KR101964036B1 - 연마 물품 및 이의 형성 방법 - Google Patents

연마 물품 및 이의 형성 방법 Download PDF

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생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드
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Abstract

연마 물품은 몸체를 포함하고 몸체는 접합재 및 접합재 내에 함유되는 연마 입자들을 포함한다. 연마 입자들은 나노결정질 알루미나를 포함한다. 접합재는 세라믹을 포함한 무기 재료를 포함한다.

Description

연마 물품 및 이의 형성 방법{ABRASIVE ARTICLES AND METHODS FOR FORMING SAME}
본 발명은 포괄적으로 연마 물품, 특히, 나노결정질 알루미나를 포함하는 접합 연마 물품에 관한 것이다.
접합 연마 물품은 접합재 기질에 함유되는 연마 입자를 포함한다. 일부 유형의 연마 입자, 예컨대 미세결정질 알루미나는, 고온의 화학 반응에 취약하다. 유리질 접합재는 관통성이 있고 연마 물품 고온 형성 과정에서 미세결정질 알루미나 그릿과 반응하여, 연마재 경도를 낮추고 심지어 연마재 부식에 이를 수 있다.
업계에서는 계속하여 개선된 연마 물품이 요구된다.
실시태양들은 실시예로서 설명되고 첨부 도면들에 제한되지 않는다.
도 1은 연마 물품 형성 흐름도를 포함한다.
도 2는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 사시도이다.
도 3은 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 사시도이다.
도 4는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 사시도이다.
도 5는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 사시도이다.
도 6A는 종래 미세결정질 알루미나 결정립 (grain)의 SEM 사진이다.
도 6B는 실시태양에 의한 나노결정질 알루미나 결정립의 SEM 사진이다.
도 7A는 연마재 샘플의 파괴 계수 도표이다.
도 7B는 연마재 샘플의 탄성 계수 도표이다.
도 8은 연마재 샘플의 파워 임계치 도표이다.
당업자들은 도면들에서 요소들이 단순하고 간결하게 도시되며 반드시 척도에 따라 도시된 것이 아니라는 것을 이해할 것이다. 예를들면 도면들에서 일부 요소들의 치수는 본 발명 실시태양들에 대한 이해를 돕기 위하여 다른 요소들보다 과장될 수 있다.
하기 상세한 설명은 도면들과 함께 본원의 교시의 이해를 위하여 제공된다. 하기 논의는 본 발명의 특정 구현예들 및 실시태양들에 집중될 것이다. 이러한 논의는 본 교시를 설명하기 위한 것이고 본 발명의 범위 또는 적용 가능성을 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 그러나, 다른 실시태양들이 본원에 개시된 교시들을 바탕으로 적용될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "구성한다(comprises)", "구성하는(comprising)", "포함한다(includes)", "포함하는(including)", "가진다(has)", 가지는(having)" 또는 이들의 임의의 다른 변형은 비배타적인 포함을 커버하기 위한 것이다. 예를들면, 특징부들의 목록을 포함하는 공정, 방법, 물품, 또는 장치는 반드시 이러한 특징부들에만 한정될 필요는 없으며 명시적으로 열거되지 않거나 이와 같은 공정, 방법, 물품, 또는 장치에 고유한 다른 특징부들을 포함할 수 있다. 게다가, 명시적으로 반대로 기술되지 않는다면, "또는"은 포괄적인 의미의 "또는"을 가리키며 배타적인 의미의 "또는"을 가리키지 않는다. 예를들면, 조건 A 또는 B는 다음 중의 어느 하나에 의해 만족된다: A가 참이고 (또는 존재하고) B는 거짓이며 (또는 존재하지 않으며), A가 거짓이고 (또는 존재하지 않고) B는 참이며 (또는 존재하며), A와 B 모두가 참 (또는 존재한다)이다.
또한, "하나의 (a)" 또는 "하나의 (an)"은 여기에서 설명되는 요소들과 구성요소들을 설명하는데 사용된다. 이는 단지 편의성을 위해 그리고 본 발명의 범위의 일반적인 의미를 부여하기 위해 행해진다. 이 설명은 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 읽혀져야 하며, 다르게 의미한다는 것이 명백하지 않다면 단수는 또한 복수를 포함한다. 예를들면, 단일 사항이 본원에 기재되면, 하나 이상의 사항이 단일 사항을 대신하여 적용될 수 있다. 유사하게, 하나 이상의 사항이 본원에서 기재되면, 단일 사항이 하나 이상의 사항을 대신할 수 있는 것이다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 재료, 방법 및 실시예들은 예시적인 것일 뿐이고 제한적이지 않다. 본원에 기재되지 않는 한, 특정 재료 및 공정과 관련된 많은 상세 사항들은 통상적이고 참고 서적들 및 제조 분야의 기타 자료들에서 발견될 수 있다
실시태양들은 연마 물품 형성 방법에 관한 것이고 접합재 및 연마 입자를 포함하는 혼합물 형성 단계, 및 혼합물을 형성 온도 (forming temperature)로 가열하여 혼합물을 연마 물품으로 형성하는 단계를 포함한다. 방법은 성능이 개선된 연마물품을 형성한다.
도 1은 실시태양에 따른 연마 물품 형성 방법의 흐름도이다. 단계 101에서, 혼합물은 접합재 (또는 접합재 전구체) 및 나노결정질 알루미나로 구성되는 연마 입자를 포함하여 제조된다. 혼합물은 습식 또는 건식일 수 있다. 접합재는 연마 입자와 혼합될 수 있는 분말 재료 형태일 수 있다. 소정의 예시들에서, 적합한 혼합 조작으로 혼합물 내의 성분들의 균질 분산체를 달성할 수 있다.
혼합물은 또한 하나 이상의 선택적 첨가제, 예를들면, 2차 연마 입자, 충전재, 및 기타 등을 포함한다. 비-제한적 실시태양에 의하면, 2차 연마 입자는 알루미나 산화물, 탄화규소, 입방정 질화붕소, 다이아몬드, 플린트 (flint) 및 석류석 (garnet) 결정립, 및 임의의 이들 조합을 포함할 수 있다. 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 일부 적합한 충전재는 유기 및 무기 재료를 포함한다. 충전재 재료는 연마 입자와 구별된다. 예를들면, 충전재는, 예컨대 중공 유리 비드 (hollow glass beads), 분쇄 호두 껍질, 플라스틱 재료 또는 유기 화합물의 비드, 발포 유리 입자 및 기포 알루미나, 세장형 결정립, 섬유 및 이들 조합을 포함하는 기공 형성제일 수 있다. 기타 충전재 재료는 안료 및/또는 염료, 섬유, 직물, 부직물, 입자, 구체, 광물, 너트 (nut), 쉘 (shell), 산화물, 알루미나, 탄화물, 질화물, 붕화물, 유기 재료, 고분자 재료, 천연 재료, 분말, 및 이들 조합을 포함한다. 실시태양에서, 충전재는 분말, 과립, 구체, 섬유, 기공 형성제, 중공 입자, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 특정 실시태양에서, 충전재는 실질적으로 본원에 기재된 재료 중 임의의 하나로 이루어진다. 또 다른 특정 실시태양에서, 충전재는 실질적으로 본원의 실시태양들에 기재된 둘 이상의 재료들로 이루어진다.
단계 101에서 혼합물 형성 후, 공정은 계속하여 단계 102에서, 혼합물 열처리 단계를 포함하여 3-차원 망의 접합재에 함유되는 나노결정질 알루미나로 구성되는 연마 입자를 가지는 접합 연마체 형태의 연마 물품을 형성한다.
실시태양에 따르면, 혼합물은 형성 (forming) 온도로 열처리된다. 형성 온도는 적어도 900℃, 예컨대 적어도 950℃, 또는 적어도 975℃이다. 또 다른 실시태양에 의하면, 형성 온도는 1200℃ 이하, 예컨대 1175℃ 이하, 1150℃ 이하, 1125℃ 이하, 또는 1100℃ 이하일 수 있다. 본원 실시태양들의 형성 온도는 연마 입자가 접합재와 접합되기에 충분한 열을 제공하지만, 접합재에 함유된 소정의 재료의 반응성을 감소시키는데 조력한다.
또 다른 실시태양에 의하면, 접합재는 무기 재료, 예컨대 세라믹을 포함한다. 세라믹 재료는 제한되지는 않지만 알칼리 금속 원소, 알칼리토금속 원소, 란탄족원소, 전이금속 원소, 및 이들 조합을 포함하는 적어도 하나의 금속 또는 반금속 원소를 포함하는 조성물이다. 세라믹 재료는 산화물, 탄화물, 질화물, 붕화물, 및 이들 조합을 포함한다. 또한, 세라믹 재료는 단결정 상, 다결정 상, 비결정 상, 및 이들 조합을 포함한다. 세라믹 재료는 실질적으로 단결정 상, 다결정 상 또는 비결정 상으로 이루어진다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에 의하면, 접합재는 유리질 재료를 포함한다. 유리질 재료는 비결정 상을 가질 수 있다. 예시로, 접합재는 실질적으로 비결정 상을 가지는 유리질 재료로 이루어진다. 또 다른 실시태양에 의하면, 접합재는 비-유리질 재료를 포함한다. 비-유리질 재료는 다결정 상을 포함한다. 또 다른 실시태양에서, 접합재는 다결정 및 유리질 재료의 혼합물을 포함한다.
적어도 하나의 실시태양에 따르면, 접합재는 연마 물품 형성 및/또는 성능을 개선시키는 소정 함량의 산화붕소 (B2O3)를 포함한다. 산화붕소는 접합재 총 중량 대비 소정의 중량%로 존재할 수 있다. 예를들면, 산화붕소는 30 wt% 이하, 예컨대 28 wt% 이하, 26 wt% 이하, 24 wt% 이하, 또는 22 wt% 이하일 수 있다. 또 다른 예시에 있어서, 접합재는 적어도 5 wt %, 예컨대 적어도 8 wt%, 적어도 10 wt%, 적어도 12 wt%, 또는 적어도 15 wt%의 산화붕소를 포함한다. 접합재 중 산화붕소의 중량%는 상기 임의의 최소 내지 최대 백분율의 범위 내에 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 접합재는 5 wt% 내지 30 wt% 또는 8 wt% 내지 22 wt%의 산화붕소를 포함한다.
또 다른 실시태양에서, 접합재는 연마 물품 형성 및/또는 성능을 개선시키는 소정 함량의 산화규소 (SiO2)를 포함한다. 접합재 총 중량에 대한 산화규소 함량은, 예를들면, 80 wt% 이하, 75 wt% 이하, 70 wt% 이하, 65 wt% 이하, 55 wt% 이하, 52 wt% 이하, 또는 50 wt% 이하이다. 또 다른 실시태양에서, 접합재는 적어도 25wt%, 예컨대 적어도 30 wt%, 적어도 35 wt%, 적어도 38 wt%, 또는 적어도 40 wt% 산화규소를 포함한다. 산화규소 함량은 상기 임의의 최소 내지 최대 백분율의 범위 내에 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 산화규소 함량은 35 wt % 내지 80 wt%, 또는 40 wt% 내지 65 wt%일 수 있다. 특정 실시태양에서, 산화규소 함량 범위는 40 wt% 내지 50 wt%일 수 있다.
특정 실시태양에서, 접합재는 연마 물품 형성 및/또는 성능을 개선시키는 소정 함량의 산화붕소 및 산화규소를 포함한다. 산화붕소 및 산화규소의 총 함량은 80 wt% 이하, 예컨대 77 wt% 이하, 75 wt% 이하, 73 wt% 이하, 하 70 wt%이, 또는 65 wt% 이하이다. 또 다른 실시태양에서, 산화붕소 및 산화규소의 총 함량은 적어도 40 wt%, 적어도 42 wt%, 적어도 46 wt %, 적어도 48 wt%, 또는 적어도 50 wt%이다. 산화붕소 및 산화규소의 총 함량은 본원에 개시된 임의의 최소 및 최대 백분율 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 산화붕소 및 산화규소의 총 함량 범위는 40 wt% 내지 80 wt% 또는 42 wt% 내지 77 wt% 또는 46 wt% 내지 73 wt% 또는 50 wt% 내지 65 wt%일 수 있다.
소정의 예시들에서, 접합재는 연마 물품의 형성 및/또는 성능을 개선할 수 있는 특정 비율의 산화붕소 및 산화규소를 가질 수 있다. 접합재는 산화규소 및 산화붕소 간의 중량% 비율은 5.5:1 (SiO2:B2O3) 이하, 예컨대 5.2:1 이하, 5:1 이하, 또는 4.8:1 이하를 포함한다. 기타 예시들에서, 산화규소 및 산화붕소 간의 중량% 비율은 적어도 1:1, 적어도 1.3:1, 적어도 1.5:1, 적어도 1.7:1, 적어도 2.0:1, 또는 적어도 2.2:1이다. 산화규소 및 산화붕소 간의 중량% 비율은 상기 임의의 최소 및 최대 비율 범위 내, 예를들면, 비율은 1:1 내지 5.5:1 또는 1.5:1 내지 5.2:1 또는 1.8:1 내지 5/0:1 또는 2.2:1 내지 4.8:1에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
실시태양에 의하면, 접합재는 연마 물품 형성 및/또는 성능을 개선할 수 있는 함량의 산화알루미늄 (Al2O3)을 포함한다. 접합재 총 중량에 대한 산화알루미늄 함량은 31 wt% 이하, 예컨대 28 wt% 이하, 25 wt% 이하, 23 wt% 이하, 또는 20 wt% 이하이다. 또 다른 실시태양에서, 접합재 중 산화알루미늄 함량은 적어도 5 wt%, 적어도 8 wt%, 적어도 10 wt%, 적어도 12 wt%, 또는 적어도 14 wt%이다. 산화알루미늄 함량은 상기 임의의 최소 및 최대 백분율 범위, 예시로, 5 wt% 내지 31 wt% 또는 10 wt% 내지 25 wt% 내에 있다는 것을 이해하여야 한다.
