RU2297397C2 - Glass ceramics - Google Patents
Glass ceramics Download PDFInfo
- Publication number
- RU2297397C2 RU2297397C2 RU2004102897/02A RU2004102897A RU2297397C2 RU 2297397 C2 RU2297397 C2 RU 2297397C2 RU 2004102897/02 A RU2004102897/02 A RU 2004102897/02A RU 2004102897 A RU2004102897 A RU 2004102897A RU 2297397 C2 RU2297397 C2 RU 2297397C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- particles
- abrasive particles
- abrasive
- glass ceramics
- Prior art date
Links
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 230
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 381
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 257
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 140
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 136
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 90
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 71
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 66
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 61
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 47
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 47
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 45
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 24
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 23
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 21
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 18
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 13
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 79
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 61
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 51
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 40
- 238000004455 differential thermal analysis Methods 0.000 description 40
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 38
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 37
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 35
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 35
- -1 Gd 2 O 3 ) Chemical compound 0.000 description 32
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 29
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 29
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 28
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 27
- 239000002585 base Substances 0.000 description 26
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 26
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 25
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 23
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 20
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 20
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 19
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 19
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 19
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 18
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 18
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 17
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 17
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 16
- 238000000399 optical microscopy Methods 0.000 description 16
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 14
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 13
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 13
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 12
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 12
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 12
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 12
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 12
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 11
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 10
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052789 astatine Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 9
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 9
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 9
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 8
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 8
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 8
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 8
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 8
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 8
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 8
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 8
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 8
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 8
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 7
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 7
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 7
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910017414 LaAl Inorganic materials 0.000 description 6
- 241000422980 Marietta Species 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 6
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 6
- BBKFSSMUWOMYPI-UHFFFAOYSA-N gold palladium Chemical compound [Pd].[Au] BBKFSSMUWOMYPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002310 Isopropyl citrate Substances 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 5
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 5
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 239000011222 crystalline ceramic Substances 0.000 description 5
- 229910002106 crystalline ceramic Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 5
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 5
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 4
- 101100365384 Mus musculus Eefsec gene Proteins 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000555745 Sciuridae Species 0.000 description 4
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 239000011363 dried mixture Substances 0.000 description 4
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 4
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 239000003317 industrial substance Substances 0.000 description 4
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 4
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 3
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 3
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910020068 MgAl Inorganic materials 0.000 description 2
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 229910052768 actinide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001255 actinides Chemical class 0.000 description 2
- 239000002998 adhesive polymer Substances 0.000 description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 2
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000006092 crystalline glass-ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000002447 crystallographic data Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002050 diffraction method Methods 0.000 description 2
- VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N erbium(iii) oxide Chemical compound O=[Er]O[Er]=O VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000374 eutectic mixture Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 2
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 2
- 239000003353 gold alloy Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 238000001192 hot extrusion Methods 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 2
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N manganese(II) oxide Inorganic materials [Mn]=O VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004579 marble Substances 0.000 description 2
- PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N neodymium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Nd+3].[Nd+3] PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N nickel(II) oxide Inorganic materials [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 238000000879 optical micrograph Methods 0.000 description 2
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 2
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 description 2
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 229910002076 stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 2
- ZIKATJAYWZUJPY-UHFFFAOYSA-N thulium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Tm+3].[Tm+3] ZIKATJAYWZUJPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 2
- JRZKNHITLINYHV-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4,5-pentachloronaphthalene Chemical compound ClC1=CC=CC2=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C21 JRZKNHITLINYHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NAQWICRLNQSPPW-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4-tetrachloronaphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C21 NAQWICRLNQSPPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010963 304 stainless steel Substances 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000005589 Calophyllum inophyllum Species 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000640882 Condea Species 0.000 description 1
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004909 Moisturizer Substances 0.000 description 1
- 229910000503 Na-aluminosilicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017493 Nd 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000589 SAE 304 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N [Li].[Al] Chemical compound [Li].[Al] JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RREGISFBPQOLTM-UHFFFAOYSA-N alumane;trihydrate Chemical compound O.O.O.[AlH3] RREGISFBPQOLTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JLDSOYXADOWAKB-UHFFFAOYSA-N aluminium nitrate Chemical class [Al+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O JLDSOYXADOWAKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- HVXCTUSYKCFNMG-UHFFFAOYSA-N aluminum oxygen(2-) zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[Zr+4].[Al+3] HVXCTUSYKCFNMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- GBAOBIBJACZTNA-UHFFFAOYSA-L calcium sulfite Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])=O GBAOBIBJACZTNA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000010261 calcium sulphite Nutrition 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 1
- IKNAJTLCCWPIQD-UHFFFAOYSA-K cerium(3+);lanthanum(3+);neodymium(3+);oxygen(2-);phosphate Chemical compound [O-2].[La+3].[Ce+3].[Nd+3].[O-]P([O-])([O-])=O IKNAJTLCCWPIQD-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 150000004770 chalcogenides Chemical class 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JYIMWRSJCRRYNK-UHFFFAOYSA-N dialuminum;disodium;oxygen(2-);silicon(4+);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[Si+4] JYIMWRSJCRRYNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 229910003440 dysprosium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- NLQFUUYNQFMIJW-UHFFFAOYSA-N dysprosium(iii) oxide Chemical compound O=[Dy]O[Dy]=O NLQFUUYNQFMIJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- DQYBDCGIPTYXML-UHFFFAOYSA-N ethoxyethane;hydrate Chemical compound O.CCOCC DQYBDCGIPTYXML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001940 europium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- AEBZCFFCDTZXHP-UHFFFAOYSA-N europium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Eu+3].[Eu+3] AEBZCFFCDTZXHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001938 gadolinium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940075613 gadolinium oxide Drugs 0.000 description 1
- CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N gadolinium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Gd+3].[Gd+3] CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001679 gibbsite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 150000002362 hafnium Chemical class 0.000 description 1
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JYTUFVYWTIKZGR-UHFFFAOYSA-N holmium oxide Inorganic materials [O][Ho]O[Ho][O] JYTUFVYWTIKZGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OWCYYNSBGXMRQN-UHFFFAOYSA-N holmium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ho+3].[Ho+3] OWCYYNSBGXMRQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000000462 isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 229910003443 lutetium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 1
- 229910001512 metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 230000001333 moisturizer Effects 0.000 description 1
- 229910052590 monazite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 150000004682 monohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- BPLYVSYSBPLDOA-GYOJGHLZSA-N n-[(2r,3r)-1,3-dihydroxyoctadecan-2-yl]tetracosanamide Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)N[C@H](CO)[C@H](O)CCCCCCCCCCCCCCC BPLYVSYSBPLDOA-GYOJGHLZSA-N 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- MPARYNQUYZOBJM-UHFFFAOYSA-N oxo(oxolutetiooxy)lutetium Chemical compound O=[Lu]O[Lu]=O MPARYNQUYZOBJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MMKQUGHLEMYQSG-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);praseodymium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Pr+3].[Pr+3] MMKQUGHLEMYQSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UZLYXNNZYFBAQO-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);ytterbium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Yb+3].[Yb+3] UZLYXNNZYFBAQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003447 praseodymium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000007712 rapid solidification Methods 0.000 description 1
- 229910001994 rare earth metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002468 redox effect Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910001954 samarium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940075630 samarium oxide Drugs 0.000 description 1
- FKTOIHSPIPYAPE-UHFFFAOYSA-N samarium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Sm+3].[Sm+3] FKTOIHSPIPYAPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 150000004771 selenides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical class F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000000429 sodium aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 235000012217 sodium aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019794 sodium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910001495 sodium tetrafluoroborate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007655 standard test method Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Inorganic materials [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical class [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000013526 supercooled liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000000375 suspending agent Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004772 tellurides Chemical class 0.000 description 1
- 229910003451 terbium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- SCRZPWWVSXWCMC-UHFFFAOYSA-N terbium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Tb+3].[Tb+3] SCRZPWWVSXWCMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 1
- ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N thorium dioxide Chemical compound O=[Th]=O ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003452 thorium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 1
- 229910003454 ytterbium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940075624 ytterbium oxide Drugs 0.000 description 1
- 150000003746 yttrium Chemical class 0.000 description 1
- DEXZEPDUSNRVTN-UHFFFAOYSA-K yttrium(3+);trihydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[OH-].[Y+3] DEXZEPDUSNRVTN-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 150000003754 zirconium Chemical class 0.000 description 1
- HAIMOVORXAUUQK-UHFFFAOYSA-J zirconium(iv) hydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Zr+4] HAIMOVORXAUUQK-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
Известно большое число стеклянных и стеклокерамических смесей. В большинстве оксидных систем для изготовления стекла применяют широко известные стеклообразователи, такие как SiO2, В2О3, P2O5, GeO2, TeO2, As2O3 и V2O5, способствующие образованию стекла. Некоторые из смесей, полученные с применением указанных стеклообразователей, могут быть подвергнуты термической обработке с образованием стеклокерамики. Верхний предел температуры эксплуатации стекол и стеклокерамики, изготовленных с применением указанных стеклообразователей, обычно ниже 1200°С; как правило, он составляет примерно 700-800°С. Стеклокерамика, как правило, имеет повышенную термостойкость по сравнению со стеклом, из которого она изготовлена.A large number of glass and glass-ceramic mixtures are known. In most oxide systems for the manufacture of glass, widely known glass-forming agents are used, such as SiO 2 , B 2 O 3 , P 2 O 5 , GeO 2 , TeO 2 , As 2 O 3 and V 2 O 5 , which contribute to the formation of glass. Some of the mixtures obtained using these glass-forming agents can be subjected to heat treatment with the formation of glass ceramics. The upper limit of the operating temperature of glasses and glass ceramics made using these glass former is usually below 1200 ° C; as a rule, it is approximately 700-800 ° C. Glass ceramics, as a rule, have increased heat resistance compared to the glass from which it is made.
Кроме того, многие свойства стекол и стеклокерамики ограничены свойствами, присущими стеклообразователям. Например, модуль Юнга, твердость и прочность стекол и стеклокерамики, полученных на основе SiO2, В2O3 и P2O5, ограничены аналогичными характеристиками стеклообразователей. Такие стекла и стеклокерамика, как правило, имеют более плохие механические свойства, чем, например, полученные на основе Al2O3 или ZrO2. Твердость известных видов стеклокерамики составляет менее 12 ГПа. Желательно производить стеклокерамику с механическими свойствами, аналогичными механическим свойствам Al2О3 или ZrO2.In addition, many of the properties of glass and glass ceramics are limited by the properties inherent in glass former. For example, Young's modulus, hardness and strength of glasses and glass ceramics based on SiO 2 , B 2 O 3 and P 2 O 5 are limited by similar characteristics of glass former. Such glasses and glass ceramics, as a rule, have poorer mechanical properties than, for example, obtained on the basis of Al 2 O 3 or ZrO 2 . The hardness of known types of glass ceramics is less than 12 GPa. It is desirable to produce glass ceramics with mechanical properties similar to those of Al 2 O 3 or ZrO 2 .
Хотя известны некоторые нетрадиционные стекла и стеклокерамика, такие как стекла на основе оксида редкоземельного металла - оксида алюминия (см., например, заявку РСТ № WO 01/27046 А1, опубликованную 19 апреля 2001 г., и документ Японии № JP 2000-045129, опубликованный 15 февраля 2000 г.), желательно также разработать новые стекла и стеклокерамику, а также новое применение как известных, так и новых стекол и стеклокерамики.Although some non-traditional glasses and glass ceramics are known, such as rare-earth oxide-alumina glasses (see, for example, PCT application No. WO 01/27046 A1, published April 19, 2001, and Japanese document No. JP 2000-045129, published February 15, 2000), it is also advisable to develop new glasses and glass ceramics, as well as a new application of both known and new glasses and glass ceramics.
С другой стороны, в данной области известны разные абразивные частицы (например, алмазные частицы, частицы кубического нитрида бора, сплавленные абразивные частицы и спеченные керамические абразивные частицы (включая абразивные частицы, полученные по золь-гелевой технологии)). В одних способах шлифования абразивные частицы используют в свободном виде, тогда как в других частицы включены в абразивные изделия (например, абразивные изделия с покрытием, абразивные изделия со связующим, абразивные изделия на нетканой основе и абразивные щетки). Критерии выбора абразивных частиц для применения в конкретном способе шлифования включают: износостойкость, степень срезания, отделку поверхности подложки, эффективность шлифования и стоимость изделия.On the other hand, various abrasive particles are known in the art (for example, diamond particles, cubic boron nitride particles, fused abrasive particles and sintered ceramic abrasive particles (including abrasive particles obtained by sol-gel technology)). In some grinding methods, abrasive particles are used in free form, while in others, particles are included in abrasive products (for example, coated abrasive products, adhesive abrasive products, non-woven abrasive products, and abrasive brushes). Criteria for selecting abrasive particles for use in a particular grinding method include: wear resistance, shear rate, substrate surface finish, grinding efficiency and cost of the product.
Приблизительно с 1900 г. до середины 1980-х гг. основными абразивными частицами, использующимися для шлифования, например, с помощью абразивных изделий с покрытием и со связующим, как правило, были сплавленные абразивные частицы. Существует два основных типа сплавленных абразивных частиц: (1) сплавленные абразивные частицы на основе альфа оксида алюминия (см., например, патенты США №№ 1161620 (Coulter), 1192709 (Tone), 1247337 (Saunders и др.), 1268533 (Allen) и 2424645 (Baumann и др.)) и (2) сплавленные (иногда также называемые "сплавленные вместе") абразивные частицы на основе оксида алюминия-циркония (см., например, патенты США №№ 3891408 (Rowse и др.), 3781172 (Pett и др.), 3893826 (Quinan и др.), 4126429 (Watson), 4457767 (Poon и др.) и 5143522 (Gibson и др.)) (также см., например, патенты США №№ 5023212 (Dubots и др.) и 5336280 (Dubots и др.), которые описывают некоторые сплавленные оксинитридные абразивные частицы). Сплавленные абразивные частицы на основе оксида алюминия обычно получают следующим образом: в плавильную печь загружают источник алюминия, например, алюминиевую руду или боксит, а также другие требуемые добавки, содержимое нагревают до температуры, превышающей точку плавления, расплав охлаждают до получения отвержденной массы, отвержденную массу размельчают, получая частицы, и затем частицы пропускают через сито и сортируют, получая абразивные частицы с заданным распределением по размеру. Сплавленные абразивные частицы на основе оксида алюминия-циркония обычно получают таким же образом, за исключением того, что в печь загружают как источник алюминия, так и источник циркония, и расплав охлаждается быстрее, чем расплав, используемый для получения сплавленных абразивных частиц на основе оксида алюминия. В сплавленных абразивных частицах на основе оксида алюминия-циркония количество источника оксида алюминия, как правило, составляет приблизительно 50-80 мас.%, а количество оксида циркония составляет 50-20 мас.% оксида циркония. Способ получения плавленого оксида алюминия и сплавленных абразивных частиц на основе оксида алюминия может включать удаление примесей из расплава перед стадией охлаждения.From about 1900 to the mid-1980s. The main abrasive particles used for grinding, for example, using coated abrasive products and with a binder, as a rule, were fused abrasive particles. There are two main types of fused abrasive particles: (1) fused abrasive particles based on alpha alumina (see, for example, U.S. Patent Nos. 1161620 (Coulter), 1192709 (Tone), 1247337 (Saunders et al.), 1268533 (Allen ) and 2424645 (Baumann et al.)) and (2) fused (sometimes also referred to as "fused together") abrasive particles based on aluminum oxide-zirconium (see, for example, US patents Nos. 3891408 (Rowse et al.), 3781172 (Pett et al.), 3893826 (Quinan et al.), 4126429 (Watson), 4457767 (Poon et al.) And 5143522 (Gibson et al.)) (Also see, for example, U.S. Patent Nos. 5023212 ( Dubots et al.) And 5336280 (Dubots et al.), Which describe some of the joint ventures. oxidized nitrous oxide particles). Alumina-based alloyed abrasive particles are usually prepared as follows: an aluminum source, for example, aluminum ore or bauxite, as well as other additives required are loaded into the smelting furnace, the contents are heated to a temperature above the melting point, the melt is cooled to obtain a cured mass, the cured mass crushed to form particles, and then the particles are passed through a sieve and sorted to obtain abrasive particles with a given size distribution. Alumina-zirconia-based fused abrasive particles are usually produced in the same way, except that both an aluminum source and a zirconium source are loaded into the furnace and the melt cools faster than the melt used to produce fused alumina-based abrasive particles . In fused alumina-zirconia abrasive particles, the amount of alumina source is typically about 50-80 wt.%, And the amount of zirconia is 50-20 wt.% Zirconia. A method for producing fused alumina and fused alumina-based abrasive particles may include removing impurities from the melt before the cooling step.
Хотя сплавленные абразивные частицы на основе альфа оксида алюминия и сплавленные абразивные частицы на основе оксида алюминия-циркония все еще широко используются для шлифования (включая шлифование с помощью абразивных изделий с покрытием и со связующим), приблизительно с середины 1980-х гг. для многих способов шлифования в основном используются абразивные частицы на основе альфа оксида алюминия, полученные по золь-гелевой технологии (см., например, патенты США №№ 4314827 (Leitheiser и др.), 4518397 (Leitheiser и др.), 4623364 (Cottringer и др.), 4744802 (Schwabel), 4770671 (Monroe и др.), 4881951 (Wood и др.), 4960441 (Pellow и др.), 5139978 (Wood), 5201916 (Berg и др.), 5366523 (Rowenhorst и др.), 5429647 (Larmie), 5547479 (Conwell и др.), 5498269 (Larmie), 5551963 (Larmie) и 5725162 (Garg и др.)).Although fused alpha alumina abrasive particles and fused alumina-zirconia abrasive particles are still widely used for grinding (including grinding with coated abrasive products and with a binder), since about the mid-1980s. For many grinding methods, alpha-alumina-based abrasive particles obtained using sol-gel technology are mainly used (see, for example, US Pat. Nos. 4,314,827 (Leitheiser et al.), 4,518,397 (Leitheiser et al.), 4623364 (Cottringer and others), 4744802 (Schwabel), 4770671 (Monroe and others), 4881951 (Wood and others), 4960441 (Pellow and others), 5139978 (Wood), 5201916 (Berg and others), 5366523 (Rowenhorst and others), 5429647 (Larmie), 5547479 (Conwell and others), 5498269 (Larmie), 5551963 (Larmie) and 5725162 (Garg and others)).
Микроструктура абразивных частиц на основе альфа оксида алюминия, полученных по золь-гелевой технологии, может быть образована очень мелкими кристаллами альфа оксида алюминия с добавлением или без добавления вспомогательных фаз. Срок службы использующихся для шлифования металла абразивных изделий, включающих полученные по золь-гелевой технологии абразивные частицы, гораздо больше, чем срок службы изделий, полученных с использованием традиционных сплавленных абразивных частиц на основе оксида алюминия.The microstructure of abrasive particles based on alpha-alumina obtained by sol-gel technology can be formed by very small crystals of alpha alumina with or without the addition of auxiliary phases. The service life of abrasive products used for grinding metal, including abrasive particles obtained by sol-gel technology, is much longer than the service life of products obtained using traditional fused abrasive particles based on aluminum oxide.
Как правило, способ получения абразивных частиц, полученных по золь-гелевой технологии, является более сложным и более дорогим, чем способ получения традиционных сплавленных абразивных частиц. Обычно получение абразивных частиц с использованием золь-гелевой технологии проводят следующим образом: получают дисперсию или золь, содержащую воду, моногидрат оксида алюминия (бомит) и в другом варианте пептизирующее вещество (например, кислоту, такую как азотная кислота), огеливают дисперсию, сушат огелевшуюся дисперсию, дробят высушенную дисперсию с получением частиц, сортируют частицы, отбирая частицы требуемого размера, обжигают частицы для удаления летучих веществ, спекают обожженные частицы при температуре ниже точки плавления оксида алюминия и просеивают, и сортируют, получая абразивные частицы с требуемым распределением по размеру. Часто в спеченные абразивные частицы включают модификатор(ы) оксид металла для изменения или иной модификации физических свойств и/или микроструктуры спеченных абразивных частиц.As a rule, the method for producing abrasive particles obtained by sol-gel technology is more complex and more expensive than the method for producing traditional fused abrasive particles. Typically, the preparation of abrasive particles using a sol-gel technology is carried out as follows: a dispersion or a sol containing water, alumina monohydrate (bomite) and, in another embodiment, a peptizing agent (for example, an acid such as nitric acid) are obtained, gel dispersion, dry gelled dispersion, crush the dried dispersion to obtain particles, sort the particles, selecting particles of the required size, burn the particles to remove volatiles, sinter the calcined particles at a temperature below the melting point alumina and sieved, and sorted, receiving abrasive particles with the desired size distribution. Often sintered abrasive particles include a metal oxide modifier (s) to alter or otherwise modify the physical properties and / or microstructure of the sintered abrasive particles.
В данной области известны разные абразивные изделия. Как правило, абразивные изделия включают связующее и абразивные частицы, удерживаемые в абразивном изделии связующим. Примеры абразивных изделий включают абразивные изделия с покрытием, абразивные изделия со связующим, абразивные изделия на нетканой основе и абразивные щетки.Various abrasive products are known in the art. Typically, abrasive articles include a binder and abrasive particles held in the abrasive article by a binder. Examples of abrasive products include coated abrasive products, adhesive abrasive products, nonwoven abrasive products, and abrasive brushes.
Примеры абразивных изделий со связующим включают шлифовальные круги, отрезные круги и хонинговальные бруски. К основным типам связующих систем, используемых для получения абразивных изделий со связующим, относятся синтетическая смола, стеклоподобные материалы и металлы. В абразивах, включающих синтетическую смолу в качестве связующего, для удерживания вместе абразивных частиц с образованием массы определенной формы используется органическая связующая система (например, фенольная связующая система) (см., например, патенты США №№ 4741743 (Narayanan и др.), 4800685 (Haynes и др.), 5037453 (Narayanan и др.) и 5110332 (Narayanan и др.)). К изделиям, включающим связующую систему другого основного типа, относятся керамические шлифовальные круги, в которых для связывания абразивных частиц в единую массу используется стеклянное связующее (см., например, патенты США №№ 4543107 (Rue), 4898587 (Hay и др.), 4997461 (Markhoff-Matheny и др.) и 5863308 (Qi и др.)). Окончательное формирование стеклянной связывающей массы обычно происходит при температуре от 900 до 1300°С. Сегодня для получения керамических шлифовальных кругов используются абразивные частицы как на основе сплавленного оксида алюминия, так и полученные по золь-гелевой технологии. Однако сплавленный оксид алюминия-циркония, как правило, не включают в шлифовальные круги на керамической связке отчасти вследствие термической стабильности оксида алюминия-циркония. При повышенной температуре, при которой образуется стеклянная связывающая масса, физические свойства оксида алюминия-циркония ухудшаются, приводя к существенному снижению качества шлифования. В абразивных изделиях с металлическим связующим для связывания абразивных частиц обычно используют спекшийся или гальванизированный металл.Examples of abrasive products with a binder include grinding wheels, cutting wheels and honing stones. The main types of binder systems used to produce abrasive products with a binder include synthetic resin, glass-like materials and metals. In abrasives that include a synthetic resin as a binder, an organic binder system (e.g., phenolic binder system) is used to hold abrasive particles together to form a mass of a particular shape (see, for example, US Pat. Nos. 4,741,743 (Narayanan et al.), 4,800,685 (Haynes et al.), 5037453 (Narayanan et al.) And 5110332 (Narayanan et al.)). Products that include a binder system of a different basic type include ceramic grinding wheels, in which a glass binder is used to bind abrasive particles into a single mass (see, for example, US patents Nos. 4,543,107 (Rue), 4,898,587 (Hay et al.), 4997461 (Markhoff-Matheny et al.) And 5863308 (Qi et al.)). The final formation of the glass binder mass usually occurs at a temperature of from 900 to 1300 ° C. Today, to obtain ceramic grinding wheels, abrasive particles are used both on the basis of fused alumina and those obtained by sol-gel technology. However, fused alumina-zirconia is generally not included in ceramic bonded grinding wheels due in part to the thermal stability of alumina-zirconia. At an elevated temperature at which a glass binder mass is formed, the physical properties of alumina-zirconium oxide deteriorate, leading to a significant decrease in grinding quality. In metal binder abrasive products, sintered or galvanized metal is typically used to bond abrasive particles.
Производство абразивов по-прежнему нуждается в абразивных частицах и абразивных изделиях с более простым и более дешевым способом получения и/или с более хорошими рабочими характеристиками, чем у традиционных абразивных частиц и изделий.The production of abrasives still needs abrasive particles and abrasive products with a simpler and cheaper method of production and / or with better performance than conventional abrasive particles and products.
Краткое описание изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
В одном аспекте настоящее изобретение предоставляет стеклокерамику со средним значением твердости, составляющим по меньшей мере 13 ГПа (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно по меньшей мере 14, 15, 16, 17 или даже по меньшей мере 18 ГПа), где стеклокерамика имеет перпендикулярные друг другу измерения x, y и z, а также где каждый из размеров x, y и z составляет по меньшей мере 5 мм (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения по меньшей мере 10 мм). Размеры материала x, y и z определяют либо визуально, либо с помощью микроскопа в зависимости от их величины. Указанный размер z представляет собой, например, диаметр сферы, толщину покрытия или максимальную длину призматической формы.In one aspect, the present invention provides glass ceramics with an average hardness of at least 13 GPa (in some embodiments, preferably at least 14, 15, 16, 17, or even at least 18 GPa), wherein the glass ceramics are perpendicular to each other the other measures x, y and z, and also where each of the dimensions x, y and z is at least 5 mm (in some embodiments, implementation of the present invention at least 10 mm). The dimensions of the material x, y and z are determined either visually or using a microscope, depending on their size. The indicated size z represents, for example, the diameter of the sphere, the thickness of the coating or the maximum length of the prismatic shape.
В настоящей заявке:In this application:
термин "аморфный материал" обозначает материал, полученный из расплава и/или паровой фазы, не обладающий кристаллической структурой дальнего порядка по данным рентгеновских дифракционных измерений и/или дающий экзотермический пик кристаллизации аморфного материала на диаграммах ДТА (дифференциального термического анализа) при анализе, обозначенном в настоящем тексте аналогичным образом;the term "amorphous material" means a material obtained from a melt and / or vapor phase, which does not have a long-range crystalline structure according to x-ray diffraction measurements and / or gives an exothermic peak for crystallization of amorphous material in DTA (differential thermal analysis) diagrams in the analysis indicated in this text in a similar way;
термин "керамика" охватывает аморфные материалы, стекло, кристаллическую керамику, стеклокерамику и их сочетания;the term "ceramics" covers amorphous materials, glass, crystalline ceramics, glass ceramics, and combinations thereof;
термин "комплексный оксид металла" относится к оксиду металла, включающему два или более металла и кислород (например, CeAl11O18, Dy3Al5O12, MgAl2O4 и Y3Al5O12);the term "complex metal oxide" refers to a metal oxide comprising two or more metals and oxygen (for example, CeAl 11 O 18 , Dy 3 Al 5 O 12 , MgAl 2 O 4 and Y 3 Al 5 O 12 );
термин "комплекс Al2О3-оксид металла" относится к комплексу оксида металла, включающему на основе теоретических исследований оксидов Al2О3 и один или несколько металлов, отличных от Al (например, CeAl11O18, Dy3Al5О12, MgAl2O4 и Y3Al5O12);the term "Al 2 O 3 metal oxide complex" refers to a metal oxide complex comprising, based on theoretical studies of Al 2 O 3 oxides, and one or more metals other than Al (for example, CeAl 11 O 18 , Dy 3 Al 5 O 12 , MgAl 2 O 4 and Y 3 Al 5 O 12 );
термин "комплекс Al2О3-Y2О3" относится к комплексу оксида металла, включающему на основе теоретических исследований оксидов Al2О3 и Y2O3 (например, Y3Al5О12);the term "Al 2 O 3 -Y 2 O 3 complex" refers to a metal oxide complex including, based on theoretical studies of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 oxides (for example, Y 3 Al 5 O 12 );
термин "комплекс Al2О3-РЕО" относится к комплексу оксида металла, включающему на основе теоретических исследований оксидов Al2О3 и оксид редкоземельного металла (например, CeAl11O18 и Dy3Al5О12);the term "Al 2 O 3 -REO complex" refers to a metal oxide complex comprising, based on theoretical studies, Al 2 O 3 oxides and a rare earth metal oxide (for example, CeAl 11 O 18 and Dy 3 Al 5 O 12 );
термин "стекло" относится к аморфному материалу, обладающему температурой стеклования;the term "glass" refers to an amorphous material having a glass transition temperature;
термин "стеклокерамика" относится к керамике, содержащей кристаллы, образованные при термообработке аморфного материала;the term "glass ceramic" refers to ceramics containing crystals formed by heat treatment of an amorphous material;
"Tg" обозначает температуру стеклования, определяемую способом, описанным в данном документе под названием "дифференциальный термический анализ";"T g " means the glass transition temperature determined by the method described herein under the name "differential thermal analysis";
"Тх" обозначает температуру кристаллизации, определяемую способом, описанным в данном документе под названием "дифференциальный термический анализ";"T x " means the crystallization temperature determined by the method described herein under the name "differential thermal analysis";
термин "оксиды редкоземельных элементов" охватывает оксид церия (например, CeO2), оксид диспрозия (например, Dy2O3), оксид эрбия (например, Er2O3), оксид европия (например, Eu2O3), оксид гадолиния (например, Gd2О3), оксид гольмия (например, Но2O3), оксид лантана (например, La2O3), оксид лютеция (например, Lu2O3), оксид неодима (например, Nd2О3), оксид празеодима (например, Pr6O11), оксид самария (например, Sm2О3), оксид тербия (например, Tb2O3), оксид тория (например, Th4О7), оксид тулия (например, Tm2O3), оксид иттербия (например, Y2О3) и их сочетания; иthe term “rare earth oxides” includes cerium oxide (eg CeO 2 ), dysprosium oxide (eg Dy 2 O 3 ), erbium oxide (eg Er 2 O 3 ), europium oxide (eg Eu 2 O 3 ), oxide gadolinium (e.g. Gd 2 O 3 ), holmium oxide (e.g. Ho 2 O 3 ), lanthanum oxide (e.g. La 2 O 3 ), lutetium oxide (e.g. Lu 2 O 3 ), neodymium oxide (e.g. Nd 2 O 3 ), praseodymium oxide (e.g. Pr 6 O 11 ), samarium oxide (e.g. Sm 2 O 3 ), terbium oxide (e.g. Tb 2 O 3 ), thorium oxide (e.g. Th 4 O 7 ), thulium oxide (for example, Tm 2 O 3 ), ytterbium oxide (for example, Y 2 O 3 ) and combinations thereof; and
термин "REO" обозначает оксид(ы) редкоземельных элементов.the term "REO" refers to rare earth oxide (s).
В данном тексте принято, что в случае, если не указано, что оксид металла (например, Al2О3, комплекс Al2О3-оксид металла и т.д.) является кристаллическим компонентом, например, в стеклокерамике, то следует понимать так, что этот оксид может находиться в аморфном состоянии, кристаллическом состоянии или частично в аморфном и частично в кристаллическом состояниях. Например, если стеклокерамика содержит Al2O3 и ZrO2, то и Al2O3, и ZrO2 могут каждый находиться в аморфном состоянии, кристаллическом состоянии или частично в аморфном и частично в кристаллическом состояниях или в виде продукта реакции с оксидом (оксидами) другого (других) металла (металлов) (например, если не указано, что, например, Al2O3 присутствует в виде кристаллического Al2O3 или особой кристаллической фазы Al2O3 (например, альфа-Al2О3), то он может присутствовать как кристаллический Al2O3 и/или как часть одного комплекса или нескольких кристаллических комплексов Al2О3-оксиды металлов.It is assumed in this text that if it is not indicated that a metal oxide (for example, Al 2 O 3 , a complex of Al 2 O 3 metal oxide, etc.) is a crystalline component, for example, in glass ceramics, then it should be understood so that this oxide may be in an amorphous state, a crystalline state, or partially in an amorphous and partially in a crystalline state. For example, if glass ceramics contains Al 2 O 3 and ZrO 2 , then both Al 2 O 3 and ZrO 2 can each be in an amorphous state, crystalline state, or partially in an amorphous and partially crystalline state, or as a reaction product with an oxide (oxides ) other (other) metal (s) (for example, if it is not indicated that, for example, Al 2 O 3 is present in the form of crystalline Al 2 O 3 or a special crystalline phase Al 2 O 3 (for example, alpha-Al 2 O 3 ) , it may be present as crystalline Al 2 O 3 and / or as part of one or more complex crista complexes-crystal Al 2 O 3 -oxides metals.
Далее, следует понимать, что стеклокерамика, полученная при нагревании аморфного материала и не характеризующаяся Tg, может в действительности не содержать стекла, а состоять из кристаллов и аморфного материала, не обладающего Tg.Further, it should be understood that the glass ceramics obtained by heating an amorphous material and not characterized by T g may not actually contain glass, but may consist of crystals and an amorphous material that does not have T g .
