KR101528151B1 - 결합된 연마 물품 및 생성 방법 - Google Patents

Abstract

연마 물품은 결합재 중에 연마 입자를 가지는 연마체를 포함하는데, 상기 연마체는 연마 입자와 결합 매트릭스 사이의 계면에 배치되어 있는 스피넬 소재를 추가로 포함한다.

Description

결합된 연마 물품 및 생성 방법{BONDED ABRASIVE ARTICLE AND METHOD OF FORMING}

이하는 결합된 연마재, 특히 미세 결정질 알루미나 연마 입자를 포함하는 결합된 연마 물품에 관한 것이다.

연마 도구는 일반적으로 물질 제거 용도를 위한 결합재 중에 연마 입자가 포함되도록 생성된다. 초연마 입자(superabrasive grain)(예를 들어 다이아몬드나 입방정계 질화 붕소(CBN)) 또는 시딩한(seeded)(또는 심지어 시딩하지 않은(unseeded)) 소결 졸 겔 알루미나 연마 입자(미세 결정질 알파-알루미나(MCA) 연마 입자라고도 칭함)는 이와 같은 연마 도구에 사용될 수 있으며, 다양한 재료에 대해서 우수한 연삭 성능(grinding performance)을 제공하는 것으로 알려져 있다. 상기 결합재는 유기 재료 예를 들어 수지, 또는 무기 재료 예를 들어 유리 또는 유리화된 재료일 수 있다. 특히, 유리화된 결합재를 사용하고, MCA 입자나 초연마 입자를 함유하는 결합된 연마 도구는 일관되고 개선된 연삭 성능을 필요로 하는 정밀 금속 부재 및 기타 산업용 부품을 연삭함에 있어서 상업적으로 유용하다.

임의의 결합된 연마 도구, 특히 유리화된 결합재를 사용하는 것은 고온 생성 공정을 필요로 하는데, 이 공정은 연마 입자에 유해한 영향을 미칠 수 있다. 사실상, 연마 도구를 생성하는데 필수적인 고온에서 결합재는 연마 입자, 특히 MCA 입자와 반응할 수 있는데, 이로 인하여 연마재의 고르기(integrity)가 손상되고, 입자의 첨예도(sharpness)와 성능 특성이 저하된다. 결과적으로, 산업은 생성 과정 중 연마 입자가 고온에 의해 분해되는 것을 막기 위해 결합재를 생성하는데 필수적인 생성 온도를 낮추는 쪽으로 이동하고 있다.

예를 들어 MCA 입자와 유리화된 결합재 간 반응의 양을 줄이기 위해서, 미국 특허 제4,543,107호에는 약 900℃만큼의 낮은 온도에서 소성시키기 적당한 결합 조성물을 개시한다. 대안적인 접근 방법으로서, 미국 특허 제4,898,597호는 약 900℃만큼의 낮은 온도에서 소성시키기 적당한, 프릿화된(fritted) 재료를 40% 이상 포함하는 결합 조성물을 개시한다. 1100℃ 미만의 온도, 사실 1000℃ 미만의 온도에서 생성될 수 있는 결합재를 사용한 기타 결합된 연마 물품은 미국 특허 제5,203,886호, 미국 특허 제5,401,284호, 미국 특허 제5,536,283호 및 미국 특허 제6,702,867호에 개시된 것들을 포함한다. 하지만, 업계는 이와 같이 결합된 연마 물품의 개선된 성능을 계속 요구하고 있다.

본 발명의 제1 양태에 의하면, 연마 물품은 결합재 내에 연마 입자를 포함하는 연마체(abrasive body)를 가지며, 이 연마체는 연마 입자와 결합재 매트릭스 사이의 계면에 배치되어 있는 스피넬 소재(spinel material)를 추가로 포함한다.

다른 양태에 의하면, 연마 물품은 결합재 매트릭스 내에 포함되어 있는 연마 입자를 포함하는 연마체를 가지며, 이 연마체는 연마 입자의 외표면 상에 가로 놓여 있는 스피넬 소재를 포함하는 층을 추가로 포함한다.

또 다른 양태에서, 연마 물품은 유리상을 포함하는 결합재 중에 함유되어 있는 미세 결정질 산화 알루미늄을 포함하는 연마 입자를 가지는 연마체를 포함하는데, 상기 연마 입자는 연마 입자의 외표면 상에 재료층이 가로 놓여 있으며, 여기서 상기 층은 스피넬 소재를 포함한다.

다른 양태는 유리질 결합재 내에 포함되어 있는 미세 결정질 산화 알루미늄을 포함하는 연마 입자 제1 세트를 가지는, 결합된 연마체를 포함하는 연마 물품을 포함하는데, 여기서 상기 결합된 연마체는 연마 입자의 적어도 일부분을 감싸고 있는 부동태 영역(passivation region)을 추가로 포함하며, 상기 부동태 영역은 일반 화학 조성이 AB₂O₄(식 중, A는 제1 원소를 나타내고, B는 A와 상이한 제2 원소를 나타내며, O는 산소임)인 스피넬 소재를 포함한다.

다른 양태에 의하면, 연마 물품은 미세 결정질 산화 알루미늄을 포함하는 연마 입자와, 연마 입자 외표면의 적어도 일부분 상에 가로 놓인 스피넬 소재를 포함하는 층을 가지는 연마체를 포함한다. 연마체는 산화마그네슘, 산화아연, 산화철, 산화망간 및 이것들의 조합으로 이루어진 산화물 군으로부터 선택되는 스피넬 생성 재료의 충분한 양을 포함하는 조성물로 생성된 결합재를 추가로 포함한다.

또 다른 양태에서, 연마 물품을 생성하는 방법은 연마 입자와 결합재 분말을 혼합하는 단계, 이 혼합물을 만들어 미가공체(green body)를 생성하는 단계, 및 이 미가공체를 처리하여 결합재 중에 연마 입자를 포함하는 연마 물품을 생성하는 단계를 포함하는데, 여기서 상기 처리시에는 스피넬 소재를 포함하는 부동태 영역이 연마 입자 주위에 생성된다.

첨부된 도면을 참조함으로써 본원에 개시된 바는 더욱 잘 이해될 수 있을 것이며, 본 발명의 다수의 특징과 이점은 당업자에게 명백해진다.
도 1은 하나의 구체예에 의한 연마 물품의 생성 방법을 설명한 순서도를 포함한다.
도 2a 내지 도 2c는 구체예에 의한 스피넬 소재 층을 가지는 연마 물품 일부의 이미지를 포함한다.
도 3은 하나의 구체예에 따라서 생성된 샘플과 종래의 샘플에 있어서, 평균 동력 소모량 대 연삭 주기 수의 그래프를 포함한다.
도 4는 하나의 구체예에 따라서 생성된 샘플과 종래의 샘플에 있어서, 진직도(straightness) 대 연삭 주기 수의 그래프를 포함한다.
도 5는 하나의 구체예에 의한 연마 물품 일부의 주사 전자 현미경 이미지를 포함한다.
도 6은 하나의 구체예에 따라서 생성된 샘플과 종래의 샘플에 있어서, 평균 동력 소모량 대 연삭 주기 수의 그래프를 포함한다.
도 7은 하나의 구체예에 따라서 생성된 샘플과 종래의 샘플에 있어서, 진직도 대 연삭 주기 수의 그래프를 포함한다.
상이한 도면에서 동일한 도면 부호의 사용은 유사하거나 동일한 것임을 나타낸다.

이하는 일반적으로 연마 물품, 특히 결합재 내에 포함되어 있는 연마 입자를 사용하는 결합된 연마 물품에 관한 것이다. 이와 같은 연마 물품은, 예를 들어 제조 공정에 있는 제품의 마감 처리 및/또는 연삭과 같이 다양한 분야에서의 물질 제거 용도에서 유용하다. 연마 물품은 다양한 마감 처리 도구, 예를 들어 휠(wheel), 콘(cone), 컵 형태의 물품(cup-shaped article), 혼(hone) 및/또는 스톤(stone)을 제조하기 위한 형태와 크기를 가질 수 있다.

도 1은 하나의 구체예에 따라서 연마 물품을 생성하는 방법을 설명한 순서도를 포함한다. 도시된 바와 같이, 본 방법은 연마 입자를 결합재 분말과 혼합함으로써 단계 101에서 개시된다. 하나의 구체예에 의하면, 연마 입자는 무기 재료, 예를 들어 산화물을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 연마 입자는 미세 결정질 알루미나(MCA) 입자를 포함할 수 있다.

MCA 또는 졸-겔 알루미나 입자는 바람직하게 시딩하거나 시딩하지 않는 졸-겔 공정에 의해서 제조된다. 본원에 사용된 "졸-겔 알루미나 그릿(sol-gel alumina grit)" 이란 용어는 겔을 생성하기 위하여 산화 알루미늄 일수화물 졸을 해교(peptizing)하는 단계, 겔을 건조 및 소성하여 소결하는 단계, 상기 소결된 겔을 파괴(breaking), 스크리닝(screening) 및 정립(sizing)하여 알파 알루미나 미세 결정으로 이루어진(예를 들어 알루미나 약 95% 이상 포함) 다결정질 입자를 생성하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 알루미나 그릿이다. 알파 알루미나 미세 결정 이외에도, 초기의 졸은 스피넬, 물라이트, 이산화망간, 티타니아, 마그네시아, 희토류 금속 산화물, 지르코니아 분말 또는 지르코니아 전구체(다량으로, 예를 들어 40중량% 이상으로 첨가될 수 있음) 또는 기타 혼화 가능한 첨가제 또는 이것의 전구체를 15중량% 이하로 추가로 포함할 수 있다. 이와 같은 첨가제는 종종 파괴 인성, 경도, 이쇄성, 파괴 역학 또는 건조 거동과 같은 특성들을 개질하기 위해 포함된다. 소결된 졸 겔 알파-알루미나 입자의 제조는 다른 곳에 상세히 기술되어 있다. 이와 같은 제조에 관한 상세 내용은 예를 들어 미국 특허 제4,623,364호, 제4,314,827호 및 제5,863,308호에서 살펴볼 수 있으며, 이들의 내용은 본원에 참고로 포함되어 있다.

