颗粒材料及其形成方法技术

本发明专利技术提供了一种具有本体的颗粒材料，所述本体包括第一相和第二相，所述第一相具有以第一相的总重量计至少约70wt％的氧化铝，所述第二相包含磷，其中所述本体包含以本体的总重量计至少约0.1wt％的第二相，且其中所述第二相具有不大于约1微米的平均晶粒尺寸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
如下涉及颗粒材料，如包括第一相和第二相的颗粒材料，以及涉及形成颗粒材料的方法。
技术介绍
磨粒和由磨粒制得的研磨制品可用于各种材料去除操作，包括碾磨、精整和抛光。取决于研磨材料的类型，这种磨粒可用于在物品制造中成形或碾磨多种材料和表面。迄今为止已配制具有特定几何形状的某些类型的磨粒(如三角形磨粒)以及掺入这种物体的研磨制品。参见例如美国专利 N0.5，201，916、N0.5，366，523 和 N0.5，984，988。已用于制备具有指定形状的磨粒的三种基本技术为(I)熔化、(2)烧结和(3)化学陶瓷。在熔化过程中，磨粒可由其面可为经雕刻的或未经雕刻的冷却辊、将熔融材料倒入其中的模具或浸入氧化铝熔体中的散热材料成形。参见例如美国专利N0.3，377，660，其公开了包括如下步骤的过程:使熔融研磨材料由炉中流动至冷的旋转浇铸滚筒上、快速固化所述材料以形成薄的半固体弯曲片材、使用压力辊使所述半固体材料致密化，然后通过使用快速驱动的经冷却的传送带将半固体材料的条带拉引离开滚筒而反转所述条带的曲率，从而使所述条带部分破裂。在烧结过程中，磨粒可由粒度为至多10微米直径的耐火粉末形成。粘结剂连同润滑剂和合适的溶剂(例如水)可添加至粉末中。所得混合物、混合物或浆料可成形为具有各种长度和直径的薄片或棒。参见例如美国专利N0.3，079，242，其公开了一种由煅烧铝土矿材料制备磨粒的方法，所述方法包括如下步骤(I)将材料减小至细粉，(2)在正压下压实，并将所述粉末的细粒成型为晶粒尺寸的附聚物，和(3)在铝土矿的熔化温度以下的温度下烧结粒子的附聚物，以引起粒子的限制重结晶，由此直接产生目标尺寸的研磨晶粒。化学陶瓷技术涉及将任选地在与其他金属氧化物前体的溶液的混合物中的胶体分散体或水溶胶(有时称为溶胶)转化为凝胶或抑制组分的流动性的其他物理状态，干燥，并烧制而获得陶瓷材料。参见例如美国专利N0.4，744，802和N0.4，848，041。行业中仍然需要磨粒的改进性能、寿命和效率，以及使用磨粒的研磨制品。
技术实现思路
根据一个方面，一种制备颗粒材料的方法包括提供原料粉末，将添加剂包括于原料粉末中，以及形成具有本体的颗粒材料，所述本体包括包含氧化物的第一相和包含添加剂的元素(包括磷)和稀土元素的第二相，其中所述第二相基本上均匀地分布遍及本体中。根据另一方面，一种颗粒材料包括本体，所述本体包括第一相和第二相，所述第一相具有以第一相的总重量计至少约70被％的氧化铝，所述第二相包含磷，其中所述本体包含以本体的总重量计至少约0.1?〖％的第二相，且其中所述第二相具有不大于约I微米的平均晶粒尺寸。在另一方面，一种颗粒材料具有本体，所述本体包括包含氧化铝的第一相和包含磷和稀土元素的第二相，其中所述第二相不均匀地分散遍及所述本体，且其中所述第一相具有不大于约10微米的平均晶粒尺寸。对于另一方面，一种材料包括本体，所述本体包括包含氧化铝的第一相和包含磷和稀土元素的第二相，其中所述第二相基本上均匀地分散遍及所述本体。根据又一方面，一种研磨颗粒材料具有本体，所述本体包括包含α氧化铝的第一相和包含独居石(LaPO4)的第二相，其中所述独居石设置于氧化铝的晶粒之间，且其中所述第二相基本上均匀地分散遍及所述本体。对于又一方面，颗粒材料的批料具有至少一个预定分类特性，其中所述批料的颗粒材料中的每一个具有本体，所述本体包括包含α氧化铝的第一相和包含磷的第二相。在一个方面，一种成形磨粒具有包括第一相和第二相的本体，所述第二相包含独居石(LaPO4) ο在一个特定方面，一种研磨制品包括粘合材料和研磨颗粒材料，所述研磨颗粒材料具有本体，所述本体包括包含氧化铝的第一相和包含磷的第二相，其中所述第二相基本上均匀地分散遍及所述本体。