磨料顆粒、磨料制品及其制備和使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及磨料顆粒，所述磨料顆粒包含α-氧化鋁結(jié)晶相和0.25重量％至20重量％的β-氧化鋁結(jié)晶相，所述重量％是基于合并的所述α-氧化鋁結(jié)晶相和所述β-氧化鋁結(jié)晶相的總重量計算的。所述β-氧化鋁結(jié)晶相由經(jīng)驗式(X)(Q)Al10O17表示，其中：X選自Sr、Ca和Ba；并且Q選自Mg、Co、Ni和Zn。本發(fā)明還公開了制備和使用磨料制品的方法以及所述磨料制品。
【專利說明】磨料顆粒、磨料制品及其制備和使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及磨料顆粒及其制備方法。該磨料顆粒可摻入到多種磨料制品中，包括 粘結(jié)磨料、涂覆磨料、非織造磨料和磨刷。

【背景技術(shù)】
[0002] CI -氧化鋁廣泛用作磨料工業(yè)中的磨料。它可以純的形式或更優(yōu)選地以含有增強(qiáng) 其研磨性能的添加劑的形式使用。0 _氧化鋁是其中除鋁之外的金屬離子和氧包含在晶格 中的一種氧化鋁形式。￠-氧化鋁作為磨料相比于氧化鋁通常表現(xiàn)出較差的特性。
[0003] 許多在商業(yè)上重要的a _氧化鋁磨料顆粒衍生自溶膠-凝膠前體。它們通過以下 方式制造：制備包含水、a -氧化鋁前體（諸如一水合氧化鋁（勃姆石））和任選的膠溶劑 (例如酸，諸如硝酸）的分散體（例如溶膠），然后使分散體膠凝化，干燥膠凝化的分散體， 將干燥的分散體壓碎成顆粒，將顆粒煅燒以除去揮發(fā)物，以及在a _氧化鋁熔點(diǎn)以下的溫 度燒結(jié)煅燒的顆粒。很多情況下，分散體還包含一種或多種氧化物改性劑（例如稀土氧化 物〇?0)、0 203、(：〇0、卩6203、1^20、]\%0、]\111〇、似 20、附0、5102、511〇2、1102、211〇和21'0 2)、成核劑 (例如a -A1203、a -Cr203和a -Fe203),和/或它們的前體。此類添加通常用于改變或以其 他方式改性燒結(jié)磨料顆粒的物理特性和/或微觀結(jié)構(gòu)。此外或作為另外一種選擇，此類氧 化物改性劑、成核劑和/或其前體可以摻入干燥的或煅燒的材料（通常是煅燒顆粒）中。最 有用的氧化物改性劑是RE0,諸如例如氧化鑭、氧化釹、氧化釔、氧化鈰、氧化銪、二氧化鉿、 氧化鉺、氧化釤、氧化鐿、氧化釓和氧化鐠。最近幾年來，RE0的可用性對于所有行業(yè)來講都 成了主要的問題，從而限制了供應(yīng)并提高了成本。
[0004] 溶膠-凝膠衍生的a -氧化鋁基燒結(jié)磨料顆粒已經(jīng)用于多種多樣的磨料產(chǎn)品（例 如，粘結(jié)磨料、涂覆磨料和磨刷）以及磨削應(yīng)用（包括低壓和高壓研磨應(yīng)用兩者）。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 在一個方面，本公開提供了磨料顆粒，其中所述磨料顆粒中的每個包含a-氧化 鋁結(jié)晶相和〇. 25重量％至20重量％的0 -氧化鋁結(jié)晶相，所述重量％是基于合并的所述 a -氧化鋁結(jié)晶相和所述3 _氧化鋁結(jié)晶相的總重量計算的，其中所述3 _氧化鋁結(jié)晶相由 經(jīng)驗式⑴（Q)A11Q017表示，其中：
[0006] X選自Sr、Ca和Ba ;并且
[0007] Q 選自 Mg、Co、Ni 和 Zn。
[0008] 在另一個方面，本公開提供了制造磨料顆粒的方法，所述方法包括：
[0009] 提供包含氧化鋁前體材料的分散體，其中所述氧化鋁前體材料包含：
[0010] 鋁離子；
[0011] 至少一種選自Sr、Ca和Ba的第一二價陽離子；和
[0012] 至少一種選自Mg、Co、Ni和Zn的第二二價陽離子；
[0013] 將晶種顆粒與所述分散體混合，其中所述晶種顆粒包含有利于將氧化鋁前體材料 轉(zhuǎn)化成a-氧化鋁（例如，在燒結(jié)期間）的成核劑、或其前體；
[0014] 將分散體轉(zhuǎn)化成磨料前體顆粒；以及
[0015] 燒結(jié)所述磨料前體顆粒以提供磨料顆粒，其中所述磨料顆粒中的每個包含a-氧 化鋁結(jié)晶相和〇. 25重量％至20重量％的0 -氧化鋁結(jié)晶相，所述重量％是基于合并的所 述a-氧化鋁結(jié)晶相和所述￠-氧化鋁結(jié)晶相的總重量計算的。
[0016] 在另一方面，本公開提供了包含根據(jù)本公開的磨料顆粒的磨料制品（例如，涂覆 磨料、粘結(jié)磨料、非織造磨料或磨刷）。磨料制品可用于例如研磨工件。
[0017] 因此，在另一方面，本公開提供了研磨工件的方法，所述方法包括：
[0018] 將根據(jù)本公開的磨料顆粒與工件的表面進(jìn)行摩擦接觸，以及
[0019] 使所述磨料顆粒和所述工件的所述表面中的至少一個相對于另一個移動，以研磨 所述工件的所述表面的至少一部分。
[0020] 有利地且相當(dāng)出人意料的是，根據(jù)本公開的磨料顆粒相比于常規(guī)a _氧化鋁磨料 顆粒通常表現(xiàn)出一種或多種優(yōu)異的磨料性能特性。它們甚至可表現(xiàn)出與含有昂貴且難以獲 得的稀土氧化物的商業(yè)氧化鋁磨料顆粒（其通常為例如用于磨削不銹鋼的性能最好的 氧化鋁基磨料）相當(dāng)或甚至更優(yōu)異的一種或多種磨料性能特性。
[0021] 在考慮【具體實施方式】以及所附權(quán)利要求書之后，將進(jìn)一步理解本公開的特征和優(yōu) 點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1是包含根據(jù)本公開的磨料顆粒的示例性涂覆磨料制品的示意性剖視圖；
[0023] 圖2是包含根據(jù)本公開的磨料顆粒的另一個示例性涂覆磨料制品的示意性剖視 圖；
[0024] 圖3是包含根據(jù)本公開的磨料顆粒的示例性粘結(jié)磨料制品的示意性透視圖；并且
[0025] 圖4是包含根據(jù)本公開的磨料顆粒的非織造磨料制品的放大示意圖。
[0026] 盡管上述附圖示出了本公開的若干實施例，但是例如如討論中所指出，還可以想 到其他實施例。在所有情況下，本公開都以示例性而非限制性方式展示。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域 的技術(shù)人員可以設(shè)計出許多其他修改和實施例，這些修改和實施例也在本發(fā)明的原理的范 圍和精神內(nèi)。附圖可能未必按比例繪制。在所有附圖中，相同參考標(biāo)號可以用來表示相同 部件。

【具體實施方式】
[0027] 根據(jù)本公開的磨料顆粒包含a _氧化鋁結(jié)晶相和P _氧化鋁結(jié)晶相。
[0028] 所述@ _氧化鋁結(jié)晶相具有經(jīng)驗式⑴（Q)A11CI017。X選自鍶、鈣和鋇。例如，X可表 示為Sr aCabBa。，其中a、b和c表示大于或等于零使得a+b+c = 1的數(shù)。同樣地，Q選自Mg、 Co、Ni和Zn,并可表示為MgpCoqN;^Zn s，其中p、q、r和s表示大于或等于零使得p+q+r+s = 1的數(shù)。
[0029] 在一些實施例中，所述磨料顆粒包含0. 25重量％至20重量％的0 -氧化錯結(jié)晶 相，但也可以使用其他量。優(yōu)選地，所述磨料顆粒包含〇. 25重量％至8重量％，還更優(yōu)選2 重量％至4重量％的￠-氧化錯結(jié)晶相。在一些實施例中，所述磨料顆粒包含0.04重量％ 至2. 60重量％ (優(yōu)選地0. 1重量％至2. 1重量％，還更優(yōu)選0. 1重量％至1重量％ )的金 屬氧化物XO,以及0.01重量％至4. 5重量％ (優(yōu)選地0. 1重量％至3. 5重量％，更優(yōu)選0. 5 重量％至3重量％，還更優(yōu)選1重量％至2. 5重量％ )的金屬氧化物QO。
[0030] 不受理論的束縛，據(jù)信，其他二價金屬陽離子可替代上面給出的那些，只要它們在 3-氧化鋁晶格中的離子半徑落在最小與最大離子的范圍內(nèi)（例如，在組分X的鈣離子半徑 至鋇離子半徑的范圍內(nèi)的離子半徑，以及在組分Q的鎂離子半徑至鋅離子半徑的范圍內(nèi)的 離子半徑）。
[0031] 可將金屬X和Q的來源包含在例如初始分散體中和/或浸漬組合物（下文所述） 中?？捎玫膩碓窗ɡ缢苄曰蚍稚⑿喳}、復(fù)合物和分散性金屬氧化物（例如研磨的金 屬氧化物粉末）。例子包括硝酸鹽（例如硝酸鎂、硝酸鈷、硝酸鎳、硝酸鋅、硝酸鋇、硝酸鈣和 硝酸鍶）、金屬羧酸鹽（例如乙酸鈷、乙酸鎳、乙酸鎂、檸檬酸鈷、乙酸鈣、乙酸鋇、檸檬酸鎂、 乙酸鋅、甲酸鈷、甲酸鎂和甲酸鎳）。