MCA 입자란 용어는 이론상 밀도가 95% 이상이고, 비커스 경도(Vickers hardness)(500그램)가 500그램에서 18GPa 이상인 알파 알루미나 미세 결정을 60% 이상 포함하는 임의의 입자를 포함하는 것으로 정의된다. 소결된 졸 겔 알파-알루미나 입자는 알파-알루미나 미세 결정들 사이에 분산된 알파-알루미나를 제외한 물질의 판상체(platelet)를 함유할 수 있다. 일반적으로, 상기 알파-알루미나 입자 및 판상체는 이와 같은 형태로 생성될 때 크기가 마이크론 이하이다. 본 발명에 유용한 MCA 연마 입자 제조법과 MCA 연마 입자 유형에 관한 추가의 상세 내용은 미국 특허 제4,623,364호 및 제4,314,827호에 개시된 기본적인 기술을 언급하는, 기타 다수의 특허 및 간행물 중 어느 하나에서 살펴볼 수 있다.

상기 연마 입자에 사용된 미세 결정질 알루미나는 평균 결정자 크기가 1마이크론 미만일 수 있다. 사실상, 임의의 예에서, 미세 결정질 알루미나는 평균 결정자 크기가 약 0.5마이크론 미만일 수 있으며, 특히 약 0.1마이크론 내지 약 0.2마이크론의 범위 내일 수 있다.

뿐만 아니라, 본원의 구체예의 결합된 연마 물품은 2차 연마 입자를 임의의 양으로 사용할 수 있음이 이해될 것이다. 2차 연마 입자가 사용될 때, 이와 같은 연마 입자는 도구 중 총 연마 입자의 약 0.1vol% 내지 약 97vol%, 더욱 바람직하게는 약 30vol% 내지 약 70vol%로 제공될 수 있다. 사용될 수 있는 2차 연마 입자로서는 산화 알루미나, 탄화규소, 입방정계 질화 붕소, 다이아몬드, 플린트와 가넷 입자, 그리고 이것들의 조합을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 본원의 임의의 연마 물품은 연마 입자들의 혼합물을 사용할 수 있으므로, 이 연마 물품은 MCA로 제조된 연마 입자 제1 부분과, 초연마 입자, 단결정 알루미나 및 이것들의 조합으로 이루어진 재료의 군으로부터 선택되는 연마 입자 제2 부분을 포함한다.

결합재 분말에 관하여, 무기 재료, 특히 유리질 결합재를 가지는 최종 생성 연마 물품의 생성을 촉진하는 무기 재료가 사용될 수 있다. 즉, 최종 제조된 결합 연마 물품은 비결정 상을 임의의 양만큼 포함하는 유리질 결합재를 가질 수 있다. 특히, 본원의 구체예의 최종 생성 결합 연마 물품은 본질적으로 비결정 상으로 이루어진 결합재를 가질 수 있다. 기타 임의의 구체예는 소량(약 50vol% 미만)으로 존재할 수 있는 결정 상을 약간 포함하는 결합재를 가질 수 있음이 이해될 것이다.

특정 예에 있어서, 결합재 분말은 무기 재료, 예를 들어 산화물을 포함할 수 있다. 특히, 결합재 분말은 최종 생성 유리질 결합재를 생성하는데 적당한 프릿 재료(frit material)를 포함할 수 있다. 처음에 고온(예를 들어 1000℃ 이상)으로 소성하고, 냉각, 파쇄 및 정립하여 분말형 재료("프릿")를 생성함으로써 생성되는 프릿 재료는 유리로 생성된 분말 재료를 포함할 수 있다. 이후, 상기 프릿은 원재료, 예를 들어 실리카 및 점토로 유리를 제조하는데 사용되는 초기 소성 온도보다 훨씬 낮은 온도에서 용융될 수 있다.

이하 단락은 결합재 분말에 사용될 수 있는 임의의 함량과 임의의 조성물에 대하여 기술한다. 혼합물을 생성함에 있어서 임의의 조성물의 구체적인 양에 관하여 본원에 언급된 사항은 본원에 언급된 화학 종 각각의 정확하게 동일한 양을 포함하는, 최종 제조 연마 물품 중 최종 결합 조성물을 반드시 제조할 필요는 없을 수 있음이 이해될 것이다. 사실상, 통상적으로는 생성 공정 진행시, 임의의 화학 종의 함량은 바꿀 수 있으므로, 최종 생성된 결합 연마재는 임의의 화학 종을, 초기 혼합물의 결합재 분말 중에 원래 포함되어 있던 임의의 화학 종의 양과 동일한 양만큼 반드시 함유할 필요는 없을 수 있다.

본원의 구체예는 프릿 재료를 포함하는 결합재 분말을 사용할 수 있다. 프릿 재료는 산화물, 예를 들어 실리카, 알칼리 옥사이드 화합물, 알칼리 토 옥사이드 화합물 및 이것들의 조합으로 생성될 수 있다. 상기 프릿 재료는 최종 생성된 결합 연마재 중에 유리화된 결합재가 적당히 생성되는 것을 촉진한다. 하나의 구체예에 의하면, 상기 결합재 분말은 실리카(SiO₂)를 임의의 함량으로 포함할 수 있다. 예를 들어 본원의 구체예는 약 50mol% 이상의 실리카로 생성된 결합재 분말을 사용할 수 있다. 다른 구체예에서, 실리카의 양은 더욱 많을 수 있는데, 예를 들어 약 52mol% 이상, 예를 들어 약 55mol% 이상, 및 특히 약 50mol% 내지 약 70mol%의 범위 내, 예를 들어 약 55mol% 내지 약 70mol%일 수 있다.

상기 프릿 재료는 또한 스피넬 생성 재료, 예를 들어 산화마그네슘, 산화철, 산화아연, 산화크롬 및 산화알루미늄의 특정 함량을 함유할 수도 있다. 하나 이상의 스피넬 생성 소재를 포함하는 프릿 재료의 제공은, 생성 공정 동안 스피넬 생성 재료가 증량된 첫 번째 액상의 생성을 촉진할 수 있으므로, 결합재의 생성시 생성되는 초기 조성물 중 하나는 스피넬 소재이다.

뿐만 아니라, 최종 생성된 결합재는 알칼리 옥사이드 화합물의 임의의 함량을 포함하는 결합재 분말로 생성될 수 있다. 알칼리 옥사이드 화합물은 주기율표의 1A 족 원소로 표시된 알칼리 화학 종을 사용하는 옥사이드 화합물 및 착물, 예를 들어 산화리튬(Li₂O), 산화칼륨(K₂O), 산화나트륨(Na₂O), 산화세슘(Cs₂O) 및 이것들의 조합이다.

하나의 구체예에 의하면, 결합재 분말은 총 알칼리 옥사이드 화합물을 약 14mol% 이하로 하여 생성될 수 있다. 다른 예에 있어서, 결합재 분말은, 예를 들어 약 13mol% 이하, 약 12mol% 이하, 또는 심지어 약 11mol% 이하만큼의 더 적은 양의 알칼리 옥사이드 화합물로 생성된다. 본원의 특정 구체예는 알칼리 옥사이드 화합물의 총 함량을 약 5.0mol% 내지 약 14mol% 범위 내로 포함하는 결합재 분말을 생성할 수 있다.

결합재 분말은 특히 적은 함량의 산화리튬을 함유할 수 있는데, 이 산화리튬은 임의의 저온 결합 조성물 중에 더욱 많이 존재할 수 있다. 예를 들어 임의의 구체예에서, 결합재 분말은 산화리튬 3.0mol% 미만, 산화리튬 약 2.0mol% 미만, 그리고 심지어는 산화리튬 약 1.0mol% 미만으로 생성될 수 있다. 사실상, 임의의 예에서, 결합재 분말은 본질적으로 산화리튬이 없을 수 있다.

결합재 분말은 특정 함량의 산화나트륨으로 생성될 수 있다. 예를 들어 임의의 구체예에서, 결합재 분말은 산화나트륨 3.0mol% 미만, 산화나트륨 약 2.0mol% 미만, 그리고 심지어는 산화나트륨 약 1.0mol% 미만으로 생성될 수 있다. 사실상, 임의의 예에서, 결합재 분말은 본질적으로 산화나트륨이 없을 수 있다.

결합재 분말은 특정 함량의 산화칼륨, 예를 들어 기타 임의의 알칼리 산화물 재료의 함량보다 많은 양으로 생성될 수 있다. 사실상, 임의의 결합재 분말 조성물은, 미량(예를 들어, 약 0.1mol% 미만)의 기타 알칼리 옥사이드 화합물을 제외하고, 단일 알칼리 옥사이드 화합물 재료로서 산화칼륨만을 함유할 수 있다. 결합재 분말은 산화칼륨을 약 2.0mol% 이상, 예를 들어 약 5.0mol% 이상, 약 10mol% 이상, 그리고 특히 약 2.0mol% 내지 약 15mol% 포함할 수 있다.