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительная стеклокерамика в соответствии с настоящим изобретением содержит по меньшей мере 35 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно по меньшей мере 40, 45, 50, 55, 60, 65 или даже по меньшей мере 70) мас.% Al2О3 по отношению к общей массе стеклокерамики. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительная стеклокерамика в соответствии с настоящим изобретением, а также стекла, используемые для получения стеклокерамики, кроме Al2О3, содержат другие оксиды, такие как Y2O3, REO, ZrO2, HfO2 и/или их сочетания.In some embodiments, implementation of the present invention, the preferred glass ceramics in accordance with the present invention contains at least 35 (in some embodiments, the implementation of the present invention preferably at least 40, 45, 50, 55, 60, 65, or even at least 70) wt.% Al 2 About 3 in relation to the total mass of glass ceramics. In some embodiments of the present invention, the preferred glass ceramics in accordance with the present invention, as well as glasses used to produce glass ceramics, in addition to Al 2 O 3 , contain other oxides such as Y 2 O 3 , REO, ZrO 2 , HfO 2 and / or their combinations.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительная стеклокерамика настоящего изобретения, стекла, включающие такую стеклокерамику, а также стекла, используемые для получения такой стеклокерамики, содержат Al2О3, Y2О3 и по меньшей мере один из оксидов ZrO2 или HfO2, где Al2О3, Y2О3 и по меньшей мере один из оксидов ZrO2 или HfO2 вместе составляют по меньшей мере 80 мас.% по отношению к общей массе стекла или стеклокерамики. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительная стеклокерамика в соответствии с настоящим изобретением, стекла, включающие такую стеклокерамику, а также стекла, используемые для получения такой стеклокерамики, содержат Al2O3, REO и по меньшей мере один из оксидов ZrO2 или HfO2, где Al2О3, REO и по меньшей мере один из оксидов ZrO2 или HfO2 вместе составляют по меньшей мере 80 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения 85, 90, 95 или даже по меньшей мере 100) мас.% по отношению к общей массе стекла или стеклокерамики. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительная стеклокерамика в соответствии с настоящим изобретением, стекла, включающие такую стеклокерамику, а также стекла, используемые для получения такой стеклокерамики, содержат Al2О3, REO, Y2O3 и по меньшей мере один из оксидов ZrO2 или HfO2, где Al2О3, REO, Y2O3, и по меньшей мере один из оксидов ZrO2 или HfO2 вместе составляют по меньшей мере 80 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения 85, 90, 95 или даже по меньшей мере 100) мас.% по отношению к общей массе стекла или стеклокерамики.In some embodiments of the present invention, the preferred glass ceramics of the present invention, glasses including such glass ceramics, as well as glasses used to make such glass ceramics, contain Al 2 O 3 , Y 2 O 3 and at least one of ZrO 2 or HfO 2 oxides, wherein Al 2 O 3, Y 2 O 3 and at least one of the oxides ZrO 2, or HfO 2 together represent at least 80 wt.% based on the total weight of the glass or glass-ceramic. In some embodiments of the present invention, the preferred glass ceramics in accordance with the present invention, glasses including such glass ceramics, as well as glasses used to make such glass ceramics, contain Al 2 O 3 , REO and at least one of ZrO 2 or HfO 2 oxides, where Al 2 About 3 , REO and at least one of the oxides of ZrO 2 or HfO 2 together comprise at least 80 (in some embodiments, 85, 90, 95, or even at least 100) wt.% in relation to total weight of glass or glass omy. In some embodiments of the present invention, the preferred glass ceramics in accordance with the present invention, glasses including such glass ceramics, as well as glasses used to make such glass ceramics, contain Al 2 O 3 , REO, Y 2 O 3 and at least one of ZrO oxides 2 or HfO 2 , where Al 2 O 3 , REO, Y 2 O 3 , and at least one of the ZrO 2 or HfO 2 oxides together comprise at least 80 (in some embodiments, 85, 90, 95, or even at least 100) wt.% in relation to the total weight of the glass sludge glass ceramics.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительная стеклокерамика в соответствии с настоящим изобретением, стекла, включающие такую стеклокерамику, а также стекла, используемые для получения такой стеклокерамики, содержат Al2О3, REO и по меньшей мере один из оксидов ZrO2 или HfO2, где Al2O3, REO и по меньшей мере один из оксидов ZrO2 или HfO2 вместе составляют по меньшей мере 60 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 или даже по меньшей мере 100) мас.%, SiO2 составляет менее 20 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно менее 15, 10, 5 или даже ноль) мас.% и В2O3 составляет менее 20 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно менее 15, 10, 5 или даже ноль) мас.% по отношению к общей массе стекла или стеклокерамики. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительная стеклокерамика в соответствии с настоящим изобретением, стекла, включающие такую стеклокерамику, а также стекла, используемые для получения такой стеклокерамики, содержат Al2О3, Y2O3 и по меньшей мере один из оксидов ZrO2 или HfO2, где Al2O3, Y2O3 и по меньшей мере один из оксидов ZrO2 или HfO2 вместе составляют по меньшей мере 60 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 или даже по меньшей мере 100) мас.%, SiO2 составляет менее 20 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно менее 15, 10, 5 или даже ноль) мас.% и BrO3 составляет менее 20 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно менее 15, 10, 5 или даже ноль) мас.% по отношению к общей массе стекла или стеклокерамики. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительная стеклокерамика в соответствии с настоящим изобретением, стекла, включающие такую стеклокерамику, а также стекла, используемые для получения такой стеклокерамики, содержат Al2О3, Y2O3, REO и по меньшей мере один из оксидов ZrO2 или HfO2, где Al2О3, Y2О3, REO и по меньшей мере один из оксидов ZrO2 или HfO2 вместе составляют по меньшей мере 60 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 или даже по меньшей мере 100) мас.%, SiO2 составляет менее 20 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно менее 15, 10, 5 или даже ноль) мас.% и В2O3 составляет менее 20 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно менее 15, 10, 5 или даже ноль) мас.% по отношению к общей массе стекла или стеклокерамики.In some embodiments of the present invention, the preferred glass ceramics in accordance with the present invention, glasses including such glass ceramics, as well as glasses used to make such glass ceramics, contain Al 2 O 3 , REO and at least one of ZrO 2 or HfO 2 oxides, where Al 2 O 3 , REO, and at least one of the ZrO 2 or HfO 2 oxides together are at least 60 (in some embodiments, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, or even at least 100) wt.%, SiO 2 is less than 20 (in some Var antah of the present invention is preferably at least 15, 10, 5, or even zero) wt.% and B 2 O 3 is less than 20 (in some embodiments, preferably at least 15, 10, 5, or even zero) wt.% with respect to the total mass of glass or glass ceramics. In some embodiments of the present invention, the preferred glass ceramics in accordance with the present invention, glasses including such glass ceramics, as well as glasses used to make such glass ceramics, contain Al 2 O 3 , Y 2 O 3 and at least one of ZrO 2 or HfO 2 , where Al 2 O 3 , Y 2 O 3 and at least one of the ZrO 2 or HfO 2 oxides together comprise at least 60 (in some embodiments, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 or even at least 100) wt.%, SiO 2 is less than 20 (in some embodiments of the present invention preferably less than 15, 10, 5 or even zero) wt.% and BrO 3 is less than 20 (in some embodiments of the present invention preferably less than 15, 10, 5 or even zero) wt.% in relation to the total weight glass or glass ceramics. In some embodiments of the present invention, the preferred glass ceramics in accordance with the present invention, glasses including such glass ceramics, as well as glasses used to make such glass ceramics, contain Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , REO and at least one of ZrO oxides 2 or HfO 2 , where Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , REO and at least one of the ZrO 2 or HfO 2 oxides together comprise at least 60 (in some embodiments, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, or even at least 100) wt.%, SiO 2 is less than 20 (in not which embodiments of the present invention are preferably less than 15, 10, 5 or even zero) wt.% and B 2 O 3 is less than 20 (in some embodiments of the present invention, preferably less than 15, 10, 5 or even zero) wt.% in relation to the total mass of glass or glass ceramics.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительная стеклокерамика в соответствии с настоящим изобретением, стекла, включающие такую стеклокерамику, а также стекла, используемые для получения такой стеклокерамики, содержат Al2О3, Y2О3 и по меньшей мере один из оксидов ZrO2 или HfO2, где Al2О3, Y2О3 и, по меньшей мере, один из оксидов ZrO2 или HfO2 вместе составляют по меньшей мере 60 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 или даже по меньшей мере 100) мас.% по отношению к массе стекла и стеклокерамике, a SiO2, В2O3 и Р2О5 вместе составляют менее 40 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно менее 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5 или даже ноль) мас.% по отношению к общей массе стекла или стеклокерамики. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительная стеклокерамика в соответствии с настоящим изобретением, стекла, включающие такую стеклокерамику, а также стекла, используемые для получения такой стеклокерамики, содержат Al2О3, REO и, по меньшей мере, один из оксидов ZrO2 или HfO2, где Al2O3, REO и, по меньшей мере, один из оксидов ZrO2 или HfO2 вместе составляют по меньшей мере 60 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 или даже по меньшей мере 100) мас.% по отношению к массе стекла и стеклокерамике, a SiO2, B2O3 и P2O5 вместе составляют менее 40 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно менее 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5 или даже ноль) мас.% по отношению к общей массе стекла или стеклокерамики. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительная стеклокерамика в соответствии с настоящим изобретением, стекла, включающие такую стеклокерамику, а также стекла, используемые для получения такой стеклокерамики, содержат Al2О3, REO, Y2O3 и, по меньшей мере, один из оксидов ZrO2 или HfO2, где Al2O3, REO, Y2O3 и, по меньшей мере, один из оксидов ZrO2 или HfO2 вместе составляют по меньшей мере 60 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 или даже по меньшей мере 100) мас.% по отношению к массе стекла и стеклокерамике, a SiO2, В2О3 и P2O5 вместе составляют менее 40 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно менее 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5 или даже ноль)% мас. по отношению к общей массе стекла или стеклокерамики.In some embodiments of the present invention, the preferred glass ceramics in accordance with the present invention, glasses including such glass ceramics, as well as glasses used to make such glass ceramics, contain Al 2 O 3 , Y 2 O 3 and at least one of ZrO 2 or HfO 2 , where Al 2 O 3 , Y 2 O 3 and at least one of the ZrO 2 or HfO 2 oxides together comprise at least 60 (in some embodiments, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 or even at least 100) wt.% In relation to the mass of glass and st klokeramike, a SiO 2, B 2 O 3 and P 2 O 5 together make up at least 40 (in some embodiments, preferably at least 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, or even zero) wt.% based on to the total mass of glass or glass ceramics. In some embodiments of the present invention, the preferred glass ceramics in accordance with the present invention, glasses including such glass ceramics, as well as glasses used to make such glass ceramics, contain Al 2 O 3 , REO and at least one of ZrO 2 or HfO oxides 2 , where Al 2 O 3 , REO, and at least one of the ZrO 2 or HfO 2 oxides together are at least 60 (in some embodiments, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, or even at least 100) wt.% with respect to the weight of glass and glass ceramics, a SiO 2 , B 2 O 3 and P 2 O 5 together comprise less than 40 (in some embodiments, preferably less than 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, or even zero) wt.% with respect to to the total mass of glass or glass ceramics. In some embodiments of the present invention, the preferred glass ceramics in accordance with the present invention, glasses including such glass ceramics, as well as glasses used to make such glass ceramics, contain Al 2 O 3 , REO, Y 2 O 3 and at least one of ZrO 2 or HfO 2 oxides, where Al 2 O 3 , REO, Y 2 O 3 and at least one of the ZrO 2 or HfO 2 oxides together comprise at least 60 (in some embodiments, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 or even at least 100) wt.% In relation to the weight of the glass and glass ceramics, a SiO 2 , B 2 O 3 and P 2 O 5 together comprise less than 40 (in some embodiments, preferably less than 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, or even zero)% wt. in relation to the total weight of glass or glass ceramics.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительная стеклокерамика в соответствии с настоящим изобретением, стекла, включающие такую стеклокерамику, а также стекла, используемые для получения такой стеклокерамики, содержат суммарно менее 40 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно менее 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5 или даже ноль) мас.% SiO2, В2О3 и P2O5 по отношению к общей массе стекла или стеклокерамики. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительная стеклокерамика в соответствии с настоящим изобретением, стекла, включающие такую стеклокерамику, а также стекла, используемые для получения такой стеклокерамики, содержат суммарно не более 10 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно менее 5, 4, 3, 2, 1 или даже ноль) мас.% As2O3, В2O3, GeO2, Р2O5, SiO2, TeO2 и V2O5 по отношению к общей массе стекла или стеклокерамики.In some embodiments of the present invention, the preferred glass ceramics in accordance with the present invention, glasses including such glass ceramics, as well as glasses used to make such glass ceramics, contain a total of less than 40 (in some embodiments of the present invention, preferably less than 35, 30, 25, 20 , 15, 10, 5 or even zero) wt.% SiO 2 , B 2 O 3 and P 2 O 5 with respect to the total weight of glass or glass ceramics. In some embodiments of the present invention, the preferred glass ceramics in accordance with the present invention, glasses including such glass ceramics, as well as glasses used to make such glass ceramics, contain a total of not more than 10 (in some embodiments, the implementation of the present invention is preferably less than 5, 4, 3, 2, 1 or even zero) wt.% As 2 O 3 , B 2 O 3 , GeO 2 , P 2 O 5 , SiO 2 , TeO 2 and V 2 O 5 with respect to the total weight of glass or glass ceramics.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения стеклокерамика предпочтительно содержит по меньшей мере 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65 или даже по меньшей мере 70 мас.% Al2O3 по отношению к общей массе стеклокерамики.In some embodiments, implementation of the present invention, the glass ceramic preferably contains at least 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, or even at least 70 wt.% Al 2 O 3 relative to the total weight of the glass ceramics.
В другом аспекте настоящее изобретение предоставляет способ получения стеклокерамики в соответствии с настоящим изобретением, который включает:In another aspect, the present invention provides a method for producing glass ceramics in accordance with the present invention, which includes:
тепловую обработку аморфного материала (например, стекла), в результате которой по меньшей мере часть аморфного материала превращается в стеклокерамику в соответствии с настоящим изобретением.heat treatment of an amorphous material (eg glass), as a result of which at least a portion of the amorphous material is converted to glass ceramics in accordance with the present invention.
В другом аспекте настоящее изобретение предоставляет способ получения стеклокерамического изделия, который включает:In another aspect, the present invention provides a method for producing a glass ceramic product, which comprises:
получение частиц стекла, характеризующегося Tg;obtaining particles of glass characterized by T g ;
нагревание частиц стекла до температуры, превышающей Tg, чтобы в результате частицы стекла коалесцировали с образованием определенной формы;heating the glass particles to a temperature exceeding T g so that as a result the glass particles coalesce to form a certain shape;
охлаждение формы с получением стеклянного изделия и тепловую обработку стеклянного изделия с получением стеклокерамического изделия.cooling the mold to produce a glass product; and heat treating the glass product to produce a glass ceramic product.
В следующем аспекте настоящее изобретение предоставляет абразивные частицы, включающие стеклокерамику в соответствии с настоящим изобретением со средним значением твердости, составляющим не менее 15 ГПа, предпочтительно не менее 16 ГПа, не менее 17 ГПа или даже не менее 18 ГПа.In a further aspect, the present invention provides abrasive particles comprising glass ceramics in accordance with the present invention with an average hardness of at least 15 GPa, preferably at least 16 GPa, at least 17 GPa, or even at least 18 GPa.
Абразивные частицы можно использовать в составе абразивного изделия или в несвязанном виде. Абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением включают связующее и совокупность абразивных частиц, где по меньшей мере часть совокупности абразивных частиц представляет собой абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением. Примеры абразивных изделий включают абразивные изделия с покрытием, абразивные изделия со связующим (например, круги), абразивные изделия на нетканой основе и абразивные щетки. Абразивные частицы с покрытием обычно включают основу, содержащую первую и вторую противоположные основные поверхности, где связующее и совокупность абразивных частиц образуют абразивный слой по меньшей мере на части первой основной поверхности.Abrasive particles can be used as part of an abrasive product or in an unbound form. Abrasive particles in accordance with the present invention include a binder and a set of abrasive particles, where at least part of the set of abrasive particles are abrasive particles in accordance with the present invention. Examples of abrasive products include coated abrasive products, bonded abrasive products (e.g. circles), non-woven abrasive products, and abrasive brushes. Coated abrasive particles typically include a base comprising first and second opposing main surfaces, where a binder and a combination of abrasive particles form an abrasive layer on at least a portion of the first main surface.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением составляют в абразивном изделии предпочтительно по меньшей мере 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 или даже 100 мас.% по отношению к общей массе совокупности абразивных частиц, содержащихся в абразивном изделии.In some embodiments of the present invention, the abrasive particles in accordance with the present invention preferably comprise at least 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75 in the abrasive article. , 80, 85, 90, 95, or even 100 wt.% With respect to the total mass of the aggregate of abrasive particles contained in the abrasive product.
Перед применением абразивные частицы, как правило, сортируют для получения заданного распределения по размерам. Такое распределение обычно находится в интервале размеров частиц от крупного до мелкого. В области техники, связанной с абразивами, фракции, входящие в данный интервал, иногда называют "грубыми", "контрольными" и "тонкими". Абразивные частицы, рассортированные в соответствии с принятыми в промышленности классификационными стандартами, имеют распределение по размерам, соответствующее номинальному разряду с определенными численными пределами. Такие принятые в промышленности классификационные стандарты (т.е. определенные номинальные разряды) включают стандарты Американского национального института стандартов (ANSI), стандарты Федерации европейских производителей абразивных изделий (FEPA) и японские промышленные стандарты (JIS). В одном аспекте настоящее изобретение предоставляет совокупность абразивных частиц конкретного номинального разряда, где по меньшей мере часть совокупности абразивных частиц представляет собой абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением составляют предпочтительно по меньшей мере 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 или даже 100 мас.% по отношению к общей массе совокупности абразивных частиц, содержащихся в абразивном изделии в соответствии с настоящим изобретением, на основе общей массы множества абразивных частиц.Before use, abrasive particles are usually sorted to obtain a given size distribution. Such a distribution is usually in the range of particle sizes from coarse to fine. In the field of abrasive technology, fractions within a given interval are sometimes referred to as “coarse”, “control” and “fine”. Abrasive particles, sorted in accordance with industry-accepted classification standards, have a size distribution corresponding to a nominal discharge with certain numerical limits. Such industry-accepted classification standards (i.e., certain nominal ranks) include American National Institute of Standards (ANSI), European Federation of Abrasive Product Manufacturers (FEPA) standards, and Japanese Industrial Standards (JIS). In one aspect, the present invention provides a plurality of abrasive particles of a particular nominal discharge, wherein at least a portion of the plurality of abrasive particles are abrasive particles in accordance with the present invention. In some embodiments, implementation of the present invention, the abrasive particles in accordance with the present invention are preferably at least 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, or even 100 wt.% With respect to the total mass of the aggregate of abrasive particles contained in the abrasive product in accordance with the present invention, based on the total mass of the plurality of abrasive particles.
В другом аспекте настоящее изобретение предоставляет способ получения абразивных частиц в соответствии с настоящим изобретением, включающий тепловую обработку содержащих аморфный материал частиц, в результате которой по меньшей мере часть аморфного материала превращается в стеклокерамику, образующую абразивные частицы. Как правило, абразивные частицы, включающие стеклокерамику, сортируют после тепловой обработки, получая совокупность абразивных частиц конкретного номинального разряда, где по меньшей мере часть совокупности абразивных частиц представляет собой совокупность абразивных частиц, включающих стеклокерамику. В одном из вариантов перед тепловой обработкой частиц, содержащих аморфный материал, получают совокупность частиц конкретного номинального разряда, где по меньшей мере часть частиц представляет собой совокупность содержащих аморфный материал частиц, подлежащих тепловой обработке, и где тепловую обработку проводят так, чтобы получить совокупность абразивных частиц конкретного номинального разряда, где по меньшей мере часть абразивных частиц представляет собой совокупность абразивных частиц, содержащих стеклокерамику.In another aspect, the present invention provides a method for producing abrasive particles in accordance with the present invention, comprising heat treating the particles containing amorphous material, by which at least a portion of the amorphous material is converted to glass ceramics to form abrasive particles. Typically, abrasive particles, including glass ceramics, sorted after heat treatment, obtaining a set of abrasive particles of a specific nominal discharge, where at least part of the collection of abrasive particles is a collection of abrasive particles, including glass ceramics. In one embodiment, before heat treating the particles containing the amorphous material, a collection of particles of a particular nominal discharge is obtained, where at least a portion of the particles is a collection of particles containing amorphous material to be heat treated, and where the heat treatment is carried out so as to obtain a combination of abrasive particles specific nominal discharge, where at least part of the abrasive particles is a collection of abrasive particles containing glass ceramics.
В другом аспекте настоящее изобретение предоставляет способ получения абразивных частиц в соответствии с настоящим изобретением, включающий тепловую обработку содержащих аморфный материал частиц, в результате которой по меньшей мере часть аморфного материала превращается в стеклокерамику, образующую абразивные частицы. Как правило, абразивные частицы, включающие стеклокерамику, сортируют после тепловой обработки, получая совокупность абразивных частиц конкретного номинального разряда, где по меньшей мере часть совокупности абразивных частиц представляет собой совокупность абразивных частиц, включающих стеклокерамику. Необязательно перед тепловой обработкой частиц, содержащих аморфный материал, получают совокупность частиц конкретного номинального разряда, где по меньшей мере часть частиц представляет собой совокупность содержащих аморфный материал частиц, подлежащих тепловой обработке, и где тепловую обработку проводят так, чтобы получить совокупность абразивных частиц конкретного номинального разряда, где по меньшей мере часть абразивных частиц представляет собой совокупность абразивных частиц, содержащих стеклокерамику.In another aspect, the present invention provides a method for producing abrasive particles in accordance with the present invention, comprising heat treating the particles containing amorphous material, by which at least a portion of the amorphous material is converted to glass ceramics to form abrasive particles. Typically, abrasive particles, including glass ceramics, sorted after heat treatment, obtaining a set of abrasive particles of a specific nominal discharge, where at least part of the collection of abrasive particles is a collection of abrasive particles, including glass ceramics. Optionally, before heat treating the particles containing the amorphous material, an aggregate of particles of a particular nominal discharge is obtained, where at least a portion of the particles is an aggregate of particles containing amorphous material to be heat treated, and where the heat treatment is carried out so as to obtain a population of abrasive particles of a particular nominal discharge where at least a portion of the abrasive particles is a collection of abrasive particles containing glass ceramics.
В другом аспекте настоящее изобретение предоставляет способ получения абразивных частиц в соответствии с настоящим изобретением, который включает:In another aspect, the present invention provides a method for producing abrasive particles in accordance with the present invention, which includes:
тепловую обработку аморфного материала, в результате которой по меньшей мере часть аморфного материала превращается в стеклокерамику в соответствии с настоящим изобретением со средним значением твердости, составляющим не менее 15 ГПа; иheat treatment of the amorphous material, as a result of which at least a portion of the amorphous material is converted to glass ceramics in accordance with the present invention with an average hardness of at least 15 GPa; and
размельчение стеклокерамики с получением абразивных частиц, включающих стеклокерамику. Как правило, абразивные частицы, включающие стеклокерамику, сортируют, получая совокупность абразивных частиц конкретного номинального разряда, где по меньшей мере часть совокупности абразивных частиц представляет собой совокупность абразивных частиц, включающих стеклокерамику.grinding glass ceramics to obtain abrasive particles, including glass ceramics. Typically, abrasive particles, including glass ceramics, sorted, obtaining a set of abrasive particles of a particular nominal discharge, where at least part of the collection of abrasive particles is a collection of abrasive particles comprising glass ceramics.
В следующем аспекте настоящее изобретение предоставляет способ шлифования поверхности, включающий:In a further aspect, the present invention provides a method for grinding a surface, the method comprising:
получение абразивного изделия, включающего связующее и совокупность абразивных частиц, которые по меньшей мере отчасти представляют собой абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением;obtaining an abrasive product comprising a binder and a combination of abrasive particles, which are at least partially abrasive particles in accordance with the present invention;
приведение в контакт по меньшей мере одной из абразивных частиц в соответствии с настоящим изобретением с поверхностью обрабатываемого объекта; иbringing into contact at least one of the abrasive particles in accordance with the present invention with the surface of the workpiece; and
перемещение по меньшей мере одного из приведенных в контакт абразивных частиц в соответствии с настоящим изобретением и поверхности контакта, приводящее к шлифованию по меньшей мере части поверхности абразивной частицей в соответствии с настоящим изобретением, находящейся в контакте с данной поверхностью.the movement of at least one of the contacted abrasive particles in accordance with the present invention and the contact surface, resulting in grinding of at least a portion of the surface with an abrasive particle in accordance with the present invention in contact with this surface.
В другом аспекте настоящее изобретение предоставляет способ получения стеклокерамики в соответствии с настоящим изобретением, который включает:In another aspect, the present invention provides a method for producing glass ceramics in accordance with the present invention, which includes:
объединение по меньшей мере (а) стекла, характеризующегося Tg, и (b) жаростойких частиц (например, частиц оксидов металлов, боридных частиц, карбидных частиц, нитридных частиц, алмазных частиц, металлических частиц, стеклянных частиц и их сочетаний) по сравнению со стеклянными частицами;the combination of at least (a) Tg glass and (b) heat-resistant particles (e.g., metal oxide particles, boride particles, carbide particles, nitride particles, diamond particles, metal particles, glass particles, and combinations thereof) particles;
нагревание частиц стекла до температуры, превышающей Tg, так, чтобы в результате частицы стекла коалесцировали с образованием определенной формы;heating the glass particles to a temperature exceeding T g so that as a result the glass particles coalesce to form a specific shape;
охлаждение стекла с получением керамики; иglass cooling to obtain ceramics; and
тепловую обработку стекла керамики, в результате которой по меньшей мере часть стекла превращается в стеклокерамику.heat treatment of glass ceramics, as a result of which at least part of the glass turns into glass ceramics.
Стеклокерамика в соответствии с настоящим изобретением может быть получена в виде частиц (например, стеклянных шариков (например, шариков, имеющих диаметр не менее 1 микрометра, 5 микрометров, 10 микрометров, 25 микрометров, 50 микрометров, 100 микрометров, 150 микрометров, 250 микрометров, 500 микрометров, 750 микрометров, 1 мм, 5 мм или даже по меньшей мере 10 мм), изделий (например, пластин), волокон, частиц и покрытий (например, тонких покрытий)) или превращена в такие частицы, изделия, волокна и покрытия. Частицы и волокна из стеклокерамики используют, например, для теплоизоляции, а также в качестве наполнителей или армирующих веществ в композитах (например, в керамических композитах, металлических композитах или в композитах на основе полимерной матрицы). Тонкие покрытия можно использовать, например, в качестве защитных покрытий при применениях, сопровождающихся истиранием, а также для теплорегуляции. Примеры изделий, которые могут быть получены в соответствии с настоящим изобретением, включают кухонную посуду (например, тарелки, ножи), стоматологические скобы и армирующие волокна, вставные детали режущих инструментов, абразивные материалы и структурные компоненты газовых двигателей (например, клапаны и подшипники), медицинские имплантанты и хирургические скальпели. Другие изделия включают такие, которые имеют защитное покрытие из керамики на внешней поверхности корпуса или на другой поверхности.Glass ceramics in accordance with the present invention can be obtained in the form of particles (for example, glass beads (for example, balls having a diameter of at least 1 micrometer, 5 micrometers, 10 micrometers, 25 micrometers, 50 micrometers, 100 micrometers, 150 micrometers, 250 micrometers, 500 micrometers, 750 micrometers, 1 mm, 5 mm or even at least 10 mm), products (for example, plates), fibers, particles and coatings (for example, thin coatings)) or turned into such particles, products, fibers and coatings . Particles and fibers made of glass ceramics are used, for example, for thermal insulation, and also as fillers or reinforcing substances in composites (for example, in ceramic composites, metal composites or in composites based on a polymer matrix). Thin coatings can be used, for example, as protective coatings for applications involving abrasion, as well as for heat regulation. Examples of products that can be obtained in accordance with the present invention include kitchen utensils (e.g., plates, knives), dental braces and reinforcing fibers, cutting tool inserts, abrasives and structural components of gas engines (e.g., valves and bearings), medical implants and surgical scalpels. Other products include those that have a ceramic coating on the outer surface of the housing or on another surface.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На Фиг.1 схематически изображен фрагмент поперечного сечения абразивного изделия с покрытием, включающего абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением;Figure 1 schematically shows a fragment of a cross section of a coated abrasive product comprising abrasive particles in accordance with the present invention;
на Фиг.2 приведено объемное изображение абразивного изделия со связующим, включающего абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением;figure 2 shows a three-dimensional image of an abrasive product with a binder comprising abrasive particles in accordance with the present invention;
на Фиг.3 приведено увеличенное схематическое изображение абразивного изделия на нетканой основе, включающего абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением;figure 3 shows an enlarged schematic illustration of an abrasive product on a non-woven basis, including abrasive particles in accordance with the present invention;
на Фиг.4 приведены результаты ДТА материала, полученного в примере 1;figure 4 shows the results of the DTA of the material obtained in example 1;
на Фиг.5 приведена растрово-электронная микрофотография (SEM-Scanning Electron Micrograph) поверхности разрыва материала, полученного в примере 22;figure 5 shows a raster-electron micrograph (SEM-Scanning Electron Micrograph) of the fracture surface of the material obtained in example 22;
на Фиг.6 приведена растрово-электронная микрофотография (SEM) поверхности разрыва материала, полученного в примере 24;figure 6 shows a raster electron micrograph (SEM) of the fracture surface of the material obtained in example 24;
на Фиг.7 приведена растрово-электронная микрофотография (SEM) поверхности разрыва материала, полученного в примере 30;7 shows a raster electron micrograph (SEM) of the fracture surface of the material obtained in example 30;
на Фиг.8 приведена растрово-электронная микрофотография (SEM) поверхности разрыва материала, полученного в примере 30;on Fig shows a raster electron micrograph (SEM) of the fracture surface of the material obtained in example 30;
на Фиг.9 приведена растрово-электронная микрофотография (SEM) поверхности разрыва материала, полученного в примере 31;figure 9 shows a raster electron micrograph (SEM) of the fracture surface of the material obtained in example 31;
на Фиг.10 приведена микрофотография материала, полученная с помощью электронного микроскопа с обратным рассеиванием, полученного в примере 32;figure 10 shows a micrograph of the material obtained using an electron microscope with backscattering obtained in example 32;
на Фиг.11 приведена оптическая микрофотография среза (толщиной 2 мм) материала, полученного горячим прессованием, демонстрирующая прозрачность материала;figure 11 shows an optical micrograph of a slice (2 mm thick) of the material obtained by hot pressing, showing the transparency of the material;
на Фиг.12 приведена растрово-электронная микрофотография (SEM) шлифованного участка материала примера 35, полученного с использованием тепловой обработки; иon Fig shows a raster electron micrograph (SEM) of the polished portion of the material of example 35 obtained using heat treatment; and
на Фиг.13 и 14 приведены растрово-электронные микрофотографии (SEM) шлифованных участков материалов примеров 36 и 37 соответственно, полученных с использованием тепловой обработки.13 and 14 show raster electron micrographs (SEM) of the polished sections of the materials of examples 36 and 37, respectively, obtained using heat treatment.
Подробное описаниеDetailed description
Стеклокерамика в соответствии с настоящим изобретением может быть получена, например, путем включения кристаллического аморфного материала (например, стекла) или аморфного материала в керамику, содержащую аморфный материал. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения аморфный материал, используемый для получения стеклокерамики в соответствии с настоящим изобретением, и полученная из него стеклокерамика предпочтительно содержат в общей сложности не более 30 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно не более 20, 15, 10, 5, 4, 3, 2, 1 или даже ноль) мас.% As2O3, В2О3, GeO2, Р2О5, SiO2, TeO2 и V2O5 по отношению к общей массе аморфного материала или стеклокерамики.Glass ceramics in accordance with the present invention can be obtained, for example, by incorporating crystalline amorphous material (eg glass) or an amorphous material in a ceramic containing amorphous material. In some embodiments, implementation of the present invention, the amorphous material used to produce glass ceramics in accordance with the present invention, and the resulting glass ceramics preferably contain a total of not more than 30 (in some embodiments, the implementation of the present invention preferably not more than 20, 15, 10, 5, 4, 3, 2, 1 or even zero) wt.% As 2 O 3 , B 2 O 3 , GeO 2 , P 2 O 5 , SiO 2 , TeO 2 and V 2 O 5 with respect to the total mass of the amorphous material or glass ceramics.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения аморфный материал, используемый для получения стеклокерамики в соответствии с настоящим изобретением, и полученная из него стеклокерамика предпочтительно содержат по меньшей мере 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65 или даже 70 мас.% Al2О3 по отношению к общей массе аморфного материала или стеклокерамики.In some embodiments, implementation of the present invention, the amorphous material used to produce glass ceramics in accordance with the present invention, and the resulting glass ceramics preferably contain at least 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, or even 70 wt.% Al 2 About 3 in relation to the total mass of amorphous material or glass ceramics.
Некоторые аморфные материалы, используемые для получения стеклокерамики в соответствии с настоящим изобретением, и полученная из них стеклокерамика содержат от 20 до по меньшей мере 70 мас.% (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения от 30 до по меньшей мере 70%, от 40 до по меньшей мере 70%, от 50 до по меньшей мере 70% или даже от 60 до по меньшей мере 70%) Al2О3; от 0 до 50 мас.% (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения от 0 до 25%; или даже от 0 до 10%) Y2O3; и от 0 до 70 мас.% (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения от 0 до 50%; от 0 до 25% или даже от 0 до 10%) по меньшей мере одного из ZrO2 или HfO2 по отношению к общей массе аморфного материала или стеклокерамики. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения такие аморфные материалы и полученная из них стеклокерамика содержат по меньшей мере 30 мас.%, по меньшей мере 40 мас.%, по меньшей мере 50 мас.%, по меньшей мере 60 мас.% или даже по меньшей мере 70 мас.% Al2О3 по отношению к общей массе аморфного материала или стеклокерамики. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения такие аморфные материалы и полученная из них стеклокерамика содержат в общей сложности менее 40 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения менее 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 4, 3, 2, 1 или даже ноль) мас.% SiO2, В2O3 и P2O5 по отношению к общей массе аморфного материала или стеклокерамики. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения такие аморфные материалы и полученная из них стеклокерамика содержат в общей сложности менее 20 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения менее 15, 10, 5 или даже ноль) мас.% SiO2 и менее 20 (предпочтительно менее 15, 10, 5 или даже ноль) мас.% В2O3 по отношению к общей массе аморфного материала или стеклокерамики.Some amorphous materials used to produce glass ceramics in accordance with the present invention, and glass ceramics obtained from them contain from 20 to at least 70 wt.% (In some embodiments, implementation of the present invention from 30 to at least 70%, from 40 to at least 70%, from 50 to at least 70%, or even from 60 to at least 70%) Al 2 O 3 ; from 0 to 50 wt.% (in some embodiments, implementation of the present invention from 0 to 25%; or even from 0 to 10%) Y 2 O 3 ; and from 0 to 70 wt.% (in some embodiments, implementation of the present invention from 0 to 50%; from 0 to 25% or even from 0 to 10%) of at least one of ZrO 2 or HfO 2 relative to the total mass of amorphous material or glass ceramics. In some embodiments, implementation of the present invention, such amorphous materials and glass ceramics obtained from them contain at least 30 wt.%, At least 40 wt.%, At least 50 wt.%, At least 60 wt.% Or even at least at least 70 wt.% Al 2 About 3 in relation to the total weight of the amorphous material or glass ceramics. In some embodiments of the present invention, such amorphous materials and glass ceramics obtained therefrom contain less than 40 in total (in some embodiments, less than 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 4, 3, 2, 1, or even zero) wt.% SiO 2 , B 2 O 3 and P 2 O 5 with respect to the total mass of amorphous material or glass ceramics. In some embodiments, implementation of the present invention, such amorphous materials and glass ceramics obtained from them contain a total of less than 20 (in some embodiments, implementation of the present invention less than 15, 10, 5 or even zero) wt.% SiO 2 and less than 20 (preferably less than 15, 10, 5 or even zero) wt.% In 2 O 3 in relation to the total mass of amorphous material or glass ceramics.
Некоторые аморфные материалы, используемые для получения стеклокерамики в соответствии с настоящим изобретением, и полученная из них стеклокерамика содержат от 20 до по меньшей мере 70 мас.% (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения от 30 до по меньшей мере 70%, от 40 до по меньшей мере 70%, от 50 до по меньшей мере 70% или даже от 60 до по меньшей мере 70%) Al2О3; от 0 до 70 мас.% (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения от 0 до 50%; от 0 до 25%; или даже от 0 до 10%) REO; от 0 до 50 мас.% (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения от 0 до 25% или даже от 0 до 10%) по меньшей мере одного из ZrO2 или HfO2 по отношению к общей массе аморфного материала или стеклокерамики. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения такие аморфные материалы и полученная из них стеклокерамика содержат 30 мас.%, по меньшей мере 40 мас.%, по меньшей мере 50 мас.%, по меньшей мере 60 мас.% или даже по меньшей мере 70 мас.% Al2О3 по отношению к общей массе аморфного материала или стеклокерамики. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения такие аморфные материалы и полученная из них стеклокерамика содержат в общей сложности менее 40 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения менее 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 4, 3, 2, 1 или даже ноль) мас.% SiO2, В2O3 и Р2O5 по отношению к общей массе аморфного материала или стеклокерамики. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения такие стекла и полученная из них стеклокерамика содержат в общей сложности менее 20 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения менее 15, 10, 5 или даже ноль) мас.% SiO2 и менее 20 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения менее 15, 10, 5 или даже ноль) мас.% В2O3 по отношению к общей массе аморфного материала или стеклокерамики.Some amorphous materials used to produce glass ceramics in accordance with the present invention, and glass ceramics obtained from them contain from 20 to at least 70 wt.% (In some embodiments, implementation of the present invention from 30 to at least 70%, from 40 to at least 70%, from 50 to at least 70%, or even from 60 to at least 70%) Al 2 O 3 ; from 0 to 70 wt.% (in some embodiments, implementation of the present invention from 0 to 50%; from 0 to 25%; or even from 0 to 10%) REO; from 0 to 50 wt.% (in some embodiments, implementation from the present invention from 0 to 25% or even from 0 to 10%) of at least one of ZrO 2 or HfO 2 in relation to the total weight of the amorphous material or glass ceramic. In some embodiments, the implementation of the present invention, such amorphous materials and glass ceramics obtained from them contain 30 wt.%, At least 40 wt.%, At least 50 wt.%, At least 60 wt.% Or even at least 70 wt. .% Al 2 About 3 in relation to the total mass of amorphous material or glass ceramics. In some embodiments, implementation of the present invention, such amorphous materials and glass ceramics obtained from them contain a total of less than 40 (in some embodiments, implementation of the present invention less than 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 4, 3, 2, 1 or even zero) wt.% SiO 2 , B 2 O 3 and P 2 O 5 with respect to the total mass of amorphous material or glass ceramics. In some embodiments, implementation of the present invention, such glasses and glass ceramics obtained from them contain a total of less than 20 (in some embodiments, implementation of the present invention less than 15, 10, 5 or even zero) wt.% SiO 2 and less than 20 (in some embodiments, implementation of the present inventions of less than 15, 10, 5 or even zero) wt.% In 2 O 3 in relation to the total mass of amorphous material or glass ceramics.
Некоторые аморфные материалы, используемые для получения стеклокерамики в соответствии с настоящим изобретением, и полученная из них стеклокерамика содержат от 20 до по меньшей мере 70 мас.% (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения от 30 до по меньшей мере 70%, от 40 до по меньшей мере 70%, от 50 до по меньшей мере 70% или даже от 60 до по меньшей мере 70%) Al2O3; от 0 до 70 мас.% (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения от 0 до 50%; от 0 до 25%; или даже от 0 до 10%) Y2О3; от 0 до 70 мас.% (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения от 0 до 50%; от 0 до 25%; или даже от 0 до 10%) REO; от 0 до 50 мас.% (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения от 0 до 25% или даже от 0 до 10%) по меньшей мере одного из ZrO2 или HfO2 по отношению к общей массе аморфного материала или стеклокерамики. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения такие аморфные материалы и полученная из них стеклокерамика содержат по меньшей мере 30 мас.%, по меньшей мере 40 мас.%, по меньшей мере 50 мас.%, по меньшей мере 60 мас.% или даже по меньшей мере 70 мас.% Al2О3 по отношению к общей массе аморфного материала или стеклокерамики. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения такие аморфные материалы и полученная из них стеклокерамика содержат в общей сложности менее 40 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения менее 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 4, 3, 2, 1 или даже ноль) мас.% SiO2, В2O3 и Р2O5 по отношению к общей массе аморфного материала или стеклокерамики. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения такие аморфные материалы и полученная из них стеклокерамика содержат в общей сложности менее 20 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения менее 15, 10, 5 или даже ноль) мас.% SiO2 и менее 20 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения менее 15, 10, 5 или даже ноль) мас.% В2O3 по отношению к общей массе аморфного материала или стеклокерамики.Some amorphous materials used to produce glass ceramics in accordance with the present invention, and glass ceramics obtained from them contain from 20 to at least 70 wt.% (In some embodiments, implementation of the present invention from 30 to at least 70%, from 40 to at least 70%, from 50 to at least 70%, or even from 60 to at least 70%) Al 2 O 3 ; from 0 to 70 wt.% (in some embodiments, implementation of the present invention from 0 to 50%; from 0 to 25%; or even from 0 to 10%) Y 2 About 3 ; from 0 to 70 wt.% (in some embodiments, implementation of the present invention from 0 to 50%; from 0 to 25%; or even from 0 to 10%) REO; from 0 to 50 wt.% (in some embodiments, implementation from the present invention from 0 to 25% or even from 0 to 10%) of at least one of ZrO 2 or HfO 2 in relation to the total weight of the amorphous material or glass ceramic. In some embodiments, implementation of the present invention, such amorphous materials and glass ceramics obtained from them contain at least 30 wt.%, At least 40 wt.%, At least 50 wt.%, At least 60 wt.% Or even at least at least 70 wt.% Al 2 About 3 in relation to the total weight of the amorphous material or glass ceramics. In some embodiments, implementation of the present invention, such amorphous materials and glass ceramics obtained from them contain a total of less than 40 (in some embodiments, implementation of the present invention less than 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 4, 3, 2, 1 or even zero) wt.% SiO 2 , B 2 O 3 and P 2 O 5 with respect to the total mass of amorphous material or glass ceramics. In some embodiments, implementation of the present invention, such amorphous materials and glass ceramics obtained from them contain a total of less than 20 (in some embodiments, implementation of the present invention less than 15, 10, 5 or even zero) wt.% SiO 2 and less than 20 (in some embodiments, implementation less than 15, 10, 5, or even zero) wt.% B 2 O 3 in relation to the total weight of the amorphous material or glass ceramic.
Аморфные материалы (например, стекла), керамика, содержащая аморфное вещество, частицы, содержащие аморфный материал, и др. могут быть получены, например, нагреванием (в том числе в пламени) соответствующего источника оксида металла с образованием расплава, желательно гомогенного расплава, и затем быстрым охлаждением расплава с получением аморфного материала. Варианты аморфного материала могут быть получены, например, путем плавления источников оксидов металлов в любой подходящей плавильной печи (например, в печи с индукционным нагревом, в газовой печи или в электрической печи) или, например, в плазме. Полученный расплав охлаждают (например, с помощью охлаждающей среды (такой, как высокоскоростные струи воздуха, жидкости, металлические пластины (включая охлажденные металлические пластины), металлические валки (включая охлажденные металлические валки), металлические шарики (включая охлажденные металлические шарики) и т.д.)).Amorphous materials (e.g. glass), ceramics containing an amorphous substance, particles containing an amorphous material, etc. can be obtained, for example, by heating (including in a flame) an appropriate source of metal oxide to form a melt, preferably a homogeneous melt, and then rapidly cooling the melt to form an amorphous material. Variants of the amorphous material can be obtained, for example, by melting the sources of metal oxides in any suitable melting furnace (for example, in an induction heating furnace, in a gas furnace or in an electric furnace) or, for example, in plasma. The resulting melt is cooled (for example, using a cooling medium (such as high-speed jets of air, liquids, metal plates (including chilled metal plates), metal rolls (including chilled metal rolls), metal balls (including chilled metal balls), etc. .)).