적어도 하나의 실시태양에 따르면, 접합재는 연마 물품 형성 및/또는 성능을 개선할 수 있는 알루미늄 및 알루미나 함량을 포함한다. 예를들면, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 15 wt%의 알루미나 및 알루미늄 금속 (Al2O3/Al)을 포함한다. 또 다른 예시들에서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 18 wt%, 예컨대 적어도 20 wt%, 적어도 22 wt%, 또는 적어도 24 wt% 알루미나 및 알루미늄 금속 (Al2O3/Al)을 포함한다. 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 45 wt% 이하, 예컨대 42 wt% 이하, 40 wt% 이하, 38 wt% 이하, 35 wt% 이하, 또는 32 wt% 이하의 알루미나 및 알루미늄 금속을 포함한다. 접합재의 알루미나 및 알루미늄 금속 함량은 상기 임의의 최소 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예시로, 알루미나 및 알루미늄 금속 함량 범위는 5 wt% 내지 45 wt% 또는 10 wt% 내지 40 wt% 또는 22 wt% 내지 35 wt%일 수 있다.
실시태양에서, 접합재는 산화알루미늄 및 산화규소를 포함한다. 예시로, 접합재 총 중량에 대한 산화알루미늄 및 산화규소의 총 함량은 적어도 50 wt%, 예컨대 적어도 52 wt%, 적어도 56 wt%, 적어도 58 wt%, 또는 적어도 60 wt%이다. 또 다른 실시태양에서, 산화알루미늄 및 산화규소의 총 함량은 80 wt% 이하, 77 wt% 이하, 75 wt % 이하, 또는 73 wt% 이하이다. 산화알루미늄 및 산화규소 총 함량은 상기 임의의 최소 내지 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 하고, 예시로, 총 함량 범위는 50 wt% 내지 80 wt%, 56 wt% 내지 75 wt%, 또는 60 wt% 내지 73 wt%일 수 있다.
소정의 예시들에서, 산화규소 및 산화알루미늄은 연마 물품의 형성 및/또는 성능을 개선할 수 있는 특정 중량% 비율로 존재할 수 있다. 산화규소 대 산화알루미늄 (SiO2:Al2O3)의 중량% 비율은 예시로, 2.5:1 이하, 예컨대 2.2:1, 이하 또는 2:1 이하이다. 기타 예시들에서, 산화규소 대 산화알루미늄의 중량% 비율은 적어도 1:1, 적어도 1.3:1, 적어도 1.5:1, 또는 적어도 1.7:1이다. 산화규소 및 산화알루미늄의 중량% 비율은 상기 임의의 최소 및 최대 비율 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 하고, 예를들면, 비율은 1:1 내지 2.5:1 또는 1.3:1 내지 2.2:1일 수 있다.
적어도 하나의 실시태양에 따르면, 접합재는 연마 물품의 형성 및/또는 성능을 개선할 수 있는 함량의 적어도 하나의 알칼리토금속 산화물 (RO)을 포함한다. 접합재 총 중량에 대한 알칼리토금속 산화물 총 함량은 3.0 wt% 이하, 2.5 wt% 이하, 또는 2 wt% 이하이다. 또 다른 실시태양에서, 알칼리토금속 산화물 (RO) 총 함량은 적어도 0.5 wt% 또는 적어도 0.8 wt%이다. 알칼리토금속 산화물 총 함량은 상기 임의의 최소 내지 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 하고, 예시로, 총 함량은 0.5 wt% 내지 3.0 wt% 또는 0.8 wt% 내지 2.5 wt%일 수 있다.
특정 실시태양에서, 알칼리토금속 산화물은 산화칼슘 (CaO), 산화마그네슘 (MgO), 산화바륨 (BaO), 산화스트론튬 (SrO), 또는 기타 등을 포함한다. 추가 실시태양에서, 접합재는 3종보다 많은 상이한 알칼리토금속 산화물을 포함하지 않는다. 예를들면, 접합재는 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화바륨, 및 산화스트론튬의 군에서 선택되는3종보다 많은 상이한 알칼리토금속을 포함하지 않는다.
또 다른 실시태양에 의하면, 접합재는 연마 물품 형성 및/또는 성능을 개선시키는 함량의 산화칼슘 (CaO)을 포함한다. 산화칼슘 함량은 접합재 총 중량에 대하여 적어도 0.5 wt%, 예컨대 적어도 0.8 wt%, 또는 적어도 1 wt%이다. 또 다른 실시태양에서, 산화칼슘 함량은 3 wt% 이하, 예컨대 2.8 wt% 이하, 2.5 wt% 이하, 2 wt% 이하, 또는 1.7 wt% 이하이다. 산화칼슘 함량은 상기 임의의 최소 내지 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 하고, 예시로, 총 함량은 0.5 wt% 내지 3.0 wt%, 0.8 wt% 내지 2.5 wt%, 또는 1 wt% 내지 1.7 wt%일 수 있다.
또 다른 실시태양에 의하면, 접합재는 알칼리 산화물 (R2O)을 포함할 수 있다. 예시적 알칼리 산화물은 산화리튬 (Li2O), 산화나트륨 (Na2O), 산화칼륨 (K2O), 산화세슘 (Cs2O), 또는 기타 등을 포함한다. 추가 실시태양에서, 접합재는 적어도 하나의 알칼리 산화물을 포함한다. 특히, 알칼리 산화물은 산화리튬 (Li2O), 산화나트륨 (Na2O), 산화칼륨 (K2O), 산화세슘 (Cs2O), 및 이들 조합으로 이루어진 화합물 군에서 선택된다.
또 다른 실시태양에 의하면, 접합재 총 중량에 대한 알칼리 산화물 총 함량은 25 wt% 이하, 22 wt% 이하, 또는 20 wt% 이하일 수 있다. 또 다른 예시에 있어서, 알칼리 산화물 총 함량은 적어도 3 wt%, 적어도 5 wt%, 적어도 7 wt%, 또는 적어도 9 wt%이다. 알칼리 산화물 총 함량은 상기 임의의 최소 내지 최대 백분율을 포함한 범위 내, 예를들면 3 wt% 내지 25 wt% 또는 7 wt% 내지 22 wt%에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
예시로, 접합재는 연마 물품 형성 및/또는 성능을 개선시키는 함량의 산화리튬 (Li2O)을 포함한다. 접합재 총 중량에 대한 산화리튬 함량은 적어도 1 wt%, 예컨대 적어도 1.5 wt% 또는 적어도 2 wt%이다. 또 다른 예시에서, 산화리튬 함량은 7 wt% 이하, 6.5 wt% 이하, 6 wt% 이하, 5.5 wt% 이하, 또는 5 wt% 이하이다. 산화리튬 함량은 상기 임의의 최소 내지 최대 백분율을 포함한 범위 내, 예를들면, 1 wt% 내지 7wt % 또는 1.5 wt% 내지 6 wt%에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또 다른 실시태양에서, 접합재는 미량의 Li2O를 포함하거나 또는 Li2O는 실질적으로 부재이다.
또 다른 실시태양에 있어서, 접합재는 연마 물품 형성 및/또는 성능을 개선시키는 함량의 산화나트륨 (Na2O)을 포함한다. 접합재 총 중량에 대한 산화나트륨 함량은 예를들면, 적어도 3 wt%, 적어도 4 wt%, 또는 적어도 5 wt%이다. 또 다른 실시예에 있어서, 산화나트륨 함량은 14 wt% 이하, 예컨대 13 wt% 이하, 12 wt% 이하, 11 wt% 이하, 또는 10 wt% 이하이다. 산화나트륨 함량은 상기 임의의 최소 내지 최대 백분율을 포함한 범위 내, 예를들면, 3 wt% 내지 14 wt % 또는 4 wt% 내지 11 wt%에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에서, 접합재는 연마 물품의 형성 및 또는 성능을 개선할 수 있는 함량의 산화칼륨 (K2O)을 포함한다. 예시로, 접합재 총 중량에 대한 산화칼륨 함량은 적어도 1 wt%, 적어도 1.5 wt%, 또는 적어도 2 wt%이다. 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에 있어서, 산화칼륨 함량은 7 wt% 이하, 예컨대 6.5 wt% 이하, 6 wt% 이하, 5.5 wt% 이하, 또는 5 wt% 이하이다. 산화칼륨 함량은 상기 임의의 최소 내지 최대 백분율을 포함한 범위 내, 예를들면, 1 wt% 내지 7wt % 또는 1.5 wt% 내지 6.5 wt%에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
소정의 실시태양들에서, 접합재는 연마 물품 형성 및/또는 성능을 개선시키는 함량의 인 산화물 (P2O5)을 포함한다. 예를들면, 접합재 총 중량에 대한 인 산화물 함량은 3.0 wt% 이하, 예컨대 2.0 wt% 이하 또는 1.0 wt% 이하이다. 특정 실시태양에서, 접합재는 실질적으로 인 산화물이 부재이다.
실시태양에 의하면, 접합재는 실질적으로 소정의 산화물이 부재인 조성물을 포함한다. 예를들면, 접합재는 TiO2, Fe2O3, MnO2, ZrSiO2, CoAl2O4, 및 MgO로 이루어진 군에서 선택되는 산화물이 실질적으로 부재인 조성물을 포함한다.
적어도 하나의 실시태양에 의하면, 연마 입자는 특정 평균 결정 크기를 가지는 나노결정질 알루미나를 포함한다. 예를들면, 나노결정질 알루미나 입자의 평균 결정 크기는 0.15 미크론 이하, 예컨대 0.14 미크론 이하, 0.13 미크론 이하, 또는 0.12 미크론 이하, 또는 0.11 미크론 이하이다. 또 다른 실시태양에서, 평균 결정 크기는 적어도 0.01 미크론, 예컨대 적어도 0.02 미크론, 적어도 0.05 미크론, 적어도 0.06 미크론, 적어도 0.07 미크론, 적어도 0.08 미크론, 또는 적어도 약 0.09 미크론일 수 있다. 평균 결정 크기는 상기 임의의 최소값 내지 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 평균 결정 크기는 0.01 미크론 내지 0.15 미크론, 0.05 미크론 내지 0.14 미크론, 또는 0.07 미크론 내지 0.14 미크론이다. 특정 실시태양에서, 결정 크기는 0.08 미크론 내지 0.14 미크론이다.
평균 결정 크기는 주사전자현미경 (SEM) 사진을 이용한 미보정 절편 (intercept) 방법으로 측정된다. 에폭시 수지의 베이클라이트 마운트 (bakelite mount)를 만든 후 Struers Tegramin 30 연마 유닛을 이용하여 다이아몬드 연마 슬러리로 연마하여 연마 결정립 샘플을 준비한다. 연마 후 에폭시를 고온 플레이트에서 가열하고, 연마 표면을 소결 온도 이하150℃에서 5분간 열적 식각한다. 개별 결정립들 (5-10 그릿들)을 SEM 마운트에 장착한 후 SEM 작업을 위하여 골드 코팅한다. 3종의 개별 연마 입자들에 대하여 대략 50,000X 배율로 SEM 사진들을 촬영하고, 다음 단계들로 미보정 (uncorrected) 결정 크기를 계산한다: 1) 결정 구조체 사진의 하나의 코너에서 반대측 코너로 대각선들을 그리되, 사진 아래 블랙 데이터 폭은 제외한다 (예를들면, 도 7A 및 7B 참고); 2) 대각선 길이를 0.1 센티미터까지 L1 및 L2로서 측정한다; 3) 각각의 대각선에 의해 교차되는 결정립계 개수를 계수하고 (즉, 결정립계 교차 I1 및 I2) 각각의 대각선에 대하여 개수를 기록한다, 4) 각각의 현미경 사진 또는 화면 아래에 있는 미크론 바 (micron bar) 길이 (센티미터) (즉, “바 길이”)를 측정하고, 바 길이 (미크론)를 바 길이 (센티미터)로 나누어 계산된 바 개수를 결정한다; 5) 현미경 사진의 대각선들 총 센티미터를 더하여 (L1 + L2) 대각선 길이의 합을 얻는다; 6) 양 대각선들에 대한 결정립계 교차점 개수를 더하여 (I1 + I2) 결정립계 교차점의 합을 얻는다; 7) 센티미터 단위의 대각선 길이의 합 (L1+L2)을 결정립계 교차점의 합 (I1+I2)으로 나누고 이 숫자를 계산된 바 개수와 곱한다. 3종의 상이한 무작위 선택 샘플들에 대하여 적어도 상이한 3차례로 이러한 과정은 완료되어 평균 결정 크기를 얻는다.
바 개수 계산의 예시로서, 사진에 제공되는 바 길이를 0.4 미크론이라고 가정한다. 룰러를 이용하여 측정된 바 길이는 센티미터 단위로 2 cm이다. 0.4 미크론의 바 길이를 2 cm로 나눈 0.2 um/cm는 계산된 바 개수이다. 평균 결정 크기는 센티미터 단위의 대각선 길이의 합 (L1+L2)을 결정립계 교차점의 합 (I1+I2)으로 나누고 이 숫자를 계산된 바 개수와 곱하면 계산된다.
실시태양에 의하면, 나노결정질 알루미나는 연마 입자 총 중량에 대하여 적어도 51 wt%의 알루미나를 포함한다. 예시로, 나노결정질 알루미나 내의 알루미나 함량은 적어도 약 60 wt%, 적어도 70 wt%, 적어도 80 wt%, 적어도 약 85 wt%, 또는 그 이상, 예컨대 적어도 90 wt%, 적어도 92 wt%, 적어도 93 wt%, 또는 적어도 94 wt%이다. 하나의 비-제한적 실시태양에서, 알루미나 함량은 99.9 wt% 이하, 예컨대 99 wt% 이하, 98.5 wt% 이하, 98 wt% 이하, 97.5 wt% 이하, 97 wt% 이하, 96.5 wt% 이하, 또는 96 wt% 이하이다. 알루미나 함량은 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 함량은 60 wt% 내지 99.9 wt%, 70 wt% 내지 99 wt%, 85 wt% 내지 98 wt%, 또는 90 wt% 내지 96.5 wt%일 수 있다. 특정 실시태양에서, 단결정질 알루미나는 실질적으로 알루미나, 예컨대 알파 알루미나로 이루어진다.