[0032] 某些稀土氧化物和二價金屬陽離子與氧化鋁反應(yīng)形成由式LnMAln019表示的稀土 元素鋁酸鹽，其中Ln為三價金屬陽離子，諸如La 3+、Nd3+、Ce3+、Pr3+、Sm3+、Gd 3+、Er3+或Eu3+，并 且M為二價金屬陽離子，諸如1% 2+、11112+、附2+、2112+、31'2+、0 &2+或&)2+。此類鋁酸鹽（通常為 薄片的形式）具有六方晶體結(jié)構(gòu)并在本領(lǐng)域中稱為磁鉛礦。
[0033] 在一些實施例中，根據(jù)本公開的磨料顆粒有利地基本上不含稀土氧化物（RE0)和 RE0磁鉛礦結(jié)晶相域。因此，所述磨料顆粒包含少于1重量％ (例如少于0.9重量％、0. 8重 量％、0. 7重量％、0. 6重量％、0. 5重量％、0. 4重量％、0. 3重量％、0. 2重量％、0. 1重量％ 或甚至少于〇. 005重量％或無）的具有磁鉛礦結(jié)晶相的材料。
[0034] 根據(jù)本公開的磨料顆粒可通過以分散在分散介質(zhì)中的包含一種或多種氧化鋁來 源（例如，a-氧化鋁和/或一種或多種a-氧化鋁前體材料）的初始分散體開始的工藝 制造。如本文所用，術(shù)語"分散體"是指由分散介質(zhì)中的分散相組成的體系，例如諸如膠體 或溶膠。分散介質(zhì)為液體，通常為水，但諸如低級醇（通常為q至C 6醇）、己燒或庚燒的有 機(jī)溶劑也可用作液體介質(zhì)。水可以為例如自來水、蒸餾水或去離子水。
[0035] 分散體可包含一種或多種氧化鋁來源，例如諸如勃姆石。勃姆石可 商購獲得，例如作為DISPERAL得自南非約翰內(nèi)斯堡的薩索爾有限公司（Sasol Limited, Johannesburg, South Africa);作為 DISPAL 23N480 和 CATAPAL D 得自德克薩 斯州休斯頓的薩索爾北美公司（Sasol North America, Houston, Texas);以及以商品名 HIQ (例如HIQ-10、HIQ-20、HIQ-30和HIQ-40)得自新澤西州伊澤林的巴斯夫公司催化劑分 部（BASF, Catalysts Division, Iselin, New Jersey)。這些勃姆石或一水合氧化錯為 a -形 式，并包含相對少（即使有）的一水合物之外的水合相。
[0036] 分散體包含至少一種與上述氧化鋁來源中的一種或多種不同的或與之結(jié)合的氧 化鋁來源（例如a-氧化鋁和/或氧化鋁前體）。其他a-氧化鋁來源和前體的例子包 括a-氧化鋁粉末、氧化鋁粉末、堿性羧酸鋁（例如甲酰乙酸鋁、硝基甲酰乙酸鋁）、 部分水解的鋁醇鹽、氫氧化鋁、鋁復(fù)合物和鋁鹽（例如堿性硝酸鋁），以及它們的組合。就 堿性羧酸鋁而言，它們具有通式Al(0H) y(羧酸）3_y，其中y為介于1和2之間，在一些實 施例中介于1和1. 5之間，并且羧酸根抗衡離子選自甲酸根、乙酸根、丙酸根和草酸根，或 這些羧酸根的組合。這些材料例如通過將鋁金屬在羧酸溶液中消化而制備，如美國專利 3, 957, 598 (Merkl)中所述。堿性硝酸鋁也可例如通過將鋁金屬在硝酸溶液中消化而制備， 如美國專利3, 340, 205 (Hayes等人）或英國專利1，193, 258中所述,或通過硝酸錯的熱分 解而制備，如美國專利2, 127, 504 (Derr等人）中所述。這些材料也可例如通過將鋁鹽用堿 部分地中和而制備。堿性硝酸鋁具有通式A1(0H)Z(N0 3)3_Z，其中z為約0. 5至2. 5。
[0037] 任選且通常地，將分散體用膠溶劑處理。合適的膠溶劑一般為可溶性離子化合物， 該化合物據(jù)信會使顆粒或膠體的表面在液體介質(zhì)（例如水）中均勻地帶上電荷。在一些實 施例中，膠溶劑為酸或酸化合物。典型的酸的例子包括單質(zhì)子酸和酸化合物，諸如乙酸、鹽 酸、甲酸和硝酸，其中硝酸是優(yōu)選的。所用的酸的量取決于（例如）粒狀氧化鋁來源的分散 性、分散體的固體百分比、分散體的組分、分散體組分的量或相對量、分散體組分的粒度和/ 或分散體組分的粒度分布。分散體通常包含至少〇. 1重量％至20重量％，并在一些實施例 中1重量％至10重量％的酸,或甚至3重量％至8重量％的酸，所述重量％是基于分散體 中氧化鋁來源（例如勃姆石和/或氧化鋁前體）的總重量計算的。
[0038] 合適的膠溶劑一般為可溶性離子化合物，據(jù)信該化合物會使顆?；蚰z體的表面在 液體介質(zhì)（例如水）中均勻地帶上電荷。在一些實施例中，膠溶劑為酸或酸化合物。典型的 酸的例子包括單質(zhì)子酸和酸化合物，諸如乙酸、鹽酸、甲酸和硝酸，其中硝酸是優(yōu)選的。所用 的酸的量通常將取決于（例如）粒狀氧化鋁來源的分散性、分散體的固體百分比、分散體的 組分、分散體組分的量或相對量、分散體組分的粒度和/或分散體組分的粒度分布。分散體 通常包含至少0. 1重量％至20重量％，并在一些實施例中1重量％至10重量％的酸，或甚 至3重量％至8重量％的酸，所述重量％是基于分散體中氧化鋁來源的總重量計算的。在 一些實施例中，可在與水混合之前將酸施加到勃姆石顆粒的表面上。酸表面處理可提供勃 姆石在水中改善的分散性。
[0039] 在一些實施例中，可任選地接種初始分散體或通過合適的成核劑（例如a -氧化 鋁晶種顆粒、氧化鐵（例如a-氧化鐵）及其前體、氧化鉻及前體、氧化錳和鈦酸鹽）成核。 另外還包括用于改變a-氧化鋁結(jié)晶相的晶粒尺寸的晶種顆粒）。晶種顆粒在使用時優(yōu)選 地具有小尺寸（例如，少于5微米，優(yōu)選地少于一微米）。添加晶種或成核劑在燒結(jié)后在所 得的磨料顆粒中導(dǎo)致更小的a -氧化鋁微晶或晶胞，從而產(chǎn)生更耐久的磨粒。
[0040] 初始分散體（和/或如果使用的浸漬組合物，如下文所述）還可以包含￠-氧化 鋁結(jié)晶相中所含的除銀、鈣、鋇、鎂、鈷、鎳和鋅之外的另外的金屬氧化物前體/來源（即，能 夠通過合適的加熱條件轉(zhuǎn)化成金屬氧化物的材料）。此類材料在本文稱為金屬氧化物改性 齊IJ。此類金屬氧化物改性劑可改變所得磨料顆粒的物理特性和/或化學(xué)特性。摻入初始分 散體和/或浸漬組合物（如果使用的話）的這些其他金屬氧化物改性劑的量可取決于（例 如）所得的燒結(jié)磨料顆粒的所需組成和/或特性，以及取決于添加劑可能對用于制造磨料 顆粒的工藝的影響或在用于制造磨料顆粒的工藝中所發(fā)揮的作用。
[0041] 金屬氧化物改性劑可為金屬氧化物（例如，作為膠態(tài)懸浮液或溶膠）和/或作為 金屬氧化物前體（例如，金屬鹽，諸如金屬硝酸鹽、金屬乙酸鹽、金屬朽 1檬酸鹽、金屬甲酸鹽 和金屬氯化物鹽）。對于金屬氧化物顆粒，金屬氧化物顆粒的尺寸通常少于5微米，或甚至 少于1微米。膠態(tài)金屬氧化物為無定形的或結(jié)晶的金屬氧化物的不連續(xù)的細(xì)分顆粒，該無 定形的或結(jié)晶的金屬氧化物的一個或多個維度在約3納米至約1微米的范圍內(nèi)。膠態(tài)金屬 氧化物溶膠通常為膠體顆粒（在一些實施中，在pH少于6. 5的液體介質(zhì)中）的穩(wěn)定（即， 溶膠或分散體中的金屬氧化物固體在不受干擾靜置約2小時時通過視覺檢查在外觀上不 開始膠凝化、分離或沉降）懸浮液。
[0042] 此類其他金屬氧化物改性劑的例子包括：三氧化二鉻、三氧化二鐵、氧化锫、二氧 化鉿、氧化鈰和/或二氧化硅。
[0043] 可用的金屬氧化物前體的例子包括金屬鹽（例如金屬硝酸鹽、金屬乙酸鹽、金屬 檸檬酸鹽、金屬甲酸鹽和金屬氯化物鹽）。金屬硝酸鹽、乙酸鹽、檸檬酸鹽、甲酸鹽和氯化 物鹽可通過本領(lǐng)域已知的技術(shù)制造，或得自商業(yè)來源，諸如馬薩諸塞州沃德希爾的阿爾法 化工公司（Alfa Chemicals, Ward Hill, Massachusetts)和肯塔基州巴黎的馬林克羅公 司（Mallinckrodt Chemicals, Paris, Kentucky)。硝酸鹽的例子包括硝酸鋰、硝酸猛、硝酸 鉻、硝酸鏑、硝酸鉺、硝酸鐿、硝酸釔、硝酸鐠、硝酸釹、硝酸鑭、硝酸銪和硝酸鐵。金屬乙酸鹽 的例子包括乙酸鋰、乙酸錳、乙酸鉻、乙酸鏑、乙酸鑭、乙酸釹、乙酸鐠、乙酸釤、乙酸鐿、乙酸 釔、乙酸鐿。檸檬酸鹽的例子包括檸檬酸鋰和檸檬酸錳。甲酸鹽的例子包括甲酸鋰和甲酸 猛。
[0044] 有利地，根據(jù)本公開的磨料顆?？稍诓缓哂腥缟纤龅南嚓P(guān)問題的稀土氧化物 的情況下表現(xiàn)出優(yōu)異的研磨特性。因此，磨料顆?？砂环N或多種少于1重量％、〇. 5重 量％、0. 4重量％、0. 3重量％、0. 2重量％、0. 1重量％或甚至少于0. 01重量％的作為整體 的稀土氧化物。