Варианты аморфного материала могут быть получены способом кристаллизации в пламени, как описано, например, в патенте США № 6254981 (Castle). В данном способе источники оксидов металлов помещают (например, в виде частиц, иногда называемых "исходные частицы") непосредственно в зону горения (например, метан-воздушную горелку, ацетилен-кислородную горелку, водородно-кислородную горелку и т.д.) и затем гасят, например, водой, охлаждающим маслом, воздухом и т.д. Исходные частицы могут быть получены, например, дроблением, агломерацией (например, распылением и отверждением), плавлением или спеканием источников оксидов металлов. Размер исходных частиц, подаваемых в пламя, как правило, определяет размер полученных в результате частиц, содержащих аморфный материал.Variants of the amorphous material can be obtained by crystallization in flame, as described, for example, in US patent No. 6254981 (Castle). In this method, sources of metal oxides are placed (for example, in the form of particles, sometimes called "starting particles") directly into the combustion zone (for example, a methane-air burner, an acetylene-oxygen burner, a hydrogen-oxygen burner, etc.) and then extinguish, for example, with water, cooling oil, air, etc. The starting particles can be obtained, for example, by crushing, agglomeration (eg, spraying and curing), melting or sintering of metal oxide sources. The size of the initial particles supplied to the flame, as a rule, determines the size of the resulting particles containing amorphous material.
Варианты аморфного материала могут быть также получены с помощью других способов, таких как вытягивание в нити расплава, полученного под воздействием лазера, с охлаждением свободным падением, получение проволоки способом Тейлора, плазматронный способ, способ молота и наковальни, центрифужное гашение, охлаждение разбрызгиванием с помощью распыливающего аппарата, гашение с поворотом на одинарном и двойном ролике, гашение на пластине на роликах и капельный выпуск расплава (см., например, Rapid Solidification of Ceramics (Ускоренное отверждение керамики), Brockway и др., Metals And Ceramics Information Center, A Department of Defense Information Analysis Center, Коламбус, шт. Огайо, январь 1984 г.). Варианты аморфного материала могут быть также получены с помощью других способов, таких как термальный пиролиз (включая пиролиз в пламени, лазерный или плазменный пиролиз) подходящих ранее используемых способов, парофазный синтез ранее используемых металлических материалов и механохимическая обработка.Variants of the amorphous material can also be obtained using other methods, such as drawing a melt obtained by laser action into a filament with free-fall cooling, obtaining a wire by the Taylor method, a plasmatron method, a hammer and anvil method, centrifugal quenching, spray cooling using a spray apparatus, blanking with rotation on a single and double roller, blanking on a plate on rollers and drip release of the melt (see, for example, Rapid Solidification of Ceramics (Accelerated curing of ceramics), Brockway et al., Metals And Ceramics Information Center, A Department of Defense Information Analysis Center, Columbus, Ohio, January 1984). Variants of the amorphous material can also be obtained using other methods, such as thermal pyrolysis (including flame pyrolysis, laser or plasma pyrolysis) of suitable previously used methods, vapor-phase synthesis of previously used metallic materials, and mechanochemical processing.
Используемые составы, содержащие аморфные материалы, включают эвтектические составы или близкие к ним (например, двойные или тройные эвтектические составы). После ознакомления с настоящим описанием специалисту в данной области станет понятно, что кроме описанных здесь составов можно использовать другие эвтектические составы, включая четвертичные и более высоких порядков.Used compositions containing amorphous materials include eutectic compositions or close to them (for example, double or triple eutectic compositions). After familiarization with the present description, a person skilled in the art will understand that in addition to the compositions described herein, other eutectic compositions can be used, including quaternary and higher orders.
Как правило, аморфные материалы и полученная из них стеклокерамика в соответствии с настоящим изобретением имеют перпендикулярные друг другу измерения x, y и z, где каждый из размеров x, y и z составляет по меньшей мере 25 микрометров. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения размеры x, y и z составляют по меньшей мере 30 микрометров, 35 микрометров, 40 микрометров, 45 микрометров, 50 микрометров, 75 микрометров, 100 микрометров, 150 микрометров, 200 микрометров, 250 микрометров, 500 микрометров, 1000 микрометров, 2000 микрометров, 2500 микрометров, 1 мм, 5 мм или даже по меньшей мере 10 мм.As a rule, amorphous materials and the glass ceramics obtained from them in accordance with the present invention have perpendicular to each other dimensions x, y and z, where each of the dimensions x, y and z is at least 25 micrometers. In some embodiments, x, y, and z are at least 30 micrometers, 35 micrometers, 40 micrometers, 45 micrometers, 50 micrometers, 75 micrometers, 100 micrometers, 150 micrometers, 200 micrometers, 250 micrometers, 500 micrometers, 1000 micrometers, 2000 micrometers, 2500 micrometers, 1 mm, 5 mm or even at least 10 mm.
Источники Al2О3 (на основе теоретических исследований оксидов), в том числе поставляемые на рынок источники, включают боксит (в том числе природный боксит и синтетический боксит), кальцинированный боксит, гидратированные оксиды алюминия (например, бомит и гиббсит), алюминий, оксид алюминия, полученный по способу Байера, алюминиевую руду, гамма оксид алюминия, альфа оксид алюминия, соли алюминия, нитраты алюминия, а также их сочетания. Источник Al2О3 может содержать Al2О3 или может являться только сырьем для получения Al2О3. Альтернативно источник Al2О3 может содержать Al2О3 или являться сырьем для получения Al2О3, кроме того, он может содержать один или несколько оксидов металлов, отличных от Al2O3 (включая материалы, представляющие собой или содержащие комплекс Al2О3 и оксида металла (например, Dy3Al5О12, Y3Al5О12, CeAl11O18 и др.)) или являться сырьем для их получения.Sources of Al 2 O 3 (based on theoretical studies of oxides), including marketed sources, include bauxite (including natural bauxite and synthetic bauxite), calcined bauxite, hydrated aluminum oxides (e.g. bomite and gibbsite), aluminum, Bayer alumina, aluminum ore, gamma alumina, alpha alumina, aluminum salts, aluminum nitrates, and combinations thereof. The source of Al 2 O 3 may contain Al 2 O 3 or may be only a raw material for producing Al 2 O 3 . Alternatively, the source of Al 2 O 3 may contain Al 2 O 3 or be a raw material for producing Al 2 O 3 , in addition, it may contain one or more metal oxides other than Al 2 O 3 (including materials representing or containing an Al complex 2 O 3 and metal oxide (for example, Dy 3 Al 5 O 12 , Y 3 Al 5 O 12 , CeAl 11 O 18 , etc.)) or be the raw material for their preparation.
Источники, в том числе поставляемые на рынок, оксидов редкоземельных металлов включают порошкообразные оксиды редкоземельных металлов, редкоземельные металлы, руды, содержащие редкоземельные металлы (например, бастнезит и моназит), соли редкоземельных металлов, нитраты редкоземельных металлов и карбонаты редкоземельных металлов. Источник оксида(ов) редкоземельного металла может содержать оксид(ы) редкоземельного металла или он может являться только сырьем для получения оксида(ов) редкоземельного металла. Альтернативно источник оксида(ов) редкоземельного металла может содержать оксид(ы) редкоземельного металла или являться сырьем для получения оксида(ов) редкоземельного металла, кроме того, он может содержать один или несколько оксидов металлов, отличных от оксида(ов) редкоземельного металла (включая материалы, представляющие собой или содержащие, комплекс оксида редкоземельного металла и другого оксида металла (например, Dy3Al5О12, Y3Al5О12, CeAl11O18 и др.)) или являться сырьем для его (их) получения.Sources, including those supplied to the market, of rare earth oxides include powdered rare earth metal oxides, rare earth metals, rare earth metal ores (e.g., bastnesite and monazite), rare earth metal salts, rare earth metal nitrates and rare earth carbonates. The source of rare earth metal oxide (s) may contain rare earth metal oxide (s) or it can only be a raw material for producing rare earth metal oxide (s). Alternatively, the source of rare earth metal oxide (s) may contain rare earth metal oxide (s) or be a raw material for producing rare earth metal oxide (s), in addition, it may contain one or more metal oxides other than rare earth metal oxide (s) (including materials representing or containing a complex of rare-earth metal oxide and other metal oxide (for example, Dy 3 Al 5 O 12 , Y 3 Al 5 O 12 , CeAl 11 O 18 , etc.)) or be a raw material for its (their) production .
Источники Y2O3 (на основе теоретических исследований оксидов ), в том числе поставляемые на рынок источники, включают порошкообразные оксиды иттрия, иттрий, иттрийсодержащие руды и соли иттрия (например, карбонаты, нитраты, хлориды, гидроксиды иттрия, а также их сочетания). Источник Y2О3 может содержать Y2O3 или он может являться только сырьем для получения Y2O3. Альтернативно источник Y2O3 может содержать Y2О3 или являться сырьем для получения Y2O3, кроме того, он может содержать один или несколько оксидов металлов, отличных от Y2O3 (включая материалы, представляющие собой или содержащие комплекс Y2O3 и оксида металла (например, Y3Al5O12)) или являться сырьем для их получения.Sources of Y 2 O 3 (based on theoretical studies of oxides), including marketed sources, include powdered yttrium, yttrium, yttrium-containing ores and yttrium salts (e.g., carbonates, nitrates, chlorides, yttrium hydroxides, and combinations thereof) . The source of Y 2 O 3 may contain Y 2 O 3 or it may be only a raw material for producing Y 2 O 3 . Alternatively, the source of Y 2 O 3 may contain Y 2 O 3 or be a raw material for the production of Y 2 O 3 , in addition, it may contain one or more metal oxides other than Y 2 O 3 (including materials representing or containing complex Y 2 O 3 and metal oxide (for example, Y 3 Al 5 O 12 )) or be a raw material for their preparation.
Источники ZrO2 (на основе теоретических исследований оксидов), в том числе поставляемые на рынок источники, включают порошкообразные оксиды циркония, циркониевый песок, цирконий, цирконийсодержащие руды и соли циркония (например, карбонаты, ацетаты, нитраты, хлориды, гидроксиды циркония, а также их сочетания). Кроме того, или альтернативно, источник ZrO2 может содержать ZrO2 или он может являться только сырьем для получения ZrO2, а также он может содержать оксиды других металлов, таких как гафний или являться сырьем для их получения. Источники HfO2 (на основе теоретических исследований оксидов), в том числе поставляемые на рынок источники, включают порошкообразные оксиды гафния, гафний, гафнийсодержащие руды и соли гафния. Кроме того, или альтернативно источник HfO2 может содержать HfO2 или он может являться только сырьем для получения HfO2, а также он может содержать оксиды других металлов, такие как ZrO2, или являться сырьем для их получения.Sources of ZrO 2 (based on theoretical studies of oxides), including marketed sources, include powdered zirconium oxides, zirconium sand, zirconium, zirconium-containing ores and zirconium salts (e.g., carbonates, acetates, nitrates, chlorides, zirconium hydroxides, and their combinations). In addition, or alternatively, the source of ZrO 2 may contain ZrO 2 or it can only be a raw material for producing ZrO 2 , and it can also contain oxides of other metals, such as hafnium or be a raw material for their production. Sources of HfO 2 (based on theoretical studies of oxides), including marketed sources, include powdered hafnium oxides, hafnium, hafnium-containing ores and hafnium salts. In addition, or alternatively, the source of HfO 2 may contain HfO 2 or it may be only a raw material for producing HfO 2 , and it may also contain oxides of other metals, such as ZrO 2 , or be a raw material for their production.
Другие используемые оксиды металлов могут также включать на основе теоретических исследований оксидов ВаО, СаО, Cr2O3, СоО, Fe2О3, GeO2, Li2O, MgO, MnO, NiO, Na2O, Sc2O3, SrO, TiO2, ZnO и их сочетания. Источники оксидов, в том числе поставляемые на рынок, включают оксиды в чистом виде, комплексы оксидов, руды, карбонаты, ацетаты, нитраты, хлориды, гидроксиды и другие соединения оксидов. Указанные оксиды металлов добавляют для изменения физических свойств получаемых абразивных частиц и/или для облегчения их обработки. Данные оксиды металлов, как правило, добавляют в количестве, находящемся в интервале от 0 до 50 мас.%, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно от 0 до 25 мас.%, и более предпочтительно от 0 до 50 мас.% по отношению к массе стеклокерамики в зависимости от свойства, которое желательно получить.Other metal oxides used may also include based on theoretical studies of oxides BaO, CaO, Cr 2 O 3 , CoO, Fe 2 O 3 , GeO 2 , Li 2 O, MgO, MnO, NiO, Na 2 O, Sc 2 O 3 , SrO, TiO 2 , ZnO and combinations thereof. Sources of oxides, including those supplied to the market, include pure oxides, oxide complexes, ores, carbonates, acetates, nitrates, chlorides, hydroxides and other oxide compounds. These metal oxides are added to change the physical properties of the resulting abrasive particles and / or to facilitate their processing. These metal oxides are typically added in an amount in the range from 0 to 50 wt.%, In some embodiments, implementation of the present invention preferably from 0 to 25 wt.%, And more preferably from 0 to 50 wt.% With respect to the mass of glass ceramics, depending on the property that it is desirable to obtain.
Конкретные источники оксидов металлов и другие добавки, использующиеся для получения керамики в соответствии с настоящим изобретением, как правило, выбирают в зависимости от заданных состава и микроструктуры конечного керамического продукта, заданной степени кристалличности, если таковая имеет место, требуемых физических свойств (например, твердости или ударной вязкости) конечного керамического продукта, необходимости избежать присутствия нежелательных примесей или минимизировать их количество, заданных свойств конечного керамического продукта и/или конкретного способа получения керамики (включая оборудование и любую очистку сырьевых материалов до и/или в процессе оплавления и/или отверждения).Specific sources of metal oxides and other additives used to produce ceramics in accordance with the present invention are typically selected depending on the given composition and microstructure of the final ceramic product, the given degree of crystallinity, if any, the required physical properties (e.g. hardness or impact strength) of the final ceramic product, the need to avoid the presence of unwanted impurities or minimize their amount, the specified properties of the final ceramic product and / or a specific method for producing ceramics (including equipment and any cleaning of raw materials before and / or during reflow and / or curing).
В некоторых случаях предпочтительно включать ограниченные количества оксидов металлов, выбранных из группы, состоящей из Na2O, P2O5, SiO2, TeO2, V2O3 и их сочетаний. Источники оксидов, в том числе поставляемые на рынок, включают оксиды в чистом виде, их комплексы, руды, карбонаты, ацетаты, нитраты, хлориды, гидроксиды и другие соединения оксидов. Указанные оксиды металлов можно добавлять, например, для изменения физических свойств получаемых абразивных частиц и/или для облегчения их обработки. Данные оксиды металлов в случае применения, как правило, добавляют в количестве, находящемся в интервале от более 0 до 20 мас.%, предпочтительно от более 0 до 5 мас.% и более предпочтительно от более 0 до 2 мас.% по отношению к массе стеклокерамики в зависимости от свойства, которое требуется получить.In some cases, it is preferable to include limited amounts of metal oxides selected from the group consisting of Na 2 O, P 2 O 5 , SiO 2 , TeO 2 , V 2 O 3, and combinations thereof. Sources of oxides, including those supplied to the market, include pure oxides, their complexes, ores, carbonates, acetates, nitrates, chlorides, hydroxides and other oxide compounds. These metal oxides can be added, for example, to change the physical properties of the resulting abrasive particles and / or to facilitate their processing. These metal oxides, when used, are typically added in an amount in the range of from more than 0 to 20 wt.%, Preferably from more than 0 to 5 wt.% And more preferably from more than 0 to 2 wt.% With respect to the mass glass ceramics depending on the property that you want to obtain.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно, если по меньшей мере часть источника оксида металла (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 или даже по меньшей мере 50 мас.%) получают, добавляя к расплаву металлическое вещество в виде частиц, которое включает по меньшей мере один из металлов (например, Al, Са, Cu, Cr, Fe, Li, Mg, Ni, Ag, Ti, Zr и их сочетаний) М, обладающих отрицательной энтальпией образования оксида или, иначе, металлизируют их, используя другие сырьевые материалы. Хотя теоретическое основание отсутствует, считается, что тепло, выделяющееся при протекании экзотермической реакции окисления металла, благоприятно влияет на образование гомогенного расплава и полученный аморфный материал. Например, считается, что дополнительное тепло, выделяющееся в реакции окисления сырьевого материала, компенсирует недостаточный теплообмен и, следовательно, облегчает образование расплава и увеличивает его гомогенность, особенно если образуются аморфные частицы, у которых размеры x, y и z превышают 150 микрометров. Полагают также, что дополнительное тепло способствует протеканию различных химических реакций и физических процессов (например, загущения и сфероидизации) до завершения. Кроме того, полагают, что в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения наличие дополнительного тепла, выделяющегося в процессе реакции окисления, в действительности облегчает образование расплава, которое иначе происходит неэффективно или является непрактичным вследствие высокой температуры плавления веществ. Кроме того, наличие дополнительного тепла, выделяющегося в процессе реакции окисления, в действительности облегчает образование аморфного материала, иначе образования аморфного материала может не произойти или оно может не произойти в желательном диапазоне размеров. Другое преимущество данного изобретения состоит в том, что при образовании аморфных материалов многие химические и физические процессы, такие как плавление, загущение и сфероидизация, могут завершаться в течение короткого интервала времени и, следовательно, могут быть достигнуты очень высокие скорости гашения. Дополнительную подробную информацию можно найти в одновременно рассматриваемой заявке США с серийным номером 10/211639, поданной одновременно с настоящей заявкой.In some embodiments of the present invention, it is preferred that at least a portion of the metal oxide source (in some embodiments of the present invention, preferably 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, or even at least 50 wt.%) Is obtained adding to the melt a metal substance in the form of particles, which includes at least one of the metals (for example, Al, Ca, Cu, Cr, Fe, Li, Mg, Ni, Ag, Ti, Zr and their combinations) M, which have a negative enthalpy of oxide formation or, otherwise, metallize them using other raw materials rials. Although there is no theoretical basis, it is believed that the heat generated during the exothermic metal oxidation reaction favorably affects the formation of a homogeneous melt and the resulting amorphous material. For example, it is believed that the additional heat released in the oxidation reaction of the raw material compensates for the insufficient heat transfer and, therefore, facilitates the formation of the melt and increases its homogeneity, especially if amorphous particles are formed with dimensions x, y and z exceeding 150 micrometers. It is also believed that additional heat contributes to various chemical reactions and physical processes (for example, thickening and spheroidization) to completion. In addition, it is believed that in some embodiments of the present invention, the presence of additional heat released during the oxidation reaction actually facilitates the formation of a melt, which otherwise is inefficient or impractical due to the high melting point of the substances. In addition, the presence of additional heat released during the oxidation reaction actually facilitates the formation of amorphous material, otherwise the formation of amorphous material may not occur or it may not occur in the desired size range. Another advantage of the present invention is that in the formation of amorphous materials, many chemical and physical processes, such as melting, thickening, and spheroidization, can be completed within a short time interval and, therefore, very high quenching rates can be achieved. Additional detailed information can be found in the simultaneously pending US application with
Добавление некоторых оксидов металлов может изменить свойства и/или кристаллическую структуру или микроструктуру стеклокерамики в соответствии с настоящим изобретением, а также обработку сырья и промежуточных соединений, использующихся при получении стеклокерамики. Например, наблюдения показали, что добавление таких оксидов, как MgO, CaO, Li2O и Na2O, приводит к изменению как Tg (для стекла), так и Тх (где Тх является температурой кристаллизации) аморфного материала. Хотя теоретическое основание отсутствует, считается, что такие добавки влияют на образование стекла. Кроме того, добавление таких оксидов может, например, уменьшать температуру плавления всей системы (т.е. превращать систему в эвтектическую смесь с более низкой температурой плавления) и облегчать образование аморфного материала. Наличие сложных эвтектических смесей в многокомпонентных системах (четвертичных и т.д.) может повышать способность к образованию аморфного материала. Добавление некоторых оксидов металлов, таких как MgO, CaO, Li2O и Na2O, может также оказывать влияние на вязкость жидкого расплава и вязкость стекла в "рабочем" диапазоне. Объем настоящего изобретения также охватывает включение в аморфные материалы и полученную из них стеклокерамику по меньшей мере одного из галогенов (например, фтора и хлора) или халькогенидов (например, сульфидов, селенидов и теллуридов).The addition of certain metal oxides can alter the properties and / or crystal structure or microstructure of glass ceramics in accordance with the present invention, as well as the processing of raw materials and intermediates used in the preparation of glass ceramics. For example, observations have shown that the addition of oxides such as MgO, CaO, Li 2 O and Na 2 O leads to a change in both T g (for glass) and T x (where T x is the crystallization temperature) of the amorphous material. Although there is no theoretical basis, it is believed that such additives affect the formation of glass. In addition, the addition of such oxides can, for example, reduce the melting temperature of the entire system (i.e., turn the system into a eutectic mixture with a lower melting point) and facilitate the formation of amorphous material. The presence of complex eutectic mixtures in multicomponent systems (quaternary, etc.) can increase the ability to form amorphous material. The addition of certain metal oxides, such as MgO, CaO, Li 2 O and Na 2 O, can also affect the viscosity of liquid melt and the viscosity of glass in the "working" range. The scope of the present invention also encompasses the inclusion of at least one of halogens (e.g., fluorine and chlorine) or chalcogenides (e.g., sulfides, selenides and tellurides) in amorphous materials and glass ceramics obtained from them.
Добавление определенных веществ может также оказывать влияние на кристаллизацию аморфного материала и керамики, содержащей аморфный материал. Например, некоторые металлы, оксиды (например, титанаты и цирконаты) и фториды металлов могут действовать как агенты, вызывающие нуклеацию, приводя к улучшенному гетерогенному зарождению кристаллов. Кроме того, добавление некоторых оксидов может приводить к изменению метастабильных фаз, утрачивающих стеклоподобную природу при повторном нагревании аморфного материала. В другом варианте желательно к керамике, содержащей кристаллический ZrO2, добавлять оксиды металлов (например, Y2O3, TiO2, СаО и MgO), которые, как известно, стабилизируют тетрагональную/кубическую структуру ZrO2.The addition of certain substances may also affect the crystallization of amorphous material and ceramics containing amorphous material. For example, some metals, oxides (e.g. titanates and zirconates) and metal fluorides can act as nucleating agents, leading to improved heterogeneous nucleation of crystals. In addition, the addition of certain oxides can lead to a change in metastable phases, which lose their glassy nature when re-heating an amorphous material. In another embodiment, it is desirable to add metal oxides (for example, Y 2 O 3 , TiO 2 , CaO and MgO) to ceramics containing crystalline ZrO 2 , which are known to stabilize the tetragonal / cubic structure of ZrO 2 .
Конкретные источники оксидов металлов и другие добавки, использующиеся для получения керамики в соответствии с настоящим изобретением, как правило, выбирают в зависимости от заданных состава и микроструктуры конечного керамического продукта, заданной степени кристалличности, если таковая имеет место, требуемых физических свойств (например, твердости или ударной вязкости) конечного керамического продукта, необходимости избежать присутствия нежелательных примесей или минимизировать их количество, заданных свойств конечного керамического продукта и/или конкретного способа получения керамики (включая оборудование и любую очистку сырьевых материалов до и/или в процессе оплавления и/или отверждения).Specific sources of metal oxides and other additives used to produce ceramics in accordance with the present invention are typically selected depending on the given composition and microstructure of the final ceramic product, the given degree of crystallinity, if any, the required physical properties (e.g. hardness or impact strength) of the final ceramic product, the need to avoid the presence of unwanted impurities or minimize their amount, the specified properties of the final ceramic product and / or a specific method for producing ceramics (including equipment and any cleaning of raw materials before and / or during reflow and / or curing).
Источники оксидов металлов и другие добавки могут находиться в любой форме, подходящей для способа обработки и оборудования, используемых для получения стеклокерамики в соответствии с настоящим изобретением. Плавление и гашение сырьевых материалов можно осуществлять с помощью известных в данной области способов и оборудования, использующихся для получения оксидных аморфных материалов и аморфных металлов. Желательные скорости охлаждения составляют 50 К/сек и выше. Известные в данной области способы охлаждения включают роликовое охлаждение. Роликовое охлаждение можно проводить, например, следующим образом: источники оксидов металлов плавят при температуре, как правило, превышающей точку плавления на 20-200°С, и расплав охлаждают/гасят, распыляя его при высоком давлении (например, с использованием такого газа, как воздух, аргон, азот и т.д.) на вращающийся (вращающиеся) с высокой скоростью ролик(и). Как правило, ролики изготавливают из металла и охлаждают водой. Для охлаждения/гашения расплава можно также использовать металлические кокили с вертикальным разъемом типа "книга".Sources of metal oxides and other additives may be in any form suitable for the processing method and equipment used to produce glass ceramics in accordance with the present invention. Raw materials can be melted and quenched using methods and equipment known in the art that are used to produce amorphous oxide materials and amorphous metals. Desired cooling rates are 50 K / s and higher. Known cooling methods in the art include roller cooling. Roller cooling can be carried out, for example, as follows: sources of metal oxides are melted at a temperature that is usually higher than the melting point by 20-200 ° C, and the melt is cooled / quenched by spraying it at high pressure (for example, using a gas such as air, argon, nitrogen, etc.) onto the roller (s) rotating (rotating) at a high speed. Typically, the rollers are made of metal and cooled with water. For cooling / quenching of the melt, metal molds with a vertical book-type connector can also be used.
Другие способы получения расплавов, охлаждения/гашения расплавов и/или иного получения аморфного материала включают парофазное гашение, выпуск расплава, плазменное распыление и газовое или центробежное распыление. Парофазное гашение проводят, например, путем распыления, где используемые расплавы металлов или источники оксидов металлов формируют в мишень(и) установки ионного распыления. Мишень фиксируют в предварительно определенном положении в установке для распыления, а подложку(и), подлежащую покрытию, помещают напротив мишени(ей). Как правило, давление газообразного кислорода и газообразного Ar составляет 10-3 торр, между мишенью(ями) и субстратом(ами) происходит образование разряда, и ионы Ar или кислорода соударяются с мишенью, начиная реакцию распыления, которая приводит к отложению на подложке пленки состава. Другие детали, касающиеся плазменного распыления, можно найти, например, в одновременно рассматриваемой заявке США с серийным номером 10/211640, поданной одновременно с настоящей заявкой.Other methods for producing melts, cooling / quenching of melts, and / or otherwise producing amorphous material include vapor quenching, melt discharge, plasma spraying, and gas or centrifugal spraying. Vapor quenching is carried out, for example, by spraying, where the used metal melts or sources of metal oxides are formed into the target (s) of the ion spraying apparatus. The target is fixed in a predetermined position in the spraying device, and the substrate (s) to be coated are placed opposite the target (s). Typically, the pressure of gaseous oxygen and gaseous Ar is 10 −3 torr, a discharge forms between the target (s) and the substrate (s), and Ar or oxygen ions collide with the target, initiating a sputtering reaction, which leads to the deposition of the film on the substrate . Other details regarding plasma spraying can be found, for example, in the simultaneously pending U.S. application
Газовое распыление включает плавление исходных частиц с превращением их в расплав. Тонкий поток такого расплава распыляется в результате контактирования с разрывной струей воздуха (т.е. поток разделяется на мелкие капельки). Затем извлекают по существу дискретные, как правило, эллипсоидальные частицы (например, в виде капелек), включающие аморфный материал. Примеры размеров частиц включают диаметр, находящийся в интервале приблизительно от 5 микрометров до приблизительно 3 мм. Выпуск расплава можно осуществлять, например, по способу, описанному в патенте США № 5605870 (Strom-Olsen и др.). Для получения веществ в соответствии с настоящим изобретением также можно использовать бесконтейнерную технологию получения стекла с использованием нагревания лазерным лучом, описанную, например, в заявке РСТ с № публикации WO 01/27046 А1, опубликованной 4 апреля 2001 г.Gas spraying involves the melting of the starting particles with their transformation into a melt. A thin stream of such a melt is sprayed as a result of contact with a discontinuous stream of air (i.e., the stream is divided into small droplets). Subsequently, substantially discrete, typically ellipsoidal particles (e.g., droplets) including amorphous material are recovered. Examples of particle sizes include a diameter in the range of from about 5 micrometers to about 3 mm. The release of the melt can be carried out, for example, by the method described in US patent No. 5605870 (Strom-Olsen and others). To obtain substances in accordance with the present invention, it is also possible to use a containerless technology for producing glass using laser beam heating, as described, for example, in PCT application publication no. WO 01/27046 A1, published April 4, 2001.
Полагают, что скорость охлаждения влияет на свойства закаливаемого аморфного материала. Например, температура стеклования, плотность и другие свойства стекла обычно изменяются в зависимости от скорости охлаждения.It is believed that the cooling rate affects the properties of the quenched amorphous material. For example, the glass transition temperature, density, and other properties of glass typically vary with cooling rate.
Как правило, предпочтительно, если основной материал содержит по меньшей мере 50, 60, 75, 80, 85, 90, 95, 98, 99 или даже 100 мас.% аморфного материала.As a rule, it is preferable if the base material contains at least 50, 60, 75, 80, 85, 90, 95, 98, 99, or even 100 wt.% Of amorphous material.
Быстрое охлаждение можно также проводить в контролируемой атмосфере, например, в восстанавливающей, нейтральной или окисляющей среде, для сохранения и/или изменения заданных степеней окисления и т.д. в процессе охлаждения. Атмосфера также может оказывать влияние на образование аморфного материала, изменяя кинетику кристаллизации из переохлажденной жидкости. Например, было опубликовано, что в атмосфере аргона можно достичь более сильного переохлаждения расплава Al2О3 без кристаллизации, чем в атмосфере воздуха.Rapid cooling can also be carried out in a controlled atmosphere, for example, in a reducing, neutral or oxidizing environment, to maintain and / or change the specified oxidation states, etc. in the process of cooling. The atmosphere can also influence the formation of amorphous material by changing the kinetics of crystallization from a supercooled liquid. For example, it was published that in an argon atmosphere it is possible to achieve stronger supercooling of an Al 2 O 3 melt without crystallization than in an air atmosphere.
Микроструктуру состава фазы (стекловатая/аморфная/кристаллическая) материала можно определить разными способами. Например, с помощью оптической микроскопии, электронной микроскопии, дифференциального термического анализа (ДТА) и рентгеновской дифракции (РД) можно получить разнообразную информацию.The microstructure of the phase composition (glassy / amorphous / crystalline) of the material can be determined in various ways. For example, using optical microscopy, electron microscopy, differential thermal analysis (DTA) and X-ray diffraction (RD), you can get a variety of information.
Для оптической микроскопии аморфный материал, как правило, преимущественно является прозрачным вследствие отсутствия таких центров рассеяния света, как поверхности раздела кристалла, тогда как кристаллическое вещество является непрозрачным вследствие эффектов рассеяния света, обусловленных кристаллической структурой.For optical microscopy, an amorphous material is generally predominantly transparent due to the absence of such light scattering centers as the crystal interface, while crystalline material is opaque due to light scattering effects due to the crystal structure.
Процентный выход шариков аморфного материала рассчитывают, используя фракцию с размерами -100+120 меш (т.е. фракцию, собранную с помощью сита с отверстиями размером от 150 микрометров до 125 микрометров). Расчеты осуществляют следующим образом. Шарики распределяют на предметном стекле так, чтобы получился один слой, и рассматривают их под оптическим микроскопом. Используя перекрестие окуляра оптического микроскопа в качестве направляющей, считают аморфные или кристаллические, в зависимости от оптической прозрачности, шарики, располагающиеся вдоль прямой линии. Всего считают 500 шариков и процентный выход шариков аморфного материала определяют путем деления количества аморфных шариков на общее количество шариков.The percentage yield of balls of amorphous material is calculated using a fraction with a size of -100 + 120 mesh (i.e., a fraction collected using a sieve with openings ranging in size from 150 micrometers to 125 micrometers). The calculations are as follows. The balls are distributed on a glass slide so that one layer is obtained, and they are examined under an optical microscope. Using the crosshair of the eyepiece of an optical microscope as a guide, consider amorphous or crystalline, depending on the optical transparency, balls located along a straight line. A total of 500 balls are counted and the percentage yield of balls of amorphous material is determined by dividing the number of amorphous balls by the total number of balls.
По результатам ДТА вещество классифицируют как аморфное, если соответствующая кривая ДТА отражает экзотермическое событие кристаллизации (Тх). Если такая кривая отражает эндотермическое событие (Tg) при температуре ниже Тх, то считают, что вещество состоит из стеклофазы. Если кривая ДТА не отражает таких событий, считают, что вещество содержит кристаллические фазы.According to the results of DTA, a substance is classified as amorphous if the corresponding DTA curve reflects an exothermic crystallization event (T x ). If such a curve reflects an endothermic event (T g ) at a temperature below T x , then it is believed that the substance consists of a glass phase. If the DTA curve does not reflect such events, consider that the substance contains crystalline phases.
Дифференциальный термический анализ (ДТА) можно проводить следующим образом. Для ДТА (проводимого на таком инструменте, как полученный от Netzsch Instruments, Селб, Германия, под торговым наименованием "NETZSCH STA 409 DTA/TGA") используют фракцию с размерами -140+170 меш (т.е. фракцию, собранную с помощью сита с отверстиями размером от 105 микрометров до 90 микрометров). Определенное количество каждого анализируемого образца (обычно приблизительно 400 миллиграмм (мг)) помещают в прободержатель из Al2О3 объемом 100 микролитров. Каждый образец нагревают в неподвижном воздухе со скоростью 10°С/минуту от комнатной температуры (приблизительно 25°С) до 1100°С.Differential thermal analysis (DTA) can be carried out as follows. For DTA (conducted on an instrument such as obtained from Netzsch Instruments, Selb, Germany, under the trade name "NETZSCH STA 409 DTA / TGA"), a fraction with a size of -140 + 170 mesh (i.e. a fraction collected using a sieve) is used with openings ranging in size from 105 micrometers to 90 micrometers). A specific amount of each sample to be analyzed (usually approximately 400 milligrams (mg)) is placed in a 100 microliter sample holder of Al 2 O 3 . Each sample is heated in still air at a rate of 10 ° C / min from room temperature (approximately 25 ° C) to 1100 ° C.
С помощью рентгеновской порошковой дифрактометрии (XRD) (проводимой на рентгеновском дифрактометре, например, "PHILLIPS XRG 3100" от Phillips, Махвах, шт. Нью-Джерси, при испускании медью излучения К α1 с длиной волны 1,54050 Ангстрем) фазы, присутствующие в веществе, можно идентифицировать путем сравнения пиков на кривой XRD, полученной для кристаллизованного материала, с базами данных, опубликованными Международным центром дифракционных данных (International Center for Diffraction Data), по диаграммам XRD, полученным для кристаллических фаз, предоставленных Объединенным комитетом по стандартам порошковой дифракции (JCPDS - Joint Committee on Powder Diffraction Standards). Кроме того, XRD можно использовать для качественного определения типов фаз. Наличие широкого смазанного пика интенсивности указывает на аморфную природу материала. Наличие и широкого пика, и четко выраженных пиков указывает на присутствие кристаллического материала в аморфной основе.Using X-ray powder diffractometry (XRD) (carried out on an X-ray diffractometer, for example, "PHILLIPS XRG 3100" from Phillips, Machwah, NJ, when copper emits radiation K α1 with a wavelength of 1.54050 Angstroms) phases present in substance, can be identified by comparing the peaks on the XRD curve obtained for the crystallized material, with databases published by the International Center for Diffraction Data, according to XRD diagrams obtained for crystalline phases provided by the Joint Committee Powder Diffraction Standards (JCPDS - Joint Committee on Powder Diffraction Standards). In addition, XRD can be used to qualitatively determine phase types. The presence of a wide smeared intensity peak indicates the amorphous nature of the material. The presence of both a broad peak and pronounced peaks indicates the presence of crystalline material in an amorphous basis.
Размер образовавшегося вначале аморфного материала или керамики (включая стекло до кристаллизации) может быть больше заданного. Аморфный материал или керамику можно превратить в более мелкие частицы с помощью известных в данной области способов дробления и/или измельчения, включая дробление на валковой дробилке, стержневого измельчения, дробление на щековой дробилке, молотовое измельчение, шариковое измельчение, размол на струйной мельнице, ударное дробление и т.д. В некоторых случаях желательно, чтобы стадий дробления было две или более. Например, частицы полученной (отвержденной) керамики могут быть более крупными, чем заданные. Первая стадия дробления может включать размалывание этих относительно больших масс или "кусков" с получением более маленьких частиц. Данные куски можно размалывать с помощью молотковой дробилки, ударной дробилки или щековой дробилки. Полученные более мелкие частицы могут быть впоследствии раздроблены с получением частиц с заданным распределением по размеру. Иногда для получения частиц с заданным распределением по размеру (называемым также размер или сорт зерна) нужно несколько стадий дробления. Как правило, условия дробления оптимизируют так, чтобы получить частицы с заданной (заданными) формой (формами) и с заданным распределением по размеру. Полученные частицы, не соответствующие заданному размеру, можно подвергнуть повторному дроблению, если они слишком большие или их можно повторно использовать как сырьевой материал для переплавки, если они слишком маленькие.The size of the initially formed amorphous material or ceramic (including glass before crystallization) may be larger than the specified size. Amorphous material or ceramics can be converted into smaller particles using crushing and / or grinding methods known in the art, including crushing on a roller mill, core grinding, crushing on a jaw crusher, hammer grinding, ball grinding, jet grinding, impact grinding etc. In some cases, it is desirable for the crushing stages to be two or more. For example, particles of the obtained (cured) ceramics may be larger than specified. The first stage of crushing may include grinding these relatively large masses or "pieces" to produce smaller particles. These pieces can be milled using a hammer mill, impact mill or jaw mill. The resulting smaller particles can be subsequently crushed to obtain particles with a given size distribution. Sometimes, to obtain particles with a given size distribution (also called grain size or grade), several stages of crushing are necessary. As a rule, the crushing conditions are optimized so as to obtain particles with a given (given) shape (s) and with a given size distribution. The resulting particles that do not fit the specified size can be re-crushed if they are too large or they can be reused as raw material for remelting if they are too small.
Форма керамики (включая стекло до кристаллизации) может зависеть, например, от состава и/или микроструктуры керамики, конфигурации контейнера, в котором ее охлаждают, и способа дробления (т.е. используемого способа дробления). Как правило, если предпочтительна "глыбообразная" форма, для ее получения используется больше энергии. Наоборот, если предпочтительна "заостренная" форма, для ее получения используется больше энергии. Для получения разных заданных форм можно также использовать разные способы дробления. Среднее отношение высоты профиля к ширине может находиться в интервале от 1:1 до 5:1, обычно от 1,25:1 до 3:1 и предпочтительно от 1,5:1 до 2,5:1.The shape of the ceramic (including glass before crystallization) may depend, for example, on the composition and / or microstructure of the ceramic, the configuration of the container in which it is cooled, and the crushing method (i.e., the crushing method used). Generally, if a “blocky” form is preferred, more energy is used to produce it. Conversely, if a “pointed” shape is preferred, more energy is used to produce it. To obtain different specified forms, you can also use different methods of crushing. The average ratio of profile height to width can range from 1: 1 to 5: 1, usually from 1.25: 1 to 3: 1, and preferably from 1.5: 1 to 2.5: 1.