본원에 기재된 바와 같이, 나노결정질 알루미나는 많은 특정한 특징부들을 가질 수 있다. 이들 특징부는 연마 입자에 유사하게 적용된다. 예를들면, 연마 입자는 연마 입자 총 중량에 대하여 알루미나 중량%를 포함하고 이는 나노결정질 알루미나 총 중량에 대하여 알루미나 함량과 유사하다. 예시로, 연마 입자 총 중량에 대하여 연마 입자 중 알루미나 함량은 적어도 60 wt%, 예컨대 적어도 70 wt%, 적어도 80 wt%, 적어도 85 wt%, 적어도 90 wt%, 적어도 92 wt%, 적어도 93 wt%, 또는 적어도 94 wt%이다. 또 다른 예시에 있어서, 연마 입자 중 알루미나 함량은 99.9 wt% 이하, 예컨대 99 wt% 이하, 98.5 wt% 이하, 98 wt% 이하, 97.5 wt% 이하, 97 wt% 이하, 96.5 wt% 이하, 또는 96 wt% 이하이다. 연마 입자는 상기 최소 백분율 및 최대 백분율 범위의 알루미나 함량을 포함한다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 함량 범위는 60 wt% 내지 99.9 wt%, 70 wt% 내지 99 wt%, 85 wt% 내지 98 wt%, 또는 90 wt% 내지 96.5 wt%일 수 있다. 특정 실시태양에서, 연마 입자는 실질적으로 알루미나, 예컨대 알파 알루미나로 이루어진다.
실시태양에 의하면, 나노결정질 알루미나는 적어도 하나의 첨가제를 포함할 수 있다. 첨가제는 전이금속 원소, 희토류 원소, 알칼리 금속 원소, 알칼리토금속 원소, 규소, 또는 이들 조합을 포함할 수 있다. 추가 실시태양에서, 첨가제는 전이금속 원소, 희토류 원소, 알칼리 금속 원소, 알칼리토금속 원소, 규소, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 나노결정질 알루미나와 연관된 실시태양들에 기재된 첨가제는 연마 입자에 적용될 수 있다. 실시태양에서, 연마 입자는 본원에 기재된 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다.
또 다른 실시태양에서, 첨가제는 예를들면, 마그네슘, 지르코늄, 칼슘, 규소, 철, 이트륨, 란탄, 세륨, 또는 이들 조합을 포함하는 재료를 포함한다. 추가 실시태양에서, 첨가제는 마그네슘, 지르코늄, 칼슘, 규소, 철, 이트륨, 란탄, 및 세륨으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 2종의 재료를 포함한다. 나노결정질 알루미나는 실질적으로 알루미나 및 상기 하나 이상의 첨가제로 이루어진다는 것을 이해하여야 한다. 또한 연마 입자는 실질적으로 알루미나 및 상기 하나 이상의 첨가제로 이루어진다는 것을 이해하여야 한다.
실시태양에 따르면, 나노결정질 알루미나 입자 총 중량에 대하여 첨가제 총 함량은 12 wt% 이하, 예컨대 11 wt% 이하, 10 wt% 이하, 9.5 wt% 이하, 9 wt% 이하, 8.5 wt% 이하, 8 wt% 이하, 7.5 wt% 이하, 7 wt% 이하, 6.5 wt% 이하, 6 wt% 이하, 5.8 wt% 이하, 5.5 wt% 이하, 또는 5.3 wt% 이하, 또는 5 wt% 이하이다. 또 다른 실시태양에서, 첨가제 총 함량은 적어도 0.1 wt%, 예컨대 적어도 0.3 wt%, 적어도 0. 5wt%, 적어도 0.7 wt%, 적어도 1 wt%, 적어도 1.3 wt%, 적어도 1.5 wt%, 또는 적어도 1.7 wt%, 적어도 2 wt%, 적어도 2.3 wt%, 적어도 2.5 wt%, 적어도 2.7 wt%, 또는 적어도 3 wt%이다. 나노결정질 알루미나 내의 첨가제 총 함량은 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 총 함량 범위는 0.1 wt% 내지 12 wt%, 예컨대 0.7 wt% 내지 9.5 wt%, 또는 1.3 wt% 내지 5.3 wt%이다. 또한 연마 입자 총 중량에 대하여 첨가제 총 함량은 본원 실시태양들과 유사한 백분율 또는 유사한 범위를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
실시태양에서, 첨가제는 연마 물품 형성 및/또는 성능을 개선할 수 있는 함량의 산화마그네슘 (MgO)을 포함할 수 있다. 나노결정질 알루미나 총 중량에 대하여 산화마그네슘 함량은 예를들면, 적어도 0.1 wt%, 예컨대 적어도 0.3 wt%, 적어도 0.5 wt%, 적어도 0.7 wt%, 또는 적어도 0.8 wt%이다. 또 다른 예시에 있어서, 산화마그네슘 함량은 5 wt% 이하, 예컨대 4.5 wt% 이하, 4 wt% 이하, 3.5 wt% 이하, 3 wt% 이하, 또는 2.8 wt%일 수 있다. 산화마그네슘 함량은 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 함량 범위는 0.1 wt% 내지 5 wt%, 0.3 wt% 내지 4.5 wt%, 또는 0.7 wt% 내지 2.8 wt%이다. 특정 실시태양에서, 나노결정질 알루미나는 실질적으로 본원에 기재된 임의의 최소값 및 최대값 사이 범위 내의 알루미나 및 산화마그네슘으로 이루어진다. 또한 연마 물품 총 중량에 대하여 산화마그네슘 함량은 본원에 기재된 임의의 백분율 또는 임의의 범위를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또 다른 특정 실시태양에서, 연마 입자는 실질적으로 본원에 기재된 임의의 최소값 및 최대값 사이 범위 내의 나노결정질 알루미나 및 산화마그네슘으로 이루어진다.
또 다른 실시예에 있어서, 첨가제는 연마 물품의 형성 및/또는 성능을 개선할 수 있는 산화지르코늄 (ZrO2)을 포함한다. 나노결정질 알루미나 총 중량에 대하여 산화지르코늄 함량은 예를들면, 적어도 0.1 wt%, 예컨대 적어도 0.3 wt%, 적어도 0.5 wt%, 적어도 0.7 wt%, 적어도 0.8 wt%, 적어도 1 wt%, 적어도 1.3 wt%, 적어도 1.5 wt%, 적어도 1.7 wt%, 또는 적어도 2 wt%이다. 또 다른 실시예에서, 산화지르코늄 함량은 8 wt% 이하, 7 wt% 이하, 6 wt% 이하, 5.8 wt% 이하, 5.5 wt% 이하, 또는 5.2 wt% 이하일 수 있다. 산화지르코늄 함량은 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 함량 범위는 0.1 wt% 내지 8 wt%, 0.3 wt% 내지 7 wt%, 또는 0.5 wt% 내지 5.8 wt%이다. 특정 실시태양에서, 나노결정질 알루미나는 실질적으로 본원 실시태양들 범위 내의 알루미나 및 산화지르코늄으로 이루어진다. 또한 연마 입자 총 중량에 대하여 산화지르코늄 함량은 본원에 기술된 임의의 백분율 또는 임의의 범위를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또 다른 특정 실시태양에서, 연마 입자는 실질적으로 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율 범위 내의 나노결정질 알루미나 및 ZrO2으로 이루어진다.
실시태양에 따르면, 첨가제는 연마 물품 형성 및/또는 성능을 개선시키는 특정 첨가제 비율의 산화마그네슘 (MgO) 및 산화지르코늄 (ZrO2)을 포함한다. 첨가제 비율 (MgO/ZrO2)은 산화지르코늄에 대한 산화마그네슘의 중량% 비율일 수 있고, MgO는 나노결정질 알루미나 중 MgO의 중량%이고 ZrO2 는 나노결정질 알루미나 중 ZrO2 의 중량%이다. 예를들면, 비율은 1.5 이하, 예컨대 1.4 이하, 1.3 이하, 1.2 이하, 1.1 이하, 1 이하, 0.95 이하, 0.9 이하, 0.85 이하, 0.8 이하, 0.75 이하, 0.7 이하, 0.65 이하, 0.6 이하, 또는 0.55 이하이다. 또 다른 예시에서, 첨가제 비율 (MgO/ZrO2)은 적어도 약 0.01, 적어도 0.05, 적어도 0.1, 적어도 0.2, 적어도 0.3, 적어도 0.4, 또는 적어도 0.5이다. 첨가제 비율 (MgO/ZrO2)은 상기 임의의 최소 비율 내지 최대 비율을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 첨가제 비율 (MgO/ZrO2) 범위는 0.01 내지 1.5, 0.1 내지 1.1, 또는 0.3 내지 0.95이다. 특정 실시태양에서, 나노결정질 알루미나는 실질적으로 본원에 기재된 임의의 최소 비율 내지 최대 비율을 포함한 범위 내의 첨가제 비율의 알루미나, 및 산화마그네슘 및 산화지르코늄으로 이루어진다. 또한 연마 입자는 본원에 개시된 중량% 비율의 산화마그네슘 (MgO) 및 산화지르코늄 (ZrO2)을 포함한다는 것을 이해하여야 한다. 특정 실시태양에서, 연마 입자는 실질적으로 본원에 기재된 임의의 최소 비율 내지 최대 비율을 포함한 범위 내의 첨가제 비율을 가지는 나노결정질 알루미나, 및 산화마그네슘 및 산화지르코늄으로 이루어진다.
하나의 실시태양에 의하면, 첨가제는 산화칼슘 (CaO)을 포함한다. 나노결정질 알루미나는 나노결정질 알루미나 총 중량에 대하여 연마 물품 형성 및/또는 성능을 개선시키는 소정의 산화칼슘 함량을 포함한다. 예를들면, 산화칼슘 함량은 적어도 0.01 wt%, 예컨대 적어도 0.05 wt%, 적어도 약 0.07 wt%, 적어도 0.1 wt%, 적어도 0.15 wt%, 적어도 0.2 wt%, 또는 적어도 0.25 wt%이다. 또 다른 예시에서, 함량은 5 wt% 이하, 예컨대 4 wt% 이하, 3 wt% 이하, 2 wt% 이하, 1 wt% 이하, 0.7 wt% 이하, 또는 0.5 wt% 이하이다. 산화칼슘 함량은 상기 임의의 최소 비율 내지 최대 비율을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 함량 범위는 0.01 wt% 내지 5 wt%, 0.07 wt% 내지 3 wt%, 또는 0.15 wt% 내지 0.7 wt%이다. 특정 실시태양에서, 나노결정질 알루미나는 실질적으로 본원에 기재된 임의의 최소 백분율 내지 최대 백분율을 포함한 함량 범위 내의 알루미나, 및 산화칼슘으로 이루어진다. 또한 연마 입자 총 중량에 대하여 산화칼슘 함량은 본원에 기술된 임의의 백분율 또는 임의의 범위를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또 다른 특정 실시태양에서, 연마 입자는 실질적으로 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율 범위 내의 나노결정질 알루미나 및 ZrO2으로 이루어진다.
또 다른 실시태양에 의하면, 첨가제는 산화마그네슘 (MgO) 및 산화칼슘 (CaO)을 포함한다. 나노결정질 알루미나는 첨가제 비율 (CaO/MgO)을 가지고, MgO는 나노결정질 알루미나에서 MgO 중량%이고 CaO는 나노결정질 알루미나에서 CaO 중량%이다. 첨가제 비율로 형성 및/또는 성능이 개선된다. 예시로서, 첨가제 비율은, 1 이하, 예컨대 0.95 이하, 0.9 이하, 0.85 이하, 0.8 이하, 0.75 이하, 0.7 이하, 0.65 이하, 0.6 이하, 0.55 이하, 0.5 이하, 0.45 이하, 또는 0.4 이하이다. 또 다른 실시예에 있어서, 비율은 적어도 0.01, 예컨대 적어도 0.05, 적어도 0.1, 적어도 0.15, 적어도 0.2, 또는 적어도 0.25이다. 첨가제 비율 (CaO/MgO)은 상기 임의의 최소 비율 및 최대 비율을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 첨가제 비율 범위는 0.01 내지 1, 0.05 내지 0.9, 또는 0.1 내지 0.75이다. 특정 실시태양에서, 나노결정질 알루미나는 실질적으로 본원에 기재된 임의의 최소 비율 및 최대 비율을 포함한 범위 내의 첨가제 비율을 가지는 알루미나, 및 산화마그네슘 및 산화칼슘으로 이루어진다. 또한 산화칼슘 대 산화마그네슘의 첨가제 비율은 본원에 기재된 임의의 비율 또는 임의의 범위를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또 다른 특정 실시태양에서, 연마 입자는 실질적으로 상기 임의의 최소 비율 및 최대 비율 범위 내의 첨가제 비율을 가지는 나노결정질 알루미나, 및 산화칼슘 및 산화마그네슘으로 이루어진다.