[0045] 示例性氧化鋯來源包括鋯鹽和氧化鋯溶膠，但浸漬組合物中的氧化鋯來源通常為 在液體介質(zhì)中形成溶液的鋯鹽。鋯鹽的例子包括乙酸鋯、硝酸氧鋯、羥基硝酸鋯、甲酸鋯和 乙酰丙酮鋯、鋯醇鹽（例如丁醇鋯、乙醇鋯、丙醇鋯和叔丁醇鋯）、氯化鋯、硝酸鋯、銨絡(luò)合 物、碳酸鋯銨、四氯化鋯、八水氧氯化鋯。氧化鋯溶膠包含無定形的或結(jié)晶的氧化鋯的細(xì)分 顆粒，該無定形的或結(jié)晶的氧化鋯的一個或多個維度在約3納米至約250納米的范圍內(nèi)。 膠態(tài)氧化鋯中的平均氧化鋯粒度通常少于約150納米、少于約100納米或甚至少于約50 納米。在一些情況下，氧化鋯顆粒可為約3至10納米。在大多數(shù)情況下，膠體氧化鋯包含 一定的氧化鋯粒度分布或范圍。氧化鋯溶膠包括可作為NYACOL Zr02 (乙酸根穩(wěn)定的）和 ZR100/20購自耐可納諾科技公司（Nyacol Nano Technologies, Inc.)的那些。有關(guān)氧化锫 溶膠的更多信息，參見例如美國專利5, 498, 269 (Larmie)和美國專利5, 551，963 (Larmie)。
[0046] 有關(guān)在勃姆石分散體中包含金屬氧化物（和/或其前體）的另外細(xì)節(jié)，參見例如 美國專利4,314,827(Leitheiser等人）、美國專利4,770,671(Monroe等人）、美國專利 4, 881，951 (Wood 等人）、美國專利 5, 429, 647 (Larmie)、美國專利 5, 498, 269 (Larmie)和美 國專利 5, 551，963 (Larmie)。
[0047] 用于實踐本公開的分散體（例如，基于勃姆石的分散體）通常包含大于15重量％ (通常大于20重量％至約80重量％;通常大于30重量％至約80重量％ )的固體（或者勃 姆石），所述重量％是基于分散體的總重量計算的。然而，在一些實施例中，分散體包含35 重量％或更多、45重量％或更多、50重量％或更多、55重量％或更多、60重量％或更多，或 65重量％或更多的固體（或者勃姆石），所述重量％是基于分散體的總重量計算的。高于約 80重量％的固體和勃姆石的重量百分比也是可用的，但往往更難以加工來制造根據(jù)本公開 的方法所提供的磨料顆粒。
[0048] 制造a -氧化錯基磨料顆粒的一般程序例如在美國專利4, 518, 397 (Leitheiser 等人）、美國專利4, 770, 671 (Monroe)、美國專利4, 744, 802 (Schwabel)、美國專利 5, 139, 978 (Wood)、美國專利 5, 219, 006 (Wood)和美國專利 5, 593, 647 (Monroe)中有所公 開。
[0049](初始）分散體通常通過添加各種組成性組分然后將它們混合在一起以提供均勻 混合物而制備。例如，可將勃姆石添加到已與硝酸混合的水中?？稍谔砑硬肥?、之中 或之后添加其他組分。
[0050] 通常通過逐漸添加液體組分至不溶解于該液體組分的組分中，同時混合或翻滾后 者，制備高固體分散體。例如，可將含有水、硝酸和金屬鹽的液體逐漸添加到勃姆石，同時混 合后者使得該液體更容易地分布在整個勃姆石中。
[0051] 合適的攪拌器包括桶式攪拌器、弓刀攪拌器、球磨機(jī)和高剪切攪拌 器。其他合適的攪拌器可購自伊利諾伊州古尼的愛立許機(jī)械公司（Eirich Machines, Inc.，Gurnee, Illinois);明尼蘇達(dá)州明尼阿波利斯的賀首卡瓦倍配克斯公司 (Hosokawa-Bepex Corp.，Minneapolis, Minnesota)(包括可以商品名 SCHUGI FLEX-0-MIX、 型號FX-160獲得的攪拌器）；和肯塔基州佛羅倫薩的Littleford-Day &3(Littleford-Day, Inc.，F(xiàn)lorence, Kentucky)〇
[0052] 可對基于勃姆石的分散體加熱以增加a - -水合氧化鋁的分散性、其他顆粒物的 分散性，和/或以形成均勻的分散體。溫度可便利地變化，例如溫度可在約20°C至80°C的 范圍內(nèi)，通常在介于25°C和75°C之間。除此之外或作為另外一種選擇，例如，可將分散體在 1.5至130個大氣壓范圍內(nèi)的壓力下加熱。
[0053] 基于勃姆石的分散體通常在干燥之前或在干燥過程中膠凝。大部分改性劑的添加 可導(dǎo)致分散體膠凝加快?；蛘撸商砑右宜徜@或其他離子物質(zhì)以引起分散體膠凝。分散體 的pH和凝膠中的離子濃度通常決定分散體的膠凝速度。通常，分散體的pH在約1. 5至約 5的范圍內(nèi)。
[0054] 可將分散體擠出?？赡軆?yōu)選擠出分散體（通常是，其中至少50重量％的氧化鋁 含量由微粒（例如，勃姆石）提供的分散體），在本文中包括膠凝分散體，或甚至是部分去 液化的分散體。可將擠出的分散體（稱為擠出物）擠出成伸長的前體材料（例如，棒狀 物（包括圓柱形棒狀物和橢圓形棒狀物））。在焙燒后，棒狀物可具有1. 5至10,在一些 實施例中2至6的縱橫比?；蛘?，擠出物可以為非常薄的片材的形式，參見例如美國專利 4, 848, 041 (Kruschke)。合適的擠出機(jī)的例子包括柱塞式擠出機(jī)，單螺桿、雙螺桿和分段螺 桿擠出機(jī)。
[0055] 可將分散體例如在擠出之前或在擠出過程中壓實（其中擠出步驟本身可涉及分 散體的壓實）。在壓實分散體時，應(yīng)當(dāng)理解，分散體經(jīng)受壓力或力，諸如例如在制粒機(jī)或模壓 機(jī)（包括機(jī)械式、液壓式和氣動式壓機(jī)或壓力機(jī)）或擠出機(jī)中所經(jīng)歷的壓力或力（即，所有 或基本上所有分散體經(jīng)歷指定的壓力）。一般來講，壓實分散體減少分散體中夾帶的空氣或 氣體的量，繼而通常產(chǎn)生更少孔的微觀結(jié)構(gòu)。另外，壓實步驟可導(dǎo)致擠出機(jī)連續(xù)進(jìn)料的方式 更簡單，并因而可節(jié)省勞力。
[0056] 將分散體轉(zhuǎn)化成磨料前體顆粒（即，可例如通過干燥和燒結(jié)而轉(zhuǎn)化成磨料顆粒的 顆粒）。一般來講，干燥分散體的技術(shù)在本領(lǐng)域是已知的，包括加熱以促進(jìn)液體介質(zhì)的蒸發(fā) 或只是在空氣中干燥。干燥步驟一般從分散體中去除顯著部分的液體介質(zhì)；然而，在干燥的 分散體中仍可存在小部分（例如，約10重量％或更少）的液體介質(zhì)。典型的干燥條件包括 約室溫至高于約200°C范圍內(nèi)的、更典型地介于50°C和150°C之間的溫度，但這不是必要條 件。時間范圍可在約30分鐘至數(shù)天以上。為了最大程度減少鹽分遷移，可能優(yōu)選的是將分 散體在低溫下干燥。
[0057] 干燥后，可將干燥的分散體轉(zhuǎn)化成磨料前體顆粒。產(chǎn)生這些磨料前體顆粒的一種 典型手段是使用壓碎技術(shù)?？梢圆捎酶鞣N壓碎或粉碎技術(shù)，諸如輥式破碎機(jī)、顎式破碎機(jī)、 錘磨機(jī)、球磨機(jī)等。可對較粗的顆粒進(jìn)行再次壓碎以得到較細(xì)的顆粒。在一些實施例中，將 干燥的分散體壓碎，因為通常而言壓碎干燥的凝膠比壓碎根據(jù)本公開的燒結(jié)的a -氧化鋁 基磨料顆粒更容易。
[0058] 或者，例如，可將混合物在干燥前轉(zhuǎn)化成磨料前體顆粒。這可例如在將混合物加工 成優(yōu)選的顆粒形狀和粒度分布時進(jìn)行。例如，可將分散體擠成棒狀物，隨后切成優(yōu)選的長 度，然后干燥?；蛘?，例如，可將混合物模塑成三角形顆粒，然后干燥。有關(guān)三角形顆粒的 另外細(xì)節(jié)可見于美國專利5, 201，916 (Berg等人）。通過溶膠-凝膠模塑工藝形成的磨料 顆粒的另外其他形狀在例如美國專利8, 142, 891B2 (Culler等人）、8, 034, 137B2 (Erickson 等人）、8, I42, 532B2 (Erickson 等人）、8, I42, 53lB2(Adefris 等人）、8, I23, 828A(Culler 等人）以及美國專利申請公布2010/0146867Al(Boden等人）和PCT國際專利申請公布TO 2011/109188A2(Givot等人）中有所描述。
[0059] 另選地，例如，可將干燥的混合物（例如分散體）成形為具有高揮發(fā)性組分含量的 團(tuán)塊，然后通過將團(tuán)塊直接喂入溫度保持在350°C以上（通常在介于600°C和900°C之間） 的加熱爐中而爆炸式粉碎。
[0060] 使金屬氧化物改性劑源（通常為金屬氧化物前體）浸入干燥的和/或煅燒的磨料 前體顆粒也在本公開的范圍內(nèi)。通常，金屬氧化物前體為金屬鹽的形式。示例性可用的金 屬氧化物前體和金屬鹽在上文針對初始分散體進(jìn)行了描述。
