 중합체 물질(즉, 중합체 중 분산된 본 발명에 따르는 보강 입자)의 용도의 예로서 예를 들면 콘크리트, 가구, 바닥, 도로, 목재, 목재-같은 재료, 세라믹 등을 위한 보호 피복, 뿐만 아니라 미끄럼-방지 피복 및 사출 성형 플라스틱 부품 및 성분을 들 수 있다.
또한, 예를 들면, 본 발명에 따르는 세라믹은 매트릭스 재료로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따르는 세라믹은 다이아몬드, 입방체-BN, Al2O3, ZrO2, Si3N4 및 SiC 같은 세라믹 물질용 결합제 등으로서 사용될 수 있다. 이러한 재료를 포함하는 유용한 물품의 예로서 복합재 기재 피복, 절단 도구 삽입물 연마성 응고물, 및 유리화된 휠과 같은 접착된 연마성 물품을 들 수 있다. 결합제로 사용될 수 있는 본 발명에 따르는 세라믹의 사용은 예를 들면 복합재 물품의 탄성율, 내열성, 내마소성 및(또는) 강도를 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따르는 연마성 입자는 일반적으로 결정성 세라믹(예, 적어도 75, 80, 85, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 99.5 또는 심지어는 100 부피% 결정성 세라믹)을 포함한다. 또다른 국면에서, 본 발명은 복수의 입자의 적어도 일부가 본 발명에 따르는 연마성 입자인, 미세한 것부터 조대한 것에 이르는 입자 크기 분포를 갖는 복수의 입자를 제공한다. 또다른 국면에서, 본 발명에 따르는 연마성 입자의 구현예는 일반적으로 본 발명에 따르는 유리-세라믹을 (예, 적어도 75, 80, 85, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 99.5 또는 심지어는 100 부피%) 포함한다.
본 발명에 따르는 연마성 입자는, ANSI(American National Standard Institute), FEPA(Federation Europeenne des Fabricants de Products Abrasifs) 및 JIS(Japanese Industrial Standard)와 같은 산업에서 인지된 등급 표준의 사용을 포함하는 당 분야에 공지된 기술을 사용하여 체질 및 분류될 수 있다. 본 발명에 따르는 연마성 입자는 전형적으로 약 0.1 내지 약 5000 마이크로미터의 크기 범위, 더욱 전형적으로는 약 1 내지 약 2000 마이크로미터; 바람직하게는 약 5 내지 약 1500 마이크로미터, 더욱 바람직하게는 약 100 내지 약 1500 마이크로미터의 넓은 범위의 입자 크기에서 사용될 수 있다.
주어진 입자 크기 분포 내에서, 조립자로부터 미세한 입자의 입자 크기 범위가 있을 것이다. 연마성 기술분야에서 상기 범위는 때로 "조대한(coarse)", "대조(control)" 및 "미세(fine)" 분획이라 일컬어진다. 산업에서 수용된 등급 표준에 따라 분류된 연마성 입자는 숫자적 한계 내에서 각 공칭 등급에 대한 입자 크기 분포를 명시한다. 이러한 산업에서 수용된 등급 표준은 ANSI(American National Standard Institute) 표준, FEPA(Federation Europeenne des Fabricants de Products Abrasifs) 표준 및 JIS(Japanese Industrial Standard) 표준으로 알려진 것들을 포함한다. ANSI 등급 표시(즉, 구체화된 공칭 등급)는 ANSI 4, ANSI 6, ANSI 8, ANSI 16, ANSI 24, ANSI 36, ANSI 40, ANSI 50, ANSI 60, ANSI 80, ANSI 100, ANSI 120, ANSI 150, ANSI 180, ANSI 220, ANSI 240, ANSI 280, ANSI 320, ANSI 360, ANSI 400 및 ANSI 600을 포함한다. 본 발명에 따르는 연마성 입자를 포함하는 바람직한 ANSI 등급은 ANSI 8-220이다. FEPA 등급 표시는 P8, P12, P16, P24, P36, P40, P50, P60, P80, P100, P120, P150, P180, P220, P320, P400, P500, P600, P800, P1000 및 P1200을 포함한다. 본 발명에 따르는 연마성 입자를 포함하는 바람직한 FEPA 등급은 P12-P220이다. JIS 등급 표시는 JIS 8, JIS 12, JIS 16, JIS 24, JIS 36, JIS 46, JIS 54, JIS 60, JIS 80, JIS 100, JIS 150, JIS 180, JIS 220, JIS 240, JIS 280, JIS 320, JIS 360, JIS 400, JIS 600, JIS 800, JIS 1000, JIS 1500, JIS 2500, JIS 4000, JIS 6000, JIS 8000 및 JIS 10,000을 포함한다. 본 발명에 따르는 연마성 입자를 포함하는 바람직한 JIS 등급은 JIS8-220이다.
분쇄 및 체질 후, 전형적으로 많은 다양한 연마성 입자 크기 분포 또는 등급이 있을 것이다. 상기 많은 등급은 특별한 경우에 제조자 또는 공급자의 요구에 부합되지 않을 수도 있다. 재고를 최소화하기 위해, 수요 밖의 등급을 용융물 내로 재순환하여 유리를 형성하는 것이 가능하다. 이러한 재순환은, 입자들이 특정 분포로 체질되지 않은 큰 덩어리 또는 더 작은 조각(때로 "미세물"이라고도 함)인 경우, 분쇄 단계 후 일어날 수 있다.
또다른 국면에서, 본 발명은 본 발명에 따르는 유리 입자 또는 유리-함유 입자들을 열처리하여 본 발명에 따르는 유리-세라믹을 포함하는 연마성 입자를 제공하는 것을 포함하는, 연마성 입자의 제조 방법을 제공한다. 그렇지 않으면, 예를 들어, 본 발명은 본 발명에 따르는 유리를 열처리하고, 수득되는 열-처리된 물질을 분쇄하여 본 발명에 따르는 유리-세라믹을 포함하는 연마성 입자를 수득하는 것을 포함하는, 연마성 입자의 제조 방법을 제공한다. 분쇄 시, 유리는 실질적으로 결 정화된 유리-세라믹 또는 결정성 물질을 분쇄할 때보다 더 날카로운 입자를 제공하는 경향이 있다.
또다른 국면에서, 본 발명은 각각이 결합제에 의해 한데 접착된 본 발명에 따르는 복수의 연마성 입자를 포함하는 응집 연마성 입자를 제공한다. 또다른 국면에서, 본 발명은 결합제 및 복수의 연마성 입자를 포함하는 연마성 물품(예, 피복된 연마성 물품, 접착된 연마성 물품(유리화된, 레지노이드, 및 금속 접착된 연마 휠, 절단 휠, 박아 넣은 점, 및 숫돌), 부직 연마성 물품, 및 연마성 브러쉬)을 제공하며, 여기에서 연마성 입자의 적어도 일부는 본 발명의 연마성 입자(연마성 입자가 응집된 경우를 포함)이다. 이러한 연마성 물품의 제조 방법 및 연마성 물품의 사용 방법은 당업자에게 잘 알려져 있다. 또한, 본 발명에 따르는 연마성 입자는 연마 화합물(예, 광택 화합물)의 슬러리, 제분 매질, 발사 폭발 매질, 진동 밀 매질 등과 같은 연마성 입자를 이용하는 연마제 응용에서 사용될 수 있다.
피복된 연마성 물품은 일반적으로 배킹, 연마성 입자, 및 상기 연마성 입자를 배킹 상에 고정시키기 위한 적어도 1종의 결합제를 포함한다. 배킹은 천, 중합체 필름, 섬유, 부직 웹, 종이, 이들의 조합 및 이들의 처리된 변형을 포함하는 임의의 적절한 재료일 수 있다. 결합제는 무기 또는 유기 결합제(열 경화성 수지 및 방사 경화성 수지를 포함)를 포함하는 임의의 적절한 결합제일 수 있다. 연마성 입자는 피복된 연마성 물품의 1개 층 또는 2개 층으로 존재할 수 있다.
피복된 연마성 물품의 예는 도 3에 나타낸다. 이 도면을 참고하면, 피복된 연마성 물품(1)은 배킹(기재)(2) 및 연마층(3)을 갖는다. 연마층(3)은 형성 피복(5) 및 크기 피복(6)에 의해 배킹(2)의 주 표면에 고정된 본 발명에 따르는 연마성 입자(4)를 포함한다. 어떤 경우에는, 슈퍼-사이즈 피복(도시되지 않음)이 사용된다.
접착된 연마성 물품은 전형적으로 유기, 금속성 또는 유리화된 결합제에 의해 한데 고정된 연마성 입자의 모양을 가진 덩어리를 포함한다. 이러한 모양을 가진 덩어리는 예를 들면 연마 휠 또는 절단 휠과 같은 휠의 형태일 수 있다. 연마 휠의 직경은 전형적으로 약 1 내지 1 m 이상이고, 절단 휠의 직경은 약 1 cm 내지 80 cm 이상(더욱 전형적으로는 3 cm 내지 약 50 cm)이다. 절단 휠의 두께는 전형적으로 약 0.5 mm 내지 약 5 cm, 더욱 전형적으로는 약 0.5 mm 내지 약 2 cm이다. 상기 모양을 가진 덩어리는 예를 들면 숫돌, 부분, 박아 넣은 점, 원판(예, 이중 원판 연마기) 또는 다른 통상적으로 접착된 연마성 모양의 형태일 수도 있다. 접착된 연마성 물품은 접착된 연마성 물품의 총 부피를 기준으로 3-50 부피%의 접착 재료, 약 30-90 부피%의 연마성 입자(또는 연마성 입자 배합물), 50 부피% 이하의 첨가제(연마 보조제 포함), 및 70 부피% 이하의 세공을 전형적으로 포함한다.
바람직한 형태는 연마 휠이다. 도 4를 참고하면, 휠로 성형되어 축(12) 상에 고정된 본 발명에 따르는 연마성 입자(11)를 포함하는 연마 휠(10)이 도시되어 있다.
부직 연마성 물품은 본 발명에 따르는 연마성 입자가 구조를 통하여 분포되고 유기 결합제에 의해 그 안에 부착적으로 접착되어 있는 개방된 다공성 높은 중합체 필라멘트 구조를 전형적으로 포함한다. 필라멘트의 예로서 폴리에스테르 섬 유, 폴리아미드 섬유 및 폴리아라미드 섬유를 들 수 있다. 도 5에서는 전형적인 부직 연마성 물품의 약 100x 확대된 도시적 모습이 제공된다. 그러한 부직 연마성 물품은, 본 발명에 따르는 연마성 입자(52)가 그 위에 결합제(54)에 의해 부착되어 있는 기재로서의 섬유성 매트(50)를 포함한다.
유용한 연마성 브러쉬는 배킹과 일체인 복수의 털을 갖는 것들을 포함한다(예, 미국 특허 제 5,427,595 호(Pihl 등), 5,443,906(Pihl 등), 5,679,067 호(Johnson 등) 및 5,903,951 호(Ionta 등)를 참고). 바람직하게는 이러한 브러쉬는 중합체와 연마성 입자의 혼합물을 사출 성형하여 만들어진다.