하나의 실시태양에 의하면, 나노결정질 알루미나는 희토류 산화물을 포함한다. 희토류 산화물 예시로는 산화이트륨, 산화세륨, 산화프라세오디뮴, 산화사마륨, 산화이테르븀, 산화네오디뮴, 산화란탄, 산화가돌리늄, 산화디스프로슘, 산화에르븀, 이들 전구체, 또는 기타 등일 수 있다. 특정 실시태양에서, 희토류 산화물은 산화이트륨, 산화세륨, 산화프라세오디뮴, 산화사마륨, 산화이테르븀, 산화네오디뮴, 산화란탄, 산화가돌리늄, 산화디스프로슘, 산화에르븀, 이들 전구체, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 또 다른 실시태양에서, 나노결정질 알루미나는 실질적으로 희토류 산화물 및 철이 부재이다. 추가 실시태양에서 연마재 입자는 마그네토플럼바이트 (magnetoplumbite) 구조 형태로 희토류, 2가 양이온 및 알루미나를 함유하는 상을 포함한다. 마그네토플럼바이트 구조 예시는 MgLaAl11O19이다.
실시태양에 따르면, 나노결정질 알루미나는 희토류 알루미나 결정을 포함한다. 또 다른 실시태양에서, 나노결정질 알루미나는 희토류 알루미네이트 상을 포함하다. 또한, 또 다른 실시태양에 의하면, 나노결정질 알루미나는 스피넬 재료를 포함한다. 연마 입자는 희토류 알루미나 결정, 희토류 알루미네이트 상, 또는 스피넬 재료를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
하나의 실시태양에 의하면, 나노결정질 알루미나는 연마 물품 형성 및/또는 성능 개선에 적합한 나노결정질 입자 (예를들면, 결정립 또는 도메인)를 포함한다. 소정의 실시태양들에서, 각각의 나노결정질 입자는 각각의 나노결정질 입자 총 부피에 대하여 적어도 50 vol%의 결정질 물질, 예컨대 단결정 물질 또는 다결정 물질을 포함한다. 예를들면, 각각의 입자는 적어도 75 vol% 결정질 물질, 적어도 85 vol% 결정질 물질, 적어도 90 vol% 결정질 물질, 또는 적어도 95 vol% 결정질 물질을 포함한다. 특정 실시태양에서, 나노결정질 입자는 실질적으로 결정질 물질로 이루어진다. 나노결정질 알루미나의 상기 특징부들은 연마 입자에 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 각각의 연마 입자는 각각의 연마 입자 총 부피에 대하여 적어도 50 vol%의 결정질 물질, 예컨대 단결정 물질 또는 다결정 물질을 포함한다. 또한, 연마 입자는 실질적으로 알파 알루미나를 포함하는 결정질 물질 및 본원 실시태양들에 기술된 하나 이상의 첨가제로 이루어진다는 것을 이해하여야 한다. 더욱 상세하게는, 적어도 하나의 실시태양에서, 연마 입자는 실질적으로 알파 알루미나로 이루어진 결정질 물질 및 본원 실시태양들에서 기술된 바와 같은 하나 이상의 첨가제로 이루어진다.
실시태양에서, 나노결정질 알루미나는 비커스 (Vickers) 경도 및 밀도를 포함하는 소정의 물성을 가진다. 예를들면, 나노결정질 알루미나의 비커스 경도는 적어도 18 GPa, 적어도 18.5 GPa, 적어도 19 GPa, 또는 적어도 19.5 GPa이다. 또 다른 예시에서, 나노결정질 알루미나의 비커스 경도는 26.5 GPa 이하, 예컨대 26 GPa 이하, 25.5 GPa 이하, 25 GPa 이하, 또는 24.5 Gpa 이하이다. 나노결정질 알루미나의 비커스 경도는 상기 임의의 최소값 내지 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 비커스 경도는 18 GPa 내지 24.5 또는 19 GPa 내지 24 GPa 일 수 있다. 또 다른 실시태양에서, 나노결정질 알루미나의 물성은 연마 입자에 유사하게 적용된다. 예를들면 연마 입자는 상기 비커스 경도를 가질 수 있다.
비커스 경도는 연마 결정립의 연마 표면에 대한 (본 분야에서 잘 알려진) 다이아몬드 압입 방법으로 측정된다는 것을 이해하여야 한다. 에폭시 수지의 베이클라이트 마운트를 만든 후 Struers Tegramin 30 연마 유닛을 이용하여 다이아몬드 연마 슬러리로 연마하여 연마 결정립 샘플을 준비한다. 500gm 로드 (load) 및 50X 대물 렌즈가 구비된 Instron-Tukon 2100 마이크로경도 시험기를 이용하여, 5종의 다른 연마 입자들에서5개의 다이아몬드 압입부를 측정한다. 비커스 단위로 측정되고 비커스 단위를 100으로 나누어 GPa로 전환한다. 적합한 샘플 크기에 대하여 통계적 관련 계산을 위한 경도 평균 및 범위가 제시된다.
실시태양에서, 나노결정질 알루미나는 동일한 그릿 크기를 가지는 미세결정질 알루미나의 파쇄도 (breakdown)에 대한 나노결정질 알루미나의 파쇄도인 상대 마손도 (relative friability)를 가질 수 있고, 양자 모두 파쇄도는 더욱 상세히 하기되는 바와 같이 동일한 방식으로 측정된다. 나노결정질 알루미나의 상대 마손도는 백분율 형태로 표기될 수 있고, 상응하는 미세결정질 알루미나의 것이 표준으로 고려되고 100%로 설정된다. 실시태양에서, 나노결정질 알루미나의 상대 마손도는 100% 이상이다. 예시로, 나노결정질 알루미나의 상대 마손도는 적어도 102%, 예컨대 적어도 105%, 적어도 108%, 적어도 110%, 적어도 112%, 적어도 115%, 적어도 120%, 적어도 125%, 또는 적어도 130%이다. 또 다른 예시에서, 나노결정질 알루미나의 상대 마손도는 160% 이하이다.
일반적으로 상대 마손도는 입자 샘플을 평균 직경 3/4 인치의 탄화텅스텐 볼을 이용하여 주어진 시간 동안 밀링하고, 볼 밀링으로 얻은 재료를 체질하고, 본 실시태양들에서 동일한 그릿 크기를 가지는 미세결정질 알루미나 샘플인 표준 샘플에 대한 샘플의 파쇄 백분율을 측정하여 결정한다.
볼 밀링 전에, 대략 300 그램 내지 350 그램의 표준 샘플 결정립 (예를들면, Saint-Gobain Corporation에서 Cerpass® HTB로서 입수되는 미세결정질 알루미나)을 WS Tyler Inc. 에서 제작된 Ro-Tap® 체 진탕기 (모델 RX-29)에 놓인 일조의 스크린을 이용하여 체질한다. 스크린의 그릿 크기는 ANSI 테이블 3에 따라 선택하고, 목표 입자 크기 위 및 아래에 대한 확정 개수 (determinate number) 및 체 유형을 활용한다. 예를들면, 그릿 80의 목표 입자 크기에 있어서, 방법은 다음과 같은 US 표준 체 크기들, 1) 60, 2) 70; 3) 80; 4) 100; 및 5) 120을 활용한다. 스크린들을 누적하되, 스크린의 그릿 크기가 위에서 아래로 증가하고, 팬 (pan)이 바닥 스크린 아래에 놓여 모든 스크린들을 통과하는 결정립을 수집한다. Ro-Tap® 체 진탕기를 탭 카운트를 150±10 및 10 분 동안 분 당 287±10 진동 횟수로 작동하고, 목표 그릿 크기를 가지는 스크린 (이후 목표 스크린으로 칭함) 상의 입자 만을 목표 입자 크기 샘플로서 수집한다. 동일한 방법을 반복하여 다른 재료 시험 샘플에 대한 목표 입자 크기 샘플을 모은다.
체질 후, 각각의 목표 입자 크기 샘플 일부를 밀링한다.
청결하고 비워진 분쇄 용기를 롤 분쇄기에 놓는다. 롤러 속도를 305 rpm으로 설정하고, 분쇄 용기 속도를 95 rpm으로 설정한다. 평균 직경 3/4 인치의 약 3500 그램 평탄 구체의 탄화텅스텐 볼을 용기에 배치한다. 표준 재료 샘플의 목표 입자 크기 샘플100 그램을 볼과 함께 분쇄 용기에 넣는다. 용기를 닫고 볼 분쇄기에 놓고 1 분 내지 10 분 동안 작동시킨다. 볼 밀링을 중지하고, 볼 및 결정립을 Ro-Tap® 체 진탕기 및 목표 입자 크기 샘플 제조에 사용된 것과 동일한 스크린을 이용하여 체질한다. 상기와 동일 조건에서 회전식 태퍼 (tapper)를 5 분 동안 작동시켜 목표 입자 크기 샘플을 획득하고, 목표 스크린을 통과한 모든 입자들을 모아 계량한다. 표준 샘플의 파쇄 백분율은 목표 스크린을 통과한 결정립 중량을 목표 입자 크기 샘플 원래 중량 (즉, 100 그램)으로 나눈 것이다. 파쇄 백분율이 48% 내지 52%이면, 목표 입자 크기 샘플의 두 번째 100 그램을 첫 번째 샘플에서 사용된 것과 완전히 동일한 조건으로 시험하여 재현성을 결정한다. 제2 샘플의 파쇄 백분율이 48%-52%이면, 값들을 기록한다. 제2 샘플의 파쇄 백분율이 48% 내지 52%가 아니면, 파쇄 백분율 범위가 48%-52%가 될 때까지 밀링 시간을 조정하거나, 또는 또 다른 샘플을 얻어 밀링 시간을 조정한다. 2종의 연속 샘플들의 파쇄 백분율 범위가 48%-52%일 때까지 시험은 반복되고, 이들 결과를 기록한다.
파쇄도 48% 내지 52%를 가지는 표준 샘플을 측정한 것과 동일한 방식으로 대표적인 샘플 재료 (예를들면, 나노결정질 알루미나 입자)의 파쇄 백분율을 측정한다. 나노결정질 알루미나 샘플의 상대 마손도는 표준 미세결정질 샘플의 파쇄도에 대한 나노결정질 샘플의 파쇄도이다.
또 다른 예시에서, 나노결정질 알루미나의 밀도는 적어도 3.85 g/cc, 예컨대 적어도 3.9 g/cc 또는 적어도 3.94 g/cc이다. 또 다른 실시태양에서, 나노결정질 알루미나의 밀도는 4.12 g/cc 이하, 예컨대 4.08 g/cc 이하, 4.02 g/cc 이하, 또는 4.01 g/cc 이하이다. 나노결정질 알루미나의 밀도는 본원에 기재된 임의의 최소값 내지 최대값을 포함한 범위 내에 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 밀도는 3.85 g/cc 내지 4.12 g/cc 또는 3.94 g/cc 내지 4.01 g/cc일 수 있다. 또한 연마 입자의 밀도는 본원에 기재된 임의의 값들 또는 임의의 범위를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
실시태양에 의하면, 연마 입자는 적어도 일 유형의 연마 입자를 포함한다. 예를들면, 연마 입자는 제1 유형의 연마 입자 및 제2 유형의 연마 입자를 포함하는 블렌드를 포함한다. 제1 유형의 연마 입자는 임의의 본원 실시태양들에 의한 나노결정질 알루미나로 구성되는 연마 입자를 포함한다. 제2 유형의 연마 입자는 산화물, 탄화물, 질화물, 붕화물, 산탄화물, 산질화물, 초연마재, 탄소계 재료, 응집체, 집합체, 형상화 연마 입자, 희석 입자, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 특정 실시태양에서, 연마 입자는 실질적으로 나노결정질 알루미나로 이루어진다.
실시태양에서, 본원 실시태양들의 연마 물품의 몸체는 고정 연마 물품을 포함한다. 또 다른 실시태양에서, 몸체는 접합 연마 물품을 포함한다. 접합 연마 물품은 3-차원 접합재 기질에 함유되는 연마 결정립을 포함한다. 접합 연마체는 당업자에게 알려진 임의의 적합한 형상으로 형성되고, 제한되지는 않지만, 연마 휠, 원추, 혼 (hone), 컵, 플랜지형-휠, 테이퍼 컵, 단편 (segment), 장착-지점 툴, 디스크, 얇은 휠, 대형 직경 컷-오프 휠, 및 기타 등을 포함한다.
실시태양에 의하면, 연마 물품의 몸체는 연마 물품 형성 및/또는 성능을 개선시키는 소정의 함량의 연마 입자를 포함한다. 예시로, 연마 입자의 함량은 몸체 총 부피에 대하여 적어도 2 vol%, 적어도 4 vol%, 적어도 6 vol%, 적어도 8 vol%, 적어도 10 vol%, 적어도 12 vol%, 적어도 14 vol%, 적어도 16 vol%, 적어도 18 vol%, 적어도 20 vol%, 적어도 25 vol%, 적어도 30 vol%, 또는 적어도 35 vol%이다. 또 다른 예시에서, 접합 연마체 내의 연마 입자 함량은 65 vol% 이하, 예컨대 64 vol% 이하, 62 vol% 이하, 60 vol% 이하, 58 vol% 이하, 56 vol% 이하, 약 54 vol% 이하, 52 vol% 이하, 50 vol% 이하, 48 vol% 이하, 46 vol% 이하, 44 vol% 이하, 42 vol% 이하, 40 vol% 이하, 38 vol% 이하, 36 vol% 이하, 34 vol% 이하, 32 vol% 이하, 30 vol% 이하, 또는 이상 28 vol% 이하, 26 vol% 이하, 24 vol% 이하, 22 vol% 이하, 또는 20 vol% 이하이다. 연마 입자 함량은 상기 임의의 최소 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 몸체에서 연마 입자 함량은 2 vol% 내지 64 vol%, 12 vol% 내지 62 vol%, 또는 20 vol% 내지 58 vol%이다.