최종 유리질 결합재는 임의의 함량의 알칼리 토 옥사이드 화합물로 생성될 수 있는 결합재 분말로 생성될 수 있다. 알칼리 토 옥사이드 화합물은 원소 주기율표의 2A 족에 존재하는 알칼리 토 원소로부터 유래하는 2가 화학 종이 혼입된 옥사이드 화합물 및 착물이다. 즉, 예를 들어 적당한 알칼리 토 옥사이드 화합물로서는 산화마그네슘(MgO), 산화칼슘(CaO), 산화스트론튬(SrO), 산화바륨(BaO) 및 이것들의 조합을 포함할 수 있다. 하나의 구체예에 의하면, 사용된 결합재 분말은 총 함량이 약 5.0mol% 이상인 알칼리 토 옥사이드 화합물로 생성될 수 있다. 기타의 예에 있어서는, 알칼리 토 옥사이드 화합물 함량이, 예를 들어 약 8.0mol% 이상, 약 10mol% 이상, 약 12mol% 이상, 또는 심지어 약 15mol% 이상으로 더 많다. 본원의 특정 구체예는 알칼리 토 옥사이드 화합물의 총 함량을 약 5.0mol% 내지 약 30mol%의 범위 내, 예를 들어 약 5.0mol% 내지 약 25mol%의 범위 내로 사용할 수 있다.

결합재 분말 중에 존재하는 알칼리 토 옥사이드 화합물 중 산화마그네슘은, 기타 알칼리 토 옥사이드 화합물들과 비교하였을 때 가장 높은 함량으로 존재할 수 있다. 산화마그네슘의 함량은 기타 알칼리 토 옥사이드 화합물보다 많은 양, 특히 연마 입자를 감싸고 있는 스피넬 소재의 생성을 촉진하는데 충분한 양으로 사용될 수 있다. 예를 들어 결합재 분말 중 충분한 양의 산화마그네슘은, 약 5.0mol% 이상, 예를 들어 8.0mol% 이상, 약 10mol% 이상, 약 12mol% 이상, 또는 심지어 약 15mol% 이상의 산화마그네슘을 포함할 수 있다. 임의의 혼합물에서, 결합재 분말은 산화마그네슘을 약 5.0mol% 내지 25mol%, 예를 들어 약 10mol% 내지 약 20mol%, 또는 심지어 약 12mol% 내지 약 18mol% 함유할 수 있다. 충분한 양을 결정하는 또 다른 수단은, 본원에 기술될 최종 유리질 결합재에 형성된 스피넬 소재 층의 두께를 측정하는 것을 포함한다는 점을 주목할 것이다.

결합재 분말은 산화칼슘을 임의의 함량으로 포함할 수 있다. 예를 들어 본원의 구체예는 약 5.0mol% 이하의 산화칼슘, 예를 들어 약 3.0mol% 이하, 약 2.0mol% 이하, 또는 심지어 약 1.0mol% 이하의 산화칼슘으로 생성된 결합재 분말을 사용할 수 있다. 결합재 분말의 특정 혼합물은 약 0.01mol% 내지 약 5.0mol%, 예를 들어 약 0.05mol% 내지 약 3.0mol%, 그리고 심지어는 약 0.05mol% 내지 약 1.0mol%의 산화칼슘으로 생성될 수 있다. 몇몇 경우에서, 결합재 분말은 본질적으로 산화칼슘이 없을 수 있다.

결합재 분말 중 산화바륨의 양은 제한될 수 있는데, 특히 산화마그네슘 및/또는 산화칼슘의 함량 미만일 수 있다. 예를 들어 본원에서 구체예는 약 5.0mol% 이하의 산화바륨, 예를 들어 약 3.0mol% 이하, 약 2.0mol% 이하, 또는 심지어 약 1.0mol% 이하의 산화바륨으로 생성된 결합재 분말을 사용할 수 있다. 특히, 결합재 분말은 약 0.01mol% 내지 약 5.0mol%, 예를 들어 약 0.05mol% 내지 약 3.0mol%, 그리고 심지어는 약 0.05mol% 내지 약 1mol%의 산화바륨으로 생성될 수 있다. 몇몇 경우에서, 결합재 분말은 본질적으로 산화바륨이 없을 수 있다.

본 발명의 구체예에 의하면, 최종 유리질 결합재는 알루미나(Al₂O₃)를 특정 함량으로 포함하도록 생성될 수 있는 결합재 분말로 생성될 수 있다. 특히, 결합재 분말은 특정 함량의 알루미나(즉, 분말형 유리 알루미나)로 생성될 수 있는데, 상기 알루미나는 최종 연마 물품 생성시 MCA(즉, 고 함량 알루미나)를 함유할 수 있는 연마 입자와 결합재의 계면에서의 스피넬 소재 생성 및 반응을 촉진할 수 있다. 예를 들어 본원의 구체예는 약 25mol% 이하의 알루미나, 예를 들어 약 20mol% 이하의 알루미나, 약 15mol% 이하의 알루미나, 약 12mol% 이하의 알루미나, 약 10mol% 이하의 알루미나, 약 8.0mol% 이하의 알루미나, 약 6.0mol% 이하의 알루미나, 약 5.0mol% 이하의 알루미나, 약 3.0mol% 이하의 알루미나, 또는 심지어 약 1.0mol% 이하의 알루미나로 생성된 결합재 분말을 사용할 수 있다. 또한 임의의 혼합물은 약 1.0mol% 내지 약 25mol%, 예를 들어 약 1.0mol% 내지 약 20mol%, 약 1.0mol% 내지 약 15mol%, 약 3.0mol% 내지 약 15mol%, 그리고 심지어 약 3.0mol% 내지 약 10mol% 범위 내 함량의 알루미나로 생성된 결합재 분말을 사용할 수 있다. 특정 결합재 분말은 본질적으로 알루미나가 없을 수 있다.

전술한 산화물 화학 종 이외에, 최종 유리질 결합재는 특정 함량의 산화인(P₂O₅)를 포함하는 결합재 분말로 생성될 수 있는데, 상기 산화인은 특히 임의의 저온 결합 조성물에 비하여 소량일 수 있다. 예를 들어 결합재 분말은 1.0mol% 미만의 산화인으로 생성될 수 있다. 다른 구체예에서, 결합재 분말은 약 0.5mol% 미만의 산화인으로 생성될 수 있다. 특정 예에서, 결합재 분말은 본질적으로 산화인이 없도록 생성될 수 있다.

뿐만 아니라, 결합재 분말은 특정 함량의 산화붕소(B₂O₃)로 생성될 수 있다. 예를 들어 결합재 분말은 약 5.0mol% 이상, 약 8.0mol% 이상, 약 10mol% 이상, 약 12mol% 이상, 또는 심지어 약 15mol% 이상의 산화붕소로 생성될 수 있다. 임의의 예에서, 결합재 분말은 약 5.0mol% 내지 약 25mol%, 예를 들어 약 5.0mol% 내지 20mol%의 산화붕소로 생성될 수 있다.

상기 언급한 임의의 화학 종 이외에, 부가의 금속 옥사이드 화합물(예를 들어 산화마그네슘)(부가의 스피넬 생성 화합물이라고도 칭함)이 혼합물에 부가되어 최종 연마 물품 중 스피넬 소재의 생성을 촉진할 수 있다. 몇몇 적당한 부가의 스피넬 생성 화합물은 전이 금속 옥사이드 화합물을 포함할 수 있으며, 특히 산화아연, 산화철, 산화망간, 산화크롬 및 이것들의 조합을 포함할 수 있다. 이와 같은 부가의 스피넬 생성 화합물은 스피넬 소재를 생성하는데 충분한 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어 결합재 분말은 약 1.0mol% 이상, 약 2.0mol% 이상, 약 5.0mol% 이상, 약 10mol% 이상, 약 15mol% 이상, 또는 심지어 약 18mol% 이상의 부가 스피넬 생성 화합물로 생성될 수 있다. 특히, 상기와 같은 양은 단일 부가 스피넬 생성 화합물의 총량, 또는 상이한 부가 스피넬 생성 화합물들 조합의 총량을 나타낼 수 있다. 특정 결합재 분말 조성물은 전체로서 약 1.0mol% 내지 약 30mol%, 예를 들어 약 2.0mol% 내지 약 25mol%, 약 2.0mol% 내지 약 20mol%, 그리고 심지어는 약 2.0mol% 내지 약 10mol%의 하나 이상의 부가 스피넬 생성 화합물로 생성될 수 있다.

연마 입자와 결합재 분말의 혼합물을 제조한 후에는, 기타 재료가 이 혼합물에 부가될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어 임의의 유기 화합물, 예를 들어 결합제 등이 물품의 생성을 촉진하기 위해서 혼합물에 부가될 수 있다. 하나의 특정 구체예에 의하면, 혼합물은 임의의 함량의 폴리에틸렌 글리콜, 동물성 접착제, 덱스트린, 말레산, 라텍스, 왁스 에멀젼, PVA, CMC 및 기타 유기 및/또는 무기 결합제를 함유할 수 있다.

부가적으로, 최종 생성된 결합 연마 물품의 생성을 촉진하기 위하여 혼합물에 기타 부가제가 제공될 수 있다. 예를 들어 몇몇 적당한 부가제는 공극 형성제(pore former), 예를 들어 속이 빈 유리 비드, 분쇄한 호두 껍질, 플라스틱재 또는 유기 화합물 비드, 발포 유리 입자 및 발포 알루미나, 연신 입자(elongated grain), 섬유 및 이것들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 방법은, 단계 101에서 혼합물을 생성한 후, 이 혼합물을 만들어 미가공 물품을 생성함으로써 단계 103에서 계속 진행될 수 있다. 미가공 물품이란, 치밀화(densification)를 완료하기 위해(즉, 완전히 소결하기 위해) 철저히 열처리화되지 않을 수도 있는 미완성 물품을 의미한다. 하나의 구체예에 의하면, 이 혼합물을 생성하는 방법은 압축 공정을 포함할 수 있는데, 여기서 상기 혼합물은 의도한 바대로 최종 생성된 결합 연마 물품의 형태와 유사한 구체적인 형태로 압축된다. 압축 공정은 저온 압축 공정으로 수행될 수 있다. 적당한 압력은 약 10톤 내지 약 300톤의 범위 내일 수 있다.