[0061] 浸漬衍生自溶膠-凝膠的干燥和/或煅燒顆粒的方法一般例如在美國專利 5, 164, 348 (Wood)中有所描述。一般來講，陶瓷前體材料（即，干燥的氧化鋁基混合物（或 干燥的陶瓷前體材料）或煅燒的氧化鋁基混合物（或煅燒的陶瓷前體材料））為多孔的。例 如，煅燒的陶瓷前體材料通常具有從外表面延伸至其內(nèi)部的直徑約2至15納米的孔。存在 此類孔使得包含含有液體介質(zhì)（通常為水）和合適金屬前體的混合物的浸漬組合物可進(jìn)入 陶瓷前體材料?？蓪⒔饘冫}材料溶于液體中，并將所得的溶液與多孔陶瓷前體顆粒材料混 合。據(jù)認(rèn)為，浸漬過程通過毛細(xì)管作用而發(fā)生。
[0062] 如果優(yōu)選浸漬金屬鹽，則用于浸漬組合物的液體可以為例如水（包括去離子水）、 有機(jī)溶劑及其混合物，按理論金屬氧化計，金屬鹽在液體介質(zhì)中的濃度通常在約5 %至約 40%溶解固體的范圍內(nèi)。在一些實施例中，添加至少50毫升（ml)的溶液以實現(xiàn)對100克 (g)的多孔前體顆粒物質(zhì)的浸漬，并例如在一些實施例中，添加至少約60ml的溶液以實現(xiàn) 對l〇〇g的前體顆粒物質(zhì)的浸漬。
[0063] 通常，將磨料前體顆粒在燒結(jié)前煅燒，但煅燒步驟不是必要條件。一般來講，用于 煅燒磨料前體顆粒的技術(shù)在本領(lǐng)域中是已知的，其中基本上所有的揮發(fā)物都得以除去，并 且存在于分散體中的各種組分轉(zhuǎn)化為氧化物。此類技術(shù)包括使用轉(zhuǎn)爐或定爐在約400°C至 1000°C (通常約450°C至800°C)范圍內(nèi)的溫度下加熱干燥的混合物，直到游離水并通常直 到至少約90重量％的任何結(jié)合的揮發(fā)物被除去。
[0064] 在形成磨料前體顆粒并任選地煅燒后，對磨料前體顆粒進(jìn)行燒結(jié)以提供a _氧化 鋁基磨料顆粒。一般來講，用于燒結(jié)磨料前體顆粒的技術(shù)在本領(lǐng)域中是已知的，包括在能 有效使過渡性氧化鋁轉(zhuǎn)化為a _氧化鋁的溫度下加熱，從而使所有的金屬氧化物前體或與 氧化鋁反應(yīng)或形成金屬氧化物，并增加陶瓷材料的密度。磨料前體顆?？赏ㄟ^加熱而燒結(jié) (例如使用電阻、微波、等離子體、激光或氣體燃燒，以分批方式或連續(xù)方式）。燒結(jié)溫度通 常在約1200°C至約1650°C的范圍內(nèi)；通常在約1200°C至約1500°C的范圍內(nèi)；更通常少于 1450°C。磨料前體顆粒暴露于燒結(jié)溫度的時長取決于（例如）粒度、顆粒的組成和燒結(jié)溫 度。通常，燒結(jié)時間在幾秒鐘至約60分鐘（在一些實施例中，在約3至30分鐘內(nèi)）的范圍 內(nèi)。燒結(jié)通常在氧化氣氛中完成，但也可以使用惰性或還原性氣氛。
[0065] 根據(jù)本公開的磨料顆粒的最長維度通常為至少約一微米，但也可以更小。本文所 述的磨料顆?？扇菀椎刂瞥删哂写笥诩s50微米的長度，并且也可容易地制造更大的磨料 顆粒（例如，大于約一毫米或甚至大于約5毫米）。在一些實施例中，磨料顆粒具有在約0. 1 至約5毫米的范圍內(nèi)（通常在約0.1至約3毫米的范圍內(nèi)）的一個或多個長度，但其他尺 寸也是可用的，甚至對某些應(yīng)用可能更優(yōu)選。在另一個方面，根據(jù)本公開的磨料顆粒通常為 至少1. 2:1或甚至1. 5:1、有時至少2:1或者至少2. 5:1的縱橫比。
[0066] 通常使用本領(lǐng)域已知的技術(shù)，對在根據(jù)本公開方法的過程中或通過根據(jù)本公開的 方法所提供的干燥、煅燒和/燒結(jié)材料進(jìn)行過篩和分級。例如，可將干燥的顆粒在煅燒前過 篩到優(yōu)選的尺寸。通常在用于磨料應(yīng)用前或摻入磨料制品前對燒結(jié)的磨料顆粒進(jìn)行過篩和 分級。
[0067] 再循環(huán)利用未使用的（通常為尺寸太小而不能提供燒結(jié)磨料顆粒的優(yōu)選尺寸的 顆粒）去液化混合物（通常為分散體）材料也在本公開的范圍內(nèi)，如一般例如在美國專利 4, 314, 827 (Leitheiser等人）中有所描述。例如，可如上所述制備、干燥、壓碎并過篩第 一分散體，然后通過合并例如液體介質(zhì)（例如，含水的）、勃姆石和得自第一分散體的去液 化材料以及任選的金屬氧化物和/或金屬氧化物前體而制備第二分散體。按理論金屬氧 化物計，再循環(huán)利用的材料可提供例如至少10%、至少30%、至少50%或甚至至多（并包 括）100%的分散體的理論A1 203含量，所述分散體去液化并轉(zhuǎn)化（包括煅燒和燒結(jié)）以提 供燒結(jié)的磨料顆粒。
[0068] 將磨料顆粒用表面涂層涂覆也在本公開的范圍內(nèi)，例如，如美國專利 1，910, 440 (Nicholson)、美國專利 3, 041，156 (Rowse)、美國專利 5, 009, 675 (Kunz 等人）、美 國專利4, 997, 461 (Markhoff-Matheny等人）和美國專利5, 042, 991 (Kunz等人）、美國專利 5, 011，508 (Wald等人）和美國專利5, 213, 591 (Celikkaya等人）中所述。
[0069] 在一些實施例中，根據(jù)本公開的燒結(jié)的a -氧化鋁基磨料顆粒還包含氧化鋯涂 層。雖然不想受到理論的限制，但是據(jù)信，此類涂覆磨料顆粒尤其可用于利用玻璃化粘結(jié)的 粘結(jié)磨料，因為涂層為磨料顆粒的表面增添紋理，從而增強(qiáng)磨料顆粒與玻璃化粘結(jié)劑的機(jī) 械粘附力。另外，據(jù)信，此類涂層避免磨料顆粒與玻璃化粘結(jié)劑反應(yīng)以及弱化磨料顆粒。
[0070] 此類氧化鋯涂層可例如通過上述浸漬方法施加，其中氧化鋯源為例如硝酸氧鋯和 /或羥基硝酸鋯。
[0071 ] 通常，根據(jù)本公開的磨料顆粒具有在0. 05微米至20微米的范圍內(nèi)，并在一些實施 例中，在0. 1微米至1. 0微米的范圍內(nèi)的平均a -氧化鋁微晶尺寸，但這不是必要條件。
[0072] 根據(jù)本公開制造的磨料顆粒可具有多種密度，通常取決于工藝條件（例如燒結(jié)條 件）。可用的密度通常將取決于預(yù)期的最終用途。在一些實施例中，根據(jù)本公開的磨料顆粒 具有至少3. 7、3. 75、3. 8、3. 85、3. 9或甚至至少3. 95g/cm3的密度（即，真密度），但也可以 使用其他密度。
[0073] 根據(jù)本公開的磨料顆?？杀憩F(xiàn)出優(yōu)異的硬度。因此，在一些實施例中，它們可具有 至少19、20或甚至至少21吉帕斯卡（GPa)的平均硬度。
[0074] 本公開的材料的平均硬度可如下方式測定。將部分材料安裝在安裝樹脂（可 以商品名TRANSOPTIC POWDER得自伊利諾伊州布勒夫的湖標(biāo)樂公司（Buehler，Lake Bluff，Illinois))中，通常為直徑約2. 5cm且高度約1.9cm的圓柱體樹脂。采用拋 光機(jī)（諸如以商品名EC0MET 3得自伊利諾伊州布勒夫的湖標(biāo)樂公司（Bueh 1 er，Lake Bluff，Illinois))利用常規(guī)拋光技術(shù)對安裝的部分進(jìn)行準(zhǔn)備。利用70微米金剛石砂輪拋 光樣本約3分鐘，之后用45、30、15、9、3和1微米的漿料分別拋光5分鐘?？衫门溆芯S氏 壓頭（例如使用500克的壓入負(fù)荷）的常規(guī)微硬度測試儀（諸如以商品名MITUT0Y0 MVK-VL 得自日本東京的三豐株式會社（Mitutoyo Corporation, Tokyo, Japan))測量微硬度。根據(jù) ASTM Test Method E384Test Methods for Microhardness of Materials(1991)(ASTM 測 試方法E384 :材料微硬度測試方法）中所述的指導(dǎo)原則測量微硬度。
[0075] 可例如將根據(jù)本公開的磨料顆粒壓碎或成形。
[0076] 根據(jù)本公開的磨料顆粒尤其是壓碎的磨料顆粒可用本領(lǐng)域熟知的技術(shù)過篩并分 級，包括使用磨料工業(yè)公認(rèn)的分級標(biāo)準(zhǔn)，諸如ANSI (美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會）、FEPA (歐洲磨料生 產(chǎn)聯(lián)合會）和JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）。根據(jù)本公開的磨料顆?？梢詫挿旱牧６确秶褂?，通 常粒度在約〇. 1至約5000微米的范圍內(nèi)，更通常在約一至約2000微米的范圍內(nèi)；優(yōu)選地為 約5至約1500微米，更優(yōu)選地為約100至約1500微米。