실시태양에서, 연마 물품 형성 및/또는 성능을 개선하도록 몸체 총 부피에 대하여 나노결정질 알루미나 함량이 조절된다. 예를들면, 나노결정질 알루미나 함량은 적어도 1 vol%, 예컨대 적어도 2 vol%, 적어도 4 vol%, 적어도 6 vol%, 적어도 8 vol%, 적어도 10 vol%, 적어도 12 vol%, 적어도 14 vol%, 적어도 16 vol%, 적어도 18 vol%, 적어도 20 vol%, 적어도 25 vol%, 적어도 30 vol%, 또는 적어도 35 vol%이다. 또 다른 실시태양에서, 나노결정질 알루미나 함량은 65 vol% 이하, 예컨대 64 vol% 이하, 62 vol% 이하, 60 vol% 이하, 58 vol% 이하, 56 vol% 이하, 약 54 vol% 이하, 52 vol% 이하, 50 vol% 이하, 48 vol% 이하, 46 vol% 이하, 44 vol% 이하, 42 vol% 이하, 40 vol% 이하, 38 vol% 이하, 36 vol% 이하, 34 vol% 이하, 32 vol% 이하, 30 vol% 이하, 또는 28 vol% 이하, 26 vol% 이하, 24 vol% 이하, 22 vol% 이하, 또는 20 vol% 이하이다. 연마 입자 함량은 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 몸체 중 나노결정질 알루미나 함량은 2 vol% 내지 64 vol%, 12 vol% 내지 62 vol%, 또는 20 vol% 내지 58 vol%이다.
실시태양에 의하면, 몸체는 본원 실시태양들에서 소정의 접합재 함량을 포함한다. 예를들면, 몸체 총 부피에 대하여 접합재 함량은 적어도 1 vol%, 예컨대 적어도 2 vol%, 적어도 5 vol%, 적어도 10 vol%, 적어도 20 vol%, 적어도 30 vol%, 적어도 35 vol%, 적어도 40 vol%, 또는 적어도 45 vol%이다. 또 다른 예시에 있어서, 접합재 함량은 98 vol% 이하, 예컨대 95 vol% 이하, 90 vol% 이하, 85 vol% 이하, 80 vol% 이하, 75 vol% 이하, 70 vol% 이하, 65 vol% 이하, 또는 60 vol% 이하, 55 vol% 이하, 50 vol% 이하, 또는 45 vol% 이하, 40 vol% 이하, 또는 35 vol% 이하, 30 vol% 이하, 또는 25 vol% 이하이다. 접합재 함량은 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 몸체에서 접합재 함량은 1 vol% 내지 98 vol%, 5 vol% 내지 85 vol%, 또는 20 vol% 내지 70 vol%일 수 있다.
연마 물품의 몸체는 소정의 공극률 (porosity)을 가지도록 형성된다. 실시태양에서, 공극률은 몸체 총 부피에 대하여 적어도 1 vol%이다. 예를들면, 공극률은 적어도 2 vol%, 적어도 4 vol%, 적어도 6 vol%, 적어도 8 vol%, 적어도 10 vol%, 적어도 12 vol%, 적어도 14 vol%, 적어도 16 vol%, 적어도 18 vol%, 적어도 20 vol%, 적어도 25 vol%, 적어도 30 vol%, 적어도 40 vol%, 적어도 45 vol%, 적어도 50 vol%, 또는 적어도 55 vol%이다. 또 다른 실시태양에서, 몸체의 공극률은 80 vol% 이하이다. 예시로, 공극률은 75 vol% 이하, 70 vol% 이하, 60 vol% 이하, 55 vol% 이하, 50 vol% 이하, 45 vol% 이하, 40 vol% 이하, 35 vol% 이하, 30 vol% 이하, 25 vol% 이하, 20 vol% 이하, 15 vol% 이하, 10 vol% 이하, 5 vol% 이하, 또는 2 vol% 이하이다. 몸체의 공극률은 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 몸체에서 접합재 함량은 1 vol% 내지 80 vol%, 8 vol% 내지 55 vol%, 또는 14 vol% 내지 30 vol%일 수 있다.
몸체의 기공은 다양한 형태일 수 있다. 예시로, 기공은 폐쇄, 개방일 수 있고, 또는 폐쇄 기공 및 개방 기공을 포함한다. 실시태양에서, 기공은 폐쇄 기공, 개방 기공, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 유형의 기공을 포함할 수 있다. 또 다른 실시태양에서, 대부분의 기공은 개방 기공을 포함하다. 특정 실시태양에서, 모든 기공은 실질적으로 개방 기공이다. 또한, 또 다른 실시태양에서, 대부분의 기공은 폐쇄 기공을 포함한다. 예를들면, 모든 기공은 실질적으로 폐쇄 기공일 수 있다.
몸체는 소정의 평균 공극 크기를 가지는 공극을 포함한다. 실시태양에서, 평균 공극 크기는 500 미크론 이하, 예컨대 450 미크론 이하, 400 미크론 이하, 350 미크론 이하, 300 미크론 이하, 250 미크론 이하, 200 미크론 이하, 150 미크론 이하, 또는 100 미크론 이하일 수 있다. 또 다른 실시태양에서, 평균 공극 크기는 적어도 0.01 미크론, 적어도 0.1 미크론, 또는 적어도 1 미크론일 수 있다. 몸체의 평균 공극 크기는 상기 임의의 최소값 내지 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 몸체의 평균 공극 크기는 0.01 미크론 내지 500 미크론, 0.1 미크론 내지 350 미크론, 또는 1 미크론 내지 250 미크론일 수 있다.
실시태양에 의하면, 본원 실시태양들의 연마 입자는 미응집 입자를 포함하고, 예를들면, 나노결정질 알루미나를 포함하는 연마 입자는 미응집 입자일 수 있다. 또 다른 실시태양에 의하면, 연마 입자는 응집 입자를 포함할 수 있고, 예시로, 나노결정질 알루미나를 포함하는 연마 입자는 응집 입자일 수 있다.
실시태양에서, 나노결정질 알루미나를 포함하는 연마 입자는 형상화 연마 입자이다. 입자는 2차원 형상, 3-차원 형상, 또는 이들 조합을 포함할 수 있다. 예시적 2차원 형상들은 정다각형, 불규칙 다각형, 불규칙 형상들, 삼각형, 일부-오목 삼각형, 사각형, 직사각형, 사다리꼴, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 타원형, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 및 이들 조합을 포함한다. 실시태양에 의하면, 연마 입자는 임의의 상기 2차원 형상들로 이루어진다. 예시적 3-차원 형상들은 다면체, 각뿔, 타원체, 구체, 각기둥, 통형, 원추형, 사면체, 정육면체, 직육면체, 능면체, 절두 각뿔, 절두 타원체, 절두 구체, 절두 원추형, 오면체, 육면체, 칠면체, 팔면체, 구면체, 십면체, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 간지 (Kanji) 문자, 복잡 다각 형상들, 불규칙 형상화 윤곽, 화산 형상, 단상태 (monostatic) 형상, 및 이들 조합을 포함한다. 단상태 형상은 단일 안정 위치를 가지는 형상일 수 있다. 또 다른 실시태양에 따르면, 연마 입자은 임의의 상기 3 차원 형상들로 이루어진다. 특정 실시태양에서, 형상화 연마 입자는 삼각 2차원 형상을 포함한다. 또 다른 특정 실시태양에서, 형상화 연마 입자는 일부-오목 삼각 2차원 형상을 포함한다. 형상화 연마 입자 및 형성 방법은 Doruk O. Yener, 등의 US2013/0236725 A1 및 Doruk O. Yener 등의 US 2012/0167481에서 기술되고, 이 모두는 본원에 전체가 참고문헌으로 통합된다.
도 2는 예시적 형상화 연마 입자 (200)의 사시도이다. 형상화 연마 입자는 3-차원 형상을 가지는 몸체 (201)를 포함한다. 몸체 (201)는 제1 끝면 (202) 및 제2 끝면 (204)을 가지는 대략의 각기둥일 수 있다. 또한, 형상화 연마 입자 (200)는 제1 끝면 (202) 및 제2 끝면 (204) 사이를 연장하는 제1 측면 (210)을 포함한다. 제2 측면 (212)은 제1 끝면 (202) 및 제2 끝면 (204) 사이를 연장하고 제1 측면 (210)에 인접한다. 도시된 바와 같이, 형상화 연마 입자 (200)는 또한 제1 끝면 (202) 및 제2 끝면 (204) 사이를 연장하고 제2 측면 (212) 및 제1 측면 (210)에 인접하는 제3 측면 (214)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 형상화 연마 입자 몸체 (201)의 각각의 끝면 (202, 204)은 대체로 삼각 형상일 수 있다. 각각의 측면 (210, 212, 214)은 일반적으로 직사각 형상일 수 있다. 또한, 끝면 (202, 204)에 평행한 평면에서 형상화 연마 입자 몸체 (201)의 단면은 대략 삼각형이다.
도 3은 연마 입자 (300)의 또 다른 사시도이다. 도시된 바와 같이, 연마 입자 (300)는 몸체 (301)를 포함한3-차원 형상을 가지고 상면 (305) 및 상면 (305) 반대측의 하면 (306)을 가진다. 또한 도시된 바와 같이, 몸체 (301)는 상면 (305) 및 하면 (306) 사이 연장되는 측면들 (302, 303, 307, 308)을 가지도록 형성된다.
도시된 바와 같이, 몸체 (301)는 몸체 길이 (Lb), 몸체 폭 (Wb), 및 몸체 두께 (Tb)를 가지고, 이때 Lb>Wb, Lb>Tb, 및 Wb>Tb이다. 특정 실시태양에서, 몸체는 적어도 1:1의 일차 종횡비 (Lb:Wb)를 포함하도록 형성된다. 예를들면, 종횡비 (Lb:Wb)는 적어도 2:1, 적어도 3:1, 적어도 5:1, 또는 적어도 10:1이다. 또 다른 예시에서, 종횡비 (Lb:Wb)는 1000:1 이하 또는 500:1 이하이다. 종횡비 (Lb:Wb)는 상기 임의의 최소값 내지 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 하고, 예컨대 1:1 내지 1000:1이다. 또 다른 실시태양에 의하면, 몸체는 적어도 1:1, 적어도 2:1, 적어도 3:1, 적어도 5:1, 또는 적어도 10:1의2차 종횡비 (Lb:Tb)를 가진다. 2차 종횡비는 약 1000:1 이하이다. 2차 종횡비 (Lb:Tb)는 상기 임의의 최소값 내지 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 하고, 예컨대 1:1 내지 1000:1이다. 또한, 또 다른 실시태양에 의하면, 몸체는 적어도 1:1, 적어도 2:1, 적어도 3:1, 적어도 5:1, 또는 적어도 10:1의3차 종횡비 (Wb: Tb)를 가질 수 있다. 3차 종횡비는 약 1000:1 이하이다. 3차 종횡비 (Wb: Tb)는 상기 임의의 최소값 내지 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 하고, 예컨대 1:1 내지 1000:1이다.
추가 실시태양에서, 몸체 길이 (Lb), 몸체 폭 (Wb), 및 몸체 두께 (Tb) 중 적어도 하나는 적어도 0.1 미크론의 평균 치수를 가진다. 예를들면, 평균 치수는 적어도 1 미크론, 적어도 10 미크론, 적어도 50 미크론, 적어도 100 미크론, 또는 적어도 150 미크론, 적어도 200 미크론, 적어도 400 미크론, 적어도 600 미크론, 적어도 800 미크론, 또는 적어도 1 mm이다. 또 다른 예시에 있어서, 평균 치수는 20 mm 이하, 예컨대 18 mm 이하, 16 mm 이하, 14 mm 이하, 12 mm 이하, 10 mm 이하, 8 mm 이하, 6 mm 이하, 또는 4 mm 이하이다. 평균 치수는 상기 임의의 최소값 내지 최대값을 포함한 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 하고, 예컨대 1 미크론 내지 20 mm, 10 미크론 내지 18 mm, 50 미크론 내지 14 mm, 또는 200 미크론 내지 8 mm이다.
실시태양에 따르면, 몸체는 몸체 길이 및 몸체 폭으로 형성되는 평면에서의 단면 형상을 포함한다. 단면 형상은 삼각, 사각, 직사각, 사다리꼴, 오각, 육각, 칠각, 팔각, 타원체, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 및 이들 조합을 포함한다. 또 다른 실시태양에 따르면, 몸체는 몸체 길이 및 몸체 두께로 형성되는 평면에서의 단면 형상을 포함한다. 단면 형상은 삼각, 사각, 직사각, 사다리꼴, 오각, 육각, 칠각, 팔각, 타원체, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 및 이들 조합을 포함한다. 몸체는 임의의 상기 형상의 단면 형상을 가질 수 있다. 예를들면, 도 4는 폭 및 두께로 형성되는 평면에서 관찰될 때 일반적으로 사각형, 더욱 상세하게는, 2차원 직사각형을 가지는 연마 입자 (400)의 단면도를 포함한다. 달리, 도 5는 길이 및 폭으로 형성되는 평면에서 관찰될 때 일반적으로 2차원 팔각 형상을 가지는 연마 입자 (500)의 사시도를 포함한다.
많은 상이한 양태들 및 실시태양들이 가능하다. 이들 양태 및 실시태양 일부가 하기된다. 본 명세서를 독해한 후, 당업자는 이들 양태 및 실시태양은 단지 예시적인 것이고 본 발명의 범위를 제한하지 않는다는 것을 이해할 것이다. 또한, 당업자는 아날로그 회로를 포함하는 일부 실시태양들은 디지털 회로를 이용하여 유사하게 구현될 수 있고 역도 성립한다는 것을 이해할 수 있다. 실시태양들은 하기 나열된 사항들 중 임의의 하나 이상의 항목들에 따른다.
실시태양 1. 연마 물품으로서,
세라믹을 포함하는 무기 재료로 구성되는 접합재; 및
접합재 내에 함유되고, 나노결정질 알루미나를 포함하는 연마 입자; 를 포함하는 몸체를 포함하는, 연마 물품.