연마성 물품을 제조하기 위한 적절한 유기 결합제는 열경화성 유기 중합체를 포함한다. 적절한 열경화성 유기 중합체의 예로서, 페놀계 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 멜라민-포름알데히드 수지, 우레탄 수지, 아크릴레이트 수지, 폴리에스테르 수지, 부속된 α,β-불포화 카르보닐 기를 갖는 아미노플라스트 수지, 에폭시 수지, 아크릴화 우레탄, 아크릴화 에폭시류 및 이들의 조합을 들 수 있다. 결합제 및(또는) 연마성 물품은 섬유, 윤활제, 습윤제, 틱소트로피 물질, 계면활성제, 안료, 염료, 정전 방지제(예, 카본 블랙, 산화 바나듐, 흑연 등), 커플링제(예, 실란, 티탄산염, 지르코알루미늄산염 등), 가소제, 현탁제 등과 같은 첨가제를 또한 포함할 수 있다. 이들 선택적 첨가제의 양은 바람직한 성질을 제공하도록 선택된다. 커플링제는 연마성 입자 및(또는) 충전재에 대한 접착을 개선할 수 있다. 결합제 화학은 열적으로 경화되거나 방사선 경화되거나 이들의 조합일 수 있다. 결합제 화학에 대한 추가의 세부 사항은 미국 특허 제 4,588,419 호(Caul 등), 4,751,138 호(Tumey 등) 및 5,436,063 호(Follett 등)에서 찾아볼 수 있다.
더욱 구체적으로 무정형 구조를 나타내고 전형적으로 경질인 유리화된 접착된 연마제, 유리질 접착 재료에 대한 것은 당 분야에 공지되어 있다. 어떤 경우에, 유리질 접착 물질은 결정성 상을 포함한다. 본 발명에 따르는 접착된, 유리화된 연마성 물품은 휠(절단 휠 포함), 숫돌, 박아 넣은 점 또는 다른 통상적인 접착된 연마제 모양의 형태일 수 있다. 본 발명에 따르는 바람직한 유리화된 접착된 연마성 물품은 연마 휠이다.
유리질 접착 물질을 형성하는 데 사용되는 금속 산화물의 예로서, 실리카, 실리케이트, 알루미나, 소다, 칼시아, 포타시아, 티타니아, 산화 철, 산화 아연, 산화 리튬, 산화 마그네슘, 산화 붕소, 알루미늄 실리케이트, 보로실리케이트 유리, 리튬 알루미늄 실리케이트, 이들의 조합물 등을 들 수 있다. 전형적으로, 유리질 접착 물질은 10 내지 100 %의 유리 원료를 포함하는 조성물로부터, 더욱 전형적으로는 20 내지 80 %의 유리 원료, 또는 30 내지 70%의 유리 원료를 포함하는 조성물로부터 형성될 수 있다. 유리질 접착 물질의 나머지 분량은 비-유리 원료 물질일 수 있다. 그렇지 않으면, 상기 유리질 접착은 비-유리 원료 함유 조성물로부터 유래될 수 있다. 유리질 접착 물질은 전형적으로 약 700 내지 약 1500℃의 범위, 통상적으로 약 800℃ 내지 약 1300℃의 범위, 때로는 약 900℃ 내지 약 1200℃ 범위의 온도에서 숙성된다. 접착이 숙성되는 실제 온도는 예를 들면 특정 접착 화학에 의존한다.
바람직한 유리화 접착 물질로서 실리카, 알루미나(바람직하게는 적어도 10 중량%의 알루미나) 및 산화 붕소(바람직하게는 적어도 10 중량%의 산화 붕소)를 포함하는 것들을 들 수 있다. 대부분의 경우에, 상기 유리화된 접착 물질은 알칼리 금속 산화물(들)(예, Na2O 및 K2O)(어떤 경우에는 적어도 10 중량%의 알칼리 금속 산화물)을 더 포함한다.
결합제 물질은 전형적으로 미립자 물질 형태인 충전재 물질 또는 연마 보조제를 함유할 수도 있다. 전형적으로, 미립자 물질은 무기 물질이다. 본 발명에 유용한 충전재의 예로서: 금속 탄산염(예, 탄산 칼슘(예, 백악, 방해석, 이회토, 온천의 침전물, 대리석 및 석회석), 탄산 칼슘 마그네슘, 탄산 나트륨, 탄산 마그네슘), 실리카(예, 석영, 유리 비드, 유리 버블 및 유리 섬유), 실리케이트(예, 활석, 점토, (몬모릴로나이트) 장석, 운모, 칼슘 실리케이트, 칼슘 메타실리케이트, 소듐 알루미노실리케이트, 소듐 실리케이트), 금속 황산염(예, 황산 칼슘, 황산 바륨, 황산 나트륨, 황산 알루미늄 나트륨, 황산 알루미늄), 석고, 질석, 목재 가루, 알루미늄 삼수화물, 카본 블랙, 금속 산화물(예, 산화 칼슘(생석회), 산화 알루미늄, 이산화 티탄) 및 금속 아황산염(예, 아황산 칼슘)을 들 수 있다.
일반적으로, 연마 보조제의 첨가는 연마성 물품의 사용 수명을 증가시킨다. 연마 보조제는 연마의 화학적 및 물리적 과정에 중대한 영향을 갖는 물질이며, 향상된 성능의 결과를 가져온다. 이론에 구애되기를 원치 않지만, 연마 보조제(들)는 (a) 연마성 입자 및 연마되는 작업편 사이의 마찰을 감소시키거나, (b) 연마성 입자가 "덮이는" 것을 방지하거나(즉, 금속 입자가 연마성 입자의 상단에 결합되는 것을 방지), 적어도 연마성 입자의 덮이는 경향을 감소시키거나, (c) 연마성 입자와 작업 편 사이의 계면 온도를 감소시키거나, (d) 연마하는 힘을 감소시킬 것으로 생각된다.
연마 보조제는 광범위하게 다양한 상이한 물질을 포함하며 무기 또는 유기 기재의 것일 수 있다. 연마 보조제의 화학적 군의 예로서 왁스, 유기 할로겐화물 화합물, 할로겐화물 염 및 금속 및 그들의 합금을 들 수 있다. 유기 할로겐화물 화합물은 전형적으로 연마 도중 분해되어 할로겐 산 또는 기체상 할로겐화물 화합물을 방출할 것이다. 그러한 물질의 예로서 테트라클로로나프탈렌, 펜타클로로나프탈렌, 및 폴리비닐 클로라이드 같은 염소처리된 왁스를 들 수 있다. 할로겐화물 염의 예로서, 염화 나트륨, 칼륨 빙정석(cryolite), 나트륨 빙정석, 암모늄 빙정석, 칼륨 테트라플루오로보레이트, 소듐 테트라플루오로보레이트, 플루오르화 규소, 염화 칼륨 및 염화 마그네슘을 들 수 있다. 금속의 예로서 주석, 납, 비스무트, 코발트, 안티몬, 카드뮴 및 철 티타늄을 들 수 있다. 다른 기타 연마 보조제로서 황, 유기 황 화합물, 흑연 및 금속 황화물을 들 수 있다. 상이한 연마 보조제의 조합을 사용하는 것도 본 발명의 범위 내에 있는데, 어떤 경우에는 이것이 상승 효과를 창출할 수도 있다. 바람직한 연마 보조제는 빙정석이고, 가장 바람직한 연마 보조제는 칼륨 테트라플루오로보레이트이다.
연마 보조제는 피복된 연마성 및 접착된 연마성 물품에서 특히 유용할 수 있다. 피복된 연마성 물품에서, 연마 보조제는 연마성 입자의 표면 상에 적용되는 슈퍼사이즈 피복에 전형적으로 사용된다. 그러나 때로는 상기 연마 보조제가 크기 피복에 첨가된다. 전형적으로, 피복된 연마성 물품 내에 도입되는 연마 보조제의 양은 약 50-300 g/m2(바람직하게는, 약 80-160 g/m2)이다. 유리화된 접착된 연마성 물품에서 연마 보조제는 전형적으로 입자의 세공 내로 함침된다.
연마성 물품은 본 발명에 따르는 연마성 입자 100%를 함유하거나, 그러한 연마성 입자와 다른 연마성 입자 및(또는) 희석제 입자와의 배합물을 함유할 수 있다. 그러나, 연마성 물품 중 적어도 약 2 중량%, 바람직하게는 적어도 약 5 중량%, 더욱 바람직하게는 약 30-100 중량%의 연마성 입자는 본 발명에 따르는 연마성 입자여야 한다. 어떤 경우에, 본 발명에 따르는 연마성 입자는 또다른 연마성 입자 및(또는) 희석제 입자와 5 내지 75 중량% 사이, 약 25 내지 75 중량%, 약 40 내지 60 중량%, 또는 약 50% 대 50% 중량%(즉, 중량으로 동량)의 비율로 배합될 수 있다. 통상적인 연마성 입자의 적절한 예로서, 융합된 산화 알루미늄(백색 융합된 알루미나, 열처리된 산화 알루미늄 및 갈색 산화 알루미늄), 탄화 규소, 탄화 붕소, 탄화 티탄, 다이아몬드, 입방체 질화 붕소, 가넷, 융합된 알루미나-지르코니아, 및 졸-겔-유래된 연마성 입자 등을 들 수 있다. 졸-겔-유래된 연마성 입자는 씨드 첨가 또는 씨드-무첨가일 수 있다. 유사하게, 졸-겔-유래된 연마성 입자는 랜덤 모양이거나 그들과 연관된 막대 또는 삼각형 등의 모양을 가질 수 있다. 졸 겔 연마성 입자의 예로서 미국 특허 제 4,314,827 호(Leitheiser 등), 4,518,397 호(Leitheiser 등), 4,623,364 호(Cottringer 등), 4,744,802 호(Schwabel), 4,770,671 호(Monroe 등), 4,881,951 호(Wood 등), 5,011,508 호(Wald 등), 5,090,968 호(Pellow), 5,139,978 호(Wood), 5,201,916 호(Berg 등), 5,227,104 호(Bauer), 5,366,523 호(Rowenhorst 등), 5,429,647 호(Larmie), 5,498,269 호(Larmie) 및 5,551,963 호(Larmie)에 기재된 것들을 들 수 있다. 알루미나 분말을 원료 공급원으로 사용하여 제조된 소결 알루미나 연마성 입자에 관한 추가의 세부 사항은 또한 예를 들면 미국 특허 제 5,259,147 호(Falz), 5,593,467 호(Monroe) 및 5,665,127 호(Moltgen)에서 찾아볼 수 있다. 융합된 연마성 입자에 관한 추가의 세부 사항은 예를 들면 미국 특허 제 1,161,620 호(Coulter), 1,192,709 호(Tone), 1,247,337 호(Saunders 등), 1,268,533 호(Allen) 및 2,424,645 호(Baumann 등), 3,891,408 호(Rowse 등), 3,781,172 호(Pett 등), 3,893,826 호(Quinan 등), 4,126,429 호(Watson 등), 4,457,767 호(Poon 등), 5,023,212 호(Dubots 등), 5,143,522 호(Gibson 등) 및 5,336,280 호(Dubots 등), 및 2000년 2월 2일자로 각각 출원된 미국 특허 출원 제 09/495,978 호, 09/496,422 호, 09/496,638 호 및 09/496,713 호, 및 2000년 7월 19일자로 각각 출원된 09/618,876 호, 09/618,879 호, 09/619,106 호, 09/619,191 호, 09/619,192 호, 09/619,215 호, 09/619,289 호, 09/619,563 호, 09/619,729 호, 09/619,744 호 및 09/620,262 호, 및 2001년 1월 30일자로 출원된 09/772,730 호에서 찾아볼 수 있다. 어떤 경우에는 연마성 입자의 배합물이 연마성 입자의 종류 100%를 포함하는 연마성 물품에 비하여 개선된 연마 성능을 나타내는 연마성 물품의 결과를 가져올 수도 있다.
