アルミナ−イットリア粒子およびその製造方法
溶融多結晶質研磨粒子、ならびにその製造および使用方法。たとえば、本発明による溶融多結晶質研磨粒子は、研磨物品における研磨粒子として有用である。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
当業者に公知の各種の研磨粒子（たとえば、ダイヤモンド粒子、立方晶窒化ケイ素粒子、溶融研磨粒子、および焼結したセラミック研磨粒子（ゾルゲル法による研磨粒子を含む））が存在する。いくつかの研磨用途においては、研磨粒子が分散した形態で使用されるのに対し、他の用途では、粒子が研磨製品（たとえば、被覆研磨製品、結合研磨製品、不織研磨製品、および研磨ブラシ）の中に組み込まれる。特定の研磨用途のための研磨粒子を選択する際に用いられる基準としては、研磨材の可使時間、切削速度、基材表面仕上げ、研削効率、および製造コストなどが挙げられる。
【０００２】
１９００年頃から１９８０年代中頃まで、被覆研磨製品および結合研磨製品を使用する研磨用途のために広く使用された研磨粒子は、典型的には溶融研磨粒子であった。２種の一般的なタイプの溶融研磨粒子が存在する。（１）溶融アルファアルミナ研磨粒子（たとえば、特許文献１（コールター（Ｃｏｕｌｔｅｒ）、特許文献２（トーン（Ｔｏｎｅ））、特許文献３（サウンダース（Ｓａｕｎｄｅｒｓ）ら）、特許文献４（アレン（Ａｌｌｅｎ））および特許文献５（バウマン（Ｂａｕｍａｎｎ）ら）を参照されたい）、ならびに（２）溶融（時には「共溶融」とも呼ばれる）アルミナ−ジルコニア研磨粒子（たとえば、特許文献６（ラウズ（Ｒｏｗｓｅ）ら）、特許文献７（ペット（Ｐｅｔｔ）ら）、特許文献８（キナン（Ｑｕｉｎａｎ）ら）、特許文献９（ワトソン（Ｗａｔｓｏｎ））、特許文献１０（プーン（Ｐｏｏｎ）ら）、および特許文献１１（ギブソン（Ｇｉｂｓｏｎ）ら）を参照されたい）（さらには、ある種の溶融オキシナイトライド研磨粒子を報告している、たとえば、特許文献１２（デュボッツ（Ｄｕｂｏｔｓ）ら）、および特許文献１３（デュボッツ（Ｄｕｂｏｔｓ）ら）も参照されたい）。溶融アルミナ研磨粒子の典型的な製法では、アルミニウム鉱石またはボーキサイトのようなアルミナ源、さらにはその他の偶然に含まれる不純物および所望の添加物を炉に装入し、原料をその融点以上に加熱し、その溶融物を冷却して凝固した塊状物とし、その凝固した塊状物を破砕して粒子とし、次いでその粒子を篩い分けて分級して、所望の粒度分布の研磨材を得る。溶融アルミナ−ジルコニア研磨粒子も典型的には同様の方法で製造されるが、ただし、炉には、アルミナ源、ジルコニア源、ならびに場合によっては安定化酸化物たとえばイットリア、セリア、マグネシア、希土類酸化物およびチタニアを装入し、その溶融物を、溶融アルミナ研磨粒子を製造するために使用される溶融物の場合よりも急速に冷却する。溶融アルミナ−ジルコニア研磨粒子では、アルミナ源の量は典型的には約１５〜８５重量パーセント、ジルコニアの量は８５〜１５重量パーセントである。溶融アルミナおよび溶融アルミナ研磨粒子の製造方法では典型的には、冷却工程より前に溶融物から不純物を除去することが含まれる。残存の不純物（たとえば、シリカ、チタニア、および酸化鉄）は通常、結晶および共融晶の粒界に濃縮される。結晶および／または結晶粒界における不純物は、結晶質および／またはガラス質状態で存在するか、および／またはたとえばアルミナおよび／またはジルコニアの結晶構造に溶解した状態で存在しうる。アーク溶融法により製造される溶融アルミナ−ジルコニアセラミックス中に普通に存在する不純物は炭素である。理論に捕らわれることは欲しないが、アルミナ−ジルコニアセラミックスを酸化性雰囲気下で高い温度（たとえば、一般的に約３５０℃より高温）に加熱した場合には、炭素がセラミックスに悪影響をおよぼすと考えられる。
【０００３】
一般的に、冷却速度が、共晶層構造を含む共融晶のモルホロジー（たとえばサイズ）や共晶層の間の間隔（すなわち、層の厚み）に影響を与えることは知られている。さらに、一般的には、冷却速度が高いほど、典型的には共融晶が小さく、また共晶層が薄くなることが知られている。さらに、一般的には、冷却速度が、得られるセラミックの相の構成にも影響を与えることが知られている。たとえば、冷却速度が高いほど、典型的にはより正方晶系（立方晶系）のジルコニアが生成しやすい。一般的に、安定剤（たとえば、イットリア、マグネシアなど）が存在しない場合、より小さな正方晶系ジルコニア結晶の方が、単斜晶系相への変態に対してはより安定である。さらに、溶融物からの熱の除去に方向性があるような場合（たとえば、ブックモールドの場合）には、共晶構造を含む格子は熱が除去される方向に向けて非対称的に成長する可能性がある（すなわち、格子の成長に配向がある、あるいは延伸される）。典型的には、格子サイズが小さい方が望ましい。
【０００４】
溶融研磨粒子の領域における最近の開発は、以下のような特許に報告されている。たとえば、特許文献１４、特許文献１５、特許文献１６、特許文献１７、特許文献１８、特許文献１９（公開日、２００１年８月９日）、ならびに特許文献２０、特許文献２１、特許文献２２、特許文献２３（公開日、２００２年１月３１日）。
【０００５】
溶融アルファアルミナ研磨粒子および溶融アルミナ−ジルコニア研磨粒子は、依然として研磨用途（被覆および結合研磨製品を使用するものを含む）において広く使用されてはいるが、およそ１９８０年代中頃以降では、多くの研磨用途に主として使用される研磨粒子は、ゾルゲル法によるアルファアルミナ粒子である（たとえば、特許文献２４（ライトハイザー（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ）ら）、特許文献２５（ライトハイザー（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ）ら）、特許文献２６（コットリンガー（Ｃｏｔｔｒｉｎｇｅｒ）ら）、特許文献２７（シュワーベル（Ｓｃｈｗａｂｅｌ））、特許文献２８（モンロー（Ｍｏｎｒｏｅ）ら）、特許文献２９（ウッド（Ｗｏｏｄ）ら）、特許文献３０（ペロウ（Ｐｅｌｌｏｗ）ら）、特許文献３１（ウッド（Ｗｏｏｄ））、特許文献３２（ベルグ（Ｂｅｒｇ）ら）、特許文献３３（ローベンホルスト（Ｒｏｗｅｎｈｏｒｓｔ）ら）、特許文献３４（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））、特許文献３５（コンウェル（Ｃｏｎｗｅｌｌ）ら）、特許文献３６（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））、特許文献３７（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））、および特許文献３８（ガーグ（Ｇａｒｇ）ら）、を参照されたい）。
【０００６】
ゾルゲル法によるアルファアルミナ研磨粒子には、非常に微細なアルファアルミナ結晶子からなる微細構造を有していてもよく、付加的な二次相は存在する場合も存在しない場合もある。ゾルゲル法による研磨粒子の金属に対する研削性能は、たとえば、その研磨粒子を使用して製造した研磨製品の可使寿命によって測定されるが、多くの従来からの溶融アルミナ研磨粒子から製造した製品に比較して劇的に長くなった。
【０００７】
当業者には各種の研磨製品（「研磨物品」と呼ばれることもある）が知られている。典型的には、研磨製品にはバインダーと、バインダーによって研磨製品の中に固定されている研磨粒子とが含まれている。研磨製品の例を挙げれば、被覆研磨製品、結合研磨製品、不織研磨製品、および研磨ブラシなどがある。
【０００８】
結合研磨製品の例としては、研削ホイール、カットオフホイール、およびホーニングストーンなどがある。結合研磨製品を製造するために使用される主な結合システムのタイプとしては、レジノイド、ビトリファイド、および金属がある。レジノイド結合研磨材では、有機バインダーシステム（たとえば、フェノール系バインダーシステム）を使用して、研磨粒子を互いに結合させて、成形塊状物を形成させる（たとえば、特許文献３９（ナラヤナン（Ｎａｒａｙａｎａｎ）ら）、特許文献４０（ヘインズ（Ｈａｙｎｅｓ）ら）、特許文献４１（ナラヤナン（Ｎａｒａｙａｎａｎ）ら）、および特許文献４２（ナラヤナン（Ｎａｒａｙａｎａｎ）ら）を参照されたい）。また別な主なタイプにはビトリファイドホイールがあるが、これはガラスバインダーシステムを用いて研磨粒子を互いに結合させて、塊状物とする（たとえば、特許文献４３（ルー（Ｒｕｅ））、特許文献４４（ヘイ（Ｈａｙ）ら）、特許文献４５（マルコフ−マテニイ（Ｍａｒｋｈｏｆｆ−Ｍａｔｈｅｎｙ）ら）、および特許文献４６（チー（Ｑｉ）ら）を参照されたい）。それらのガラス結合は通常、９００℃〜１３００℃の間の温度で養生させる。現在では、ビトリファイドホイールでは、溶融アルミナとゾルゲル法による研磨粒子との両方が使用されている。金属結合研磨製品では通常、研磨粒子を結合させるために、焼結またはめっきした金属を使用する。
【特許文献１】米国特許第１，１６１，６２０号明細書
【特許文献２】米国特許第１，１９２，７０９号明細書
【特許文献３】米国特許第１，２４７，３３７号明細書
【特許文献４】米国特許第１，２６８，５３３号明細書
【特許文献５】米国特許第２，４２４，６４５号明細書
【特許文献６】米国特許第３，８９１，４０８号明細書
【特許文献７】米国特許第３，７８１，１７２号明細書
【特許文献８】米国特許第３，８９３，８２６号明細書
【特許文献９】米国特許第４，１２６，４２９号明細書
【特許文献１０】米国特許第４，４５７，７６７号明細書
【特許文献１１】米国特許第５，１４３，５２２号明細書
【特許文献１２】米国特許第５，０２３，２１２号明細書
【特許文献１３】米国特許第５，３３６，２８０号明細書
【特許文献１４】国際公開第０１/５６９４５号パンフレット
【特許文献１５】国際公開第０１/５６９４６号パンフレット
【特許文献１６】国際公開第０１/５６９４７号パンフレット
【特許文献１７】国際公開第０１/５６９４８号パンフレット
【特許文献１８】国際公開第０１/５６９４９号パンフレット
【特許文献１９】国際公開第０１/５６９５０号パンフレット
【特許文献２０】国際公開第０２/０８１４３号パンフレット
【特許文献２１】国際公開第０２/０８１４４号パンフレット
【特許文献２２】国際公開第０２/０８１４５号パンフレット
【特許文献２３】国際公開第０２/０８１４６号パンフレット
【特許文献２４】米国特許第４，３１４，８２７号明細書
【特許文献２５】米国特許第４，５１８，３９７号明細書
【特許文献２６】米国特許第４，６２３，３６４号明細書
【特許文献２７】米国特許第４，７４４，８０２号明細書
【特許文献２８】米国特許第４，７７０，６７１号明細書
【特許文献２９】米国特許第４，８８１，９５１号明細書
【特許文献３０】米国特許第４，９６０，４４１号明細書
【特許文献３１】米国特許第５，１３９，９７８号明細書
【特許文献３２】米国特許第５，２０１，９１６号明細書
【特許文献３３】米国特許第５，３６６，５２３号明細書
【特許文献３４】米国特許第５，４２９，６４７号明細書
【特許文献３５】米国特許第５，５４７，４７９号明細書
【特許文献３６】米国特許第５，４９８，２６９号明細書
【特許文献３７】米国特許第５，５５１，９６３号明細書
【特許文献３８】米国特許第５，７２５，１６２号明細書
【特許文献３９】米国特許第４，７４１，７４３号明細書
【特許文献４０】米国特許第４，８００，６８５号明細書
【特許文献４１】米国特許第５，０３８，４５３号明細書
【特許文献４２】米国特許第５，１１０，３３２号明細書
【特許文献４３】米国特許第４，５４３，１０７号明細書
【特許文献４４】米国特許第４，８９８，５８７号明細書
【特許文献４５】米国特許第４，９９７，４６１号明細書
【特許文献４６】米国特許第５，８６３，３０８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
研磨材業界では、新規な研磨粒子および研磨物品、さらにはそれらを製造するための方法が依然として求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一つの態様においては、本発明は、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質物質（たとえば、粒子）を提供するが、ここで、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部は、転移（たとえば、ガンマ）Ａｌ２Ｏ３であり、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部は、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在している。いくつかの実施形態においては、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３は、（ｉ）ガーネット結晶構造、（ｉｉ）ペロブスカイト結晶構造、または（ｉｉｉ）樹枝状結晶を含む微細構造（たとえば、平均サイズが２マイクロメートル未満、いくつかの実施形態においては、１〜２マイクロメートルの範囲の樹枝状結晶）の内の少なくとも一つを示す。いくつかの実施形態においては、その溶融多結晶質物質には、それぞれの溶融多結晶質物質の全重量を基準にして、少なくとも５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、さらには少なくとも９０重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む。いくつかの実施形態においては、その溶融多結晶質物質には、溶融多結晶質物質の全重量を基準にして、Ａｌ２Ｏ３を３５〜９０（いくつかの実施形態においては、４０〜９０、４５〜９０、５０〜９０、５５〜９０、６０〜９０、さらには６５〜９０）重量パーセントの範囲で、そしてＹ２Ｏ３を６５〜１５（いくつかの実施形態においては、６０〜１５、５５〜１５、５０〜１０、４５〜１０、４０〜１０、さらには３５〜１０）重量パーセントの範囲で含む。
【００１１】
一つの態様においては、本発明は、本発明による溶融多結晶質物質を製造するための方法を提供するが、その方法に含まれるのは、
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融物（たとえば、溶融物を火炎成形する）を提供する工程、および
前記溶融物冷却を冷却して、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質物質を直接提供する工程であって、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部は転移（たとえば、ガンマ）Ａｌ２Ｏ３であり、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部は、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在している工程である。いくつかの実施形態においては、その複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３は、（ｉ）ガーネット結晶構造、（ｉｉ）ペロブスカイト結晶構造、または（ｉｉｉ）樹枝状結晶を含む微細構造の内の少なくとも一つを示す。いくつかの実施形態においては、その物質を破砕して粒子を提供する。いくつかの実施形態においては、溶融物を冷却する工程の少なくとも一部に、流体（たとえば、水）の中に溶融物を浸漬させることが含まれる。
【００１２】
一つの態様においては、本発明は、本発明による溶融多結晶質粒子を製造するための方法を提供するが、その方法に含まれるのは、
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融物（たとえば、溶融物を火炎成形する）を提供する工程、
前記溶融物を前駆体粒子に成形する工程、および