В объем настоящего изобретения также входит непосредственное получение керамики (включая стекло до кристаллизации) заданной формы. Например, керамику (включая стекло до кристаллизации) можно получать (в том числе формовать), выливая или отливая расплав в форму.It is also within the scope of the present invention to directly produce ceramics (including glass before crystallization) of a given shape. For example, ceramics (including glass before crystallization) can be obtained (including molding) by pouring or casting the melt into a mold.
В объем настоящего изобретения также входит изготовление керамики (включая стекло до кристаллизации) способом коалесценции. В процессе стадии коалесценции по существу из двух или более маленьких частиц образуется более крупное тело. Например, аморфный материал, включающий частицы (полученные, например, дроблением) (в том числе шарики и микросферы), волокна и др., может быть сформован в частицы более крупного размера. Например, керамику (включая стекло до кристаллизации) можно также получить путем нагревания, например, частиц, включающих аморфный материал, и/или волокон и др., до температуры, превышающей Tg, в результате чего частицы и др. коалесцируют с образованием формы, и путем охлаждения полученной формы. Используемые для коалесценции температура и давление могут зависеть, например, от состава аморфного материала и требуемой плотности конечного продукта. Температура должна быть ниже температуры кристаллизации стекла, а для стекол - выше температуры стеклования. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагревание проводят при по меньшей мере одной температуре, находящейся в интервале приблизительно от 850°С до 1100°С (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно от 900°С до 1000°С). Как правило, для облегчения коалесценции аморфного материала ее проводят под давлением (например, от значения, превышающего ноль, до 1 ГПа или выше). В одном варианте осуществления настоящего изобретения партию частиц и др. помещают в форму и подвергают горячему прессованию при температуре, превышающей температуру стеклования, в результате образуется вязкий поток стекла, приводящий к коалесценции с получением относительно большого тела. Примеры традиционных способов коалесценции включают горячее прессование, горячее изостатическое прессование, горячее экструзионное прессование и т.д. Как правило, перед дальнейшей тепловой обработкой предпочтительно охладить полученное в результате коалесценции тело. После тепловой обработки при необходимости полученное в результате коалесценции тело можно раздробить на более мелкие частицы или частицы с заданным распределением по размеру.The scope of the present invention also includes the manufacture of ceramics (including glass before crystallization) by the coalescence method. In the process of the coalescence step, a larger body is formed from essentially two or more small particles. For example, an amorphous material, including particles (obtained, for example, by crushing) (including balls and microspheres), fibers, etc., can be formed into particles of a larger size. For example, ceramics (including glass before crystallization) can also be obtained by heating, for example, particles, including amorphous material, and / or fibers, etc., to a temperature exceeding T g , as a result of which the particles and others coalesce to form, and by cooling the resulting form. The temperature and pressure used for coalescence may depend, for example, on the composition of the amorphous material and the desired density of the final product. The temperature should be below the crystallization temperature of the glass, and for glass, above the glass transition temperature. In some embodiments, implementation of the present invention, the heating is carried out at least one temperature in the range from about 850 ° C to 1100 ° C (in some embodiments, implementation of the present invention is preferably from 900 ° C to 1000 ° C). As a rule, to facilitate the coalescence of an amorphous material, it is carried out under pressure (for example, from a value exceeding zero to 1 GPa or higher). In one embodiment of the present invention, a batch of particles, etc., is placed in a mold and hot pressed at a temperature higher than the glass transition temperature, resulting in a viscous glass stream leading to coalescence to produce a relatively large body. Examples of traditional coalescence methods include hot pressing, hot isostatic pressing, hot extrusion pressing, etc. As a rule, it is preferable to cool the body obtained as a result of coalescence before further heat treatment. After heat treatment, if necessary, the body obtained as a result of coalescence can be crushed into smaller particles or particles with a given size distribution.
В объем настоящего изобретения также входит дополнительная тепловая обработка для дальнейшего улучшения требуемых свойств материала. Например, для устранения остаточной пористости и увеличения плотности материала можно использовать горячее изостатическое прессование (например, при температуре приблизительно от 900 до 1400°С). Необязательно полученное в результате коалесценции изделие может быть подвергнуто тепловой обработке с получением стеклокерамики, кристаллической керамики или керамики, иным образом включающей кристаллическую керамику.The scope of the present invention also includes additional heat treatment to further improve the required properties of the material. For example, to eliminate residual porosity and increase the density of the material, hot isostatic pressing can be used (for example, at a temperature of about 900 to 1400 ° C.). Optionally, the product obtained as a result of coalescence can be subjected to heat treatment to obtain glass ceramics, crystalline ceramics or ceramics that otherwise include crystalline ceramics.
Коалесценцию аморфного материала и/или стеклокерамики (например, частиц) можно проводить с помощью ряда способов, включая спекание при повышенном или при нормальном давлении (например, спекание, плазменное спекание, горячее прессование, горячее изостатическое прессование (HIP - hot isostatic pressing), горячую ковку, горячее экструзионное прессование и др.).The coalescence of amorphous material and / or glass ceramics (e.g. particles) can be carried out using a number of methods, including sintering at elevated or normal pressure (e.g., sintering, plasma sintering, hot pressing, hot isostatic pressing), hot forging, hot extrusion pressing, etc.).
Тепловую обработку можно проводить разными способами, включая известные в данной области способы тепловой обработки стекла с получением стеклокерамики. Например, материал можно подвергать тепловой обработке порциями, используя резистивные, индукционные или газовые печи. Альтернативно, можно проводить, например, тепловую обработку непрерывного потока материала, используя ротационные обжиговые печи. В случае применения ротационной обжиговой печи материал подают непосредственно в печь, в которой установлена повышенная температура. Время воздействия повышенной температуры может изменять от нескольких секунд (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения даже менее 5 секунд) и нескольких минут до нескольких часов. Температура может находиться в интервале приблизительно от 900 до 1600°С, обычно от 1200 до 1500°С. В объем настоящего изобретения также входит проведение тепловой обработки материала с использованием периодического процесса (например, для обеспечения зарождения кристаллов) либо непрерывного процесса (например, для обеспечения роста кристаллов и для достижения заданной плотности). На стадии зарождения кристаллов температура обычно изменяется приблизительно от 900 до 1100°С, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения приблизительно от 925 до 1050°С. Подобным образом на стадии достижения заданной плотности температура обычно изменяется приблизительно от 1100 до 1600°С, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно от 1200 до 1500°С. Данную тепловую обработку можно проводить, например, подавая материал непосредственно в печь при повышенной температуре. Альтернативно например, материал можно подавать в печь при гораздо более низкой температуре (например, при комнатной температуре) и затем нагревать до заданной температуры с предварительно установленной скоростью. В объем настоящего изобретения также входит проведение тепловой обработки в атмосфере, отличающейся от воздуха. В некоторых случаях может быть даже желательно проводить тепловую обработку в восстанавливающей(их) атмосфере(ах). Кроме того, например, может быть желательно проводить тепловую обработку под давлением газа, как в случае гидростата для горячего прессования или в случае газовой печи под давлением. В объем настоящего изобретения также входит превращение (например, путем дробления) полученного изделия или изделия, подвергнутого тепловой обработке, в частицы (например, в абразивные частицы).Heat treatment can be carried out in various ways, including methods known in the art for heat treating glass to produce glass ceramics. For example, the material can be cooked in batches using resistive, induction or gas furnaces. Alternatively, it is possible to carry out, for example, heat treatment of a continuous flow of material using rotary kilns. In the case of using a rotary kiln, the material is fed directly to the furnace in which the elevated temperature is set. The exposure time of the elevated temperature can vary from a few seconds (in some embodiments, even less than 5 seconds) and several minutes to several hours. The temperature may range from about 900 to 1600 ° C, usually from 1200 to 1500 ° C. It is also within the scope of the present invention to conduct heat treatment of the material using a batch process (for example, to ensure crystal nucleation) or a continuous process (for example, to ensure crystal growth and to achieve a given density). At the stage of crystal nucleation, the temperature usually varies from about 900 to 1100 ° C., In some embodiments, implementation of the present invention from about 925 to 1050 ° C. Similarly, in the step of achieving a predetermined density, the temperature usually varies from about 1100 to 1600 ° C., in some embodiments, preferably from 1200 to 1500 ° C. This heat treatment can be carried out, for example, feeding the material directly into the furnace at elevated temperature. Alternatively, for example, the material can be fed into the oven at a much lower temperature (for example, at room temperature) and then heated to a predetermined temperature at a predetermined speed. It is also within the scope of the present invention to conduct heat treatment in an atmosphere other than air. In some cases, it may even be desirable to conduct heat treatment in a reducing atmosphere (s). In addition, for example, it may be desirable to carry out heat treatment under gas pressure, as in the case of a hot-pressing hydrostat or in the case of a gas furnace under pressure. It is also within the scope of the present invention to convert (for example, by crushing) the resulting product or heat-treated product into particles (e.g., abrasive particles).
Аморфный материал подвергают тепловой обработке для того, чтобы вызвать, по меньшей мере, частичную кристаллизацию с образованием стеклокерамики. Тепловая обработка некоторых стекол, приводящая к образованию стеклокерамики, хорошо известна в данной области. Для ряда стекол известны условия нагревания, приводящие к зарождению кристаллов и образованию стеклокерамики. Альтернативно специалист в данной области может определить соответствующие условия исходя из анализа изотермического превращения (TTT) стекла с помощью известных в данной области способов. Специалист в данной области после прочтения описания настоящего изобретения сможет построить кривые ТТТ для стекол, полученных в соответствии с настоящим изобретением, и определить подходящие условия для зарождения и/или роста кристаллов с образованием керамики в соответствии с настоящим изобретением.The amorphous material is subjected to heat treatment in order to cause at least partial crystallization with the formation of glass ceramics. The heat treatment of some glasses leading to the formation of glass ceramics is well known in the art. For a number of glasses, heating conditions are known, leading to the nucleation of crystals and the formation of glass ceramics. Alternatively, one of skill in the art can determine the appropriate conditions from an analysis of the isothermal conversion (TTT) of the glass using methods known in the art. A person skilled in the art, after reading the description of the present invention, will be able to construct TTT curves for glasses prepared in accordance with the present invention and determine suitable conditions for nucleation and / or growth of crystals to form ceramics in accordance with the present invention.
Как правило, стеклокерамика прочнее аморфного материала, из которого ее получают. Следовательно, прочность материала можно корректировать, например, изменяя степень превращения аморфного материала в кристаллическую(ие) керамическую(ие) фазу(ы). Альтернативно или в добавление к вышесказанному на прочность материала может влиять, например, количество центров кристаллизации, которые также могут влиять на число и размер кристаллов кристаллической(их) фазы(фаз). Дополнительные подробности, относящиеся к получению стеклокерамики, можно найти, например, в Glass-Ceramics (Стеклокерамика), Р.W.McMillan, Academic Press, Inc., 2-е издание, 1979.As a rule, glass ceramics are stronger than the amorphous material from which it is obtained. Therefore, the strength of the material can be adjusted, for example, by changing the degree of conversion of the amorphous material into crystalline (s) ceramic (s) phase (s). Alternatively or in addition to the above, the strength of the material can be influenced, for example, by the number of crystallization centers, which can also affect the number and size of crystals of the crystalline (s) phase (s). Further details regarding the manufacture of glass ceramics can be found, for example, in Glass-Ceramics, P.W. McMillan, Academic Press, Inc., 2nd edition, 1979.
Например, в процессе тепловой обработки типовых аморфных материалов, приводящей к образованию стеклокерамики согласно настоящему изобретению, образование таких фаз, как La2Zr2O7, и, в случае присутствия ZrO2, кубического/тетрагонального ZrO2, в некоторых случаях моноклинического ZrO2 наблюдалось при температуре, превышающей приблизительно 900°С. Хотя теоретическое основание отсутствует, полагают, что фазы, содержащие цирконий, первыми кристаллизуются из аморфного материала. Предположительно образование фаз Al2О3, ReAlO3 (где Re обозначает катион по меньшей мере одного редкоземельного металла), ReAl11O18, Ре3Al5О12, Y3Al5O12 и др., как правило, происходит при температуре, превышающей приблизительно 925°С. Как правило, порядок размера кристаллов в процессе стадии нуклеации измеряется нанометрами. Например, наблюдалось образование кристаллов размером 10-15 нанометров. По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения тепловая обработка приблизительно при 1300°С в течение приблизительно 1 часа обеспечивает полную кристаллизацию. Как правило, время тепловой обработки для каждой из стадий зарождения и роста кристаллов может изменять от нескольких секунд (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения даже менее 5 секунд) и нескольких минут до часа и более.For example, during the heat treatment of typical amorphous materials, leading to the formation of glass ceramics according to the present invention, the formation of phases such as La 2 Zr 2 O 7 and, in the presence of ZrO 2 , cubic / tetragonal ZrO 2 , in some cases monoclinic ZrO 2 observed at a temperature exceeding approximately 900 ° C. Although there is no theoretical basis, it is believed that phases containing zirconium are the first to crystallize from an amorphous material. Presumably, the formation of phases Al 2 O 3 , ReAlO 3 (where Re denotes a cation of at least one rare-earth metal), ReAl 11 O 18 , Re 3 Al 5 O 12 , Y 3 Al 5 O 12 , etc., usually occurs when temperatures exceeding approximately 925 ° C. As a rule, the order of the size of the crystals during the nucleation stage is measured by nanometers. For example, the formation of crystals with a size of 10-15 nanometers was observed. In at least some embodiments, implementation of the present invention, heat treatment at approximately 1300 ° C for approximately 1 hour provides complete crystallization. Typically, the heat treatment time for each of the stages of crystal nucleation and growth can vary from a few seconds (in some embodiments even less than 5 seconds) and several minutes to an hour or more.
Размер полученных кристаллов, как правило, можно регулировать, по меньшей мере частично, изменяя время и/или температуру нуклеации и/или кристаллизации. Хотя, как правило, предпочтительно иметь мелкие кристаллы (например, порядок размера которых не превышает микрометра или даже нанометра), может быть получена стеклокерамика в соответствии с настоящим изобретением, содержащая кристаллы более крупных размеров (например, не менее 1-10 микрометров, не менее 10-25 микрометров, не менее 50-100 микрометров или даже более 100 микрометров). Хотя теоретическое основание отсутствует, в данной области принято считать, что чем меньше размер кристаллов (при одинаковой плотности), тем лучше механические свойства (например, твердость и прочность) керамики.The size of the obtained crystals, as a rule, can be adjusted, at least in part, by changing the time and / or temperature of nucleation and / or crystallization. Although it is generally preferable to have small crystals (for example, the order of size of which does not exceed a micrometer or even a nanometer), glass ceramics in accordance with the present invention containing crystals of larger sizes (for example, at least 1-10 micrometers, not less than 10-25 micrometers, not less than 50-100 micrometers or even more than 100 micrometers). Although there is no theoretical basis, it is generally accepted in this area that the smaller the size of the crystals (at the same density), the better the mechanical properties (for example, hardness and strength) of the ceramic.
Примеры кристаллических фаз, которые могут присутствовать в вариантах стеклокерамики согласно осуществлению настоящего изобретения, включают Al2О3 (например, α-Al2О3), Y2O3, REO, HfO2, ZrO2 (например, кубический ZrO2 и тетрагональный ZrO2), ВаО, СаО, Cr2O3, СоО, Fe2О3, GeO2, Li2O, MgO, MnO, NiO, Na2O, Р2O5, Sc2O3, SiO2, SrO, TeO2, TiO2, V2O3, Y2O3, ZnO, "комплексные оксиды металлов" (включая "комплекс Al2О3-оксид металла (например, комплекс Al2О3-REO (например, ReAlO3 (например, GdAlO3, LaAlO3), ReAl11O18 (например, LaAl11O18) и Re3Al5O12 (например, Dy3Al5O12)), комплекс Al2О3-Y2О3 (например, Y3Al5О12) и комплекс ZrO2-REO (например, Re2Zr2O7 (например, La2Zr2O7))) и их сочетания.Examples of crystalline phases which may be present in embodiments of glass-ceramics according to an embodiment of the present invention include Al 2 O 3 (e.g., α-Al 2 O 3), Y 2 O 3, REO, HfO 2, ZrO 2 (e.g., cubic ZrO 2 and tetragonal ZrO 2 ), BaO, CaO, Cr 2 O 3 , CoO, Fe 2 O 3 , GeO 2 , Li 2 O, MgO, MnO, NiO, Na 2 O, P 2 O 5 , Sc 2 O 3 , SiO 2 , SrO, TeO 2 , TiO 2 , V 2 O 3 , Y 2 O 3 , ZnO, "complex metal oxides" (including the "Al 2 O 3 metal oxide complex (e.g., the Al 2 O 3 -REO complex (e.g. ReAlO 3 (e.g. GdAlO 3 , LaAlO 3 ), ReAl 11 O 18 (e.g. LaAl 11 O 18 ) and Re 3 Al 5 O 12 (e.g. Dy 3 Al 5 O 12 )), Al 2 O 3 -Y complex 2 O 3 (e.g. Y 3 Al 5 O 12 ) and the ZrO 2 —REO complex (for example, Re 2 Zr 2 O 7 (for example, La 2 Zr 2 O 7 ))) and combinations thereof.
В объем настоящего изобретения также входит замена части катионов иттрия и/или алюминия в комплексе Al2О3-оксид металла (например, комплекс Al2О3-Y2О3 (например, алюминат иттрия, обладающий структурой кристалла граната)) другими катионами. Например, часть катионов Al в комплексе Al2О3-Y2О3 может быть заменена по меньшей мере одним катионом элемента, выбранного из группы, состоящей из Cr, Ti, Sc, Fe, Mg, Ca, Si, Co и их сочетаний. Например, часть катионов Y в комплексе Al2О3-Y2О3 может быть заменена по меньшей мере одним катионом элемента, выбранного из группы, состоящей из Се, Dy, Er, Eu, Gd, Но, La, Lu, Nd, Pr, Sm, Th, Tm, Yb, Fe, Ti, Mn, V, Cr, Co, Ni, Cu, Mg, Ca, Sr и их сочетаний. Подобным образом, в объем настоящего изобретения также входит замена части катионов алюминия в оксиде алюминия. Например, алюминий в оксиде алюминия можно заменить на Cr, Ti, Sc, Fe, Mg, Ca, Si и Со. Как описано выше, замена катионов может влиять на свойства (например, твердость, ударная вязкость, прочность, теплопроводность и др.) сплавленного материала.It is also within the scope of the present invention to replace part of the yttrium and / or aluminum cations in the Al 2 O 3 metal oxide complex (for example, the Al 2 O 3 -Y 2 O 3 complex (for example, yttrium aluminate having a garnet crystal structure)) with other cations . For example, part of the Al cations in the Al 2 O 3 —Y 2 O 3 complex can be replaced by at least one cation of an element selected from the group consisting of Cr, Ti, Sc, Fe, Mg, Ca, Si, Co, and combinations thereof . For example, part of the Y cations in the Al 2 O 3 —Y 2 O 3 complex can be replaced by at least one cation of an element selected from the group consisting of Ce, Dy, Er, Eu, Gd, Ho, La, Lu, Nd, Pr, Sm, Th, Tm, Yb, Fe, Ti, Mn, V, Cr, Co, Ni, Cu, Mg, Ca, Sr, and combinations thereof. Similarly, it is also within the scope of the present invention to replace a portion of the aluminum cations in alumina. For example, aluminum in alumina can be replaced with Cr, Ti, Sc, Fe, Mg, Ca, Si, and Co. As described above, the replacement of cations can affect the properties (for example, hardness, toughness, strength, thermal conductivity, etc.) of the fused material.
В объем настоящего изобретения также входит замена части катионов редкоземельного металла и/или алюминия в комплексе Al2О3-оксид металла (например, комплекс Al2О3-REO) другими катионами. Например, часть катионов Al в комплексе Al2О3-REO может быть заменена по меньшей мере одним катионом элемента, выбранного из группы, состоящей из Cr, Ti, Sc, Fe, Mg, Ca, Si, Co и их сочетаний. Например, часть катионов Y в комплексе Al2О3-REO может быть заменена по меньшей мере одним катионом элемента, выбранного из группы, состоящей из Y, Fe, Ti, Mn, V, Cr, Co, Ni, Cu, Mg, Ca, Sr и их сочетаний. Подобным образом, в объем настоящего изобретения также входит замена части катионов алюминия в оксиде алюминия. Например, алюминий в оксиде алюминия можно заменить на Cr, Ti, Sc, Fe, Mg, Ca, Si и Со. Как описано выше, замена катионов может влиять на свойства (например, твердость, ударная вязкость, прочность, теплопроводность и др.) сплавленного материала.It is also within the scope of the present invention to replace part of the cations of rare earth metal and / or aluminum in the Al 2 O 3 metal oxide complex (for example, the Al 2 O 3 -REO complex) with other cations. For example, part of the Al cations in the Al 2 O 3 -REO complex can be replaced by at least one cation of an element selected from the group consisting of Cr, Ti, Sc, Fe, Mg, Ca, Si, Co, and combinations thereof. For example, part of the Y cations in the Al 2 O 3 -REO complex can be replaced by at least one cation of an element selected from the group consisting of Y, Fe, Ti, Mn, V, Cr, Co, Ni, Cu, Mg, Ca , Sr, and combinations thereof. Similarly, it is also within the scope of the present invention to replace a portion of the aluminum cations in alumina. For example, aluminum in alumina can be replaced with Cr, Ti, Sc, Fe, Mg, Ca, Si, and Co. As described above, the replacement of cations can affect the properties (for example, hardness, toughness, strength, thermal conductivity, etc.) of the fused material.
Средний размер кристалла можно определить с помощью способа пересекающихся линий в соответствии со стандартом ASTM Е 112-96 "Стандартные аналитические способы определения среднего размера зерна". Образец устанавливают в базовой смоле (например, в смоле с торговым наименованием "TRANSOPTIC POWDER" от Buehler, Лейк-Блаффф, шт. Иллинойс), имеющем, как правило, форму цилиндра с диаметром приблизительно 2,5 см и высотой приблизительно 1,9 см. Установленный фрагмент подготавливают, используя традиционные способы полирования с применением полировального приспособления (аналогичного полученному от Buehler, Лейк-Блаффф, шт. Иллинойс, под торговым наименованием "ЕСОМЕТ 3"). Образец полируют 3 минуты алмазным шлифовальным кругом и затем 5 минут полируют каждой из взвесей, содержащих частицы размером 45, 30, 15, 9, 3 и 1 микрометр. Закрепленный и отполированный образец металлизируют тонким слоем сплава золота с палладием и наблюдают с помощью сканирующего электронного микроскопа (такого как JEOL SEM, модель JSM 840A). Средний размер кристалла определяют с помощью обычной микрофотографии микроструктуры образца, полученной с помощью электронного микроскопа с обратным рассеянием (BSE - back-scattered electron micrograph), следующим образом. Считают число кристаллов, приходящихся на единицу длины (NL) произвольной прямой линии, проведенной через микрофотографию. Средний размер кристалла определяют исходя из данного числа по приведенному ниже уравнению.The average crystal size can be determined using the method of intersecting lines in accordance with ASTM E 112-96 "Standard analytical methods for determining the average grain size". The sample is set in a base resin (for example, resin with the trade name "TRANSOPTIC POWDER" from Buehler, Lake Bluff, Illinois), which is typically in the form of a cylinder with a diameter of approximately 2.5 cm and a height of approximately 1.9 cm An established fragment is prepared using conventional polishing methods using a polishing tool (similar to that obtained from Buehler, Lake Bluff, Ill., Under the trade name "ECOMET 3"). The sample is polished for 3 minutes with a diamond grinding wheel and then polished for 5 minutes with each of the suspensions containing particles of
где NL обозначает число кристаллов, приходящихся на единицу длины, а М обозначает увеличение микрофотографии.where N L denotes the number of crystals per unit length, and M denotes an increase in micrograph.
Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают стеклокерамику, содержащую альфа оксид алюминия, у которого по меньшей мере один средний размер кристалла не превышает 150 нанометров.Some embodiments of the present invention include glass ceramics containing alpha alumina in which at least one average crystal size does not exceed 150 nanometers.
Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают стеклокерамику, содержащую альфа оксид алюминия, где по меньшей мере 90 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно 95 или даже 100) процентов от количества альфа оксида алюминия, присутствующего в такой порции, находится в виде кристаллов, размеры которых не превышают 200 нанометров.Some embodiments of the present invention include glass ceramics containing alpha alumina, where at least 90 (in some embodiments of the present invention, preferably 95 or even 100) percent of the amount of alpha alumina present in such a portion is in the form of crystals whose sizes do not exceed 200 nanometers.
Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают стеклокерамику, содержащую альфа Al2O3, кристаллический ZrO2 и первый комплекс Al2О3-Y2О3, где по меньшей мере один из альфа Al2О3, кристаллического ZrO2 или первого комплекса Al2О3-Y2О3 находится в виде кристаллов, средний размер которых не превышает 150 нанометров. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы стеклокерамика дополнительно включала второй, отличный от первого, комплекс Al2О3-Y2О3. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы стеклокерамика дополнительно включала комплекс Al2О3-REO.Some embodiments of the present invention include glass ceramics comprising alpha Al 2 O 3 , crystalline ZrO 2 and a first Al 2 O 3 —Y 2 O 3 complex, wherein at least one of alpha Al 2 O 3 , crystalline ZrO 2, or a first Al complex 2 O 3 -Y 2 O 3 is in the form of crystals, the average size of which does not exceed 150 nanometers. In some embodiments, implementation of the present invention, it is preferable that the glass ceramic further includes a second, different from the first, complex Al 2 O 3 -Y 2 O 3 . In some embodiments of the present invention, it is preferred that the glass ceramic further comprises an Al 2 O 3 -REO complex.
Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают стеклокерамику, содержащую первый комплекс Al2О3-Y2О3, второй, отличный от первого, комплекс Al2О3-Y2О3 и кристаллический ZrO2, где по меньшей мере один из первого комплекса Al2О3-Y2О3, второго комплекса Al2О3-Y2О3 или кристаллического ZrO2 по меньшей мере на 90 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно на 95 или даже 100) процентов состоит из кристаллов, размеры которых не превышают 200 нанометров. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы стеклокерамика дополнительно включала второй, отличный от первого, комплекс Al2O3-Y2O3. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы стеклокерамика дополнительно включала комплекс Al2О3-REO.Some embodiments of the present invention include glass ceramics containing the first Al 2 O 3 -Y 2 O 3 complex, a second, different from the first, Al 2 O 3 -Y 2 O 3 complex, and crystalline ZrO 2 , where at least one of the first complex Al 2 O 3 -Y 2 O 3 , the second complex of Al 2 O 3 -Y 2 O 3 or crystalline ZrO 2 at least 90 (in some embodiments, preferably 95 or even 100 percent) consists of crystals, sizes which do not exceed 200 nanometers. In some embodiments, implementation of the present invention, it is preferable that the glass ceramic further includes a second, different from the first, complex Al 2 O 3 -Y 2 O 3 . In some embodiments of the present invention, it is preferred that the glass ceramic further comprises an Al 2 O 3 -REO complex.
Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают стеклокерамику, содержащую альфа Al2O3, кристаллический ZrO2 и первый комплекс Al2O3-REO, где по меньшей мере один из альфа Al2О3, кристаллического ZrO2 или первого комплекса Al2О3-REO, кристаллы которых в среднем по размеру не превышают 150 нанометров. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы стеклокерамика дополнительно включала второй, отличный от первого, комплекс Al2О3-REO. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы стеклокерамика дополнительно включала комплекс Al2О3-Y2О3.Some embodiments of the present invention include glass ceramics comprising alpha Al 2 O 3 , crystalline ZrO 2, and a first Al 2 O 3 -REO complex, wherein at least one of alpha Al 2 O 3 , crystalline ZrO 2, or a first Al 2 O 3 complex -REO, crystals of which on average in size do not exceed 150 nanometers. In some embodiments, implementation of the present invention, it is preferable that the glass ceramic further includes a second, different from the first, complex Al 2 O 3 -REO. In some embodiments of the present invention, it is preferable that the glass ceramics further comprise an Al 2 O 3 —Y 2 O 3 complex.
Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают стеклокерамику, содержащую первый комплекс Al2О3-REO, второй, отличный от первого, комплекс Al2О3-REO и кристаллический ZrO2, где по меньшей мере один из первого комплекса Al2О3-REO, второго комплекса Al2О3-REO или кристаллического ZrO2 по меньшей мере на 90 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно на 95 или даже 100) процентов состоит из кристаллов, размеры которых не превышают 200 нанометров. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы стеклокерамика дополнительно включала комплекс Al2О3-Y2О3.Some embodiments of the present invention include glass ceramics containing a first Al 2 O 3 -REO complex, a second, different from the first, Al 2 O 3 -REO complex and crystalline ZrO 2 , where at least one of the first Al 2 O 3 -REO complex , the second complex of Al 2 O 3 -REO or crystalline ZrO 2 at least 90 (in some embodiments, preferably 95 or even 100) percent consists of crystals whose sizes do not exceed 200 nanometers. In some embodiments of the present invention, it is preferable that the glass ceramics further comprise an Al 2 O 3 —Y 2 O 3 complex.
Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают стеклокерамику, содержащую первый комплекс Al2О3-Y2О3, второй, отличный от первого, комплекс Al2О3-Y2О3 и кристаллический ZrO2, где по меньшей мере один из первого комплекса Al2О3-Y2О3, второго, отличного от первого, комплекса Al2О3-Y2О3 или кристаллического ZrO2, средний размер кристаллов которого не превышает 150 нанометров. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы стеклокерамика дополнительно включала второй, отличный от первого, комплекс Al2О3-Y2О3. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы стеклокерамика дополнительно включала комплекс Al2О3-REO.Some embodiments of the present invention include glass ceramics comprising a first Al 2 O 3 -Y 2 O 3 complex, a second, different from the first, Al 2 O 3 -Y 2 O 3 complex, and crystalline ZrO 2 , where at least one of the first complex Al 2 O 3 -Y 2 O 3 , the second, different from the first, complex Al 2 O 3 -Y 2 O 3 or crystalline ZrO 2 , the average crystal size of which does not exceed 150 nanometers. In some embodiments, implementation of the present invention, it is preferable that the glass ceramic further includes a second, different from the first, complex Al 2 O 3 -Y 2 O 3 . In some embodiments of the present invention, it is preferred that the glass ceramic further comprises an Al 2 O 3 -REO complex.
Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают стеклокерамику, содержащую первый комплекс Al2О3-Y2О3, второй, отличный от первого, комплекс Al2О3-Y2О3 и кристаллический ZrO2, где по меньшей мере один из первого комплекса Al2О3-Y2О3, второго, отличного от первого, комплекса Al2О3-Y2О3 или кристаллического ZrO2 по меньшей мере на 90 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно на 95 или даже 100) процентов состоит из кристаллов, размеры которых не превышают 200 нанометров. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы стеклокерамика дополнительно включала комплекс Al2О3-REO.Some embodiments of the present invention include glass ceramics comprising a first Al 2 O 3 -Y 2 O 3 complex, a second, different from the first, Al 2 O 3 -Y 2 O 3 complex, and crystalline ZrO 2 , where at least one of the first complex Al 2 O 3 -Y 2 O 3 , a second, different from the first, complex Al 2 O 3 -Y 2 O 3 or crystalline ZrO 2 by at least 90 (in some embodiments of the present invention, preferably 95 or even 100) percent consists of crystals whose sizes do not exceed 200 nanometers. In some embodiments of the present invention, it is preferred that the glass ceramic further comprises an Al 2 O 3 -REO complex.
Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают стеклокерамику, содержащую первый комплекс Al2О3-REO, второй, отличный от первого, комплекс Al2О3-REO и кристаллический ZrO2, где по меньшей мере один из первого комплекса Al2О3-REO, второго, отличного от первого, комплекса Al2О3-REO или кристаллического ZrO2 находится в виде кристаллов, средний размер которых не превышает 150 нанометров. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы стеклокерамика дополнительно включала второй, отличный от первого, комплекс Al2O3-REO. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы стеклокерамика дополнительно включала комплекс Al2О3-Y2О3.Some embodiments of the present invention include glass ceramics containing a first Al 2 O 3 -REO complex, a second, different from the first, Al 2 O 3 -REO complex and crystalline ZrO 2 , where at least one of the first Al 2 O 3 -REO complex , the second, different from the first, complex Al 2 O 3 -REO or crystalline ZrO 2 is in the form of crystals, the average size of which does not exceed 150 nanometers. In some embodiments, implementation of the present invention, it is preferable that the glass ceramic further comprises a second, different from the first, complex Al 2 O 3 -REO. In some embodiments of the present invention, it is preferable that the glass ceramics further comprise an Al 2 O 3 —Y 2 O 3 complex.
Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают стеклокерамику, содержащую первый комплекс Al2О3-REO, второй, отличный от первого, комплекс Al2O3-REO и кристаллический ZrO2, где по меньшей мере один из первого комплекса Al2O3-REO, второго, отличного от первого, комплекса Al2O3-REO или кристаллического ZrO2 по меньшей мере на 90 (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно на 95 или даже 100) процентов состоит из кристаллов, размеры которых не превышают 200 нанометров. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы стеклокерамика дополнительно включала комплекс Al2О3-Y2О3.Some embodiments of the present invention include glass ceramics containing a first Al 2 O 3 -REO complex, a second, different from the first, Al 2 O 3 -REO complex and crystalline ZrO 2 , where at least one of the first Al 2 O 3 -REO complex , the second, different from the first, complex Al 2 O 3 -REO or crystalline ZrO 2 at least 90 (in some embodiments of the present invention preferably 95 or even 100) percent consists of crystals whose sizes do not exceed 200 nanometers. In some embodiments of the present invention, it is preferable that the glass ceramics further comprise an Al 2 O 3 —Y 2 O 3 complex.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения стеклокерамика в соответствии с настоящим изобретением по меньшей мере на 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 или даже 100 процентов по объему состоит из кристаллов, где средний размер кристаллов составляет менее 1 микрометра. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения содержание кристаллов в стеклокерамике в соответствии с настоящим изобретением составляет не более чем по меньшей мере 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 или даже 100 объемных процентов, где средний размер кристаллов не превышает 0,5 микрометра. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения содержание кристаллов в стеклокерамике в соответствии с настоящим изобретением составляет менее 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 или даже 100 объемных процентов, где средний размер кристаллов не превышает 0,3 микрометра. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения содержание кристаллов в стеклокерамике в соответствии с настоящим изобретением составляет менее чем по меньшей мере 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99 или даже 100 объемных процентов, где средний размер кристаллов не превышает 0,15 микрометра.In some embodiments, implementation of the present invention, the glass ceramics in accordance with the present invention at least 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99, or even 100 percent by volume consists of crystals, where the average crystal size is less than 1 micrometer. In some embodiments, implementation of the present invention, the crystal content in the glass ceramics in accordance with the present invention is not more than at least 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99, or even 100 volume percent, where the average crystal size does not exceed 0 5 micrometers. In some embodiments, implementation of the present invention, the crystal content in the glass ceramics in accordance with the present invention is less than 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99, or even 100 volume percent, where the average crystal size does not exceed 0.3 micrometers. In some embodiments, implementation of the present invention, the crystal content in the glass ceramics in accordance with the present invention is less than at least 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99, or even 100 volume percent, where the average crystal size does not exceed 0, 15 micrometers.
Кристаллы, полученные в результате тепловой обработки аморфного материала, приводящей к образованию вариантов стеклокерамики в соответствии с настоящим изобретением, могут иметь равноосную, столбчатую или сплюснутую плоскую конфигурацию.The crystals obtained by heat treatment of an amorphous material, leading to the formation of glass ceramics variants in accordance with the present invention, can have an equiaxed, columnar or flattened flat configuration.
Хотя стеклокерамика в соответствии с настоящим изобретением может использоваться как базовый материал, в объем настоящего изобретения входит предоставление композитов, включающих стеклокерамику в соответствии с настоящим изобретением. Такой композит может содержать, например, фазу или волокна (сплошные или не сплошные) или частицы (включая нитевидные) (например, частицы оксидов металлов, боридные частицы, карбидные частицы, нитридные частицы, алмазные частицы, металлические частицы, стеклянные частицы и их сочетания), диспергированные в стеклокерамике в соответствии с настоящим изобретением, или он может иметь многослойную структуру (представляющую собой, например, постепенный переход от стеклокерамики в соответствии с настоящим изобретением до аморфного материала, используемого для получения стеклокерамики, и/или слои стеклокерамики, являющиеся предметом настоящего изобретения, полученной из разных смесей).Although glass ceramics in accordance with the present invention can be used as a base material, it is within the scope of the present invention to provide composites comprising glass ceramics in accordance with the present invention. Such a composite may contain, for example, a phase or fibers (solid or non-continuous) or particles (including filamentary) (for example, metal oxide particles, boride particles, carbide particles, nitride particles, diamond particles, metal particles, glass particles, and combinations thereof) dispersed in glass ceramics in accordance with the present invention, or it may have a multilayer structure (representing, for example, a gradual transition from glass ceramics in accordance with the present invention to an amorphous material, and uses to obtain the glass-ceramic and / or glass-ceramic fibers that are the subject of the present invention prepared from various mixtures).
Как правило, (истинная) плотность, иногда называемая удельным весом, керамики в соответствии с настоящим изобретением составляет по меньшей мере 70% от теоретической плотности. Более предпочтительно, (истинная) плотность керамики в соответствии с настоящим изобретением составляет не менее 75%, 80%, 85%, 90%, 92%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99,5% или даже 100% от теоретической плотности. Абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением имеют плотность, составляющую не менее 85%, 90%, 92%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99,5% или даже 100% от теоретической плотности.Typically, the (true) density, sometimes called specific gravity, of a ceramic in accordance with the present invention is at least 70% of the theoretical density. More preferably, the (true) density of the ceramic in accordance with the present invention is at least 75%, 80%, 85%, 90%, 92%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5% or even 100% of theoretical density. Abrasive particles in accordance with the present invention have a density of at least 85%, 90%, 92%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, or even 100% of theoretical density.