실시태양 2. 연마 물품 형성 방법으로서,
세라믹을 포함하는 무기 재료로 구성되는 접합재 및 접합재 내에 함유되고, 나노결정질 알루미나를 포함하는 연마 입자를 포함하는 혼합물 형성 단계; 및
혼합물을 적어도 약 900℃ 및 약 1200℃ 이하의 형성 온도로 가열하여 혼합물을 연마 물품으로 형성하는 단계를 포함하는, 연마 물품 형성 방법.
실시태양 3. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 비결정 상을 가지는 유리질 재료를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 4. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 다결정 상을 가지는 비-유리질 재료를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 5. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 다결정 및 유리질 재료의 혼합물을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 6. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 실질적으로 비결정 상을 가지는 유리질 재료를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 7. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 약 30 wt% 이하 또는 약 28 wt% 이하 또는 약 26 wt% 이하 또는 약 24 wt% 이하 또는 약 22 wt% 이하의 산화붕소 (B2O3)를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 8. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 약 5 wt% 또는 적어도 약 8 wt% 또는 적어도 약 10 wt% 또는 적어도 약 12 wt% 또는 적어도 약 15 wt%의 산화붕소 (B2O3)를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 9. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 약 80 wt% 이하 또는 약 75 wt% 이하 또는 약 70 wt% 이하 또는 약 65 wt% 이하 또는 약 60 wt% 이하 또는 약 55 wt% 이하 또는 약 52 wt% 이하 또는 약 50 wt% 이하의 산화규소 (SiO2)를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 10. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 약 25 wt% 또는 적어도 약 35 wt% 또는 적어도 약 38 wt% 또는 적어도 약 40 wt% 산화규소 (SiO2)를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 11. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 산화붕소 (B2O3) 및 산화규소 (SiO2)를 포함하고, 산화붕소 및 산화규소의 총 함량은 약 80 wt% 이하 또는 약 77 wt% 이하 또는 약 75 wt% 이하 또는 약 73 wt% 이하 또는 70 wt% 이하 또는 65 wt% 이하인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 12. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 산화붕소 (B2O3) 및 산화규소 (SiO2)를 포함하고, 산화붕소 및 산화규소의 총 함량은 적어도 약 40 wt% 또는 적어도 약 42 wt% 또는 적어도 약 46 wt% 또는 적어도 약 48 wt% 또는 적어도 50 wt%인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 13. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 약 5.5:1 이하 또는 약 5.2:1 이하 또는 약 5:1 이하 또는 4.8:1 이하의 산화규소 (SiO2) 중량%: 산화붕소 (B2O3) 중량%의 비율을 가지는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 14. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 적어도 약 1:1 또는 적어도 약 1.3:1 또는 적어도 약 1.5:1 또는 적어도 약 1.7:1 또는 적어도 2.0:1 또는 적어도 2.2:1의 산화규소 (SiO2) 중량%: 산화붕소 (B2O3) 중량%의 비율을 가지는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 15. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 약 5 wt% 또는 적어도 약 8 wt% 또는 적어도 약 10 wt% 또는 적어도 약 12 wt% 또는 적어도 약 14 wt% 산화알루미늄 (Al2O3) 를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 16. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 약 30 wt% 이하 또는 약 28 wt% 이하 또는 약 25 wt% 이하 또는 약 23 wt% 이하 또는 약 20 wt% 이하의 산화알루미늄 (Al2O3) 을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 17. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 산화알루미늄 (Al2O3) 및 산화규소 (SiO2) 를 포함하고, 산화알루미늄 및 산화규소의 총 함량은 적어도 약 50 wt% 또는 적어도 약 52 wt% 또는 적어도 약 56 wt% 또는 적어도 약 58 wt% 또는 적어도 약 60 wt%인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 18. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 산화알루미늄 (Al2O3) 및 산화규소 (SiO2)를 포함하고, 산화알루미늄 및 산화규소의 총 함량은 약 80 wt% 이하 또는 약 77 wt% 이하 또는 약 75 wt% 이하 또는 약 73 wt% 이하인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 19. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 약 2.5:1 이하 또는 약 2.2:1 이하 또는 약 2:1 이하의 산화규소 (SiO2) 중량%: 산화알루미늄 (Al2O3) 중량%의 비율을 가지는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 20. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 적어도 약 1:1 또는 적어도 약 1.3:1 또는 적어도 약 1.5:1 또는 적어도 약 1.7:1의 산화규소 (SiO2) 중량%: 산화알루미늄 (Al2O3) 중량%의 비율을 가지는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 21. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 적어도 하나의 알칼리토금속 산화물 (RO)을 포함하고, 알칼리토금속 산화물 (RO)의 총 함량은 접합재 총 중량에 대하여 약 3.0 wt% 이하 또는 약 2.5 wt% 이하 또는 약 2 wt% 이하인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 22. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 적어도 하나의 알칼리토금속 산화물 (RO)을 포함하고, 알칼리토금속 산화물 (RO)의 총 함량은 적어도 약 0.5 wt% 또는 적어도 0.8 wt%인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 23. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 산화칼슘 (CaO), 산화마그네슘 (MgO), 산화바륨 (BaO), 산화스트론튬 (SrO)의 군에서 선택되는 약 3종 이하의 상이한 알칼리토금속 산화물 (RO)을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 24. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 약 0.5 wt% 또는 적어도 약 0.8 wt% 또는 적어도 약 1 wt% 산화칼슘 (CaO)을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 25. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 약 3 wt% 이하 또는 약 2.8 wt% 이하 또는 약 2.5 wt% 이하 또는 약 2 wt% 이하 또는 약 1.7 wt% 이하의 산화칼슘 (CaO)을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 26. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 산화리튬 (Li2O), 산화나트륨 (Na2O), 산화칼륨 (K2O), 및 산화세슘 (Cs2O) 및 이들 조합의 화합물 군에서 선택되는 알칼리 산화물 화합물 (R2O)을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 27. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 적어도 하나의 알칼리 산화물 (R2O)를 포함하고, 알칼리 산화물 (RO) 총 함량은 약 25 wt% 이하 또는 약 22 wt% 이하 또는 약 20 wt% 이하인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 28. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 적어도 하나의 알칼리 산화물 (R2O)을 포함하고, 알칼리 산화물 (RO) 총 함량은 적어도 약 3 wt% 또는 적어도 약 5 wt% 또는 적어도 약 7 wt% 또는 적어도 약 9 wt%인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 29. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 약 1 wt% 또는 적어도 약 1.5 wt% 또는 적어도 약 2 wt%의 산화리튬 (Li2O)을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 30. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 약 7 wt% 이하 또는 약 6.5 wt% 이하 또는 약 6 wt% 이하 또는 약 5.5 wt% 이하 또는 약 5 wt% 이하의 산화리튬 (Li2O)을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 31. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 약 3 wt% 또는 적어도 약 4 wt% 또는 적어도 약 5 wt%의 산화나트륨 (Na2O)을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 32. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 약 14 wt% 이하 또는 약 13 wt% 이하 또는 약 12 wt% 이하 또는 약 11 wt% 이하 또는 약 10 wt% 이하의 산화나트륨 (Na2O)을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 33. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 약 1 wt% 또는 적어도 약 1.5 wt% 또는 적어도 약 2 wt%의 산화칼륨 (K2O)을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 34. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 접합재 총 중량에 대하여 적어도 약 7 wt% 또는 약 6.5 wt% 이하 또는 약 6 wt% 이하 또는 약 5.5 wt% 이하 또는 약 5 wt% 이하의 산화칼륨 (K2O)을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 35. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 약 3.0 wt% 이하의 인산화물 (P2O5)을 포함하거나 접합재는 실질적으로 인산화물 (P2O5)이 부재인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 36. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재는 실질적으로 TiO2, Fe2O3, MnO2, ZrSiO2, CoAl2O4, 및 MgO으로 이루어진 군에서 선택되는 산화물이 부재인 조성물을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 37. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재의 형성 온도는 약 1200℃ 이하 또는 약 1175℃ 이하 또는 약 1150℃ 이하 또는 약 1125℃ 이하 또는 약 1100℃ 이하인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 38. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 접합재의 형성 온도는 적어도 약 900℃ 또는 적어도 약 950℃ 또는 적어도 약 975℃인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 39. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 연마 입자는 평균 결정 크기가 약 0.15 미크론 이하 또는 약 0.14 미크론 이하 또는 약 0.13 미크론 이하 또는 0.12 이하 또는 0.11 이하 또는 0.1 이하인 나노결정질 알루미나를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 40. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 연마 입자는 평균 결정 크기가 적어도 약 0.01 미크론 또는 적어도 약 0.02 미크론 또는 적어도 약 0.05 미크론 또는 적어도 약 0.06 미크론 또는 적어도 약 0.07 미크론 또는 적어도 약 0.08 미크론 또는 적어도 약 0.09 미크론인 나노결정질 알루미나를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 41. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 나노결정질 알루미나는 입자 총 중량에 대하여 적어도 약 51 wt% 또는 적어도 약 60 wt% 또는 적어도 약 70 wt% 또는 적어도 약 80 wt% 또는 적어도 약 85 wt% 또는 적어도 약 90 wt% 또는 적어도 약 92 wt% 또는 적어도 약 93 wt% 또는 적어도 약 94 wt% 의 알루미나를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 42. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 나노결정질 알루미나는 입자 총 중량에 대하여 약 99.9 wt% 이하 또는 약 99 wt% 이하 또는 약 98.5 wt% 이하 또는 약 98 wt% 이하 또는 약 97.5 wt% 이하 또는 약 97 wt% 이하 또는 약 96.5 wt% 이하 또는 약 96 wt% 이하의 알루미나를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 43. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 나노결정질 알루미나는 전이금속 원소, 희토류 원소, 알칼리 금속 원소, 알칼리토금속 원소, 규소, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 44. 실시태양 43에 있어서, 첨가제는 마그네슘, 지르코늄, 칼슘, 규소, 철, 이트륨, 란탄, 세륨, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 물질을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 45. 실시태양 43에 있어서, 첨가제는 마그네슘, 지르코늄, 칼슘, 규소, 철, 이트륨, 란탄, 및 세륨으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 2종의 물질을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 46. 실시태양 43에 있어서, 나노결정질 알루미나는 나노결정질 알루미나 입자 총 중량에 대하여 약 12 wt% 이하 또는 약 11 wt% 이하 또는 약 10 wt% 이하 또는 약 9.5 wt% 이하 또는 약 9 wt% 이하 또는 약 8.5 wt% 이하 또는 약 8 wt% 이하 또는 약 7.5 wt% 이하 또는 약 7 wt% 이하 또는 약 6.5 wt% 이하 또는 약 6 wt% 이하 또는 약 5.8 wt% 이하 또는 약 5.5 wt% 이하 또는 약 5.3 wt% 이하 또는 약 5 wt% 이하의 첨가제 총 함량을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 47. 실시태양 43에 있어서, 나노결정질 알루미나는 나노결정질 알루미나 입자 총 중량에 대하여 첨가제 총 함량이 적어도 약 0.1 wt% 또는 적어도 약 0.3 wt% 또는 적어도 약 0. 5wt% 또는 적어도 약 0.7 wt% 또는 적어도 약 1 wt% 또는 적어도 약 1.3 wt% 또는 적어도 약 1.5 wt% 또는 적어도 약 1.7 wt% 또는 적어도 약 2 wt% 또는 적어도 약 2.3 wt% 또는 적어도 약 2.5 wt% 또는 적어도 약 2.7 wt% 또는 적어도 약 3 wt%인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 48. 실시태양 43에 있어서, 첨가제는 산화마그네슘 (MgO)을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 49. 실시태양 48에 있어서, 나노결정질 알루미나는 나노결정질 알루미나 총 중량에 대하여 적어도 약 0.1 wt% 또는 적어도 약 0.3 wt% 또는 적어도 약 0.5 wt% 또는 적어도 약 0.7 wt% 또는 적어도 약 0.8 wt% 의 MgO을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 50. 실시태양 48에 있어서, 나노결정질 알루미나는 나노결정질 알루미나 총 중량에 대하여 약 5 wt% 이하 또는 약 4.5 wt% 이하 또는 약 4 wt% 이하 또는 약 3.5 wt% 이하 또는 약 3 wt% 이하 또는 약 2.8 wt% 이하의 MgO을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 51. 실시태양 43에 있어서, 첨가제는 산화지르코늄 (ZrO2)을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 52. 실시태양 51에 있어서, 나노결정질 알루미나는 나노결정질 알루미나 총 중량에 대하여 적어도 약 0.1 wt% 또는 적어도 약 0.3 wt% 또는 적어도 약 0.5 wt% 또는 적어도 약 0.7 wt% 또는 적어도 약 0.8 wt% 또는 적어도 약 1 wt% 또는 적어도 약 1.3 wt% 또는 적어도 약 1.5 wt% 또는 적어도 약 1.7 wt% 또는 적어도 약 2 wt% 의 ZrO2을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 53. 실시태양 51에 있어서, 나노결정질 알루미나는 나노결정질 알루미나 총 중량에 대하여 약 8 wt% 이하 또는 약 7 wt% 이하 또는 약 6 wt% 이하 또는 약 5.8 wt% 이하 또는 약 5.5 wt% 이하 또는 약 5.2 wt% 이하의 ZrO2을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 54. 실시태양 43에 있어서, 첨가제는 산화마그네슘 (MgO) 및 산화지르코늄 (ZrO2)을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 55. 실시태양 54에 있어서, 나노결정질 알루미나는 1.5 이하의 첨가제 비율 (MgO/ZrO2)을 가지고, MgO은 나노결정질 알루미나에서 MgO 중량%이고 ZrO2 은 나노결정질 알루미나에서 ZrO2 중량%이고, 첨가제 비율 (MgO/ZrO2)은 약 1.4 이하 또는 약 1.3 이하 또는 약 1.2 이하 또는 약 1.1 이하 또는 약 1 이하 또는 약 0.95 이하 또는 약 0.9 이하 또는 약 0.85 이하 또는 약 0.8 이하 또는 약 0.75 이하 또는 약 0.7 이하 또는 약 0.65 약 0.6 이하 또는 약 0.55 이하인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 56. 