前駆体粒子を冷却して、直接Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質粒子を提供する工程であって、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部は、転移（たとえば、ガンマ）Ａｌ２Ｏ３であり、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部は、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在している工程である。いくつかの実施形態においては、その複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３は、（ｉ）ガーネット結晶構造、（ｉｉ）ペロブスカイト結晶構造、または（ｉｉｉ）樹枝状結晶を含む微細構造の内の少なくとも一つを示す。いくつかの実施形態においては、溶融物を冷却する工程の少なくとも一部に、流体（たとえば、水）の中に溶融物を浸漬させることが含まれる。
【００１３】
一つの態様においては、本発明は、（ａ）１〜１０マイクロメートル（いくつかの実施形態においては、１〜９、１〜８、１〜７、１〜６、１〜５、さらには５〜１０）マイクロメートルの範囲の平均結晶子径を有するアルファアルミナ、および（ｂ）明瞭な結晶質相として存在する複合Ｙ２Ｏ３・金属酸化物を含む、溶融多結晶質物質（たとえば、粒子、いくつかの実施形態においては、研磨粒子）を提供する。いくつかの実施形態においては、その溶融多結晶質物質には、溶融多結晶質物質の全重量を基準にして、少なくとも５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、さらには少なくとも９０重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む。いくつかの実施形態においては、その溶融多結晶質物質には、溶融多結晶質物質の全重量を基準にして、Ａｌ２Ｏ３を３５〜９０（いくつかの実施形態においては、４０〜９０、４５〜９０、５０〜９０、５５〜９０、６０〜９０、さらには６５〜９０）重量パーセントの範囲で、そしてＹ２Ｏ３を６５〜１０（いくつかの実施形態においては、６０〜１０、５５〜１０、５０〜１０、４５〜１０、４０〜１０、さらには３５〜１０）重量パーセントの範囲で含む。
【００１４】
一つの態様においては、本発明は、（ａ）１〜１０マイクロメートルの範囲の平均結晶子径を有するアルファアルミナ、および（ｂ）明瞭な結晶質相として存在する複合Ｙ２Ｏ３・金属酸化物を含む溶融多結晶質物質（たとえば、粒子、いくつかの実施形態においては、研磨粒子）を製造する方法を提供するが、その方法に含まれるのは、
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融物を提供する工程、および、
前記溶融物を冷却して、溶融多結晶質物質を直接提供する工程である。
【００１５】
一つの態様においては、本発明は、（ａ）１〜１０マイクロメートルの範囲の平均結晶子径を有するアルファアルミナ、および（ｂ）明瞭な結晶質相として存在する複合Ｙ２Ｏ３・金属酸化物を含む溶融多結晶質物質（たとえば、粒子、いくつかの実施形態においては、研磨粒子）を製造する方法を提供するが、その方法に含まれるのは、
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質物質（たとえば、粒子）を加熱する工程であって、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部は、転移（たとえば、ガンマ）Ａｌ２Ｏ３であり、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部は、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在している工程である。いくつかの実施形態においては、その複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３は、（ｉ）ガーネット結晶構造、（ｉｉ）ペロブスカイト結晶構造、または（ｉｉｉ）樹枝状結晶を含む微細構造の内の少なくとも一つを示す。いくつかの実施形態においては、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏを含む溶融多結晶質物質を破砕した後に加熱する。いくつかの実施形態においては、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質物質を加熱して、転移（たとえば、ガンマ）アルミナの少なくとも一部（加熱前の転移（たとえば、ガンマ）アルミナの全容積を基準にして、いくつかの実施形態においては、少なくとも５０、６０、７５、９０、９６、９９、またはさらには１００容積パーセント）をアルファアルミナに転化させる。
【００１６】
本明細書における定義を以下に述べる。
「複合金属酸化物」という用語は、２種またはそれ以上の異なる金属元素と酸素とを含む金属酸化物（たとえば、ＣｅＡｌ１１Ｏ１８、Ｄｙ３Ａｌ５Ｏ１２、ＭｇＡｌ２Ｏ４、およびＹ３Ａｌ５Ｏ１２）を指す、
「複合Ａｌ２Ｏ３・金属酸化物」という用語は、理論的酸化物基準で、Ａｌ２Ｏ３と１種または複数のＡｌ以外の金属元素を含む複合金属酸化物（たとえば、ＣｅＡｌ１１Ｏ１８、Ｄｙ３Ａｌ５Ｏ１２、ＭｇＡｌ２Ｏ４、およびＹ３Ａｌ５Ｏ１２）を指す、
「複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３」という用語は、理論的酸化物基準で、Ａｌ２Ｏ３とＹ２Ｏ３とを含む複合金属酸化物（たとえば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）を指す、
「複合Ａｌ２Ｏ３・ＲＥＯ」という用語は、理論的酸化物基準で、Ａｌ２Ｏ３と希土類酸化物とを含む複合金属酸化物（たとえば、ＣｅＡｌ１１Ｏ１８およびＤｙ３Ａｌ５Ｏ１２）を指す、
「明瞭な結晶質相」とは、Ｘ線回折において、他の明瞭な結晶質相との固溶体として存在しているような相とは対照的なものとして検出される結晶質相である（たとえば、公知のことであるが、Ｙ２Ｏ３またはＣｅＯ２のような酸化物は、結晶質ＺｒＯ２との固溶体として存在することができ、相安定化剤として機能するが、この様な状態でのＹ２Ｏ３またはＣｅＯ２は明瞭な結晶質相ではない）、
「溶融（ｆｕｓｅｄ）」という用語は、溶融物から直接冷却された結晶質物質、および溶融物から直接冷却された結晶質物質を加熱処理することにより製造された結晶質物質（たとえば、溶融物から直接冷却された遷移アルミナを加熱処理することにより製造されたアルファアルミナ）を指す、
「希土類酸化物」という用語は、酸化セリウム（たとえば、ＣｅＯ２）、酸化ジスプロシウム（たとえば、Ｄｙ２Ｏ３）、酸化エルビウム（たとえば、Ｅｒ２Ｏ３）、酸化ユウロピウム（たとえば、Ｅｕ２Ｏ３）、酸化ガドリニウム（たとえば、Ｇｄ２Ｏ３）、酸化ホルミウム（たとえば、Ｈｏ２Ｏ３）、酸化ランタン（たとえば、Ｌａ２Ｏ３）、酸化ルテチウム（たとえば、Ｌｕ２Ｏ３）、酸化ネオジム（たとえば、Ｎｄ２Ｏ３）、酸化プラセオジム（たとえば、Ｐｒ６Ｏ１１）、酸化サマリウム（たとえば、Ｓｍ２Ｏ３）、酸化テルビウム（たとえば、Ｔｂ２Ｏ３）、酸化トリウム（たとえば、Ｔｈ４Ｏ７）、酸化ツリウム（たとえば、Ｔｍ２Ｏ３）、および酸化イッテリビウム（たとえば、Ｙｂ２Ｏ３）、ならびにそれらの組み合わせを指す、
「ＲＥＯ］という用語は、希土類酸化物を指す。
【００１７】
本発明による溶融多結晶質研磨粒子は、研磨物品の中に組み込むこともできるし、あるいは分散した形態で使用することもできる。研磨粒子は通常、所定の粒度分布に分級してから使用する。そのような分布では通常、粗粒子から微粒子まで、ある範囲の粒度を有している。研磨材業界においては、この範囲を「粗粒（ｃｏａｒｓｅ）」、「中粒（ｃｏｎｔｒｏｌ）」および「微粉（ｆｉｎｅ）」画分と呼ぶこともある。研磨業界に受容された分級標準に従って分級された研磨粒子はそれぞれ、その粒度分布を、ある数値限度内の公称グレードとして規定される。そのような業界に受容された分級標準（すなわち、規定された公称グレード）としては、アメリカン・ナショナル・スタンダーズ・インスティチュート・インコーポレーテッド（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ、Ｉｎｃ．）（ＡＮＳＩ）標準、フェデレーション・オブ・ユーロピアン・プロデューサーズ・オブ・アブレーシブ・プロダクツ（Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｐｒｏｄｕｃｅｒｓ ｏｆ Ａｂｒａｓｉｖｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）（ＦＥＰＡ）標準、および日本工業規格（ＪＩＳ）標準として知られているものが挙げられる。
【００１８】
１つの態様において、本発明は規定された公称グレードを有する複数の研磨粒子を提供するが、その複数の研磨粒子の少なくとも一部は、本発明による溶融多結晶質研磨粒子である。いくつかの実施形態においては、複数の研磨粒子の全重量を基準にして、複数の研磨粒子の少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、またはさらには１００重量パーセントが、本発明による溶融多結晶質研磨粒子である。
【００１９】
本発明による方法のいくつかの実施形態では、その方法には、本発明による溶融多結晶質研磨粒子を分級して、規定された公称グレードを有する複数の粒子を与えることもさらに含む。いくつかの実施形態においては、溶融多結晶質研磨粒子を破砕するか、またはその他の方法で細かくした後に分級する。
【００２０】
別な態様においては、本発明は、バインダーおよび複数の研磨粒子を含む研磨物品を提供する。その研磨粒子の少なくとも一部は、本発明による溶融多結晶質研磨粒子である。研磨製品を例示すれば、被覆研磨物品、結合研磨物品（たとえば、ホイール）、不織研磨物品、それに研磨ブラシなどが挙げられる。被覆研磨物品には典型的には、第１および第２の背中合わせの主表面を有するバッキングが含まれ、その第１の主表面の少なくとも一部の上に、バインダーと複数の研磨粒子が研磨層を形成している。
【００２１】
いくつかの実施形態においては、研磨物品中の研磨粒子の全重量を基準にして、研磨物品の中の研磨粒子の少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、またはさらには１００重量パーセントが本発明による溶融多結晶質研磨粒子である。
【００２２】
本発明はまた表面を研磨するための方法も提供するが、その方法に含まれるのは、
本発明による溶融多結晶質研磨粒子をワークピースの表面に接触させる工程、および
本発明による溶融多結晶質研磨粒子または接触させた表面の少なくとも一方を移動させて、本発明による溶融多結晶質研磨粒子の一部を用いて、その表面の少なくとも一部を研磨する工程、である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、溶融多結晶質研磨粒子ならびにその製造方法および使用方法を提供する。溶融多結晶質物質および溶融物を形成させるための原料物質には以下のものが含まれる。
【００２４】
商業的な供給源も含めたＡｌ２Ｏ３（理論的酸化物基準）の供給源としては、ボーキサイト（天然産のボーキサイトおよび合成ボーキサイトの両方）、焼成ボーキサイト、水和アルミナ（たとえば、ベーマイトやギブザイト）、アルミニウム、バイヤー法アルミナ、アルミニウム鉱石、ガンマアルミナ、アルファアルミナ、アルミニウム塩、硝酸アルミニウム、およびそれらの組み合わせが挙げられる。Ａｌ２Ｏ３限は、Ａｌ２Ｏ３のみを与えるものであってもよい。それとは別に、Ａｌ２Ｏ３源が、Ａｌ２Ｏ３と、さらにはＡｌ２Ｏ３以外の１種または複数の金属酸化物（複合Ａｌ２Ｏ３・金属酸化物（たとえば、Ｄｙ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２、ＣｅＡｌ１１Ｏ１８など）の材料またはそれらを含む）とが得られるものであってもよい。Ａｌ２Ｏ３源が、たとえば微量のシリカ、酸化鉄、チタニア、および炭素をさらに含んでいてもよい。
【００２５】
商業的供給源を含めた希土類酸化物の供給源としては、希土類酸化物粉体、希土類金属、希土類含有鉱石（たとえば、バストナサイトおよびモナザイト）、希土類塩、希土類硝酸塩、および希土類炭酸塩などが挙げられる。この希土類酸化物源は、希土類酸化物を含むか、あるいは希土類酸化物のみが得られるものであってもよい。それとは別に希土類酸化物源が、希土類酸化物と、さらには希土類酸化物以外の１種または複数の金属酸化物（複合希土類酸化物・他の金属酸化物（たとえば、Ｄｙ３Ａｌ５Ｏ１２、ＣｅＡｌ１１Ｏ１８、など）の材料またはそれらを含む）とを含むか、それらが得られるものであってもよい。
【００２６】
商業的な供給源も含めたＹ２Ｏ３（理論的酸化物基準）の供給源としては、酸化イットリウム粉体、イットリウム、イットリウム含有鉱石、およびイットリウム塩（たとえば、イットリウムの炭酸塩、硝酸塩、塩酸塩、水酸化物、およびそれらの組み合わせ）などが挙げられる。このＹ２Ｏ３源は、Ｙ２Ｏ３を含むか、あるいはＹ２Ｏ３のみが得られるものであってもよい。それとは別にＹ２Ｏ３源は、Ｙ２Ｏ３と、さらにはＹ２Ｏ３以外の１種または複数の金属酸化物（たとえば複合Ｙ２Ｏ３・金属酸化物（たとえば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）の材料またはそれらを含む）とを含むか、それらが得られるものであってもよい。
【００２７】
さらに、その他の有用な金属酸化物としては、理論的酸化物基準で、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＧｅＯ２、ＨｆＯ２、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＭｎＯ、ＮｉＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｓｃ２Ｏ３、ＳｒＯ、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、およびそれらの組み合わせなどを挙げることができる。商業的な供給源も含めた供給源としては、酸化物そのもの、金属粉体、複合酸化物、鉱石、炭酸塩、酢酸塩、硝酸塩、塩酸塩、水酸化物、などがある。
【００２８】
商業的な供給源も含めたＺｒＯ２（理論的酸化物基準）の供給源としては、酸化ジルコニウム粉体、ジルコンサンド、ジルコニウム、ジルコニウム含有鉱石、およびジルコニウム塩（たとえば、ジルコニウムの炭酸塩、酢酸塩、硝酸塩、塩酸塩、水酸化物、およびそれらの組み合わせ）などが挙げられる。それに加えて、またはその代わりに、ＺｒＯ２源は、ＺｒＯ２と、さらにハフニアのような他の金属酸化物とを含むか、それらが得られるものであってもよい。商業的な供給源も含めたＨｆＯ２（理論的酸化物基準）の供給源としては、酸化ハフニウム粉体、ハフニウム、ハフニウム含有鉱石、およびハフニウム塩などが挙げられる。それに加えて、またはその代わりに、ＨｆＯ２源は、ＨｆＯ２と、さらにＺｒＯ２のような他の金属酸化物とを含むか、それらが得られるものであってもよい。いくつかの実施形態においては、ジルコニアが安定化ジルコニアであってもよい。ジルコニアのための典型的な安定剤としては、イットリア、カルシア、マグネシア、セリア、またはその他の希土類酸化物が挙げられる。
【００２９】
ＺｒＯ２およびＨｆＯ２を含む実施形態においては、ＺｒＯ２：ＨｆＯ２の重量比は、１：ゼロ（すなわち、全部ＺｒＯ２、ＨｆＯ２なし）からゼロ：１までの範囲であってよく、さらには、たとえば、少なくとも約９９、９８、９７、９６、９５、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２５、２０、１５、１０、および５部（重量による）のＺｒＯ２と、それに対応する量のＨｆＯ２（たとえば、少なくとも約９９部（重量による）のＺｒＯ２と、約１部以下のＨｆＯ２）、および少なくとも約９９、９８、９７、９６、９５、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２５、２０、１５、１０、および５部のＨｆＯ２と、それに対応する量のＺｒＯ２とであればよい。
【００３０】
