KR20100098644A

KR20100098644A - 용융 세라믹 제품, 및 그 제조 방법 및 용도

Info

Publication number: KR20100098644A
Application number: KR1020107013397A
Authority: KR
Inventors: 엠마뉴엘 노넷트; 예브스 보우싼트-로우스; 에릭 하누스
Original assignee: 생-고뱅 생트레 드 레체르체 에 데투드 유로삐엔
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2010-09-08
Also published as: EA201000838A1; CA2709339A1; WO2009081074A3; JP2011506263A; TW200938513A; AU2008339733A1; WO2009081074A2; EP2234935A2; CN101903307A; FR2925485A1; FR2925485B1; US20110039684A1

Abstract

0.6 이상의 구형도를 가지며, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 100% 전체 중량에 대하여 다음의 화학 조성: 즉, (ZrO₂ + HfO₂): 100%의 나머지를 맞춤; 6% ≤ CeO₂ ≤ 31%; 0.8% ≤ Y₂O₃ ≤ 8.5%; 0% ≤ Al₂O₃ ≤ 30%; 0% ≤ SiO₂ ≤ 17%; 0 ≤ TiO₂ ≤ 8.5%; 0 ≤ MgO ≤ 6%; 및 다른 산화물 ≤ 1%;을 가지고, 'C'를 중량 비율 'CeO₂/(ZrO₂+HfO₂)'라 하고, 'Y'를 중량 비율 'Y₂O₃/(ZrO₂+HfO₂)'라 할 때, 0 ≤ C ≤ 0.6 및 Y ≥ 0.02이고; Min(63.095*Y² - 11.214*Y+0.4962; 0.25) ≤ C --(I)이고; C ≤ 250*Y² - 49.1*Y + 2.6 --(II) 인 것을 특징으로 한 입자 형태의 용융 제품이 개시된다.

Description

용융 세라믹 제품, 및 그 제조 방법 및 용도{Fused ceramic product, method of fabrication and uses}

본 발명은 용융에 의해 얻은 세라믹 제품 또는 용융 제품에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미세 연삭, 습식 매질에서의 미세 분산, 및 표면 처리를 위한 장치 및 방법에서 특히 사용될 수 있는 용융 입자에 관한 것이다. 또한 본 발명은 그러한 제품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

미세 연삭, 습식 매질에서의 분산 및 표면 처리를 위한 장치와 방법은 다음과 같은 산업들에서 개발되어졌다.

- 채광 산업: 이 산업은 마른 전 지표 물질(preground materials), 특히 탄산칼슘, 이산화티탄, 석고, 고령토, 철광석, 귀금속 광물, 및 일반적으로는 화학적 또는 물리화학적 처리가 이루어지는 모든 광물들을 통상적인 방법으로 연삭하기 위해 입자들을 사용한다.

- 페인트, 잉크, 염색제, 마그네틱 래커, 농약 화합물 산업: 이 산업들은 다양한 액상 및 고상의 구성성분들을 분산시키고 균질화시키는데 입자들을 사용한다.

- 표면 처리 산업: 이 산업은 특히 금속 몰드, 예컨대, 병의 제조를 위한 금속 몰드에 대한 세정 작업, 가공 흔적의 제거, 코팅을 위한 코팅면의 준비, 표면 마무리, 예컨대 강철에 대한 윤이 나는 표면 마무리, 숏 피닝(shot peening) 또는 핀 포밍(peen forming)을 위해 입자들을 사용한다.

일반적으로 이러한 시장을 위해 전통적으로 사용되는 입자들은 실질적으로 구형이고 0.005 내지 0.4mm의 사이즈를 갖는다. 대상이 되는 시장에 따라서, 상기 입자들은 적어도 하나 이상의 다음과 같은 물성을 가질 수 있다.

- 처리되는 제품에 대한 화학적 및 염색 관성

- 충격 강성

- 마멸 내성(wear resistance)

- 설비, 특히 교반 부재나 탱크 또는 돌출 부재에 대한 낮은 연마성

- 용이한 세척을 위한 낮은 개구 기공도

연삭 분야에서는, 다양한 타입의 입자들, 구체적으로는 구상의 그레인들을 가진 모래, 유리 볼, 특히 비트로세라믹화된(vitroceramized) 유리 볼 또는 금속 볼에 이르기까지 다양한 타입의 입자들을 접할 수 있다.

오타와 모래(Ottawa sand)와 같은 구상의 그레인들을 가진 모래는 자연에서 구할 수 있고 값이 저렴한 제품이다. 하지만 모래는 압력이 가해지고 높은 처리량을 갖는 현대의 연삭기에 사용되기에는 적합하지 않다. 왜냐하면, 모래는 강도가 낮고, 밀도가 낮고, 품질의 편차가 있고, 설비를 마모시키기 때문이다.

널리 사용되는 유리 볼은 강도가 좋고, 마모도가 낮고, 폭넓은 범위의 사이즈를 구할 수 있다.

JP-S61-168552나 JP-S59-174540으로 불리는 것과 같은 비트로세라믹화된 유리 볼은 일반적인 유리 볼보다는 강도가 높다.

메탈 볼, 특히 강철 메탈 볼은 수년동안 상기에서 언급된 응용을 위해 사용될 수 있다고 알려져 왔다. 하지만 메탈 볼의 사용은 아직은 한계적인 수준에 머물러 있다. 왜냐하면, 메탈 볼은 종종 처리되는 제품들에 대해 화학적 관성이 충분하지 않고, 특히 무기물 사료와 페인트의 명암을 오염시키고, 고출력 소모, 실질적으로는 설비에 대한 과열과 높은 기계적 부하를 야기하는 지나치게 높은 밀도의 특별한 연삭기를 필요로 하기 때문이다.

또한, 유리 볼보다 좋은 기계적 강도, 고밀도 및 우수한 화학적 관성의 이점을 가진 세라믹 입자들이 알려져 있다.

이러한 세라믹 입자들은 다음과 같이 구별될 수 있다.

- 소성된 세라믹 입자들: 이 입자들은 세라믹 분말을 낮은 온도에서 성형하고 이어서 고온에서의 소성에 의한 견고한 고화를 통해 얻는다.

- 용융 세라믹 입자들: 이 입자들은 일반적으로 원료 물질의 투입물(charge)을 용융시킨 후 용융된 물질을 입자들로 변환시키고 변환된 입자들을 고화시켜 얻는다.

상기에서 언급된 응용들에서 사용되는 대부분의 용융 세라믹 입자들은 지르코니아-실리카(ZrO₂-SiO₂) 타입의 조성을 갖는다. 여기서, 지르코니아는 단사정계 형태로 결정화 및/또는 (적절한 첨가제에 의해) 부분적으로 안정화되고, 실리카와 선택 사양으로 추가되는 첨가제의 일부는 지르코니아 결정을 결속시키는 매트릭스를 형성한다.