본 발명의 방법은, 단계 103에서 혼합물을 적당히 생성한 후, 미가공체를 처리하여 결합재 내에 연마 입자를 포함하는 연마 물품을 생성함으로써 단계 105에서 계속 진행될 수 있는데, 여기서 상기 처리시 스피넬 소재를 포함하는 부동태 영역은 연마 입자 주위에 형성된다. 처리 공정은 약 800℃ 이상의 소성 온도로 미가공 물품을 가열하여 연마 물품을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 소성은 일반적으로 유리화된 결합재를 생성하기 적당한 온도에서 수행된다. 임의의 예에서, 소성 온도는 더욱 높을 수 있는데, 예를 들어 약 825℃ 이상, 약 850℃ 이상, 약 875℃ 이상, 약 900℃ 이상, 약 910℃ 이상, 약 950℃ 이상, 약 1100℃ 이상, 약 1150℃ 이상, 약 1200℃ 이상, 약 1250℃ 이상, 또는 심지어 약 1300℃ 이상일 수 있다. 본원의 구체예에 의한 결합된 연마 물품을 생성하는데 사용된 소성 온도는 약 800℃ 내지 약 1400℃의 범위, 예를 들어 약 800℃ 내지 약 1300℃의 범위, 예를 들어 약 900℃ 내지 약 1300℃의 범위, 또는 심지어 약 1000℃ 내지 약 1300℃의 범위 내일 수 있다.

일반적으로, 소성은 공기를 포함하는 대기에서 수행될 수 있다. 일반적으로, 최고 소성 온도의 지속 기간은 약 1시간 이상, 특히 약 1시간 내지 10시간의 범위 내일 수 있다. 물품을 충분히 가열하여 유리질 결합재 내에 포함되어 있는 연마 입자를 가지는 결합된 연마 물품을 생성한 후, 이 물품을 냉각시킬 수 있다. 본원의 구체예는 노(furnace)에 가하여지는 동력을 없애고, 물품은 자연적으로 소성 온도에서 실온으로 냉각될 수 있는 천연의 냉각 과정을 사용할 수 있다.

본원의 구체예의 결합된 연마 물품은 결합재 내에 포함되어 있는 연마 입자를 포함할 수 있는데, 여기서 결합재는 비결정 상을 가지는 유리질 재료이다. 고온 생성 공정에서 임의의 조성물(예를 들어 알칼리 옥사이드 화합물, 실리카, 알루미나, 산화붕소 등)의 특정 함량은 바뀔 수 있으므로, 최종 생성된 결합 연마 물품은 이와 같은 조성물을, 초기 혼합물 중 조성물의 함량과 비교하였을 때, 상이한 함량으로 포함한다는 것이 주의된다. 따라서, 본원의 구체예의 결합된 연마 물품은 이 연마 물품의 최종 결합재가 임의의 성분을 임의의 함량으로 포함하도록, 보다 구체적으로 임의의 성분 비로 포함하도록 생성되며, 미세 결정질 알루미나 연마 입자의 분해 및/또는 용해를 감소시킬 수 있는, 결합된 연마 물품은 스피넬 소재를 포함하도록 생성될 수 있다.

지금부터, 본 발명자들은 최종 생성된 연마 물품 내의 유리질 결합재의 임의의 양태에 관하여 언급한다. 이해될 바와 같이, 최종 생성된 연마 물품의 결합재는 상당한 양의 실리카를 함유할 수 있다. 하나의 구체예에 의하면, 최종 생성된 결합재는 약 45mol% 이상의 실리카, 예를 들어 약 50mol% 이상의 실리카, 약 52mol% 이상의 실리카를 함유할 수 있다. 또한 임의의 구체예에서, 결합재는 약 45mol% 내지 약 65mol%의 실리카, 보다 구체적으로 약 50mol% 내지 약 60mol%의 실리카를 포함할 수 있다.

본원의 구체예의 최종 생성된 결합재는 특정 함량의 산화붕소를 포함할 수 있다. 예를 들어 최종 생성된 결합재는 산화붕소를 약 5.0mol% 이상 포함할 수 있다. 다른 예에 있어서, 결합재는 약 10mol% 이상, 예를 들어 약 15mol% 이상의 산화붕소를 함유할 수 있다. 임의의 구체예에서, 결합재는 산화붕소의 함량이 약 5.0mol% 내지 약 25mol%, 예를 들어 약 5.0mol% 내지 약 20mol%, 또는 심지어 약 10mol% 내지 약 18mol%의 범위 내이다.

본원의 구체예의 연마 물품은 고온에서 고르기가 큰 MCA 입자를 사용하여 결합된 연마 물품이 생성되는 것을 촉진하는 최종 생성 연마재의 결합재 내에 알칼리 옥사이드 화합물의 총 함량을 포함할 수 있다. 즉, 최종 결합재 중 알칼리 옥사이드 화합물의 총 함량 [Caoc]은 약 20mol% 이하일 수 있다. 특히, 알칼리 옥사이드 화합물의 총 함량은 약 18mol% 이하, 약 15mol% 이하, 약 12mol% 이하, 또는 심지어 약 10mol% 이하일 수 있다. 임의의 예에서, 본원의 연마 물품은 결합재 중 알칼리 옥사이드 화합물의 총 함량이 약 2.0mol% 내지 약 20mol%, 예를 들어 약 4.0mol% 내지 약 18mol%, 그리고 심지어는 약 6.0mol% 내지 약 15mol%이도록 생성된다.

전술한 바와 같이, 최종 유리질 결합재를 생성하는데 사용된 결합재 분말의 초기 혼합물은, 특히 임의의 알칼리 옥사이드 화합물, 예를 들어 산화리튬 및 산화나트륨을 소량으로 함유할 수 있다. 그러므로, 연마 물품의 유리질 결합재는 산화리튬을 약 2.0mol% 미만, 예를 들어 1.5mol% 미만, 예를 들어 1.0mol% 미만, 또는 심지어 0.5mol% 미만 포함할 수 있다. 특히, 특정 구체예에 있어서 연마 물품의 최종 생성된 결합재는 본질적으로 산화리튬이 없을 수 있다. 이와 유사하게, 연마 물품의 결합재는 산화나트륨을 약 2.0mol% 미만, 예를 들어 1.5mol% 미만, 예를 들어 약 1.0mol% 미만, 또는 심지어 0.5mol% 미만 포함할 수 있다. 특히, 특정 구체예에 있어서 연마 물품의 최종 생성된 결합재는 본질적으로 산화나트륨이 없을 수 있다. 특히 소량의 산화나트륨과 산화리튬을 사용하는 구체예에 있어서, 산화칼륨의 양은 유의적으로 결합재 내에 존재하는 알칼리 옥사이드 화합물 전부의 양에 해당할 수 있다.

부가적으로, 최종 생성된 결합재는 알칼리 토 옥사이드 화합물을 임의의 함량[Caeoc]으로 함유할 수 있다. 특정 예에서, 결합재가 약 5.0mol% 이상, 예를 들어 약 8.0mol% 이상, 약 10mol% 이상, 약 12mol% 이상, 또는 심지어 약 15mol% 이상의 알칼리 토 옥사이드 화합물을 함유할 수 있는 연마 물품이 생성될 수 있다. 임의의 구체예에 의하면, 결합재는 알칼리 토 옥사이드 화합물의 총 함량이 약 5.0mol% 내지 약 50mol%, 약 10mol% 내지 약 50mol%, 그리고 심지어 약 15mol% 내지 약 45mol%일 수 있다.

알칼리 토 옥사이드 화합물의 총 함량 이외에, 최종 유리질 결합재는 알칼리 옥사이드 화합물의 총 함량(mol%)과 알칼리 토 옥사이드 화합물의 총 함량(mol%) 간 특정 비([Caeoc/Caoc]로 표시)(이 비는 값이 약 1.0 미만일 수 있음)를 사용할 수 있다. 다른 구체예에 있어서, 상기 비는 약 0.9 미만, 예를 들어 적어도 약 0.85, 약 0.8 미만, 또는 심지어 약 0.75 미만일 수 있다. 또한 비 [Caeoc/Caoc]는 약 0.25 내지 약 1.0, 예를 들어 약 0.3 내지 약 0.9, 예를 들어 약 0.4 내지 약 0.9, 예를 들어 약 0.4 내지 약 0.85, 그리고 심지어는 약 0.4 내지 약 0.8의 범위 내일 수 있다.

본 발명의 특정 구체예에 의하면, 결합재는 최종 생성된 연마 물품 내에 스피넬 소재를 생성하기 충분한 양의 산화마그네슘으로 생성된다. 임의의 연마 물품에 있어서, 결합재는 기타 임의의 알칼리 토 옥사이드 화합물의 양보다 많은 양의 산화마그네슘을 포함할 수 있다. 사실상, 더욱 특정한 구체예에 있어서, 결합재는 결합재 중 기타 임의의 알칼리 토 옥사이드 화합물의 양보다 약 2배 이상 많은 양의 산화마그네슘을 포함한다. 또 다른 구체예에서, 결합재는 기타 임의의 알칼리 토 옥사이드 화합물의 양보다 약 5배 이상, 예를 들어 약 8배 이상, 약 10배 이상, 또는 심지어 약 12배 이상 많은 양의 산화마그네슘을 포함할 수 있다.

대안적인 측면에서, 최종 생성된 연마 물품은 산화마그네슘을 약 1.0mol% 이상 포함하는 결합재를 포함할 수 있다. 기타 구체예는 결합재에 산화마그네슘을 다량으로 사용할 수 있는데, 예를 들어 약 3.0mol% 이상, 약 5.0mol% 이상, 약 10mol% 이상, 약 15mol% 이상, 약 20mol% 이상, 또는 심지어 약 25mol% 이상으로 사용할 수 있다. 특정 구체예는 산화마그네슘 함량이 약 1.0mol% 내지 약 50mol%, 예를 들어 약 1.0mol% 내지 약 40mol%, 약 1.0mol% 내지 약 30mol%, 약 3.0mol% 내지 약 30mol%, 약 3.0mol% 내지 약 25mol%, 또는 심지어 약 5.0mol% 내지 약 20mol%의 범위 내인 최종 생성 연마 물품의 결합재를 포함한다.