いくつかの実施形態においては、少なくとも一部の金属酸化物源（いくつかの実施形態においては、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、７０、７５、８０、８５、９０、９５、またはさらには１００重量パーセント）は、酸化物形成またはその合金形成で負のエンタルピーを有する少なくとも１種の金属（たとえば、Ａｌ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、およびそれらの組み合わせ）のＭを含む粒子状の金属質材料を添加するか、またはそれらを他の原料物質と組み合わせることによって得るのが好都合となる。理論に捕らわれることを欲するものではないが、金属の酸化に伴う発熱反応によって発生する熱が、均一な溶融物、そして結果として溶融多結晶質物質を形成させるのに有利に働くものと考えられる。たとえば、原料物質（典型的にはフィード粒子）の内部における酸化反応によって発生する追加の熱が、不充分な熱伝導を無くすか、最小化するか、または少なくとも減少させて、それにより、得られる溶融物の形成および均質化を容易にする、と考えられる。さらに、追加の熱が利用できることによって、各種の化学反応および物理的変化（たとえば、高密度化や球状化）を促進して完結させるのに役立つとも考えられる。さらに、いくつかの実施形態では、酸化反応によって発生した追加の熱が存在することによって、材料の融点が高いために、他の方法では困難あるいは非実用的であるような溶融物を形成させることも実際に可能となると考えられる。溶融多結晶質物質を形成させる際に粒子状の金属質材料を含めることの別な利点は、溶融、緻密化および球状化のような化学的および物理的プロセスを、短時間で達成することが可能である、という点にある。
【００３１】
粒子状原料物質は典型的には、その粒子径を選択して、均質なフィード粒子、ひいては溶融物の形成が短時間で達成できるようにする。典型的には、比較的小さな平均粒子径を有する原料物質が、この目的に用いられる。たとえば、約５ｎｍ〜約５０マイクロメートルの範囲（いくつかの実施形態においては、約１０ｎｍ〜約２０マイクロメートル、さらには約１５ｎｍ〜約１マイクロメートルの範囲）の平均粒子径を有し、ここで、その粒子の少なくとも９０（いくつかの実施形態においては、９５、さらには１００）重量パーセントが原料物質であるようなものが用いられるが、これらの粒子径の範囲から外れているものもまた、有用である。粒度が約５ｎｍ未満の粒子原料は、取扱うのが困難である（たとえば、そのような原料物質粒子の流動特性が不良となりがちなために、その粒子の流動特性が望ましくないものとなりがちである）。典型的な火炎成形プロセスにおいて、約５０マイクロメートルより大きな粒度の粒子状原料物質を使用すると、均質な溶融物および溶融多結晶質物質および／または所望の組成物を得ることが一層困難となる傾向がある。いくつかの実施形態においては、火炎成形は２５００℃以下（いくつかの実施形態においては、１９００℃〜２５００℃の範囲、さらには２０００℃〜２５００℃の範囲）で実施する。
【００３２】
さらに、いくつかのケースにおいては、たとえばフィード粒子を火炎にフィードして溶融物を形成させるときに、粒子状原料物質を、ある粒子径の範囲で供給するのが望ましい。理論に捕らわれることは欲しないが、このことが、フィード粒子の充填密度と強度に寄与すると考えられる。さらに、原料物質粒子があまりにも粗いと、たとえば火炎成形の過程で、フィード粒子に熱的および機械的応力がかかる傾向がある。そのような場合には最終的には、通常、フィード粒子が小さな断片に破損されたり、組成の均質性が失われたり、収量が低下したりあるいは、溶融が不完全になったりするが、その理由は、そのような断片は一般に、熱源から出る際にその軌跡が多方向に変動するからである。
【００３３】
一つの態様においては、フィード粒子（たとえば、予め溶融させた多結晶質物質を含んでいても、そのもの自体であってもよい）を独立して火炎の中にフィードして、溶融混合物を形成させる。別な態様においては、フィード粒子が、他の粒子状と共に混合した、予め溶融させた物質を含んでいてもよい。また、予め溶融させた物質を火炎の中にフィードし、一方ではその他の原料物質を個別に火炎の中に添加して溶融混合物を形成させることも本発明の範囲内である。後者の場合、それらの成分の混合物は、火炎の中で溶融した微少液滴が融合することによって生じるものと考えられる。
【００３４】
いくつかの実施形態においては、たとえば、原料物質を組み合わせたり、互いに混合させたりしてから、溶融させてフィード物質を形成する。各種好適な公知の方法を用いて、原料物質を組み合わせて実質的に均質な混合物を形成させることができる。それらの組合せ技術としては、ボールミル粉砕、混合、タンブリングなどが挙げられる。ボールミル中のミリング媒体は、たとえば、金属ボール、セラミックボールなどであってよい。そのセラミックミリング媒体は、たとえば、アルミナ、ジルコニア、シリカ、マグネシアなどであってよい。ボールミル粉砕は、乾燥環境中、水性環境中、あるいは溶媒系（たとえば、イソプロピルアルコール）環境中で実施することができる。原料物質バッチが金属粉体を含んでいるような場合には、ミリングの際に溶媒を使用するのが一般的には望ましい。その溶媒としては、適切な引火点を有し、原料物質を分散させる能力を有する物質であれば、何であってもよい。ミリング時間は、数分から数日でよいが、一般的には数時間〜２４時間の間である。湿式または溶媒系のミリングシステムでは、液体媒体を典型的には乾燥および／または濾過により除去すると、それにより得られる混合物は、典型的には均質であって、水および／または溶媒を実質的に含まないものとなる。溶媒系のミリングシステムを使用した場合、乾燥の際に溶媒回収システムを使用して、溶媒をリサイクルさせることができる。乾燥後には、得られる混合物は「乾燥ケーキ（ｄｒｉｅｄ ｃａｋｅ）」の形状となっていてもよい。このケーキ状の混合物を次いで、たとえば粉砕または破砕して所望の粒子径としてから溶融させる。別な方法として、たとえば、スプレー乾燥法を用いることも可能である。後者を用いると、典型的には、所望の酸化物混合物の球状粒子が得られる。フィード物質は、沈降法およびゾルゲル法を含めた湿式化学法によっても調製することができる。極端に高レベルの純度および均質性が望まれるような場合には、そのような方法が有利となるであろう。
【００３５】
フィード粒子が焼結物質であるのも、本発明の範囲内である。焼結物質を使用すれば、たとえば、焼結プロセスの間に揮発分がすべて除去され、また焼結プロセスの間に前駆体原料物質の対応する酸化物への転化も起きるので、有利である。
【００３６】
フィード粒子の粒度は、典型的には、最高１０００マイクロメートル（いくつかの実施形態においては、最高５００、２５０、１００、またはされには最高５０マイクロメートル）までであって、その粒度分布は狭くても広くてもよい。一般的には、使用するフィード粒子の粒度特性は、得られる溶融多結晶質物質の所望の粒度（分布）から求められる。理論に捕らわれることは欲しないが、火炎の中でいくつかの溶融粒子が融合するために、対応する平均フィード粒度よりも大きな平均粒度を有する溶融多結晶質物質を得ることが可能となるのだと考えられる。さらに、たとえば、火炎の中でフィード粒子の高密度化や破壊が起きるために、対応するフィード粒子よりも実質的に小さな平均粒度を有する溶融多結晶質物質を得ることが可能となるのだとも考えられる。一般的に、フィード粒子の粒度を、最大の粒状原料物質の粉体よりも大きなものとして、各種の成分を所望の比率で容易に混合できるようにするのが望ましい。さらに、いずれの組成物においても、フィード粒子の粒度の上限が存在する。この粒度の上限は多くのパラメーターに依存するが、そのようなものとしては、各種の成分さらには組成物全体の熱伝導率、熱容量などが挙げられる。さらに、フィード粒子の多孔度、火炎のタイプおよび熱容量、火炎中でのフィード粒子の滞留時間、および成分の間での化学反応の発生とそのタイプなどが、許容される最大のフィード粒度に影響する。
【００３７】
微粒子とは異なる形態、たとえば前駆体塩（たとえば、硝酸塩、酢酸塩などとして）、ポリマー（たとえば、シラン）または有機金属（たとえば、アルコキシド）などの形態で、フィード物質（すなわち、出発物質）の１種または複数の成分を提供するのも、本発明の範囲内である。その前駆体塩、ポリマー、または有機金属は、適切な溶媒（たとえば、水、アセトン、エーテル、アルコール、および炭化水素（たとえば、シクロヘキサン））などの中に溶解または分散させてから、火炎中にフィードする。さらには、フィード粒子を、たとえば溶媒（たとえば、水、アセトン、エーテル、アルコール、および炭化水素（たとえば、シクロヘキサン））の中に分散させてから、火炎中にフィードしてもよい。フィード粒子を溶媒中に分散させる場合には、火炎中における分散微少液滴のサイズを調節するのが望ましい。フィードする分散微少液滴が大きすぎると、溶媒の蒸発が不充分となりやすく、フィード粒子が溶融物の微少液滴への転換が起きない可能性がある。
【００３８】
一般には、フィード粒子を、たとえばスクリューフィーダー、振動フィーダーなどの技術を使用して、アグロメレーション、またはいわゆる「クランピング」を起こすことなく、火炎の中にフィードするのが望ましい。フィード粒子が望ましくないアグロメレーションおよび／またはクランピングを起こすと、粒子の溶融が不充分または不均質になったり、最終製品が多孔質になったりする原因となりうる。いくつかの場合には、フィード粒子を、コロイダル粉体（たとえば、ヒュームドシリカおよびアルミナ）または潤滑性粉体（たとえばステアリン酸）粉体と混合して、フィード粒子を単分散の状態に維持して、火炎の中に均質にフィードでいるようにしてもよい。
【００３９】
本発明による溶融多結晶質物質は、適切な金属酸化物源を火炎中で加熱して、溶融物、望ましくは均質な溶融物を形成させ、次いでその溶融物を急速に冷却することにより溶融多結晶質物質を得ることにより、製造することができる。溶融多結晶質物質のいくつかの実施形態では、たとえば、金属酸化物源を各種適切な炉（たとえば、誘導加熱炉もしくは抵抗加熱炉、ガスだき炉、またはプラズマ溶融器）を通過させて溶融させることにより製造することができる。典型的には、溶融物を溶融温度よりも２０℃〜２００℃高温に加熱して、その溶融物の粘度を低下させて、成分をより完全に混合しやすくするのが望ましい。
【００４０】
溶融多結晶質物質は典型的には、溶融させた物質（すなわち、溶融物）を比較的急速に冷却することによって得られる。溶融多結晶質物質を得るための急冷速度（すなわち、冷却速度）は、多くの因子に依存するが、そのようなものとしては、溶融多結晶質物質の化学組成、溶融物および得られる溶融多結晶質物質の熱的性質、加工技術、得られる溶融多結晶質物質の寸法と質量、および冷却技術などが挙げられる。
【００４１】
冷却速度が急冷された溶融多結晶質物質の性質に影響すると考えられる。たとえば、溶融多結晶質物質の密度、平均結晶子径、結晶の形状、結晶質相組成、および／またはその他の性質は、典型的には、冷却速度と共に変化する。典型的には、冷却速度が早いほど、得られる結晶サイズが小さくなるが、冷却速度が早過ぎると、得られる物質が非晶質となる可能性がある。理論に捕らわれることは欲しないが、溶融多結晶質物質を製造する際に用いられる冷却速度は、典型的には１０２℃／秒より高い（すなわち、溶融状態から１００℃の温度低下させるのに１秒かからない）、典型的には１０３℃／秒より高い（すなわち、溶融状態から１０００℃の温度低下させるのに１秒かからない）と考えられる。溶融物を冷却させる方法としては、冷却媒体（たとえば、高速空気ジェット、液体（たとえば、冷水）、金属プレート（冷却金属プレートを含む）、金属ロール（冷却金属ロールを含む）、金属ボール（冷却金属ボールを含む）など）の中に溶融物を吐出させることが挙げられる。当業者公知のその他の冷却技術としては、ロール冷却（ｒｏｌｌ−ｃｈｉｌｌｉｎｇ）がある。ロール冷却を実施するには、たとえば、金属酸化物源をその融点よりも通常２０〜２００℃高い温度で溶融させ、その溶融物を（たとえば、空気、アルゴン、窒素などのガスを使用した）高圧下で、高速回転している（単一または複数の）ロールの上にスプレーすることによって、冷却させる。典型的にはこれらのロールは金属製であって、水冷する。さらに金属ブックモールドも、溶融物を冷却させるには有用である。いくつかの実施形態においては、ブックモールドおよび／またはローラーなどを水中に浸漬させる。
【００４２】
理論に捕らわれることは欲しないが、本発明による溶融多結晶質物質のいくつかの実施形態において典型的に存在する、アルファ−アルミナの、転移アルミナ相に対する相対的な割合は、少なくとも部分的には冷却速度に影響される、と考えられる。理論に捕らわれることは欲しないが、冷却速度が早いほど、典型的には、ガンマまたはその他の遷移アルミナ相の形成に有利となり、その一方では冷却速度が遅いほど、アルファアルミナの形成に有利となる、と考えられる。本発明による溶融多結晶質研磨材料におけるアルファ−アルミナおよび遷移アルミナの所望量は、たとえば目的とする用途に依存する。物質を高速で除去することが必要な研磨材用途では、典型的には、アルファアルミナの含量を高くするのが望ましい。その一方で、たとえばポリッシングの場合のように、物質を低速で除去したい場合には、遷移アルミナの含量を高くするのが望ましい。
【００４３】
いくつかの実施形態においては、本発明は、（ａ）１〜１０マイクロメートルの範囲の平均結晶子径を有するアルファアルミナ、および（ｂ）明瞭な結晶質相として存在する、複合Ｙ２Ｏ３・金属酸化物を含む溶融多結晶質物質を提供する。いくつかの実施形態においては、本発明は、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質物質を提供するが、ここで、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部は、転移（たとえば、ガンマ）Ａｌ２Ｏ３であり、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部は、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在している。
【００４４】
いくつかの実施形態においては、（ａ）１〜１０マイクロメートルの範囲の平均結晶子径を有するアルファアルミナ、および（ｂ）明瞭な結晶質相として存在する複合Ｙ２Ｏ３・金属酸化物を含む溶融多結晶質物質を、そのＡｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質物質を加熱することによって提供することができる（典型的には９００℃以上であるが、もっと低い温度を使用することも可能である）。ここで、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部は、転移（たとえば、ガンマ）Ａｌ２Ｏ３であり、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部が、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在して、転移（たとえば、ガンマ）Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部が、アルファＡｌ２Ｏ３に転化されるようにする（いくつかの実施形態においては、加熱前の転移（たとえば、ガンマ）アルミナの量の全容積を基準にして、少なくとも５０、６０、７５、９０、９６、９９、さらには１００容積パーセントである）。典型的には、１６００℃以下の温度で加熱するのが望ましい。温度をそれ以上にすると、結晶粒が成長するために、溶融多結晶質物質の望ましくない劣化が急速に進行する可能性がある。一般的には、加熱温度が高いほど、転移（たとえば、ガンマ）アルミナをアルファアルミナに転化させるのに必要な加熱時間は短くなる。温度が低い場合には、より長い加熱時間とするのが望ましい。最も典型的には、１０００℃〜１３００℃の温度範囲で、５分〜３時間の範囲（いくつかの実施形態においては、１０分〜１時間の範囲）で加熱を実施する。加熱には、箱形炉および回転炉を含めて、当業者に公知の各種のタイプの炉を使用することができる。また別な態様においては、その炉が、たとえば抵抗加熱または誘導加熱されていてもよい。
【００４５】