이러한 용융 세라믹 입자들은 연삭을 위한 최적의 물성, 즉 양호한 기계적 강도, 높은 밀도, 화학적 관성 및 연삭 설비에 대한 낮은 마모도를 제공한다.

지르코니아에 기초한 용융 세라믹 입자들과, 연삭과 분산을 위한 그들의 용도는 예를 들어 FR 2 320 276, EP 0 662 461 및 FR 2 714 905에 기술되어 있다. 이 문헌들은 SiO₂, Al₂O₃, MgO, CaO, Y₂O₃, CeO₂ 및 Na₂O가 입자들의 주요한 물성, 특히 파쇄 강도와 마모 내성에 미치는 영향을 기술하고 있다.

문헌 EP 0 662 461은 Y₂O₃의 량에 따라 기계적 강도가 증가하고, CeO₂의 량에 따라 밀도 및 연삭 효율성이 증가하는 용융 입자들을 기술하고 있다.

비록 종래의 용융 세라믹 입자들이 양호한 품질을 가지고 있지만, 산업계는 더 우수한 품질을 가진 제품을 필요로 한다. 사실, 연삭 조건은 지속적으로 보다 엄격한 요구 조건을 제시하고 있다. 특히, 양호한 밀도와 마멸 내성을 가진 우수한 제품에 대한 니즈가 존재한다. 따라서 본 발명은 이러한 니즈를 충족시키는 것을 목적으로 한다.

제1주요 실시예에 있어서, 본 발명은 산화물을 기준으로 한 중량%로, 100%의 총 중량에 대해 다음의 화학 조성을 가진 용융 제품과,

『 (ZrO₂ + HfO₂): 100%의 나머지를 맞춤;

6% ≤ CeO₂ ≤ 31%;

0.8% ≤ Y₂O₃ ≤ 8.5%;

0% ≤ Al₂O₃ ≤ 30%;

0% ≤ SiO₂ ≤ 37%;

0 ≤ TiO₂ ≤ 8.5%;

0 ≤ MgO ≤ 6%; 및

다른 산화물 ≤ 1%이고,

'C'를 중량 비율 'CeO₂/(ZrO₂+HfO₂)'라 하고, 'Y'를 중량 비율 'Y₂O₃/(ZrO₂+HfO₂)'라 할 때,

0 ≤ C ≤ 0.6 및 Y ≥ 0.02이고,

Min(63.095*Y² - 11.214*Y+0.4962; 0.25) ≤ C --(I) 이고,

C ≤ 250*Y² - 49.1*Y + 2.6임. 』

0.6 이상의 구형도를 가지며, 산화물을 기준으로 한 중량%로, 100%의 총 종량에 대해 다음의 화학 조성을 가지는 입자 형태의 용융 제품을 제공한다.

『 (ZrO₂ + HfO₂): 100%의 나머지를 맞춤;

6% ≤ CeO₂ ≤ 31%;

0.8% ≤ Y₂O₃ ≤ 8.5%;

0% ≤ Al₂O₃ ≤ 30%;

0% ≤ SiO₂ ≤ 37%;

0 ≤ TiO₂ ≤ 8.5%;

0 ≤ MgO ≤ 6%; 및

다른 산화물 ≤ 1%이고,

0 ≤ C ≤ 0.6 이고, C ≤ 250*Y²-49.1*Y + 2.6이고, 0.02 ≤ Y ≤ 0.098이고,

Y < 0.079일 때, Min(859.6102*Y³- 93.0079*Y² - 2.7284*Y + 0.3726; 0.25) ≤ C --(Ⅶ) 임.』

발명자들은 이트륨 산화물의 존재 하에서, 한계 함량을 넘게 세륨 산화물을 추가하는 것은 마멸 내성의 감소를 유발한다는 것을 발견하였다. 또한 발명자들은 Y 비율이 상기 한계 함량을 만족시킨다는 것을 발견하였고, 밀도와 마멸 내성 간의 조율을 최적화하기 위해 상기의 조건을 결정하였다.

하기에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 용융 세라믹 제품은 만족스러운 밀도와 양호한 마멸 내성을 가진다.

본 발명의 다양한 구체적인 실시예에 따르면, 상기 제품은 다음에서 열거되는 제품 특징들 중에서 적어도 하나 이상의 특징을 선택적으로 가진다.

- 바람직하게,

Min(70.238*Y² - 12.393*Y + 0.544; 0.25) ≤ C (III) 및/또는

C ≤ 150*Y² - 30.7*Y + 1.72 (IV) 및/또는

Min(-38.095*Y² + 0.3571*Y + 0.2738; 0.25) ≤ C (V) 및/또는

C ≤ -51.1905*Y² + 0.25*Y + 0.4826 (VI)임.

- 0 ≤ C ≤ 0.6 이고, C ≤ 250*Y² - 49.1*Y + 2.6 이고, 0.02 ≤ Y ≤ 0.098이고, Y < 0.082일 때, Min(63.095*Y² - 11.214*Y + 0.4962; 0.25) ≤ C 임.

- 0 ≤ C ≤ 0.6 및 0.02 ≤ Y ≤ 0.098이고,

- Y < 0.082 일 때, Min(70.238*Y² - 12.393*Y + 0.544; 0.25) ≤ C 및/또는

- C ≤ 150*Y² - 30.7*Y + 1.72이고, 이 두 조건이 만족되는 것이 바람직함.

- 0 ≤ C ≤ 0.6 및 0.02 ≤ Y ≤ 0.098이고,

- Y < 0.089일 때, Min(-38.095*Y² + 0.3571*Y + 0.2738; 0.25) ≤ C 및/또는

- C ≤ -51.1905*Y² + 0.25*Y + 0.4826이고, 이 두 조건이 만족되는 것이 바람직함.

- 중량 비율 C는 0.15 이상이거나, 0.18 이상이거나, 0.20 이상이거나, 더 나아가 0.22 이상이거나, 더 나아가 0.24 이상이거나, 한번 더 나아가 0.26, 한번 더 나아가서 0.30 또는 0.40 이상이고; 및/또는 0.55 이하이거나, 0.50 이하임. 특히, C는 0.2 이상이거나, 바람직하게는 0.3 이상이고, 바람직하게 0.50 이하임.

- 중량 비율 Y는 0.025 이상이거나, 0.030 이상이거나, 0.035 이상이거나, 더 나아가 0.040 이상이거나, 한번 더 나아가 0.045 또는 0.050 이상이고; 및/또는 0.090 이하이거나, 0.085 이하이거나, 0.080 이하이거나, 더 나아가 0.070 이하이거나, 한번 더 나아가 0.060 이하임. 특히, Y는 0.030 이상, 바람직하게는 0.040 이상, 보다 바람직하게는 0.045 이상이고, 0.090 이하, 바람직하게는 0.080 이하, 보다 바람직하게는 0.060이하임.

- 만약 Y가 0.030 이상이고 0.060 이하이면, C는 0.2 이상, 0.5 이하인 것이 바람직함.