연마성 입자의 배합물이 존재하는 경우에, 그 배합물을 형성하는 연마성 입 자 종류는 같은 크기의 것일 수 있다. 그렇지 않으면, 연마성 입자 종류는 상이한 입자 크기의 것일 수 있다. 예를 들면, 보다 큰 크기의 연마성 입자는 본 발명에 따르는 연마성 입자가고, 보다 작은 크기의 입자는 또다른 연마성 입자 종류일 수 있다. 반대로, 예를 들면, 보다 작은 크기의 연마성 입자는 본 발명에 따르는 연마성 입자가고, 보다 큰 크기의 입자는 또다른 연마성 입자 종류일 수 있다.
적절한 희석제 입자의 예로서, 대리석, 석고, 부싯돌, 실리카, 산화 철, 알루미늄 실리케이트, 유리(유리 버블 및 유리 비드 포함), 알루미나 버블, 알루미나 비드 및 희석제 응집체를 들 수 있다. 본 발명에 따르는 연마성 입자는 연마성 응집체 내에 또는 그것과 함께 조합될 수도 있다. 연마성 응집체 입자는 전형적으로 복수의 연마성 입자, 결합제 및 선택적인 첨가제를 포함한다. 결합제는 유기 및(또는) 무기물일 수 있다. 연마성 응집체는 랜덤 모양이거나 그것과 관련된 소정의 형태를 가질 수 있다. 상기 형태는 블럭, 원통형, 피라미드형, 동전형, 정사각형 등일 수 있다. 연마성 응집체 입자는 전형적으로 약 100 내지 약 5000 마이크로미터 범위의 입자 크기, 전형적으로 약 250 내지 약 2500 마이크로미터 범위의 입자 크기를 갖는다. 연마성 응집체 입자에 관한 추가의 세부 사항은 예를 들면 미국 특허 제 4,311,489 호(Kressner), 4,652,275 호(Bloecher 등), 4,799,939 호(Bloecher 등), 5,549,962 호(Holmes 등) 및 5,975,988 호(Christianson), 및 2001년 10월 16일자로 출원된 미국 특허 출원 제 09/688,444 호 및 09/688,484 호에서 찾아볼 수 있다.
연마성 입자는 연마성 물품 내에 균일하게 분포하거나 연마성 물품의 선택된 면적 또는 부분에 집중될 수 있다. 예를 들면, 피복된 연마제 내에, 연마성 입자의 2개 층이 있을 수 있다. 제1 층은 본 발명에 따르는 연마성 입자 이외의 연마성 입자를 포함하고, 제2(가장 바깥쪽) 층은 본 발명에 따르는 연마성 입자를 포함한다. 유사하게, 접착된 연마제의 경우에도, 연마 휠의 두 개의 구별되는 부분이 있을 수 있다. 가장 바깥쪽 부분은 본 발명에 따르는 연마성 입자를 포함하는 한편, 가장 안쪽 부분은 그렇지 않다. 그렇지 않으면, 본 발명에 따르는 연마성 입자는 접착된 연마성 물품에 걸쳐 균일하게 분포될 수 있다.
피복된 연마성 물품에 관한 더 이상의 세부 사항은 예를 들면 미국 특허 제 4,734,104 호(Broberg), 4,737,163 호(Larkey), 5,203,884 호(Buchanan 등), 5,152,917 호(Pieper 등), 5,378,251 호(Culler 등), 5,417,726 호(Stout 등), 5,436,063 호(Follett 등), 5,496,386 호(Broberg 등), 5,609,706 호(Benedict 등), 5,520,711 호(Helmin), 5,954,844 호(Law 등), 5,961,674 호(Gagliardi 등) 및 5,975,988 호(Christianson)에서 찾아볼 수 있다. 접착된 연마성 물품에 관한 더 이상의 세부 사항은 예를 들면 미국 특허 제 4,543,107 호(Rue), 4,741,743 호(Narayanan 등), 4,800,685 호(Haynes 등), 4,898,597 호(Hay 등), 4,997,461 호(Markhoff-Matheny 등), 5,037,453 호(Narayanan 등), 5,110,332 호(Narayanan 등), 및 5,863,308 호(Qi 등)에서 찾아볼 수 있다. 유리질 접착된 연마제에 관한 더 이상의 세부 사항은 예를 들면 미국 특허 제 4,543,107 호(Rue), 4,898,597 호(Hay 등), 4,997,461 호(Markhoff-Matheny 등), 5,094,672 호(Giles Jr. 등), 5,118,326 호(Sheldon 등), 5,131,926 호(Sheldon 등), 5,203,886 호(Sheldon 등), 5,282,875 호(Wood 등), 5,738,696 호(Wu 등) 및 5,863,308 호(Qi)에서 찾아볼 수 있다. 부직 연마성 물품에 관한 더 이상의 세부 사항은 예를 들면 미국 특허 제 2,958,593 호(Hoover 등)에서 찾아볼 수 있다.
본 발명은 본 발명에 따르는 적어도 하나의 연마성 입자를 작업편의 표면과 접촉시키고; 상기 연마성 입자 또는 접촉된 표면 중 적어도 하나를 상기 표면의 적어도 일부가 연마성 입자로 연마되도록 움직이는 것을 포함하는, 표면의 연마 방법을 제공한다. 본 발명에 따르는 연마성 입자를 이용하는 연마 방법은 스내깅(snagging)(즉, 고압 고저장 제거(high pressure high stock removal))에서 광택(예, 피복된 연마성 벨트로 의학적 이식물을 광택냄)에 이르는 범위이며, 여기에서 후자는 전형적으로 연마성 입자의 보다 미세한 등급(예, ANSI 220 미만 및 더 미세한)으로 수행된다. 연마성 입자는 유리화된 접착된 휠을 이용하여 캠축을 연마하는 것과 같은 정밀 연마 응용에 사용될 수도 있다. 특정 연마 응용에 사용되는 연마성 입자의 크기는 당업자에게 명백할 것이다.
본 발명에 따르는 연마성 입자로 연마하는 것은 건식 또는 습식으로 수행될 수 있다. 습식 연마의 경우, 액체는 가벼운 안개의 형태로 공급되어 완전한 충만에 이르도록 도입될 수 있다. 통상적으로 사용되는 액체의 예로서, 물, 수용성 오일, 유기 윤활제 및 에멀젼을 들 수 있다. 액체는 연마와 관련된 열을 감소시키고(시키거나) 윤활제로서 작용할 수 있다. 액체는 살균제, 기포억제제 등과 같은 소량의 첨가제를 함유할 수 있다.
본 발명에 따르는 연마성 입자는 알루미늄 금속, 탄소 강, 마일드 강(mild steel), 도구 강(tool steel), 스텐레스 강, 경질화된 강, 티탄, 유리, 세라믹, 목재, 목재 같은 물질, 페인트, 페인트칠한 표면, 유기 피복된 표면 등과 같은 작업편을 연마하는 데 사용될 수 있다. 연마 도중 적용되는 힘은 전형적으로 약 1 내지 약 100 킬로그램의 범위이다.
본 발명의 장점 및 구현예가 이하의 실시예에 의해 더 설명되지만, 이들 실시예에 인용된 특정 물질 및 그의 양, 뿐만 아니라 다른 조건 및 세부 사항은 본 발명을 부당하게 한정하는 것으로 여겨져서는 안된다. 모든 부 및 백분율은 달리 명시되지 않는 한 중량 기준이다. 달리 언급이 없는 한, 모든 실시예는 실질적인 양의 SiO2, B2O3, P2O5, GeO2, TeO2 , As2O3 및 V2O5를 함유하지 않았다.
실시예 1
폴리에틸렌 병에 263.5 g의 알루미나 입자(Condea Vista, Tucson, AZ로부터 상품명 "APA-0.5" 하에 입수), 143.5 g의 산화 이트륨 입자(H.C. Starck, Newton, MA로부터 입수), 93 g의 산화 지르코늄 입자(공칭 조성 100 중량% ZrO2(+HfO2); Zirconia Sales, Inc. of Marietta, GA로부터 상품명 "DK-2" 하에 입수) 및 300 g의 이소프로필 알코올을 넣었다. 약 800 g의 지르코니아 제분 매질(Tosoh Ceramics, Division of Bound Brook, NJ로부터 상품명 "YTZ" 하에 입수)를 상기 병에 가하고, 그 혼합물을 120 rpm(분당 회전수)에서 24 시간 동안 제분하였다. 제분 후, 제분 매질을 제거하고 슬러리를 유리("PYREX") 팬 상에 부어 거기에서 가열-총을 이용하여 건조시켰다. 건조된 혼합물을 막자사발과 공이를 이용하여 분마하고 70-메쉬 체(212-마이크로미터 구멍 크기 체)를 통하여 체질하였다.
분마 및 체질 후, 일부 입자를 수소/산소 화염 불꽃 내에 공급하였다. 입자를 용융시켜 용융된 유리 비드를 생성하는 데 사용된 화염은 다음 유량으로 수소 및 산소를 공급하는 Bethlehem Apparatus Co., Hellertown, PA로부터 입수된 Bethelehem 벤치 버너 PM2D 모델 B였다. 내부 고리의 경우, 수소 유량은 8 표준 리터/분(SLPM)이었고, 산소 유량은 3 SLPM이었다. 외부 고리의 경우, 수소 유량은 23 (SLPM)이었고 산소 유량은 9.8 SLPM이었다. 건조 및 크기조절된 입자들을 직접 화염 불꽃으로 공급하여, 거기에서 이들이 용융되고 표면 위로 흐르는(약 8 리터/분) 냉수와 함께 경사진 스텐레스 스틸 표면(약 51 cm (20 인치) 폭, 45°의 경사각)으로 이송되어 비드를 형성하였다.
수득되는 비드의 약 50 g을 흑연 다이에 넣고, 단일축 압축 장치(Thermal Technology Inc., Brea, CA로부터 상품명 "HP-50" 하에 입수)를 이용하여 고온-압축하였다. 고온-압축은 아르곤 대기 중 및 13.8 메가파스칼(MPa)(2000 파운드/제곱인치(2 ksi))의 압력 하에 960℃에서 수행되었다. 수득되는 고온-압축된 원판은 직경 약 48 밀리미터(mm), 두께 약 5 mm였다.
상기 고온-압축된 원판을 로(전기적으로 가열된 로(Keith Furnaces of Pico Rivera, CA로부터 상품명 "Model KKSK-666-3100" 하에 입수))에서 다음과 같이 열처리하였다. 원판을 먼저 실온(약 25℃)에서부터 약 900℃까지 약 10 ℃/분의 속도로 가열한 다음 900℃에서 약 1 시간 동안 유지하였다. 다음, 상기 원판을 약 900℃로부터 약 1300℃까지 약 10℃/분의 속도로 가열한 다음, 로를 꺼서 실온까지 다시 식히기 전에 약 1 시간 동안 1300℃에서 유지하였다.