산화마그네슘 함량 이외에, 최종 생성된 연마 물품의 결합재는 결합재 내에 스피넬 소재를 생성하기 유용한 기타 부가 스피넬 생성 화합물을 특정 양만큼 함유할 수 있다. 이와 같이 적당한 스피넬 생성 부가 재료(산화마그네슘은 제외)는 산화아연, 산화철, 산화망간, 산화크롬 및 이것들의 조합을 포함할 수 있다. 하나의 구체예에 의하면, 최종 생성된 연마 물품의 결합재는 스피넬 생성 부가 재료(들) 중 임의의 하나(또는 이 재료들의 조합)를 약 0.1mol% 이상 포함할 수 있다. 다른 구체예에서, 스피넬 생성 부가 재료(들) 중 임의의 하나 또는 이 재료들의 조합의 양은, 약 0.5mol% 이상, 약 1.0mol% 이상, 약 2.0mol% 이상, 약 3.0mol% 이상, 약 5.0mol% 이상, 약 8.0mol% 이상, 약 10mol% 이상, 약 12mol% 이상, 약 15mol% 이상, 또는 심지어 약 20mol% 이상의 양으로 존재할 수 있다. 최종 생성된 연마 물품 중 특정 결합재는 스피넬 생성 부가 재료(들) 중 임의의 하나 또는 이 재료들의 조합을, 약 0.1mol% 내지 약 35mol%, 예를 들어 약 0.5mol% 내지 약 30mol%, 예를 들어 약 0.5mol% 내지 약 25mol%, 약 0.5mol% 내지 약 10mol%, 또는 심지어 약 0.5mol% 내지 약 5.0mol%로 포함할 수 있다. 최종 결합재 중 스피넬 생성 재료, 예를 들어 산화마그네슘의 함량은, 특히 초기의 양보다 적을 수 있는데, 이는 상기 재료가 스피넬 소재의 일부일 수 있기 때문임이 이해될 것이다.

특정 결합 조성물에 있어서, 최종 생성된 연마 물품의 결합재는 약 0.1mol% 이상의 산화아연을 함유한다. 다른 예에서, 산화아연의 양은 더 많을 수 있는데, 예를 들어 약 1.0mol% 이상, 약 2.0mol% 이상, 약 3.0mol% 이상, 또는 심지어 약 5.0mol% 이상일 수 있다. 임의의 결합 조성물은 약 0.5mol% 내지 약 3.0mol%, 보다 구체적으로 약 1.0mol% 내지 약 3.0mol%의 산화아연을 함유할 수 있다. 또한 대안적인 구체예에 의하면, 연마 물품은 결합재가 동일한 양의 산화아연과 산화마그네슘을 포함하도록 생성된다. 임의의 결합 조성물은 또한 동일한 양의 산화철, 산화망간 및/또는 산화크롬을 함유할 수도 있다.

부가적으로, 최종 생성된 결합재는 산화칼슘을 특정량, 구체적으로 산화마그네슘 함량 미만일 수 있는 양으로 함유할 수 있다. 예를 들어 최종 생성된 결합재는 약 3.0mol% 미만의 산화칼슘, 예를 들어 약 2.0mol% 미만의 산화칼슘, 또는 심지어 약 1.0mol% 미만의 산화칼슘을 함유할 수 있다. 임의의 구체예에서, 최종 생성된 결합재는 본질적으로 산화칼슘이 없을 수 있다. 또한, 최종 생성된 결합재 중 산화바륨의 양은 상기 언급한 산화칼슘 양의 범위 값과 동일할 수 있다. 뿐만 아니라, 최종 생성된 결합재는 약 2.0mol% 미만, 예를 들어 약 1.0mol% 미만, 그리고 특히 약 0.1mol% 내지 약 1.0mol%의 범위 내에 속하는 양의 산화바륨을 함유할 수 있다. 임의의 결합재는 본질적으로 산화바륨이 없을 수 있다.

결합재는 기타 재료, 특히 옥사이드 화합물, 예를 들어 산화인을 소량으로 함유할 수 있다. 예를 들어 최종 생성된 결합재는 산화인을 약 1.0mol% 미만, 예를 들어 산화인을 약 0.5mol% 미만으로 포함할 수 있다. 특히, 연마 물품의 최종 생성된 결합재는 본질적으로 산화인이 없을 수 있다.

본원의 구체예의 스피넬 소재는 결합재 내에 생성될 수 있으며, 연마 물품의 생성시 MCA 연마 입자의 용해와 분해를 감소시킬 수 있다. 스피넬 소재는 일반적으로 입방정계 격자 구조를 가질 수 있으며, 이는 일반식 AB₂O₄(식 중, A는 마그네슘, 아연, 망간, 철 및 이것들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 원소이고, B는 알루미늄, 크롬, 철 및 이것들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 원소이며, O는 산소임)로 표시될 수 있다. 임의의 경우에 있어서, 스피넬 소재는 실질적으로 조성물 MgAl₂O₄를 포함하도록 생성된다. 사실상, 임의의 구체예에 있어서 최종 생성된 연마 물품의 결합재 내의 스피넬 소재는 본질적으로 MgAl₂O₄로 이루어질 수 있다.

또한 다른 구체예에서, 스피넬 소재는 화학식 (Mg^{2 +}, Zn^{2 +}, Fe^{2 +}, Mn^{2 +})(Al^{3 +}, Fe³⁺, Cr^{3 +})₂O₄에 의해서 표시되는 조성을 가지는 고용체일 수 있다. 기타 임의의 구체예에서, 스피넬 소재는 B형 원소를 대신하는 원소(즉, 3가 화학 종)를 소량 포함할 수 있는데, 이 소재는 화학식 (Mg^{2 +}, Zn^{2 +}, Fe^{2 +}, Mn^{2 +})(Al^{3 +})₂O₄에 의해서 표시되는 고용체로서, 여기서 상기 알루미늄은 실질적으로 스피넬 소재 내의 유일한 3가 화학 종이다. 사실상, 특정 경우에 있어서, 스피넬 소재는 3가 화학 종이 본질적으로 알루미늄만으로 이루어지도록 생성될 수 있다. 대안적으로, 고용체 스피넬 소재는 본질적으로 이 소재 중에 존재하는 3가 화학 종이 모두 철인 조성 (Mg^{2 +}, Zn^{2 +}, Fe^{2 +}, Mn²⁺)(Fe³⁺)₂O₄를 가질 수 있다. 다른 구체예에서, 스피넬 소재는 조성 (Mg^{2 +}, Zn^{2 +}, Fe²⁺, Mn^{2 +})(Cr^{3 +})₂O₄로 표시될 수 있는데, 여기서 상기 소재 중에 존재하는 3가 화학 종은 모두 본질적으로 크롬이다. 또한 임의의 스피넬 소재는 알루미늄, 크롬 및 철을 포함하는 원소의 혼합물을 사용할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이와 같은 스피넬 소재에서, 몇몇 구체예는 알루미늄을 3가 화학 종을 이루는 주요 원소로서 간주하고, 임의의 구체예에서는 알루미늄이 상당량, 예를 들어 약 75% 이상, 약 80% 이상, 약 90% 이상을 차지한다. 그러므로, 전술한 스피넬 소재에 있어서, 철과 크롬은 소량으로 존재할 수 있다(예를 들어 철과 크롬은 각각 약 10% 미만으로 존재할 수 있음).

또 다른 구체예에서, 스피넬 소재는 화학식 (Mg^{2 +}, Zn^{2 +}, Fe^{2 +})(Al^{3 +}, Fe^{3 +}, Cr³⁺)₂O₄로 표시되는 일반 조성을 가지는 고용체 재료일 수 있는데, 여기서 상기 소재 중의 2가 화학종을 표시하는 A형 원소는 마그네슘, 아연, 철 및 이것들의 조합을 포함하는 상이한 원소의 조합을 포함할 수 있다. 임의의 구체예에서, 마그네슘은 아연 및/또는 철의 양보다 더욱 많은 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어 마그네슘은 원소 Zn^{2 +} 및 Mn^{2 +}와 비교하였을 때, 고용체 중에 가장 많은 양으로 존재할 수 있다. 사실상, 임의의 스피넬 소재는 마그네슘을 조성물 중 2가 화학 종 전부의 약 75% 이상, 예를 들어 약 80% 이상, 약 85% 이상, 약 90% 이상, 약 95% 이상, 또는 심지어 약 98% 이상의 양으로 포함할 수 있다.

기타 스피넬 소재는 화학식 (Mg^{2 +}, Zn^{2 +})(Al^{3 +}, Fe^{3 +}, Cr^{3 +})₂O₄로 표시되는 조성을 가질 수 있는데, 여기서 A형 원소는 마그네슘 또는 아연을 포함하며, 이 조성은 실질적으로 철이 없다. 또 다른 구체예에서, 조성은 (Mg^{2 +}, Fe^{2 +})(Al^{3 +}, Fe^{3 +}, Cr^{3 +})₂O₄로 표시될 수 있는데, 여기서 A형 2가 화학 종은 마그네슘이나 철을 포함할 수 있으며, 조성은 실질적으로 아연이 없다.