[0077] ANSI 粒級標(biāo)號包括：ANSI 4、ANSI 6、ANSI 8、ANSI 16、ANSI 24、ANSI 36、ANSI 40、ANSI 50、ANSI 60、ANSI 80、ANSI 100、ANSI 120、ANSI 150、ANSI 180、ANSI 220、 ANSI 240、ANSI 280、ANSI 320、ANSI 360、ANSI 400 和 ANSI 600。FEPA 粒級標(biāo)號包括：P8、 P12、P16、P24、P36、P40、P50、P60、P80、P100、P120、P150、P180、P220、P320、P400、P500、 P600、P800、P1000 和 P1200。JIS 粒級標(biāo)號包括：JIS8、JIS12、JIS16、JIS24、JIS36、JIS46、 JIS54、JIS60、JIS80、JIS100、JIS150、JIS180、JIS220、JIS240、JIS280、JIS320、JIS360、 JIS400、JIS400、JIS600、JIS800、JIS1000、JIS1500、JIS2500、JIS4000、JIS6000、JIS8000 和 JIS10, 000。
[0078] 根據(jù)本公開的成形磨料顆粒具有非隨機(jī)形狀，通常由用于形成它們的方法 所賦予。例如，可將成形磨料顆粒成形為錐體、截錐體、棒狀物或圓錐體。成形磨料 顆粒可通過以下方法制造：溶膠-凝膠混合物的擠出或絲網(wǎng)印刷（例如，如美國專利 6,054,093(T 〇rre，Jr.等人）中所述）；或采用生產(chǎn)模具（SP，模具）的溶膠-凝膠模塑 工藝，如在例如美國專利申請 2010/0146867Al(Boden 等人）、2010/0151195Al(Culler 等人）、2010/0151196Al(Adefris 等人）、2009/0165394Al(Culler 等人）和 2010/0151201A1 (Erickson等人）中所述。在這些方法中，可能期望的是，在初始分散體中 包含脫模化合物，或?qū)⒚撃┩坎嫉侥＞弑砻嫔?，以有助于根?jù)需要從模具中去除顆粒。典 型的脫模劑包括油（諸如花生油或礦物油、魚油）、硅氧烷、聚四氟乙烯、硬脂酸鋅和石墨。
[0079] 在另一方面，本公開提供了團(tuán)聚體磨料顆粒，每一者包含經(jīng)由粘結(jié)劑粘結(jié)在一起 的多個根據(jù)本發(fā)明的磨料顆粒。
[0080] 在另一方面，本公開提供包含粘結(jié)劑和多個磨料顆粒的磨料制品（例如，涂覆磨 料制品、粘結(jié)磨料制品（包括玻璃化的、樹脂狀的和金屬粘結(jié)的磨輪、切割輪、磨頭和珩磨 石）、非織造磨料制品和磨刷），其中至少一部分磨料顆粒為根據(jù)本公開的磨料顆粒（包括 其中磨料顆粒為凝聚的）。制造此類磨料制品和使用磨料制品的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟 知的。此外，根據(jù)本公開的磨料顆?？捎糜诶媚チ项w粒的磨料應(yīng)用，諸如研磨化合物（例 如拋光化合物）的漿料、研磨介質(zhì)、噴丸介質(zhì)、振動研磨介質(zhì)等。
[0081] 涂覆磨料制品通常包括背襯、磨料顆粒以及將磨料顆粒固定到背襯上的至少一種 粘結(jié)劑。合適的背襯材料的例子包括織造織物、聚合物膜、硫化纖維、非織造織物、針織織 物、紙材，其組合及其經(jīng)過處理的型式。粘結(jié)劑可以是任何合適的粘結(jié)劑，包括無機(jī)或有機(jī) 粘結(jié)劑（包括熱固化性樹脂和輻射固化性樹脂）。磨料顆粒可存在于涂覆磨料制品的一個 層中或兩個層中。
[0082] 根據(jù)本公開的涂覆磨料制品的示例性實施例在圖1中示出。參見圖1，涂覆磨料 制品100具有背襯120和磨料層130。磨料層130包括通過底膠層150和復(fù)膠層160固定 至IJ背襯120(襯底）的主表面170的根據(jù)本公開的磨料顆粒140。如果需要，還可以包括另 外的層，例如諸如疊加在復(fù)膠層上的任選的頂膠層（未示出），或背襯抗靜電處理層（未示 出）。
[0083] 根據(jù)本公開的另一示例性涂覆磨料制品在圖2中示出。參見圖2,示例性涂覆磨料 制品200具有背襯（襯底）220和結(jié)構(gòu)化磨料層230。結(jié)構(gòu)化磨料層230包括多個成形的磨 料復(fù)合體235,這些復(fù)合體包含分散在固定到背襯220主表面270的粘結(jié)劑材料250中的根 據(jù)本公開的磨料顆粒240。
[0084] 如果需要，根據(jù)本公開的涂覆磨料顆?？砂硗獾膶樱T如疊加在磨料層上的 任選的頂膠層，或也可以包括背襯抗靜電處理層。
[0085] 有關(guān)涂覆磨料制品的進(jìn)一步細(xì)節(jié)可見于例如美國專利4, 734, 104 (Broberg)、 4,737，163(Larkey)、5,203,884(Buchanan 等人）、5，152,917(Pieper 等人）； 5,378,251 (Culler 等人）、5,436,063 (Follett 等人）、5,496,386 (fcoberg 等人）、 5,609, 706 (Benedict 等人）、5, 520, 711 (Helmin)、5, 961,674 (Gagliardi 等人）和 5, 975, 988(Christianson)。
[0086] 粘結(jié)磨料制品通常包括成形的磨料顆粒團(tuán)塊，這些磨料顆粒通過有機(jī)、金屬或玻 璃化粘結(jié)劑保持在一起。此類成形團(tuán)塊可以是例如輪的形式，諸如磨輪或切割輪。磨輪的 直徑通常為約lcm至lm以上；切割輪的直徑為約lcm至80cm以上（更通常為3cm至約 50cm)。切割輪的厚度通常為約0.5mm至約5cm，更通常為約0.5mm至約2cm。成形團(tuán)塊還 可以為例如珩磨石、砂瓦、磨頭、圓盤（例如，雙盤磨床）或其他常規(guī)粘結(jié)磨料形狀的形式。 粘結(jié)磨料制品通常包含約3體積％至50體積％的粘結(jié)材料，約30體積％至90體積％的磨 料顆粒（或磨料顆粒共混物），至多50體積％的添加劑（包括助磨劑），和至多70體積％ 的孔隙，所述體積％是基于粘結(jié)磨料制品的總體積計算的。
[0087] 示例性形式為磨輪。參見圖3,根據(jù)本公開的磨輪300包含通過粘結(jié)劑材料330保 持、模塑成輪狀并安裝在輪轂320上的根據(jù)本公開的磨料顆粒340。
[0088] 有關(guān)粘結(jié)磨料制品的進(jìn)一步細(xì)節(jié)可見于例如美國專利4, 543, 107 (Rue)、美 國專利4, 741，743 (Narayanan等人）、美國專利4, 800, 685 (Haynes等人）、美國專利 4, 898, 597 (Hay 等人）、4, 997, 461 (Markhoff-Matheny 等人）、5, 037, 453 (Narayanan 等人） 和美國專利5, 863, 308 (Qi等人）。
[0089] 非織造磨料制品通常包括開放式的、多孔的膨松有彈性的聚合物長絲結(jié)構(gòu)，其中 根據(jù)本公開的磨料顆粒分布在整個結(jié)構(gòu)中并且通過有機(jī)粘結(jié)劑粘附性地粘結(jié)在其中。長絲 結(jié)構(gòu)的例子包括聚酯纖維、聚酰胺纖維和芳族聚酰胺纖維。在圖4中，提供了根據(jù)本公開的 示例性非織造磨料制品400的放大約100倍的示意圖。根據(jù)本公開的這種非織造磨料制品 包含膨松有彈性的開放式非織造纖維網(wǎng)450 (襯底），根據(jù)本公開的磨料顆粒440通過粘結(jié) 劑材料460粘附在襯底上。
[0090] 有關(guān)非織造磨料顆粒的進(jìn)一步細(xì)節(jié)可見于例如美國專利2, 958, 593 (Hoover 等人）、4,227,350卬"261')、4,991，362 (此761'等人）、5,712,210〇^11(118。11等 人）、5, 591，239 (Edblom 等人）、5, 681，361 (Sanders)、5, 858, 140 (Berger 等人）、 5, 928, 070 (Lux)、和美國專利 6, 017, 831 (Beardsley 等人）。