急速な冷却をする場合には、たとえば還元性、中性、酸化性雰囲気などその環境を調節して、冷却の間に所望の酸化状態など、相組成を維持したり、および／または影響を与えたりすることもできる。この雰囲気は、過冷却の液の状態からの結晶化の動力学またはメカニズムに影響を与えることによって、結晶形成にも影響する可能性がある。たとえば、空気中に比較してアルゴン中では、Ａｌ２Ｏ３の溶融物を、より低い温度まで結晶化せずに過冷却できることが報告されている。
【００４６】
一つの方法においては、所望の組成を有するフィード物質（たとえば、再溶融させる溶融多結晶質物質および／またはガラスを含むセラミック粒子を含んでいても、あるいはそれらであってもよい）を、たとえば火炎成形プロセスを用いて溶融物に転化させてから、その溶融物を冷却して溶融多結晶質物質を形成させることもできる。火炎溶融プロセスの１例は、たとえば、米国特許第６，２５４，９８１号明細書（キャスル（Ｃａｓｔｌｅ））に記載されている。この方法では、金属酸化物源を（たとえば、「フィード粒子」と呼ばれることもある、粒子の形態で）バーナー（たとえば、メタン−空気バーナー、アセチレン−酸素バーナー、水素−酸素バーナー、など）の中に直接フィードする。
【００４７】
溶融多結晶質を製造するためのその他の方法としては、自由落下冷却（ｆｒｅｅ ｆａｌｌ ｃｏｏｌｉｎｇ）を伴うレーザースピン溶融法、テイラー（Ｔａｙｌｏｒ）ワイヤー法、プラズマトロン法、ハンマー・アンド・アンビル法、遠心急冷法、エアガン・スプラット冷却法、１本ローラーまたは２本ローラー急冷法、ローラープレート急冷法、およびペンダント・ドロップ溶融急冷法などが挙げられる（たとえば、ブロックウェイ（Ｂｒｏｃｋｗａｙ）ら、「ラピッド・ソリディフィケーション・オブ・セラミックス（Ｒａｐｉｄ Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）」、メタルズ・アンド・セラミックス・インフォメーション・センター、ア・デパートメント・オブ・ディフェンス・インフォメーション・アナリシス・センター（Ｍｅｔａｌｓ Ａｎｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ、Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｃｅｎｔｅｒ）、オハイオ州、コロンバス（Ｃｏｌｕｍｂｕｓ、ＯＨ）、１９８４年１月、を参照されたい）。溶融多結晶質物質の実施形態は、それ以外の方法でも得ることができ、そのようなものとしては、適当な前駆体を（火炎またはレーザーまたはプラズマを使用して）熱分解する方法、金属前駆体の物理的気相合成（ＰＶＳ）法、および機械化学的加工法などが挙げられる。さらに、溶融物および溶融多結晶質物質を製造するためのその他の方法としては、プラズマ溶射、溶融抽出、およびガスまたは遠心噴霧法が挙げられる。
【００４８】
粉体フィーダー装置のその他の例を図１〜６に示す。粉体フィーダー集成装置１０００は、粉体１１１０を保持し、それを火炎溶融装置１５００に送出する。火炎溶融装置１５００には、粉体１１１０を受け取って、溶融させ、本明細書に開示されているような他の物質に転換させるための、粉体受取りセクション１５１０が含まれる。粉体１１１０は、粉体フィーダー集成装置１０００の排出開口部１１３０を通過して、粉体受取りセクション１５１０に送り込まれる。排出開口部１１３０と粉体受取りセクション１５１０の間に、接続管１９００が位置している。さらに、排出開口部１１３０に近接して漏斗１３００が位置していて、粉体１１１０が排出開口部１１３０から出た後に、それを受け取り、その流れの向きを決める。
【００４９】
粉体フィーダー集成装置１０００には、粉体１１１０を保持するためのホッパー１１００が含まれる。典型的には、ホッパー１１００には円筒形の壁面で画定される胴部１１２０が含まれるが、それとは異なる胴部形状であってもよい。さらに、ホッパー１１００は、一体品で構成されていても、複数の部品で構成されていてもよい。例に示した実施形態におけるホッパー１１００には、カバーセクション１２００がさらに含まれる。そのカバーセクション１２００には、粉体１１１０をホッパー１１００にフィードするための開口部１７１０が含まれる。ホッパー１１００に粉体１１１０を充填するためには、各種市販されている送出手段、たとえばスクリューフィーダー、振動フィーダー、またはブラシフィーダーを使用することができる。カバーセクション１２００には、（図６に示したような）シャフト装入開口部１４２２を有するセクション１４１５が、さらに含まれていてもよい。
【００５０】
ホッパー１１００の胴部１１２０の中には、ブラシ集成装置１４００が配される。このブラシ集成装置１４００は、ブラシ集成装置１４００を回転させるための手段、たとえばモーター１８００に接続されている。モーター１８００はさらに、モーター１８００の速度を調節するための手段、たとえばモーター速度調節器１８５０に接続されていてもよい。使用するブラシ集成装置は、イリノイ州シカゴ（Ｃｈｉｃａｇｏ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）のマックマスター・カー（ＭｃＭａｓｔｅｒ−Ｃａｒｒ）から入手可能な、ナイロン・ストリップ・ブラシ（Ｎｙｌｏｎ Ｓｔｒｉｐ Ｂｒｕｓｈ）（全高１インチ（２．５ｃｍ）、植毛（ｂｒｉｓｔｌｅ）の長さ５/１６インチ（０．８ｃｍ）、直径０．０２０インチ（５ミリメートル））パーツ＃７４７１５Ｔ６１であった。そのブラシ集成装置を、シャフトに取付け、さらにそのシャフトをＤＣギアモーター（ＤＣ Ｇｅａｒ Ｍｏｔｏｒ）（イリノイ州シカゴ（Ｃｈｉｃａｇｏ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）の、ボダイン・エレクトリック・カンパニー（Ｂｏｄｉｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能、１３０ボルト、比６０：１、トルク２２ポンド・インチ）に取付け、駆動させた。モーターの速度は、これまたボダイン（Ｂｏｄｉｎｅ）から入手可能なタイプ−ＦＰＭ・アジャスタブル・スピード・ＰＭ・モーター・コントロール（Ｔｙｐｅ−ＦＰＭ Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ Ｓｐｅｅｄ ＰＭ Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ））モデル＃８１８を用いて調節した。
【００５１】
ブラシ集成装置１４００には、遠位端１４１１および近位端１４１２を有する植毛要素１４１０が含まれる。粉体１１１０が火炎溶融装置１５００へ送出するためのホッパー１１００の中に入ったら、ホッパー１１００の内部でブラシ集成装置１４００を回転させる。ブラシ集成装置１４００が回転すると、植毛要素１４１０が粉体１１１０を、篩別要素１６００を通してホッパー１１００へと送り込む。ブラシ集成装置１４００の回転速度を調節することによって、篩別要素１６００を通過する粉体１１１０のフィード速度を調節することができる。
【００５２】
ブラシ集成装置１４００は篩別要素１６００と共にはたらいて、所望の性質を有する粉体１１１０を、排出開口部１１３０から火炎溶融装置１５００の粉体受取りセクション１５１０へと送り出す。植毛１４１０の遠位端１４１１は、篩別要素１６００のごく近傍に位置する。植毛１４１０の遠位端１４１１と篩別要素１６００との間に小さな隙間を設けることが可能であるので、典型的には、そのギャップを粉体の粒度と同じオーダーの大きさに保つが、当業者ならば、取り扱う粉体の具体的な性質に応じて、そのギャップをもっと広くすることができると考えることもあろう。さらに、植毛１４１０の遠位端１４１１を篩別要素１６００と同一平面とすることも可能であるし、あるいは、篩別要素１６００の中のメッシュ開口部１６１０の中に入り込んだり、突き抜けたりするように位置させることもできる。植毛１４１０が開口部１６１０の中に入り込むためには、植毛１４１０の少なくとも幾分かは、そのメッシュサイズよりも直径が細いものである必要がある。植毛要素１４１０には、異なった直径と長さを有する植毛が組み合わされて含まれていてもよく、所望される操作条件に応じて、いかなる具体的な組合せとしてもよい。
【００５３】
植毛１４００の端１４１１が、開口部１６１０の中へ入り、突き抜けていることによって、植毛１４１０が開口部１６１０にブリッジを形成している粒子をすべて破壊することができる。さらに、植毛１４１０は、粉体をフィードするときに通常起こりやすい、各種の閉塞を破壊することもあるであろう。植毛要素１４１０は、単一のものでできていてもよいし、あるいは複数の植毛セグメントから形成されていてもよい。さらに、植毛要素をメッシュ開口部の中に入り込ませたり、および／または突き抜けさせたりしたい場合には、植毛１４１０のサイズを、メッシュ開口部１６１０の最も小さいものよりも、さらに小さくしてやる必要がある。
【００５４】
図３を参照すると、図面に示した実施形態の例においては、ホッパー１１００には、円筒状の胴部１１２０を画定する壁面が含まれていてよい。この形状が、排出開口部１１３０からの粉体の流速をよりよく調節することが可能な、対称形を与えるのに都合がよい。そのような円筒状の形態が、回転するブラシ集成装置１４００を使用するのにもよく適しているが、その理由は、植毛要素１４１０が壁面にまで達することができるために、粉体が蓄積する可能性のある篩別要素の領域が残る可能性を、ほとんどまたは完全になくしてしまうからである。しかしながら、特定の使用条件が必要とすれば、他の形状とすることも可能である。
【００５５】
ホッパー１１００にはさらにカバーセクション１２００が含まれる。カバーセクション１２００は、ホッパーフィーダー集成装置１７００から粉体１１１０を受け取るための、開口部１７１０を有している。カバーセクション１２００と胴部１１２０とが一つになって、粉体チャンバー１１６０を形成している。カバー１２００にある開口部１７１０を無くすかシール可能として、それによりガスたとえば、窒素、アルゴン、またはヘリウムをホッパー１１００の上のガス注入ライン１１５０に注入して、中性の雰囲気にしたり、あるいは粉体または粒子の火炎溶融装置への送り出しに役立たせたりする。さらに、その系にガスを使用することによって、粉体または粒子周りの雰囲気を調節することもできる。また、ガス注入ライン１９１０を、排出開口部１１３０より後、たとえば、接続管１９００に取り付けることも可能である。
【００５６】
粉体フィーダー集成装置１０００全体を振動させて、粉体輸送をさらに助けることもできる。場合によっては、篩別要素を振動させて、粉体が粉体フィーダー集成装置１０００を通過するのを助けることもできる。当業者のよく知るところであるが、可能なその他の振動手段を使用することもでき、特定の使用条件に合わせて使用することが可能な、各種の振動システムが各種市販されている。
【００５７】
図６を参照すると、ホッパー１１００がカバー１２００と胴部１１２０を有する場合、カバー１２００を取り外し可能としておくと、粉体チャンバー１１６０の清掃や篩別要素１６００の交換が容易となる。さらに、植毛要素１４１０と篩別要素１６００との間が所望の接触状態となるように、ブラシ集成装置１４００を配置することができる。ブラシ集成装置１４００を回転シャフト１４２０に取り付けた場合には、そのシャフト１４２０をカバー１２００の中の開口部１４２２より外側につきださせて、たとえばモーター１８００によって駆動させることができる。ブラシ集成装置１４００の速度は、速度調節器１８５０のような手段により調節することができる。この例に挙げたような粉体フィード装置は、同時係属出願中の米国特許出願第１０/７３９２３３号（本出願と同日出願）に見出すことができる。
【００５８】
本発明による方法の実施形態は典型的には、従来からの溶融プロセスよりも、単純であり、フレキシビリティがあり、設備費が安い。それに加えて、本発明による方法の実施形態では、粒子の組成とサイズをよりコントロールすることが可能であり、（たとえば、製造したままで規定された公称グレードとなっているような）所望の粒度分布を有する粒子を製造することが可能となる。
【００５９】
ローラー、表面などは、金属（たとえば、鋼（ステンレス鋼および合金鋼を含む）、銅、黄銅、アルミニウムおよびアルミニウム合金、ならびにニッケル）またはグラファイトなどを含め、各種の材料で製造することができる。一般的には、高い熱伝導率と、急激な温度変化に対する良好な熱安定性と、機械的な衝撃に対する良好な安定性を有する材料が適している。いくつかの実施形態においては、各種の表面ではライナーを採用して、たとえば保守コストをより効率化したりおよび／または初期設計や表面の確保を容易にすることができる。たとえば、表面のコアを１種の材料とし、そのライナーを所望の熱的、化学的、機械的性質を有する別な材料とすることもできる。ライナーは、コアよりも高価であっても安価であってもよく、また機械加工がより容易であるものとすることができる。さらに、１回または数回使用したあとにライナーを交換することも可能である。ローラー、表面などの熱除去能力を改良する目的で、たとえば、液体（たとえば、水）を循環させるか、および／またはそれらに冷却ガス（たとえば、空気、窒素、およびアルゴン）を吹き付けるか、さらにはローラーを冷却媒体（たとえば、水）の中に浸漬させることにより、冷却することもできる。
【００６０】
ローラーおよび表面は、たとえば運転の規模、所望の粒子量、加工すべき溶融物の量、および／または溶融物の流量などに応じて、各種の大きさに変化させることができる。ローラーおよび／または表面が移動する速度は、たとえば、所望の冷却速度、そのプロセスでの生産量などに依存する。
【００６１】
粉砕および／または粒子形状における変化を与えたい場合には、たとえば当業者公知の破砕および／または粉末化技術を使用して、そのような粉砕および／または粒子形状の変化を得ることができる。そのような粒子は、当業者に公知の破砕および／または粉末化技術、たとえば、ロールクラッシャー粉砕、ジョークラッシャー粉砕、ハンマーミル粉砕、ボールミル粉砕、ジェットミル粉砕、インパクトクラッシャー粉砕などを使用して、より小さな粒子または異なった形状に転化させることができる。場合によっては、２種類または多段の破砕工程を実施するのが望ましい。第１の破砕工程では、それらの比較的大きな塊状物すなわち「チャンク（ｃｈｕｎｋｓ）」を破砕して、より小さな粒子とする。これらのチャンクをこのように破砕するには、ハンマーミル、インパクトクラッシャーまたはジョークラッシャーを使用することができる。次いで、このようにしてより小さくした粒子をさらに破砕して、所望の粒度分布にする。所望の粒度分布（グリットサイズとかグレードとか呼ばれることもある）を製造するためには、多段の破砕工程を実施する必要があることもある。一般的には、破砕条件を最適化して、所望の粒子形状および粒度分布を得る。得られた粒子が所望の大きさではなく、大きすぎる場合には、再破砕することができる。別な態様では、得られた粒子が所望の大きさではない場合に、再溶融のための原料物質として使用することもできる。
【００６２】
本発明による溶融多結晶質研磨粒子の形状は、たとえば、セラミックの組成および／または微細構造、冷却時の幾何学的配置、およびセラミックの破砕方法（すなわち、使用した破砕技術）などによって、決まってくる。一般的に言って、「塊状（ｂｌｏｃｋｙ）」の形状が好ましい場合には、その形状を得るためにはより大きなエネルギーが必要である。逆に、「圭角状（ｓｈａｒｐ）」の形状が好ましい場合には、その形状を得るために用いるエネルギーは小さくてもよい。破砕技術を変更することで、各種の所望の形状を得ることもできる。いくつかの粒子では、平均のアスペクト比を１：１から５：１までとするのが通常望まれるが、実施形態によっては、１．２５：１から３：１まで、さらには１．５：１から２．５：１とする場合もある。
【００６３】
ある種の金属酸化物を添加することによって、本発明による溶融多結晶質物質の性質および／または結晶構造または微細構造を変化させることができる。
【００６４】
典型的には、本発明による溶融多結晶質研磨粒子を製造するために、金属酸化物源およびその他の添加物を具体的に選択しようとする場合には、たとえば、所望の組成、微細構造、結晶化度、物理的性質（たとえば、硬度または靱性）、望ましくない不純物の存在、および、セラミックスを調製するために使用される具体的なプロセス（装置、ならびに溶融および／または固化の前および／またはその途中における原料物質の各種精製など）の望ましいまたは必要とされる特性などを考慮に入れる。