도 1은 물질의 미세한 결정성을 나타내는 고온-압축된 및 열-처리된 실시예 1 물질의 광택된 부분의 주사 전자 현미경(SEM) 사진이다. 광택된 부분은 통상의 고정(mounting) 및 광택 기술을 이용하여 제조되었다. 광택은 광택기(Buehler of Lake Bluff, IL로부터 "ECOMET 3 TYPE POLISHER-GRINDER"라는 상품명 하에 입수)를 이용하여 수행되었다. 시료를 다이아몬드 휠로 약 3 분 동안 광택낸 다음 각 45, 30, 15, 9, 및 3-마이크로미터 다이아몬드 슬러리를 이용하여 3 분 동안 광택내었다. 광택낸 시료를 얇은 층의 금-팔라듐으로 스퍼터 피복하고 JEOL SEM(Model JSM 840A)을 이용하여 관찰하였다.
본 실시예의 물질의 평균 미세경도는 다음과 같이 결정되었다. 산개된 비드(약 125 마이크로미터 크기)를 받침 수지(mounting resin)(Buehler Ltd., Lake Bluff, IL로부터 상품명 "ECOMET 3" 하에 입수)에 올려 놓았다. 수득된 원통형의 수지는 직경 약 2.5 cm(1 인치) 및 높이 약 1.9 cm(0.75 인치)였다. 놓여진 시료를 통상의 연마기/광택기(Buehler Ltd.로부터 상품명 "ECOMET 3" 하에 입수) 및 1 마이크로미터 다이아몬드 슬러리를 이용하는 최종 광택 단계를 갖는 통상의 다이아몬드 슬러리(Buehler Ltd로부터 상품명 "METADI" 하에 입수)를 사용하여 광택내어 시료의 광택낸 단면을 수득하였다.
미세경도 측정은 500-그램 인덴트 부하를 갖는 Vickers 인덴터(indenter)가 고정된 (Mitutoyo Corporation, Tokyo, Japan으로부터 상품명 "MITUTOYO MVK-VL" 하에 입수됨) 통상의 미세경도 시험기를 이용하여 수행되었다. 미세경도 측정은 물질의 미세경도를 위한 ASTM 시험법 E384 시험 방법(1991)에 언급된 지침에 따라 수행되었다. 미세경도 값은 20 회 측정의 평균이었다. 열 처리 이전의 물질의 평균 미세경도는 약 8.5 GPa였다. 열-처리 후 물질의 평균 미세경도(비드를 1300℃에서 1 시간 동안 열-처리하는 것을 제외하고는 전술한 것과 같이 측정)는 15.9 GPa였다.
실시예 2-16
원료 및 원료의 양은 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 하고, 지르코니아 매질 200 g과 함께 90 ml의 이소프로필 알코올 중 120 rpm에서 24 시간 동안 원료의 제분을 수행한 것을 제외하고는 실시예 1에 기재된 것과 같이 실시예 2-16의 비드를 제조하였다. 사용된 원료의 공급원은 하기 표 2에 나타낸다.
실시예 성분의 중량 백분율 배치 양 (g)
2 Y2O3: 28.08 Al2O3: 58.48 ZrO2: 13.43 Y2O3: 14.04 Al2O3: 29.24 ZrO2: 6.72
3 Y2O3: 27.6 Al2O3:57.5 ZrO2:14.9 Y2O3: 13.8 Al2O3: 23.75 ZrO2: 7.45
4 Y2O3: 27.44 Al2O3: 57.14 ZrO2: 15.43 Y2O3: 13.72 Al2O3:28.57 ZrO2: 7.71
5 Y2O3: 28.7 Al2O3: 55.7 ZrO2: 15.5 Y2O3: 14.35 Al2O3: 27.85 ZrO2: 7.75
6 Y2O3: 19 Al2O3: 51 ZrO2:17.9 La2O3: 12.1 Y2O3: 9.5 Al2O3: 25.5 ZrO2: 8.95 La2O3: 6.05
7 Y2O3: 19.3 Al2O3: 50.5 ZrO2: 17.8 Nd2O3: 12.4 Y2O3: 9.65 Al2O3: 25.25 ZrO2: 8.9 Nd2O3: 6.2
8 Y2O3: 19.1 Al2O3: 50 ZrO2:17.8 Gd2O3: 13.1 Y2O3: 9.55 Al2O3: 25 ZrO2: 8.9 Gd2O3: 6.55
9 Y2O3: 19.0 Al2O3: 49.7 ZrO2: 17.55 Er2O3: 13.8 Y2O3: 9.5 Al2O3: 24.85 ZrO2: 8.77 Er2O3: 6.9
10 Y2O3: 27.4 Al2O3: 50.3 ZrO2: 17.8 Li2CO3: 4.5 Y2O3: 13.7 Al2O3: 25.15 ZrO2: 8.9 Li2CO3: 2.25
11 HfO2: 20.08 Al2O3: 46.55 Y2O3: 25.37 HfO2: 14.04 Al2O3: 23.27 Y2O3: 12.67
12 Y2O3: 27.4 Al2O3: 50.3 ZrO2: 17.8 MgO: 4.5 Y2O3: 13.7 Al2O3: 25.15 ZrO2: 8.9 MgO: 2.25
13 Y2O3: 27.4 Al2O3: 50.3 ZrO2: 17.8 CaO: 4.5 Y2O3: 13.7 Al2O3: 25.15 ZrO2: 8.9 CaO: 2.25
14 Y2O3: 27.4 Al2O3: 50.3 ZrO2: 17.8 TiO2: 4.5 Y2O3: 13.7 Al2O3: 25.15 ZrO2: 8.9 TiO2: 2.25
15 Y2O3: 27.4 Al2O3: 50.3 ZrO2: 17.8 NaHCO3: 2.25 Y2O3: 13.7 Al2O3: 25.15 ZrO2: 8.9 NaHCO3: 2.25
16 Y2O3: 27.4 Al2O3: 50.3 ZrO2: 17.8 SiO2: 2.25 Y2O3: 13.7 Al2O3: 25.15 ZrO2: 8.9 SiO2: 2.25

원료 공급원
알루미나 입자(Al2O3) "APA-0.5"라는 상품명 하에 Condea Vista, Tucson, AZ로부터 입수
산화 칼슘 입자 (CaO) Alfa Aesar, Ward Hill, MA로부터 입수
산화 하프늄 입자 (HfO2) Teledyne Wah Chang Albany Company, Albany, OR로부터 입수
산화 란탄 입자 (La2O3) Molycorp Inc., Mountain Pass, CA로부터 입수
산화 가돌리늄 입자 (Gd2O3) Molycorp Inc.로부터 입수
산화 에르븀 입자(Er2O3) Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI로부터 입수
탄산 리튬 입자 (Li2CO3) Aldrich Chemical Co.로부터 입수
산화 마그네슘 입자 (MgO) Aldrich Chemical Co.로부터 입수
산화 네오디뮴 입자 (Nd2O3) Molycorp Inc.로부터 입수
실리카 입자 (SiO2) Alfa Aesar로부터 입수
중탄산 나트륨 입자 (NaHCO3) Aldrich Chemical Co.로부터 입수
이산화 티탄 입자 (TiO2) Kemira Inc., Savannah, GA로부터 입수
산화 이트륨-안정화된 산화 지르코늄 입자 (Y-PSZ) "HSY-3"이라는 상품명 하에 Zirconia Sales, Inc. of Marietta, Ga로부터 입수

일부 실시예 2-16 물질의 다양한 성질/특징은 다음과 같이 측정되었다. 실시예 물질에 존재하는 상을 정성적으로 측정하기 위해 분말 X-선 회절(1.54050 Å 의 구리 K α1 방사선을 이용하는 X-선 회절 측정기(Phillips, Mahwah, NJ로부터 상품명 "PHILIPS XRG 3100" 하에 입수)를 사용)을 사용하였다. 넓게 퍼진 강도의 피크가 존재하는 것은 물질의 무정형 성질을 나타내는 것으로 해석되었다. 넓은 피크 및 잘-정의된 피크가 둘다 존재하는 것은 무정형 매트릭스 내에 결정성 물질이 존재함을 의미하는 것으로 해석되었다. 여러 가지 실시예에서 검출된 상들을 하기 표 3에 보고한다.
실시예 X-선 회절로 검출된 상 색상 Tg, ℃ Tx, ℃ 고온-압축 온도, ℃
2 무정형* 및 결정성 투명/우유빛 874 932 980
3 무정형* 및 결정성 투명/우유빛 871 934 --
4 무정형* 및 결정성 투명/우유빛 874 937 --
5 무정형* 및 결정성 투명/우유빛 870 942 --
6 무정형* 투명 843 938 970
7 무정형* 청색/분홍 848 934 970
8 무정형* 및 결정성 투명/우유빛 880 943
9 무정형* 및 결정성 분홍 876 936
10 무정형* 투명 821 927 970
11 무정형* 및 결정성 투명/초록 867 948 --
12 무정형* 및 결정성 투명/우유빛 869 934 --
13 무정형* 투명 845 922 970
14 무정형* 및 결정성 투명/우유빛 870 933
15 무정형* 투명 831 916 970
16 무정형* 투명 826 926 970

시차적 열 분석(DTA)을 위해, 물질을 체질하여 비드를 90-125 마이크로미터 크기 범위로 유지하였다. DTA 작업이 (Netzsch Instruments, Selb, Germany로부터 상품명 "NETZSCH STA 409 DTA/TGA" 하에 입수되는 기기를 사용하여) 수행되었다. 100-마이크로리터 Al2O3 시료 홀더에 놓여진 각 체질된 시료의 양은 400 밀리그램이었다. 각 시료를 정체된 공기 중에서 10℃/분의 속도로 실온(약 25℃)에서부터 1200℃까지 가열하였다.
도 2를 참고하면, 선(123)은 실시예 1 물질에 대해 플롯한 DTA 데이터이다. 도 2의 선(123)을 참고하면, 상기 물질은 875℃ 주변에서 선(123)의 하향 곡선에 의해 확인되는 바와 같이 흡열 현상을 나타내었다. 이러한 현상은 물질의 유리 전리(Tg)로 인한 것으로 생각되었다. 약 941℃에서는, 선(123)의 날카로운 피크에 의해 확인되는 바와 같이 발열 현상이 관찰되었다. 이러한 현상은 물질의 결정화(Tx)로 인한 것으로 생각되었다. 다른 실시예의 경우 상기 Tg 및 Tx 값은 상기 표 3에 보고한다.
여러 가지 실시예의 경우 전술한 고온 압축 장치의 변위 제어 단위에 의해 나타나는 바와 같은 상당한 유리 유동이 일어나는 고온-압축 온도를 상기 표 3에 보고한다.
본 발명의 다양한 수정 및 변법이 본 발명의 범위 및 정신을 벗어나지 않고 당업자에게 명백할 것이며, 본 발명은 여기 기재된 예시적 구현예에 부당하게 한정되어서는 안된다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (79)

  1. Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2를 포함하고, 여기서 유리의 총 중량을 기준으로, 유리의 적어도 80 중량%가 총합하여 Al2O3, Y2O3 및 ZrO2를 포함하는 것인, 30 중량% 이상의 Al2O3, 20 중량% 이상의 Y2O3 및 15.43 내지 30 중량% 범위의 ZrO2를 포함하는 유리.
  2. Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하고, 여기서 유리-세라믹의 총 중량을 기준으로, 유리-세라믹의 적어도 80 중량%가 총합하여 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하는 것인 유리-세라믹.