실시태양 54에 있어서, 나노결정질 알루미나는 적어도 약 0.01의 첨가제 비율 (MgO/ZrO2)을 가지고, MgO은 나노결정질 알루미나에서 MgO 중량%이고 ZrO2 은 나노결정질 알루미나에서 ZrO2 중량%이고, 첨가제 비율 (MgO/ZrO2)은 적어도 약 0.05 또는 적어도 약 0.1 또는 적어도 약 0.2 또는 적어도 약 0.3 또는 적어도 약 0.4 또는 적어도 약 0.5인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 57. 실시태양 43에 있어서, 첨가제는 산화칼슘 (CaO)을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 58. 실시태양 57에 있어서, 나노결정질 알루미나는 나노결정질 알루미나 총 중량에 대하여 적어도 약 0.01 wt% 또는 적어도 약 0.05 wt% 또는 적어도 약 0.07 wt% 또는 적어도 약 0.1 wt% 또는 적어도 약 0.15 wt% 또는 적어도 약 0.2 wt% 또는 적어도 약 0.25 wt%의 CaO을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 59. 실시태양 57에 있어서, 나노결정질 알루미나는 나노결정질 알루미나 총 중량에 대하여 약 5 wt% 이하 또는 약 4 wt% 이하 또는 약 3 wt% 이하 또는 약 2 wt% 이하 또는 약 1 wt% 이하 또는 약 0.7 wt% 이하 또는 약 0.5 wt% 이하의 CaO을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 60. 실시태양 43에 있어서, 첨가제는 산화마그네슘 (MgO) 및 산화칼슘 (CaO)을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 61. 실시태양 60에 있어서, 나노결정질 알루미나는 1 이하의 첨가제 비율 (CaO/MgO)을 가지고, MgO은 나노결정질 알루미나에서 MgO 중량%이고 CaO은 나노결정질 알루미나에서 CaO 중량%이고, 첨가제 비율 (CaO/MgO)은 약 0.95 이하 또는 약 0.9 이하 또는 약 0.85 이하 또는 약 0.8 이하 또는 약 0.75 이하 또는 약 0.7 이하 또는 약 0.65 이하 또는 약 0.6 이하 또는 약 0.55 이하 또는 약 0.5 이하 또는 약 0.45 이하 또는 약 0.4 이하인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 62. 실시태양 60에 있어서, 나노결정질 알루미나는 적어도 약 0.01의 첨가제 비율 (CaO/MgO)을 가지고, MgO은 나노결정질 알루미나에서 MgO 중량%이고 CaO은 나노결정질 알루미나에서 CaO 중량%이고, 첨가제 비율 (CaO/MgO)은 적어도 약 0.05 또는 적어도 약 0.1 또는 적어도 약 0.15 또는 적어도 약 0.2 또는 적어도 약 0.25인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 63. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 나노결정질 알루미나는 산화이트륨, 산화세륨, 산화프라세오디뮴, 산화사마륨, 산화이테르븀, 산화네오디뮴, 산화란탄, 산화가돌리늄, 산화디스프로슘, 산화에르븀, 이들 전구체, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 희토류 산화물을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 64. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 나노결정질 알루미나는 희토류 알루미나 결정을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 65. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 나노결정질 알루미나는 스피넬 물질을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 66. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 나노결정질 재료는 나노결정질 입자를 포함하고 각각의 입자는 각각의 입자 총 부피에 대하여 적어도 약 50 vol% 결정질 또는 다결정 물질 또는 적어도 약 75 vol% 결정질 또는 다결정 물질 또는 적어도 약 85 vol% 결정질 또는 다결정 물질 또는 적어도 약 90 vol% 결정질 또는 다결정 물질 또는 적어도 약 95 vol% 결정질 또는 다결정 물질을 포함하거나 각각의 입자는 실질적으로 결정질 또는 다결정 물질로 이루어지는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 67. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 나노결정질 알루미나는 실질적으로 희토류 산화물 및 철이 부재인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 68. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 나노결정질 알루미나는 희토류 알루미네이트 상을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 69. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 나노결정질 알루미나의 비커스 경도는 적어도 약 18 GPa 또는 적어도 약 18.5 GPa 또는 적어도 19 GPa 또는 적어도 약 19.5 GPa인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 70. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 나노결정질 알루미나의 밀도는 적어도 약 3.85 g/cc 또는 적어도 약 3.9 g/cc 또는 적어도 약 3.94 g/cc인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 71. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 몸체는 고정 연마 물품을 포함하는,
실시태양 72. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 몸체는 3-차원 접합재 기질에 함유되는 연마 결정립을 포함하는 접합 연마 물품을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 73. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 적어도 약 1 vol% 또는 적어도 약 2 vol% 또는 적어도 약 4 vol% 또는 적어도 약 6 vol% 또는 적어도 약 8 vol% 또는 적어도 약 10 vol% 또는 적어도 약 12 vol% 또는 적어도 약 14 vol% 또는 적어도 약 16 vol%, 적어도 약 18 vol% 또는 적어도 약 20 vol% 또는 적어도 약 25 vol% 또는 적어도 약 30 vol% 또는 적어도 약 35 vol%의 연마 입자를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 74. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 약 65 vol% 이하 또는 약 64 vol% 이하 또는 약 62 vol% 이하 또는 약 60 vol% 이하 또는 약 58 vol% 이하 또는 약 56 vol% 이하 또는 약 54 vol% 이하 또는 약 52 vol% 이하 또는 약 50 vol% 이하 또는 약 48 vol% 이하 또는 약 46 vol% 이하 또는 약 44 vol% 이하 또는 약 42 vol% 이하 또는 약 40 vol% 이하 또는 약 38 vol% 이하 또는 약 36 vol% 이하 또는 약 34 vol% 이하 또는 약 32 vol% 이하 또는 약 30 vol% 이하 또는 약 28 vol% 이하 또는 약 26 vol% 이하 또는 약 24 vol% 이하 또는 약 22 vol% 이하 또는 약 20 vol% 이하의 연마 입자를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 75. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 적어도 약 1 vol% 또는 적어도 약 2 vol% 또는 적어도 약 4 vol% 또는 적어도 약 6 vol% 또는 적어도 약 8 vol% 또는 적어도 약 10 vol% 또는 적어도 약 12 vol% 또는 적어도 약 14 vol% 또는 적어도 약 16 vol% 적어도 약 18 vol% 또는 적어도 약 20 vol% 또는 적어도 약 25 vol% 또는 적어도 약 30 vol% 또는 적어도 약 35 vol%의 나노결정질 알루미나를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 76. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 약 65 vol% 이하 또는 약 64 vol% 이하 또는 약 62 vol% 이하 또는 약 60 vol% 이하 또는 약 58 vol% 이하 또는 약 56 vol% 이하 또는 약 54 vol% 이하 또는 약 52 vol% 이하 또는 약 50 vol% 이하 또는 약 48 vol% 이하 또는 약 46 vol% 이하 또는 약 44 vol% 이하 또는 약 42 vol% 이하 또는 약 40 vol% 이하 또는 약 38 vol% 이하 또는 약 36 vol% 이하 또는 약 34 vol% 이하 또는 약 32 vol% 이하 또는 약 30 vol% 이하 또는 약 28 vol% 이하 또는 약 26 vol% 이하 또는 약 24 vol% 이하 또는 약 22 vol% 이하 또는 약 20 vol% 이하의 나노결정질 알루미나를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 77. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 연마 입자는 나노결정질 알루미나를 포함하는 제1 유형의 연마 입자 및 산화물, 탄화물, 질화물, 붕화물, 산탄화물, 산질화물, 초연마재, 탄소계 재료, 응집체, 집합체, 형상화 연마 입자, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제2 유형의 연마 입자를 포함하는 블렌드를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 78. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 연마 입자는 실질적으로 나노결정질 알루미나로 이루어지는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 79. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 적어도 약 1 vol% 또는 적어도 약 2 vol% 또는 적어도 약 5 vol% 또는 적어도 약 10 vol% 또는 적어도 약 20 vol% 또는 적어도 약 30 vol% 또는 적어도 약 35 vol% 또는 적어도 약 40 vol% 또는 적어도 약 45 vol%의 접합재를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 80. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 약 98 vol% 이하 또는 약 95 vol% 이하 또는 약 90 vol% 이하 또는 약 85 vol% 이하 또는 약 80 vol% 이하 또는 약 75 vol% 이하 또는 약 70 vol% 이하 또는 약 65 vol% 이하 또는 약 60 vol% 이하 또는 약 55 vol% 이하 또는 약 50 vol% 이하 또는 약 45 vol% 이하 또는 약 40 vol% 이하 또는 약 35 vol% 이하 또는 약 30 vol% 이하 또는 약 25 vol% 이하의 접합재를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 81. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 적어도 약 1 vol% 또는 적어도 약 2 vol% 또는 적어도 약 4 vol% 또는 적어도 약 6 vol% 또는 적어도 약 8 vol% 또는 적어도 약 10 vol% 또는 적어도 약 12 vol% 또는 적어도 약 14 vol% 또는 적어도 약 16 vol% 또는 적어도 약 18 vol% 또는 적어도 약 20 vol% 또는 적어도 약 25 vol% 또는 적어도 약 30 vol% 또는 적어도 약 40 vol% 또는 적어도 약 45 vol% 또는 적어도 약 50 vol% 또는 적어도 약 55 vol%의 공극률을 가지는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 82. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 몸체는 몸체 총 부피에 대하여 약 80 vol% 이하 또는 약 75 vol% 이하 또는 약 70 vol% 이하 또는 약 60 vol% 이하 또는 약 55 vol% 이하 또는 약 50 vol% 이하 또는 약 45 vol% 이하 또는 약 40 vol% 이하 또는 약 35 vol% 이하 또는 약 30 vol% 이하 또는 약 25 vol% 이하 또는 약 20 vol% 이하 또는 약 15 vol% 이하 또는 약 10 vol% 이하 또는 약 5 vol% 이하 또는 약 2 vol% 이하의 공극률을 가지는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 83. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 몸체의 기공은 폐쇄 기공, 개방 기공, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 유형의 기공을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 84. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 몸체는 기공을 포함하고, 대부분의 기공은 개방 기공이거나 실질적으로 모든 기공은 개방 기공인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 85. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 몸체는 기공을 포함하고 대부분의 기공은 폐쇄 기공이고, 실질적으로 모든 기공은 폐쇄 기공인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 86. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 몸체는 평균 공극 크기가 약 500 미크론 이하 또는 450 미크론 이하 또는 약 400 미크론 이하 또는 약 350 미크론 이하 또는 약 300 미크론 이하 또는 250 미크론 이하 또는 약 200 미크론 이하 또는 약 150 미크론 이하 또는 약 100 미크론 이하의 공극을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 87. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 몸체는 평균 공극 크기가 적어도 약 0.01 미크론 또는 적어도 약 0.1 미크론 또는 적어도 약 1 미크론인 공극을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 88. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 나노결정질 알루미나를 포함하는 연마 입자는 미응집 입자인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 89. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 나노결정질 알루미나를 포함하는 연마 입자는 응집 입자인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 90. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 나노결정질 알루미나를 포함하는 연마 입자는 형상화 연마 입자인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 91. 실시태양 90에 있어서, 형상화 연마 입자는 정다각형, 불규칙 다각형, 불규칙 형상들, 삼각형, 일부-오목 삼각형, 사각형, 직사각형, 사다리꼴, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 타원형, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는2차원 형상을 가지는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 92. 실시태양 90에 있어서, 형상화 연마 입자는 다면체, 각뿔, 타원체, 구체, 각기둥, 통형, 원추형, 사면체, 정육면체, 직육면체, 능면체, 절두 각뿔, 절두 타원체, 절두 구체, 절두 원추형, 오면체, 육면체, 칠면체, 팔면체, 구면체, 십면체, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 간지 문자, 복잡 다각 형상들, 불규칙 형상화 윤곽, 화산 형상, 단상태 형상, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는3-차원 형상을 가지고, 단상태 형상은 단일 안정 정지 위치를 가지는 형상인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 93. 실시태양 90에 있어서, 형상화 연마 입자는 삼각 2차원 형상을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 94. 실시태양 90에 있어서, 형상화 연마 입자는 일부-오목 삼각 2차원 형상을 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 95. 실시태양 90에 있어서, 형상화 연마 입자는 몸체 길이 (Lb), 몸체 폭 (Wb), 및 몸체 두께 (Tb)를 가지는 몸체를 포함하고, Lb>Wb, Lb>Tb, 및 Wb>Tb인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 96. 실시태양 95에 있어서, 몸체는 적어도 약 1:1 또는 적어도 약 2:1 또는 적어도 약 3:1 또는 적어도 약 5:1 또는 적어도 약 10:1, 및 약 1000:1 이하의 일차 종횡비 (Lb: Wb)를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 97. 실시태양 95에 있어서, 몸체는 적어도 약 1:1 또는 적어도 약 2:1 또는 적어도 약 3:1 또는 적어도 약 5:1 또는 적어도 약 10:1, 및 약 1000:1 이하의2차 종횡비 (Lb: Tb)를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 98. 실시태양 95에 있어서, 몸체는 적어도 약 1:1 또는 적어도 약 2:1 또는 적어도 약 3:1 또는 적어도 약 5:1 또는 적어도 약 10:1, 및 약 1000:1 이하의3차 종횡비 (Wb: Tb)를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 99. 실시태양 95에 있어서, 몸체 길이 (Lb), 몸체 폭 (Wb), 및 몸체 두께 (Tb) 중 적어도 하나의 평균 치수는 적어도 약 0.1 미크론 또는 적어도 약 1 미크론 또는 적어도 약 10 미크론 또는 적어도 약 50 미크론 또는 적어도 약 100 미크론 또는 적어도 약 150 미크론 또는 적어도 약 200 미크론 또는 적어도 약 400 미크론 또는 적어도 약 600 미크론 또는 적어도 약 800 미크론 또는 적어도 약 1 mm, 및 약 20 mm 이하 또는 약 18 mm 이하 또는 약 16 mm 이하 또는 약 14 mm 이하 또는 약 12 mm 이하 또는 약 10 mm 이하 또는 약 8 mm 이하 또는 약 6 mm 이하 또는 약 4 mm 이하인, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 100. 실시태양 95에 있어서, 몸체 길이 및 몸체 폭으로 정의되는 평면에서의 몸체의 단면 형상은 삼각, 사각, 직사각, 사다리꼴, 오각, 육각, 칠각, 팔각, 타원체, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 101. 실시태양 95에 있어서, 몸체 길이 및 몸체 두께로 정의되는 평면에서의 몸체의 단면 형상은 삼각, 사각, 직사각, 사다리꼴, 오각, 육각, 칠각, 팔각, 타원체, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 102. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 몸체는 분말, 과립, 구체, 섬유, 기공 형성제, 중공 입자, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 충전재를 포함하는, 연마 물품 또는 방법.