하나의 특정 구체예에 의하면, 화학식 (Mg^{2 +})(Al^{3 +}, Fe^{3 +}, Cr^{3 +})₂O₄로 표시되는 스피넬 조성물은 A형 2가 화학 종으로서 유일하게 마그네슘을 사용한다. 특히, 임의의 스피넬 조성물에 있어서, 고용체 스피넬 소재는 소수의 3가 화학 종을 포함하는 조성물을 가질 수 있으며, 또한 (Mg^{2 +})(Al^{3 +}, Fe^{3 +})₂O₄와 같은 조성을 포함할 수 있는데, 여기서 이 조성물은 실질적으로 크롬이 없거나, 또는 대안적으로 (Mg²⁺)(Al³⁺, Cr^{3 +})₂O₄로 표시되는 조성은 실질적으로 철이 없다.

스피넬 소재는 결합재 내 부동태 영역으로서 존재할 수 있다. 부동태 영역은 특히 연마 물품 내 다른 영역과는 반대로 스피넬 소재를 고농도로 포함할 수 있는 결합재 내 영역과 관련된 영역을 포함한다. 임의의 부동태 영역은 반드시 결합재와 연마 입자 간의 별도로 식별 가능한 구조, 예를 들어 불연속성(discrete) 층 또는 필름이지 않아도 된다는 점에 주목해야 한다. 부동태 영역이란 용어는 연마 입자를 감싸는 결합재와는 상이한 조성물 또는 상이한 상으로 이루어질 수 있는, 재료의 불연속 영역, 또는 대안적으로 연속 영역, 예를 들어 연마 입자 외표면을 따라서 확장되어 이 연마 입자를 감싸는 재료의 층을 포함하는 일반 용어이다. 스피넬 소재를 포함하는 부동태 영역은 우선적으로 연마 입자의 적어도 일부분의 주위, 보다 구체적으로 미세 결정질 알루미나를 포함하는 연마 입자에 인접하거나 이를 감싸는 부위에 배치될 수 있다. 특히, 스피넬 소재를 가지는 부동태 영역은 주로 결합재 내에 있을 수 있으며, 우선적으로는 연마 입자와 결합재 사이의 계면에 배치될 수 있다. 부동태 영역은 연마 입자에 인접한 위치에 배치될 수 있지만, 반드시 이 연마 입자와 결합할 필요는 없을 수 있다. 사실상, 임의의 예에서 부동태 영역은 본질적으로 스피넬 소재로 이루어질 수 있다.

부동태 영역은 연마 입자의 일부를 따라서, 특히 연마 입자의 외부 영역을 따라서 확장되도록 형성될 수 있다. 부동태 영역은 연마 물품 중 다수의 연마 입자를 감쌀 수 있다. 사실상, 부동태 영역은 연마 물품 중에 함유된 연마 입자의 약 60% 이상, 약 75% 이상, 약 80% 이상, 약 90% 이상 또는 본질적으로 이 연마 입자 전부를 감쌀 수 있다.

특히, 임의의 구체예에서 연마 물품이 두 가지 이상 종류의 연마 입자를 포함할 수 있다. 즉, 예를 들어 연마 물품은 MCA를 포함하는 연마 입자와, 초연마 재료, 단결정 알루미나, 또는 본원에 언급된 제2 유형의 기타 연마 입자 재료 중 임의의 것으로 이루어진 연마 입자로 생성될 수 있다. 이와 같은 구체예에서, 부동태 영역이 우선적으로 MCA를 포함하는 연마 입자 주위에 배치되어 있으며, 특히 이 부동태 영역이 MCA 연마 입자만을 감싸는 연마 물품이 생성될 수 있다. 이와 같은 구체예에서, 스피넬 소재를 포함하는 부동태 영역은 반드시 제2 연마 입자 재료 주위에(즉, 입자 재료를 감싸면서) 배치될 필요가 없을 수 있다. 그러므로, 임의의 디자인에서, 연마 물품은 MCA 연마 입자를 포함하는데, 여기서 상기 부동태 영역은 MCA 연마 입자 주위에(예를 들어 연마 입자와 결합재의 계면에) 선택적으로 배치되며, 또한 상기 부동태 영역은 연마 입자 제2 세트와 공간상 떨어져 있으므로, 상기 연마 입자 제2 세트는 스피넬 소재를 포함하는 층 또는 부동태 영역이 실질적으로 없다.

임의의 구체예에 의하면, 스피넬 소재는 실제로 입자의 적어도 일부분 상에 가로 놓여 있는 재료의 관찰 가능한 불연속성 층으로서 존재할 수 있다. 즉, 스피넬 소재를 포함하는 불연속성 층은 연마 입자의 외표면 상에 가로 놓인 형태로 배치될 수 있다. 특정 연마 물품에 있어서, 상기 층은 연마 입자와 직접 접촉하여 존재할 수 있다. 더욱 구체적인 예에서, 스피넬 소재를 포함하는 층은 연마 입자에 직접 결합될 수 있다. 뿐만 아니라, 스피넬 소재를 포함하는 층은 결합재에 직접 결합될 수 있다.

상기 층은 부동태 영역과 동일한 속성, 특히 연마 물품 중 연마 입자의 총량 커버리지에 포함되는 백분율과 관련된 속성을 가질 수 있다. 더욱이, 층은 연마 입자와 결합재 사이의 계면에 존재하는 불연속성의 확인 가능한 영역일 수 있으므로, 상기 층은 결합재와 연마 입자와 구별되는 미세 구조를 가진다. 이러한 예에서, 층은 연마 입자의 전체 외표면의 적어도 일 구획, 예를 들어 연마 입자의 전체 외표면의 약 25% 이상, 약 40% 이상, 또는 심지어 대부분 상에 가로 놓여 있을 수 있다. 또한, 연마 입자의 외표면의 스피넬 소재 층의 커버리지 정도는 더 클 수 있는데, 예를 들어 연마 입자의 전체 외표면의 약 75% 이상, 약 80% 이상, 또는 심지어 본질적으로 전체를 차지할 수 있다.

스피넬 소재를 포함하는 층은 생성시 임의의 연마 입자의 분해 및/또는 용해를 감소시키기에 적당한 평균 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 층은 평균 두께가 약 0.01마이크론 이상일 수 있다. 다른 예에서, 층은 평균 두께가 약 0.1마이크론 이상일 수 있는데, 예를 들어 약 1마이크론 이상, 약 2마이크론 이상, 약 3마이크론 이상, 또는 심지어 약 4마이크론 이상일 수 있다. 또한, 스피넬 층의 평균 두께는 약 0.01마이크론 내지 약 10마이크론의 범위 내일 수 있는데, 예를 들어 약 0.1마이크론 내지 약 5마이크론일 수 있다.

특히, 스피넬 소재를 사용하는 본원의 구체예에 있어서, 연마 물품 중 대부분의 스피넬 소재가 부동태 영역 또는 층 내부에 배치되는 연마 물품이 생성된다는 점이다. 특정의 예에서, 본질적으로 연마 물품 내에 존재하는 스피넬 소재 전부는 부동태 영역 또는 층 내부에 존재할 수 있다.

도 2a 내지 도 2c를 간단히 참고로 하였을 때, 구체예에 의한 스피넬 소재, 더욱 구체적으로는 스피넬 소재 층을 가지는 부동태 영역을 나타낸, 연마 물품 일부의 주사 전자 현미경 이미지가 제공된다. 도 2a의 이미지는 약 700배의 배율로 촬영한 것으로서, 연마 입자 주위에 스피넬 소재를 포함하는 층의 형성을 입증한다. 도 2b의 배율은, 연마 입자를 감싸고 있는 스피넬 층을 더욱 강조하여 보이기 위하여 더 높였다. 도 2a에 제공한 바와 같이, 연마 물품의 일부는 결합재(203) 내에 포함된 가장 어두운 부분으로 나타낸 연마 입자(201)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 연마 물품은, 연마 입자(201)를 감싸고 있으며, 연마 입자(201)와 결합재(203) 사이의 계면에 존재하는 연마 입자(201) 외표면에 위치하는, 재료의 층(205)을 포함한다. 이 층(205)은 생성시 연마 입자의 분해 및/또는 용해를 방지할 수 있는 스피넬 소재를 포함한다. 층(205)은 연마 입자(201) 및 결합재(203)와 직접 접촉하고 있는 불연속성의 식별 가능 층으로 보여진다. 보다 구체적으로, 상기 층(205)은 연마 입자(201)와 결합재(203)에 직접 결합될 수 있다.

도 2b는 연마 입자(201)와 결합재(203) 사이의 계면에 배치되어 있는 스피넬 소재 층(205)의 구체적인 성질을 추가로 보여준다. 도 2b는 평균 두께가 약 3마이크론 내지 4마이크론 범위 내인 층(205)의 두께를 추가로 보여준다.

도 2c는 본원의 구체예에 따라서 생성된 연마 물품의 또 다른 확대 이미지를 제공하며, 스피넬 소재를 포함하고, 연마 입자(201) 및 결합재(203)의 계면에 배치되어 있는 층(205)을 보여준다.

연마 입자는 특정 특징, 예를 들어 재료의 코팅제를 가지도록 생성될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 재료의 코팅제는 무기 재료, 예를 들어 산화물을 포함할 수 있다. 코팅제를 사용하는 연마 입자의 경우에 있어서, 스피넬 소재를 포함하는 부동태 영역 또는 층은 코팅제의 외부, 예를 들어 코팅제와 결합재 사이의 계면에 배치될 수 있다.

본원의 구체예에 의한 연마 물품은 전체 연마 입자를 연마 물품 총 부피의 약 34vol% 내지 약 56vol%, 예를 들어 약 40vol% 내지 약 54vol%, 그리고 특히 약 44vol% 내지 약 52vol%로 함유할 수 있다. MCA 연마재는 연마 물품 중 전체 연마 입자의 약 1vol% 내지 약 100vol%, 예를 들어 연마 물품 중 연마 입자 총 부피의 약 10vol% 내지 약 80vol%, 또는 약 30vol% 내지 약 70vol%에 해당할 수 있다. 뿐만 아니라, 일부 연마 물품은 하나 이상의 제2 연마 입자, 충전제 및/또는 첨가제를 0.1vol% 내지 60vol%로 포함할 수 있다.