  3. Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하고, 여기서 유리의 총 중량을 기준으로, 유리의 적어도 80 중량%가 총합하여 Al2O3, Y2O3, 및 ZrO2 및 HfO2 중 적어도 1종을 포함하고, 서로에 대하여 각각 수직인 x, y 및 z 치수를 갖고, x, y 및 z 치수 각각은 5 mm 이상인 유리.
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KR1020047001668A 2001-08-02 2002-08-02 알루미나-산화 이트륨-산화 지르코늄/산화 하프늄 물질,및 그의 제조 및 사용 방법 KR100885328B1 (ko)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US92253001A 2001-08-02 2001-08-02
US09/922,530 2001-08-02
PCT/US2002/024658 WO2003104161A2 (en) 2001-08-02 2002-08-02 Alumina-yttria-zirconium oxide/hafnium oxide materials, and methods of making and using the same

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Publication Number Publication Date
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US (1) US7507268B2 (ko)
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RU (1) RU2004101636A (ko)
WO (1) WO2003104161A2 (ko)

Families Citing this family (88)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60223550T2 (de) 2001-08-02 2008-10-23 3M Innovative Properties Co., St. Paul Verfahren zur herstellung von gegenständen aus glas sowie so hergestellte glaskeramikgegenstände
US7625509B2 (en) * 2001-08-02 2009-12-01 3M Innovative Properties Company Method of making ceramic articles
KR100885329B1 (ko) 2001-08-02 2009-02-26 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 Ａｌ₂Ｏ₃-희토류 산화물-ＺｒＯ₂/ＨｆＯ₂물질, 및그의 제조 및 사용 방법
JP2003094414A (ja) * 2001-09-26 2003-04-03 Chokoon Zairyo Kenkyusho:Kk アモルファスセラミックスの成形法
US8056370B2 (en) 2002-08-02 2011-11-15 3M Innovative Properties Company Method of making amorphous and ceramics via melt spinning
US7258707B2 (en) * 2003-02-05 2007-08-21 3M Innovative Properties Company AI2O3-La2O3-Y2O3-MgO ceramics, and methods of making the same
US6984261B2 (en) * 2003-02-05 2006-01-10 3M Innovative Properties Company Use of ceramics in dental and orthodontic applications
US20050137078A1 (en) * 2003-12-18 2005-06-23 3M Innovative Properties Company Alumina-yttria particles and methods of making the same
KR100805638B1 (ko) * 2004-02-27 2008-02-20 닛코킨조쿠 가부시키가이샤 스퍼터링 타겟트와 광 정보기록매체 및 그 제조방법
US7332453B2 (en) * 2004-07-29 2008-02-19 3M Innovative Properties Company Ceramics, and methods of making and using the same
US7513941B2 (en) * 2005-11-14 2009-04-07 3M Innovative Properties Company Pavement marking, reflective elements, and methods of making micospheres
US7598188B2 (en) * 2005-12-30 2009-10-06 3M Innovative Properties Company Ceramic materials and methods of making and using the same
JP4731381B2 (ja) 2006-03-31 2011-07-20 ニチアス株式会社 ディスクロール及びディスクロール用基材
US10622194B2 (en) 2007-04-27 2020-04-14 Applied Materials, Inc. Bulk sintered solid solution ceramic which exhibits fracture toughness and halogen plasma resistance
US10242888B2 (en) 2007-04-27 2019-03-26 Applied Materials, Inc. Semiconductor processing apparatus with a ceramic-comprising surface which exhibits fracture toughness and halogen plasma resistance
US20080280034A1 (en) * 2007-05-11 2008-11-13 3M Innovative Properties Company Pavement marking and reflective elements having microspheres comprising lanthanum oxide and aluminum oxide with zirconia, titania, or mixtures thereof
US20100283167A1 (en) * 2007-12-28 2010-11-11 Gang Qi Methods of making ceramic fibers and beads
CA2713829C (en) * 2008-01-31 2016-06-07 David A. Rohrbacker Molding composition and method using same to form displacements for use in a metal casting process
FR2942150B1 (fr) * 2009-02-18 2012-09-21 Cerlase Procede de fusion d'au moins une matiere minerale en poudre
FR2943055B1 (fr) * 2009-03-10 2011-04-08 Saint Gobain Ct Recherches Poudre de zircone
US20110021340A1 (en) * 2009-07-24 2011-01-27 Karl-Heinz Schofalvi Refractory
CN102574730A (zh) 2009-08-21 2012-07-11 3M创新有限公司 路面标记、反射元件以及制备微球的方法
DE102009057444A1 (de) 2009-12-08 2011-06-09 Dürr Systems GmbH Lackieranlagenbauteil mit einer Oberflächenbeschichtung
CN101746718B (zh) * 2009-12-31 2012-09-19 中国科学院合肥物质科学研究院 一种制备单排有序纳米带的方法
US8945729B1 (en) * 2010-09-22 2015-02-03 Skyworks Solutions, Inc. Thermal barrier coating material with RF absorption capabilities at elevated temperatures
RU2013135445A (ru) 2010-12-31 2015-02-10 Сэнт-Гобэн Керамикс Энд Пластикс, Инк. Абразивное изделие (варианты) и способ его формования
US8986409B2 (en) 2011-06-30 2015-03-24 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Abrasive articles including abrasive particles of silicon nitride
US8840694B2 (en) 2011-06-30 2014-09-23 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Liquid phase sintered silicon carbide abrasive particles
CN103826802B (zh) 2011-09-26 2018-06-12 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 包括磨料颗粒材料的磨料制品，使用磨料颗粒材料的涂布磨料及其形成方法
JP5903502B2 (ja) 2011-12-30 2016-04-13 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 成形研磨粒子を備える粒子材料
JP5847331B2 (ja) 2011-12-30 2016-01-20 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 成形研磨粒子の形成
KR20140106713A (ko) 2011-12-30 2014-09-03 생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드 형상화 연마입자 및 이의 형성방법
WO2013106602A1 (en) 2012-01-10 2013-07-18 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Abrasive particles having particular shapes and methods of forming such particles
AU2013207946B2 (en) 2012-01-10 2016-07-07 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Abrasive particles having complex shapes and methods of forming same
ES2415984B1 (es) * 2012-01-24 2014-05-27 Vidres Sa Recubrimiento para cuerpos ceramicos
US9034199B2 (en) 2012-02-21 2015-05-19 Applied Materials, Inc. Ceramic article with reduced surface defect density and process for producing a ceramic article
US9212099B2 (en) 2012-02-22 2015-12-15 Applied Materials, Inc. Heat treated ceramic substrate having ceramic coating and heat treatment for coated ceramics
US9242346B2 (en) 2012-03-30 2016-01-26 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive products having fibrillated fibers
US9090046B2 (en) 2012-04-16 2015-07-28 Applied Materials, Inc. Ceramic coated article and process for applying ceramic coating
EP4302955A3 (en) 2012-05-23 2024-04-17 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Shaped abrasive particles and methods of forming same
EP2858788A4 (en) * 2012-06-06 2016-05-18 Saint Gobain Abrasives Inc SMALL DIAMETER CUTTING TOOL
EP2866977B8 (en) 2012-06-29 2023-01-18 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Abrasive particles having particular shapes and methods of forming such particles
US9604249B2 (en) 2012-07-26 2017-03-28 Applied Materials, Inc. Innovative top-coat approach for advanced device on-wafer particle performance
US9343289B2 (en) 2012-07-27 2016-05-17 Applied Materials, Inc. Chemistry compatible coating material for advanced device on-wafer particle performance
CA2887561C (en) 2012-10-15 2019-01-15 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive particles having particular shapes and methods of forming such particles
CN104768710B (zh) 2012-10-31 2017-09-22 3M创新有限公司 成形磨料颗粒、制备方法及包含其的磨料制品
CN104994995B (zh) 2012-12-31 2018-12-14 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 颗粒材料及其形成方法
US9457453B2 (en) 2013-03-29 2016-10-04 Saint-Gobain Abrasives, Inc./Saint-Gobain Abrasifs Abrasive particles having particular shapes and methods of forming such particles
US9708713B2 (en) 2013-05-24 2017-07-18 Applied Materials, Inc. Aerosol deposition coating for semiconductor chamber components
US9865434B2 (en) 2013-06-05 2018-01-09 Applied Materials, Inc. Rare-earth oxide based erosion resistant coatings for semiconductor application
US9850568B2 (en) 2013-06-20 2017-12-26 Applied Materials, Inc. Plasma erosion resistant rare-earth oxide based thin film coatings
TW201502263A (zh) 2013-06-28 2015-01-16 Saint Gobain Ceramics 包含成形研磨粒子之研磨物品
US9711334B2 (en) 2013-07-19 2017-07-18 Applied Materials, Inc. Ion assisted deposition for rare-earth oxide based thin film coatings on process rings
US9583369B2 (en) 2013-07-20 2017-02-28 Applied Materials, Inc. Ion assisted deposition for rare-earth oxide based coatings on lids and nozzles
CN111978921A (zh) 2013-09-30 2020-11-24 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 成形磨粒及其形成方法
US9440886B2 (en) 2013-11-12 2016-09-13 Applied Materials, Inc. Rare-earth oxide based monolithic chamber material
US9725799B2 (en) 2013-12-06 2017-08-08 Applied Materials, Inc. Ion beam sputtering with ion assisted deposition for coatings on chamber components
US9566689B2 (en) 2013-12-31 2017-02-14 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive article including shaped abrasive particles
US9771507B2 (en) 2014-01-31 2017-09-26 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Shaped abrasive particle including dopant material and method of forming same
EP3131706B8 (en) 2014-04-14 2024-01-10 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Abrasive article including shaped abrasive particles
US9803119B2 (en) 2014-04-14 2017-10-31 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Abrasive article including shaped abrasive particles
US9869013B2 (en) 2014-04-25 2018-01-16 Applied Materials, Inc. Ion assisted deposition top coat of rare-earth oxide
US10196728B2 (en) 2014-05-16 2019-02-05 Applied Materials, Inc. Plasma spray coating design using phase and stress control
US9902045B2 (en) 2014-05-30 2018-02-27 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Method of using an abrasive article including shaped abrasive particles
US9914864B2 (en) 2014-12-23 2018-03-13 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Shaped abrasive particles and method of forming same
US9707529B2 (en) 2014-12-23 2017-07-18 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Composite shaped abrasive particles and method of forming same
US9676981B2 (en) 2014-12-24 2017-06-13 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Shaped abrasive particle fractions and method of forming same
JP6715025B2 (ja) * 2015-02-27 2020-07-01 Ａｇｃセラミックス株式会社 セラミックスビーズ
TWI634200B (zh) 2015-03-31 2018-09-01 聖高拜磨料有限公司 固定磨料物品及其形成方法
CN107636109A (zh) 2015-03-31 2018-01-26 圣戈班磨料磨具有限公司 固定磨料制品和其形成方法
CA2988012C (en) 2015-06-11 2021-06-29 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Abrasive article including shaped abrasive particles
US11718774B2 (en) 2016-05-10 2023-08-08 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Abrasive particles and methods of forming same
EP3455320A4 (en) 2016-05-10 2019-11-20 Saint-Gobain Ceramics&Plastics, Inc. GRINDING PARTICLES AND METHOD FOR FORMING THEREOF
WO2018064642A1 (en) 2016-09-29 2018-04-05 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Fixed abrasive articles and methods of forming same
US10759024B2 (en) 2017-01-31 2020-09-01 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Abrasive article including shaped abrasive particles
US10563105B2 (en) 2017-01-31 2020-02-18 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Abrasive article including shaped abrasive particles
CN106947214A (zh) * 2017-03-07 2017-07-14 广东陆海航空科技有限公司 一种应用于液态喷射抛光工艺的弹性用固结磨料及制备方法
EP3621935B1 (en) 2017-05-12 2023-11-08 3M Innovative Properties Company Articles comprising ceramics and method of making the same
US10988399B2 (en) 2017-05-12 2021-04-27 3M Innovative Properties Company Articles comprising crystalline materials and method of making the same
US10865148B2 (en) 2017-06-21 2020-12-15 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Particulate materials and methods of forming same
KR102034345B1 (ko) * 2017-06-28 2019-11-08 정의국 바닥난방용 황토보드 및 그 제조방법
CN107663081B (zh) * 2017-10-26 2020-09-08 西北工业大学 氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷的凝固制备方法
US11047035B2 (en) 2018-02-23 2021-06-29 Applied Materials, Inc. Protective yttria coating for semiconductor equipment parts
JP7156987B2 (ja) * 2019-03-25 2022-10-19 京セラ株式会社 耐熱部材
CN114867582A (zh) 2019-12-27 2022-08-05 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 磨料制品及其形成方法
CN111303722B (zh) * 2020-02-17 2021-05-04 南京路伸交通科技有限公司 一种耐久反光性自分层道路标线涂料及其制备方法
CN113429202A (zh) * 2021-06-29 2021-09-24 乌鲁木齐市口腔医院 氧化铝氧化锗共掺杂氧化锆复合材料及其制备方法
CN113979732B (zh) * 2021-11-12 2022-12-06 深圳市中美欧光电科技有限公司 一种高反射率陶瓷基板及其制备方法和cob

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994014722A1 (en) * 1992-12-23 1994-07-07 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive grain containing manganese oxide

Family Cites Families (234)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1314061A (en) 1919-08-26 Abrasive material and j
US160694A (en) * 1875-03-09 Improvement in invalid-bedsteads
US122684A (en) * 1872-01-09 Improvement in hot-air furnaces
US659926A (en) 1900-05-04 1900-10-16 Gen Electro Chemical Company Process of manufacturing abrasive material.