【００６５】
場合によっては、下記からなる群より選択される金属酸化物を限定された量で組み入れるのが望ましい。ＢａＯ、ＣａＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ、ＣｕＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＧｅＯ２、ＨｆＯ２、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＭｎＯ、ＮｉＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｓｃ２Ｏ３、ＳｒＯ、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、希土類酸化物、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、およびそれらの組合せ。市販されている出発源も含めた出発源としては、酸化物そのもの、複合酸化物、元素粉体、鉱石、炭酸塩、酢酸塩、硝酸塩、塩酸塩、水酸化物などが挙げられる。変性のための金属酸化物が揮発性の形態で添加されるような場合には、その揮発性の化学種を対応する酸化物に転化させるか、または焼成または焼結のような適切な加熱処理をすることによって、揮発分を除去しておいてから、火炎成形を行う。火炎成形より前に揮発性の化学種が除去されていないと、その残存している揮発性の化学種が、典型的には、得られるセラミックの中に実質的な多孔質（すなわち、気泡）を形成する原因となりやすい。別な方法として、得られた多孔質の本発明による溶融多結晶質物質を、複数回火炎の中を通して、ガス類を逃がすことによって、本発明による溶融多結晶質物質の密度を上げることも可能である。
【００６６】
そのような金属酸化物を使用する場合、典型的には、全部を合わせて、溶融多結晶質物質の０を超えて４９までの（いくつかの実施形態においては、０を超えて４０まで、０を超えて３０まで、０を超えて２５まで、０を超えて２０まで、０を超えて１５まで、０を超えて１０まで、０を超えて５まで、さらには０を超えて２まで）重量パーセントで添加する。
【００６７】
ジルコニアの正方晶系（立方晶系）の形態を安定化させることが知られている、いくつかの金属酸化物（たとえば、イットリア、カルシア、マグネシア、セリア、および希土類酸化物）を、安定化ジルコニア粉体を使用して組成物中に添加するか、またはフィード物質の一部として個々に添加することができる。そのような安定化酸化物は、本発明による得られる溶融多結晶質研磨粒子の正方晶系（立方晶系）ジルコニアの含量割合を上げる傾向がある。いくつかの実施形態においては、酸化物添加剤（たとえば、イットリア、カルシア、マグネシア、セリア、および希土類酸化物）は、三元またはさらに高次の共晶を形成させるのに役立つ可能性がある。三元またはさらに高次の共晶のミクロ構造特性は、典型的には、二元系と同様であるが、その物理的性質が顕著に異なる可能性もある。
【００６８】
いくつかの金属酸化物添加物、またはそれらとアルミナ、ジルコニア、またはその他の金属酸化物添加物との反応生成物は、溶融物から沈殿し、溶融多結晶質物質のマトリックスの中で明瞭な結晶を形成することができる。その酸化物の沈殿物は、各種の形状（等軸晶、切り子面が有りまたは無しの、プリズム状または樹枝状の形状）と大きさを有する。いくつかの実施形態においては、その酸化物結晶は、１０マイクロメートル、５マイクロメートル、３マイクロメートル、２マイクロメートル、さらには１マイクロメートルよりも小さい。その金属酸化物結晶は、本発明による溶融多結晶質研磨粒子に対して所望の性質、たとえば、より高い硬度を与えたり、または、望ましくは、微細構造に影響（たとえば共融晶のサイズを改良）を与えたりすることができる。その酸化物の添加物が、アルミナ−ジルコニアよりも顕著に低い密度を有している場合には（すなわち、金属酸化物の添加物が、極めて高い容積パーセントで存在する場合には）、本発明による溶融多結晶質研磨粒子は、金属酸化物添加物の相互連結膜分離結晶（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｆｉｌｍ ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ ｃｒｙｓｔａｌ）として存在することができるが、共融晶は存在し得ない。
【００６９】
本発明による溶融多結晶質研磨粒子には、微少量（典型的には、約１０重量パーセント未満（さらには、５、４、３、２、さらに１重量パーセント未満、そしていくつかの実施形態においてはゼロ））の非晶質/ガラス物質が含まれていてもよい。
【００７０】
いくつかの実施形態においては、本発明による溶融多結晶質物質の中に含まれていてもよい炭素不純物は、物質の全重量を基準にして、１重量パーセント以下（いくつかの実施形態においては、０．５以下、さらには０．２５重量パーセント以下）である。溶融多結晶質物質の中に存在しうるその他の不純物としては、シリカ、酸化鉄、チタニア、およびそれらの反応生成物が挙げられる。
【００７１】
物質の微細構造または相の構成は、たとえば電子顕微鏡法およびＸ線回折（ＸＲＤ）を使用して求めることができる。粉体Ｘ線回折、ＸＲＤを使用することで（たとえば、ニュージャージー州モーウォー（Ｍａｈｗａｈ、ＮＪ）のフィリップス（ＰＨＩＬＬＩＰＳ）から商品記号「フィリップス（ＰＨＩＬＬＩＰＳ）ＸＲＧ３１００」として入手できるようなＸ線回折計で、１．５４０５０オングストロームの銅Ｋα１照射を使用）、結晶化させた材料のＸＲＤ曲線中に存在するピークを、ＪＣＰＤＳ（ジョイント・コミッティー・オン・パウダー・ディフラクション・スタンダーズ（Ｊｏｉｎｔ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｏｎ Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）、インターナショナル・センター・フォア・ディフラクション・データ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｄａｔａ）出版のデータベースから得られる、結晶質相のＸＲＤパターンと比較することによって、物質中に存在する相を調べることができる。本発明により得られる溶融多結晶質研磨粒子の中に存在しうる結晶質相の例を挙げれば以下のようなものがある。Ａｌ２Ｏ３（たとえば、アルファアルミナおよび遷移アルミナ）、ＺｒＯ２（たとえば、立方晶系および正方晶系ＺｒＯ２）、ＲＥＯ、Ｙ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｌｉ２Ｏ、ＭｎＯ、ＮｉＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５、Ｓｃ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、ＴｅＯ２、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５、ＺｎＯ、ＨｆＯ２、さらには「複合金属酸化物」（複合Ａｌ２Ｏ３・金属酸化物（たとえば、複合Ａｌ２Ｏ３・ＲＥＯ））、複合Ａｌ２Ｏ３・金属酸化物（たとえば、複合Ａｌ２Ｏ３・ＲＥＯ（たとえば、ＲｅＡｌＯ３（たとえば、ＧｄＡｌＯ３、ＬａＡｌＯ３）、ＲｅＡｌ１１Ｏ１８（たとえば、ＬａＡｌ１１Ｏ１８，）、およびＲｅ３Ａｌ５Ｏ１２（たとえば、Ｄｙ３Ａｌ５Ｏ１２））、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３（たとえば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）、および複合ＺｒＯ２・ＲＥＯ（たとえば、Ｌａ２Ｚｒ２Ｏ７））、およびそれらの組合せ。
【００７２】
複合Ａｌ２Ｏ３・金属酸化物（たとえば、複合Ａｌ２Ｏ３・ＲＥＯおよび／または複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３（たとえば、ガーネット結晶構造を示すアルミン酸イットリウム））の中のアルミニウムカチオンの一部を他のカチオンと置換することも、本発明の範囲に含まれる。たとえば、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３の中のＡｌカチオンの一部を、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｃｏ、およびそれらの組み合わせ、からなる群より選択される元素の少なくとも１種のカチオンと置換することができる。たとえば、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３の中のＹカチオンの一部を、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、およびそれらの組み合わせ、からなる群より選択される元素の少なくとも１種のカチオンと置換することができる。さらに、たとえば、複合Ａｌ２Ｏ３・ＲＥＯの中の希土類カチオンの一部を、Ｙ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、およびそれらの組み合わせ、からなる群より選択される少なくとも１種のカチオンと置換することができる。上述のようにカチオンを置換することによって、本発明による溶融多結晶質研磨粒子の物性（たとえば、硬度、靱性、強度、熱伝導率、など）に影響を与えることができる。
【００７３】
平均結晶サイズは、ＡＳＴＭ標準Ｅ１１２−９６の「スタンダード・テスト・メソッズ・フォア・デターミニング・アベレージ・グレイン・サイズ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ Ａｖｅｒａｇｅ Ｇｒａｉｎ Ｓｉｚｅ）」に従った、直線切断法（ｌｉｎｅ ｉｎｔｅｒｃｅｐｔ ｍｅｔｈｏｄ）によって求めることができる。サンプルを、固定用樹脂（たとえば、イリノイ州レーク・ブラフ（Ｌａｋｅ Ｂｌｕｆｆ、ＩＬ）のビューラー（Ｂｕｅｈｌｅｒ）から商品記号「トランスオプティック・パウダー（ＴＲＡＮＳＯＰＴＩＣ ＰＯＷＤＥＲ）」として得られるようなもの）で固定して、典型的には、直径約２．５ｃｍ、高さ約１．９ｃｍの樹脂の円柱の形とする。固定した切片を、ポリッシャー（たとえば、イリノイ州レーク・ブラフ（Ｌａｋｅ Ｂｌｕｆｆ、ＩＬ）のビューラー（Ｂｕｅｈｌｅｒ）から商品記号「エコメット（ＥＣＯＭＥＴ）３」として入手できるもの）を使用した通常のポリッシング法で調製する。このサンプルは、１２５マイクロメートルのダイヤモンドを含むダイヤモンドホイールを用いて約３分間ポリッシングした後で、それぞれ４５、３０、１５、９、３および１マイクロメートルのスラリーを用いて５分間ポリッシングする。固定してポリッシングしたサンプルを、金・パラジウムの薄膜でスパッタリングしてから、走査電子顕微鏡（たとえば、マサチューセッツ州ピーボディ（Ｐｅａｂｏｄｙ，ＭＡ）のＪＥＯＬからのモデルＪＳＭ８４０Ａ）を用いて観察する。サンプル中に見出される微細構造の典型的な後方散乱電子（ＢＳＥ）顕微鏡写真を使用して、以下のようにして平均結晶子の径を求める。顕微鏡写真の上にランダムに引いた直線の単位長さ（ＮＬ）あたりの、それを切断している結晶子の数を計数する。この数字から、以下の式を使用して平均の結晶子の径を求める。
【数１】
ここでＮＬは、単位長さを切断している結晶子の数であり、Ｍは顕微鏡写真の倍率である。
【００７４】
本発明による溶融多結晶質物質は、たとえば、組成そのもの、急冷速度および／またはフィード物質の性質などに依存して、各種の微細構造を示す。たとえば、共晶の近傍の組成物は、典型的には、アルミナと複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３との共晶層構造を含む微細構造を示す。共晶組成から外れた組成物では、典型的には、アルミナと複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３の初晶（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｒｙｓｔａｌ）を含む。その初晶は各種の形態をとることが可能で、そのようなものとしては、樹枝状、切り子状、球状などが挙げられる。典型的には、初晶の大きさは冷却速度によって決まってくる。いくつかの本発明による溶融多結晶質物質中に存在する初晶の大きさは、１０マイクロメートル、５マイクロメートル、３マイクロメートル、２マイクロメートル、さらには１マイクロメートル未満である。典型的には、初晶の大きさは、１マイクロメートル〜１０マイクロメートルの範囲（いくつかの実施形態においては、１マイクロメートル〜５マイクロメートル、１マイクロメートル〜３マイクロメートル、さらには少なくとも１マイクロメートル〜２マイクロメートルの範囲）である。
【００７５】
本発明による溶融多結晶研磨粒子の平均硬度は、以下のようにして測定することができる。物質の切片を、固定用樹脂（たとえば、イリノイ州レーク・ブラフ（Ｌａｋｅ Ｂｌｕｆｆ、ＩＬ）のビューラー（Ｂｕｅｈｌｅｒ）から商品記号「トランスオプティック・パウダー（ＴＲＡＮＳＯＰＴＩＣ ＰＯＷＤＥＲ）」として得られるもの）で固定して、典型的には、直径約２．５ｃｍ、高さ約１．９ｃｍの樹脂の円柱の形とする。固定した切片を、ポリッシャー（たとえば、イリノイ州レーク・ブラフ（Ｌａｋｅ Ｂｌｕｆｆ、ＩＬ）のビューラー（Ｂｕｅｈｌｅｒ）から商品記号「エコメット（ＥＣＯＭＥＴ）３」として入手できるもの）を使用した通常のポリッシング法で調製する。このサンプルは、１２５マイクロメートルのダイヤモンドを含むダイヤモンドホイールを用いて約３分間ポリッシングした後で、それぞれ４５、３０、１５、９、３および１マイクロメートルのスラリーを用いて５分間ポリッシングする。微小硬度の測定には従来タイプのビッカース圧子を取り付けた微小硬度試験器（たとえば、日本国東京の（株）ミツトヨ（Ｍｉｔｕｔｏｙｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手可能な商品記号「ミツトヨ（ＭＩＴＵＴＯＹＯ）ＭＶＫ−ＶＬ」）を使用し、押し込み荷重として１００グラムを用いる。微小硬度の測定は、ＡＳＴＭ試験方法Ｅ３８４「テスト・メソッズ・フォア・マイクロハードネス・オブ・マテリアルズ（Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）（１９９１）」に記載されたガイドラインに従って行う。その平均硬度は、１０個の測定の平均値である。
【００７６】
本発明による溶融多結晶質物質の平均硬度は、少なくとも１５ＧＰａである。
【００７７】
本発明による溶融多結晶質物質は典型的には、理論密度の、少なくとも７５％（いくつかの実施形態においては、少なくとも８０％、８５％、９０％、９２％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、９９．５％、さらには１００％）の密度を有する。
【００７８】
本発明による溶融多結晶子研磨粒子は、当業者には周知の方法を用いて篩い分けし、分級することが可能で、そのようなものとしては、産業界で承認されている分級標準たとえば、ＡＮＳＩ（アメリカン・ナショナル・スタンダーズ・インスティチュート（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ））、ＦＥＰＡ（フェデラシオン・ユーロピニー・デ・ファブリカント・デ・プロダクツ・アブラシフス（Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ Ｅｕｒｏｐｅｅｎｎｅ ｄｅｓ Ｆａｂｒｉｃａｎｔｓ ｄｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ａｂｒａｓｉｆｓ））およびＪＩＳ（日本工業規格）などを使用する。しかしながら、製造したままの溶融多結晶質研磨粒子で既に狭い粒度分布を有している（たとえば、全部の粒子が実質的に同じ大きさである）ので、所望の粒度分布を得るための分級を必要としない可能性もある。
【００７９】