而且，在又一方面，一种颗粒材料具有本体，所述本体包括第一相和包含独居石(LaPO4)的第二相，其中所述第二相设置于所述第一相的晶粒之间。对于另一方面，一种颗粒材料具有本体，所述本体包括包含氧化铝的第一相和包含磷的第二相，其中所述第二相设置于所述第一相的域之间。【附图说明】通过参照附图，本公开可更好地得以理解，且本公开的许多特征和优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。图1包括示出了根据一个实施例的形成颗粒材料的方法的流程图。图2Α包括根据一个实施例的颗粒材料的本体的图示，所述颗粒材料具有基本上均匀地分散于本体内的第二相。图2Β包括根据一个实施例的颗粒材料的图示，所述颗粒材料具有不均匀分散于本体内的第二相。图2C包括根据一个实施例的颗粒材料的图示，所述颗粒材料包括不均匀分散于本体内的第二相。图3Α包括根据一个实施例的磨粒的透视图图示。图3Β包括图3Α的磨粒的横截面图示。图4包括根据一个实施例的成形磨粒的侧视图。图5包括根据一个实施例的包括颗粒材料的研磨制品。图6-11包括根据一个实施例的限定成形磨粒的示例性颗粒材料。图12Α-12Β包括根据一个实施例的颗粒材料的SEM图片。图13包括对于常规粒子和代表一个实施例的颗粒材料之间的对比研磨测试，比磨削能相对于去除的累积材料的图。图14包括根据一个实施例的颗粒材料的SEM图片。图15包括根据一个实施例的颗粒材料的SEM图片。图16包括根据一个实施例的颗粒材料的SEM图片。图17包括对于在代表本文的实施例的样品上的研磨测试，比磨削能相对于去除的累积材料的图。【具体实施方式】如下涉及形成具有某些组成的颗粒材料(包括磨粒、成形磨粒等的形式的颗粒材料)的方法。颗粒材料可用于各种制品中，包括例如研磨制品，包括例如固定磨料，如粘结研磨制品、涂布研磨制品等。图1包括示出了根据一个实施例的形成颗粒材料的方法的流程图。如所示，方法可通过提供原料粉末而在步骤101处开始。在至少一个实施例中，原料粉末可为选自氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、碳氧化物、氮氧化物、硼氧化物和它们的组合的材料。在某些情况中，原料粉末可包括氧化物。此外，原料粉末可包括氧化铝，并可基本上由氧化铝组成。在一个实施例中，原料粉末可包括水合氧化铝。在另一实施例中，原料粉末可包括α氧化铝。如本文所述，原料粉末可包括接种材料，如通过接种加工途径加工的材料。即，例如，原料可包括晶种材料，所述晶种材料可为构造为控制原料粉末内特定结晶相的生长的化合物、络合物或元素。接种原料粉末可包括少量的晶种材料，所述晶种材料可在原料粉末的进一步加工过程中促进特定结晶相的形成。本文描述一个非限制性的接种加工途径。在其他情况中，原料粉末可包括未接种材料，并可基本上不含晶种材料。提供原料粉末可包括通过获得铝土原料而合成颗粒材料。尽管某些铝土原料可商业购得，但在其他情况中，可制得铝土原料。根据一个实施例，形成过程可包括诸如如下的过程:分散、混合、胶凝、接种、煅烧、成形、印刷、模制、挤出、压制、干燥、粉碎、筛分、分类和它们的组合。如本文所述，可通过制造粉末，包括例如根据接种途径制造铝土原料而获得原料粉末。在一个实施例中，铝土原料可在悬浮体(或者溶胶或浆料)中包含勃姆石前体和勃姆石晶种，所述悬浮体(或者溶胶或浆料)可被热处理(或者通过水热处理)以将勃姆石前体转化为由粒子或微晶形成的勃姆石颗粒材料。术语“勃姆石”通常在本文用于表示氧化铝水合物，包括矿物勃姆石(通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有本体的颗粒材料，所述本体包括第一相和第二相，所述第一相具有以第一相的总重量计至少约70wt％的氧化铝，所述第二相包含磷，其中所述本体包含以本体的总重量计至少约0.1wt％的第二相，且其中所述第二相具有不大于约1微米的平均晶粒尺寸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·H·潘萨瑞拉，D·O·耶内尔，M·D·卡瓦诺，A·J·布兰德斯，
申请(专利权)人：圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US