US906339A (en) 1908-03-17 1908-12-08 Carborundum Co Composition of matter containing alumina and silica.
US1037999A (en) 1908-12-26 1912-09-10 Morton Company Article of alumina and method of making same.
US960712A (en) 1909-09-14 1910-06-07 Norton Co Process of purifying aluminous materials.
US1107011A (en) 1913-03-11 1914-08-11 Carborundum Co Method of bonding fused crystalline alumina.
US1192709A (en) 1914-12-01 1916-07-25 Carborundum Co Crystalline fused alumina and the manufacture thereof.
US1161620A (en) 1915-02-24 1915-11-23 Carborundum Co Crystalline fused alumina and method of making the same.
US1149064A (en) 1915-06-11 1915-08-03 Exolon Company Electric-furnace abrasive and method of making the same.
US1268532A (en) 1916-11-11 1918-06-04 Carborundum Co Process of making aluminous abrasives.
US1240490A (en) 1917-02-12 1917-09-18 Norton Co Composition containing alumina and zirconia.
US1247337A (en) 1917-02-12 1917-11-20 Norton Co Aluminous abrasive.
US1263708A (en) 1917-03-02 1918-04-23 Norton Co PRODUCT CONTAINING β-ALUMINA AND PROCESS OF PREPARING THE SAME.
US1263710A (en) 1917-08-02 1918-04-23 Norton Co Aluminous abrasive and process of making same.
US1263709A (en) 1917-08-02 1918-04-23 Norton Co Aluminous abrasive and process of making the same.
US1268533A (en) 1917-08-07 1918-06-04 Carborundum Co Aluminous abrasive.
US1257356A (en) 1917-11-14 1918-02-26 Carborundum Co Aluminous composition and method of preparing the same.
US1339344A (en) 1919-09-18 1920-05-04 Carborundum Co Aluminous compostion and method of making the same
US1402714A (en) 1920-10-21 1922-01-03 Abrasive Company Method of manufacturing artificial abrasives from bauxite and emery
US1448586A (en) 1922-04-22 1923-03-13 Abrasive Company Process of manufacturing aluminous abrasives
US2000857A (en) 1930-12-01 1935-05-07 Swann Res Inc Aluminum oxide abrasive and method of making the same
US1910444A (en) 1931-02-13 1933-05-23 Carborundum Co Process of making abrasive materials
US2206081A (en) 1935-09-03 1940-07-02 Eastman Kodak Co Optical glass
US2424645A (en) 1943-07-13 1947-07-29 Carborundum Co Fused aluminum oxide abrasive material
US2618567A (en) 1950-10-19 1952-11-18 Norton Co Molded alumina
US2805166A (en) * 1954-01-18 1957-09-03 Loffler Johannes Glasses containing oxides of rare earth metals
DE1694594C3 (de) 1960-01-11 1975-05-28 Minnesota Mining And Manufacturing Co., Saint Paul, Minn. (V.St.A.) Reinigungs- und Polierkörper
US2961296A (en) 1957-09-27 1960-11-22 Aluminium Lab Ltd Production of fused alumina
DE1075807B (de) 1958-08-07 1960-02-18 JENAer Glaswerk Schott &. Gen Mainz Alumimumoxydreiches Lanthanborosilikatglas
US3041156A (en) 1959-07-22 1962-06-26 Norton Co Phenolic resin bonded grinding wheels
US3181939A (en) 1961-01-27 1965-05-04 Norton Co Fused alumina-zirconia abrasives
US3377660A (en) 1961-04-20 1968-04-16 Norton Co Apparatus for making crystal abrasive
US3141747A (en) 1961-08-24 1964-07-21 Norton Co Alumina abrasive
US3216794A (en) 1961-10-20 1965-11-09 Norton Co Process for producing crystalline alumina
GB1112969A (en) 1964-08-22 1968-05-08 Nippon Sheet Glass Co Ltd Process for the manufacture of sheet glass
US3519448A (en) 1968-01-26 1970-07-07 Corhart Refractories Co Zirconia-alumina fused refractory materials and structures
US3625717A (en) 1968-04-29 1971-12-07 Avco Corp Spray coating compositions
US3498769A (en) 1969-01-16 1970-03-03 Norton Co Fused zirconia-spinel abrasives and articles made therewith
US3650780A (en) 1969-05-01 1972-03-21 Corning Glass Works Fiber optic core glass
US3635739A (en) * 1969-06-04 1972-01-18 Corning Glass Works Silica-free calcium aluminate glass-ceramic articles
US3947281A (en) * 1969-11-06 1976-03-30 United Technologies Corporation High modulus rare earth and beryllium containing silicate glass compositions
US3646713A (en) 1970-03-16 1972-03-07 Norton Co Method of making fragmented crystalline material
US3781172A (en) 1970-12-14 1973-12-25 G Kinney Process for the manufacture of microcrystalline fused abrasives
US3714059A (en) 1971-03-10 1973-01-30 American Optical Corp Neodymium glass laser having room temperature output at wavelengths shorter than 1060 nm
US3717583A (en) 1971-03-10 1973-02-20 American Optical Corp Neodymium glass laser having room temperature output at wavelengths shorter than 1060 nm.
US3928515A (en) 1971-06-15 1975-12-23 Carborundum Co Semicontinuous process for producing oxide refractory material having fine crystal structure
US3726621A (en) 1971-06-15 1973-04-10 Carborundum Co Apparatus for producing oxide refractory material having fine crystal structure
US4415510A (en) 1971-06-15 1983-11-15 Kennecott Corporation Process for making oxide refractory material having fine crystal structure
US3754978A (en) 1971-08-06 1973-08-28 Corning Glass Works Devitrification-resistant coating for high-silica glasses
US3792553A (en) 1971-09-28 1974-02-19 Wallace Murray Corp Abrasive powder of fused alumina containing vanadium tetroxide
US3893826A (en) 1971-11-08 1975-07-08 Norton Co Coated abrasive material comprising alumina-zirconia abrasive compositions
US4070796A (en) 1971-12-27 1978-01-31 Norton Company Method of producing abrasive grits
US3859407A (en) 1972-05-15 1975-01-07 Corning Glass Works Method of manufacturing particles of uniform size and shape
US4261706A (en) 1972-05-15 1981-04-14 Corning Glass Works Method of manufacturing connected particles of uniform size and shape with a backing
US3891408A (en) 1972-09-08 1975-06-24 Norton Co Zirconia-alumina abrasive grain and grinding tools
US3916584A (en) 1973-03-22 1975-11-04 Minnesota Mining & Mfg Spheroidal composite particle and method of making
JPS5016423A (ko) 1973-06-11 1975-02-21
US3881282A (en) 1973-10-24 1975-05-06 Norton Co Abrasive grain of fused alumina-zirconia-ceria alloy
US3973977A (en) 1973-11-01 1976-08-10 Corning Glass Works Making spinel and aluminum-base metal cermet
US3940276A (en) 1973-11-01 1976-02-24 Corning Glass Works Spinel and aluminum-base metal cermet
US4035162A (en) 1973-11-09 1977-07-12 Corning Glass Works Fused abrasive grains consisting essentially of corundum, zirconia and R2 O3
DE2420551B2 (de) 1974-04-27 1981-01-08 Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf Verfahren zur Herstellung von gekörnten Schleifmitteln aus hochfeuerfesten anorganischen Hartstoffen
DE2560066B1 (de) 1974-05-29 1979-12-13 Treibacher Chemische Werke Ag Verfahren zur Herstellung von Schleifmaterialien auf der Basis von Aluminiumoxid,gegebenenfalls zusammen mit anderen Oxiden
US3996702A (en) 1974-11-26 1976-12-14 Minnesota Mining And Manufacturing Company Coated abrasive product comprising fused zirconia grains and method for abrading iron
US4014122A (en) * 1975-09-22 1977-03-29 Woods Oscar J Paperweight with screw threaded bottom cap
US4073096A (en) 1975-12-01 1978-02-14 U.S. Industries, Inc. Process for the manufacture of abrasive material
US4194887A (en) 1975-12-01 1980-03-25 U.S. Industries, Inc. Fused alumina-zirconia abrasive material formed by an immersion process
US4126429A (en) 1975-12-15 1978-11-21 Norton Company Co-fused alumina-zirconia alloy abrasive containing magnesium oxide
USRE31128E (en) 1976-06-01 1983-01-18 Kennecott Corporation Fused aluminum oxide abrasive grain containing reduced titanium oxide
USRE31725E (en) 1976-06-01 1984-11-06 Kennecott Corporation Fused aluminum oxide abrasive grain containing reduced titanium oxide
US4111668A (en) 1976-06-01 1978-09-05 The Carborundum Company Fused aluminum oxide abrasive grain containing reduced titanium oxide
US4157898A (en) 1976-06-01 1979-06-12 The Carborundum Company Fused aluminum oxide abrasive grain containing reduced titanium oxide
US4217264A (en) 1977-04-01 1980-08-12 American Dental Association Health Foundation Microporous glassy fillers for dental resin composites
DE2744700C2 (de) 1977-10-05 1987-05-27 Feldmühle AG, 4000 Düsseldorf Sinterwerkstoff auf Basis von dichten, nichtmetallischen Hartstoffen wie hochschmelzenden Metallcarbiden, Metallnitriden, Metallboriden und Metalloxiden mit darin eingelagerten Zirkon- und/oder Hafniumoxid
US4140494A (en) 1977-10-21 1979-02-20 Norton Company Method for rapid cooling molten alumina abrasives
US4111707A (en) 1977-12-14 1978-09-05 Kabushiki Kaisha Ohara Kogaku Garasu Seizosho Optical glass
US4182437A (en) 1978-05-08 1980-01-08 Ferro Corporation Unstable devitrifiable glasses and friction materials containing them
US4311489A (en) 1978-08-04 1982-01-19 Norton Company Coated abrasive having brittle agglomerates of abrasive grain
US4238213A (en) 1979-04-05 1980-12-09 Johns-Manville Corporation Method of operation of a refractory fiber production process