[0091] 可用的磨刷包括具有與背襯成為一體的多根鬃毛的那些磨刷（參見例如美國專 利 5, 443, 906 (Pihl 等人）、5, 679, 067 (Johnson 等人）和 5, 903, 951 (Ionta 等人））。優(yōu)選 地，通過注塑聚合物和磨料顆粒的混合物來織造此類刷。
[0092] 合適的粘結(jié)劑材料包括有機(jī)粘結(jié)劑，諸如例如熱固性有機(jī)聚合物。合適的熱固性 有機(jī)聚合物的例子包括：酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹酯、聚氨基甲酸酯樹脂、丙 烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、帶a，￠-不飽和羰基側(cè)基的氨基塑料樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯化 聚氨酯、丙烯酸改性環(huán)氧樹脂，以及它們的組合。粘結(jié)劑和/或磨料制品還可以包含添加 齊U，諸如纖維、潤滑劑、潤濕劑、觸變材料、表面活性劑、顏料、染料、抗靜電劑（例如，炭黑、 氧化釩、石墨等）、偶聯(lián)劑（例如，硅烷、鈦酸鹽、鋯鋁酸鹽等）、增塑劑、助懸劑等。對這些 任選添加劑的量進(jìn)行選擇，以提供優(yōu)選的特性。偶聯(lián)劑可以提高對磨料顆粒和/或填料的 粘附力。粘結(jié)劑化學(xué)可以是熱固化的、輻射固化的或其組合。有關(guān)粘結(jié)劑化學(xué)的另外細(xì)節(jié) 可見于美國專利4, 588, 419 (Caul等人）、美國專利4, 751，138 (Tumey等人）和美國專利 5,436,063$〇116憂等人）。
[0093] 更具體地，對于玻璃化粘結(jié)磨料，表現(xiàn)出非晶態(tài)結(jié)構(gòu)并且通常較硬的玻璃化粘結(jié) 材料在本領(lǐng)域中為人們所熟知。在一些情況下，玻璃化粘結(jié)材料包括結(jié)晶相。根據(jù)本公開 制造的粘結(jié)的玻璃化磨料顆?？梢允禽啠òㄇ懈钶啠㈢衲ナ?、磨頭的形狀或其他常規(guī)粘 結(jié)磨料形狀。根據(jù)本公開的示例性玻璃化粘結(jié)磨料制品為磨輪。
[0094] 用于形成玻璃化粘結(jié)材料的金屬氧化物的例子包括：二氧化硅、硅酸鹽、氧化鋁、 蘇打、氧化鈣、氫氧化鉀、二氧化鈦、氧化鐵、氧化鋅、氧化鋰、氧化鎂、氧化硼、硅酸鋁、硼硅 酸鹽玻璃、硅酸鋁鉀和它們的組合物等。通常，玻璃化粘結(jié)材料可以用包含10%至100%的 玻璃料的組合物制成，但更通常地，包含20%至80 %的玻璃料、或30 %至70%的玻璃料的 組合物。玻璃化粘結(jié)材料的其余部分可以是非玻璃料材料。另選地，玻璃化粘結(jié)材料可衍 生自含非玻璃料的組合物。通常使玻璃化粘結(jié)材料在以下溫度范圍內(nèi)成熟：約700°C至約 1500°C，通常約800°C至約1300°C，有時約900°C至約1200°C，或甚至約950°C至約1KKTC。 使粘結(jié)成熟的實際溫度取決于例如特定的粘結(jié)化學(xué)性質(zhì)。
[0095] 在一些實施例中，玻璃化粘結(jié)材料可包括含有二氧化硅、氧化鋁（優(yōu)選地，至少10 重量％的氧化鋁）和氧化硼（優(yōu)選地，至少10重量％的氧化硼）的那些材料。在大多數(shù)情 況下，玻璃化粘結(jié)材料還包含一種或多種堿金屬氧化物（如，Na 20和K20)(在一些情況下， 至少10重量％的一種或多種堿金屬氧化物）。
[0096] 粘結(jié)劑材料也可含有填充材料或助磨劑，通常以顆粒物質(zhì)的形式存在。通常，顆粒 物質(zhì)為無機(jī)材料。本發(fā)明可用的填料的例子包括：金屬碳酸鹽（如，碳酸鈣（如白堊、方解 石、泥灰土、石灰華、大理石和石灰石）、碳酸鈣鎂、碳酸鈉、碳酸鎂）、二氧化硅（如，石英、玻 璃小珠、玻璃泡和玻璃纖維）、硅酸鹽（如，滑石粉、粘土、（蒙脫土）長石、云母、硅酸鈣、偏 硅酸鈣、硅鋁酸鈉、硅酸鈉）、金屬硫酸鹽（如，硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鈉、硫酸鋁鈉、硫酸鋁）、 石膏、蛭石、木粉、三水合鋁、炭黑、金屬氧化物（如，氧化鈣（石灰）、氧化鋁和二氧化鈦）以 及金屬亞硫酸鹽（如，亞硫酸鈣）。
[0097] 通常，助磨劑的添加可增加磨料制品的使用壽命。助磨劑是一種能顯著影響研磨 的化學(xué)過程和物理過程、使性能得到改善的材料。助磨劑涵蓋許多不同的材料，并且可以是 無機(jī)基或有機(jī)基的。助磨劑的化學(xué)群組的例子包括石蠟、有機(jī)鹵化物、鹵化物鹽和金屬以及 它們的合金。有機(jī)鹵化物通常在研磨過程中分解，釋放鹵氫酸或氣態(tài)鹵化物。此類材料的 例子包括氯化石蠟，例如四氯化萘、五氯化萘、和聚氯乙烯。鹵化鹽的例子包括氯化鈉、鉀冰 晶石、鈉冰晶石、銨冰晶石、四氟硼酸鉀、四氟硼酸鈉、四氟化硅、氯化鉀和氯化鎂。金屬的例 子包括錫、鉛、秘、鉆、鋪、鋪、和鐵欽。其他雜項助磨劑包括硫、有機(jī)硫化合物、石墨和金屬硫 化物?？梢允褂貌煌┑慕M合，并在一些情況下，這可產(chǎn)生協(xié)同增強(qiáng)作用。
[0098] 助磨劑尤其可用于涂覆磨料制品和粘結(jié)磨料制品。在涂覆磨料制品中，助磨劑通 常用于頂膠涂層，該頂膠涂層是施加在磨料顆粒的表面上的。然而，有時將助磨劑添加到復(fù) 膠涂層中。通常，摻入涂覆磨料制品中的助磨劑的量為約50至300g/m 2(優(yōu)選地，約80至 160g/m2)。在玻璃化粘結(jié)的磨料制品中，助磨劑通常浸漬入制品的孔隙中。
[0099] 磨料制品可含有100%的根據(jù)本公開的磨料顆粒，或此類磨料顆粒與其他磨料顆 粒和/或稀釋劑顆粒的共混物。然而，磨料制品中至少約2重量％、優(yōu)選至少約5重量％并 且更優(yōu)選約30重量％至100重量％的磨料顆粒應(yīng)為根據(jù)本公開的磨料顆粒。
[0100] 在一些情況下，根據(jù)本公開的磨料顆?？梢越橛?重量％和75重量％之間、約25 重量％至75重量％、約40重量％至60重量％，或約50重量％至50重量％ (即，以相等的 重量）的比率與另外的磨料顆粒和/或稀釋劑顆粒共混。
[0101] 合適的常規(guī)磨料顆粒的例子包括：熔融氧化鋁（包括白熔融氧化鋁、熱處理氧化 鋁和棕色氧化鋁）、碳化硅、碳化硼、碳化鈦、金剛石、立方氮化硼、石榴石、熔融氧化鋁-氧 化鋯，和溶膠-凝膠衍生的磨料顆粒等。常規(guī)的溶膠-凝膠衍生的磨料顆?？捎芯ХN或無 晶種。同樣，它們可隨機(jī)成形或具有與之相關(guān)的形狀，諸如棒狀或三角形。在一些情況下， 與包含100 %任一類型的磨料顆粒的磨料制品相比，磨料顆粒的共混物可產(chǎn)生表現(xiàn)出改善 的磨削性能的磨料制品。
[0102] 如果存在磨料顆粒的共混物，則形成共混物的磨料顆粒類型可具有相同的尺寸。 另選地，這些磨料顆粒類型可具有不同的粒度。例如，尺寸較大的磨料顆?？梢允歉鶕?jù)本公 開的磨料顆粒，而尺寸較小的磨料顆粒是另一種磨料顆粒類型。相反地，例如，尺寸較小的 磨料顆?？梢允歉鶕?jù)本公開的磨料顆粒，而尺寸較大的磨料顆粒是另一種磨料顆粒類型。
[0103] 合適的稀釋劑顆粒的例子包括大理石、石膏、燧石、二氧化硅、氧化鐵、硅酸鋁、玻 璃（包括玻璃泡和玻璃小珠）、氧化鋁泡、氧化鋁小珠和稀釋劑團(tuán)聚體。
[0104] 根據(jù)本公開的磨料顆粒也可結(jié)合在磨料團(tuán)聚體中或與磨料團(tuán)聚體結(jié)合。磨料團(tuán)聚 體顆粒通常包含多個磨料顆粒、粘結(jié)劑和任選的添加劑。粘結(jié)劑可以是有機(jī)的和/或無機(jī) 的。磨料團(tuán)聚體可以為隨機(jī)形狀或具有與之相關(guān)的預(yù)先確定的形狀。該形狀可以為例如方 塊、圓柱體、錐體、硬幣形或方形。磨料團(tuán)聚體顆粒通常具有在約100至約5000微米、通常 約250至約2500微米的范圍內(nèi)的粒度。
[0105] 磨料顆粒可均勻分布在磨料制品中，或集中在磨料制品的所選擇的區(qū)域或部分 中。例如，在涂覆磨料中，可以存在兩層磨料顆粒。第一層包含不是根據(jù)本公開的磨料顆粒 的磨料顆粒，而第二（最外側(cè)）層包含根據(jù)本公開的磨料顆粒。同樣，在粘結(jié)磨料中，磨輪 可以有兩個不同的部分。最外側(cè)部分可包含根據(jù)本公開的磨料顆粒，而最內(nèi)側(cè)部分不含根 據(jù)本公開的磨料顆粒。另選地，根據(jù)本公開的磨料顆?？删鶆蚍植荚谡麄€粘結(jié)磨料制品中。