Среднюю твердость материала настоящего изобретения можно определить следующим образом. Фрагменты образца устанавливают в базовой смоле (например, в смоле с торговым наименованием "TRANSOPTIC POWDER" от Buehler, Лейк-Блаффф, шт. Иллинойс), имеющем, как правило, форму цилиндра с диаметром приблизительно 2,5 см и высотой приблизительно 1,9 см. Установленный фрагмент подготавливают, используя традиционные способы полирования с применением полировального приспособления (аналогичного поставленному Buehler, Лейк-Блаффф, шт. Иллинойс, под торговым наименованием "ЕСОМЕТ 3"). Образец полируют приблизительно 3 минуты алмазным шлифовальным кругом и затем 5 минут полируют каждой из взвесей, содержащих частицы размером 45, 30, 15, 9, 3 и 1 микрометр. Микротвердость измеряют с помощью обычного прибора для определения микротвердости (аналогичного поставленному Mitutoyo Corporation, Токио, Япония, под торговым наименованием "MITUTOYO MVK-VL"), оборудованного индентором Викерса, при усилии вдавливания 100 грамм. Микротвердость измеряют в соответствии с рекомендациями, предложенными ASTM Test Method E384 Test Methods for Microhardness of Materials (1991).The average hardness of the material of the present invention can be determined as follows. Fragments of the sample are set in the base resin (for example, resin with the trade name "TRANSOPTIC POWDER" from Buehler, Lake Bluff, Illinois), which is usually in the form of a cylinder with a diameter of approximately 2.5 cm and a height of approximately 1.9 see. An established fragment is prepared using traditional polishing methods using a polishing tool (similar to that supplied by Buehler, Lake Bluff, Ill., under the trade name "ECOMET 3"). The sample is polished for approximately 3 minutes with a diamond grinding wheel and then polished for 5 minutes with each of the suspensions containing particles of
Средняя твердость абразивных частиц в соответствии с настоящим изобретением составляет по меньшей мере 15 ГПа, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения по меньшей мере 16 ГПа по меньшей мере 17 ГПа или даже по меньшей мере 18 ГПа.The average hardness of the abrasive particles in accordance with the present invention is at least 15 GPa, in some embodiments, the implementation of the present invention is at least 16 GPa, at least 17 GPa, or even at least 18 GPa.
Другие подробности, касающиеся аморфных материалов и стеклокерамики, в том числе их получения, применения и свойств, можно найти в заявках США, имеющих серийные номера 09/922526, 09/922527 и 09/922530, поданных 2 августа 2001 г., и серийные номера 10/211598, 10/211630, 10/211639, 10/211034, 10/211044, 10/211628, 10/211640 и 10/211684, поданных одновременно с настоящей заявкой.Other details regarding amorphous materials and glass ceramics, including their preparation, use and properties, can be found in US applications having serial numbers 09/922526, 09/922527 and 09/922530, filed August 2, 2001, and
Абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением, как правило, включают кристаллическую керамику (в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно по меньшей мере 75, 80, 85, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 99,5 или даже 100 объемных процентов) кристаллической керамики.Abrasive particles in accordance with the present invention typically include crystalline ceramics (in some embodiments, the implementation of the present invention preferably at least 75, 80, 85, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 , 99.5 or even 100 volume percent) of crystalline ceramics.
Абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением могут быть пропущены через сито и отсортированы с помощью хорошо известных в данной области способов с использованием известных в промышленности классификационных стандартов, таких как стандарты ANSI (Американского национального института стандартов), стандарты FEPA (Федерации европейских производителей абразивных изделий) и JIS (Японские промышленные стандарты). Размеры абразивных частиц в соответствии с настоящим изобретением могут находиться в широком интервале, как правило, изменяясь приблизительно от 0,1 до 5000 микрометров, более часто приблизительно от 1 до 2000 микрометров; предпочтительно приблизительно от 5 до 1500 микрометров, более предпочтительно приблизительно от 100 до 1500 микрометров.The abrasive particles in accordance with the present invention can be passed through a sieve and sorted using methods well known in the art using industry-recognized classification standards such as ANSI (American National Standards Institute), FEPA (European Abrasive Manufacturers Federation) standards and JIS (Japanese Industry Standards). The sizes of abrasive particles in accordance with the present invention can be in a wide range, typically varying from about 0.1 to 5000 micrometers, more often from about 1 to 2000 micrometers; preferably from about 5 to 1500 micrometers, more preferably from about 100 to 1500 micrometers.
Классификационные разряды ANSI включают: 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 и ANSI 600. Предпочтительными разрядами ANSI для абразивных частиц в соответствии с настоящим изобретением являются ANSI 8-220. Классификационные разряды FEPA включают Р8, Р12, Р16, Р24, Р36, Р40, Р50, Р60, Р80, Р100, Р120, Р150, Р180, Р220, Р320, Р400, Р500, Р600, Р800, Р1000 и Р1200. Предпочтительными разрядами FEPA для абразивных частиц в соответствии с настоящим изобретением являются Р12-Р220. Классификационные разряды JIS включают JIS8, JIS12, JIS16, JIS24, JIS36, JIS46, JIS54, JIS60, JIS80, JIS100, JIS150, JIS180, JIS220, JIS240, JIS280, JIS320, JIS360, JIS400, JIS600, JIS800, JIS1000, JIS1500, JIS2500, JIS4000, JIS6000, JIS8000 и JIS10000. Предпочтительными разрядами JIS для абразивных частиц в соответствии с настоящим изобретением являются JIS8-220.ANSI classification categories include: ANSI 4, ANSI 6, ANSI 8, ANSI 16, ANSI 24, ANSI 36, ANSI 40,
После дробления и сортировки, как правило, получают абразивные частицы, имеющие разное распределение по размеру или относящиеся к разным разрядам. Полученные совокупности разрядов могут не соответствовать потребностям производителя или поставщика в данное конкретное время. С целью сокращения до минимума товарно-материальных запасов не пользующиеся спросом фракции можно повторно использовать в расплаве для получения аморфного материала. Повторное использование осуществляют после стадии дробления, где частицы присутствуют в виде крупных комков или более маленьких кусков (иногда называемых "мелкие"), которые не имеют конкретного распределения по размеру.After crushing and sorting, as a rule, abrasive particles are obtained having a different size distribution or belonging to different discharges. The resulting sets of discharges may not correspond to the needs of the manufacturer or supplier at this particular time. In order to reduce inventory to a minimum, non-demanding fractions can be reused in the melt to produce amorphous material. Reuse is carried out after the crushing stage, where the particles are present in the form of large lumps or smaller pieces (sometimes called "small"), which do not have a specific size distribution.
В другом аспекте настоящее изобретение предоставляет способ получения абразивных частиц, который включает тепловую обработку аморфного материала (например, стекла), содержащего частицы, в результате которой по меньшей мере часть аморфного материала превращается в стеклокерамику с получением абразивных частиц, содержащих стеклокерамику. В другом примере осуществления настоящего изобретения представлен способ получения абразивных частиц, содержащих стеклокерамику, который включает тепловую обработку аморфного материала, в результате которой по меньшей мере часть аморфного материала превращается в стеклокерамику, и дробление полученного после тепловой обработки материала с получением абразивных частиц. При дроблении стекла получаются более острые частицы, чем при дроблении в значительной степени кристаллизованной стеклокерамики или кристаллического материала.In another aspect, the present invention provides a method for producing abrasive particles, which comprises heat treating an amorphous material (eg, glass) containing particles, as a result of which at least a portion of the amorphous material is converted to glass ceramics to produce abrasive particles containing glass ceramic. In another embodiment, the present invention provides a method for producing abrasive particles containing glass ceramics, which includes heat treatment of an amorphous material, as a result of which at least a portion of the amorphous material is converted to glass ceramics, and crushing the material obtained after heat treatment to produce abrasive particles. When glass is crushed, sharper particles are obtained than when crushed substantially crystallized glass ceramics or crystalline material.
В другом аспекте настоящее изобретение предоставляет агломератные абразивные зерна, каждое из которых содержит совокупность абразивных частиц в соответствии с настоящим изобретением, удерживаемых вместе связующим. В другом аспекте настоящее изобретение предоставляет абразивное изделие (например, абразивные изделия с покрытием, абразивные изделия со связующим (включая шлифовальные круги со стекловидным, смоловидным и металлическим связующим, отрезные круги, шлифовальные головки и хонинговальные бруски), абразивные изделия на нетканой основе и абразивные щетки), включающее связующее и совокупность абразивных частиц, которые (в том числе агломерированные абразивные частицы) по меньшей мере отчасти представляют собой частицы в соответствии с настоящим изобретением. Способы получения и применения таких абразивных изделий известны специалистам в данной области техники. Кроме того, абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением можно использовать в способах шлифования с применением абразивных частиц, например, с применением взвесей шлифующих соединений (например, полирующих соединений), измельчения, струи дроби, вибрационной мельницы и т.д.In another aspect, the present invention provides agglomerate abrasive grains, each of which contains a combination of abrasive particles in accordance with the present invention, held together by a binder. In another aspect, the present invention provides an abrasive product (e.g., coated abrasive products, bonded abrasive products (including glass, grinding and metal bonding grinding wheels, cutting wheels, grinding heads and honing blocks), non-woven abrasive products and abrasive brushes ), comprising a binder and a combination of abrasive particles, which (including agglomerated abrasive particles) are at least partially particles in accordance with this a complete invention. Methods for the preparation and use of such abrasive products are known to those skilled in the art. In addition, the abrasive particles in accordance with the present invention can be used in grinding methods using abrasive particles, for example, using suspensions of grinding compounds (e.g. polishing compounds), grinding, shot blasting, vibratory mill, etc.
Абразивные изделия с покрытием, как правило, включают основу, абразивные частицы и по меньшей мере одно связующее, удерживающее абразивные частицы на основе. Основой может служить любой подходящий материал, в том числе ткань, полимерная пленка, волокнистая масса, нетканые материалы, бумага, их сочетания и модифицированные варианты. В качестве связующего можно использовать любое связующее, в том числе неорганическое или органическое связующее (включая термически отвержденные смолы и смолы, отвержденные излучением). Абразивные частицы могут присутствовать в одном слое или в двух слоях абразивного изделия с покрытием.Coated abrasive products typically include a base, abrasive particles, and at least one binder holding the abrasive particles on the base. The basis can be any suitable material, including fabric, polymer film, pulp, non-woven materials, paper, their combinations and modified options. As a binder, any binder can be used, including an inorganic or organic binder (including thermally cured resins and radiation cured resins). Abrasive particles may be present in a single layer or in two layers of a coated abrasive article.
Пример абразивного изделия с покрытием в соответствии с настоящим изобретением изображен на Фиг.1. В соответствии с данным чертежом абразивное изделие в соответствии с настоящим изобретением с покрытием 1 состоит из основы (подложки) 2 и абразивного слоя 3. Абразивный слой 3 включает абразивные частицы 4 в соответствии с настоящим изобретением, удерживаемые на основной поверхности подложки 2 образующим покрытием 5 и клеящим покрытием 6. В некоторых случаях используют сверхклеящее покрытие (не показано).An example of a coated abrasive article in accordance with the present invention is shown in FIG. In accordance with this drawing, an abrasive article in accordance with the present invention with a
Абразивные изделия со связующим, как правило, включают формованную массу абразивных частиц, удерживаемых вместе органическим, металлическим или стеклоподобным связующим. Сформированным из этой массы изделием может быть, например, круг, такой как шлифовальный круг или отрезной круг. Диаметр шлифовальных кругов, как правило, изменяется приблизительно от 1 см до более 1 метра, диаметр отрезных кругов изменяется приблизительно от 1 см до более 80 см (более предпочтительно приблизительно от 3 см до 50 см). Толщина отрезного круга обычно изменяется приблизительно от 0,5 мм до 5 см, чаще приблизительно от 0,5 мм до 2 см. Формованная масса также может находиться в виде, например, хонинговального бруска, сегмента, шлифовальной головки, круга (например, радиально-шлифовальная машина с двойным кругом) или другой, традиционным образом скрепленной формы. Абразивные изделия со связующим обычно включают приблизительно 3-50 об.% связующего материала, приблизительно 30-90 об.% абразивных частиц (или смесей абразивных частиц), до 50 об.% добавок (включая интенсификаторы шлифовки), до 70 объемных % пор по отношению к общему объему абразивного изделия со связующим.Binder abrasive products typically include a molded mass of abrasive particles held together by an organic, metal, or glass-like binder. A product formed from this mass may be, for example, a wheel, such as a grinding wheel or a cutting wheel. The diameter of the grinding wheels typically varies from about 1 cm to more than 1 meter, the diameter of the cutting wheels varies from about 1 cm to more than 80 cm (more preferably from about 3 cm to 50 cm). The thickness of the cutting wheel usually varies from about 0.5 mm to 5 cm, more often from about 0.5 mm to 2 cm. The molded mass can also be in the form, for example, of a honing bar, segment, grinding head, wheel (for example, radially double-circle sander) or another traditionally bonded shape. Binder abrasive products typically include about 3-50 vol.% Binder, about 30-90 vol.% Abrasive particles (or mixtures of abrasive particles), up to 50 vol.% Additives (including grinding enhancers), up to 70 vol.% Pores relative to the total volume of the abrasive product with a binder.
Предпочтительной формой является шлифовальный круг. На Фиг.2 изображен шлифовальный круг 10 в соответствии с настоящим изобретением, который включает абразивные частицы 11 в соответствии с настоящим изобретением, сформованные в круг и закрепленные на втулке 12.The preferred form is a grinding wheel. Figure 2 shows the grinding
Абразивные изделия на нетканой основе, как правило, включают открытую пористую высокополимерную волокнистую структуру, где абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением распределены по всей структуре и удерживаются в ней органическим связующим. Примеры волокон включают полиэфирные волокна, полиамидные волокна и полиарамидные волокна. На Фиг.3 схематично изображено с увеличением 100х типичное абразивное изделие в соответствии с настоящим изобретением на нетканой основе. Такое абразивное изделие в соответствии с настоящим изобретением на нетканой основе включает в качестве основы волокнистую подложку 50, на которой абразивные частицы 52 в соответствии с настоящим изобретением удерживаются посредством связующего 54.Non-woven abrasive products typically include an open porous, high polymeric fibrous structure, where the abrasive particles in accordance with the present invention are distributed throughout the structure and are held therein by an organic binder. Examples of fibers include polyester fibers, polyamide fibers and polyaramide fibers. Figure 3 schematically shows with a magnification of 100x a typical abrasive product in accordance with the present invention on a non-woven basis. Such an abrasive product in accordance with the present invention on a nonwoven basis includes, as a basis, a
Используемые абразивные щетки включают щетки, имеющие совокупность щетинок, единых с основой (см., например, патенты США №№ 5427595 (Pihl и др.), 5443906 (Pihl и др.), 5679067 (Johnson и др.) и 5903951 (Ionta и др.)). Предпочтительно такие щетки получают путем формования под давлением смеси полимера и абразивных частиц.Used abrasive brushes include brushes having a set of bristles that are common with the base (see, for example, US patent No. 5427595 (Pihl and others), 5443906 (Pihl and others), 5679067 (Johnson and others) and 5903951 (Ionta and etc.)). Preferably, such brushes are obtained by injection molding a mixture of polymer and abrasive particles.
Подходящие для получения абразивных изделий органические связующие включают термоотверждающиеся органические полимеры. Примеры подходящих термоотверждающихся органических полимеров включают фенольные смолы, мочевиноформальдегидные смолы, меламиноформальдегидные смолы, уретановые смолы, акрилатные смолы, полиэфирные смолы, аминопласты, имеющие боковые цепи с α,β-ненасыщенными карбонильными группами, эпоксидные смолы, уретаноакриловую смолу, алкидноакриловую смолу и их сочетания. Связующее и/или абразивное изделие могут включать такие добавки, как волокна, смазочные средства, увлажняющие средства, тиксотропные материалы, поверхностно-активные материалы, пигменты, красители, антистатические средства (например, сажу, оксид ванадия, графит и др.), связующие средства (например, силаны, титанаты, циркоалюминаты и др.), пластификаторы, суспендирующие средства т.д. Количество данных необязательных добавок выбирают так, чтобы обеспечить требуемые свойства. Связующие средства могут улучшить сцепление с абразивными частицами и/или наполнителем. Связующее с химической точки зрения может быть термоотверждающимся, отверждающимся под действием излучения или отверждающимся под действием их сочетания. Другие подробности, касающиеся химических свойств связующих, можно найти в патентах США №№ 4588419 (Caul и др.), 4751138 (Tumey и др.) и 5436063 (Follett и др.).Organic binders suitable for making abrasive products include thermosetting organic polymers. Examples of suitable thermosetting organic polymers include phenolic resins, urea-formaldehyde resins, melamine-formaldehyde resins, urethane resins, acrylate resins, polyester resins, amino plastics having side chains with α, β-unsaturated carbonyl groups, epoxies, urethane acrylic resins, alkyd acrylic resins and alkyd acrylic resins. The binder and / or abrasive product may include additives such as fibers, lubricants, moisturizers, thixotropic materials, surfactants, pigments, dyes, antistatic agents (e.g. carbon black, vanadium oxide, graphite, etc.), binders (e.g. silanes, titanates, zircoaluminates, etc.), plasticizers, suspending agents, etc. The amount of these optional additives is selected to provide the desired properties. Binders can improve adhesion to abrasive particles and / or filler. A binder from a chemical point of view can be thermoset, radiation curable, or a combination thereof. Other details regarding the chemical properties of binders can be found in US Pat. Nos. 4,588,419 (Caul et al.), 4,751,138 (Tumey et al.) And 5,436,063 (Follett et al.).
Что касается абразивов со стекловидным связующим, в данной области хорошо известны стекловидные связующие материалы, имеющие аморфную структуру и обычно находящиеся в твердом состоянии. В некоторых случаях стекловидное связующее вещество включает кристаллические фазы. Абразивные изделия в соответствии с настоящим изобретением со стекловидным связующим могут иметь форму круга (включая отрезные круги), хонинговального бруска, шлифовальной головки или другую обычную для абразива со связующим форму. Предпочтительным абразивным изделием в соответствии с настоящим изобретением со стекловидным связующим является шлифовальный круг.With regard to glassy binder abrasives, glassy binder materials having an amorphous structure and usually in a solid state are well known in the art. In some cases, the vitreous binder comprises crystalline phases. The glassy binder abrasive articles of the present invention may be in the form of a circle (including cutting wheels), a honing block, a grinding head, or other conventional binder shape abrasive. A preferred abrasive product in accordance with the present invention with a vitreous binder is a grinding wheel.
Примеры оксидов металлов, использующихся для получения стекловидных связующих материалов, включают оксид кремния, силикаты, оксид алюминия, соду, оксид кальция, оксид калия, оксид титана, оксид железа, оксид цинка, оксид лития, оксид магния, оксид бора, силикат алюминия, боросиликатное стекло, силикат лития алюминия, их сочетания и т.д. Как правило, для получения стекловидных связующих материалов можно использовать смеси, содержащие от 10% до 100% стеклообразной фритты, хотя чаще используют смеси, содержащие от 20% до 80% стеклообразной фритты или от 30% до 70% стеклообразной фритты. Остальная часть стекловидного связующего материала - отличный от фритты материал. Альтернативно для получения стекловидного связующего можно использовать смесь, не содержащую фритты. Как правило, стекловидные связующие материалы выдерживают при температуре в интервале приблизительно от 700 до 1500°С, обычно в интервале приблизительно от 800 до 1300°С, иногда в интервале приблизительно от 900 до 1200°С или даже в интервале приблизительно от 950 до 1100°С. Истинная температура, при которой связующее вызревает, зависит, например, от химического состава конкретного связующего.Examples of metal oxides used to produce glassy binders include silica, silicates, alumina, soda, calcium oxide, potassium oxide, titanium oxide, iron oxide, zinc oxide, lithium oxide, magnesium oxide, boron oxide, aluminum silicate, borosilicate glass, lithium aluminum silicate, their combinations, etc. As a rule, mixtures containing from 10% to 100% glassy frit can be used to produce glassy binders, although mixtures containing 20% to 80% glassy frit or 30% to 70% glassy frit are more often used. The rest of the glassy binder is non-frit material. Alternatively, a frit-free mixture may be used to produce a vitreous binder. Typically, glassy binders are held at a temperature in the range of about 700 to 1500 ° C., usually in the range of about 800 to 1300 ° C., sometimes in the range of about 900 to 1200 ° C., or even in the range of about 950 to 1100 ° FROM. The true temperature at which the binder matures depends, for example, on the chemical composition of a particular binder.
Предпочтительные стекловидные связующие материалы могут включать материалы, содержащие оксид кремния, оксид алюминия (желательно по меньшей мере 10 мас.% оксида алюминия) и оксид бора (желательно по меньшей мере 10 мас.% оксида бора). В большинстве случаев стекловидный связующий материал дополнительно включает оксид(ы) щелочного(ых) металла(ов) (например, Na2O и К2O) (в некоторых случаях по меньшей мере 10 мас.% оксида(ов) щелочного(ых) металла(ов)).Preferred vitreous binders may include materials containing silica, alumina (preferably at least 10 wt.% Alumina) and boron oxide (preferably at least 10 wt.% Boron). In most cases, the glassy binder material further comprises an alkali metal oxide (s) (s) (e.g., Na 2 O and K 2 O) (in some cases, at least 10% by weight of alkali oxide (s) metal (s)).
Связующие материалы также могут содержать наполнители или интенсификаторы шлифовки, как правило, в виде зернистого материала. Зернистые материалы обычно представляют собой неорганические материалы. Примеры используемых в данном изобретении наполнителей включают карбонаты металлов (например, карбонат кальция (например, мел, известковый шпат, известковую глину, белый известняк, мрамор и известняк), карбонат кальция магния, карбонат натрия, карбонат магния), оксид кремния (например, кварц, стеклянные шарики, полые стеклянные шарики и стекловолокна), силикаты (например, тальк, глины (монтмориллонит), полевой шпат, слюду, силикат кальция, метасиликат кальция, алюмосиликат натрия, силикат натрия), сульфаты металлов (например, сульфат кальция, сульфат бария, сульфат натрия, сульфат алюминия натрия, сульфат алюминия), гипс, вермикулит, древесную муку, тригидрат алюминия, сажу, оксиды металлов (например, оксид кальция (жженая известь), оксид алюминия, диоксид титана) и сульфиты металлов (например, сульфит кальция).Binder materials may also contain fillers or grinding enhancers, typically in the form of a granular material. Granular materials are typically inorganic materials. Examples of fillers used in this invention include metal carbonates (e.g., calcium carbonate (e.g., chalk, limestone, limestone, white limestone, marble, and limestone), magnesium carbonate, sodium carbonate, magnesium carbonate), silicon oxide (e.g. quartz , glass beads, hollow glass beads and fiberglass), silicates (e.g. talc, clays (montmorillonite), feldspar, mica, calcium silicate, calcium metasilicate, sodium aluminosilicate, sodium silicate), metal sulfates (e.g. calcium sulfate, barium sulfate, sodium sulfate, sodium aluminum sulfate, aluminum sulfate), gypsum, vermiculite, wood flour, aluminum trihydrate, soot, metal oxides (e.g. calcium oxide (burnt lime), aluminum oxide, titanium dioxide) and metal sulfites (e.g. calcium sulfite).
Как правило, добавление интенсификатора шлифования увеличивает срок службы абразивного изделия. Интенсификатор шлифования представляет собой материал, который оказывает существенное влияние на химические и физические процессы шлифования, улучшая эксплуатационные характеристики. Хотя теоретическое основание отсутствует, считается, что интенсификатор(ы) шлифования (а) уменьшают трение между абразивными частицами и обрабатываемым объектом, подлежащим шлифованию, (b) предотвращают "закупоривание" абразивных частиц (т.е. предохраняют металлические частицы от сваривания на верхушках абразивных частиц) или по меньшей мере уменьшают тенденцию к образованию налета на верхнем участке абразивной частицы, (с) уменьшают температуру на границе соприкосновения абразивных частиц и обрабатываемого объекта или (d) уменьшают шлифующие усилия.Typically, the addition of a grinding aid increases the life of the abrasive product. Grinding intensifier is a material that has a significant effect on the chemical and physical grinding processes, improving operational characteristics. Although there is no theoretical basis, it is believed that grinding intensifier (s) (a) reduce friction between abrasive particles and the workpiece to be sanded, (b) prevent "clogging" of abrasive particles (i.e., prevent metal particles from welding on the tops of abrasive particles) or at least reduce the tendency to plaque in the upper portion of the abrasive particle, (c) reduce the temperature at the interface between the abrasive particles and the workpiece, or (d) reduce uyuschie efforts.
Интенсификаторы шлифования охватывают большой ряд различных материалов и по своей основе могут быть неорганическими или органическими. Примеры интенсификаторов шлифования включают такие классы химических соединений, как воски, органические галогеносодержащие соединения, соли галогенводородных кислот, а также металлы и их сплавы. Как правило, органические галогеносодержащие соединения разрушаются в процессе шлифования с высвобождением галогеноводородной кислоты или газообразного галогенида. Примеры таких веществ включают хлорированные воски, например, тетрахлорнафталин, пентахлорнафталин и поливинилхлорид. Примеры солей галогенводородных кислот включают хлорид натрия, калиевый криолит, натриевый криолит, аммониевый криолит, тетрафторборат калия, тетрафторборат натрия, фториды кремния, хлорид калия и хлорид магния. Примеры металлов включают олово, свинец, висмут, кобальт, сурьму, кадмий и сплав железа с титаном. Прочие интенсификаторы шлифования включают серу, серосодержащие органические соединения, графит и сульфиды металлов. В объем настоящего изобретение также входит применение сочетания разных интенсификаторов шлифования, которые в некоторых случаях могут иметь синергическое действие. Предпочтительным интенсификатором шлифования является криолит; наиболее предпочтительным интенсификатором шлифования является тетрафторборат калия.Grinding intensifiers cover a wide range of different materials and can be inorganic or organic in their basis. Examples of grinding enhancers include classes of chemical compounds such as waxes, organic halogenated compounds, salts of hydrohalic acids, and metals and their alloys. As a rule, organic halogen-containing compounds are destroyed during grinding with the release of hydrohalic acid or gaseous halide. Examples of such substances include chlorinated waxes, for example, tetrachloronaphthalene, pentachloronaphthalene and polyvinyl chloride. Examples of salts of hydrohalic acids include sodium chloride, potassium cryolite, sodium cryolite, ammonium cryolite, potassium tetrafluoroborate, sodium tetrafluoroborate, silicon fluorides, potassium chloride and magnesium chloride. Examples of metals include tin, lead, bismuth, cobalt, antimony, cadmium, and an alloy of iron with titanium. Other grinding enhancers include sulfur, sulfur-containing organic compounds, graphite and metal sulfides. The scope of the present invention also includes the use of a combination of different grinding intensifiers, which in some cases may have a synergistic effect. The preferred grinding enhancer is cryolite; the most preferred grinding intensifier is potassium tetrafluoroborate.
Интенсификаторы шлифования, в частности, могут использоваться в абразивных изделиях с покрытием и со связующим. В абразивных изделиях с покрытием интенсификатор шлифования обычно находится в сверхпокрывающем связующем слое, нанесенном на поверхность абразивных частиц. Однако иногда интенсификатор добавляют к покрывающему связующему слою. Как правило, количество интенсификатора шлифования, содержащегося в абразивных изделиях с покрытием, составляет приблизительно 50-300 г/м2 (предпочтительно приблизительно 80-160 г/м2). В абразивных изделиях со стекловидным связующим интенсификатор шлифования, как правило, заполняет поры изделия.Grinding intensifiers, in particular, can be used in coated and bonded abrasive products. In coated abrasive products, the grinding enhancer is usually located in a supercoating binder layer deposited on the surface of the abrasive particles. However, sometimes an intensifier is added to the coating binder layer. Typically, the amount of grinding enhancer contained in coated abrasive products is about 50-300 g / m 2 (preferably about 80-160 g / m 2 ). In abrasive products with a vitreous binder, the grinding intensifier, as a rule, fills the pores of the product.
Абразивные изделия могут содержать 100% абразивных частиц в соответствии с настоящим изобретением или смеси таких абразивных частиц с другими абразивными частицами и/или с разбавляющими частицами. Однако абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением должны составлять по меньшей мере 2 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 5 мас.%, и более предпочтительно приблизительно 30-100 мас.% от количества абразивных частиц, присутствующих в абразивном изделии. В некоторых случаях абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением могут быть смешаны с другими абразивными частицами и/или с разбавляющими частицами в отношении, находящемся в интервале от 5 до 75 мас.%, приблизительно от 25 до 75 мас.%, приблизительно 40 до 60 мас.% или приблизительно 50/50 мас.% (т.е. в равных количествах по массе). Примеры подходящих традиционных абразивных частиц включают сплавленный оксид алюминия (в том числе белый сплавленный оксид алюминия, подвергнутый тепловой обработке оксид алюминия и коричневый оксид алюминия), карбид кремния, карбид бора, карбид титана, алмаз, кубический нитрид бора, гранат, сплавленный оксид алюминия циркония, абразивные частицы, полученные с помощью золь-гелевой технологии и т.д. Абразивные частицы, полученные с помощью золь-гелевой технологии, могут быть как отсортированными, так и неотсортированными. Подобным образом, абразивные частицы, полученные с помощью золь-гелевой технологии, могут иметь произвольную форму или свойственную для них форму, например, стержня или трехгранника. Примеры абразивных частиц, полученных с помощью золь-гелевой технологии, включают частицы, описанные в патентах США №№ 4314827 (Leitheiser и др.), 4518397 (Leitheiser и др.), 4623364 (Cottringer и др.), 4744802 (Schwabel), 4770671 (Monroe и др.), 4881951 (Wood и др.), 5011508 (Wald и др.), 5090968 (Pellow), 5139978 (Wood), 5201916 (Berg и др.), 5227104 (Bauer), 5366523 (Rowenhorst и др.), 5429647 (Larmie), 5498269 (Larmie) и 5551963 (Larmie). Дополнительную подробную информацию, касающуюся спеченных абразивных частиц из оксида алюминия, полученных с использованием в качестве сырьевого материала порошкообразных оксидов алюминия, можно найти, например, в патентах США №№ 5259147 (Falz), 5593467 (Monroe) и 5665127 (Moltgen). Дополнительную подробную информацию, касающуюся сплавленных абразивных частиц, можно найти, например, в патентах США №№ 1161620 (Coulter), 1192709 (Tone), 1247337 (Saunders и др.), 1268533 (Allen), 2424645 (Baumann и др.), 3891408 (Rowse и др.), 3781172 (Pett и др.), 3893826 (Quinan и др.), 4126429 (Watson), 4457767 (Poon и др.), 5023212 (Dubots и др.), 5143522 (Gibson и др.) и 5336280 (Dubots и др.), а также в заявках США, имеющих серийные номера 09/495978, 09/496422, 09/496638 и 09/496713, каждая из которых подана 2 февраля 2000 г., и 09/618876, 09/618879, 09/619106, 09/619191, 09/619192, 09/619215, 09/619289, 09/619563, 09/619729, 09/619744 и 09/620262, каждая из которых подана 19 июля 2000 г., и 09/772730, поданная 30 января 2001 г. В некоторых случаях абразивные изделия, содержащие смеси абразивных частиц, имеют улучшенные характеристики шлифования по сравнению с абразивными изделиями, содержащими один тип абразивных частиц.Abrasive articles may contain 100% abrasive particles in accordance with the present invention or a mixture of such abrasive particles with other abrasive particles and / or with dilution particles. However, the abrasive particles in accordance with the present invention should comprise at least 2 wt.%, Preferably at least 5 wt.%, And more preferably about 30-100 wt.% Of the amount of abrasive particles present in the abrasive article. In some cases, the abrasive particles in accordance with the present invention can be mixed with other abrasive particles and / or with diluent particles in a ratio ranging from 5 to 75 wt.%, From about 25 to 75 wt.%, About 40 to 60 wt.% or approximately 50/50 wt.% (i.e. in equal amounts by weight). Examples of suitable conventional abrasive particles include fused alumina (including white fused alumina, heat-treated alumina and brown alumina), silicon carbide, boron carbide, titanium carbide, diamond, cubic boron nitride, garnet, fused zirconia , abrasive particles obtained using sol-gel technology, etc. Abrasive particles obtained using sol-gel technology can be either sorted or unsorted. Similarly, abrasive particles obtained using sol-gel technology can have an arbitrary shape or their characteristic shape, for example, a rod or a trihedron. Examples of abrasive particles obtained using sol-gel technology include particles described in US patent No. 4314827 (Leitheiser and others), 4518397 (Leitheiser and others), 4623364 (Cottringer and others), 4744802 (Schwabel), 4770671 (Monroe and others), 4881951 (Wood and others), 5011508 (Wald and others), 5090968 (Pellow), 5139978 (Wood), 5201916 (Berg and others), 5227104 (Bauer), 5366523 (Rowenhorst et al.), 5429647 (Larmie), 5498269 (Larmie) and 5551963 (Larmie). Further detailed information regarding sintered alumina abrasive particles obtained using powdered alumina as raw material can be found, for example, in US Pat. Nos. 5,259,147 (Falz), 5,593,467 (Monroe) and 5,665,127 (Moltgen). Further detailed information regarding fused abrasive particles can be found, for example, in US Pat. Nos. 1 1161620 (Coulter), 1192709 (Tone), 1247337 (Saunders et al.), 1268533 (Allen), 2424645 (Baumann et al.), 3891408 (Rowse and others), 3781172 (Pett and others), 3893826 (Quinan and others), 4126429 (Watson), 4457767 (Poon and others), 5023212 (Dubots and others), 5143522 (Gibson and others .) and 5336280 (Dubots et al.), as well as in US applications having serial numbers 09/495978, 09/496422, 09/496638 and 09/496713, each of which was filed February 2, 2000, and 09/618876 , 09/618879, 09/619106, 09/619191, 09/619192, 09/619215, 09/619289, 09/619563, 09/619729, 09/619744 and 09/620262, each of which was filed July 19, 2000. , and 09/772730, filed January 30, 2001. In some cases, abrasive articles containing mixtures of abrasive particles have improved grinding characteristics compared to abrasive products containing one type of abrasive particles.
Если имеет место смесь абразивных частиц, то типы образующих ее частиц могут иметь одинаковый размер. Альтернативно типы абразивных частиц могут иметь разный размер частиц. Например, абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением могут быть более крупными, а абразивные частицы другого типа более мелкими. И наоборот, абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением, например, могут быть более мелкими, а абразивные частицы другого типа более крупными.If there is a mixture of abrasive particles, then the types of particles forming it may have the same size. Alternatively, the types of abrasive particles may have different particle sizes. For example, abrasive particles in accordance with the present invention may be larger and other types of abrasive particles smaller. Conversely, abrasive particles in accordance with the present invention, for example, may be smaller, and other types of abrasive particles larger.
Примеры подходящих разбавляющих частиц включают мрамор, гипс, кремень, оксид кремния, оксид железа, алюмосиликат, стекло (включая полые стеклянные шарики и стеклянные шарики), пеноглинозем, шарики из оксида алюминия и разбавляющие агломераты. Абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением также могут быть объединены в абразивные агломераты или с абразивными агломератами. Абразивные агломератные частицы, как правило, включают совокупность абразивных частиц, связующее и, как вариант, добавки. Связующим может быть органическое и/или неорганическое вещество. Абразивные агломераты могут иметь произвольную форму или свойственную им заданную форму. Форма может представлять собой брусок, цилиндр, пирамиду, конус, квадрат и т.д. Размер абразивных агломератных частиц, как правило, изменяется приблизительно от 100 до 5000 микрометров, обычно приблизительно от 250 до 2500 микрометров. Дополнительную подробную информацию, касающуюся абразивных агломератных частиц, можно найти, например, в патентах США №№ 4311489 (Kressner), 4652275 (Bloecher и др.), 4799939 (Bloecher и др.), 5549962 (Holmes и др.) и 5975988 (Christianson), а также в заявках США, имеющих серийные номера 09/688444 и 09/688484, поданных 16 октября 2000 г.Examples of suitable diluent particles include marble, gypsum, flint, silica, iron oxide, aluminosilicate, glass (including hollow glass beads and glass beads), foam alumina, alumina beads and diluent agglomerates. The abrasive particles in accordance with the present invention can also be combined into abrasive agglomerates or with abrasive agglomerates. Abrasive agglomerate particles, as a rule, include a combination of abrasive particles, a binder and, optionally, additives. The binder may be an organic and / or inorganic substance. Abrasive agglomerates can have an arbitrary shape or their predetermined shape. The shape may be a bar, cylinder, pyramid, cone, square, etc. The size of the abrasive agglomerate particles typically varies from about 100 to 5000 micrometers, usually from about 250 to 2500 micrometers. Further detailed information regarding abrasive agglomerate particles can be found, for example, in US Pat. Christianson), as well as in U.S. applications serial numbers 09/688444 and 09/688484, filed October 16, 2000.
Абразивные частицы могут быть однородно распределены в абразивном изделии или они могут концентрироваться в определенных участках или фрагментах абразивного изделия. Например, абразив с покрытием может состоять из двух слоев абразивных частиц. Первый слой содержит абразивные частицы, отличные от абразивных частиц в соответствии с настоящим изобретением, а второй (внешний) слой содержит абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением. Подобным образом, абразив со связующим может иметь две разные секции шлифовального круга. Внешняя секция, в отличие от внутренней, может включать абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением. Альтернативно абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением могут быть однородно распределены по всему абразивному изделию со связующим.The abrasive particles can be uniformly distributed in the abrasive product or they can be concentrated in certain areas or fragments of the abrasive product. For example, a coated abrasive may consist of two layers of abrasive particles. The first layer contains abrasive particles other than the abrasive particles in accordance with the present invention, and the second (outer) layer contains abrasive particles in accordance with the present invention. Similarly, an abrasive with a binder may have two different sections of the grinding wheel. The outer section, in contrast to the inner, may include abrasive particles in accordance with the present invention. Alternatively, the abrasive particles in accordance with the present invention can be uniformly distributed throughout the binder abrasive product.