US4314827A (en) 1979-06-29 1982-02-09 Minnesota Mining And Manufacturing Company Non-fused aluminum oxide-based abrasive mineral
US4518397A (en) 1979-06-29 1985-05-21 Minnesota Mining And Manufacturing Company Articles containing non-fused aluminum oxide-based abrasive mineral
FR2460315A1 (fr) 1979-07-05 1981-01-23 Sofrem Produit abrasif, a haute durete, a base d'alumine et d'oxycarbures d'aluminium et procede de preparation
JPS608985B2 (ja) 1979-08-10 1985-03-07 富士写真フイルム株式会社 結晶化ガラスおよびその製造方法
US5143522B1 (en) * 1979-11-09 1998-01-06 Washington Mills Electro Miner Abrasive products containing fused alumina zirconia and reduced titania
DE3022213C2 (de) 1980-06-13 1987-12-23 Feldmühle AG, 4000 Düsseldorf Keramischer Formkörper mit eutektischen Gefügebestandteilen und Verfahren zu seiner Herstellung
US4316964A (en) 1980-07-14 1982-02-23 Rockwell International Corporation Al2 O3 /ZrO2 ceramic
US4588419A (en) 1980-10-08 1986-05-13 Carborundum Abrasives Company Resin systems for high energy electron curable resin coated webs
FR2499061A1 (fr) 1981-01-30 1982-08-06 Sofrem Procede et appareillage de solidification et de refroidissement rapides par coulee continue de produits fondus a base d'oxydes metalliques
IT1150318B (it) 1981-03-21 1986-12-10 Bosch Gmbh Robert Pompa di iniezione del carburante per motori endotermici
DE3138137C2 (de) 1981-09-25 1985-05-15 Schott Glaswerke, 6500 Mainz ThO↓2↓ - und Ta↓2↓O↓5↓-freie optische Gläser mit Brechwerten von 1.87 - 1.93 und Abbezahlen von 30 - 35
US4489022A (en) 1981-11-25 1984-12-18 Glaverbel Forming coherent refractory masses
US4439845A (en) 1981-12-03 1984-03-27 Westinghouse Electric Corp. Sonar system
US4800685A (en) * 1984-05-31 1989-01-31 Minnesota Mining And Manufacturing Company Alumina bonded abrasive for cast iron
CA1181558A (en) 1982-04-08 1985-01-29 Takashi Onoyama Apparatus for producing flake particles
JPS5969443A (ja) * 1982-10-14 1984-04-19 Natl Inst For Res In Inorg Mater Ｙ↓２ｏ↓３を含有するアルミノけい酸塩ガラスの製造法
US4543107A (en) 1984-08-08 1985-09-24 Norton Company Vitrified bonded grinding wheels containing sintered gel aluminous abrasive grits
US4457767A (en) 1983-09-29 1984-07-03 Norton Company Alumina-zirconia abrasive
DE3343418A1 (de) 1983-12-01 1985-06-20 Schott Glaswerke, 6500 Mainz Optisches glas mit brechwerten>= 1.90, abbezahlen>= 25 und mit hoher chemischer bestaendigkeit
US4623364A (en) 1984-03-23 1986-11-18 Norton Company Abrasive material and method for preparing the same
US5395407B1 (en) * 1984-01-19 1997-08-26 Norton Co Abrasive material and method
JPS60170565A (ja) 1984-02-10 1985-09-04 Nippon Yakin Kogyo Co Ltd 球状金属粒子の製造方法
CA1266569A (en) 1984-05-09 1990-03-13 Minnesota Mining And Manufacturing Company Coated abrasive product incorporating selective mineral substitution
CA1266568A (en) 1984-05-09 1990-03-13 Minnesota Mining And Manufacturing Company Coated abrasive product incorporating selective mineral substitution
US4780268A (en) * 1984-06-13 1988-10-25 Westinghouse Electric Corp. Neutron absorber articles
JPS623041A (ja) * 1985-02-09 1987-01-09 Natl Inst For Res In Inorg Mater 希土類含有アルミノけい酸塩ガラスの製造法
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
US4812422A (en) * 1985-06-17 1989-03-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Dielectric paste and method of manufacturing the paste
US4652275A (en) 1985-08-07 1987-03-24 Minnesota Mining And Manufacturing Company Erodable agglomerates and abrasive products containing the same
US4741743A (en) 1985-08-19 1988-05-03 Norton Company Grinding wheel with combination of fused and sintered abrasive grits
US4772511A (en) * 1985-11-22 1988-09-20 Minnesota Mining And Manufacturing Company Transparent non-vitreous zirconia microspheres
US4770671A (en) * 1985-12-30 1988-09-13 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive grits formed of ceramic containing oxides of aluminum and yttrium, method of making and using the same and products made therewith
ZA8763B (en) 1986-01-21 1987-09-30 Alusuisse Composite panel that is difficult to combust and produces little smoke,and process for manufacturing same
US5259147A (en) * 1986-02-15 1993-11-09 Vereinigte Schmirgel-Und Maschinenfabriken Aktiengesellschaft Granular abrasive material
US5057018A (en) * 1986-05-13 1991-10-15 American Dental Association - Health Foundation Microcrystalline inserts for megafilled composite dental restorations
US5045402A (en) * 1986-08-01 1991-09-03 International Business Machines Corporation Zirconia toughening of glass-ceramic materials
US4829031A (en) * 1986-08-01 1989-05-09 Research Corporation Method of preparing ceramic compositions at lower sintering temperatures
US4799939A (en) * 1987-02-26 1989-01-24 Minnesota Mining And Manufacturing Company Erodable agglomerates and abrasive products containing the same
US4960441A (en) * 1987-05-11 1990-10-02 Norton Company Sintered alumina-zirconia ceramic bodies
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
AU604899B2 (en) * 1987-05-27 1991-01-03 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive grits formed of ceramic, impregnation method of making the same and products made therewith
US5185299A (en) * 1987-06-05 1993-02-09 Minnesota Mining And Manufacturing Company Microcrystalline alumina-based ceramic articles
US4762677A (en) * 1987-11-03 1988-08-09 Allied-Signal Inc. Method of preparing a bulk amorphous metal article
CN1015443B (zh) * 1987-12-26 1992-02-12 中国科学院上海硅酸盐研究所 用鹅髓岩制造低膨胀微晶玻璃的方法
US4952294A (en) * 1988-03-15 1990-08-28 Collins George J Apparatus and method for in-situ generation of dangerous polyatomic gases, including polyatomic radicals
CH675250A5 (ko) * 1988-06-17 1990-09-14 Lonza Ag
US5038453A (en) * 1988-07-22 1991-08-13 Rohm Co., Ltd. Method of manufacturing semiconductor devices, and leadframe and differential overlapping apparatus therefor
US4898597A (en) * 1988-08-25 1990-02-06 Norton Company Frit bonded abrasive wheel
US5011508A (en) * 1988-10-14 1991-04-30 Minnesota Mining And Manufacturing Company Shelling-resistant abrasive grain, a method of making the same, and abrasive products
US4898587A (en) * 1988-11-15 1990-02-06 Mera Csaba L Intravenous line stabilizing device
YU32490A (en) * 1989-03-13 1991-10-31 Lonza Ag Hydrophobic layered grinding particles
US5009676A (en) * 1989-04-28 1991-04-23 Norton Company Sintered sol gel alumina abrasive filaments
FR2648806B1 (fr) * 1989-06-21 1993-02-12 Ceram Composites Materiau composite a matrice vitroceramique renforcee et son procede de preparation
GB8918178D0 (en) * 1989-08-09 1989-09-20 Evans Philip A Dental veneers and crowns
JP2639121B2 (ja) * 1989-08-25 1997-08-06 三菱マテリアル株式会社 微細α―アルミナ粉末の製造方法
US4997461A (en) * 1989-09-11 1991-03-05 Norton Company Nitrified bonded sol gel sintered aluminous abrasive bodies
US5013696A (en) * 1989-09-25 1991-05-07 General Electric Company Preparation of high uniformity polycrystalline ceramics by presintering, hot isostatic pressing and sintering and the resulting ceramic
US5007943A (en) * 1989-11-03 1991-04-16 Norton Company Sol-gel process alumina abrasive grain blends in coated abrasive material
US5094672A (en) * 1990-01-16 1992-03-10 Cincinnati Milacron Inc. Vitreous bonded sol-gel abrasive grit article
GB9004485D0 (en) * 1990-02-28 1990-04-25 Johnson Matthey Plc Glass composition
FI84979C (fi) * 1990-04-06 1992-02-25 Ahlstroem Oy Filter foer separering av partiklar fraon en het gasstroem.
US5085671A (en) * 1990-05-02 1992-02-04 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of coating alumina particles with refractory material, abrasive particles made by the method and abrasive products containing the same
US5108477A (en) * 1990-05-21 1992-04-28 Corning Incorporated Method for making a glass article
US5139978A (en) * 1990-07-16 1992-08-18 Minnesota Mining And Manufacturing Company Impregnation method for transformation of transition alumina to a alpha alumina
JPH06104817B2 (ja) * 1990-10-09 1994-12-21 日本研磨材工業株式会社 アルミナ―ジルコニア系ラップ研磨材とその製造方法及び研磨用組成物
US6123743A (en) * 1991-01-07 2000-09-26 Norton Company Glass-ceramic bonded abrasive tools
US5090968A (en) * 1991-01-08 1992-02-25 Norton Company Process for the manufacture of filamentary abrasive particles
US5152917B1 (en) * 1991-02-06 1998-01-13 Minnesota Mining & Mfg Structured abrasive article
US5378251A (en) * 1991-02-06 1995-01-03 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive articles and methods of making and using same
FR2675158B1 (fr) * 1991-04-15 1994-05-06 Pechiney Electrometallurgie Produits abrasifs et/ou refractaires a base d'oxynitrures, fondus et solidifies.