실시태양 103. 실시태양 1 또는 2에 있어서, 몸체의 형상은 휠, 혼, 원추형, 컵, 플랜지형-휠, 테이퍼 컵, 디스크, 단편, 장착 지점, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 연마 물품 또는 방법.
실시예 1
도 6A 및 6B는 종래 미세결정질 알루미나 결정립 (도 6A) 및 본원 실시태양들의 대표적인 나노결정질 알루미나 결정립 (도 6B)의 연마 표면에 대한 주사전자현미경 (SEM) 사진들이다. 도시된 바와 같이, 미세결정질 알루미나 (MCA)의 평균 결정 크기는 대략 0.2 미크론이지만, 나노결정질 알루미나 (NCA)의 평균 결정 크기는 대략 0.1 미크론이다.
나노결정질 알루미나를 포함하는 접합 연마 물품의 샘플을 제작하였다. 나노결정질 알루미나를 포함하는 연마 입자, 접합재, 및 유기 바인더를 포함한 혼합물을 제조하였다. 혼합물에 대하여 상이한 온도들에서 열처리하여 연마 물품을 형성하였다. 샘플 S1 및 S2는 1260℃에서 혼합물을 열처리하여 형성하였다. 샘플 S3은 915℃에서 열처리하여 샘플을 형성하였다. 샘플 S1, S2, 및 S3에 대하여 파괴 계수 및 탄성 계수를 포함한 특성들을 시험하였다. 도 7A에 도시된 바와 같이, 샘플 S3은 샘플 S1 및 S2와 비교하여 유의하게 더욱 큰 파괴 계수를 보였다. 또한, 샘플 S3은, 도 7B에 도시된 바와 같이 샘플 S1 및 S2와 비교하여 유의하게 더욱 큰 탄성 계수를 가진다.
실시예 2
비교 목적으로 2종의 샘플을 얻었다. 제1 샘플 (CS4)은 미세결정질 알루미나 (MCA)를 가지는 종래 유리질 접합 연마재이다. 제2 샘플 (S5)은 본원 실시태양들의 대표적인 유리질 접합 연마재이다. 샘플 CS4는 평균 결정 크기가 대략 0.2 미크론인 미세결정질 알루미나를 포함한다. 샘플 S5는 평균 결정 크기가 대략 0.1 미크론인 나노결정질 알루미나를 포함한다. 각각의 샘플에 대한 평균 결정 크기는 본원에 기재된 바와 같이 절편 방법으로 측정되었다. 샘플 CS4 및 S5는 아래 표 1에 제시되는 동일한 유리질 접합재 (bond)를 사용하였다. 또한, 샘플 CS4 및 S5는, 동일한 연마 입자 함량 (몸체 총 부피에 대하여 대략 40 vol% 내지 50 vol%), 및 동일한 접합재 함량 (대략10 vol% 내지 15 vol%) 및 동일한 공극률 (대략 40-45 vol%)을 포함하고, 이들 모든 요소들의 합이 100%를 이루는 동일한 구조를 가진다. 샘플 CS4 및 S5는 동일한 공정으로 제작되고 대략 915 ℃에서 형성된다.
SiO2 40-47
Al2O3/Al 25-31
Fe2O3 <1.0
TiO2 <1.0
CaO 1-1.5
MgO <1.0
Na2O 5-10
K2O 0-5
B2O3 10-17
Li2O 0-6
도 8에 도시된 바와 같이, 샘플 S5는 샘플 CS4와 비교할 때 외경 연삭 시험 과정에서 안정적인 낮은 (steady low) 파워 임계치를 보인다.
실시예 3
본원에 개시된 실시태양들에 따라 대표적인 MCA 결정립 샘플 및 NCA 결정립 샘플의 비커스 경도를 측정하였다. Saint-Gobain Corporation에서 MCA 결정립 및 NCA 결정립을 얻었다. MCA 결정립은 Cerpass® HTB로 입수된다. 나노결정질 알루미나 및 미세결정질 알루미나의 결정 크기는 각각 약 0.1 미크론 및 0.2 미크론이다. MCA 결정립 및 NCA 결정립의 샘플들은 동일 방식으로 제작하였다. MCA 결정립 및 NCA 결정립의5종의 샘플들에 대한 비커스 경도를 시험하였다. MCA 결정립 및 NCA 결정립의 평균 비커스 경도를 표 2에 제시한다.
본원에 개시된 절차에 따라 NCA 결정립의 상대 마손도를 측정하였다. MCA 및 NCA 샘플들은 그릿 크기 80을 가지고, MCA 결정립이 표준 샘플로 적용되었다. 볼 밀링 시간은 6 분이었다. 표 2에 제시된 바와 같이, MCA 결정립의 상대 마손도를 100%로 설정하고, NCA 결정립은 MCA 결정립과 매우 유사한 비커스 경도를 보이지만, 상대 마손도는 123%이었다.
MCA NCA
경도 (GPa) 21.8 21.4
상대 마손도 100% 123%
본 실시태양들은 본 분야의 수준에서 진보된 것이다. 일부 특허 공개문헌들이 서브미크론 평균 결정 크기를 가지는 미세결정질 알루미나가 제조될 수 있다고 기재하지만, 당업자는 상업적 입수되는 미세결정질 알루미나의 평균 결정 크기는 대략 0.18 내지 0.25 미크론으로 알고 있다. 출원인이 이해하는 한, 더욱 미세한 평균 결정 크기를 가지는 알루미나-기반의 연마재는 상업적으로 입수할 수 없다. 또한, 특히 MCA 및 NCA 결정립의 비커스 경도가 실질적으로 차별되지 않는다는 사실, 및 당업자는 NCA 결정립을 이용한 접합 연마재에서 유의한 성능 차이를 기대할 수 없을 것이라는 관점에서 NCA를 포함하는 연마 물품의 결과는 놀랍고도 예측하지 못하였다. 또한, 더욱 많은 결정립계 개수로 인하여 연마 결정립이 분해에 더욱 취약할 것이므로 당업자는 NCA 결정립이 유리질 접합재에서 덜 효과적일 것이라고 예상할 수 있을 것이다. 그러나, 아주 예측하지 못하고 놀랍게도, 나노결정질 알루미나 결정립으로 제작되는 유리질 접합 연마재는 유리질 접합 연마재 형성에 적합하고, 소정의 예시들에서 MCA를 이용하는 유리질 접합 연마재와 동등하거나 보다 우수한 것으로 밝혀졌다.
포괄적인 설명 또는 실시예들에서 상기되는 모든 작용들이 요구되지는 않으며, 특정한 작용의 일부는 요구되지 않을 수 있으며, 하나 이상의 다른 작용이 기술된 것들에 추가하여 실행될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 게다가, 작용들이 나열되는 순서가 반드시 이들이 실행되는 순서일 필요는 없다.
장점들, 다른 이점들, 및 문제점들에 대한 해결방안이 특정한 실시태양들과 관련하여 상기되었다. 그러나, 장점들, 이점들, 문제들에 대한 해결방안, 및 임의의 장점, 이점, 또는 해결방안을 발생하게 하거나 더 현저하게 할 수 있는 임의의 특징(들)이 청구항들의 일부 또는 전부의 중요하거나, 요구되거나, 또는 필수적인 특징으로 해석되지 말아야 한다.
명세서 및 본원에 개시된 실시태양들은 다양한 실시태양들 구조에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위할 목적으로 제공된다. 명세서 및 설명들은 본원에 기재된 구조 또는 방법들을 이용하는 모든 요소들 및 장치 및 시스템의 특징부들에 대한 전적이고 종합적인 설명으로 기능하지 않을 수 있다. 개별 실시태양들은 단일 실시태양의 조합으로도 제공되고, 반대로, 간결성을 위하여 단일 실시태양에 기재된 다양한 특징부들은, 개별적 또는 임의의 부조합으로도 제공될 수 있다. 또한, 범위 값들에 대한 언급은 범위에 속하는 각각 및 모든 값들을 포함한다. 본 명세서를 읽은 후 당업자들에게 많은 기타 실시태양들이 명백할 수 있다. 기타 실시태양들이 적용될 수 있고 본 발명에서 유래될 수 있고, 따라서 구조적 치환, 논리적 치환, 또는 다른 변형은 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 가능하다. 따라서, 본 발명은 제한적이 아닌 단지 예시적으로 간주된다.
특허법에 부합되고 청구범위 및 의미를 해석 또는 한정하는 것이 아니라는 이해로 요약서가 제출된다. 또한, 상기된 상세한 설명에서, 다양한 특징부들이 개시의 간소화를 위하여 단일 실시태양에서 집합적으로 함께 설명된다. 청구되는 실시태양들이 각각의 청구항에서 명시적으로 언급되는 것 이상의 특징부들을 필요로 한다는 의도로 이러한 개시가 해석되어서는 아니된다. 오히려, 하기 청구범위에서 와 같이, 본 발명의 주제는 개시된 임의의 실시태양의 모든 특징부들보다 적은 것에 관한 것이다. 따라서, 하기 청구범위는 상세한 설명에 통합되고, 각각의 청구항은 그 자체로 청구되는 주제를 별개로 정의하는 것이다.

Claims (15)

  1. 연마 물품으로서,
    세라믹을 포함하는 무기 재료를 포함하는 접합재; 및
    접합재 내에 함유되고, 평균 결정 크기가 적어도 0.01 미크론 내지 0.15 미크론 이하인 나노결정질 알루미나를 포함하는 연마 입자; 를 포함하는 몸체를 포함하고,
    상기 몸체는, 몸체의 총 부피에 대해, 40 vol% 내지 65 vol%의 연마 입자; 5 vol% 내지 20 vol%의 접합재; 및 15 vol% 내지 55 vol%의 공극률을 포함하는, 연마 물품.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 몸체는 고정 연마 물품을 포함하는, 연마 물품.
  3. 청구항 1에 있어서, 연마 입자는 평균 결정 크기가 적어도 0.05 미크론 내지 0.14 미크론 이하인 나노결정질 알루미나를 포함하는, 연마 물품.
  4. 청구항 1에 있어서, 연마 입자는 평균 결정 크기가 적어도 0.05 미크론 내지 0.13 미크론 이하인 나노결정질 알루미나를 포함하는, 연마 물품.
  5. 청구항 1에 있어서, 나노결정질 알루미나는 입자 총 중량에 대하여 적어도 51 wt% 내지 99.9 wt% 이하의 알루미나를 포함하는, 연마 물품.
  6. 청구항 1에 있어서, 나노결정질 알루미나는 적어도 마그네슘, 지르코늄, 칼슘, 규소, 철, 이트륨, 란탄, 세륨, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 물질을 포함하는 첨가제를 포함하는, 연마 물품.
  7. 청구항 5에 있어서, 나노결정질 알루미나는 나노결정질 알루미나 입자 총 중량에 대하여 적어도 0.1 wt% 내지 12 wt% 이하의 총 함량을 가지는 첨가제를 포함하는, 연마 물품.
  8. 청구항 1에 있어서, 접합재는 비결정 상을 가지는 유리질 재료를 포함하는, 연마 물품.
  9. 청구항 1에 있어서, 접합재는 다결정 상을 가지는 비-유리질 재료를 포함하는, 연마 물품.
  10. 청구항 1에 있어서, 접합재는 다결정 재료 및 유리질 재료의 혼합물을 포함하는, 연마 물품.
  11. 청구항 1에 있어서, 연마 입자는 나노결정질 알루미나로 이루어지는, 연마 물품.
  12. 연마 물품 형성 방법으로서,
    세라믹을 포함하는 무기 재료를 포함하는 접합재 및 접합재 내에 함유되고, 평균 결정 크기가 0.15 미크론 이하인 나노결정질 알루미나를 포함하는 연마 입자를 포함하는 혼합물 형성 단계; 및
    혼합물을 적어도 900℃ 및 1200℃ 이하의 형성 온도로 가열하여 혼합물을 연마 물품으로 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 연마 물품은, 몸체의 총 부피에 대해, 40 vol% 내지 65 vol%의 연마 입자; 5 vol% 내지 20 vol%의 접합재; 및 15 vol% 내지 55 vol%의 공극률을 포함하는, 몸체를 포함하는, 연마 물품 형성 방법.
  13. 청구항 12에 있어서, 연마 입자는 평균 결정 크기 범위가 적어도 0.01 미크론 내지 0.15 미크론 이하인 나노결정질 알루미나를 포함하는, 연마 물품 형성 방법.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 평균 결정 크기는 0.14 미크론 이하인, 연마 물품 형성 방법.
  15. 청구항 13에 있어서, 상기 평균 결정 크기는 적어도 0.05 미크론 내지 0.13 미크론 이하인, 연마 물품 형성 방법.
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