- 중량 비율 '(ZrO₂+HfO₂)/SiO₂'는, 1 이상이거나, 1.5 이상이거나, 2 이상이거나, 4 이상이거나, 6 이상이거나, 8 이상이거나, 더 나아가 10 이상이거나, 한번 더 나아가 14 이상이고; 및/또는 30 이하이거나, 25 이하이거나, 더 나아가 20 이하이거나, 한번 더 나아가 15 이하임. 바람직하게, 중량 비율 '(ZrO₂+HfO₂)/SiO₂'는 1.5 이상, 보다 바람직하게는 4 이상, 보다 바람직하게는 10 이상이고, 25 이하, 바람직하게는 20 이하, 보다 바람직하게는 15 이하임.

- 중량 비율 'Al₂O₃/SiO₂'는, 0.1 이상이거나, 0.2 이상이거나, 더 나아가 0.5 이상이고; 및/또는 3.2 이하이거나, 2 이하이거나, 1.5 이하임. 바람직하게, 중량 비율 'Al₂O₃/SiO₂'는 0.2 이상, 바람직하게는 0.5 이상이고, 3.2 이하, 바람직하게는 2 이하임.

- 중량 비율 MgO/SiO₂는 바람직하게 0 보다 크고, 1 미만, 보다 바람직하게는 0.77 미만임.

- CeO₂의 함량은, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 8% 이상이거나, 10% 이상이거나, 10.5% 이상이거나, 12% 이상이거나, 15% 이상이거나, 17% 이상이고; 및/또는 30% 이하이거나, 28% 이하이거나, 더 나아가 26% 이하이거나, 25% 이하이거나, 한번 더 나아가 20% 이하임. 하지만, 비제한적인 실시예에서, CeO₂의 함량은 20% 이상일 수도 있음.

- 바람직하게, CeO₂의 함량은 10% 이상이고, CeO₂와 Y₂O₃의 함량은 전술한 수식 (III) 및 (IV)와, 바람직하게는 전술한 수식 (V) 및 (VI)를 만족함.

- Y₂O₃의 함량은, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 1% 이상이거나, 1.65% 이상이거나, 2% 이상이거나, 더 나아가 2.5% 이상이거나, 한번 더 나아가 3% 이상이거나, 3.4% 이상이거나, 3.5% 이상이고; 및/또는 9% 이하이거나, 8% 이하이거나, 6.5% 이하이거나, 더 나아가 5.5% 이하이거나, 한번 더 나아가 5% 이하이거나, 4.5% 이하이거나, 3.7% 이하이거나, 한번 더 나아가 3.6% 이하임.

- 바람직하게, Y₂O₃의 함량은, 1.65% 이상, 6.5% 이하, 바람직하게는 4.5% 이하이고, CeO₂와 Y₂O₃의 함량은 전술한 수식 (III) 및 (IV)와, 바람직하게는 전술한 수식 (V) 및 (VI)를 만족함.

- 바람직하게, Al₂O₃의 함량은, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 0.5% 이상이거나, 1% 이상이거나, 2% 이상이거나, 4% 이상이고; 및/또는 25% 이하이거나, 20% 이하이거나, 15% 이하이거나, 12% 이하이거나, 10% 이하이거나, 더 나아가 8% 이하임.

- 바람직하게, SiO₂의 함량은, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 0.5% 이상이거나, 1% 이상이거나, 2.5% 이상이거나, 3% 이상이거나, 더 나아가 4% 이상이고; 및/또는 30% 이하이거나, 20% 이하이거나, 17% 이하이거나, 16% 이하이거나, 14% 이하이거나, 12% 이하이거나, 10% 이하이거나, 더 나아가 8% 이하임.

- 바람직하게, TiO₂의 함량은, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 0.5% 이상이거나, 1% 이상이거나, 더 나아가 1.25% 이상이거나, 한번 더 나아가 1.5% 이상이고; 및/또는 5% 이하이거나, 더 나아가 3% 이하이거나, 한번 더 나아가 2% 이하임.

- 바람직하게, MgO의 함량은, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 0.5% 이상이거나, 더 나아가 1% 이상이거나, 1.6% 이상일 수 있고; 바람직하게 4% 이하이거나, 보다 바람직하게는 3.2% 이하일 수 있음.

- ZrO₂의 함량은, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 45% 이상이거나, 50% 이상이거나, 55% 이상이거나, 더 나아가 60% 이상이고; 및/또는 85% 이하이거나, 80% 이하이거나, 75% 이하이거나, 더 나아가 70% 이하임. 바람직하게, ZrO₂의 함량은, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 55% 이상, 보다 바람직하게는, 60% 이상이고, 75% 이하, 보다 바람직하게는 70% 이하임.

- '다른 산화물', 즉 상기에서 언급된 산화물들 이외의 산화물의 함량은, 산화물들 전체 중량의 1% 이하, 바람직하게는 0.6% 이하임. 사실상, '다른 산화물'의 함량이 1% 이하이면, '다른 산화물'은 얻어진 결과물을 실질적으로 변화시키지 않는다고 보임.

- '다른 산화물'은 단지 불순물의 형태로 존재함.

- 산화물들의 함량은 제품 전체 중량의 99.5% 보다 많이, 더 나아가 99.9% 보다 많이, 한번 더 나아가 실질적으로 100%를 차지함.

- 제품은 입자 형태, 나아가 볼 형태, 또는 입자들 또는 볼들의 집합 형태를 가짐. 이러한 볼들과 입자들은 4mm 이하 및/또는 5㎛ 이상의 사이즈를 가질 수 있음.

- 제품은 0.7 이상, 바람직하게는 0.8 이상, 보다 바람직하게는 0.9 이상의 구형도를 가진 볼 형태를 가짐.

- 제품의 비중은 4 이상이거나, 4.5 이상이거나, 4.7 이상이거나, 나아가 5 이상이거나, 더 나아가 5.2 이상이거나, 5.4 이상임.

- 제품의 유성형 마멸(planetary wear)는 3.5% 이하이거나, 2.9% 이하이거나, 2.5% 이하이거나, 2.3% 이하이거나, 2.1% 이하이거나, 더 나아가 1.9% 이하임. 상기 유성형 마멸에 대해서는 이후에 정의함.

제2주요 실시예에 있어서, 본 발명은 산화물을 기준으로 한 중량%로 100%의 총 중량에 대해 다음의 화학 조성을 가진 용융 제품을 제공한다.