研磨粒子は、広い範囲の粒度で使用することが可能であって、典型的には約０．１〜約５０００マイクロメートルのサイズ、約１〜約２０００マイクロメートル、約５〜約１５００マイクロメートル、さらにはいくつかの実施形態においては、約５０〜１０００、あるいはさらには約１００〜約１０００マイクロメートルの範囲とすることができる。
【００８０】
所定の粒度分布の中では、粗粒子から微粒子までの範囲の粒度がある。研磨材業界においては、この範囲を「粗粒（ｃｏａｒｓｅ）」、「中粒（ｃｏｎｔｒｏｌ）」および「微粉（ｆｉｎｅ）」画分と呼ぶこともある。研磨業界に受容された分級標準に従って分級された研磨粒子はそれぞれ、その粒度分布を、ある数値限度内の公称グレードとして規定される。そのような業界に受容された分級標準としては、アメリカン・ナショナル・スタンダーズ・インスティチュート・インコーポレーテッド（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ、Ｉｎｃ．）（ＡＮＳＩ）標準、フェデレーション・オブ・ユーロピアン・プロデューサーズ・オブ・アブレーシブ・プロダクツ（Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｐｒｏｄｕｃｅｒｓ ｏｆ Ａｂｒａｓｉｖｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）（ＦＥＰＡ）標準、および日本工業規格（ＪＩＳ）標準として知られているものが挙げられる。ＡＮＳＩグレード等級（すなわち規定された公称グレード）としては、ＡＮＳＩ４、ＡＮＳＩ６、ＡＮＳＩ８、ＡＮＳＩ１６、ＡＮＳＩ２４、ＡＮＳＩ３６、ＡＮＳＩ４０、ＡＮＳＩ５０、ＡＮＳＩ６０、ＡＮＳＩ８０、ＡＮＳＩ１００、ＡＮＳＩ１２０、ＡＮＳＩ１５０、ＡＮＳＩ１８０、ＡＮＳＩ２２０、ＡＮＳＩ２４０、ＡＮＳＩ２８０、ＡＮＳＩ３２０、ＡＮＳＩ３６０、ＡＮＳＩ４００、およびＡＮＳＩ６００が挙げられる。ＦＥＰＡグレード等級としては、Ｐ８、Ｐ１２、Ｐ１６、Ｐ２４、Ｐ３６、Ｐ４０、Ｐ５０、Ｐ６０、Ｐ８０、Ｐ１００、Ｐ１２０、Ｐ１５０、Ｐ１８０、Ｐ２２０、Ｐ３２０、Ｐ４００、Ｐ５００、Ｐ６００、Ｐ８００、Ｐ１０００、およびＰ１２００が挙げられる。ＪＩＳグレード等級としては、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、およびＪＩＳ１０，０００が挙げられる。
【００８１】
篩い分けた後では、典型的には、多くの異なった研磨粒子の粒度分布すなわちグレードが存在する。このようにグレードが多いと、時期によっては、生産業者や供給業者の要求に適合しないこともあり得る。在庫を最小とするためには、要求されたグレードから外れているものは、本発明による溶融多結晶質物質を製造するための溶融物の中に戻してリサイクルさせることも可能である。このリサイクルは破砕工程の後に実施でき、そのような粒子は、篩い分けで特定の粒度分布に入らない、大きすぎるチャンクまたは小さすぎる粒子（微粉と呼ばれることもある）などである。
【００８２】
別な態様において本発明は、バインダーによって互いに結合された複数の本発明による溶融多結晶質研磨粒子をそれぞれ含む凝集研磨結晶粒を提供する。また別な態様においては、本発明は、バインダーと複数の研磨粒子とを含む、研磨物品（たとえば、被覆研磨物品、結合研磨物品（たとえばビトリファイド、レジノイド、および金属結合研削ホイール、カットオフホイール、マウンテッドポイント、ホーニングストーンなど）、不織研磨物品、および研磨ブラシ）を提供するが、ここで、その研磨粒子の少なくとも一部は、本発明による溶融多結晶質研磨粒子（研磨粒子が凝集体である場合も含む）である。そのような研磨物品の製造方法および研磨物品の使用方法は当業者には周知である。さらに、本発明による溶融多結晶質研磨粒子は、研磨粒子を用いる研磨用途、たとえば研磨コンパウンドのスラリー（たとえば、ポリッシングコンパウンド）、ミリング媒体、ショットブラスト媒体、振動ミル媒体などにおいて、使用することができる。
【００８３】
被覆研磨物品には一般に、バッキング、研磨粒子、およびその研磨粒子をバッキングの上に保持するための少なくとも１種のバインダーが含まれる。バッキングとしては適当な材料ならば何を使用してもよいが、たとえば、布、ポリマーフィルム、繊維、不織ウェブ、紙、それらの組み合わせ、およびそれらを処理したものなどが挙げられる。好適なバインダーとしては無機または有機バインダーが挙げられる（熱硬化性樹脂および放射線硬化性樹脂を含む）。研磨粒子は、被覆研磨物品の１層内に存在していても、２層内に存在していてもよい。
【００８４】
被覆研磨物品の例を図７に示している。図７を参照すると、被覆研磨物品１には、バッキング（基材）２と研磨層３が含まれる。研磨層３には、メイクコート５およびサイズコート６によってバッキング２の主表面に保持されている、本発明による溶融多結晶質研磨粒子４が含まれる。場合によっては、スーパーサイズコートも使用される（図示せず）。
【００８５】
結合研磨物品には典型的には、有機、金属系またはビトリファイドバインダーによって結合された研磨粒子の成形塊状物が含まれる。そのような成形塊状物は、たとえば、ホイール、たとえば研削ホイールまたはカットオフホイールのような形状であってもよい。研削ホイールの直径は典型的には、約１ｃｍから１メートルを超えるものまで、カットオフホイールの直径は約１ｃｍから８０ｃｍを超えるものまで（より典型的には３ｃｍ〜約５０ｃｍ）ある。カットオフホイールの厚みは典型的には、約０．５ｍｍ〜約５ｃｍ、より典型的には約０．５ｍｍ〜約２ｃｍである。成形塊状物は、たとえば、ホーニングストーン、セグメント、マウンテッドポイント、ディスク（たとえば、ダブルディスクグラインダー）の形状、またはその他の従来からの結合研磨材形状であってもよい。結合研磨物品には典型的には、結合研磨物品の全容積を基準にして、約３〜５０容積％の結合材料、約３０〜９０容積％の研磨粒子（または研磨粒子ブレンド物）、５０容積％までの添加物（研削助剤を含む）、および７０容積％までの気孔が含まれる。
【００８６】
研削ホイールの例を図８に示す。図８に研削ホイール１０を示しているが、これには、ホイールの形に成形されハブ１２に取り付けられた、本発明による溶融多結晶質研磨粒子１１が含まれている。
【００８７】
不織研磨物品は典型的には、通気性の多孔質で嵩だかなポリマーフィラメント構造を含んでいて、本発明による溶融多結晶質研磨粒子が構造全体に分散され、有機バインダーによってその中に接着結合させられている。フィラメントの例を挙げれば、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維およびポリアラミド繊維などがある。不織研磨物品の例を図９に示す。図９には、典型的な不織研磨物品を約１００倍に拡大した模式的な図を示しているが、それには基材として繊維マット１５０を含み、バインダー１５４を用いてその上に本発明による研磨粒子１５２を接着させてある。
【００８８】
有用な研磨ブラシとしては、バッキングと一体になった複数の植毛を有するものが挙げられる（たとえば、米国特許第５，４２７，５９５号明細書（ピール（Ｐｉｈｌ）ら）、米国特許第５，４４３，９０６号明細書（ピール（Ｐｉｈｌ）ら）、米国特許第５，６７９，０６７号明細書（ジョンソン（Ｊｏｈｎｓｏｎ）ら）、および米国特許第５，９０３，９５１号明細書（イオンタ（Ｉｏｎｔａ）ら）を参照されたい）。そのようなブラシは、ポリマーおよび研磨粒子の混合物を射出成形することによって製造するのが望ましい。
【００８９】
研磨物品を作るのに好適な有機バインダーとしては、熱硬化性有機ポリマーが挙げられる。好適な熱硬化性有機ポリマーの例としては、フェノール樹脂、尿素・ホルムアルデヒド樹脂、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂、ウレタン樹脂、アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、α，β−不飽和カルボニル基をペンダントさせたアミノプラスト樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート化ウレタン、アクリレート化エポキシ、およびそれらの組み合わせ、を挙げることができる。バインダーおよび／または研磨物品にはさらに添加物を加えることができ、そのようなものとしては、繊維、潤滑剤、濡れ剤、チキソトロープ原料、界面活性剤、顔料、染料、静電防止剤（たとえば、カーボンブラック、酸化バナジウム、グラファイトなど）、カップリング剤（たとえば、シラン、チタン酸塩、ジルコアルミン酸塩など）、可塑剤、沈殿防止剤、などを挙げることができる。これら任意成分の添加物の量は、所望の性質が得られるように選択する。カップリング剤は、研磨粒子および／または充填材に対する接着性を改良する。バインダー化学品は、加熱硬化、放射線硬化あるいはそれらの組み合わせで硬化させることができる。バインダー用化学品に関するさらに詳しいことは、米国特許第４，５８８，４１９号明細書（カウル（Ｃａｕｌ）ら）、米国特許第４，７５１，１３８号明細書（チュミイ（Ｔｕｍｅｙ）ら）および米国特許第５，４３６，０６３号明細書（フォレット（Ｆｏｌｌｅｔｔ）ら）に見出すことができる。
【００９０】
ビトリファイド結合研磨材に関してさらに具体的に言えば、非晶質構造を示し典型的には硬度の高いガラス質結合材料が、当業者には周知である。場合によっては、そのガラス質結合材料には結晶質相が含まれる。本発明による結合させたビトリファイド研磨物品は、ホイール（カットオフホイールを含む）、ホーニングストーン、マウンテッドポイントの形態またはその他の従来からの結合研磨材の形態であってもよい。いくつかの実施形態においては、本発明によるビトリファイド結合研磨物品は研削ホイールの形態である。
【００９１】
ガラス質結合材料を形成させるために使用される金属酸化物の例を挙げれば、シリカ、ケイ酸塩、アルミナ、ソーダ、カルシア、ポタシア、チタニア、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化リチウム、マグネシア、ボリア、ケイ酸アルミニウム、ホウケイ酸ガラス、ケイ酸アルミニウムリチウム、それらの組み合わせ、などがある。典型的には、ガラス質結合材料は、１０％から１００％までのガラスフリットを含む組成物から形成することができるが、より典型的には、２０％〜８０％のガラスフリット、または３０％〜７０％のガラスフリットを含む組成物から形成することができる。ガラス質結合材料の残りの部分は、非フリット材料でよい。別な方法としては、ガラス質の結合を、フリット非含有組成物から誘導することもできる。ガラス質結合材料は、典型的には約７００℃〜約１５００℃の範囲の温度、通常は約８００℃〜約１３００℃の範囲、時には約９００℃〜約１２００℃の範囲、さらには約９５０℃〜約１１００℃の範囲で養生させる。結合を養生させる実際の温度は、たとえば、個々の結合の化学によって決まってくる。
【００９２】
いくつかの実施形態においては、ビトリファイド結合材料としては、シリカ、アルミナ（望ましくは少なくとも１０重量パーセントのアルミナ）およびボリア（望ましくは少なくとも１０重量パーセントのボリア）を含むものを挙げることができる。ほとんどの場合、このビトリファイド結合材料にはさらに、アルカリ金属酸化物（たとえば、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏ）を含む（場合によっては、少なくとも１０重量パーセントのアルカリ金属酸化物を含む）。
【００９３】
バインダー材料には、さらに、充填材物質または研削助剤を、典型的には粒子状物質として含むことができる。典型的にはこの粒子状物質は、無機物質である。本発明のための充填材として有用なものの例を挙げると、金属炭酸塩（たとえば、炭酸カルシウム（たとえば、チョーク、方解石、マール、トラバーチン、大理石および石灰石）、炭酸カルシウムマグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム）、シリカ（たとえば、石英、ガラスビーズ、ガラスバブルおよびガラス繊維）、ケイ酸塩（たとえば、タルク、クレイ、（モンモリロナイト）長石、マイカ、ケイ酸カルシウム、メタケイ酸カルシウム、アルミノケイ酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム）、金属硫酸塩（たとえば、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウムナトリウム、硫酸アルミニウム）、セッコウ、バーミキュライト、木粉、アルミニウム三水和物、カーボンブラック、金属酸化物（たとえば、酸化カルシウム（ライム）、酸化アルミニウム、二酸化チタン）、および金属亜硫酸塩（たとえば、亜硫酸カルシウム）などがある。
【００９４】
一般的には、研削助剤を添加すると、研磨物品の使用寿命が延びる。研削助剤は、研磨の化学的、物理的過程に大きな影響を与えて、それにより性能を向上させる物質である。理論に捕らわれることを欲するものではないが、研削助剤は、（ａ）研磨粒子と、研磨されるワークピースとの間の摩擦を減少させ、（ｂ）研磨粒子の「キャッピング（ｃａｐｐｉｎｇ）」を防止する（すなわち、研磨粒子の上に金属粒子が融着するのを防止する）か、または少なくとも研磨粒子がキャッピングする傾向を抑える、（ｃ）研磨粒子とワークピースの界面の温度を下げ、または（ｄ）研削力を軽減する、と考えられる。
【００９５】
研削助剤には、幅広い範囲の各種物質が含まれ、それらは無機系であっても有機系であってもよい。研削助剤について化合物の群で例を挙げれば、ワックス、有機ハロゲン化化合物、ハロゲン化物塩ならびに金属およびそれらの合金がある。有機ハロゲン化化合物は典型的には、研磨の際に分解して、ハロゲン酸または気体のハロゲン化化合物を放出する。そのような物質の例としては、テトラクロロナフタレン、ペンタクロロナフタレン、およびポリ塩化ビニルのような塩素化ワックスが挙げられる。ハロゲン化物塩の例としては、塩化ナトリウム、カリウム氷晶石、ナトリウム氷晶石、アンモニウム氷晶石、テトラフルオロホウ酸カリウム、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、フッ化ケイ素、塩化カリウム、および塩化マグネシウムが挙げられる。金属の例としては、スズ、鉛、ビスマス、コバルト、アンチモン、カドミウム、および鉄チタンが挙げられる。その他の研削助剤には、硫黄、有機硫黄化合物、グラファイト、および金属硫化物を挙げることができる。各種の研削助剤を組み合わせて使用することも本発明の範囲に含まれ、場合によってはそれによって相乗効果が得られることもある。
【００９６】
研削助剤は、被覆研磨物品および結合研磨物品において特に有用である。被覆研磨物品の場合、研削助剤は典型的には、研磨粒子の表面に塗布されるスーパーサイズコートの中で使用される。しかしながら、場合によっては、研削助剤をサイズコートに添加することもある。被覆研磨物品の中に加える研削助剤の量は典型的には、約５０〜３００ｇ／ｍ２（望ましくは約８０〜１６０ｇ／ｍ２）である。ビトリファイド結合研磨物品の場合には、典型的には研削助剤を物品の気孔の中に含浸させる。
【００９７】