[0106] 本公開提供研磨工件的方法。所述方法包括：將根據(jù)本公開的磨料顆粒與工件 的表面進(jìn)行摩擦接觸，以及使磨料顆粒和工件的表面中的至少一個相對于另一個移動，以 研磨工件的表面的至少一部分。用根據(jù)本公開的磨料顆粒進(jìn)行研磨的方法包括例如荒磨 (即，高壓高切削）到拋光（例如，用涂覆磨帶拋光醫(yī)用植入物），其中后者通常采用更細(xì)等 級（例如，ANSI 220及更細(xì)）的磨料顆粒來完成。磨料顆粒還可用于精密研磨應(yīng)用，諸如 用玻璃化粘結(jié)輪磨削凸輪軸。用于特定研磨應(yīng)用的磨料顆粒的尺寸對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員 將是顯而易見的。
[0107] 研磨可以干法或濕法進(jìn)行。對于濕法研磨，可以輕霧或完全水流的形式提供供應(yīng) 引入液體。常用液體的例子包括：水、水溶性油、有機(jī)潤滑劑和乳液。這些液體可以幫助減 少與研磨相關(guān)的熱和/或作為潤滑劑使用。所述液體可含有微量添加劑，諸如殺菌劑、消泡 劑等。
[0108] 工件的例子包括鋁金屬、碳鋼、低碳鋼（例如1018低碳鋼和1045低碳鋼）、工具 鋼、不銹鋼、硬化鋼、鈦、玻璃、陶瓷、木材、木材類材料（例如膠合板和刨花板）、油漆、涂漆 面、有機(jī)物涂覆表面等。在研磨期間施加的力通常在約1至約100千克（kg)的范圍內(nèi)，但 也可以使用其他壓力。
[0109] 通過以下非限制性實例進(jìn)一步說明本公開的目的和優(yōu)點(diǎn)，但這些實例中所述的具 體材料及其用量，以及其他條件和細(xì)節(jié)不應(yīng)視為對本公開進(jìn)行不當(dāng)限定。
[0110] 本公開的精詵實施例
[0111] 在實施例1中，本公開提供了磨料顆粒，其中所述磨料顆粒中的每個包含a -氧化 鋁結(jié)晶相和〇. 25重量％至20重量％的0 -氧化鋁結(jié)晶相，所述重量％是基于合并的所述 a -氧化鋁結(jié)晶相和所述e -氧化鋁結(jié)晶相的總重量計算的，其中所述e -氧化鋁結(jié)晶相由 經(jīng)驗式⑴（Q)A11Q017表示，其中：
[0112] X選自Sr、Ca和Ba ;并且
[0113] Q 選自 Mg、Co、Ni 和 Zn。
[0114] 在實施例2中，本公開提供了根據(jù)實施例1的磨料顆粒，其中所述磨料顆粒中的每 個包含少于10重量％的磁鉛礦結(jié)晶相。
[0115] 在實施例3中，本公開提供了根據(jù)實施例1或2的磨料顆粒，其中所述磨料顆粒包 含0. 04重量％至2. 60重量％的X0,以及0. 01重量％至4. 5重量％的Q0。
[0116] 在實施例4中，本公開提供了根據(jù)實施例1至3中任一項所述的磨料顆粒，其中所 述磨料顆粒包含選自a _氧化鋁、氧化鐵及其前體和氧化鉻及其前體的晶種顆粒。
[0117] 在實施例5中，本公開提供了根據(jù)實施例1至4中任一項所述的磨料顆粒，其中所 述磨料顆粒具有至少3. 7g/cm3的密度和至少19GPa的硬度。
[0118] 在實施例6中，本公開提供了根據(jù)實施例1至5中任一項所述的磨料顆粒，其中每 個磨料顆粒包含少于〇. 1重量％的稀土氧化物。
[0119] 在實施例7中，本公開提供了根據(jù)實施例1至6中任一項所述的磨料顆粒，其中所 述磨料顆粒包含成形的磨料顆粒。
[0120] 在實施例8中，本公開提供了根據(jù)實施例1至6中任一項所述的磨料顆粒，其中所 述磨料顆粒包括精確成形的磨料顆粒。
[0121] 在實施例9中，本公開提供了根據(jù)實施例1至6中任一項所述的磨料顆粒，其中所 述磨料顆粒包括壓碎的磨料顆粒。
[0122] 在實施例10中，本公開提供了根據(jù)實施例1至9中任一項所述的磨料顆粒，其中 所述磨料顆粒符合磨料工業(yè)規(guī)定的標(biāo)稱等級。
[0123] 在實施例11中，本公開提供了根據(jù)實施例10的磨料顆粒，其中磨料工業(yè)規(guī)定的標(biāo) 稱等級選自 ANSI 4、ANSI 6、ANSI 8、ANSI 16、ANSI 24、ANSI 36、ANSI 40、ANSI 50、ANSI 60、ANSI 80、ANSI 100、ANSI 120、ANSI 150、ANSI 180、ANSI 220、ANSI 240、ANSI 280、 ANSI 320、ANSI 360、ANSI 400 和 ANSI 600。
[0124] 在實施例12中，本公開提供了根據(jù)實施例10的磨料顆粒，其中磨料工業(yè)規(guī)定的標(biāo) 稱等級選自 P8、P12、P16、P24、P36、P40、P50、P60、P80、P100、P120、P150、P180、P220、P320、 P400、P500、P600、P800、P1000 和 P1200。
[0125] 在實施例13中，本公開提供了根據(jù)實施例10所述的磨料顆粒，其中磨料工業(yè)規(guī)定 的標(biāo)稱等級選自 JIS8、JIS12、JIS16、JIS24、JIS36、JIS46、JIS54、JIS60、JIS80、JIS100、 JIS150、JIS180、JIS220、JIS240、JIS280、JIS320、JIS360、JIS400、JIS400、JIS600、JIS800、 JIS1000、JIS1500、JIS2500、JIS4000、JIS6000、JIS8000 和 JIS10, 000。
[0126] 在實施例14中，本公開提供了一種研磨工件的方法，所述方法包括：
[0127] 將根據(jù)實施例1至13中任一項所述的磨料顆粒與工件的表面進(jìn)行摩擦接觸，以及
[0128] 使所述磨料顆粒和所述工件的所述表面中的至少一個相對于另一個移動，以研磨 所述工件的所述表面的至少一部分。
[0129] 在實施例15中，本公開提供了根據(jù)實施例14的研磨工件的方法，其中所述工件包 括不銹鋼。
[0130] 在實施例16中，本公開提供了保持在粘結(jié)劑材料中的包括根據(jù)實施例1至13中 任一項所述的磨料顆粒的磨料制品。
[0131] 在實施例17中，本公開提供了根據(jù)實施例16的磨料制品，其中將粘結(jié)劑材料設(shè)置 在襯底上。
[0132] 在實施例18中，本公開提供了根據(jù)實施例16或17的磨料制品，其中所述磨料制 品包括磨料層，所述磨料層包含固定到背襯的主表面的磨料顆粒和粘結(jié)劑材料，并且其中 所述磨料層包含底膠層和復(fù)膠層。
[0133] 在實施例19中，本公開提供了根據(jù)實施例16或17的磨料制品，其中所述磨料制 品包括磨料層，所述磨料層包含固定到背襯的主表面的磨料顆粒和粘結(jié)劑材料，并且其中 所述磨料層包含多個成形的磨料復(fù)合體。
[0134] 在實施例20中，本公開提供了根據(jù)實施例17的磨料制品，其中所述襯底包括膨松 有彈性的開放式非織造纖維網(wǎng)。
[0135] 在實施例21中，本公開提供了根據(jù)實施例16的磨料制品，其中所述磨料制品包括 粘結(jié)的磨料制品。
[0136] 在實施例22中，本公開提供了一種制造磨料顆粒的方法，所述方法包括：
[0137] 提供包含氧化鋁前體材料的分散體，其中所述氧化鋁前體材料包含：
[0138] 鋁離子；
[0139] 至少一種選自Sr、Ca和Ba的第一二價陽離子；和
[0140] 至少一種選自Mg、Co、Ni和Zn的第二二價陽離子；
[0141] 將晶種顆粒與分散體混合，其中所述晶種顆粒包含有利于將氧化鋁前體材料轉(zhuǎn)化 成a-氧化鋁的成核劑或其前體；
[0142] 將分散體轉(zhuǎn)化成磨料前體顆粒；以及
[0143] 燒結(jié)所述磨料前體顆粒以提供磨料顆粒，其中所述磨料顆粒中的每個包含a-氧 化鋁結(jié)晶相和〇. 25重量％至20重量％的0 -氧化鋁結(jié)晶相，所述重量％是基于合并的所 述a-氧化鋁結(jié)晶相和所述￠-氧化鋁結(jié)晶相的總重量計算的。
[0144] 在實施例23中，本公開提供了根據(jù)實施例22的方法，其中所述磨料顆粒中的每個 包含少于10重量％的磁鉛礦結(jié)晶相。
[0145] 在實施例24中，本公開提供了根據(jù)實施例22或23的方法，其中所述0 -氧化鋁 結(jié)晶相由經(jīng)驗式（X) (Q)A11CI017表示，其中：
[0146] X表示第一二價陽離子并選自Sr、Ca、Ba ;并且
[0147] Q表示第二二價陽離子并選自Mg、Co、Ni、Zn以及它們的組合。
[0148] 在實施例25中，本公開提供了根據(jù)實施例22至24中任一項所述的方法，其中所 述將分散體轉(zhuǎn)化成磨料前體顆粒包括干燥步驟。
[0149] 在實施例26中，本公開提供了根據(jù)實施例22至24中任一項所述的方法，其中所 述將分散體轉(zhuǎn)化成磨料前體顆粒包括干燥步驟之后進(jìn)行煅燒步驟。