US5203886A (en) * 1991-08-12 1993-04-20 Norton Company High porosity vitrified bonded grinding wheels
JPH07502458A (ja) * 1991-12-20 1995-03-16 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 エンドレスで継目のない支持体を有する被覆研磨剤ベルトおよびその製造方法
US5282875A (en) * 1992-03-18 1994-02-01 Cincinnati Milacron Inc. High density sol-gel alumina-based abrasive vitreous bonded grinding wheel
TW307801B (ko) * 1992-03-19 1997-06-11 Minnesota Mining & Mfg
US5203884A (en) * 1992-06-04 1993-04-20 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive article having vanadium oxide incorporated therein
IT1262947B (it) * 1992-06-17 1996-07-22 Bayer Italia Spa Granulati, processo per la loro preparazione e loro impiego
JP2711618B2 (ja) * 1992-06-30 1998-02-10 ティーディーケイ株式会社 誘電体組成物、多層配線基板および積層セラミックコンデンサ
US5366523A (en) * 1992-07-23 1994-11-22 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive article containing shaped abrasive particles
US5201916A (en) * 1992-07-23 1993-04-13 Minnesota Mining And Manufacturing Company Shaped abrasive particles and method of making same
US5213591A (en) * 1992-07-28 1993-05-25 Ahmet Celikkaya Abrasive grain, method of making same and abrasive products
DE4228355C1 (de) * 1992-08-26 1994-02-24 Didier Werke Ag Feuerfeste Leichtformkörper
WO1994007809A1 (en) * 1992-09-25 1994-04-14 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive grain containing alumina and zirconia
KR950703625A (ko) * 1992-09-25 1995-09-20 테릴 켄트 퀄리 희토류 산화물을 포함하는 연마 입자(abrasive grain including rare earth oxide therein)
JP3193492B2 (ja) * 1992-11-30 2001-07-30 オリンパス光学工業株式会社 屈折率分布を有したガラス体
JPH06231906A (ja) * 1993-01-28 1994-08-19 Mitsubishi Materials Corp サーミスタ
CA2115889A1 (en) * 1993-03-18 1994-09-19 David E. Broberg Coated abrasive article having diluent particles and shaped abrasive particles
FI92465C (fi) * 1993-04-14 1994-11-25 Risto Tapani Lehtinen Menetelmä endo-osteaalisten materiaalien käsittelemiseksi
US5436063A (en) * 1993-04-15 1995-07-25 Minnesota Mining And Manufacturing Company Coated abrasive article incorporating an energy cured hot melt make coat
US5605870A (en) * 1993-05-28 1997-02-25 Martinex Science, Inc. Ceramic fibers, and methods, machines and compositions of matter for making same
US5549962A (en) * 1993-06-30 1996-08-27 Minnesota Mining And Manufacturing Company Precisely shaped particles and method of making the same
CN1101028A (zh) * 1993-09-29 1995-04-05 麦传亮 陶器与玻璃制品的结合方法
JP3216683B2 (ja) * 1993-10-08 2001-10-09 宇部興産株式会社 セラミックス複合材料
US5484752A (en) * 1993-11-12 1996-01-16 Ube Industries, Ltd. Ceramic composite material
US5593467A (en) * 1993-11-12 1997-01-14 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive grain
CA2177702A1 (en) * 1993-12-28 1995-07-06 Stanley L. Conwell Alpha alumina-based abrasive grain having an as sintered outer surface
DE69530780T2 (de) * 1994-09-30 2004-03-18 Minnesota Mining And Mfg. Co., St. Paul Beschichteter schleifgegenstand und verfahren zu seiner herstellung
US6054093A (en) * 1994-10-19 2000-04-25 Saint Gobain-Norton Industrial Ceramics Corporation Screen printing shaped articles
US5643840A (en) * 1994-12-29 1997-07-01 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Low temperature sealing composition with reduced SiO2 content but
US5721188A (en) * 1995-01-17 1998-02-24 Engelhard Corporation Thermal spray method for adhering a catalytic material to a metallic substrate
DE19503854C2 (de) * 1995-02-06 1997-02-20 Starck H C Gmbh Co Kg Verfahren zur Herstellung gesinterter alpha-Al¶2¶O¶3¶-Körper sowie deren Verwendung
DE69606168T2 (de) * 1995-03-02 2000-09-28 Minnesota Mining & Mfg Verfahren zur strukturierung eines substates unter verwendung eines strukturierten schleifartikels
US5689374A (en) * 1995-03-08 1997-11-18 Lightpath Technologies, Inc. GRIN lens and method of manufacturing
US5725162A (en) * 1995-04-05 1998-03-10 Saint Gobain/Norton Industrial Ceramics Corporation Firing sol-gel alumina particles
US5679067A (en) * 1995-04-28 1997-10-21 Minnesota Mining And Manufacturing Company Molded abrasive brush
US5645619A (en) * 1995-06-20 1997-07-08 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of making alpha alumina-based abrasive grain containing silica and iron oxide
US5611829A (en) * 1995-06-20 1997-03-18 Minnesota Mining And Manufacturing Company Alpha alumina-based abrasive grain containing silica and iron oxide
EP0855948B1 (en) * 1995-10-20 2002-07-31 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive article containing an inorganic metal orthophosphate
US6254981B1 (en) * 1995-11-02 2001-07-03 Minnesota Mining & Manufacturing Company Fused glassy particulates obtained by flame fusion
JPH09190626A (ja) * 1995-11-10 1997-07-22 Kao Corp 研磨材組成物、磁気記録媒体用基板及びその製造方法並びに磁気記録媒体
US5651925A (en) * 1995-11-29 1997-07-29 Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corporation Process for quenching molten ceramic material
US5653775A (en) * 1996-01-26 1997-08-05 Minnesota Mining And Manufacturing Company Microwave sintering of sol-gel derived abrasive grain
US5856254A (en) * 1996-02-15 1999-01-05 Vaw Silizium Gmbh Spherical metal-oxide powder particles and process for their manufacture
US5782940A (en) * 1996-03-15 1998-07-21 Carborundum Universal Limited Process for the preparation of alumina abrasives
BR9708934A (pt) * 1996-05-08 1999-08-03 Minnesota Mining & Mfg Artigo abrasivo abrasivo e processo para produzir um artigo abrasivo
CN1211312C (zh) * 1996-07-01 2005-07-20 宇部兴产株式会社 陶瓷复合材料和多孔陶瓷材料及其生产方法
US5738696A (en) * 1996-07-26 1998-04-14 Norton Company Method for making high permeability grinding wheels
US5682082A (en) * 1996-07-29 1997-10-28 Osram Sylvania Inc. Translucent polycrystalline alumina and method of making same
KR19980019046A (ko) * 1996-08-29 1998-06-05 고사이 아키오 연마용 조성물 및 이의 용도(Abrasive composition and use of the same)
US6214429B1 (en) * 1996-09-04 2001-04-10 Hoya Corporation Disc substrates for information recording discs and magnetic discs
US5648302A (en) * 1996-09-13 1997-07-15 Sandia Corporation Sealing glasses for titanium and titanium alloys
US5747397A (en) * 1996-11-04 1998-05-05 Bay Glass Research Optical glass
DE19802349B4 (de) * 1997-01-23 2010-04-15 Alps Electric Co., Ltd. Weichmagnetische amorphe Legierung, amorphe Legierung hoher Härte und ihre Verwendung
US6447937B1 (en) * 1997-02-26 2002-09-10 Kyocera Corporation Ceramic materials resistant to halogen plasma and components using the same
JP3113604B2 (ja) * 1997-03-25 2000-12-04 株式会社オハラ 負の異常分散性を有する光学ガラス
WO1998047830A1 (en) * 1997-04-18 1998-10-29 Minnesota Mining And Manufacturing Company Transparent beads and their production method
JP3993269B2 (ja) * 1997-04-18 2007-10-17 スリーエム カンパニー 透明ビーズおよびその製造方法
WO1998058884A1 (en) * 1997-06-23 1998-12-30 Corning Incorporated Composition for optical waveguide article and method for making continuous clad filament
US5876470A (en) * 1997-08-01 1999-03-02 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive articles comprising a blend of abrasive particles
US5827791A (en) * 1997-09-12 1998-10-27 Titanium Metals Corporation Facecoat ceramic slurry and methods for use thereof in mold fabrication and casting
US5863308A (en) * 1997-10-31 1999-01-26 Norton Company Low temperature bond for abrasive tools
US6053956A (en) * 1998-05-19 2000-04-25 3M Innovative Properties Company Method for making abrasive grain using impregnation and abrasive articles
US5981413A (en) * 1998-07-02 1999-11-09 Howard J. Greenwald Abrasive composition
US6268303B1 (en) * 1998-07-06 2001-07-31 Corning Incorporated Tantalum containing glasses and glass ceramics
US6306926B1 (en) * 1998-10-07 2001-10-23 3M Innovative Properties Company Radiopaque cationically polymerizable compositions comprising a radiopacifying filler, and method for polymerizing same
US6355586B1 (en) * 1999-02-25 2002-03-12 Asahi Glass Company, Limited Low melting point glass and glass ceramic composition
US6362119B1 (en) * 1999-06-09 2002-03-26 Asahi Glass Company, Limited Barium borosilicate glass and glass ceramic composition
US6245700B1 (en) * 1999-07-27 2001-06-12 3M Innovative Properties Company Transparent microspheres
US6469825B1 (en) * 1999-07-30 2002-10-22 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method of amplifying optical signals using erbium-doped materials with extremely broad bandwidths
JP2001064075A (ja) * 1999-08-30 2001-03-13 Sumitomo Chem Co Ltd 透光性アルミナ焼結体およびその製造方法
US6277161B1 (en) * 1999-09-28 2001-08-21 3M Innovative Properties Company Abrasive grain, abrasive articles, and methods of making and using the same
US6287353B1 (en) * 1999-09-28 2001-09-11 3M Innovative Properties Company Abrasive grain, abrasive articles, and methods of making and using the same
US6482758B1 (en) * 1999-10-14 2002-11-19 Containerless Research, Inc. Single phase rare earth oxide-aluminum oxide glasses
US6592640B1 (en) * 2000-02-02 2003-07-15 3M Innovative Properties Company Fused Al2O3-Y2O3 eutectic abrasive particles, abrasive articles, and methods of making and using the same
US6451077B1 (en) * 2000-02-02 2002-09-17 3M Innovative Properties Company Fused abrasive particles, abrasive articles, and methods of making and using the same
US6361414B1 (en) * 2000-06-30 2002-03-26 Lam Research Corporation Apparatus and method for conditioning a fixed abrasive polishing pad in a chemical mechanical planarization process
US6454822B1 (en) * 2000-07-19 2002-09-24 3M Innovative Properties Company Fused aluminum oxycarbide/nitride-Al2O3·Y2O3 eutectic abrasive particles, abrasive articles, and methods of making and using the same
US6458731B1 (en) * 2000-07-19 2002-10-01 3M Innovative Properties Company Fused aluminum oxycarbide/nitride-AL2O3.Y2O3 eutectic materials
US6666750B1 (en) * 2000-07-19 2003-12-23 3M Innovative Properties Company Fused AL2O3-rare earth oxide-ZrO2 eutectic abrasive particles, abrasive articles, and methods of making and using the same
US6521004B1 (en) * 2000-10-16 2003-02-18 3M Innovative Properties Company Method of making an abrasive agglomerate particle
TWI293947B (ko) * 2001-03-26 2008-03-01 Tosoh Corp
US6878456B2 (en) * 2001-12-28 2005-04-12 3M Innovative Properties Co. Polycrystalline translucent alumina-based ceramic material, uses, and methods
US6984261B2 (en) * 2003-02-05 2006-01-10 3M Innovative Properties Company Use of ceramics in dental and orthodontic applications
US20040148868A1 (en) * 2003-02-05 2004-08-05 3M Innovative Properties Company Methods of making ceramics

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994014722A1 (en) * 1992-12-23 1994-07-07 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive grain containing manganese oxide

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