研磨物品には、本発明による溶融多結晶質研磨粒子を１００％含ませてもよいし、あるいは、そのような研磨粒子と他の研磨粒子および／または希釈粒子とのブレンド物を含ませてもよい。しかしながら、研磨物品中の研磨粒子の少なくとも約２重量％、望ましくは少なくとも約５重量％、より望ましくは約３０〜１００重量％が、本発明による溶融多結晶質研磨粒子となるようにするべきである。場合によっては、本発明による研磨粒子を他の研磨粒子および／または希釈粒子と、その比を５対７５重量％、約２５対７５重量％、約４０対６０重量％、または約５０％対５０重量％（すなわち、重量で等量）の間として、ブレンドしてもよい。好適な従来からの研磨粒子の例を挙げれば、溶融酸化アルミニウム（白色溶融アルミナ、加熱処理酸化アルミニウムおよび褐色酸化アルミニウムを含む）、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、ダイヤモンド、立方晶窒化ケイ素、ガーネット、溶融アルミナ−ジルコニア、およびゾルゲル法による研磨粒子、などがある。ゾルゲル法による研磨粒子は、種結晶有りのものでも、無しのものでもよい。同様にして、ゾルゲル法による研磨粒子は、ランダムな形状をしていてもよいし、あるいは、種結晶に関連した、棒状または三角形などのような形状をとっていてもよい。ゾルゲル研磨粒子の例としては、以下の特許に記載されているものを挙げることができる。米国特許第４，３１４，８２７号明細書（ライトハイザー（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ）ら）、米国特許第４，５１８，３９７号明細書（ライトハイザー（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ）ら）、米国特許第４，６２３，３６４号明細書（コットリンガー（Ｃｏｔｔｒｉｎｇｅｒ）ら）、米国特許第４，７４４，８０２号明細書（シュワーベル（Ｓｃｈｗａｂｅｌ））、米国特許第４，７７０，６７１号明細書（モンロー（Ｍｏｎｒｏｅ）ら）、米国特許第４，８８１，９５１号明細書（ウッド（Ｗｏｏｄ）ら）、米国特許第５，０１１，５０８号明細書（ワルド（Ｗａｌｄ）ら）、米国特許第５，０９０，９６８号明細書（ペロウ（Ｐｅｌｌｏｗ））、米国特許第５，１３９，９７８号明細書（ウッド（Ｗｏｏｄ））、米国特許第５，２０１，９１６号明細書（ベルグ（Ｂｅｒｇ）ら）、米国特許第５，２２７，１０４号明細書（バウアー（Ｂａｕｅｒ））、米国特許第５，３６６，５２３号明細書（ローベンホルスト（Ｒｏｗｅｎｈｏｒｓｔ）ら）、米国特許第５，４２９，６４７号明細書（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））、米国特許第５，４９８，２６９号明細書（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））、および米国特許第５，５５１，９６３号明細書（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））。原料物質源としてアルミナ粉体を使用して製造した、焼結アルミナ研磨粒子に関するさらに詳しいこともまた、たとえば、米国特許第５，２５９，１４７号明細書（ファルツ（Ｆａｌｚ））、米国特許５，５９３，４６７号明細書（モンロー（Ｍｏｎｒｏｅ））、および米国特許５，６６５，１２７号明細書（モルツゲン（Ｍｏｌｔｇｅｎ））に見出すことができる。溶融研磨粒子についてのさらに詳しいことは、たとえば、以下の特許に見出すことができる。米国特許第１，１６１，６２０号明細書（コールター（Ｃｏｕｌｔｅｒ））、米国特許第１，１９２，７０９号明細書（トーン（Ｔｏｎｅ））、米国特許第１，２４７，３３７号明細書（サウンダース（Ｓａｕｎｄｅｒｓ）ら）、米国特許第１，２６８，５３３号明細書（アレン（Ａｌｌｅｎ））、および米国特許第２，４２４，６４５号明細書（バウマン（Ｂａｕｍａｎｎ）ら）、米国特許第３，８９１，４０８号明細書（ラウズ（Ｒｏｗｓｅ）ら）、米国特許第３，７８１，１７２号明細書（ペット（Ｐｅｔｔ）ら）、米国特許第３，８９３，８２６号明細書（キナン（Ｑｕｉｎａｎ）ら）、米国特許第４，１２６，４２９号明細書（ワトソン（Ｗａｔｓｏｎ））、米国特許第４，４５７，７６７号明細書（プーン（Ｐｏｏｎ）ら）、米国特許第５，０２３，２１２号明細書（デュボッツ（Ｄｕｂｏｔｓ）ら）、米国特許第５，１４３，５２２号明細書（ギブソン（Ｇｉｂｓｏｎ）ら）、および米国特許第５，３３６，２８０号明細書（デュボッツ（Ｄｕｂｏｔｓ）ら）、ならびに米国特許出願第０９／４９５，９７８号明細書、同第０９／４９６，４２２号明細書、同第０９／４９６，６３８号明細書および同第０９／４９６，７１３号明細書（上記はいずれも、２０００年２月２日出願）、および米国特許出願第０９／６１８，８７６号明細書、同第０９／６１８，８７９号明細書、同第０９／６１９，１０６号明細書、同第０９／６１９，１９１号明細書、同第０９／６１９，１９２号明細書、同第０９／６１９，２１５号明細書、同第０９／６１９，２８９号明細書、同第０９／６１９，５６３号明細書、同第０９／６１９，７２９号明細書、同第０９／６１９，７４４号明細書および同第０９／６２０，２６２号明細書（以上いずれも、２０００年７月１９日出願）、同第０９／７０４，８４３号明細書（いずれも２００年１１月２日出願）、および米国特許出願第０９／７７２，７３０号明細書（２００１年１月３０日出願）。セラミック研磨粒子についてのさらに詳しいことは、たとえば、以下の出願に見出すことができる。米国特許出願第０９／９２２，５２６号明細書、同第０９／９２２，５２７号明細書、同第０９／９２２，５２８号明細書、および同第０９／９２２，５３０（いずれも、２００１年８月２日出願、現在では放棄）、同第１０／２１１，５９７号明細書、同第１０／２１１，６３８号明細書、同第１０／２１１，６２９号明細書、同第１０／２１１，５９８号明細書、同第１０／２１１，６３０号明細書、同第１０／２１１，６３９号明細書、同第１０／２１１，０３４号明細書、同第１０／２１１，０４４号明細書、同第１０／２１１，６２８号明細書、同第１０／２１１，４９１号明細書、同第１０／２１１，６４０号明細書、および同第１０／２１１，６８４号明細書（いずれも、２００２年８月２日出願）、および同第１０／３５８，７７２号明細書、同第１０／３５８，７６５号明細書、同第１０／３５８，９１０号明細書、同第１０／３５８，８５５号明細書、および同第１０／３５８，７０８号明細書（いずれも、２００３年２月５日出願）。場合によっては、研磨粒子をブレンドすることによって得られる研磨物品が、それぞれの研磨粒子１００％からなる研磨物品に比較して、改良された研削性能を示すこともあり得る。
【００９８】
研磨粒子のブレンド物を用いる場合には、そのブレンド物を形成する研磨粒子のタイプは、同じ粒度のものであってもよい。それとは逆に、その研磨粒子のタイプが異なった粒度を持っていてもよい。たとえば、大きい方の粒度の研磨粒子が本発明による溶融多結晶質研磨粒子であり、小さい方の粒度の粒子が他のタイプの研磨粒子であってもよい。逆に、小さい方の粒度の研磨粒子が本発明による溶融多結晶質研磨粒子であり、大きい方の粒度の粒子が他のタイプの研磨粒子であってもよい。
【００９９】
好適な希釈粒子の例としては、大理石、セッコウ、フリント、シリカ、酸化鉄、ケイ酸アルミニウム、ガラス（ガラスバブルおよびガラスビーズを含む）、アルミナバブル、アルミナビーズおよび希釈凝集体を挙げることができる。
【０１００】
本発明による溶融多結晶質研磨粒子を研磨凝集体の中に組み込んだり、研磨凝集体と共に使用することも可能である。典型的には研磨凝集体粒子には、複数の研磨粒子、バインダーおよび任意の添加物が含まれる。そのバインダーは有機系および／または無機系であってよい。研磨凝集体はランダムな形状をしていても、あるいはそれらに関連する予め定められた形状をしていてもよい。その形状は、ブロック状、円筒状、角錐状、コイン状、四角形などであってよい。研磨凝集体粒子の典型的な粒度は、約１００から約５０００マイクロメートルの範囲、典型的には約２５０〜約２５００マイクロメートルである。研磨凝集体粒子についてのさらに詳しいことは、たとえば、以下の特許に見出すことができる。米国特許第４，３１１，４８９号明細書（クレスナー（Ｋｒｅｓｓｎｅｒ））、米国特許第４，６５２，２７５号明細書（ブレッチャー（Ｂｌｏｅｃｈｅｒ）ら）、米国特許第４，７９９，９３９号明細書（ブレッチャー（Ｂｌｏｅｃｈｅｒ）ら）、米国特許第５，５４９，９６２号明細書（ホームズ（Ｈｏｌｍｅｓ）ら）、および米国特許第５，９７５，９８８号明細書（クリスチャンソン（Ｃｈｒｉｓｔｉａｎｓｏｎ））、ならびに米国特許出願第０９／６８８，４４４号明細書および同第０９／６８８，４８４号明細書（それぞれ２０００年１０月１６日出願）、米国特許出願第０９／６８８，４４４号明細書、同第０９／６８８，４８４号明細書、および同第０９／６８８，４８６号明細書（それぞれ、２０００年１０月１６日出願）、および米国特許出願第０９／９７１，８９９号明細書、同第０９／９７２，３１５号明細書、および同第０９／９７２，３１６号明細書（それぞれ、２００１年１０月０５日出願）。
【０１０１】
研磨粒子は、研磨物品の中に均一に分散させてもよいし、あるいは研磨物品の選択した領域または部分に集中させてもよい。たとえば、被覆研磨材の場合には、研磨粒子の層が２層であってもよい。第１層には本発明による溶融多結晶質研磨粒子以外の研磨粒子を含み、第２（最外）層には本発明による溶融多結晶質研磨粒子を含むようにする。結合研磨材の場合にも同様で、研削ホイールに２つの別々の区域が存在してもよい。最外区域には本発明による研磨粒子を含み、それに対して最内区域には本発明による研磨粒子を含まないようにしてもよい。別な方法として、本発明による溶融多結晶質研磨粒子を結合研磨物品の全体にわたって均一に分散させることもできる。
【０１０２】
被覆研磨物品に関するさらに詳しいことは以下の特許に見出すことができる。たとえば、米国特許第４，７３４，１０４号明細書（ブロベルグ（Ｂｒｏｂｅｒｇ））、米国特許第４，７３７，１６３号明細書（ラーキー（Ｌａｒｋｅｙ））、米国特許第５，２０３，８８４号明細書（ブキャナン（Ｂｕｃｈａｎａｎ）ら）、米国特許第５，１５２，９１７号明細書（ピーパー（Ｐｉｅｐｅｒ）ら）、米国特許第５，３７８，２５１号明細書（カラー（Ｃｕｌｌｅｒ）ら）、米国特許第５，４１７，７２６号明細書（スタウト（Ｓｔｏｕｔ）ら）、米国特許第５，４３６，０６３号明細書（フォレット（Ｆｏｌｌｅｔｔ）ら）、米国特許第５，４９６，３８６号明細書（ブロベルグ（Ｂｒｏｂｅｒｇ）ら）、米国特許第５、６０９，７０６号明細書（ベネディクト（Ｂｅｎｅｄｉｃｔ）ら）、米国特許第５，５２０，７１１号明細書（ヘルミン（Ｈｅｌｍｉｎ））、米国特許第５，９５４，８４４号明細書（ロウ（Ｌａｗ）ら）、米国特許第５，９６１，６７４号明細書（ガグリアルディ（Ｇａｇｌｉａｒｄｉ）ら）、および米国特許第５，９７５，９８８号明細書（クリスチャンソン（Ｃｈｒｉｓｔｉａｎｓｏｎ））。結合研磨物品に関するさらに詳しいことは以下の特許に見出すことができる。たとえば、米国特許第４，５４３，１０７号明細書（ルー（Ｒｕｅ））、米国特許第４，７４１，７４３号明細書（ナラヤナン（Ｎａｒａｙａｎａｎ）ら）、米国特許第４，８００，６８５号明細書（ヘインズ（Ｈａｙｎｅｓ）ら）、米国特許第４，８９８，５９７号明細書（ヘイ（Ｈａｙ）ら）、米国特許第４，９９７，４６１号明細書（マルコフ−マテニイ（Ｍａｒｋｈｏｆｆ−Ｍａｔｈｅｎｙ）ら）、米国特許第５，０３７，４５３号明細書（ナラヤナン（Ｎａｒａｙａｎａｎ）ら）、米国特許第５，１１０，３３２号明細書（ナラヤナン（Ｎａｒａｙａｎａｎ）ら）、および米国特許第５，８６３，３０８号明細書（チー（Ｑｉ）ら）。ガラス質結合研磨材に関するさらに詳しいことは以下の特許に見出すことができる。たとえば、米国特許第４，５４３，１０７号明細書（ルー（Ｒｕｅ））、米国特許第４，８９８，５９７号明細書（ヘイ（Ｈａｙ）ら）、米国特許第４，９９７，４６１号明細書（マルコフ−マテニイ（Ｍａｒｋｈｏｆｆ−Ｍａｔｈｅｎｙ）ら）、米国特許第５，０９４，６７２号明細書（ジャイルズ、ジュニア（Ｇｉｌｅｓ Ｊｒ．）ら）、米国特許第５，１１８，３２６号明細書（シェルドン（Ｓｈｅｌｄｏｎ）ら）、米国特許第５，１３１，９２６号明細書（シェルドン（Ｓｈｅｌｄｏｎ）ら）、米国特許第５，２０３，８８６号明細書（シェルドン（Ｓｈｅｌｄｏｎ）ら）、米国特許第５，２８２，８７５号明細書（ウッド（Ｗｏｏｄ）ら）、米国特許第５，７３８，６９６号明細書（ウー（Ｗｕ）ら）、および米国特許第５，８６３，３０８号明細書（チー（Ｑｉ））。不織研磨物品に関するさらに詳しいことは、たとえば、米国特許第２，９５８，５９３号明細書（フーバー（Ｈｏｏｖｅｒ）ら）に見出すことができる。
【０１０３】
本発明は表面を研磨する方法を提供し、その方法には、本発明による少なくとも１種の溶融多結晶質研磨粒子をワークピースの表面に接触させること、および溶融多結晶質研磨粒子と接触表面の少なくとも一方を移動させて、前記表面の少なくとも一部を研磨粒子を用いて研磨することを含む。本発明による溶融多結晶質研磨粒子を用いて研磨する方法には、スナッギング（すなわち、高圧、高切削（ｈｉｇｈ ｓｔｏｃｋ）除去）からポリッシング（たとえば、被覆研磨ベルトを用いた医療用インプラントのポリッシング）まであるが、後者の場合は典型的には、細かいグレードの研磨粒子（たとえば、ＡＮＳＩ２２０およびそれより細かいもの）を用いて実施する。この溶融多結晶質研磨粒子は、精密研磨用途、たとえばビトリファイド結合ホイールを有する粉砕カムシャフトなどにも使用することができる。特定の研磨用途に使用する研磨剤粒子の粒度は、当業者には明らかであろう。
【０１０４】
本発明による溶融多結晶質研磨粒子を使用する研磨は、乾式で実施しても、湿式で実施してもよい。湿式研磨の場合には液体を、軽質のミスト状から完全な注液までの形態で導入することができる。一般的に使用される液体の例を挙げれば、水、水溶性オイル、有機潤滑剤、およびエマルションなどがある。この液体の役目は、研磨に伴う発熱を抑制し、および／または潤滑剤として機能することである。この液体には、微量の添加物、たとえば殺菌剤や消泡剤などが含まれていてもよい。
【０１０５】
本発明による溶融多結晶質研磨粒子は、たとえば、アルミニウム金属、炭素鋼、軟鋼、工具鋼、ステンレス鋼、焼入鋼、チタン、ガラス、セラミックス、木材、木材状材料（たとえば、合板およびパーティクルボード）、ペイント、ペイント表面、有機塗装表面などのワークピースを研磨するのに有用である。研磨の際に加える力は典型的には、約１〜約１００キログラムの範囲である。
【０１０６】
本発明の利点と実施形態について、以下の非限定的な実施例でさらに説明するが、それらの実施例で引用する特定の物質およびその量、さらにはその他の条件および詳細が本発明を不当に限定するものと受け取ってはならない。すべての部とパーセントは、特に断らない限り、重量基準である。
【実施例】
【０１０７】
実施例１
２５０ｍＬのポリエチレンビン（直径７．３ｃｍ）に、６４ｇの酸化アルミニウム粉体（アルコア・インダストリアル・ケミカルズ（Ａｌｃｏａ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から入手、ボーキサイト、ＡＲ、商品記号「Ａ１６ＳＧ］）、３６ｇの酸化イットリウム粉体（カリフォルニア州ブレア（Ｂｒｅａ，ＣＡ）のモリコープ・インコーポレーテッド（Ｍｏｌｙｃｏｒｐ Ｉｎｃ．）から入手）、１００ｇのイソプロピルアルコール、および２００ｇのアルミナミリング媒体（円筒形状、高さ、直径ともに０．６３５ｃｍ、９９．９％アルミナ、クアーズ，ゴールデン，カンパニー（Ｃｏｏｒｓ，Ｇｏｌｄｅｎ，ＣＯ）から入手）を仕込んだ。ポリエチレン瓶の内容物を、１６時間、６０回転／分（ｒｐｍ）でミリングさせた。ミリングさせた後で、ミリング媒体を除き、スラリーを、温めた（約７５℃）ガラス（「パイレックス（ＰＹＲＥＸ）」）のパンの上に層状に注ぎ、冷却および乾燥させた。スラリー物質の層が比較的に薄く（すなわち、厚み約３ｍｍ）、またパンを温めてあったので、スラリーは５分以内にケーキを形成し、約３０分間で乾燥した。その乾燥させた混合物を破砕し、ペンキ用のはけを使いながら３０メッシュの金網（開口寸法６００マイクロメートル）を通して篩い分けし、電気加熱炉中（ニュージャージー州ブルームフィールド（Ｂｌｏｏｍｆｉｅｌｄ，ＮＪ）のＣＭ・ファーネシズ（ＣＭ Ｆｕｒｎａｃｅｓ）から入手、商品記号「ラピッド・テンプ・ファーネス（Ｒａｐｉｄ Ｔｅｍｐ Ｆｕｒｎａｃｅ）」）で、空気雰囲気１３２５℃で２時間かけて予備焼結させた。
【０１０８】