『 (ZrO₂ + HfO₂): 100%의 나머지를 맞춤,

1.5% ≤ CeO₂ ≤ 31%,

0.8% ≤ Y₂O₃≤ 8.5%,

0% ≤ Al₂O₃ ≤ 30%,

0.5% ≤ SiO₂, 바람직하게, 2.5% ≤ SiO₂, 더 나아가 4% ≤ SiO₂이고, SiO₂ ≤ 17.4%, 한번 더 나아가 SiO₂ ≤ 17%, SiO₂ ≤ 15%, SiO₂ ≤ 10%, 또는 SiO₂ ≤ 8%,

0 ≤ TiO₂ ≤ 8.5%,

0 ≤ MgO ≤ 6%, 및

다른 산화물 ≤ 1% 이고,

조건 0 ≤ CeO₂/(ZrO₂ + HfO₂) ≤ 0.6 및 조건 Y₂O₃/(ZrO₂ + HfO₂) ≥ 0.02를 만족함. 』

SiO₂의 함량은, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 바람직하게 2.5% 이상이거나, 보다 바람직하게 4% 이상이고; 17% 이하이거나, 바람직하게는 8% 이하이다.

CeO₂의 함량은, 6% 보다 높을 수 있다. 나아가, 산화물들이 2.5% 이상, 17.4% 이하의 SiO₂와 공존하는 한, 앞서 정의된 제품의 선택적인 특징들이 제품에 선택적으로 적용될 수 있다.

본 명세서에서 자세하게 보겠지만, 본 실시예에 따른 제품은 밀도와 마멸 내성에 대한 양호한 조율을 보여준다.

제3주요 실시예에 있어서, 본 발명은 산화물을 기준으로 한 중량%로 100%의 총 중량에 대해 다음의 화학 조성을 가진 용융 제품을 제공한다.

『 (ZrO₂ + HfO₂): 100%의 나머지를 맞춤,

1.5% ≤ CeO₂ ≤ 31%,

0.8% ≤ Y₂O₃≤ 8.5%,

0.5% ≤ Al₂O₃ ≤ 30%,

0% ≤ SiO₂ ≤ 37%,

0 ≤ TiO₂ ≤ 8.5%,

0 ≤ MgO ≤ 6%, 및

다른 산화물 ≤ 1% 이고,

바람직하게, Al₂O₃의 함량은, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 바람직하게 1% 이상이거나, 보다 바람직하게 4% 이상이고; 10% 이하이거나, 바람직하게는 8% 이하이다.

CeO₂의 함량은 6% 보다 높을 수 있다. 나아가 산화물들이 0.5% 이상의 Al₂O₃와 공존하는 한, 앞서 정의된 제품의 선택적인 특징들이 제품에 선택적으로 적용될 수 있다.

본 명세서에서 자세하게 보겠지만, 본 실시예에 따른 제품 또한 밀도와 마멸 내성에 대한 양호한 조율을 보여준다.

제4주요 실시예에 있어서, 본 발명은 산화물을 기준으로 한 중량 %로 100%의 총 중량에 대해 다음의 화학 조성을 가진 용융 제품을 제공한다.

『 (ZrO₂ + HfO₂): 100%의 나머지를 맞춤,

1.5% ≤ CeO₂ ≤ 31%,

0.8% ≤ Y₂O₃≤ 8.5%,

0% ≤ Al₂O₃ ≤ 30%, 바람직하게 0.5% ≤ Al₂O₃,

0% ≤ SiO₂ ≤ 37%,

0.5% ≤ TiO₂ ≤ 8.5%,

0 ≤ MgO ≤ 6%, 및

다른 산화물 ≤ 1% 이고,

바람직하게, TiO₂의 함량은, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 1% 이상이고; 8.5% 이하이거나, 바람직하게는 5% 이하이다.

CeO₂의 함량은 6% 보다 높을 수 있다. 산화물들이 0.5% 이상, 8.5% 이하의 TiO₂와 공존하는 한, 앞서 정의된 제품의 선택적인 특징들이 제품에 선택적으로 적용될 수 있다.

제5주요 실시예에 있어서, 본 발명은 산화물을 기준으로 한 중량 %로 100%의 총 중량에 대해 다음의 화학 조성을 가진 용융 제품을 제공한다.

『 (ZrO₂ + HfO₂): 100%의 나머지를 맞춤,

6% ≤ CeO₂ ≤ 31%,

0.8% ≤ Y₂O₃≤ 8.5%,

0% ≤ Al₂O₃ ≤ 30%, 바람직하게 0.5% ≤ Al₂O₃,

0% ≤ SiO₂ ≤ 37%,

0% ≤ TiO₂ ≤ 8.5%,

0% ≤ MgO ≤ 6%, 및

다른 산화물 ≤ 1% 이고,

조건 0.15 ≤ CeO₂/(ZrO₂ + HfO₂) ≤ 0.6 및 조건 Y₂O₃/(ZrO₂ + HfO₂) ≥ 0.02를 만족함. 』

산화물들이 조건 0.15 ≤ CeO₂/(ZrO₂ + HfO₂)에 부합되는 한, 앞서 정의된 제품의 선택적인 특징들이 제품에 선택적으로 적용될 수 있다.

본 발명은 또한 입자들의 수를 기준으로 특히 본 발명에 따른 볼들을 80% 이상, 나아가 90% 이상, 더 나아가 실질적으로 100%를 포함하는 분말과 관련된다.

본 발명은 또한 입자들, 특히 본 발명에 따른 볼들을 연삭하여 얻은 분말과 관련된다.

본 발명은 또한 다음의 일련의 단계들을 포함하는 제품의 제조를 위한 방법과 관련된다.

a) 출발 투입물을 형성하기 위해 원료 물질들을 혼합하는 단계;

b) 용융 물질을 형성하기 위해 출발 투입물을 용융시키는 단계;

c) 용융 제품을 얻기 위해 상기 용융 물질을 고화시키는 단계.

상기 방법에 따르면, 상기 출발 투입물의 조성은 상술한 본 발명의 다섯 가지 주요 실시예 중 어느 하나에 부합되도록 결정된다.

본 발명은 예를 들어 본 발명에 따른 방법에 의해 얻은 본 발명에 따른 제품의 용도, 특히 본 명세서의 서두에서 언급했던 응용에서의 용도, 즉 연삭 보조제, 습식 매질에서의 분산 보조제, 또는 표면 처리를 위한 용도와 관련이 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 제품, 특히 본 발명에 따른 융융 볼은 전체 또는 부분을 결정화하기 위한 열처리를 하지 않고 사용되고, 바람직하게는 그러한 결정화를 유발하지 않는 조건에서 사용된다.

정의

- 통상적으로, 'Min(X, Y)'는 값 X 및 Y 중 작은 값과 동일하다.

- '입자'는 파우더 내에서 독립화되어 있는 고체물을 의미한다.

- '볼'은 구형도(sphericity)가 얻어진 방법과 무관하게 가장 큰 직경에 대한 가장 짧은 직경의 비율인 구형도가 0.6 이상인 입자를 의미한다.

- '볼(또는 입자)의 사이즈'는 가장 큰 치수(dimension) dM과 가장 작은 치수 dm의 평균인 (dM+dm)/2이다.

- '용융 제품'은 용융 물질의 냉각에 의한 고화로 얻은 제품을 의미한다.