본원의 구체예의 연마 물품은 결합재를, 연마 물품 총 부피의 약 3vol% 내지 약 30vol%로 포함할 수 있다. 더욱 구체적인 예에서, 연마 물품은 결합재를, 약 3vol% 내지 약 25vol%, 약 4vol% 내지 약 20vol%, 그리고 심지어는 약 5vol% 내지 약 18.5vol%로 함유할 수 있다.

다수의 연마 도구는 공극률이 다양할 수 있지만, 본원의 구체예에 따라서 생성된 연마체 중 일부는 공극률을 임의의 함량으로 나타낼 수 있다. 예를 들어 연마체는 공극률이 연마 물품 총 부피의 약 50vol% 미만일 수 있다. 다른 예에서, 공극률은 약 49vol% 미만, 예를 들어 약 40vol% 미만일 수 있다. 특정 예에서, 연마체는 공극률이 약 20vol% 이상 및 약 40vol% 미만, 예를 들어 약 30vol% 내지 약 50vol%, 그리고 보다 구체적으로 약 30vol% 내지 약 49vol%이도록 생성될 수 있다.

실시예

실시예 1

샘플 2개를 제조하였는데, 첫 번째 샘플 S1은 본원의 구체예에 따라서 제조한 것이고, 두 번째 샘플, 즉 종래의 샘플인 CS1은 종래의 결합재를 함유하였다. 샘플 S1 및 CS1은 성능 특성을 비교하기 위하여 특정 연삭 조건 하에서 테스트하였다.

처음에, 80중량% 내지 90중량%의 연마 입자와 9중량% 내지 15중량%의 초기 결합재를 혼합하여 하기 표 1에 제시한 조성을 가지는 S1 샘플을 생성하였다. 이 혼합물에 결합재를 비롯한 기타 첨가제를 추가로 첨가하여 나머지 양(중량%)을 채웠다. 우선, 샘플 S1을 냉압시켜 미가공 물품을 생성한 후, 이를 약 1000℃의 소성 온도에서 소결하여 연마 입자 약 46vol% 내지 50vol%와, 유리질 결합재 7vol% 내지 12vol%를 포함하며, 공극이 잔여량을 차지하는, 결합된 최종 연마 물품을 생성하였다. 결합재의 초기 및 최종 조성을 표 1에 제공하였다. 최종 조성은, 카메카 사(社)(CAMECA Corporation)에서 시판되는 SX50 기기를 사용하는 마이크로프로브 분석법을 사용하여 측정하였다.

성분	S1 초기 조성 ( mol %)	S1 최종 조성 ( mol %)
SiO2	61.60	55.42
Al2O3	0.06	13.39
B2O3	13.87	17.22
Li2O	2.30	2.12
Na2O	2.36	3.04
K2O	2.35	2.56
MgO	14.97	5.52
CaO	0.07	.019
BaO	0	0
Fe2O3	0.02	0
TiO2	0	0.05
ZrO2	0	0.25
ZnO	2.41	0.25

샘플 CS1을 샘플 S1의 방법에 따라서 제조하되, 다만 약 900℃ 내지 950℃의 소성 온도에서 소성하였다. 샘플 S1과 마찬가지로 샘플 CS1은 연마 입자 약 46vol% 내지 50vol%와, 결합재 7vol% 내지 12vol%를 포함하며, 공극이 잔여량을 차지하도록 생성하였다.

CS1 샘플용으로 최종 생성된 유리질 결합재의 결합 조성물은 약 45mol% 내지 52mol% 실리카, 15mol% 내지 18mol% 알루미나, 임의 함량의 산화붕소, 20mol% 미만의 알칼리 옥사이드 화합물, 예를 들어 다량의 산화리튬, 2.0mol% 미만의 알칼리 토 옥사이드 화합물, 그리고 예를 들어 1.5mol% 미만의 MgO, ZnO 및 Fe₂O₃를 포함하였다. 특히, CS1 샘플의 최종 생성된 유리질 결합재는 어떠한 스피넬 소재도 포함하지 않았다.

샘플 S1과 CS1은 내경 연삭 공정을 수행하여, 연삭 주기 당 결합된 연마 물품의 동력 소모량과, 연삭 공정을 수행한 후의 샘플 S1 및 CS1의 진직도를 측정하였다. 연삭 조건은 하기 표 2에 요약되어 있다.

매개 변수	수치
작업 재료 유형	52100 베어링강
휠 속도(rpm)	1250
작업 속도(m/sec)	52
제거된 재료의 총량(?m)	약 200
일정한 공급 연삭 모드 공기, 러프 1, 러프 2, 미세 (m/sec)	300, 75, 60, 15
연삭 폭(mm)	약 14㎜
드레싱 깊이(m)	10
드레싱 횟수	10회 연삭후

도 3과 도 4는 테스트 결과를 요약한 것이다. 도 3은 각각의 샘플(즉, S1 및 CS1)에 대한 동력 대 연삭 주기 수의 그래프를 포함한다. 도 3의 데이터는 모든 연삭 주기에 있어서 샘플 S1은 더 적은 동력을 사용하므로, 각 연삭 주기에 있어서 더 적은 평균 동력 소모량을 사용함을 입증하는 것으로서, 이는 샘플 S1이 샘플 CS1에 비하여 연마 입자의 고르기가 개선되었다는 것을 시사한다.

뿐만 아니라, 도 4는 결합된 연마 물품에 의한 연삭 공정 후 작업 대상에 부여된 표면의 직선성(linearity)의 척도인, 진직도 대 연삭 주기 수 간 그래프를 포함한다. 생성된 부분의 진직도는 에지와 벌크 영역의 휠 마모 균일성과 관련될 수 있다. 진직도 측정은 라운드 게이지(round gage)(말 페더럴(Mahr Federal)의 폼스캔(Formscan) 260)를 사용하여 수행하였으며, 라인 프로필(line profile)은 작업 대상의 표면을 따라서 구하였다. 각각의 부분에 대해 상기와 같은 측정을 4회 수행하였으며, 4회 측정값의 평균을 진직도 값으로 기록하였다. 이와 같은 테스트 방법은 표준 ASME Y14.5M("Dimensioning and Tolerancing")에 따른 것이다. 도시된 바와 같이, 샘플 S1은 샘플 CS1에 비하여 진직도 변화가 더욱 적으므로, 연삭능이 보다 일관적임을 입증한다.

실시예 2

샘플 S1의 방법에 따라서 샘플 S1과 동일한 구조를 가지는, 또 다른 샘플(S2)을 생성하였다. 하기 표 3은 재료 성분의 초기 결합 조성(mol%)을 요약한다. 본원에 개시된 방법에 따라서 결합된 연마 재료를 생성한 후, 이 샘플을 잘라내어 1200배 배율로 관찰함으로써 부동태 영역의 성질을 측정하였다.

성분	S2 초기 조성 ( mol %)
SiO2	58.22
Al2O3	5.54
B2O3	13.11
Li2O	2.18
Na2O	2.22
K2O	2.22
MgO	14.14
CaO	0.07
BaO	0
Fe2O3	0.02
TiO2	0
ZrO2	0
ZnO	2.27

도 5는 잘라낸 샘플 S2의 이미지를 포함한다. 제공된 바와 같이, 샘플 S2의 결합된 연마재는 부동태 영역이 불연속성 층(501)의 형태로 연마 입자(503) 상에 가로 놓여 있음을 입증한다. 사실상, 도시된 바와 같이, 스피넬 소재를 포함하는 층(501)은, 연마 입자(503)와 결합재(505) 사이의 연마 입자(503) 외표면을 따라서 확장되어 있는 연속 영역이다. 스피넬 소재를 포함하는 층(501)은 결합된 연마 물품의 미세 구조 내에 불연속성이면서 독립적으로 식별 가능한 상으로서 도시되어 있다.

실시예 3

샘플 S1의 방법에 따라서 샘플 S1과 동일한 구조를 가지는 또 다른 샘플(S3)을 생성하였다. 하기 표 4는 재료 성분의 초기 결합 조성(mol%)을 요약한 것이다.

성분	S2 초기 조성 ( mol %)
SiO2	57.64
Al2O3	0.0
B2O3	19.58
Li2O	2.21
Na2O	2.21
K2O	2.21
MgO	13.91
CaO	0.0
BaO	0.0
Fe2O3	0.0
TiO2	0.0
ZrO2	0.0
ZnO	2.23

도 6 및 도 7은 샘플 S3 체로 생성된 테스트 샘플을 사용하여 수행된 연삭 테스트 결과를 요약한다. 샘플 S3과 비교 샘플 CS1을 사용하여, 실시예 1에 상세히 기술된 바와 같은 연삭 공정을 수행하였다. 도 6은 실시예 1의 비교 샘플 CS1과 샘플 S3에 대한 동력 대 연삭 주기 수의 그래프를 포함한다. 도 6에 제시한 데이터는, 샘플 S3은 모든 연삭 주기에서 더 적은 동력을 사용하므로, 각각의 연삭 주기에 있어서 더 적은 평균 동력 소모량을 사용함을 입증하는 것으로서, 이는 샘플 S3이 샘플 CS1과 비교하였을 때 연마 입자의 고르기가 개선되었음을 나타낸다.