[0150] 在實施例27中，本公開提供了根據(jù)實施例22至26中任一項所述的方法，其中所 述晶種顆粒包含a -氧化錯、a -Fe203、a -Cr203、或其前體中的至少一者。
[0151]
[0152] 除非另外指明，否則在實例及本說明書的其余部分中的所有份數(shù)、百分?jǐn)?shù)、比率等 均為以重量計。在下表中，"nm"意指未測量。
[0153] 用于制備實例的各種原料的概述在下表1中提供。
[0154] 表 1
[0155]

【權(quán)利要求】
1. 磨料顆粒，其中所述磨料顆粒中的每個包含a-氧化鋁結(jié)晶相和0.25重量％至 20重量％的￠-氧化鋁結(jié)晶相，所述重量％是基于合并的所述a-氧化鋁結(jié)晶相和所述 氧化鋁結(jié)晶相的總重量計算的，其中所述氧化鋁結(jié)晶相由經(jīng)驗式（幻（〇)八11(|017表 示，其中： X選自Sr、Ca和Ba ;并且 Q 選自 Mg、Co、Ni 和 Zn。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料顆粒，其中所述磨料顆粒中的每個包含少于10重量％的 磁鉛礦結(jié)晶相。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料顆粒，其中所述磨料顆粒包含0. 04重量％至2. 60重 量％的XO,和0. 01重量％至4. 5重量％的QO。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料顆粒，其中所述磨料顆粒包含選自a-氧化鋁、氧化鐵及 其前體和氧化鉻及其前體的晶種顆粒。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料顆粒，其中所述磨料顆粒具有至少3. 7g/cm3的密度和至 少19GPa的硬度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料顆粒，其中每個磨料顆粒包含少于0. 1重量％的稀土氧 化物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料顆粒，其中所述磨料顆粒包括成形的磨料顆粒。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料顆粒，其中所述磨料顆粒包括精確成形的磨料顆粒。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料顆粒，其中所述磨料顆粒包括壓碎的磨料顆粒。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料顆粒，其中所述磨料顆粒符合磨料工業(yè)規(guī)定的標(biāo)稱等 級。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的磨料顆粒，其中所述磨料工業(yè)規(guī)定的標(biāo)稱等級選自ANSI 4、ANSI 6、ANSI 8、ANSI 16、ANSI 24、ANSI 36、ANSI 40、ANSI 50、ANSI 60、ANSI 80、ANSI 100、ANSI 120、ANSI 150、ANSI 180、ANSI 220、ANSI 240、ANSI 280、ANSI320、ANSI 360、 ANSI 400 和 ANSI 600。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的磨料顆粒，其中所述磨料工業(yè)規(guī)定的標(biāo)稱等級選自P8、 P12、P16、P24、P36、P40、P50、P60、P80、P100、P120、P150、P180、P220、P320、P400、P500、 P600、P800、P1000 和 P1200。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的磨料顆粒，其中所述磨料工業(yè)規(guī)定的標(biāo)稱等級選自JIS8、 JIS12、JIS16、JIS24、JIS36、JIS46、JIS54、JIS60、JIS80、JIS100、JIS150、JIS180、JIS220、 JIS240、JIS280、JIS320、JIS360、JIS400、JIS400、JIS600、JIS800、JIS1000、JIS1500、 JIS2500、JIS4000、JIS6000、JIS8000 和 JIS10, 000。
14. 一種研磨工件的方法，所述方法包括： 將根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料顆粒與所述工件的表面進(jìn)行摩擦接觸，以及 使所述磨料顆粒和所述工件的所述表面中的至少一個相對于另一個移動，以研磨所述 工件的所述表面的至少一部分。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的研磨工件的方法，其中所述工件包括不銹鋼。
16. -種磨料制品，其包含保持在粘結(jié)劑材料中的權(quán)利要求1所述的磨料顆粒。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的磨料制品，其中將所述粘結(jié)劑材料設(shè)置在襯底上。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的磨料制品，其中所述磨料制品包括磨料層，所述磨料層包 含固定到背襯的主表面的所述磨料顆粒和所述粘結(jié)劑材料，并且其中所述磨料層包含底膠 層和復(fù)膠層。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的磨料制品，其中所述磨料制品包括磨料層，所述磨料層包 含固定到背襯的主表面的所述磨料顆粒和所述粘結(jié)劑材料，并且其中所述磨料層包含多個 成形的磨料復(fù)合體。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的磨料制品，其中所述襯底包括膨松有彈性的開放式非織造 纖維網(wǎng)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的磨料制品，其中所述磨料制品包括粘結(jié)的磨料制品。
22. -種制備磨料顆粒的方法，所述方法包括： 提供包含氧化鋁前體材料的分散體，其中所述氧化鋁前體材料包含： 鋁離子； 至少一種選自Sr、Ca和Ba的第一二價陽離子；和 至少一種選自Mg、Co、Ni和Zn的第二二價陽離子； 將晶種顆粒與所述分散體混合，其中所述晶種顆粒包含有利于將所述氧化鋁前體材料 轉(zhuǎn)化成a-氧化鋁的成核劑或其前體； 將所述分散體轉(zhuǎn)化成磨料前體顆粒；以及 燒結(jié)所述磨料前體顆粒以提供所述磨料顆粒，其中所述磨料顆粒中的每個包含a -氧 化鋁結(jié)晶相和〇. 25重量％至20重量％的0 -氧化鋁結(jié)晶相，所述重量％是基于合并的所 述a-氧化鋁結(jié)晶相和所述￠-氧化鋁結(jié)晶相的總重量計算的。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述磨料顆粒中的每個包含少于10重量％的磁 鉛礦結(jié)晶相。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述￠-氧化鋁結(jié)晶相由經(jīng)驗式⑴（Q)A11CI017表示，其中： X表示第一二價陽離子并選自31~、0&、8&;并且 Q表示第二二價陽離子并選自Mg、Co、Ni、Zn以及它們的組合。
25. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述將分散體轉(zhuǎn)化成磨料前體顆粒包括干燥步 驟。
26. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述將分散體轉(zhuǎn)化成磨料前體顆粒包括干燥步 驟之后進(jìn)行煅燒步驟。
27. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述晶種顆粒包含a-氧化鋁、a _Fe203、 a -Cr203、或其前體中的至少一種。
【文檔編號】C09K3/14GK104350025SQ201380030226
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月13日
【發(fā)明者】拉里·D·門羅 申請人:3M創(chuàng)新有限公司