- '용융 물질'은 형태를 보존하기 위해서는 용기에 수용되어야 하는 덩어리(mass)이다. 용융 물질은 일반적으로 액체이다. 하지만, 용융 물질은 상기 덩어리를 조직화하기에는 충분하지 않은 양의 고체 입자들을 함유할 수 있다.

- '불순물'은 원료 물질과 함께 필연적으로 도입될 수 밖에 없는 부득이한 성분들을 의미한다. 특히, 산화물, 질화물, 산소질화물, 탄화물, 산소탄화물, 탄소질화물, 및 나트륨과 기타 알칼리류, 철, 바나듐 및 크롬과 같은 금속종의 일부를 구성하는 화합물이 불순물이다. 불순물의 예로서, CaO, Fe₂O₃ 또는 Na₂O를 들 수 있다. 잔류 카본도 본 발명에 따른 제품 조성의 불순물 일부이다.

- 지르코니아 또는 ZrO₂에 대한 언급이 이루어질 때, (ZrO₂ + HfO₂)를 언급하는 것으로 이해되어야 한다. 실제로, 지르코니아 소스에는, 용융 과정에서 ZrO₂와 분리할 수 있고 유사한 물성을 가진 HfO₂가 일반적으로 2% 미만의 함량으로 자연적으로 항상 존재한다. 따라서 하프늄 산화물은 불순물로서 고려되지 않는다.

- 산화물의 '전구체'는 본 발명에 따른 제품의 제조가 이루어지는 동안 산화물을 제공할 수 있는 성분을 의미한다.

- '표면 처리'는 표면에 방사되는 입자들의 기계적 작용으로 표면의 상태를 변화시키는 조작을 의미한다. 방사되는 입자들은 고체이며, 표면에 붙지는 않는다. 즉, 표면 처리라는 용어는 입자들이 층의 형태로 표면에 고정되는 응용에까지 그 의미가 미치는 것은 아니다.

본 명세서에 표시된 모든 %는 별다른 언급이 없는 한 산화물을 기준으로 한 중량 %이다.

본 발명의 다른 특징들과 장점들은 후술하는 상세한 설명에 의해 추가적으로 분명하게 될 것이다.

본 발명에 따른 제품은 밀도와 마멸 내성에 대한 양호한 조율을 보여준다.

제조 방법

본 발명의 실시예에 따른 제품을 제조하기 위해, 상기에서 언급된 a) 내지 c) 단계들이 수행된다.

이러한 단계들은 출발 투입물의 조성을 제외하면 통상적인 것이고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 소망하는 응용에 따라 단계들을 본 발명에 적합하도록 하는 방법을 잘 알 것이다.

이제부터 제조 방법에 관한 바람직한 실시예를 기술하기로 한다.

단계 a)에서, 출발 투입물이 제품에서 요구하는 산화물 또는 이들의 전구체로 형성된다. 바람직하게, 지르코니아에 기초한 제품을 제조하기 위해서는, 약 66%의 ZrO₂, 약 33%의 SiO₂, 및 불순물을 함유하고 있는 자연산 지르콘 샌드 ZrSiO₄가 사용된다. 지르콘으로 ZiO₂를 첨가하는 것이 순수한 ZrO₂를 첨가하는 것에 비해 훨씬 경제적이다.

출발 투입물의 조성은 ZrO₂, SiO₂, CeO₂, Y₂O₃, TiO₂, Al₂O₃의 순수 산화물, 산화물의 혼합물 또는 산화물 전구체의 혼합물을 본 발명에 맞게 첨가함으로써 조절할 수 있다.

본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 단계 c)가 완료되었을 때 소망하는 화학 조성을 가진 제품을 얻기 위해 출발 투입물의 조성을 조절할 수 있다. 일반적으로, 용융 세라믹 제품의 화학 조성은 출발 투입물의 화학 조성과 실질적으로 동일하다. 나아가, 필요한 경우, 예를 들어 휘발성이 있는 산화물의 존재를 고려하거나, 환원 조건에서 용융이 이루어질 때 SiO₂가 손실되는 것을 고려함으로써 출발 투입물의 조성을 조절하는 방법은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.

바람직하게, ZrO₂+HfO₂, SiO₂, Y₂O₃, CeO₂, TiO₂ 및 Al₂O₃이외의 다른 산화물들은 산화물 또는 산화물 전구체의 형태로 출발 투입물에 의도적으로 도입되지 않는다. 상기 다른 산화물이 존재한다면 이는 불순물이다.

단계 b)에 있어서, 출발 투입물은 바람직하게 전기 아크 퍼니스에서 용융된다. 전기 용융은 우수한 생산성을 가지고 대량의 입자들을 생산하는데 적합하다. 하지만 전기 아크 퍼니스 이외에도 출발 투입물을 녹여서 용융 물질의 용액을 형성하는데 적합하다면 유도 퍼니스나 플라즈마 퍼니스와 같이 알려진 모든 종류의 퍼니스가 사용될 수 있다.

단계 c)에 있어서, 용융 액의 스트림은 작은 액적의 형태로 분산된다. 액적의 대부분은 표면 장력 때문에 실질적으로 구형을 가진다. 이러한 분산은 특히 공기 및/또는 증기를 이용한 블로잉(blowing)에 의해 수행되거나, 기타 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 용융 물질을 스프레이할 수 있다고 알려진 다른 방법에 의해 수행된다. 이로써, 5㎛ 내지 4mm의 사이즈를 가진 용융 세라믹 입자가 생산될 수 있다.

분산으로부터 유발되는 냉각은 액상의 액적을 고화시키는 작용을 한다. 따라서 용융 입자들은 특히 볼의 형태로 얻어진다.

어떠한 종래의 방법이라도 용융 입자, 특히 용융 볼을 제조할 수 있다면 얼마든지 사용될 수 있다. 예를 들어, 용융 및 부음에 의해 블럭을 얻어 이것을 갈아 파쇄하고 필요하다면 입자 사이즈의 분급을 수행하는 제조 방법의 사용도 가능하다.

제품

본 발명자는 다음과 같은 조성 범위에서 제품의 물성, 특히 마멸 내성 및/또는 밀도가 Y₂O₃ 및 (ZrO₂+HfO₂)의 함량, 보다 상세하게는 중량 비율 Y=Y₂O₃/(ZrO₂+HfO₂) 및 C=CeO₂/(ZrO₂+HfO₂)에 따라 변화된다는 것을 발견하였다.

6% ≤ CeO₂ ≤ 31%,

0.8% ≤ Y₂O₃ ≤ 8.5%,

0% ≤ Al₂O₃ ≤ 30%,

0 ≤ SiO₂ ≤ 37%,

0 ≤ TiO₂ ≤ 8.5%,

0 ≤ MgO ≤ 6%, 및

다른 산화물 ≤ 1%이고,

(ZrO₂ + HfO₂)가 100%의 나머지를 맞춤.