Дополнительную подробную информацию, касающуюся абразивных изделий с покрытием, можно найти, например, в патентах США №№ 4734104 (Broberg), 4737163 (Larkey), 5203884 (Buchanan и др.), 5152917 (Pieper и др.), 5378251 (Culler и др.), 5417726 (Stout и др.), 5436063 (Follett и др.), 5496386 (Broberg и др.), 5609706 (Benedict и др.), 5520711 (Helmin), 5954844 (Law и др.), 5961674 (Gagliardi и др.) и 5975988 (Christinason). Дополнительную подробную информацию, касающуюся абразивных изделий со связующим, можно найти, например, в патентах США №№ 4543107 (Rue), 4741743 (Narayanan и др.), 4800685 (Haynes и др.), 4898597 (Hay и др.), 4997461(Markhoff-Matheny и др.), 5037453 (Narayanan и др.), 5110332 (Narayanan и др.) и 5863308 (Qi и др.). Дополнительную подробную информацию, касающуюся абразивных изделий со стекловидным связующим, можно найти, например, в патентах США №№ 4543107 (Rue), 4898597 (Hay и др.), 4997461 (Markhoff-Matheny и др.), 5094672 (Giles Jr. и др.), 5118326 (Sheldon и др.), 5131926 (Sheldon и др.), 5203886 (Sheldon и др.), 5282875 (Wood и др.), 5738696 (Wu и др.) и 5863308 (Qi). Дополнительную подробную информацию, касающуюся абразивных изделий на нетканой основе, можно найти, например, в патенте США №2958593 (Hoover и др.).Further detailed information regarding coated abrasive products can be found, for example, in US Pat. Nos. 4,734,104 (Broberg), 4,737,163 (Larkey), 5,203,884 (Buchanan et al.), 5,152,917 (Pieper et al.), 5,378,251 (Culler and et al.), 5417726 (Stout et al.), 5436063 (Follett et al.), 5496386 (Broberg et al.), 5609706 (Benedict et al.), 5520711 (Helmin), 5954844 (Law et al.), 5961674 (Gagliardi et al.) And 5975988 (Christinason). Further detailed information regarding bonded abrasive products can be found, for example, in US Pat. Nos. 4,543,107 (Rue), 4,741,743 (Narayanan et al.), 4,800,685 (Haynes et al.), 4,898,597 (Hay et al.), 4,997,461 (Markhoff-Matheny and others), 5037453 (Narayanan and others), 5110332 (Narayanan and others) and 5863308 (Qi and others). Additional detailed information regarding abrasive products with a glassy binder can be found, for example, in US Pat. Nos. 4,543,107 (Rue), 4,898,597 (Hay et al.), 4,997,461 (Markhoff-Matheny et al.), 5,094,672 (Giles Jr. and etc.), 5118326 (Sheldon and others), 5131926 (Sheldon and others), 5203886 (Sheldon and others), 5282875 (Wood and others), 5738696 (Wu and others) and 5863308 (Qi). Further detailed information regarding nonwoven abrasive products can be found, for example, in US Pat. No. 2,985,593 (Hoover et al.).
Настоящее изобретение предоставляет способ шлифования поверхности, включающий приведение в контакт по меньшей мере одной абразивной частицы в соответствии с настоящим изобретением с поверхностью обрабатываемого изделия; и перемещение по меньшей мере одного из элементов абразивной частицы или поверхности контакта, приводящее к шлифованию по меньшей мере части упомянутой поверхности абразивной частицей. Способы шлифования абразивными частицами в соответствии с настоящим изобретением изменяются от обдирного шлифования (т.е. удаления значительной части поверхности под высоким давлением) до полировки (например, полировки медицинских имплантатов абразивными ремнями с покрытием), причем в последнем способе, как правило, используются мелкие абразивные частицы (например, имеющие разряд менее ANSI 220 и более мелкие). Абразивные частицы также можно использовать для прецизионного шлифования, например, для шлифования кулачковых валов кругами со стекловидным связующим. Специалисты в данной области могут легко определить размер абразивных частиц, используемых для конкретного способа шлифования.The present invention provides a surface grinding method comprising contacting at least one abrasive particle in accordance with the present invention with a surface of a workpiece; and moving at least one of the elements of the abrasive particle or the contact surface, resulting in grinding of at least a portion of said surface with an abrasive particle. Abrasive grinding methods in accordance with the present invention range from abrasive grinding (i.e., removing a large part of the surface under high pressure) to polishing (for example, polishing medical implants with coated abrasive belts), and the latter method typically uses small abrasive particles (for example, having a discharge less than ANSI 220 and smaller). Abrasive particles can also be used for precision grinding, for example, for grinding cam shafts in circles with a glassy binder. Specialists in this field can easily determine the size of the abrasive particles used for a particular grinding method.
Шлифование абразивными частицами в соответствии с настоящим изобретением может быть сухим или влажным. Влажное шлифование можно проводить при подаче жидкости распылением или непрерывным потоком. Примеры традиционно используемых жидкостей включают воду, водорастворимое масло, органическую смазочную жидкость и эмульсии. Жидкость может служить для уменьшения тепла, образующегося при шлифовании, и/или может действовать как смазочное средство. Жидкость может содержать минорные количества таких добавок, как бактерицидные средства, противопенные средства и т.д.Abrasive grinding in accordance with the present invention can be dry or wet. Wet grinding can be carried out by spraying or in a continuous stream. Examples of commonly used fluids include water, water soluble oil, organic lubricating fluid, and emulsions. The liquid may serve to reduce heat generated during grinding and / or may act as a lubricant. The liquid may contain minor amounts of additives such as bactericides, anti-foaming agents, etc.
Абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением можно использовать для шлифования таких обрабатываемых объектов, как алюминиево-металлические объекты, углеродистые стали, мягкие стали, инструментальные стали, нержавеющая сталь, закаленная сталь, титан, стекло, керамика, дерево, аналогичные дереву материалы, краска, окрашенные поверхности, поверхности, покрытые органическим материалом и т.д. Приложенное усилие при шлифовании, как правило, изменяется приблизительно от 1 до 100 килограмм.The abrasive particles in accordance with the present invention can be used for grinding such machined objects as aluminum metal objects, carbon steels, mild steels, tool steels, stainless steel, hardened steel, titanium, glass, ceramics, wood, wood-like materials, paint, painted surfaces, surfaces coated with organic material, etc. The applied grinding force typically varies from about 1 to 100 kilograms.
Варианты стеклокерамики в соответствии с настоящим изобретением могут также применяться для твердых электролитов, например, в батареях с твердым электролитом, элементах с твердооксидным электролитом и других электрохимических устройствах; носители радиоактивных отходов и избытка актинидов; катализаторы окисления; датчики кислорода; носители центров флуоресценции; материал для долговечных ИК-пропускающих окон; и армирующие материалы. Например, известно, что оксиды редкоземельного металла циркония (Re2Zr2O7) пирохлорного типа могут использоваться в применениях, связанных с вышеупомянутыми радиоактивными отходами и избытком актинидов, катализаторами окисления, мониторными датчиками кислорода и центрами флуоресценции. Далее, например, известно, что Се-содержащие смешанные оксиды являются катализаторами окисления. Хотя теоретическое основание отсутствует, предполагается, что благодаря окислительно-восстановительным свойствам и относительно высокой способности аккумулировать кислород Се-содержащие смешанные оксиды могут способствовать катализации реакции окисления. Материалы для долговечного ИК-пропускающего окна должны выдерживать воздействие влаги, удары твердых и жидких частиц, высокие температуры и быстрые скорости нагрева.Glass ceramic options in accordance with the present invention can also be used for solid electrolytes, for example, in batteries with solid electrolyte, cells with solid oxide electrolyte and other electrochemical devices; carriers of radioactive waste and excess actinides; oxidation catalysts; oxygen sensors carriers of fluorescence centers; material for durable infrared transmission windows; and reinforcing materials. For example, it is known that the rare earth oxides of zirconium (Re 2 Zr 2 O 7 ) of the pyrochlore type can be used in applications associated with the aforementioned radioactive waste and excess actinides, oxidation catalysts, oxygen monitoring sensors and fluorescence centers. Further, for example, it is known that Ce-containing mixed oxides are oxidation catalysts. Although there is no theoretical basis, it is believed that due to the redox properties and relatively high ability to accumulate oxygen, Ce-containing mixed oxides can help catalyze the oxidation reaction. Materials for a long-lasting infrared transmission window must withstand moisture, impacts of solid and liquid particles, high temperatures and fast heating speeds.
Преимущества и варианты осуществления данного изобретения далее иллюстрируются нижеследующими примерами, но конкретные материалы и их количества, приведенные в данных примерах, а также другие условия и подробности не следует рассматривать как чрезмерно ограничивающие данное изобретение. Все части и значения процентного содержания приведены в массовых долях, если не указано иначе. Если не оговорено иное, во всех примерах не содержится значительных количеств SiO2, В2О3, P2O5, GeO2, TeO2, As2O3 и V2O5.The advantages and embodiments of the present invention are further illustrated by the following examples, but the specific materials and their amounts given in these examples, as well as other conditions and details, should not be construed as excessively limiting the invention. All parts and percentages are given in mass fractions unless otherwise indicated. Unless otherwise specified, all examples do not contain significant amounts of SiO 2 , B 2 O 3 , P 2 O 5 , GeO 2 , TeO 2 , As 2 O 3 and V 2 O 5 .
ПримерыExamples
Примеры 1-20Examples 1-20
В полиэтиленовую емкость объемом 250 мл (диаметр 7,3 см) загружают 50 г смеси различных порошков (как показано ниже в Таблице 1, с источниками сырьевых материалов, приведенных в Таблице 2), 75 г изопропилового спирта и 200 г среды для размола оксида алюминия (цилиндрическая форма - как высота, так и диаметр равны 0,635 см; 99,9% оксид алюминия; получен от Coors, Golden, CO). Содержимое полиэтиленовой емкости размалывают в течение 16 часов при 60 оборотах в минуту (об/мин). После размола размалывающую среду удаляют и суспензию выливают в теплый (приблизительно 75°С) стеклянный поддон (PYREX) и сушат. Высушенную смесь просеивают через сито с 70 меш (размер отверстия 212 микрометров) с помощью красильной кисти.In a 250 ml polyethylene container (7.3 cm in diameter), 50 g of a mixture of various powders are loaded (as shown in Table 1 below, with sources of raw materials shown in Table 2), 75 g of isopropyl alcohol and 200 g of aluminum oxide grinding medium (cylindrical shape - both height and diameter are 0.635 cm; 99.9% aluminum oxide; obtained from Coors, Golden, CO). The contents of the polyethylene container are ground for 16 hours at 60 revolutions per minute (rpm). After grinding, the grinding media is removed and the suspension is poured into a warm (approximately 75 ° C.) glass pan (PYREX) and dried. The dried mixture is sieved through a 70 mesh sieve (hole size 212 micrometers) using a dye brush.
После измельчения и просеивания смесь размолотых сырьевых частиц медленно подают (0,5 г/мин) в пламя водородно-кислородной горелки для плавления частиц. Горелка, используемая для плавления частиц, производящая в результате плавленые капли, представляет собой настольную горелку типа Bethlehem PM2D, модель В, поставляемую Bethlehem Apparatus Co., Хеллертаун, Пенсильвания. Скорости потока водорода и кислорода для горелки являются следующими. Для внутреннего кольца скорость потока водорода составляет 8 литров в минуту, а расход кислорода составляет 3,5 л/мин. Для внешнего кольца скорость потока водорода составляет 23 л/мин, а расход кислорода составляет 12 л/мин. Высушенные и отобранные по размеру частицы медленно подают (0,5 г/мин) в пламя горелки, которое плавит частицы и выносит их в 19-литровый (5-галлонный) цилиндрический контейнер (30 см в диаметре на 34 см высоты) с непрерывно циркулирующей турбулентной водой для быстрого гашения плавленых капель. Угол, под которым пламя входит в воду, составляет приблизительно 45°, а длина пламени от горелки до водной поверхности составляет приблизительно 18 сантиметров (см). Полученные плавленые и быстро погашенные частицы собирают и сушат при 110°С. Частицы являются сферическими по форме и различаются по размеру от нескольких микрометров (т.е. микрон) до 250 микрометров.After grinding and sieving, the mixture of ground raw particles is slowly fed (0.5 g / min) into the flame of a hydrogen-oxygen burner to melt the particles. The burner used to melt the particles, resulting in melted droplets, is a Bethlehem PM2D type model burner supplied by Bethlehem Apparatus Co., Hellertown, PA. The flow rates of hydrogen and oxygen for the burner are as follows. For the inner ring, the hydrogen flow rate is 8 liters per minute, and the oxygen flow rate is 3.5 l / min. For the outer ring, the hydrogen flow rate is 23 l / min, and the oxygen flow rate is 12 l / min. The dried and particle-sized particles are slowly fed (0.5 g / min) into the burner flame, which melts the particles and carries them out into a 19-liter (5-gallon) cylindrical container (30 cm in diameter at 34 cm in height) with continuously circulating turbulent water to quickly quench fused drops. The angle at which the flame enters the water is approximately 45 °, and the length of the flame from the burner to the water surface is approximately 18 centimeters (cm). The resulting fused and rapidly quenched particles are collected and dried at 110 ° C. Particles are spherical in shape and vary in size from a few micrometers (i.e. microns) to 250 micrometers.
Процент выхода аморфного материала рассчитывают из полученных образованных в пламени шариков, используя фракцию размером -100+120 меш (т.е. фракцию, собранную между ситами с размерами отверстий 150 микрометров и 125 микрометров). Измерения проводят следующим образом. Единичный слой шариков распределяют на предметном стекле. Шарики наблюдают, используя оптический микроскоп. Применяя перекрестье окуляра оптического микроскопа в качестве направляющей, шарики, которые лежат вдоль прямой линии, считают аморфными или кристаллическими в зависимости от их оптической чистоты. Всего насчитывают 500 шариков, и процент выхода аморфного материала определяют по количеству аморфных шариков, разделенному на общее количество подсчитанных шариков.The percent yield of amorphous material is calculated from the resulting balls formed in the flame using a fraction of −100 + 120 mesh (i.e., a fraction collected between sieves with hole sizes of 150 micrometers and 125 micrometers). The measurements are carried out as follows. A single layer of balls is distributed on a glass slide. Balls are observed using an optical microscope. Using the crosshairs of an optical microscope eyepiece as a guide, balls that lie along a straight line are considered amorphous or crystalline depending on their optical purity. In total, 500 balls are counted, and the percent yield of amorphous material is determined by the number of amorphous balls divided by the total number of balls counted.
Материалы, полученные в примерах 12-20, являются аморфными, как определяют визуальным наблюдением, но количественный анализ в соответствии с вышеуказанной методикой не проводят. Аморфный материал обычно является прозрачным вследствие отсутствия светорассеивающих центров, таких как границы кристаллов, в то время как кристаллические частицы имеют кристаллическую структуру и являются непрозрачными вследствие светорассеивающих эффектов.The materials obtained in examples 12-20 are amorphous, as determined by visual observation, but quantitative analysis in accordance with the above method is not carried out. An amorphous material is usually transparent due to the absence of light scattering centers, such as crystal boundaries, while crystalline particles have a crystalline structure and are opaque due to light scattering effects.
Фазу смеси (стекловидная/аморфная/кристаллическая) определяют дифференциальным термическим анализом (ДТА), как описано ниже. Материал классифицируют как аморфный, если соответствующая кривая ДТА отражает событие экзотермической кристаллизации (Тх). Если та же кривая также отражает эндотермическое событие (Tg) при температуре ниже Тх, считают, что она состоит из стекловидной фазы. Если кривая ДТА не отражает таких событий, считают, что она содержит кристаллические фазы.The phase of the mixture (vitreous / amorphous / crystalline) is determined by differential thermal analysis (DTA), as described below. A material is classified as amorphous if the corresponding DTA curve reflects an exothermic crystallization event (T x ). If the same curve also reflects an endothermic event (T g ) at a temperature below T x , consider that it consists of a vitreous phase. If the DTA curve does not reflect such events, consider that it contains crystalline phases.
Дифференциальный термический анализ (ДТА) проводят следующим образом. Данные ДТА получают (используя прибор, полученный от Netzsch Instruments, Селб, Германия, под торговым наименованием "NETZSCH STA 409 DTA/TGA"), применяя фракцию с размером -140+170 меш (т.е. фракцию, собранную между ситами с размерами отверстий между 105 микрометров и 90 микрометров). Количество каждого просеянного образца, помещаемого в прободержатель из Al2О3 объемом 100 мкл, составляет приблизительно 400 миллиграмм. Каждый образец нагревают в статическом воздухе со скоростью 10°С/минуту от комнатной температуры (приблизительно 25°С) до 1100°С.Differential thermal analysis (DTA) is carried out as follows. DTA data is obtained (using a device obtained from Netzsch Instruments, Selb, Germany, under the trade name "NETZSCH STA 409 DTA / TGA") using a fraction with a size of -140 + 170 mesh (i.e. a fraction collected between sieves with sizes holes between 105 micrometers and 90 micrometers). The amount of each sieved sample placed in a 100 μl Al 2 O 3 sample holder is approximately 400 milligrams. Each sample is heated in static air at a rate of 10 ° C / min from room temperature (approximately 25 ° C) to 1100 ° C.
Как показано на Фиг.4, линия 123 представляет собой данные ДТА в графическом виде для материала примера 1. На линии 123 Фиг.4 имеет место эндотермическое событие при температуре приблизительно 872°С, о чем свидетельствует нисходящая кривая линии 123. Полагают, что данное событие происходит вследствие стеклования (Tg) стеклообразного материала. При температуре приблизительно 958°С наблюдают экзотермическое событие, о чем свидетельствует острый пик на линии 123. Полагают, что данное событие происходит вследствие кристаллизации (Тx) материала. Данные значения Tg и Тх для других образцов, кроме образцов примеров 15-20, представлены ниже в Таблице 1.As shown in FIG. 4,
Пример 21Example 21
Примерно 25 грамм шариков из Примера 1 помещают в графитовую пресс-форму и подвергают горячей штамповке, используя одношнековое прессующее устройство (получено под торговым обозначением "HP-50", Thermal Technology Inc., Бри, шт. Калифорния). Горячую штамповку проводят в атмосфере аргона при давлении 13,8 мегапаскаля (МПа) (2000 фунтов на квадратный дюйм). Печь горячей штамповки нагревают в градиенте до 970°С при 25°С/минуту. В результате получают круг, диаметром 3,4 см и толщиной 0,6 см прозрачного базового материала. ДТА исследование проводят, как описано в примере 1-20. На кривой представлено эндотермическое событие при температуре приблизительно 885°С, о чем свидетельствует нисходящее изменение на кривой. Полагают, что данное событие происходит вследствие стеклования (Tg) стеклообразного материала. При температуре приблизительно 928°С тот же материал дает экзотермическое событие, о чем свидетельствует острый пик на кривой. Полагают, что данное событие происходит вследствие кристаллизации (Тх) материала.Approximately 25 grams of the balls from Example 1 are placed in a graphite mold and hot stamped using a single screw pressing device (obtained under the trade name "HP-50", Thermal Technology Inc., Bree, Calif.). Hot stamping is carried out in an argon atmosphere at a pressure of 13.8 megapascals (MPa) (2000 pounds per square inch). The hot stamping furnace is heated in a gradient to 970 ° C at 25 ° C / min. The result is a circle with a diameter of 3.4 cm and a thickness of 0.6 cm of a transparent base material. DTA research is carried out as described in example 1-20. The endothermic event at a temperature of approximately 885 ° C is shown on the curve, as indicated by a downward change in the curve. It is believed that this event occurs due to the glass transition (T g ) of the glassy material. At a temperature of approximately 928 ° C, the same material gives an exothermic event, as evidenced by a sharp peak in the curve. It is believed that this event occurs due to crystallization (T x ) of the material.
Пример 22Example 22
В полиэтиленовую емкость объемом 250 мл (диаметр 7,3 см) загружают 50 г следующей смеси: 19,3 г частиц оксида алюминия (получен от Alcoa Industrial Chemicals, Боксит, шт. Арканзас, под торговым обозначением A16SG), 9,5 г частиц оксида циркония (получен от Zirconia Sales, Inc. of Marietta, шт. Джорджия, под торговым обозначением DK-2) и 21,2 грамма частиц оксида лантана (получен от Molycorp Inc., Маунтин Пасс, шт. Калифорния), 75 г изопропилового спирта и 200 г среды для размола оксида алюминия (цилиндрическая форма, как высота, так и диаметр равны 0,635 см; 99,9% оксид алюминия; получен от Coors, Голден, шт. Колорадо). Содержимое полиэтиленовой емкости размалывают в течение 16 часов при 60 оборотах в минуту (об/мин). Соотношение оксида алюминия к оксиду циркония в исходном материале составляет 2:1, и оксид алюминия и оксид циркония совместно составляют приблизительно 58 мас.%. После размола размалывающую среду удаляют и суспензию выливают в теплый (приблизительно 75°С) стеклянный поддон (PYREX) и сушат. Высушенную смесь просеивают через сито с 70 меш (размер отверстия 212 микрометров) с помощью красильной кисти.In a 250 ml polyethylene container (7.3 cm diameter), 50 g of the following mixture are charged: 19.3 g of alumina particles (obtained from Alcoa Industrial Chemicals, Bauxite, Arkansas, under the trade designation A16SG), 9.5 g of particles zirconium oxide (obtained from Zirconia Sales, Inc. of Marietta, Georgia, under the trade designation DK-2) and 21.2 grams of lanthanum oxide particles (obtained from Molycorp Inc., Mountain Pass, California), 75 g of isopropyl alcohol and 200 g of alumina grinding medium (cylindrical shape, both height and diameter are 0.635 cm; 99.9% alumina; obtained from Coors, Golden, pc. K olorado). The contents of the polyethylene container are ground for 16 hours at 60 revolutions per minute (rpm). The ratio of alumina to zirconia in the starting material is 2: 1, and alumina and zirconium together are approximately 58 wt.%. After grinding, the grinding media is removed and the suspension is poured into a warm (approximately 75 ° C.) glass pan (PYREX) and dried. The dried mixture is sieved through a 70 mesh sieve (hole size 212 micrometers) using a dye brush.
После измельчения и просеивания смесь размолотых сырьевых частиц медленно подают (0,5 г/мин) в пламя водородно-кислородной горелки для плавления частиц. Горелка, используемая для процесса плавления частиц, при котором образуются плавленые капли, представляет собой настольную горелку типа Bethlehem PM2D, модель В, поставляемую Bethlehem Apparatus Co., Хеллертаун, шт. Пенсильвания. Скорости потока водорода и кислорода для горелки являются следующими. Для внутреннего кольца расход водорода составляет 8 л/мин, а расход кислорода 3,5 л/мин. Для внешнего кольца расход водорода составляет 23 л/мин, а расход кислорода составляет 12 л/мин. Высушенные и отобранные по размеру частицы медленно подают (0,5 г/мин) в пламя горелки, которое плавит частицы и выносит их на наклонную поверхность из нержавеющей стали (приблизительно по 51 см (20 дюймов)) под углом падения 45 градусов с холодной водой, текущей по поверхности (приблизительно 8 л/мин) для быстрого гашения плавленых капель. Полученные плавленые и погашенные частицы собирают и сушат при 110°С. Частицы являются сферическими по форме и различаются по размеру от нескольких микрометров (т.е. микрон) до 250 микрометров.After grinding and sieving, the mixture of ground raw particles is slowly fed (0.5 g / min) into the flame of a hydrogen-oxygen burner to melt the particles. The burner used for the particle smelting process, in which fused droplets form, is a Bethlehem PM2D type table burner, Model B, supplied by Bethlehem Apparatus Co., Hellertown, pc. Pennsylvania. The flow rates of hydrogen and oxygen for the burner are as follows. For the inner ring, the hydrogen flow rate is 8 l / min, and the oxygen flow rate is 3.5 l / min. For the outer ring, the hydrogen flow rate is 23 l / min, and the oxygen flow rate is 12 l / min. The dried and particle-sized particles are slowly fed (0.5 g / min) into the burner flame, which melts the particles and carries them out onto a sloping stainless steel surface (approximately 51 cm (20 inches)) at an angle of incidence of 45 degrees with cold water flowing over the surface (approximately 8 l / min) to quickly quench fused drops. The resulting fused and quenched particles are collected and dried at 110 ° C. Particles are spherical in shape and vary in size from a few micrometers (i.e. microns) to 250 micrometers.
Впоследствии шарики, образованные в пламени, имеющие диаметры менее чем 125 микрометров, пропускают через плазменную пушку и осаждают на субстратах из нержавеющей стали следующим образом.Subsequently, balls formed in a flame having diameters of less than 125 micrometers are passed through a plasma gun and deposited on stainless steel substrates as follows.
Четыре субстрата из нержавеющей стали 304 (с размерами 76,2 миллиметра (мм)×25,4 мм×3,175 мм) и два субстрата из углеродистой стали 1080 (76,2 мм×25,4 мм×1,15 мм) получают следующим образом. Стороны для покрытия обрабатывают песчаной струей, промывают в ультразвуковой бане и затем протирают дочиста изопропиловым спиртом. Четыре субстрата из нержавеющей стали и один из углеродистой стали 1080 помещают на расстоянии приблизительно 10 сантиметров (см) перед соплом плазменной пушки (получена под торговым обозначением "Praxair SG-100 Plasma Gun" от Praxair Surface Technologies, Конкорд, шт. Нью-Хэмпшир). Второй субстрат из углеродистой стали 1080 помещают на расстоянии 18 см перед соплом плазменной пушки. Покрытия, сделанные на вторых образцах из углеродистой стали 1080 на расстоянии 18 см перед соплом плазменной пушки, далее не характеризуют.Four substrates of stainless steel 304 (with dimensions of 76.2 mm (mm) × 25.4 mm × 3.175 mm) and two substrates of carbon steel 1080 (76.2 mm × 25.4 mm × 1.15 mm) are obtained as follows way. The sides to be coated are treated with a sand jet, washed in an ultrasonic bath, and then wiped clean with isopropyl alcohol. Four stainless steel substrates and one carbon steel 1080 are placed at a distance of approximately 10 centimeters (cm) in front of the plasma gun nozzle (obtained under the trade designation “Praxair SG-100 Plasma Gun” from Praxair Surface Technologies, Concord, New Hampshire) . A second substrate of carbon steel 1080 is placed at a distance of 18 cm in front of the plasma gun nozzle. Coatings made on second samples of carbon steel 1080 at a distance of 18 cm in front of the plasma gun nozzle are not further described.
Плазменный блок имеет мощность равную 40 кВт. Газ плазмы представляет аргон (50 фунтов на квадратный дюйм (фунт/кв. дюйм)), 0,3 мегапаскаля (МПа) с гелием в качестве вспомогательного газа (150 фунт/кв. дюйм, 1 МПа). Шарики пропускают через плазменную пушку, используя аргон в качестве газа-носителя (50 фунт/кв. дюйм, 0,3 МПа), применяя компьютеризованный порошковый питатель Praxair, модель 1270 (получен от Praxair Surface Technologies, Конкорд, шт. Нью-Хэмпшир). Во время осаждения прикладывают напряжение приблизительно 40 вольт и силу тока приблизительно 900 ампер, а плазменную пушку панорамируют слева направо, вверх и вниз для ровного покрытия субстратов. Когда достигают желаемой толщины, плазменное распыление прекращают и образцы регенерируют. Субстрат 1080 из углеродистой стали изгибают, таким образом отделяя покрытие от субстрата, что приводит к свободно стоящему базовому материалу. Осажденный материал имеет размер z (толщину), равную приблизительно 1350 микрометров, как определяют, используя оптическую микроскопию.The plasma unit has a power of 40 kW. Plasma gas is argon (50 psi), 0.3 megapascal (MPa) with helium as auxiliary gas (150 psi, 1 MPa). Balls are passed through a plasma gun using argon as a carrier gas (50 psi, 0.3 MPa) using a Praxair model 1270 computerized powder feeder (obtained from Praxair Surface Technologies, Concord, NJ) . During deposition, a voltage of approximately 40 volts and a current of approximately 900 amps are applied, and the plasma gun is panned from left to right, up and down to evenly coat the substrates. When the desired thickness is reached, plasma spraying is stopped and the samples regenerate. The carbon steel substrate 1080 is bent, thereby separating the coating from the substrate, resulting in a free-standing base material. The deposited material has a size z (thickness) of approximately 1350 micrometers as determined using optical microscopy.
Фазу смеси (стекловидная/аморфная/кристаллическая) определяют дифференциальным термическим анализом (ДТА), как описано ниже. Материал классифицируют как аморфный, если соответствующая кривая ДТА отражает событие экзотермической кристаллизации (Тх). Если та же кривая также отражает эндотермическое событие (Tg) при температуре ниже Тх, считают, что вещество состоит из стеклофазы. Если кривая ДТА не отражает таких событий, считают, что вещество содержит кристаллические фазы.The phase of the mixture (vitreous / amorphous / crystalline) is determined by differential thermal analysis (DTA), as described below. A material is classified as amorphous if the corresponding DTA curve reflects an exothermic crystallization event (T x ). If the same curve also reflects an endothermic event (T g ) at a temperature below T x , consider that the substance consists of a glass phase. If the DTA curve does not reflect such events, consider that the substance contains crystalline phases.
Дифференциальный термический анализ (ДТА) проводят, используя следующий способ. Данные ДТА получают (используя прибор, полученный от Netzsch Instruments, Селб, Германия, под торговым обозначением "NETZSCH STA 409 DTA/TGA"), применяя фракцию размером -140+170 меш (т.е. фракцию, собранную между ситами с размерами отверстий между 105 микрометров и 90 микрометров). Количество каждого просеянного образца, помещаемого в прободержатель из Al2O3 объемом 100 мкл, составляет приблизительно 400 миллиграмм. Каждый образец нагревают в статическом воздухе при скорости 10°С/минуту от комнатной температуры (приблизительно 25°С) до 1100°С.Differential thermal analysis (DTA) is carried out using the following method. DTA data is obtained (using a device obtained from Netzsch Instruments, Selb, Germany, under the trade designation "NETZSCH STA 409 DTA / TGA") using a fraction of size -140 + 170 mesh (ie, a fraction collected between sieves with hole sizes between 105 micrometers and 90 micrometers). The amount of each sifted sample placed in a 100 μl Al 2 O 3 sample holder is approximately 400 milligrams. Each sample is heated in static air at a speed of 10 ° C / min from room temperature (approximately 25 ° C) to 1100 ° C.
Покрытый материал (на субстратах из нержавеющей стали 304) представляет эндотермическое событие при температуре приблизительно 880°С, о чем свидетельствует нисходящее изменение кривой записи. Полагают, что данное событие происходит вследствие стеклования (Tg) стеклообразного материала. Тот же материал проявляет экзотермическое событие при температуре приблизительно 931°С, о чем свидетельствует острый пик на кривой. Полагают, что данное событие происходит вследствие кристаллизации (Тх) материала. Таким образом, покрытый материал (на субстратах из нержавеющей стали 304) и свободно стоящий базовый материал являются стекловидными, как определено по записи ДТА.The coated material (on 304 stainless steel substrates) represents an endothermic event at a temperature of approximately 880 ° C, as indicated by a downward change in the recording curve. It is believed that this event occurs due to the glass transition (T g ) of the glassy material. The same material exhibits an exothermic event at a temperature of approximately 931 ° C, as evidenced by a sharp peak in the curve. It is believed that this event occurs due to crystallization (T x ) of the material. Thus, the coated material (on stainless steel substrates 304) and the free-standing base material are glassy, as determined by DTA.
Часть стекловидного свободно стоящего базового материала далее подвергают тепловой обработке при 1300°С в течение 48 часов. Для определения присутствующих фаз применяют рентгеновскую дифракцию порошка РД (используя рентгеновский дифрактометр (получен под торговым обозначением "PHILLIPS XRG 3100" от Phillips, Махвах, шт. Нью-Джерси) с Кα1 излучением меди 1,54050 ангстрем)). Фазы определяют, сравнивая присутствующие пики в РД отображении кристаллизованного материала с рентгенограммами кристаллических фаз, представленных в базах данных JCPDS (Joint Committee on Powder Diffraction Standards), опубликованных Международным центром дифракционных данных. Полученный в результате кристаллический материал включает LaAlO3, ZrO2 (кубический, тетрагональный), LaAl11O18 и переходные фазы Al2О3.A part of the vitreous free-standing base material is then subjected to heat treatment at 1300 ° C. for 48 hours. To determine the phases present, X-ray powder diffraction is used (using an X-ray diffractometer (obtained under the trade designation "PHILLIPS XRG 3100" from Phillips, Machwah, NJ) with Kα1 radiation of copper 1.54050 angstroms)). The phases are determined by comparing the peaks present in the XRD image of the crystallized material with X-ray diffraction patterns of the crystalline phases presented in the JCPDS (Joint Committee on Powder Diffraction Standards) databases published by the International Center for Diffraction Data. The resulting crystalline material includes LaAlO 3 , ZrO 2 (cubic, tetragonal), LaAl 11 O 18 and transition phases Al 2 O 3 .
Еще одну часть стекловидного свободно стоящего базового материала кристаллизуют при 1300°С в течение 1 часа в печи с электрическим нагревом (получена от CM Furnaces, Блумфилд, шт. Нью-Джерси, под торговым обозначением "Rapid Temp Furnace"). Кристаллизованное покрытие дробят молотком в частицы размером -30+35 меш (т.е. фракцию, собираемую между ситами с размером отверстий 600 и 500 микрометров). Частицы очищают от осколков промыванием в ультразвуковой ванне (получена от Cole-Parmer, Вернон Хилс, шт. Иллинойс, под торговым обозначением "8891") в течение 15 минут, сушат при 100°С и несколько частиц устанавливают на металлическом цилиндре (диаметром 3 см и высотой 2 см), используя углеродную ленту. Установленный образец покрывают напылением тонким слоем золота-палладия и наблюдают, используя JEOL сканирующую электронную микроскопию (СЭМ) (модель JSM 840A). Поверхность разлома является грубой и в СЭМ не присутствовали кристаллы размером более 200 нанометров (нм) (фиг.5).Another portion of the glassy free-standing base material is crystallized at 1300 ° C. for 1 hour in an electric heating furnace (obtained from CM Furnaces, Bloomfield, NJ, under the trade designation “Rapid Temp Furnace”). The crystallized coating is crushed with a hammer into particles with a size of -30 + 35 mesh (i.e., the fraction collected between sieves with openings of 600 and 500 micrometers). The particles are cleaned of splinters by washing in an ultrasonic bath (obtained from Cole-Parmer, Vernon Hills, Ill., Under the trade designation "8891") for 15 minutes, dried at 100 ° C and several particles are mounted on a metal cylinder (3 cm in diameter) and 2 cm high) using carbon tape. An established sample is coated with a thin layer of gold-palladium and observed using JEOL scanning electron microscopy (SEM) (model JSM 840A). The fault surface is rough and no more than 200 nanometers (nm) crystals were present in the SEM (Fig. 5).
Пример 23Example 23
Исходные частицы получают, как описано в примере 22, используя следующую 50-граммовую смесь: 21,5 грамм частиц оксида алюминия (получен от Alcoa Industrial Chemicals, Боксит, шт. Арканзас, под торговым обозначением A16SG), 9 грамм частиц оксида циркония (получен от Zirconia Sales, Inc. of Marietta, шт. Джорджия, под торговым обозначением DK-2) и 19,5 грамм частиц оксида церия (получен от Rhone-Poulence, Франция). Отношение оксида алюминия к оксиду циркония в исходном материале составляет 2,4:1 и оксид алюминия и оксид циркония вместе составляют приблизительно 61 мас.%. Исходные частицы формуют в пламени в шарики (размер которых изменяется от нескольких микрометров до 250 микрометров), как описано в примере 22. Впоследствии шарики, формованные в пламени, имеющие диаметры между 180 и 250 микрометрами, пропускают через плазменную пушку и осаждают на субстратах из нержавеющей и углеродистой стали, как описано в примере 22.Starting particles were prepared as described in Example 22 using the following 50 gram mixture: 21.5 grams of alumina particles (obtained from Alcoa Industrial Chemicals, Bauxite, Arkansas, under the trade designation A16SG), 9 grams of zirconia particles (obtained from Zirconia Sales, Inc. of Marietta, Georgia, under the trade designation DK-2) and 19.5 grams of cerium oxide particles (obtained from Rhone-Poulence, France). The ratio of alumina to zirconia in the starting material is 2.4: 1, and alumina and zirconia together are approximately 61 wt.%. The starting particles are formed in a flame into balls (the size of which varies from a few micrometers to 250 micrometers), as described in Example 22. Subsequently, balls formed in a flame having diameters between 180 and 250 micrometers are passed through a plasma gun and deposited on stainless substrates. and carbon steel, as described in example 22.
Субстраты 1080 из углеродистой стали изгибают, таким образом отделяя покрытие от субстрата, что приводит к свободно стоящему базовому материалу. Полученный базовый материал имеет размер z (толщину) приблизительно 700 микрометров, как определяют, используя оптическую микроскопию. Микроструктуру также наблюдают, используя оптическую микроскопию. Материал состоит, как правило, из сферических и наклонных кристаллических частиц, которые являются непрозрачными, главным образом, в аморфной матрице, которая является прозрачной. Аморфный материал обычно является прозрачным вследствие отсутствия светорассеивающих центров, таких как границы кристаллов, в то время как кристаллические частицы проявляют кристаллическую структуру и являются непрозрачными вследствие светорассеивающих эффектов. Кристаллические фазы, определенные анализом РД порошка, как описано в примере 22, состоят из Zr0,4Се0,6O2 (кубический) и переходного Al2О3.The carbon steel substrates 1080 are bent, thereby separating the coating from the substrate, resulting in a free-standing base material. The resulting base material has a size z (thickness) of approximately 700 micrometers, as determined using optical microscopy. The microstructure is also observed using optical microscopy. The material consists, as a rule, of spherical and inclined crystalline particles, which are opaque, mainly in an amorphous matrix, which is transparent. An amorphous material is usually transparent due to the absence of light scattering centers, such as crystal boundaries, while crystalline particles exhibit a crystalline structure and are opaque due to light scattering effects. The crystalline phases determined by the analysis of the RD of the powder, as described in Example 22, consist of Zr 0.4 Ce 0.6 O 2 (cubic) and transition Al 2 O 3 .
Второй эксперимент по осаждению проводят, используя формованные в пламени шарики, имеющие диаметры менее чем 125 микрометров. Полученное в результате покрытие имеет размер z (толщину) приблизительно 1100 микрометров, как определяют, используя оптическую микроскопию. Микроструктуру также наблюдают, используя оптическую микроскопию. Данный материал имеет сходные признаки (т.е. состоит, как правило, из сферических и наклонных кристаллических частиц в, главным образом, аморфной матрице) с теми материалами, которые образованы из шариков, имеющих диаметр между 180 и 250 микрометрами. Кристаллические фазы, определенные анализом РД порошка, как описано в примере 22, состоят из Zr0,4Ce0,6O2 (кубический) и переходного Al2О3.A second deposition experiment is carried out using flame formed beads having diameters of less than 125 micrometers. The resulting coating has a size z (thickness) of approximately 1100 micrometers, as determined using optical microscopy. The microstructure is also observed using optical microscopy. This material has similar characteristics (i.e., it consists, as a rule, of spherical and inclined crystalline particles in a mainly amorphous matrix) with those materials that are formed from balls having a diameter between 180 and 250 micrometers. The crystalline phases determined by analysis of the RD of the powder, as described in Example 22, consist of Zr 0.4 Ce 0.6 O 2 (cubic) and transition Al 2 O 3 .