뿐만 아니라, 도 7은 실시예 1에 제시된 테스트 매개 변수에 따라서 연삭 공정을 수행한 후, 샘플 S3과 종래의 샘플 CS1에 대한 진직도 대 연삭 주기 수의 그래프를 포함한다. 전술한 바와 같이, 구하여진 일부의 진직도는 에지와 벌크 영역의 휠 마모 균일성과 관련될 수 있는 것으로서, 본원에 기술된 매개 변수에 따라서 측정된다. 샘플 S3은 샘플 CS1과 비교하였을 때 진직도에 있어서 약간 더 많은 변이를 입증하지만, 이와 같은 수치들은 상당히 더 적은 동력을 사용하여 얻어졌으며, 따라서 이는 종래 샘플과 비교하였을 때 전반적으로 샘플이 성능이 개선되었음을 나타낸다.

본원의 발명의 구체예는 고온 결합된 연마 물품에 미세 결정질 알루미나 입자가 혼입된 연마 물품에 관한 것으로서, 여기서 상기 미세 결정질 알루미나 입자는 고르기가 개선되고 용해 및 분해는 최소화됨을 보였다. 일반적으로, MCA 입자를 사용하는 최신의 결합된 연마 물품은, 1000℃ 미만의 온도에서 생성된 저온 유리화 결합재의 생성 및 용도와 관련되어 있었다. 그러나, 본원의 구체예는 MCA를 포함하는 연마 입자에 인접하여(예를 들어 이 입자를 감싸거나 이 입자 위에 가로 놓인 상태로), 우선적으로는 부동태 영역, 또는 심지어 재료 층으로서 배치된 스피넬 소재를 포함하여, MCA 입자의 용해 및 분해가 최소화되도록 생성된, 결합 연마 물품에 관한 것이다. 본원의 구체예는, 특정 결합재의 조성, 결합재 중 화합물의 구체적인 비율, 이에 한정되는 것은 아니지만 예를 들어 알칼리 옥사이드 화합물과 알칼리 토 옥사이드 화합물 간 비율, 실리카와 기타 성분 간 비율, 산화붕소와 기타 성분 간 비율 등을 비롯한 특징의 하나 이상의 조합을 이용할 수 있다. 전술한 바는 구체예의 결합 연마 물품을 기술 및 한정하기 위해 다양한 방식으로 조합될 수 있는, 특징들의 조합을 기술한다. 본 발명의 명세서는 특징 군들을 나열하기 위한 것이 아니라, 본 발명을 한정하기 위해 한 가지 이상의 방식으로 조합될 수 있는 상이한 특징들을 제시하기 위한 것이다.

전술한 바에 있어서, 임의의 구성 요소에 관한 특정 구체예와 이 구성 요소의 연관 관계에 관한 사항들은 예시적이다. 쌍을 이루거나 서로 연관된 구성 요소에 관한 사항은 본원에 논의된 방법을 수행하여 이해될 바와 같이, 상기 구성 요소들 간 직접적인 연관 관계 또는 하나 이상의 개입 구성 요소를 통한 간접적인 연관 관계를 개시하기 위한 것임이 이해될 것이다. 그러므로, 상기 개시한 본 발명의 주제는 한정적인 것이 아닌, 예시적인 것으로 간주하여야 하며, 첨부된 청구항들은 본 발명의 진정한 범위 내에 속하는 변형예, 개량예 및 기타 구체예들을 모두 포함하도록 의도된다. 그러므로, 법에 의해 허용되는 최대 범위에 이르기까지, 본 발명의 범위는 이하 청구 범위와 이의 균등 범위를 최대한 넓게 해석한 바에 의해 결정될 것이며, 전술한 상세한 설명에 의해서 제한 또는 한정되어서는 안될 것이다.

본 개시내용의 요약은 특허법을 준수하도록 제공되며, 청구항의 범위 또는 의미를 해석 또는 제한하는데 사용되지는 않을 것이라는 조건과 함께 제출된 것이다. 뿐만 아니라, 전술한 발명의 상세한 설명에 있어서는 본 개시 내용을 간소화하기 위한 목적으로, 다양한 특징들이 단일 구체예로서 그룹지어질 수 있거나 기술될 수 있다. 본 개시 내용은 청구된 구체예가 각 청구항에서 분명하게 언급된 특징들보다 더 많은 특징들을 필요로 한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 이하 청구항들이 반영하는 바와 같이, 본 발명의 주제는 개시된 구체예 중 임의의 것을 이루는 특징들 전부보다 적은 특징에 관한 것일 수 있다. 그러므로, 이하 청구항은 발명의 상세한 설명에 포함되어 있으며, 각각의 청구항 자체는 별도로 청구된 주제를 한정하는 것이다.

Claims (124)

1. 비결정 상을 포함하는 결합재의 매트릭스 내에 포함되어 있는 연마 입자를 포함하는 연마체를 포함하는 연마 물품으로서, 상기 연마체가 스피넬 소재를 포함하는 부동태 영역을 추가로 포함하고, 상기 부동태 영역이 상기 결합재 내에 존재하며 상기 연마 입자의 60% 이상을 감싸고 있으며, 상기 연마 입자가 미세 결정질 산화알루미늄을 포함하고, 상기 결합재가 결정 상을 50용적% 미만의 양으로 포함하는, 연마 물품.
2. 삭제
3. 삭제
4. 비결정 상을 포함하는 결합재 내에 연마 입자를 포함하는 연마체를 포함하는 연마 물품으로서, 상기 연마 입자가 미세 결정질 산화알루미늄을 포함하고, 상기 연마체가 상기 연마 입자와 결합재 매트릭스 사이의 계면에 배치되어 있는 스피넬 소재를 포함하는 부동태 영역을 추가로 포함하며, 상기 결합재가 결정 상을 50용적% 미만의 양으로 포함하는, 연마 물품.
5. 연마 물품의 형성 방법으로서, 상기 방법이
   연마 입자와 결합재 분말을 혼합하는 단계로서, 상기 연마 입자가 미세 결정질 산화알루미늄을 포함하는 단계;
   혼합물을 만들어 미가공체(green body)를 형성하는 단계; 및
   상기 미가공체를 처리하여 결합재 내에 연마 입자를 포함하는 연마 물품을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 결합재가 비결정 상을 포함하고 결정 상을 50용적% 미만의 양으로 포함하며, 처리시에 스피넬 소재를 포함하는 부동태 영역이 상기 연마 입자와 결합재 사이의 계면에 형성되는, 연마 물품의 형성 방법.
6. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 연마 물품이 연마 입자의 제1 부분을 포함하고, 상기 연마 물품이 상기 연마 입자의 제1 부분과 상이한 조성을 가지는 연마 입자의 제2 부분을 추가로 포함하는, 연마 물품.
7. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 스피넬 소재가 일반식 AB₂O₄(여기서, A는 마그네슘, 아연, 망간, 철 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 원소이고, B는 알루미늄, 크롬, 철 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 원소이며, O는 산소이다)로 표시되는, 연마 물품.
8. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 스피넬 소재가 MgAl₂O₄를 포함하는, 연마 물품.
9. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 결합재가 유리질 재료를 포함하는, 연마 물품.
10. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 결합재가 실리카(SiO₂)를 45 mol% 이상의 양으로 포함하는, 연마 물품.
11. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 결합재가 산화붕소(B₂O₃)를 포함하는, 연마 물품.
12. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 결합재가 산화리튬(Li₂O), 산화칼륨(K₂O), 산화나트륨(Na₂O), 산화세슘(Cs₂O) 및 이들의 조합으로 이루어진 옥사이드 화합물의 군으로부터 선택되는 알칼리 옥사이드 화합물을 포함하고, 상기 결합재가 알칼리 옥사이드 화합물의 총 함량[C_aoc]을 20mol% 이하로 포함하는, 연마 물품.
13. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 결합재가 산화마그네슘(MgO), 산화칼슘(CaO), 산화스트론튬(SrO), 산화바륨(BaO) 및 이들의 조합으로 이루어진 재료의 군으로부터 선택되는 알칼리 토 옥사이드 화합물을 포함하고, 상기 결합재가 알칼리 토 옥사이드 화합물의 총 함량[Caeoc]을 5mol% 이상으로 포함하는, 연마 물품.
14. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 결합재가 1.0 mol% 이상의 산화마그네슘을 포함하는, 연마 물품.
15. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 결합재가 산화아연(ZnO)을 포함하는, 연마 물품.
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제
27. 삭제
28. 삭제
29. 삭제
30. 삭제
31. 삭제
32. 삭제
33. 삭제
34. 삭제
35. 삭제
36. 삭제
37. 삭제
38. 삭제
39. 삭제
40. 삭제
41. 삭제
42. 삭제
43. 삭제
44. 삭제
45. 삭제
46. 삭제
47. 삭제
48. 삭제
49. 삭제
50. 삭제
51. 삭제
52. 삭제
53. 삭제
54. 삭제
55. 삭제
56. 삭제
57. 삭제
58. 삭제
59. 삭제
60. 삭제
61. 삭제
62. 삭제
63. 삭제
64. 삭제
65. 삭제
66. 삭제
67. 삭제
68. 삭제
69. 삭제
70. 삭제
71. 삭제
72. 삭제
73. 삭제
74. 삭제
75. 삭제
76. 삭제
77. 삭제
78. 삭제
79. 삭제
80. 삭제
81. 삭제
82. 삭제
83. 삭제
84. 삭제
85. 삭제
86. 삭제
87. 삭제
88. 삭제
89. 삭제
90. 삭제
91. 삭제
92. 삭제
93. 삭제
94. 삭제
95. 삭제
96. 삭제
97. 삭제
98. 삭제
99. 삭제
100. 삭제
101. 삭제
102. 삭제
103. 삭제
104. 삭제
105. 삭제
106. 삭제
107. 삭제
108. 삭제
109. 삭제
110. 삭제
111. 삭제
112. 삭제
113. 삭제
114. 삭제
115. 삭제
116. 삭제
117. 삭제
118. 삭제
119. 삭제
120. 삭제
121. 삭제
122. 삭제
123. 삭제
124. 삭제

Images