본 발명자는 예상외로 상기에서 언급된 중량 비율 Y 및 C가 얻어진 제품의 마멸 내성과 밀도에 주요한 영향을 미친다는 것을 발견하였다. 또한 본 발명자는 특히 매우 양호한 마멸 내성과 고 밀도 특성을 얻는데 기여하는 중량 비율 Y 및 C의 범위와 비율 상호 간의 관계를 결정하였다.

본 발명의 제1주요 실시예에 따르면,

0 ≤ C ≤ 0.6 및 Y ≥ 0.02이고,

Min(63.095*Y² - 11.214*Y + 0.4962; 0.25) ≤ C 및 -- (I)

C ≤ 250*Y² - 49.1*Y + 2.6 이다. -- (II)

물성은 다음의 조건이 만족될 때 보다 개선된다.

Min(70.238*Y² - 12.393*Y + 0.544; 0.25) ≤ C 또는 --(III)

C ≤ 150*Y² - 30.7*Y + 1.72, --(IV)

바람직한 경우는, 이들 두 조건이 모두 만족되는 경우이다.

조건 (III) 및 (IV)는 특히 산화물을 기준으로 한 중량 %로 55% 내지 75%의 (ZrO₂ + HfO₂)을 포함하고 중량 비율 Y₂O₃/(ZrO₂ + HfO₂)가 0.03 내지 0.09, 바람직하게는 0.03 내지 0.06인 본 발명에 따른 제품에 의해 특히 잘 만족될 수 있다.

바람직한 실시예들에서는,

Min(-38.095*Y² + 0.3571*Y + 0.2738; 0.25) ≤ C 및/또는 -- (V)

C ≤ -51.1905*Y² + 0.25*Y + 0.4826이고,

바람직한 경우는, 이들 두 조건이 모두 만족되는 경우이다. 이 경우, 결과적으로 밀도와 마멸 내성 간의 우수한 조율을 얻을 수 있다.

일 실시예에서는, 중량 비율 Y가 0.02 이상이다. Y는 바람직하게는 0.03, 보다 바람직하게는 0.04, 보다 바람직하게는 0.045 이상이다.

실제로, 이러한 값 미만이면, 어떠한 응용에서는 마멸 내성이 만족스럽지 못하다.

본 발명에 따른 제품, 예컨대 본 발명에 따른 방법으로 얻은 제품은 바람직하게 0.2 내지 0.5의 중량 비율 C와 0.03 내지 0.06의 중량 비율 Y를 가질 수 있다. 그러면, 밀도와 마멸 내성의 조율이 최적이라고 여겨진다.

실시예에 관계 없이, 중량 비율 C는 0.6 이하이다. 발명자는 실제로 이 비율을 넘으면 예컨대 입방 결정 형태의 지르코니아와 같이 물성에 악영향을 미치는 결정 상이 형성될 수 있다는 것을 발견하였다.

위에서 언급하였듯이, 중량 비율 C는 더 나아가 0.30 이상이거나, 한번 더 나아가 0.40 이상이고; 및/또는 0.55 이하이거나, 0.50 이하이거나, 0.45 이하이거나, 더 나아가 0.40 이하이거나, 한번 더 나아가 0.35이하이다.

중량 비율 Y는 바람직하게 0.09 이하이거나, 보다 바람직하게 0.06 이하이다. 실제로, Y > 0.09이면, 제품의 밀도를 극대화할 수 있는 CeO₂의 함량이 어떠한 응용에서는 만족스럽지 못한 마멸 내성을 야기한다.

상술하였듯이, 중량 비율 Y는 0.025 이상이거나, 0.030 이상이거나, 0.035 이상이거나, 더 나아가 0.040 이상이고; 및/또는 0.085 이하이거나, 더 나아가 0.080 이하이거나, 더 나아가 0.070 이하이거나, 한번 더 나아가 0.060 이하이다.

모든 실시예에서, 제품은 상기의 제품 특징들의 리스트에 있는 적어도 하나 이상의 특징들을 가질 수 있는데, 이는 특징들이 실시예들과 부합되는 한도 내에서다.

CeO₂의 함량은, 산화물 중량 기준으로, 바람직하게는 6% 이상이거나, 보다 바람직하게는 10% 이상이다. 이러한 정도의 함량은 특히 고 밀도 특성을 얻는데 기여한다. CeO₂의 함량은, 바람직하게 10% 이상이고, ZrO₂, CeO₂ 및 Y₂O₃의 함량은 조건 (III) 및 (IV)와, 바람직하게는 조건 (V) 및 (VI)을 만족한다.

CeO₂의 함량은, 산화물 중량 기준으로, 31% 이하이다. 본 발명자는 이 정도의 함량을 넘으면 제조 결과로서 얻은 제품이 특히 마멸 내성에 대한 만족을 더 이상 제공할 수 없다는 것을 실제로 확인하였다.

상술하였듯이, CeO₂의 함량은, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 8% 이상이거나, 10% 이상이거나, 10.5% 이상이거나, 12% 이상이거나, 15% 이상이거나, 17% 이상이고; 및/또는 30% 이하이거나, 28% 이하이거나, 더 나아가 26% 이하이거나, 25% 이하이거나, 한번 더 나아가 20% 이하이다.

본 발명자는 또한 실리카가 내부의 기공이 거의 없는, 더 나아가서는 내부의 기공이 없는 고체물 입자의 생성을 증가시킨다는 것을 확인하였다. 바람직하게, 실리카의 함량은 2.5% 보다 높다. 가장 우수한 성능은 실리카의 함량이 2.5% 내지 17%, 바람직하게는 4% 내지 8%일 때 얻을 수 있다. 그런데 이러한 양호한 효과는 MgO의 함량이 너무 높으면 감소된다. 바람직하게, MgO의 함량은 6% 이하이다.

본 발명자는 또한 알루미나 및/또는 티타늄 산화물이 존재하면 제품의 마멸 내성이 개선된다는 것을 확인하였다. 이는 알루미나의 함량이 바람직하게는 0.5% 보다 높거나, 보다 바람직하게는 1% 보다 높거나, 보다 바람직하게는 4% 보다 높았기 때문이다. 그럼에도 불구하고, 알루미나의 함량은 특히 유리한 긍정적 영향을 가지는 CeO₂ 및 Y₂O₃ 성분의 생성이 잘 이루어지도록 30% 보다 낮은 것이 바람직하다. 아울러, 알루미나의 함량이 높으면 마멸 내성의 개선이 이루어지지 않는다.

바람직하게, TiO₂의 함량은 1% 보다 높다. 바람직하게, TiO₂의 함량은 8.5% 보다는 낮다. 본 발명자는 이 값을 초과하면 TiO₂ 및 ZrO₂에 기초한 바람직하지 않은 2차 결정 상이 나타나 마멸 내성의 감소를 초래한다는 것을 실제로 확인하였다.