Среднюю твердость распыленного материала данного примера определяют следующим образом. Срезы материала устанавливают в базовой смоле (получена под торговым обозначением "TRANSOPTIC POWDER" от Buehler Ltd., Лейк-Блаффф, шт. Иллинойс). Полученный цилиндр из смолы имеет приблизительно 2,5 см в диаметре и приблизительно 1,9 см по высоте. Установленный срез подготавливают, используя традиционную методику полирования, используя полировщик (получают от Buehler, Лейк-Блаффф, шт. Иллинойс, под торговым обозначением "ЕСОМЕТ 3"). Образец полируют в течение приблизительно 3 минут с помощью алмазного круга с последующим 5-минутным полированием каждой из 45, 30, 15, 9, 3 и 1-микрометровой взвеси. Измерения микротвердости проводят, используя обычный прибор для измерения микротвердости (получают под торговым обозначением "MITUTOYO MVK-VL" от Mitutoyo Corporation, Токио, Япония), снабженный индентером Викерса, с использованием 100-граммовой нагрузки наконечника. Измерения микротвердости проводят в соответствии с инструкциями, установленными в ASTM Test Method E384 Test Methods for Microhardness of Materials (1991). Средняя микротвердость (средний результат 20 измерений) материала данного примера составляет 15 гигапаскалей (ГПа).The average hardness of the atomized material of this example is determined as follows. Slices of material are set in a base resin (obtained under the trade name "TRANSOPTIC POWDER" from Buehler Ltd., Lake Bluff, Illinois). The resulting resin cylinder is approximately 2.5 cm in diameter and approximately 1.9 cm in height. An established slice is prepared using a traditional polishing technique using a polisher (obtained from Buehler, Lake Bluff, Illinois, under the trade designation "ECOMET 3"). The sample is polished for approximately 3 minutes using a diamond wheel, followed by 5 minutes polishing of each of 45, 30, 15, 9, 3 and 1 micrometer suspension. Microhardness measurements are carried out using a conventional microhardness meter (obtained under the trade name "MITUTOYO MVK-VL" from Mitutoyo Corporation, Tokyo, Japan) equipped with a Vickers indenter using a 100 gram tip load. Microhardness measurements are carried out in accordance with the instructions set forth in ASTM Test Method E384 Test Methods for Microhardness of Materials (1991). The average microhardness (average result of 20 measurements) of the material of this example is 15 gigapascals (GPa).
Пример 24Example 24
Исходные частицы получают, как описано в примере 22, используя следующую 50-граммовую смесь: 27,9 грамм частиц оксида алюминия (получен от Alcoa Industrial Chemicals, Боксит, шт. Арканзас, под торговым обозначением A16SG), 7,8 грамм частиц оксида циркония (получен от Zirconia Sales, Inc. of Marietta, шт. Джорджия, под торговым обозначением DK-2) и 14,3 грамм частиц оксида иттрия (получен от Н.С.Stark Newton, шт. Массачусетс). Отношение оксида алюминия к оксиду циркония в первоначальном исходном материале составляет 3,5:1, и оксид алюминия и оксид циркония вместе составляют приблизительно 72 мас.%. Исходные частицы далее просеивают через сито 30 меш (размер отверстия 600 мкм) и подвергают тепловой обработке при 1400°С в течение 2 часов в печи с электрическим нагревом (получена от CM Furnaces, Блумфилд, шт. Нью-Джерси, под торговым обозначением "Rapid Temp Furnace"). Прошедшие тепловую обработку частицы далее просеивают для отделения частиц с диаметрами между 125 и 180 микрометрами, которые далее пропускали через плазменную пушку и осаждали на субстратах из нержавеющей стали, как описано в примере 22.The starting particles were prepared as described in Example 22 using the following 50 gram mixture: 27.9 grams of alumina particles (obtained from Alcoa Industrial Chemicals, Bauxite, Arkansas, under the trade designation A16SG), 7.8 grams of zirconia particles (obtained from Zirconia Sales, Inc. of Marietta, Georgia, under the trade designation DK-2) and 14.3 grams of yttrium oxide particles (obtained from N.C. Stark Newton, Mass.). The ratio of alumina to zirconia in the original starting material is 3.5: 1, and alumina and zirconia together are approximately 72 wt.%. The starting particles are further sieved through a 30 mesh sieve (
Субстраты 1080 из углеродистой стали изгибают, таким образом отделяя покрытие от субстрата, что приводит к свободно стоящему базовому материалу Полученный базовый материал имеет размер z (толщину), приблизительно 700 микрометров, как определяют, используя оптическую микроскопию. Микроструктуру также наблюдают, используя оптическую микроскопию. Материал состоит, в основном, из кристаллических непрозрачных частиц (которые сохраняют свои оригинальные формы), главным образом, в прозрачной аморфной матрице. Кристаллические фазы, определенные анализом РД порошка, как описано в примере 22, состоят из Al5Y3O12 и Y0,15Zr0,85O1,93.The carbon steel substrates 1080 are bent, thereby separating the coating from the substrate, resulting in a free-standing base material. The resulting base material has a size z (thickness) of approximately 700 micrometers, as determined using optical microscopy. The microstructure is also observed using optical microscopy. The material consists mainly of crystalline opaque particles (which retain their original forms), mainly in a transparent amorphous matrix. The crystalline phases determined by analysis of the RD of the powder, as described in Example 22, consist of Al 5 Y 3 O 12 and Y 0.15 Zr 0.85 O 1.93 .
Еще одну часть свободно стоящего базового материала кристаллизуют при 1300°С в течение 1 часа, а поверхность разлома покрывают напылением тонким слоем золота-палладия и наблюдают, используя JEOL СЭМ (Модель JSM 840A), как описано выше в примере 22. Поверхность разлома является грубой, и кристаллы размером более 200 нанометров (нм) не присутствуют (Фиг.6).Another portion of the free-standing base material is crystallized at 1300 ° C. for 1 hour, and the fracture surface is sprayed with a thin layer of gold-palladium and observed using JEOL SEM (Model JSM 840A) as described above in Example 22. The fracture surface is rough , and crystals larger than 200 nanometers (nm) are not present (Figure 6).
Второй эксперимент по осаждению проводят, используя частицы, прошедшие тепловую обработку, имеющие диаметры менее чем 125 микрометров. Полученное в результате покрытие имеет толщину, равную приблизительно 1500 микрометрам (размер z). Микроструктуру изучают, используя оптическую микроскопию. Данный материал имеет сходные признаки (т.е. состоит, как правило, из непрозрачных, кристаллических частиц (которые сохраняют свои оригинальные формы), главным образом, в прозрачной, аморфной матрице) с теми материалами, которые образованы из шариков, имеющих диаметр в диапазоне между 180 и 250 микрометрами. Кристаллические фазы, определенные анализом РД порошка, как описано в примере 22, состоят из Al5Y3O12 и Y0,15Zr0,85O1,93.A second precipitation experiment was carried out using heat-treated particles having diameters of less than 125 micrometers. The resulting coating has a thickness of approximately 1,500 micrometers (size z). The microstructure is studied using optical microscopy. This material has similar characteristics (i.e., it consists, as a rule, of opaque, crystalline particles (which retain their original shapes), mainly in a transparent, amorphous matrix) with those materials that are formed from balls having a diameter in the range between 180 and 250 micrometers. The crystalline phases determined by analysis of the RD of the powder, as described in Example 22, consist of Al 5 Y 3 O 12 and Y 0.15 Zr 0.85 O 1.93 .
Пример 25Example 25
Утолщенное покрытие, состоящее из различных слоев вышеуказанных трех примеров, обрабатывают плазменным распылением, используя исходные частицы, полученные в примерах 22-24. Первый слой покрывают, как описано в примере 23, второй, как описано в примере 22, и третий, как описано в примере 24.The thickened coating, consisting of various layers of the above three examples, is treated by plasma spraying using the starting particles obtained in examples 22-24. The first layer is coated as described in example 23, the second, as described in example 22, and the third, as described in example 24.
Субстрат не обрабатывают песчаной струей перед покрытием, так что его легко удаляют, отслаивая рукой, что приводит к свободно стоящему базовому материалу с размерами приблизительно 75 миллиметров (мм)×25 мм×7,5 мм. Поперечный срез при разрезании каждого слоя отделяют от материала, используя алмазную пилу. Отделенный кусочек устанавливают в базовой смоле (получен под торговым обозначением "TRANSOPTIC POWDER" от Buehler Ltd., Лейк-Блаффф, шт. Иллинойс) таким образом, чтобы различные слои были видимы. Полученный цилиндр из смолы имеет приблизительно 2,5 см в диаметре и приблизительно 1,9 см по высоте. Установленный срез подготавливают, используя традиционную методику полирования, используя полировщик (получают от Buehler, Лейк-Блаффф, шт. Иллинойс, под торговым обозначением "ЕСОМЕТ 3"). Образец полируют в течение приблизительно 3 минут с помощью алмазного круга с последующим 5-минутным полированием каждой из 45, 30, 15, 9, 3 и 1-микрометровой взвеси.The substrate is not treated with a sand stream before coating, so that it is easily removed by peeling by hand, which leads to a free-standing base material with dimensions of approximately 75 millimeters (mm) × 25 mm × 7.5 mm. The cross section during cutting of each layer is separated from the material using a diamond saw. The separated piece is set in a base resin (obtained under the trade name "TRANSOPTIC POWDER" from Buehler Ltd., Lake Bluff, Illinois) so that the various layers are visible. The resulting resin cylinder is approximately 2.5 cm in diameter and approximately 1.9 cm in height. An established slice is prepared using a traditional polishing technique using a polisher (obtained from Buehler, Lake Bluff, Illinois, under the trade designation "ECOMET 3"). The sample is polished for approximately 3 minutes using a diamond wheel, followed by 5 minutes polishing of each of 45, 30, 15, 9, 3 and 1 micrometer suspension.
Первый слой имеет размер z (толщину), равную приблизительно 2,5 мм, как определяют, используя оптическую микроскопию. Микроструктуру наблюдают, используя оптическую микроскопию. Данный материал имеет сходные признаки с признаками материала примера 23 (т.е. состоит, в основном, из сферических и непрозрачных кристаллических частиц, главным образом, в прозрачной аморфной матрице). Второй слой имеет размер z (толщину), равную приблизительно 2 мм, как определяют, используя оптическую микроскопию. Микроструктуру также наблюдают, используя оптическую микроскопию. Данный материал имеет сходные признаки с признаками материала примера 22 (т.е. является прозрачным, что позволяет предположить, что он аморфный). Третий слой имеет размер z (толщину), равную приблизительно 3 мм, как определяют, используя оптическую микроскопию. Микроструктуру также наблюдают, используя оптическую микроскопию. Данный материал имеет сходные признаки с признаками материала примера 24 (т.е. он состоит, в основном, из непрозрачных кристаллических частиц (которые сохраняют свои оригинальные формы), главным образом, в прозрачной аморфной матрице).The first layer has a size z (thickness) of approximately 2.5 mm, as determined using optical microscopy. The microstructure is observed using optical microscopy. This material has similar characteristics with those of Example 23 (i.e., consists mainly of spherical and opaque crystalline particles, mainly in a transparent amorphous matrix). The second layer has a size z (thickness) of approximately 2 mm, as determined using optical microscopy. The microstructure is also observed using optical microscopy. This material has similar characteristics with those of Example 22 (i.e., it is transparent, which suggests that it is amorphous). The third layer has a size z (thickness) of approximately 3 mm, as determined using optical microscopy. The microstructure is also observed using optical microscopy. This material has similar characteristics to those of Example 24 (i.e., it consists mainly of opaque crystalline particles (which retain their original shapes), mainly in a transparent amorphous matrix).
Пример 26Example 26
Консолидированный материал, полученный в примере 21, дробят, используя щековую дробилку "Chipmunk" (Тип VD, произведен BICO Inc., Бербанк, шт. Калифорния), до абразивных частиц и сортируют для отбора фракции -30+35 меш (т.е. фракции, собранной между ситами с размерами отверстий 600 и 500 микрометров) и фракции -35+40 меш (т.е. фракции, собранной между ситами с размерами отверстий 500 и 425 микрометров). Данные две меш-фракции объединяют для получения смеси 50/50.The consolidated material obtained in Example 21 is crushed using a Chipmunk jaw crusher (Type VD, manufactured by BICO Inc., Burbank, Calif.) To abrasive particles and sorted to a -30 + 35 mesh fraction (i.e. the fraction collected between sieves with openings of 600 and 500 micrometers) and the -35 + 40 mesh fraction (i.e., the fraction collected between sieves with openings of 500 and 425 micrometers). These two mesh fractions are combined to form a 50/50 mixture.
Среднее аспектное отношение (отношение ширины к длине) для частиц измеряют, используя систему анализа образов Цейса (Zeiss Image Analysis System) (Zeiss Stemi SV11 микроскоп и программное обеспечение компьютера) и видеокамеру (камера 3 CCD, модель 330, (получена от Dage MTI Inc., Мичиган-Сити, шт. Индиана)). Полученное в результате отношение ширины к длине составляет 1,86.The average aspect ratio (width to length ratio) for particles is measured using a Zeiss Image Analysis System (Zeiss Stemi SV11 microscope and computer software) and a video camera (CCD camera 3, model 330, (obtained from Dage MTI Inc ., Michigan City, Indiana)). The resulting ratio of width to length is 1.86.
Плотность частиц измеряют, используя газовый пикнометр AccuPyc 1330, Micrometrics, Норкросс, шт. Джорджия. Полученная плотность составляет 4,65 грамма на кубический сантиметр (г/см3).Particle density was measured using an AccuPyc 1330 gas pycnometer, Micrometrics, Norcross, pc. Georgia. The resulting density is 4.65 grams per cubic centimeter (g / cm 3 ).
Раздробленные частицы подвергают тепловой обработке при 1300°С в течение 45 минут в печи с электрическим нагревом (получена от CM Furnaces, Блумфилд, шт. Нью-Джерси, под торговым обозначением "Rapid Temp Furnace"). Полученные в результате кристаллические частицы сохраняют свою первоначальную раздробленную форму. Плотность частиц составляет 5,24 грамма на кубический сантиметр (г/см3). Кристаллические стеклокерамические фазы, определенные анализом РД, как описано в примерах 1-20, состоят из LaAlO3, кубического/тетрагонального ZrO2, LaAl11O18, α-Al2О3, моноклинного ZrO2 и минорных аморфных фаз.The crushed particles are heat-treated at 1300 ° C. for 45 minutes in an electric-heated furnace (obtained from CM Furnaces, Bloomfield, NJ, under the trade designation “Rapid Temp Furnace”). The resulting crystalline particles retain their original fragmented shape. The particle density is 5.24 grams per cubic centimeter (g / cm 3 ). The crystalline glass-ceramic phases determined by the RD analysis as described in Examples 1-20 consist of LaAlO 3 , cubic / tetragonal ZrO 2 , LaAl 11 O 18 , α-Al 2 O 3 , monoclinic ZrO 2 and minor amorphous phases.
Пример 27-28Example 27-28
В полиэтиленовую емкость объемом 250 мл (диаметр 7,3 см) загружают 19,3 г частиц оксида алюминия (получен от Alcoa Industrial Chemicals, Боксит, шт. Арканзас, под торговым обозначением A16SG), 9,5 г частиц оксида циркония (получен от Zirconia Sales, Inc. of Marietta, шт. Джорджия, под торговым обозначением "DK-2") и 21,2 грамма частиц оксида лантана (получен от Molycorp Inc., Маунтин Пасс, шт. Калифорния), 75 г изопропилового спирта и 200 г среды для размола из оксида алюминия (цилиндрическая форма, как высота, так и диаметр равны 0,635 см; 99,9% оксид алюминия; получен от Coors, Голден, шт. Колорадо). Содержимое полиэтиленовой емкости размалывают в течение 16 часов при 60 оборотах в минуту (об/мин). После размола размалывающую среду удаляют и суспензию выливают в теплый (приблизительно 75°С) стеклянный поддон (PYREX) и сушат в течение 3 минут. Высушенную смесь просеивают через сито с 14 меш (размер отверстия 1400 микрометров) с помощью красильной кисти и предварительно спекают при 1400°С на воздухе в течение двух часов.19.3 g of alumina particles (obtained from Alcoa Industrial Chemicals, Bauxite, Arkansas, under the trade designation A16SG), 9.5 g of zirconia particles (obtained from Zirconia Sales, Inc. of Marietta, Georgia, under the trade designation “DK-2”) and 21.2 grams of lanthanum oxide particles (obtained from Molycorp Inc., Mountain Pass, California), 75 g of isopropyl alcohol and 200 g of grinding medium of aluminum oxide (cylindrical shape, both height and diameter are 0.635 cm; 99.9% aluminum oxide; obtained from Coors, Golden, Colorado). The contents of the polyethylene container are ground for 16 hours at 60 revolutions per minute (rpm). After grinding, the grinding medium is removed and the suspension is poured into a warm (approximately 75 ° C.) glass pan (PYREX) and dried for 3 minutes. The dried mixture is sieved through a sieve with 14 mesh (hole size 1400 micrometers) using a dye brush and pre-sintered at 1400 ° C in air for two hours.
На конце графитового стержня (приблизительно 60 см длиной, 15 мм в диаметре) сверлят отверстие (приблизительно 13 мм в диаметре, приблизительно 8 см глубиной). Приблизительно 20 грамм предварительно спеченных частиц вводят в полый конец. Полый конец графитового стержня вводят в горячую зону печи сопротивления (получена от Astro Industries, Санта-Барбара, шт. Калифорния). Печь модифицируют для ее преобразования в трубчатую печь с графитовой трубой с внутренним диаметром, равным приблизительно 18 мм. Горячую зону поддерживают при температуре 2000°С и печь наклоняют под углом приблизительно 30°, чтобы расплав не выливался из стержня. Конец стержня держат в горячей зоне в течение 10 минут для обеспечения однородного плавления. После 10 мин стержень быстро удаляют из печи и наклоняют, чтобы вылить расплав на поверхность гашения.A hole is drilled at the end of a graphite rod (approximately 60 cm long, 15 mm in diameter) (approximately 13 mm in diameter, approximately 8 cm deep). About 20 grams of pre-sintered particles are introduced into the hollow end. The hollow end of a graphite rod is introduced into the hot zone of a resistance furnace (obtained from Astro Industries, Santa Barbara, Calif.). The furnace is modified to convert it into a graphite tube tube furnace with an inner diameter of approximately 18 mm. The hot zone is maintained at a temperature of 2000 ° C. and the furnace is tilted at an angle of approximately 30 ° so that the melt does not pour out of the rod. The end of the rod is kept in the hot zone for 10 minutes to ensure uniform melting. After 10 minutes, the rod is quickly removed from the furnace and tilted to pour the melt onto the quench surface.
Для примера 27 поверхность гашения представляет две противоположные пластины из нержавеющей стали. Пластины 17,8 см×5 см×2,5 см помещают длинными концами параллельно друг другу с зазором, равным приблизительно 1 мм. Расплав выливают в зазор, где он быстро затвердевает в форме пластины с размером z (толщиной), равным приблизительно 1 мм. Погашенный расплав является, в основном, прозрачным и аморфным и имеет температуру стеклования (Tg) 885°С и температуру кристаллизации (Тх) 930°С, как определено по кривой ДТА, полученной, как описано в примерах 1-20.For example 27, the blanking surface represents two opposing stainless steel plates. Plates of 17.8 cm × 5 cm × 2.5 cm are placed with long ends parallel to each other with a gap of approximately 1 mm. The melt is poured into the gap, where it quickly solidifies in the form of a plate with a size z (thickness) of approximately 1 mm. The quenched melt is substantially transparent and amorphous and has a glass transition temperature (T g ) of 885 ° C and a crystallization temperature (T x ) of 930 ° C, as determined by the DTA curve obtained as described in Examples 1-20.
Для примера 28 поверхность гашения представляет два вращающихся в противоположных направлениях стальных ролика. Ролики имеют 5 см в диаметре и приводятся в движение электрическим двигателем при 80 об/мин. Зазор между роликами составляет приблизительно 0,8 мм. Расплав выливают в зазор, где ролики быстро затвердевают в пластину со значительными размерами x и y и размером z (толщиной), равной 0,8 мм. Погашенный расплав является, в основном, прозрачным и аморфным и имеет температуру стеклования (Tg) 885°С и температуру кристаллизации (Тх) 930°С, как определено по кривой ДТА, полученной, как описано в примерах 1-20.For example 28, the blanking surface represents two steel rollers rotating in opposite directions. The rollers are 5 cm in diameter and are driven by an electric motor at 80 rpm. The clearance between the rollers is approximately 0.8 mm. The melt is poured into the gap, where the rollers quickly solidify into a plate with significant dimensions x and y and a size z (thickness) of 0.8 mm. The quenched melt is substantially transparent and amorphous and has a glass transition temperature (T g ) of 885 ° C and a crystallization temperature (T x ) of 930 ° C, as determined by the DTA curve obtained as described in Examples 1-20.
Пример 29Example 29
Базовый аморфный/стекловидный материал, полученный в примере 21, дробят, используя щековую дробилку "Chipmunk" (Тип VD, произведен BICO Inc., Бербанк, шт. Калифорния), до абразивных частиц и сортируют для отбора фракции -30+35 меш (т.е. фракции, собранной между ситами с размерами отверстий 600 и 500 микрометров) и фракции -35+40 меш (т.е. фракции, собранной между ситами с размерами отверстий 500 и 425 микрометров). Данные две меш-фракции объединяют для получения смеси 50/50.The base amorphous / vitreous material obtained in Example 21 is crushed using a Chipmunk jaw crusher (Type VD, manufactured by BICO Inc., Burbank, Calif.) To abrasive particles and sorted for -30 + 35 mesh fractions (t i.e., the fraction collected between sieves with openings of 600 and 500 micrometers) and the -35 + 40 mesh fraction (i.e. the fraction collected between sieves with openings of 500 and 425 micrometers). These two mesh fractions are combined to form a 50/50 mixture.
Измерения отношения ширины к длине проводят, используя способ примера 26. Полученное в результате отношение ширины к длине составляет 1,83.The measurement of the ratio of width to length is carried out using the method of example 26. The resulting ratio of width to length is 1.83.
Плотность частиц измеряют, используя способ примера 26. Полученная плотность составляет 4,61 г/см3.The density of the particles is measured using the method of example 26. The resulting density is 4.61 g / cm 3 .
Примеры 30-31Examples 30-31
Диск горячей штамповки получают, как описано в примере 21, и разделяют его на 2 полоски (приблизительно 2 см×0,5 см×0,5 см), используя алмазную пилку (получена от Buehler, Лейк-Блаффф, шт. Иллинойс, под торговым обозначением "ISOMET 1000"). Обе полоски отжигают в печи с электрическим нагревом (получена от CM Furnaces, Блумфилд, шт. Нью-Джерси, под торговым обозначением "Rapid Temp Furnace") при 800°С в течение 2 часов. Во время процесса отжига кристаллизации не происходит.A hot stamping disc was prepared as described in Example 21 and divided into 2 strips (approximately 2 cm × 0.5 cm × 0.5 cm) using a diamond file (obtained from Buehler, Lake Bluff, Illinois, under trade designation "
Для примера 30 одну полоску дробят молотком в частицы размером -30+35 меш (т.е. фракцию, собираемую между ситами с размером отверстий 600 и 500 микрометров). Дробленые частицы подвергают тепловой обработке при 1300°С в течение 1 часа в печи с электрическим нагревом (получена от CM Furnaces, Блумфилд, шт. Нью-Джерси, под торговым обозначением "Rapid Temp Furnace"), чтобы кристаллизовать их. Частицы очищают от осколков промыванием в ультразвуковой ванне (получена от Cole-Parmer, Вернон-Хиллс, шт. Иллинойс, под торговым обозначением "8891") в течение 15 минут, сушат при 100°С и несколько частиц устанавливают на металлическом цилиндре (диаметр 3 см и высота 2 см), используя углеродную ленту. Установленный образец покрывают напылением тонким слоем золота-палладия и наблюдают, используя JEOL сканирующую электронную микроскопию (СЭМ) (Модель JSM 840A).For example 30, one strip is crushed with a hammer into particles with a size of -30 + 35 mesh (i.e. the fraction collected between sieves with openings of 600 and 500 micrometers). Crushed particles are heat treated at 1300 ° C. for 1 hour in an electric heating furnace (obtained from CM Furnaces, Bloomfield, NJ, under the trade designation “Rapid Temp Furnace”) to crystallize them. The particles are cleaned of splinters by washing in an ultrasonic bath (obtained from Cole-Parmer, Vernon Hills, Ill., Under the trade designation "8891") for 15 minutes, dried at 100 ° C and several particles are mounted on a metal cylinder (diameter 3 cm and a height of 2 cm) using carbon tape. An established sample is coated with a thin layer of gold-palladium and observed using JEOL scanning electron microscopy (SEM) (Model JSM 840A).
В материале примера 30 заметны классические характеристики разрушения стекла, даже после того, как происходит кристаллизация. Поверхность разлома, показанная на Фиг.7, представляет хороший пример линий Валлнера (Wallner lines), общих для большинства случаев разрушения стекла. Поверхность разлома, показанная на Фиг.8, имеет скол - еще одну общую характеристику разрушения стекла. Определения линий Валлнера и зазубрин взяты по приведенным в учебнике Fundamentals of Inorganic Glasses. Arun K Varshneya, стр. 425-27, 1994.In the material of example 30, the classical characteristics of the destruction of glass are noticeable, even after crystallization occurs. The fault surface shown in FIG. 7 is a good example of Wallner lines common to most glass fracture cases. The fault surface shown in Fig. 8 has a cleavage, another common characteristic of glass fracture. The definitions of Wallner and Notch lines are taken from the Fundamentals of Inorganic Glasses textbook. Arun K Varshneya, pp. 425-27, 1994.
Среднюю твердость материала примера 30 определяют следующим образом. Несколько частиц устанавливают в базовой смоле (поставляется под торговым обозначением "TRANSOPTIC POWDER" от Buehler Ltd., Лейк-Блаффф, шт. Иллинойс). Полученный цилиндр из смолы имеет приблизительно 2,5 см в диаметре и приблизительно 1,9 см по высоте. Установленный срез подготавливают, используя традиционную методику полирования, используя полировщик (получают от Buehler, Лейк-Блаффф, шт. Иллинойс, под торговым обозначением "ЕСОМЕТ 3"). Образец полируют в течение приблизительно 3 минут с помощью алмазного круга с последующим 5-минутным полированием каждой из 45, 30, 15, 9, 3 и 1-микрометровой взвеси. Измерения микротвердости проводят, используя обычный прибор для измерения микротвердости (поставляется под торговым обозначением "MITUTOYO MVK-VL" от Mitutoyo Corporation, Токио, Япония), снабженный индентером Викерса, с использованием 500-граммовой нагрузки наконечника. Измерения микротвердости проводят в соответствии с инструкциями, установленными в ASTM Test Method E384 Test Methods for Microhardness of Materials (1991). Средняя микротвердость является средним результатом 20 измерений. Средняя микротвердость материала примера 30 составляет 16,4 гигапаскалей (ГПа).The average hardness of the material of example 30 is determined as follows. Several particles are set in a base resin (supplied under the trade name "TRANSOPTIC POWDER" from Buehler Ltd., Lake Bluff, Illinois). The resulting resin cylinder is approximately 2.5 cm in diameter and approximately 1.9 cm in height. An established slice is prepared using a traditional polishing technique using a polisher (obtained from Buehler, Lake Bluff, Illinois, under the trade designation "ECOMET 3"). The sample is polished for approximately 3 minutes using a diamond wheel, followed by 5 minutes polishing of each of 45, 30, 15, 9, 3 and 1 micrometer suspension. Microhardness measurements are performed using a conventional microhardness meter (supplied under the trade name "MITUTOYO MVK-VL" from Mitutoyo Corporation, Tokyo, Japan) equipped with a Vickers indenter using a 500 gram tip load. Microhardness measurements are carried out in accordance with the instructions set forth in ASTM Test Method E384 Test Methods for Microhardness of Materials (1991). The average microhardness is the average of 20 measurements. The average microhardness of the material of example 30 is 16.4 gigapascals (GPa).
Для примера 31 вторую половину полоски подвергают тепловой обработке при 1300°С в течение 1 часа в печи с электрическим нагревом (получена от CM Furnaces, Блумфилд, шт. Нью-Джерси, под торговым обозначением "Rapid Temp Furnace"). Полоску, прошедшую тепловую обработку, дробят молотком в частицы размером -30+35 меш (т.е. фракцию, собираемую между ситами с размером отверстий 600 и 500 микрометров). Частицы устанавливают и наблюдают, применяя вышеописанные способы.For Example 31, the second half of the strip was heat-treated at 1300 ° C for 1 hour in an electric-heated furnace (obtained from CM Furnaces, Bloomfield, NJ, under the trade designation "Rapid Temp Furnace"). The heat-treated strip is crushed with a hammer into particles with a size of -30 + 35 mesh (i.e., the fraction collected between sieves with openings of 600 and 500 micrometers). Particles are set and observed using the above methods.
В противоположность поверхности разрушения стекла материала примера 30 материал примера 31 представляет поверхности разломов, в общем случае видных в поликристаллическом материале. Поверхность разлома, показанная на примере 9, показывает грубую поверхность с признаком, сходным по размеру с размером кристалла, типичным для трансгранулярного разлома.In contrast to the glass fracture surface of the material of Example 30, the material of Example 31 represents fault surfaces generally visible in a polycrystalline material. The fracture surface shown in Example 9 shows a rough surface with a feature similar in size to the crystal size typical of a transgranular fracture.
Пример 32Example 32
Шарики из примера 4 подвергают тепловой обработке при 1300°С в течение 30 минут в печи с электрическим нагревом. Кристаллизованные шарики устанавливают и полируют, как описано в примерах 30-31 и покрывают тонким слоем золота-палладия и наблюдают, используя JEOL SEM (Модель JSM 840 А). Фиг.10 представляет типичную микрофотографию обратного рассеяния электронов (BSE) микроструктуры, обнаруженной в кристаллизованных шариках. Кристаллизованный образец является нанокристаллическим с очень узким распределением размера кристаллов, причем кристаллы большие, чем 200 нм, визуально наблюдать по микрофотографии не удается.The balls from example 4 are subjected to heat treatment at 1300 ° C for 30 minutes in an electric heating furnace. The crystallized beads are mounted and polished as described in Examples 30-31 and coated with a thin layer of gold-palladium and observed using JEOL SEM (Model JSM 840 A). Figure 10 is a typical electron backscattering (BSE) micrograph of a microstructure found in crystallized beads. The crystallized sample is nanocrystalline with a very narrow crystal size distribution, and crystals larger than 200 nm cannot be visually observed from the micrograph.
Средний размер кристаллов определяют способом пересечения линии в соответствии с стандартом ASTM E112-96 "Standard Test Methods for Determining Average Grain Size". Образец устанавливают в базовой смоле (получен под торговым обозначением "TRANSOPTIC POWDER" от Buehler Ltd., Лейк-Блаффф, шт. Иллинойс). Полученный цилиндр из полимера имеет приблизительно 2,5 см в диаметре и приблизительно 1,9 см по высоте. Установленный срез подготавливают, используя традиционную методику полирования, используя полировщик (получают от Buehler, Лейк-Блаффф, шт. Иллинойс под торговым обозначением "ЕСОМЕТ 3"). Образец полируют в течение приблизительно 3 минут с помощью алмазного круга с последующим 5-минутным полированием каждой из 45, 30, 15, 9, 3 и 1-микрометровой взвеси. Установленный и полированный образец покрывают тонким слоем золота-палладия и наблюдают, используя JEOL SEM (Модель JSM 840 А). Типичную микрофотографию обратного рассеяния электронов (BSE) микроструктуры, обнаруженной в образце, используют для определения среднего размера кристаллов следующим образом. Считают число кристаллов, которые пересекают единицу длины (NL) случайной линии, нарисованной поперек микрофотографии. Средний размер кристаллов определяют по данному числу, используя следующее уравнение:The average crystal size is determined by the line crossing method in accordance with ASTM E112-96 "Standard Test Methods for Determining Average Grain Size". The sample is set in a base resin (obtained under the trade name "TRANSOPTIC POWDER" from Buehler Ltd., Lake Bluff, Illinois). The resulting polymer cylinder is approximately 2.5 cm in diameter and approximately 1.9 cm in height. An established slice is prepared using a traditional polishing technique using a polisher (obtained from Buehler, Lake Bluff, Illinois under the trade designation "ECOMET 3"). The sample is polished for approximately 3 minutes using a diamond wheel, followed by 5 minutes polishing of each of 45, 30, 15, 9, 3 and 1 micrometer suspension. An established and polished sample is coated with a thin layer of gold-palladium and observed using JEOL SEM (Model JSM 840 A). A typical electron backscattering (BSE) micrograph of the microstructure found in the sample is used to determine the average crystal size as follows. The number of crystals that cross the unit of length (N L ) of a random line drawn across the micrograph is counted. The average crystal size is determined by a given number using the following equation:
где NL представляет число кристаллов, пересекающих единицу длины, и М представляет увеличение микрофотографии. Средний размер кристаллов образца составляет 140 нм, как измерено способом пересечения линии.where N L represents the number of crystals crossing a unit of length, and M represents an increase in micrograph. The average crystal size of the sample is 140 nm, as measured by the line crossing method.
Пример 33Example 33
Консолидированный материал, полученный в примере 21, подвергают тепловой обработке при 1300°С в течение 45 минут в печи с электрическим нагревом (получена от CM Furnaces, Блумфилд, шт. Нью-Джерси, под торговым обозначением "Rapid Temp Furnace"). Полученный в результате кристаллический материал дробят, используя щековую дробилку "Chipmunk" (Тип VD, произведен BICO Inc., Бербанк, шт. Калифорния), до абразивных частиц и сортируют для отбора фракции -30+35 меш (т.е. фракции, собранной между ситами с размерами отверстий 600 и 500 микрометров) и фракции -35+40 меш (т.е. фракции, собранной между ситами с размерами отверстий 500 и 5425 микрометров). Данные две меш-фракции объединяют для получения смеси 50/50.The consolidated material obtained in Example 21 was heat treated at 1300 ° C. for 45 minutes in an electric heating furnace (obtained from CM Furnaces, Bloomfield, NJ, under the trade designation “Rapid Temp Furnace”). The resulting crystalline material is crushed using a Chipmunk jaw crusher (Type VD, manufactured by BICO Inc., Burbank, Calif.) To abrasive particles and sorted to collect a −30 + 35 mesh fraction (i.e., fraction collected between sieves with openings of 600 and 500 micrometers) and a -35 + 40 mesh fraction (i.e., the fraction collected between sieves with openings of 500 and 5425 micrometers). These two mesh fractions are combined to form a 50/50 mixture.
Измерения отношения ширины к длине проводят, используя способ примера 26. Полученное в результате отношение ширины к длине составляет 1,84.The measurement of the ratio of width to length is carried out using the method of example 26. The resulting ratio of width to length is 1.84.
Плотность частиц измеряют, используя способ примера 26. Полученная плотность составляет 5,19 г/см3.The particle density is measured using the method of example 26. The resulting density is 5.19 g / cm 3 .
Пример 34Example 34
Приблизительно 150 грамм шариков, полученных, как описано в примере 1, помещают в стальной контейнер с размерами 5 сантиметров (см)×5 см×5 см, который затем вакуумируют и герметически закрывают. Затем стальной контейнер подвергают горячему изостатическому прессованию (HIP), используя устройство для HIP (полученное под торговым обозначением "IPS Eagle-6", American Isostatic Pressing, шт. Огайо). HIP проводят при давлении 207 МПа в атмосфере аргона. Печь HIP нагревают до 970°С со скоростью 25°С/минуту и держат при этой температуре 30 минут. После завершения HIP сталь разрезают и материал загрузки удаляют. Наблюдают коалесценцию шариков с образованием единой массы прозрачного стекловидного материала. По кривой ДТА, проводимого, как описано в примерах 1-20, определяют, что температура стеклования (Tg) составляет 879°С, а температура кристаллизации (Тх) составляет 931°С.Approximately 150 grams of the pellets obtained as described in Example 1 are placed in a steel container with dimensions of 5 centimeters (cm) × 5 cm × 5 cm, which is then evacuated and sealed. The steel container is then subjected to hot isostatic pressing (HIP) using a HIP device (obtained under the trade name "IPS Eagle-6", American Isostatic Pressing, Ohio). HIP is carried out at a pressure of 207 MPa in an argon atmosphere. The HIP furnace is heated to 970 ° C at a rate of 25 ° C / min and kept at this temperature for 30 minutes. After completion of the HIP, the steel is cut and the loading material is removed. Observe the coalescence of the balls with the formation of a single mass of transparent glassy material. According to the DTA curve, carried out as described in examples 1-20, it is determined that the glass transition temperature (T g ) is 879 ° C and the crystallization temperature (T x ) is 931 ° C.
Пример 35Example 35
В мельницу с полиуретановыми направляющими загружают 819,6 грамм частиц оксида алюминия ("АРА-0.5"), 818 грамм частиц оксида лантана (полученного от Molycorp, Inc.), 362,4 грамм частиц оксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия (с номинальным составом 94,6 мас.% ZrO2 (+HfO2) и 5,4 мас.% Y2O3; полученного под торговым обозначением "HSY-3" от Zirconia Sales, Inc. of Marietta, шт. Джорджия), 1050 грамм дистиллированной воды и приблизительно 2000 грамм среды для размола оксида циркония (полученной от Tosoh Ceramics, Division of Bound Brook, шт. Нью-Джерси, под торговым обозначением "YTZ"). Смесь размалывают при 120 оборотах в минуту (об/мин) в течение 4 часов до полного перемешивания ингредиентов. После размола среду удаляют и взвесь выливают на стеклянный поддон (PYREX), где ее сушат с помощью струйного сушильного аппарата. Высушенную смесь перетирают с помощью ступки и пестика и просеивают через сито 70 меш (размер отверстий 212 микрометров). После размола и просеивания некоторые частицы помещают в пламя водородно-кислородной горелки, как описано в примере 22.819.6 grams of alumina particles ("ARA-0.5"), 818 grams of lanthanum particles (obtained from Molycorp, Inc.), 362.4 grams of yttrium stabilized zirconia particles (with a nominal composition) are loaded into a mill with polyurethane guides 94.6 wt.% ZrO 2 (+ HfO 2 ) and 5.4 wt.% Y 2 O 3 ; obtained under the trade name "HSY-3" from Zirconia Sales, Inc. of Marietta, Georgia), 1050 grams distilled water and approximately 2000 grams of zirconium oxide grinding media (obtained from Tosoh Ceramics, Division of Bound Brook, NJ, under the trade designation "YTZ"). The mixture is ground at 120 revolutions per minute (rpm) for 4 hours until the ingredients are fully mixed. After grinding, the medium is removed and the suspension is poured onto a glass tray (PYREX), where it is dried using a jet dryer. The dried mixture is ground using a mortar and pestle and sieved through a 70 mesh sieve (hole size 212 micrometers). After grinding and sieving, some particles are placed in the flame of a hydrogen-oxygen burner, as described in example 22.