본 발명에 따른 제품의 비중은 바람직하게 4 이상이거나, 4.5 이상이거나, 4.7 이상이거나, 더 나아가 5 이상이거나, 한번 더 나아가 5.2 이상이거나, 5.4 이상이다.

또한, 본 발명에 따른 제품의 유성형 마멸은 바람직하게 3.5% 이하이거나, 2.9% 이하이거나, 2.5% 이하이거나, 2.3% 이하이거나, 2.1% 이하이거나, 더 나아가 1.9% 이하이고, 유성형 마멸은 후술하는 테스트에서 기술되는 과정에 의해 측정된다.

본 발명에 따른 제품의 화학 조성은 본 명세서에서 기술된 응용들과는 다른 응용들, 특히 건식 연삭 보조제, 지지 보조제 및 열 교환 보조제와 같은 응용들에 대해서도 제품을 적합하게 할 수 있다.

테스트

측정 과정

본 발명에 따른 입자들의 밀도는, 치환된 가스(본 예에서는 헬륨)의 부피 측정에 기초한 방법에 따라, 헬륨 비중병(pycnometer)[마이크로메트릭스사(상표명)에서 판매하는 'AccuPyc 1330']을 사용하여 측정된다.

다음의 방법은 연삭 응용에 있어서의 실제 서비스 거동에 대한 훌륭한 모사(simulation)를 허용한다.

유성형 마멸(Planetary wear)이라고 불리는 마멸 내성을 결정하기 위해, 0.8 내지 1mm의 크기를 가진 테스트 대상이 되는 입자 20ml(눈금이 있는 실린더로 측정된 부피)의 무게(m₀)를 측정하고, 테스트 대상 입자를 치밀한 소성 알루미나로 코팅되고 125ml의 용량을 가진, 레츠크(Retsch)사에서 만든 PM400 타입의 고속 유성형 볼밀(Planetary mill)의 용기 4개 중 하나의 용기에 인입시켰다. 그런 다음, 프레시(Presi)사에서 만든 실리콘 카바이드(평균 사이즈 D50이 23㎛임) 2.2g과 물 40ml를 용기에 추가하였다. 이어서, 용기를 폐쇄하고 1분마다 회전 방향을 반대로 바꾸면서 400rpm의 속도로 용기를 1시간 30분 동안 회전(유성형 운동)시켰다. 그런 다음, 연삭되지 않고 남아 있는 실리콘 카바이드와 연삭이 이루어지는 동안 마멸로 인해 제거된 어떠한 물질이라도 제거하기 위해 용기의 내용물을 100㎛의 채(seive) 위에서 세척하였다. 100㎛의 채로 채질을 한 후, 입자들을 100℃의 오븐에서 3시간 동안 건조시킨 후 무게(m)를 측정하였다.

퍼센트로 표시되는 유성형 마멸은, 다음과 같은 수식으로 주어진다.

100(m₀-m)/m₀

제조 규약

사용되는 출발 투입물은 지르콘에 기초한 조성물로서, 조성물에 이트륨 산화물, 세륨 산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물 그리고 선택적으로 지르코늄 이산화물(지르코니아)과 티탄늄 이산화물을 첨가한다.

보다 구체적으로, 멜트를 만들기 위해 헤로울트(Heroult) 타입의 전기 아크 퍼니스에 인입되는 출발 투입물은, 지르콘 샌드와 앞서 언급한 산화물들로 이루어진 분말 조성물이다.

용융 물질은 스트림 형태로 부어지는데, 이 때 압축된 공기를 블로잉함으로써 용융 물질을 볼 형태로 분산시킨다.

여러 번의 용융과 부음이, 이트륨, 세륨, 실리콘 및 선택적으로는 지르코늄과 티타늄의 산화물에 대한 조성을 변화시켜 가면서 수행된다.

이 기술은 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 잘 알려진 방법으로 특징을 구별할 수 있는 서로 다른 조성의 여러 가지 볼 배치(batch)를 획득할 수 있게 한다.

결과

얻어진 결과는 다음의 표에 나타난 바와 같다.

상기 표에 있어서, (*) 표시가 있는 예는 본 발명을 벗어나는 예이다.

'+' 기호의 수는 바람직한 정도의 레벨에 대응된다. '+++'는 다른 모든 예들에 비해 바람직하다.

수식 (I): 63.095*Y² - 11.214*Y + 0.4962, 또는 수식이 0.25 보다 큰 결과를 주면 0.2임.

수식 (II): 250*Y² - 49.1*Y + 2.6임.

수식 (III): 70.238*Y² - 12.393*Y + 0.544, 또는 수식이 0.25 보다 큰 결과를 주면 0.25임.

수식 (IV): 150*Y² -30.7*Y + 1.72임.

수식 (V): -38.095*Y²+ 0.3571*Y + 0.2738, 또는 수식이 0.25 보다 큰 결과를 주면 0.25임.

수식 (VI): -51.1905*Y² + 0.25*Y + 0.4826임.

수식 (VII): 859.6102*Y³ - 93.0079*Y² - 2.7284*Y + 0.3726, 또는 Y < 0.079일 때 수식이 0.25 보다 큰 결과를 주면 0.25임.

본 발명에 따른 제품들의 우수성은 비교 조성물들(* 표시가 된 것으로서 본 발명의 범위를 벗어나 있음)과 대조되어 나타나고 있다.

상기 제품들은 유성형 마멸이 2.7 이하이고 비중이 4.5 이상일 때 구체적으로, 8 ~ 10, 12, 13, 16 ~ 24, 25 ~ 28, 31, 35, 36 및 38의 제품들 참조), 또는 유성형 마멸이 3.4 이하이고 비중이 5 이상일 때(구체적으로, 8 ~ 10, 12, 13, 18, 20 ~ 24, 26 ~ 28, 30, 31, 35, 36, 38 및 39의 제품들 참조), 특히 효과적이라고 볼 수 있다.

비교 예들 2, 3, 5, 6, 11, 15, 34 또는 37은 충분하지 않은 CeO₂의 함량은 양호한 밀도를 가진 입자 제품들을 허용하지 않는다는 것을 구체적으로 보여준다. 결과물로서 얻은 입자들의 비중은 실제 3.9(비교 예 6, 15 및 34) 에서 4.6 (비교 예 11) 사이에서 변한다.

비교 예들 32 및 33은 31%가 넘는 CeO₂ 함량을 가진 입자들은 불량한 마멸 내성(각각 7.9 및 7.4의 유성형 마멸)을 가지고 있다는 것을 보여준다.

본 발명은 예시로서 제공된 상술한 실시예에 국한되지 않는다는 것은 자명하다.

Claims

0.6 이상의 구형도를 가지며, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 100% 전체 중량에 대하여 다음의 화학 조성:
(ZrO₂ + HfO₂): 100%의 나머지를 맞춤;
6% ≤ CeO₂ ≤ 31%;
0.8% ≤ Y₂O₃ ≤ 8.5%;
0% ≤ Al₂O₃ ≤ 30%;
0% ≤ SiO₂ ≤ 17%;
0 ≤ TiO₂ ≤ 8.5%;
0 ≤ MgO ≤ 6%; 및
다른 산화물 ≤ 1%;을 가지고,
'C'를 중량 비율 'CeO₂/(ZrO₂+HfO₂)'라 하고, 'Y'를 중량 비율 'Y₂O₃/(ZrO₂+HfO₂)'라 할 때,
0 ≤ C ≤ 0.6 및 Y ≥ 0.02이고;
Min(63.095*Y² - 11.214*Y+0.4962; 0.25) ≤ C --(I) 이고;
C ≤ 250*Y² - 49.1*Y + 2.6 --(II) 임;
을 특징으로 하는 입자 형태의 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
상기 화학 조성은 다음 조건 (III):
Min(70.238*Y² - 12.393*Y + 0.544; 0.25) ≤ C -- (III)
을 만족하는 것을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
Y ≤ 0.098인 것을 특징으로 하는 용융 제품.
0.6 이상의 구형도를 가지며, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 100% 전체 중량에 대하여 다음의 화학 조성:
(ZrO₂ + HfO₂): 100%의 나머지를 맞춤;
6% ≤ CeO₂ ≤ 31%;
0.8% ≤ Y₂O₃ ≤ 8.5%;
0% ≤ Al₂O₃ ≤ 30%;
0% ≤ SiO₂ ≤ 37%;
0 ≤ TiO₂ ≤ 8.5%;
0 ≤ MgO ≤ 6%; 및
다른 산화물 ≤ 1%;을 가지고,
'C'를 중량 비율 'CeO₂/(ZrO₂+HfO₂)'라 하고, 'Y'를 중량 비율 'Y₂O₃/(ZrO₂+HfO₂)'라 할 때,
0 ≤ C ≤ 0.6 및 0.02 ≤Y ≤ 0.098 및 C ≤ 250*Y² - 49.1*Y + 2.6 이고;
Y < 0.079일 때,
Min(859.6102*Y³ - 93.0079*Y² - 2.7284*Y + 0.3726; 0.25) ≤ C --(VII)임;을 특징으로 하는 입자 형태의 용융 제품.
전기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 화학 조성은 다음 조건 (V):
Min(-38.095*Y² + 0.3571*Y + 0.2738; 0.25) ≤ C -- (V)
를 만족하는 것을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 화학 조성은 다음 조건 (IV):
C ≤ 150*Y² - 30.7*Y + 1.72 --(IV)
를 만족하는 것을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 어느 한 항에 있어서,
상기 화학 조성은 다음 조건 (VI):
C ≤ -51.1905*Y² + 0.25*Y + 0.4826 --(VI)
을 만족하는 것을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 어느 한 항에 있어서,
0.20 ≤ CeO₂/(ZrO₂ + HfO₂)임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
0.30 ≤ CeO₂/(ZrO₂ + HfO₂)임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 어느 한 항에 있어서,
중량 비율 CeO₂/(ZrO₂ + HfO₂)은 0.5 이하임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 어느 한 항에 있어서,
CeO₂의 함량은, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 10% 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 어느 한 항에 있어서,
중량 비율 Y₂O₃/(ZrO₂ + HfO₂)은 0.03 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
중량 비율 Y₂O₃/(ZrO₂ + HfO₂)은 0.04 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
중량 비율 Y₂O₃/(ZrO₂ + HfO₂)은 0.045 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 어느 한 항에 있어서,
중량 비율 Y₂O₃/(ZrO₂ + HfO₂)은 0.090 이하임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
중량 비율 Y₂O₃/(ZrO₂ + HfO₂)은 0.060 이하임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 어느 한 항에 있어서,
Y₂O₃의 함량은, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 1.65% 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 어느 한 항에 있어서,
Y₂O₃의 함량은, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 6.5% 이하임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
Y₂O₃의 함량은, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 4.5% 이하임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 어느 한 항에 있어서,
중량 비율 (ZrO₂ + HfO₂)/SiO₂ 는 1.5 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
중량 비율 (ZrO₂ + HfO₂)/SiO₂ 는 4 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
중량 비율 (ZrO₂ + HfO₂)/SiO₂ 는 10 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 어느 한 항에 있어서,
중량 비율 (ZrO₂ + HfO₂)/SiO₂ 는 25 이하임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
중량 비율 (ZrO₂ + HfO₂)/SiO₂ 는 20 이하임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
중량 비율 (ZrO₂ + HfO₂)/SiO₂ 는 15 이하임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
SiO₂의 함량은, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 0.5% 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
SiO₂의 함량은, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 2.5% 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
SiO₂의 함량은, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 4% 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
SiO₂의 함량은, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 8% 이하임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 어느 한 항에 있어서,
중량 비율 Al₂O₃/SiO₂이 0.2 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
중량 비율 Al₂O₃/SiO₂이 0.5 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
중량 비율 Al₂O₃/SiO₂이 3.2 이하임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
중량 비율 Al₂O₃/SiO₂이 2 이하임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
Al₂O₃의 함량이, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 1% 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
Al₂O₃의 함량이, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 4% 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
Al₂O₃의 함량이, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 10% 이하임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
Al₂O₃의 함량이, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 8% 이하임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
TiO₂의 함량이, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 1% 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
TiO₂의 함량이, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 5% 이하임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
TiO₂의 함량이, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 3% 이하임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
중량 비율 MgO/SiO₂가 1 보다 작은 것을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
중량 비율 MgO/SiO₂가 0.77 보다 작은 것을 특징으로 하는 용융 제품..
전기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
MgO의 함량이, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 0.5% 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
MgO의 함량이, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 1.6% 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
MgO의 함량이, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 4% 이하임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
다른 산화물의 함량이, 산화물을 기준으로 한 중량 %로, 0.6% 이하임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
밀도가 4 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
밀도가 4.5 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
밀도가 4.7 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
밀도가 5 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항에 있어서,
밀도가 5.2 이상임을 특징으로 하는 용융 제품.
전기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
0.005 내지 4mm의 사이즈를 가진 것을 특징으로 하는 용융 제품.
a) 초기 투입물을 형성하기 위해 원료 물질들을 혼합하는 단계;
b) 용융 물질을 형성하기 위해 상기 초기 투입물을 용융시키는 단계; 및
c) 용융 제품을 얻기 위하여 상기 용융 물질을 고화시키는 단계;를 포함하고,
상기 초기 투입물의 조성은 상기 용융 제품이 전기 청구항들 어느 하나에 부합되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 제품 제조 방법.
1항 내지 52항 중 어느 한 항, 또는 전기 청구항에 정의된 방법으로 얻은 용융 제품의 연삭 보조제로서의 용도, 습식 매질에서의 분산 보조제로서의 용도 또는 표면 처리를 위한 용도.