Приблизительно 50 грамм шариков помещают в графитовую форму и подвергают горячему прессованию, используя устройство для создания одноосного давления (полученное под торговым обозначением "HP-50", Thermal Technology Inc., Бри, шт. Калифорния). Горячее прессование проводят при 960°С в атмосфере аргона при давлении 13,8 мегапаскалей (МПа) (2000 фунтов на квадратный дюйм). Полученный полупрозрачный круг имеет диаметр, составляющий приблизительно 48 миллиметров, и толщину 5 мм. Проводят дополнительные циклы горячего прессования, получая другие диски. На Фиг.11 приведена оптическая микрофотография среза (толщиной 2 мм) материала, полученного горячим прессованием, демонстрирующая прозрачность материала.Approximately 50 grams of the pellets are placed in a graphite mold and hot pressed using a uniaxial pressure generating device (obtained under the trade name "HP-50", Thermal Technology Inc., Bree, Calif.). Hot pressing is carried out at 960 ° C in an argon atmosphere at a pressure of 13.8 megapascals (MPa) (2000 psi). The resulting translucent circle has a diameter of approximately 48 millimeters and a thickness of 5 mm. Conduct additional cycles of hot pressing, receiving other disks. Figure 11 shows an optical micrograph of a slice (2 mm thick) of the material obtained by hot pressing, showing the transparency of the material.
Плотность полученного горячим прессованием стекловидного материала, измеренная по методу Архимеда, находится в интервале приблизительно 4,1-4,4 г/см3. Модуль Юнга (Е) полученного горячим прессованием стекловидного материала, измеренный с помощью ультразвуковой аналитической системы (полученной от Nortek, Ричлэнд, шт. Вашингтон, под торговым обозначением "NDT-140"), находится в интервале приблизительно 130-150 ГПа.The density of the glassy material obtained by hot pressing, measured by the method of Archimedes, is in the range of about 4.1-4.4 g / cm 3 . The Young's modulus (E) of the hot-pressed glassy material, measured using an ultrasound analysis system (obtained from Nortek, Richland, Wash., Under the trade designation "NDT-140"), is in the range of about 130-150 GPa.
Среднюю микротвердость полученного горячим прессованием материала определяют следующим образом. Кусочки полученного горячим прессованием материала (размером приблизительно 2-5 миллиметров) устанавливают в базовой смоле (полученной под торговым обозначением "ЕРОМЕТ 3" от Buehler Ltd., Лейк-Блаффф, шт. Иллинойс). Конечный цилиндр из смолы имеет диаметр, составляющий приблизительно 2,5 см (1 дюйм), и высоту приблизительно 1,9 см (0,75 дюйма). Установленные образцы полируют с помощью обычного устройства для шлифования/полирования (полученного под торговым обозначением "ЕРОМЕТ 3" от Buehler Ltd.) и традиционных алмазных взвесей, причем на последней стадии полировки используют алмазную взвесь с размером частиц 1 микрометр (полученной под торговым обозначением "METADI" от Buehler Ltd.), получая полированные срезы образца.The average microhardness obtained by hot pressing the material is determined as follows. Pieces of the hot-pressed material (approximately 2-5 millimeters in size) are set in the base resin (obtained under the trade name "EROMET 3" from Buehler Ltd., Lake Blufff, Illinois). The final resin cylinder has a diameter of approximately 2.5 cm (1 inch) and a height of approximately 1.9 cm (0.75 inches). Installed samples are polished using a conventional grinding / polishing device (obtained under the trade name "EPOMET 3" from Buehler Ltd.) and traditional diamond suspensions, and in the last stage of polishing, a diamond suspension with a particle size of 1 micrometer (obtained under the trade name "METADI "from Buehler Ltd.), obtaining polished sections of the sample.
Измерения микротвердости проводят, используя традиционный прибор для измерения микротвердости (полученный под торговым обозначением "MITUTOYO MVK-VL" от Mitutoyo Corporation, Токио, Япония), снабженный индентером Викерса, с использованием 500-граммовой нагрузки наконечника. Измерения микротвердости проводят в соответствии с инструкциями ASTM Test Method E384 Test Methods for Microhardness of Materials (1991). Значение микротвердости определяют как среднее от 20 измерений. Средняя микротвердость полученного горячим прессованием материала составляет 8,3 гигапаскалей (ГПа).Microhardness measurements are carried out using a traditional microhardness meter (obtained under the trade name "MITUTOYO MVK-VL" from Mitutoyo Corporation, Tokyo, Japan) equipped with a Vickers indenter using a 500 gram tip load. Microhardness measurements are carried out in accordance with ASTM Test Method E384 Test Methods for Microhardness of Materials (1991). The microhardness value is determined as the average of 20 measurements. The average microhardness of the material obtained by hot pressing is 8.3 gigapascals (GPa).
Среднее значение прочности на вдавливание полученного горячим прессованием материала рассчитывают, измеряя длину трещины, распространяющейся от верхушки вмятины от индентера Викерса, полученной при использовании устройства для измерения микротвердости (полученного под торговым обозначением "MITUTOYO MVK-VL" от Mitutoyo Corporation, Токио, Япония) с нагрузкой 500 грамм. Прочность на вдавливание (КIC) рассчитывают по уравнению:The average value of the indentation strength of the hot-pressed material is calculated by measuring the length of the crack propagating from the tip of the indent from the Vickers indenter obtained using the microhardness measuring device (obtained under the trade name "MITUTOYO MVK-VL" from Mitutoyo Corporation, Tokyo, Japan) with load of 500 grams. The indentation strength (K IC ) is calculated by the equation:
KIC=0,016(E/H)1/2(P/c)3/2,K IC = 0.016 (E / H) 1/2 (P / c) 3/2 ,
где Е = модуль Юнга данного материала;where E = Young's modulus of a given material;
Н = прочность по Викерсу;H = Vickers strength;
Р = усилие на индентере в Ньютонах;P = indenter force in Newtons;
с = длина трещины от центра вмятины до ее конца.c = crack length from the center of the dent to its end.
Образцы для измерения ударной вязкости получают, как описано выше для анализа микротвердости. Полученные значения прочности на вдавливание представляют собой среднее от 5 измерений. Длину трещины (с) измеряют штангенциркулем с цифровым отсчетом на микрофотографиях, полученных с помощью сканирующего электронного микроскопа ("JEOL SEM" (модель JSM 6400)). Среднее значение прочности на вдавливание полученного горячим прессованием материала составляет 1,4 МПа-м1/2.Samples for measuring toughness are obtained as described above for microhardness analysis. The resulting indentation strengths are the average of 5 measurements. The length of the crack (s) is measured with a digital caliper on micrographs obtained using a scanning electron microscope ("JEOL SEM" (model JSM 6400)). The average value of the indentation strength obtained by hot pressing of the material is 1.4 MPa-m 1/2 .
Коэффициент теплового расширения полученного горячим прессованием материала измеряют с помощью термического анализатора (полученного от Perkin Elmer, Шелтон, шт. Коннектикут, под торговым обозначением "PERKIN ELMER THERMAL ANALYSER"). Среднее значение коэффициента теплового расширения составляет 7,6×10-6/°С.The thermal expansion coefficient of the hot-pressed material is measured using a thermal analyzer (obtained from Perkin Elmer, Shelton, Connecticut, under the trade designation "PERKIN ELMER THERMAL ANALYSER"). The average value of the coefficient of thermal expansion is 7.6 × 10 -6 / ° C.
Теплопроводность полученного горячим прессованием материала измеряют в соответствии со стандартом ASTM "D 5470-95, Test Method A" (1995). Среднее значение теплопроводности составляет 1,15 Вт/м·К.The thermal conductivity of the hot-pressed material is measured in accordance with ASTM standard "D 5470-95, Test Method A" (1995). The average value of thermal conductivity is 1.15 W / m · K.
Полупрозрачный круг полученного горячим прессованием стекла на основе La2O3-Al2O3-ZrO2 подвергают тепловой обработке в электрической печи (полученной под торговым обозначением "Model KKSK-666-3100" от Keith Furnacesof Pico Rivera, шт. Калифорния) следующим образом. Вначале круг нагревают от комнатной температуры (приблизительно 25°С) приблизительно до 900°С со скоростью 10°С/мин и затем держат при 900°С в течение приблизительно 1 часа. Далее круг нагревают от приблизительно 900°С до приблизительно 1300°С со скоростью приблизительно 10°С/мин, затем держат при 1300°С в течение приблизительно 1 часа, после чего охлаждают до комнатной температуры путем вращения печи. Проводят дополнительные циклы тепловой обработки по такой же схеме, получая другие круги.The semi-transparent circle obtained by hot pressing glass based on La 2 O 3 -Al 2 O 3 -ZrO 2 is subjected to heat treatment in an electric furnace (obtained under the trade name "Model KKSK-666-3100" from Keith Furnacesof Pico Rivera, pc. California) as follows way. Initially, the circle is warmed from room temperature (approximately 25 ° C.) to approximately 900 ° C. at a rate of 10 ° C./min and then held at 900 ° C. for approximately 1 hour. The circle is then heated from approximately 900 ° C. to approximately 1300 ° C. at a rate of approximately 10 ° C./min, then held at 1300 ° C. for approximately 1 hour, after which it is cooled to room temperature by rotating the oven. Conduct additional cycles of heat treatment in the same way, getting other circles.
На Фиг.12 приведена полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM) микрофотография полированного среза, полученного в результате тепловой обработки материала примера 35, демонстрирующая тонкую кристаллическую природу материала. Полированный срез подготавливают, используя традиционные способы установки и полирования. Полирование выполняют с помощью устройства для полирования (полученного от Buehler, Лейк-Блаффф, шт. Иллинойс, под торговым обозначением "ЕСОМЕТ 3 TYPE POLISHER-GRINDER"). Образец полируют приблизительно 3 минуты алмазным кругом, затем приблизительно по три минуты каждой из алмазных взвесей, содержащих частицы размером 45, 30, 15, 9 и 3 микрометра. Полированный образец покрывают тонким слоем сплава золота с палладием и наблюдают с помощью JEOL SEM (модель JSM 840А).12 is a scanning electron microscope (SEM) micrograph of a polished section obtained by heat treatment of the material of Example 35, showing the fine crystalline nature of the material. A polished slice is prepared using traditional installation and polishing methods. Polishing is performed using a polishing device (obtained from Buehler, Lake Bluff, Illinois, under the trade designation "ECOMET 3 TYPE POLISHER-GRINDER"). The sample is polished for approximately 3 minutes with a diamond wheel, then approximately three minutes for each of the diamond suspensions containing particles of sizes 45, 30, 15, 9 and 3 micrometers. A polished sample was coated with a thin layer of palladium gold alloy and observed using JEOL SEM (model JSM 840A).
На основании данных рентгеновской порошковой дифрактометрии, как описано в примере 22, образца полученного тепловой обработкой материала примера 35 и анализа полированного образца с помощью SEM в режиме обратного рассеяния, полагают, что темные участки на микрофотографии соответствуют кристаллам LaAl11O18 серые участки - кристаллам LaAlO3, и белые участки кубическому/тетрагональному ZrO2.Based on the data of X-ray powder diffractometry, as described in Example 22, a sample obtained by heat treatment of the material of Example 35, and analysis of a polished sample using SEM in backscattering mode, it is believed that the dark areas in the micrograph correspond to LaAl 11 O 18 crystals; gray areas to LaAlO crystals 3 , and white portions of cubic / tetragonal ZrO 2 .
Плотность полученного тепловой обработкой материала, измеренная по методу Архимеда, составляет приблизительно 5,18 г/см3. Модуль Юнга (Е) полученного тепловой обработкой материала, измеренный с помощью ультразвуковой аналитической системы (полученной от Nortek, Ричлэнд, шт. Вашингтон, под торговым обозначением "NDT-140"), составляет приблизительно 260 ГПа. Среднее значение микротвердости полученного тепловой обработкой материала, определенное по описанному выше, для стеклянных шариков примера 35 способу, составляет 18,3 ГПа. Среднее значение устойчивости к образованию трещин (Kic) полученного тепловой обработкой материала, определенное по описанному выше для полученного горячим прессованием материала примера 35 способу, составляет 3,3 МПа·m1/2.The density of the material obtained by heat treatment, measured by the method of Archimedes, is approximately 5.18 g / cm 3 . The Young's modulus (E) of the heat-treated material measured using an ultrasonic analysis system (obtained from Nortek, Richland, Wash., Under the trade designation "NDT-140") is approximately 260 GPa. The average microhardness value obtained by heat treatment of the material, determined according to the above, for the glass balls of example 35 method, is 18.3 GPa. The average value of resistance to cracking (K ic ) obtained by heat treatment of the material, determined according to the method described above for the hot-pressed material of example 35, is 3.3 MPa · m 1/2 .
Примеры 36-38Examples 36-38
Шарики примеров 36-38 получают, как описано в примере 35, за исключением того, что сырьевые материалы и количества используемых сырьевых материалов приведены в Таблице 3 ниже, и размол сырьевых материалов проводят в 90 миллилитрах (мл) изопропилового спирта с 200 граммами среды оксида циркония (получен от Tosoh Ceramics, подразделения Bound Brook, шт. Нью-Джерси, под торговым обозначением "YTZ") при 120 об/мин в течение 24 часов. Источники используемых сырьевых материалов приведены ниже в Таблице 4.Balls of examples 36-38 receive, as described in example 35, except that the raw materials and quantities of raw materials used are shown in Table 3 below, and the grinding of raw materials is carried out in 90 milliliters (ml) of isopropyl alcohol with 200 grams of zirconium oxide medium (obtained from Tosoh Ceramics, a division of Bound Brook, NJ, under the trade name "YTZ") at 120 rpm for 24 hours. Sources of raw materials used are shown in Table 4 below.
Различные свойства/характеристики некоторых материалов примеров 36-39 определяют следующим образом. Для качественного определения фаз, присутствующих в материалах примера, применяют рентгеновскую дифракцию порошка (используя рентгеновский дифрактометр (получен под торговым обозначением "PHIL-LIPS XRG 3100" от PHILLIPS, Махвах, шт. Нью-Джерси) с Кα1 излучением меди 1,54050 Ангстрем)). Присутствие широкого диффузного пика интенсивности принимают в качестве указания на аморфную природу материала. Существование как широкого пика, так и хорошо разрешенных пиков принимают как указание на существование кристаллического материала в аморфной матрице. Фазы, определенные в различных примерах, приведены в ниже в Таблице 5.The various properties / characteristics of some materials of examples 36-39 are determined as follows. X-ray powder diffraction (using an X-ray diffractometer (obtained under the trade name "PHIL-LIPS XRG 3100" from PHILLIPS, Machwah, NJ) with Kα1 radiation of copper 1.54050 Angstrom) is used to qualitatively determine the phases present in the materials of the example. ) The presence of a wide diffuse intensity peak is taken as an indication of the amorphous nature of the material. The existence of both a broad peak and well resolved peaks takes as an indication of the existence of a crystalline material in an amorphous matrix. The phases defined in the various examples are shown in Table 5 below.
Для дифференциального термического анализа (ДТА) материал просеивают для отбора шариков размером в диапазоне 90-125 микрометров. Данные ДТА получают (используя прибор, полученный от Netzsch Instruments, Селб, Германия, под торговым обозначением "NETZSCH STA 409 DTA/TGA"). Количество каждого просеянного образца, помещаемого в прободержатель из Al2О3 объемом 100 мкл, составляет 400 миллиграмм. Каждый образец нагревают в статическом воздухе при скорости 10°С/минуту от комнатной температуры (приблизительно 25°С) до 1200°С.For differential thermal analysis (DTA), the material is sieved to select balls with sizes ranging from 90-125 micrometers. DTA data is obtained (using a device obtained from Netzsch Instruments, Selb, Germany, under the trade designation "NETZSCH STA 409 DTA / TGA"). The amount of each sieved sample placed in a 100 μl Al 2 O 3 sample holder is 400 milligrams. Each sample is heated in static air at a speed of 10 ° C / min from room temperature (approximately 25 ° C) to 1200 ° C.
Для каждого из примеров 36-38 приблизительно 25 грамм шариков помещают в графитовую пресс-форму и подвергают горячей штамповке, используя одношнековое прессующее устройство (получено под торговым обозначением "HP-50", Thermal Technology Inc., Бри, шт. Калифорния). Горячую штамповку проводят в атмосфере аргона при давлении 13,8 мегапаскалей (МПа) (2000 фунтов на квадратный дюйм). Температура горячего прессования, при которой происходит заметный поток стекла, что показывает контрольный блок вытеснения оборудования горячего прессования, описанный выше, приведена для различных примеров выше в Таблице 5. Приблизительно 400 грамм шариков примера 36 и 200 грамм шариков примера 37 подвергают горячему прессованию.For each of Examples 36-38, approximately 25 grams of balls were placed in a graphite mold and hot stamped using a single screw press device (obtained under the trade name "HP-50", Thermal Technology Inc., Brie, Calif.). Hot stamping is carried out in an argon atmosphere at a pressure of 13.8 megapascals (MPa) (2000 pounds per square inch). The hot pressing temperature at which a noticeable glass flow occurs, which is shown by the control unit for the extrusion of the hot pressing equipment described above, is shown for various examples in Table 5. About 400 grams of balls of Example 36 and 200 grams of balls of Example 37 are hot pressed.
Шарики примеров 36-38 термически обрабатывают в печи (печь с электронагревом (получают под торговым обозначением "Model KKSK-666-3100" от Keith Furnaces Pico Rivera, шт. Калифорния) следующим образом. Шарики нагревают от комнатной температуры (приблизительно 25°С) до приблизительно 1300°С при скорости приблизительно 10°С/минуту и далее выдерживают при 1300°С в течение приблизительно 1 час перед охлаждением до комнатной температуры выключением печи.The balls of examples 36-38 are thermally treated in an oven (an electric heating furnace (obtained under the trademark "Model KKSK-666-3100" from Keith Furnaces Pico Rivera, Calif.) As follows. The balls are heated from room temperature (approximately 25 ° C) to about 1300 ° C at a speed of about 10 ° C / min and then kept at 1300 ° C for about 1 hour before cooling to room temperature by turning off the oven.
Фиг.13 и 14 представляют собой микрофотографии со сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) полированного среза термически обработанных материалов примеров 36 и 37 соответственно. Полированные срезы получают, используя традиционные методики установки и полирования. Полирование проводят, используя полировальный материал (получен от Buehler, Лейк-Блаффф, шт. Иллинойс под торговым обозначением "ЕСОМЕТ 3 TYPE POLISHER-GRINDER"). Образец полируют в течение 3 минут алмазным режущим кругом с последующим полированием в течение трех минут каждой из 45, 30, 15, 9 и 3-микрометровой алмазной взвесью. Полированный образец покрывают напылением тонким слоем золота-палладия и наблюдают, используя JEOL SEM (Model JSM 840A).13 and 14 are micrographs from a scanning electron microscope (SEM) of a polished section of the heat-treated materials of Examples 36 and 37, respectively. Polished sections are prepared using traditional installation and polishing techniques. Polishing is carried out using polishing material (obtained from Buehler, Lake Bluff, Illinois under the trade name "ECOMET 3 TYPE POLISHER-GRINDER"). The sample is polished for 3 minutes with a diamond cutting wheel, followed by polishing for three minutes with each of 45, 30, 15, 9 and 3 micrometer diamond suspensions. The polished sample was coated with a thin layer of gold-palladium and observed using JEOL SEM (Model JSM 840A).
Фазы, присутствующие после термической обработки, анализируют, используя методики рентгеновской дифракции, как описано выше. Результаты просуммированы в ниже в Таблице 6.The phases present after the heat treatment are analyzed using x-ray diffraction techniques as described above. The results are summarized in Table 6 below.
Среднюю микротвердость термически обработанных шариков из выбранных примеров 35-38 измеряют посредством установки свободных шариков (размером приблизительно 125 микрометров) в базовой смоле (получен под торговым обозначением "ЕРОМЕТ 3" от Buehler Ltd., Лейк-Блаффф, шт. Иллинойс). Полученный цилиндр из смолы имеет приблизительно 2,5 см (1 дюйм) в диаметре и приблизительно 1,9 см (0,75 дюйма) по высоте. Установленные образцы полируют, используя обычное устройство для дробления/полировки (получают под торговым обозначением "ЕРОМЕТ 3" от Buehler Ltd.) и обычные алмазные взвеси, используя на последней стадии полировки 1-микрометровую алмазную взвесь (получают под торговым обозначением "METADI" от Buehler Ltd.) для получения полированных поперечных срезов образца.The average microhardness of the heat-treated beads from the selected Examples 35-38 was measured by setting loose beads (approximately 125 micrometers in size) in a base resin (obtained under the trade designation "EROMET 3" from Buehler Ltd., Lake Bluff, Illinois). The resulting resin cylinder is approximately 2.5 cm (1 inch) in diameter and approximately 1.9 cm (0.75 inch) in height. Installed samples are polished using a conventional crushing / polishing device (obtained under the trade name "EROMET 3" from Buehler Ltd.) and conventional diamond suspensions using a 1-micrometer diamond suspension at the last stage of polishing (obtained under the trade name "METADI" from Buehler Ltd.) to obtain polished cross sections of the sample.
Измерения микротвердости проводят, используя обычный прибор для измерения микротвердости (получают под торговым обозначением "MITUOTO MVK-VL" от Mitutoyo Corporation, Токио, Япония), снабженный индентером Викерса, с использованием 500-граммовой нагрузки наконечника. Измерения микротвердости проводят в соответствии с инструкциями, установленными в ASTM Test Method E384 Test Methods for Microhardness of Materials (1991). Значения микротвердости являются средними для 20 измерений. Средние значения микротвердости представлены выше в Таблице 6.Microhardness measurements are carried out using a conventional microhardness meter (obtained under the trade name "MITUOTO MVK-VL" from Mitutoyo Corporation, Tokyo, Japan) equipped with a Vickers indenter using a 500 gram tip load. Microhardness measurements are carried out in accordance with the instructions set forth in ASTM Test Method E384 Test Methods for Microhardness of Materials (1991). Microhardness values are average for 20 measurements. The average values of microhardness are presented above in Table 6.
Эффективность шлифования для примеров 35, 35А и 36 и сравнительных примеров D-FGrinding Efficiency for Examples 35, 35A and 36 and Comparative Examples D-F
Материал примеров 35 и 36, прошедший горячее прессование, дробят, используя щековую дробилку "Chipmunk" (Тип VD, произведен BICO Inc., Бербанк, шт. Калифорния), до (абразивных) частиц, и сортируют для отбора фракции -25+30 меш (т.е. фракции, собранной между ситами с размерами отверстий 25 и 30 микрометров) и фракций -30+35 меш (т.е. фракции, собранной между ситами с размерами отверстий 30 и 35 микрометров) (стандартные сита для тестирования США). Данные две меш-фракции объединяют для получения смеси 50/50. Смешанный материал термически обрабатывают при 1300°С в течение 1 час, как описано выше. Тридцать грамм полученных стеклокерамических абразивных частиц вводят в покрытый абразивный круг. Покрытый абразивный круг получают, соответствии с традиционными методиками. Стеклокерамические абразивные частицы связывают с подложками из вулканизированного волокна с диаметром 17,8 см и толщиной 0,8 мм (имеющими центральное отверстие диаметром 2,2 см), используя обычный наполненный карбонатом кальция фенольный образующий полимер (48% резол-фенольного полимера, 52% карбоната кальция, разбавленный до содержания твердых веществ 81% водой и эфиром гликоля) и обычный заполненный криолитом фенольный клеящий полимер (32% резол-фенольного полимера, 2% оксида железа, 66% криолита, разбавленный до содержания твердых веществ 78% водой и эфиром гликоля). Масса влажного образующего полимера составляет приблизительно 185 г/м2. Немедленно после нанесения образующего покрытия стеклокерамические абразивные частицы покрывают электростатически. Образующий полимер предварительно отверждают в течение 120 минут при 88°С. Далее наполненное криолитом фенольное клеящее покрытие наносят на образующее покрытие и абразивные частицы. Масса влажного клея составляет приблизительно 850 грамм на квадратный метр (г/м2). Клеящий полимер отверждают в течение 12 часов при 99°С. Покрытые абразивные круги изгибают перед тестированием.The hot pressed material of Examples 35 and 36 is crushed using a Chipmunk jaw crusher (Type VD, manufactured by BICO Inc., Burbank, Calif.) To (abrasive) particles and sorted to collect fractions of -25 + 30 mesh (i.e. fractions collected between sieves with openings of 25 and 30 micrometers) and fractions -30 + 35 mesh (i.e. fractions collected between sieves with openings of 30 and 35 micrometers) (standard US test sieves) . These two mesh fractions are combined to form a 50/50 mixture. The mixed material is thermally treated at 1300 ° C for 1 hour, as described above. Thirty grams of the obtained glass-ceramic abrasive particles are introduced into the coated abrasive wheel. A coated abrasive wheel is prepared in accordance with conventional techniques. Glass ceramic abrasive particles are bonded to vulcanized fiber substrates with a diameter of 17.8 cm and a thickness of 0.8 mm (having a central hole of 2.2 cm in diameter) using a conventional phenol-forming phenol-forming polymer (48% resol-phenolic polymer, 52% calcium carbonate, diluted to a solids content of 81% with water and glycol ether) and a conventional phenol adhesive polymer filled with cryolite (32% resol-phenolic polymer, 2% iron oxide, 66% cryolite, diluted to a solids content of 78% in oh and glycol ether). The mass of the wet forming polymer is approximately 185 g / m 2 . Immediately after applying the forming coating, the glass-ceramic abrasive particles are electrostatically coated. The forming polymer is pre-cured for 120 minutes at 88 ° C. Next, a phenolic adhesive coating filled with cryolite is applied to the forming coating and abrasive particles. The wet glue mass is approximately 850 grams per square meter (g / m 2 ). The adhesive polymer is cured for 12 hours at 99 ° C. Coated abrasive wheels are bent before testing.
Покрытый абразивный круг примера 35А получают, как в примере 36, за исключением того, что абразивные частицы примера 35А чаще получают дроблением материала примера 35, прошедшего горячее прессование и термическую обработку, чем дроблением материала после термической обработки.The coated abrasive wheel of Example 35A is prepared as in Example 36, except that the abrasive particles of Example 35A are more often obtained by crushing the material of Example 35 after hot pressing and heat treatment than by crushing the material after the heat treatment.
Покрытые абразивные круги сравнительного примера D получают, как описано для примера 35, за исключением того, что термически обработанные абразивные частицы плавленого оксида алюминия (получен под торговым обозначением "ALODUR BFRPL" от Triebacher, Филлах, Австрия) применяют вместо стеклокерамических абразивных частиц примера 35.Coated abrasive wheels of Comparative Example D were prepared as described for Example 35, except that heat-treated fused alumina abrasive particles (obtained under the trade name "ALODUR BFRPL" from Triebacher, Villach, Austria) were used instead of the glass-ceramic abrasive particles of Example 35.
Покрытые абразивные круги сравнительного примера Е получают, как описано для примера 35, за исключением того, что абразивные частицы оксида алюминия-оксида циркония (имеющие эвтектический состав из 53% Al2О3 и 47% ZrO2; получен под торговым обозначением "NORZON" от Norton Company, Вустер, шт. Массачусетс) применяют вместо стеклокерамических абразивных частиц примера 35.Coated abrasive wheels of Comparative Example E were prepared as described for Example 35, except that the abrasive particles of alumina-zirconia (having a eutectic composition of 53% Al 2 O 3 and 47% ZrO 2 ; obtained under the trade name "NORZON" from Norton Company, Worcester, Mass.) is used instead of the glass ceramic abrasive particles of Example 35.
Покрытые абразивные круги сравнительного примера F получают, как описано для примера 35, за исключением того, что абразивные частицы, полученные по золь-гелевой технологии (представлены на рынке под торговым обозначением "321 CUBITRON" от 3М Company, Сент-Пол, шт. Миннесота), применяют вместо стеклокерамических абразивных частиц примера 35.Coated abrasive wheels of comparative example F receive, as described for example 35, except that the abrasive particles obtained by sol-gel technology (marketed under the trade name "321 CUBITRON" from 3M Company, St. Paul, Minnesota ), used instead of glass-ceramic abrasive particles of example 35.
Эффективность шлифования покрытых абразивных кругов примеров 35, 35А, 36 и сравнительных примеров D-F оценивают следующим образом. Каждый покрытый абразивный круг устанавливают на наклонную алюминиевую опору и применяют для шлифования передней поверхности предварительно взвешенного обрабатываемого изделия из мягкой стали 1018 1,25 см×18 см×10 см. Круг вращают при 5000 об/мин, в то время как часть круга, помещенная на наклонную алюминиевую опору, контактирует с обрабатываемым изделием при нагрузке, равной 8,6 килограмм. Каждый круг применяют для шлифовки индивидуального обрабатываемого изделия последовательно с интервалами в одну минуту. Общий срез представляет суммарное количество материала, удаленное с обрабатываемых изделий в течение периода тестирования. Общий срез для каждого образца после 12 минут шлифования, как и срез на 12-ой минуте (т.е. конечный срез), приведены ниже в Таблице 7. Результаты примеров 35 и 36 являются средними результатами для двух кругов, в то время как для каждого из примеров 35А и сравнительных примеров D, Е и F тестируют один круг.The grinding efficiency of coated abrasive wheels of examples 35, 35A, 36 and comparative examples D-F is evaluated as follows. Each coated abrasive wheel is mounted on an inclined aluminum support and used to grind the front surface of a pre-weighed mild steel workpiece 1018 1.25 cm × 18 cm × 10 cm. The wheel is rotated at 5000 rpm, while the part of the wheel placed on an inclined aluminum support, in contact with the workpiece at a load equal to 8.6 kilograms. Each wheel is used to grind an individual workpiece in succession at intervals of one minute. The total slice represents the total amount of material removed from the workpiece during the testing period. The total cut for each sample after 12 minutes of grinding, as well as the cut at 12 minutes (i.e. the final cut) are shown below in Table 7. The results of examples 35 and 36 are average results for two circles, while for each of examples 35A and comparative examples D, E and F test one circle.
Для специалистов в данной области очевидно, что могут быть осуществлены различные модификации и изменения данного изобретения без отступления от объема и сущности данного изобретения и что приведенные в данном описании иллюстративные варианты осуществления изобретения никоим образом не ограничивают данное изобретение.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations of the present invention can be made without departing from the scope and spirit of the present invention and that the illustrative embodiments of the invention provided herein do not in any way limit the present invention.
Claims (24)
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US92252601A | 2001-08-02 | 2001-08-02 | |
| US92253001A | 2001-08-02 | 2001-08-02 | |
| US92252801A | 2001-08-02 | 2001-08-02 | |
| US09/922,526 | 2001-08-02 | ||
| US09/922,528 | 2001-08-02 | ||
| US09/922,527 | 2001-08-02 | ||
| US09/922,530 | 2001-08-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004102897A RU2004102897A (en) | 2005-06-10 |
| RU2297397C2 true RU2297397C2 (en) | 2007-04-20 |
Family
ID=35834244
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004103076/03A RU2004103076A (en) | 2001-08-02 | 2002-08-02 | METHOD FOR PRODUCING AMORPHIC MATERIALS AND CERAMICS |
| RU2004102897/02A RU2297397C2 (en) | 2001-08-02 | 2002-08-02 | Glass ceramics |
| RU2004102898/02A RU2303621C2 (en) | 2001-08-02 | 2002-08-02 | Abrasive particles and methods of their production and application |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004103076/03A RU2004103076A (en) | 2001-08-02 | 2002-08-02 | METHOD FOR PRODUCING AMORPHIC MATERIALS AND CERAMICS |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004102898/02A RU2303621C2 (en) | 2001-08-02 | 2002-08-02 | Abrasive particles and methods of their production and application |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (3) | RU2004103076A (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2419534C1 (en) * | 2009-10-26 | 2011-05-27 | ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО Уральский научно-исследовательский институт абразивов и шлифования ОАО "УралНИИАШ" | Mass for production of abrasive wheel |
| RU2502526C1 (en) * | 2012-11-28 | 2013-12-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Implant coating of titanium and its alloys, and method for preparing it |
| RU2515507C1 (en) * | 2012-12-24 | 2014-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Resistive composite |
| RU2519360C2 (en) * | 2007-12-19 | 2014-06-10 | Метко С.Р.Л. | Ink for digital printing on ceramic materials, method of digital printing on ceramic materials using said ink, and ceramic materials produced using said printing process |
| RU2534229C2 (en) * | 2013-02-19 | 2014-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Composite based on aluminosilicate glass ceramics and method of obtaining thereof (versions) |
| RU2540753C1 (en) * | 2013-10-31 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) | Searching method of new crystalline compounds in glass-forming eutectic oxide systems, which are crystallised in powder |
| RU2607951C2 (en) * | 2012-08-03 | 2017-01-11 | 3М Инновейтив Пропертиз Компани | Dental billet, containing previously sintered porous zirconium dioxide material, method of its production and dental product, formed from said dental billet |
| RU2671550C1 (en) * | 2017-07-10 | 2018-11-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук (ИЭФ УрО РАН) | Method for obtaining optically transparent ceramics based on lutetium oxide |
| RU2806884C1 (en) * | 2023-03-14 | 2023-11-08 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" | Plasma method of producing strontium aluminum glass |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MX2011009351A (en) * | 2009-03-11 | 2011-11-02 | Saint Gobain Abrasives Inc | Abrasive articles including fused zirconia alumina grain having an improved shape. |
| FR2943054B1 (en) * | 2009-03-11 | 2013-11-29 | Saint Gobain Ct Recherches | FROZEN ALUMINA-ZIRCONE GRAIN MIXTURE |
| RU2412917C1 (en) * | 2009-10-15 | 2011-02-27 | Учреждение образования "Белорусский государственный технологический университет" | Glass with lead selenide nanocrystals for near infrared antireflection filters |
| KR101849797B1 (en) | 2010-04-27 | 2018-04-17 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | Ceramic shaped abrasive particles, methods of making the same, and abrasive articles containing the same |
| CN103764348B (en) | 2011-09-07 | 2017-12-29 | 3M创新有限公司 | The method of grinding workpiece |
| US9771504B2 (en) | 2012-04-04 | 2017-09-26 | 3M Innovative Properties Company | Abrasive particles, method of making abrasive particles, and abrasive articles |
| RU2541262C2 (en) * | 2013-04-15 | 2015-02-10 | Василий Серафимович Колпаков | Cermet grit |
| RU2643004C2 (en) * | 2013-09-30 | 2018-01-29 | Сен-Гобен Серэмикс Энд Пластикс, Инк. | Formed abrasive particles and methods of their production |
| FR3025810B1 (en) * | 2014-09-12 | 2016-12-09 | Herakles | PROCESS FOR PRODUCING A FIBROUS STRUCTURE |
| RU2654222C1 (en) * | 2017-07-18 | 2018-05-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Method for obtaining aluminium-erbium ligature |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3635739A (en) * | 1969-06-04 | 1972-01-18 | Corning Glass Works | Silica-free calcium aluminate glass-ceramic articles |
| GB1260933A (en) * | 1968-04-10 | 1972-01-19 | Philips Electronic Associated | Method of manufacturing a glass ceramic material |
| US3881282A (en) * | 1973-10-24 | 1975-05-06 | Norton Co | Abrasive grain of fused alumina-zirconia-ceria alloy |
| RU2036184C1 (en) * | 1991-05-22 | 1995-05-27 | Белорусский технологический институт им. С.М.Кирова | Wear resistant glass ceramic material |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4314827A (en) * | 1979-06-29 | 1982-02-09 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Non-fused aluminum oxide-based abrasive mineral |
| SU1112043A1 (en) * | 1982-06-15 | 1984-09-07 | Предприятие П/Я В-2038 | Grinding material |
| US5593468A (en) * | 1995-07-26 | 1997-01-14 | Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corporation | Sol-gel alumina abrasives |
-
2002
- 2002-08-02 RU RU2004103076/03A patent/RU2004103076A/en unknown
- 2002-08-02 RU RU2004102897/02A patent/RU2297397C2/en not_active IP Right Cessation
- 2002-08-02 RU RU2004102898/02A patent/RU2303621C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1260933A (en) * | 1968-04-10 | 1972-01-19 | Philips Electronic Associated | Method of manufacturing a glass ceramic material |
| US3635739A (en) * | 1969-06-04 | 1972-01-18 | Corning Glass Works | Silica-free calcium aluminate glass-ceramic articles |
| US3881282A (en) * | 1973-10-24 | 1975-05-06 | Norton Co | Abrasive grain of fused alumina-zirconia-ceria alloy |
| RU2036184C1 (en) * | 1991-05-22 | 1995-05-27 | Белорусский технологический институт им. С.М.Кирова | Wear resistant glass ceramic material |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2519360C2 (en) * | 2007-12-19 | 2014-06-10 | Метко С.Р.Л. | Ink for digital printing on ceramic materials, method of digital printing on ceramic materials using said ink, and ceramic materials produced using said printing process |
| RU2519360C9 (en) * | 2007-12-19 | 2014-09-27 | Метко С.Р.Л. | Ink for digital printing on ceramic materials, method of digital printing on ceramic materials using said ink, and ceramic materials produced using said printing process |
| RU2419534C1 (en) * | 2009-10-26 | 2011-05-27 | ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО Уральский научно-исследовательский институт абразивов и шлифования ОАО "УралНИИАШ" | Mass for production of abrasive wheel |
| RU2607951C2 (en) * | 2012-08-03 | 2017-01-11 | 3М Инновейтив Пропертиз Компани | Dental billet, containing previously sintered porous zirconium dioxide material, method of its production and dental product, formed from said dental billet |
| RU2502526C1 (en) * | 2012-11-28 | 2013-12-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Implant coating of titanium and its alloys, and method for preparing it |
| RU2515507C1 (en) * | 2012-12-24 | 2014-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Resistive composite |
| RU2534229C2 (en) * | 2013-02-19 | 2014-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Composite based on aluminosilicate glass ceramics and method of obtaining thereof (versions) |
| RU2540753C1 (en) * | 2013-10-31 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) | Searching method of new crystalline compounds in glass-forming eutectic oxide systems, which are crystallised in powder |
| RU2671550C1 (en) * | 2017-07-10 | 2018-11-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук (ИЭФ УрО РАН) | Method for obtaining optically transparent ceramics based on lutetium oxide |
| RU2806884C1 (en) * | 2023-03-14 | 2023-11-08 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" | Plasma method of producing strontium aluminum glass |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004102898A (en) | 2005-06-10 |
| RU2004102897A (en) | 2005-06-10 |
| RU2303621C2 (en) | 2007-07-27 |
| RU2004103076A (en) | 2005-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100895911B1 (en) | Ceramic materials, abrasive grains, abrasive articles and methods of making and using them | |
| EP1527026B1 (en) | Method of making amorphous and ceramic materials via melt spinning | |
| US20040148868A1 (en) | Methods of making ceramics | |
| US20040148967A1 (en) | Methods of making ceramic particles | |
| US20050060948A1 (en) | Methods of making ceramics comprising Al2O3, REO, ZrO2 and/or HfO2 and Nb2O5 and/or Ta2O5 | |
| RU2297397C2 (en) | Glass ceramics | |
| US20040148869A1 (en) | Ceramics and methods of making the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080803 |