その焼結混合物を分級して−８０＋１００メッシュの画分（すなわち、開口寸法１８０マイクロメートルの金網と開口寸法１５０マイクロメートルの金網の間で集めた画分、平均粒子径約１６５マイクロメートル）を得た。そうして得られた篩い分けした粒子を、窒素ガス雰囲気（５標準リットル/分（ＳＬＰＭ）)下で、粉体フィーダーに取り付けた漏斗を通して徐々に（約０．５ｇ/分）水素/酸素トーチフレームの中にフィードし、そのトーチフレームによって粒子を溶融させてから、１９リットル（５ガロン）の長方形の容器（４１センチメートル（ｃｍ）×５３ｃｍ×１８ｃｍ高さ）の中に直接移動させたが、その容器には乱流域の水（２０℃）を連続的に循環させて、溶融微少液滴を急冷させた。その粉体フィーダーには、その底部が７０メッシュの金網（開口寸法２１２マイクロメートル）となっているキャニスター（直径８ｃｍ）が含まれていた。使用した具体的な粉体フィーダーは先に説明した図１〜６の図面のものであるが、ここでその金網はステンレス鋼製のものであった（オハイオ州メントル（Ｍｅｎｔｏｒ，ＯＨ）のＷ．Ｓ．タイラー・インコーポレーテッド（Ｗ．Ｓ．Ｔｙｌｅｒ Ｉｎｃ．）から入手可能）。粉体をキャニスターの中に充填し、回転ブラシを用いて金網の開口部を通して強制的に押出した。そのトーチは、ペンシルバニア州ヘラータウン（Ｈｅｌｌｅｒｔｏｗｎ，ＰＡ）のベスレヘム・アパラタス・カンパニー（Ｂｅｔｈｌｅｈｅｍ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｃｏ．）から入手した、ベスレヘム（Ｂｅｔｈｌｅｈｅｍ）ベンチバーナー・ＰＭ２ＤモデルＢであった。そのトーチには、中央フィードポート（内径０．４７５ｃｍ（３/１６インチ））があり、そこを通してフィード粒子を火炎の中に導入した。トーチへの水素と酸素の流量は次のとおりであった。水素の流量は４２標準リットル／分（ＳＬＰＭ）、酸素の流量は１８ＳＬＰＭであった。火炎が水を打つ角度は約９０度であり、火炎の長さ、すなわちバーナーと水の表面との距離は、約３８センチメートル（ｃｍ）であった。得られた（急冷）粒子をパンに集め、電気加熱炉中で１１０℃に加熱して、乾燥させた（約３０分）。その粒子の形状は球状で、粒度は１００マイクロメートルから最高１８０マイクロメートルまで、平均粒度は約１４５マイクロメートルであって。
【０１０９】
結晶質収率パーセントを、得られた火炎形成ビーズから計算した。その測定は以下のようにした。ガラススライドの上に、ビーズを１層の厚みで拡げた。それらのビーズを３２倍の光学顕微鏡を用いて観察した。光学顕微鏡の接眼レンズにある十字線をガイドとして使用し、直線的に十字線と水平に並んでいるビーズについて、透明であるかまたは不透明（すなわち、結晶質）のいずれであるかを、その光学的透明度に従って計数した。全部で５００個のビーズを計数し、結晶質収率パーセントは、不透明なビーズの数を、計数した全部のビーズの数で割り算し、それに１００をかけ算することにより求めた。それらの粒子は、圧倒的に不透明であった（数で＞９０％）。
【０１１０】
粉体Ｘ線回折法、ＸＲＤ（Ｘ線回折計（ニュージャージー州モーウォー（Ｍａｈｗａｈ、ＮＪ）のフィリップス（Ｐｈｉｌｌｉｐｓ）から入手、商品記号「フィリップス（ＰＨＩＬＬＩＰＳ）ＸＲＧ３１００」）で１．５４０５０オングストロームの銅Ｋα１照射を使用）を用いて、実施例１の結晶質粒子の中に存在する相を測定した。相は、結晶化させた材料のＸＲＤ線図中に存在するピークを、ＪＣＰＤＳデータベース（インターナショナル・センター・フォア・ディフラクション・データ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｄａｔａ）による出版物）から得られる結晶質相のＸＲＤパターンと比較することによって求めた。実施例１の物質で得られた結晶質相は、ガーネット結晶構造（ＹＡＧ）を示すイットリア・アルミナ結晶と、アルファおよびガンマＡｌ２Ｏ３相の混合物とであった。
【０１１１】
以下の方法により、微細構造分析のためのサンプルを調製した。約１ｇの実施例１の粒子を、固定用樹脂（イリノイ州レーク・ブラフ（Ｌａｋｅ Ｂｌｕｆｆ，ＩＬ））のビューラー（Ｂｕｅｈｌｅｒ）から商品記号「トランスオプティック・パウダー（ＴＲＡＮＳＯＰＴＩＣ ＰＯＷＤＥＲ）」として入手）に取り付けた。樹脂から作った円筒は、その直径が約２．５ｃｍで、高さが約１．９ｃｍであった。ポリッシャー（イリノイ州レーク・ブラフ（Ｌａｋｅ Ｂｌｕｆｆ、ＩＬ）のビューラー（Ｂｕｅｈｌｅｒ）から商品記号「エコメット（ＥＣＯＭＥＴ）３」として入手したもの）を使用した通常のポリッシング法により、固定した切片を調製した。このサンプルは、１２５マイクロメートルのダイヤモンドを含むダイヤモンドホイールを用いて約３分間ポリッシングした後で、それぞれ４５、３０、１５、９、３および１マイクロメートルのスラリーを用いて５分間ポリッシングした。取付け、ポリッシングしたサンプルを、金・パラジウムの薄膜でコーティングしてから、ＪＥＯＬ・ＳＥＭ（モデルＪＳＭ８４０Ａ）を用いて観察した。
【０１１２】
図１０は、実施例１の物質のポリッシングしたセクションの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の電子顕微鏡写真である。実施例１の物質の微細構造は、マトリックスのアルミナ１０３の中でＹＡＧ結晶１０１が、樹枝状に成長して得られたものであることが観察された。倍率を１２，０００倍にして観察しても、マトリックスの中に共晶構造の存在は認められなかった。樹枝状ＹＡＧ結晶の平均サイズは、直線切断法を用いて求めた。微細構造の後方散乱電子顕微鏡（ＢＳＥ）写真を用いて、以下のようにして、平均結晶子径を求めた。顕微鏡写真の上にランダムに引いた直線の単位長さ（ＮＬ）あたりの、それを切断している結晶子の数を計数する。この数字から、以下の式を使用して平均の結晶子の径を求める。
【数２】
ここでＮＬは、単位長さを切断している結晶子の数であり、Ｍは顕微鏡写真の倍率である。その樹枝状ＹＡＧ結晶は、約１．５マイクロメートルの平均直径を有していた。
【０１１３】
実施例１の結晶質粒子の平均硬度は、以下のようにして求めた。微細構造評価のところに記載したのと同じ方法を用い、約１ｇのビーズを取り付けてポリッシングした。微小硬度の測定には従来タイプのビッカース圧子を取り付けた微小硬度試験器（たとえば、日本国東京の（株）ミツトヨ（Ｍｉｔｕｔｏｙｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から商品記号「ミツトヨ（ＭＩＴＵＴＯＹＯ）ＭＶＫ−ＶＬ」として入手したもの）を使用し、押し込み荷重として２００ｇを用いた。その微小硬度測定は、ＡＳＴＭ試験法Ｅ３８４「材料の微小硬度のための試験方法」（１９９１）に記載のガイドラインに従って行ったが、その開示を参考として引用し本明細書に組み入れる。実施例１の物質の平均微小硬度（１０回の測定の平均値）は、９．８ＧＰａであった。
【０１１４】
実施例２
実施例２の粒子は、実施例１の記載と同様にして調製したが、ただし、使用した原料物質の量は、５０ｇのアルミナ粒子（「Ａ１６ＳＧ］）、５０ｇの酸化イットリウム粒子（モリコープ・インコーポレーテッド（Ｍｏｌｙｃｏｒｐ Ｉｎｃ．）から入手）、１００ｇのイソプロピルアルコール、および２００ｇのアルミナミリング媒体（円筒形状、高さ、直径ともに０．６３５ｃｍ、９９．９％アルミナ、クアーズ（Ｃｏｏｒｓ）から入手）であった。さらに、分級したフィード粒子については、火炎成形操作の前の予備焼結は行わなかった。火炎成形では、フィード粒子の径は−４５＋６０メッシュの範囲（すなわち、開口寸法２５０マイクロメートルと開口寸法３５５マイクロメートルとの金網の間で集めた画分で、その平均粒度が約３００マイクロメートル）であった。
【０１１５】
火炎形成された粒子の形状は球状で、粒度は約２１０マイクロメートルから最高約３００マイクロメートルまで、その平均粒度は約２５０マイクロメートルであった。
【０１１６】
実施例２の物質の結晶質相含量は、実施例１で述べたようにして、ＸＲＤにより求めた。実施例２の物質ついて同定された結晶質相は、ＹＡＧ、およびガンマ（微量）とアルファＡｌ２Ｏ３相の混合物であった。
【０１１７】
実施例２の物質の微細構造は、実施例１で述べたＳＥＭ法を使用して分析した。その物質の微細構造は、アルミナとＹＡＧを含む共晶マトリックス中のＹＡＧの初晶からできていることが観察された。ＹＡＧの初晶は、ロッド状またはより等軸晶の形状のいずれかであって、樹枝状に成長したパターンで配列していた。ＹＡＧの初晶の間の微細構造は、明確な格子を有さない特徴的な共晶構造であった。
【０１１８】
実施例１の記載のようにして硬度を測定すると、８．９ＧＰａであった。
【０１１９】
実施例３
実施例３の粒子は、実施例２の記載と同様にして調製したが、ただし、使用した原料物質の量は、６６ｇのアルミナ粒子（「Ａ１６ＳＧ］）、３４ｇの酸化イットリウム粒子（モリコープ・インコーポレーテッド（Ｍｏｌｙｃｏｒｐ Ｉｎｃ．）から入手）、１００ｇのイソプロピルアルコール、および２００ｇのアルミナミリング媒体（円筒形状、高さ、直径ともに０．６３５ｃｍ、９９．９％アルミナ、クアーズ（Ｃｏｏｒｓ）から入手）であった。
【０１２０】
火炎形成された粒子の形状は球状で、粒度は約２１０マイクロメートルから最高約３００マイクロメートルまで、その平均粒度は約２５０マイクロメートルであった。
【０１２１】
実施例３の物質の結晶質相含量は、実施例１で述べたようにして、ＸＲＤにより求めた。実施例３の物質について同定された結晶質相は、ＹＡＧ、およびガンマ（微量）とアルファＡｌ２Ｏ３相の混合物であった。
【０１２２】
実施例３の物質の微細構造は、実施例１で述べたＳＥＭを使用して分析した。その物質の微細構造は、アルミナとＹＡＧを含む共晶マトリックス中のアルミナの初晶からできていることが観察された。そのアルミナの初晶は等軸晶で、切り子面を有していた。そのアルミナの初晶の平均サイズは、直線切断法により測定して、約３マイクロメートルであった。アルミナの初晶の間の微細構造は、明確な格子を有さない特徴的な共晶構造であった。
【０１２３】
実施例１の記載のようにして硬度を測定すると、１１．７ＧＰａであった。
【０１２４】
実施例４
実施例４の粒子は、実施例２の記載と同様にして調製したが、ただし、使用した原料物質の量は、８０ｇのアルミナ粒子（「Ａ１６ＳＧ］）、２０ｇの酸化イットリウム粒子（モリコープ・インコーポレーテッド（Ｍｏｌｙｃｏｒｐ Ｉｎｃ．）から入手）、１００ｇのイソプロピルアルコール、および２００ｇのアルミナミリング媒体（円筒形状、高さ、直径ともに０．６３５ｃｍ、９９．９％アルミナ、クアーズ（Ｃｏｏｒｓ）から入手）であった。
【０１２５】
火炎形成された粒子の形状は球状で、粒度は約２１０マイクロメートルから最高約３００マイクロメートルまで、その平均粒度は約２５０マイクロメートルであった。
【０１２６】
実施例４の物質の結晶質相含量は、実施例１で述べたようにして、ＸＲＤにより求めた。実施例４の物質について同定された結晶質相は、ＹＡＧと、アルファＡｌ２Ｏ３相であった。
【０１２７】
実施例４の物質の微細構造は、実施例１で述べたＳＥＭ法を使用して分析した。図１１は、実施例４の物質のポリッシングしたセクションの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の電子顕微鏡写真である。そのサンプルの微細構造は、アルミナとＹＡＧを含む共晶マトリックス１１３中のアルミナの初晶Ａｌ２Ｏ３１１１からできていることが観察された。そのアルミナの初晶は等軸晶で、切り子面を有していた。そのアルミナの初晶の平均サイズは、直線切断法により測定して、約４マイクロメートルであった。アルミナの初晶の間の微細構造は、明確な格子を有さない特徴的な共晶構造であった。
【０１２８】
実施例１の記載のようにして硬度を測定すると、１３．２ＧＰａであった。
【０１２９】
本発明の範囲および本発明の精神から外れることなく、本発明の各種の修正と変更が可能であることは当業者には明らかであるが、本発明が、本明細書に記載した説明のための実施形態によって不当に限定されるものではないことは、理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】火炎−溶融装置のための粉体フィーダー集成装置を含む装置の実施形態の１例の側面図である。
【図２】図１の装置の断面図である。
【図３】図１の装置の分解断面図である。
【図４】図１の粉体フィーダー集成装置の一部の側面図である。
【図５】図１の粉体フィーダー集成装置の一部の斜視図である。
【図６】図１の粉体フィーダー集成装置の一部の断面図である。
【図７】本発明による溶融多結晶質研磨粒子を含む被覆研磨物品の部分破断概略図である。
【図８】本発明による溶融多結晶質研磨粒子を含む結合研磨物品の斜視図である。
【図９】本発明の方法による溶融多結晶質研磨粒子を含む不織研磨物品の一部の拡大概略図である。
【図１０】実施例１により製造した溶融多結晶質物質の電子顕微鏡写真である。
【図１１】実施例４により製造した溶融多結晶質物質の電子顕微鏡写真である。
【背景技術】
【０００１】
当業者に公知の各種の研磨粒子（たとえば、ダイヤモンド粒子、立方晶窒化ケイ素粒子、溶融研磨粒子、および焼結したセラミック研磨粒子（ゾルゲル法による研磨粒子を含む））が存在する。いくつかの研磨用途においては、研磨粒子が分散した形態で使用されるのに対し、他の用途では、粒子が研磨製品（たとえば、被覆研磨製品、結合研磨製品、不織研磨製品、および研磨ブラシ）の中に組み込まれる。特定の研磨用途のための研磨粒子を選択する際に用いられる基準としては、研磨材の可使時間、切削速度、基材表面仕上げ、研削効率、および製造コストなどが挙げられる。
【０００２】
１９００年頃から１９８０年代中頃まで、被覆研磨製品および結合研磨製品を使用する研磨用途のために広く使用された研磨粒子は、典型的には溶融研磨粒子であった。２種の一般的なタイプの溶融研磨粒子が存在する。（１）溶融アルファアルミナ研磨粒子（たとえば、特許文献１（コールター（Ｃｏｕｌｔｅｒ）、特許文献２（トーン（Ｔｏｎｅ））、特許文献３（サウンダース（Ｓａｕｎｄｅｒｓ）ら）、特許文献４（アレン（Ａｌｌｅｎ））および特許文献５（バウマン（Ｂａｕｍａｎｎ）ら）を参照されたい）、ならびに（２）溶融（時には「共溶融」とも呼ばれる）アルミナ−ジルコニア研磨粒子（たとえば、特許文献６（ラウズ（Ｒｏｗｓｅ）ら）、特許文献７（ペット（Ｐｅｔｔ）ら）、特許文献８（キナン（Ｑｕｉｎａｎ）ら）、特許文献９（ワトソン（Ｗａｔｓｏｎ））、特許文献１０（プーン（Ｐｏｏｎ）ら）、および特許文献１１（ギブソン（Ｇｉｂｓｏｎ）ら）を参照されたい）（さらには、ある種の溶融オキシナイトライド研磨粒子を報告している、たとえば、特許文献１２（デュボッツ（Ｄｕｂｏｔｓ）ら）、および特許文献１３（デュボッツ（Ｄｕｂｏｔｓ）ら）も参照されたい）。溶融アルミナ研磨粒子の典型的な製法では、アルミニウム鉱石またはボーキサイトのようなアルミナ源、さらにはその他の偶然に含まれる不純物および所望の添加物を炉に装入し、原料をその融点以上に加熱し、その溶融物を冷却して凝固した塊状物とし、その凝固した塊状物を破砕して粒子とし、次いでその粒子を篩い分けて分級して、所望の粒度分布の研磨材を得る。溶融アルミナ−ジルコニア研磨粒子も典型的には同様の方法で製造されるが、ただし、炉には、アルミナ源、ジルコニア源、ならびに場合によっては安定化酸化物たとえばイットリア、セリア、マグネシア、希土類酸化物およびチタニアを装入し、その溶融物を、溶融アルミナ研磨粒子を製造するために使用される溶融物の場合よりも急速に冷却する。溶融アルミナ−ジルコニア研磨粒子では、アルミナ源の量は典型的には約１５〜８５重量パーセント、ジルコニアの量は８５〜１５重量パーセントである。溶融アルミナおよび溶融アルミナ研磨粒子の製造方法では典型的には、冷却工程より前に溶融物から不純物を除去することが含まれる。残存の不純物（たとえば、シリカ、チタニア、および酸化鉄）は通常、結晶および共融晶の粒界に濃縮される。結晶および／または結晶粒界における不純物は、結晶質および／またはガラス質状態で存在するか、および／またはたとえばアルミナおよび／またはジルコニアの結晶構造に溶解した状態で存在しうる。アーク溶融法により製造される溶融アルミナ−ジルコニアセラミックス中に普通に存在する不純物は炭素である。理論に捕らわれることは欲しないが、アルミナ−ジルコニアセラミックスを酸化性雰囲気下で高い温度（たとえば、一般的に約３５０℃より高温）に加熱した場合には、炭素がセラミックスに悪影響をおよぼすと考えられる。
【０００３】
一般的に、冷却速度が、共晶層構造を含む共融晶のモルホロジー（たとえばサイズ）や共晶層の間の間隔（すなわち、層の厚み）に影響を与えることは知られている。さらに、一般的には、冷却速度が高いほど、典型的には共融晶が小さく、また共晶層が薄くなることが知られている。さらに、一般的には、冷却速度が、得られるセラミックの相の構成にも影響を与えることが知られている。たとえば、冷却速度が高いほど、典型的にはより正方晶系（立方晶系）のジルコニアが生成しやすい。一般的に、安定剤（たとえば、イットリア、マグネシアなど）が存在しない場合、より小さな正方晶系ジルコニア結晶の方が、単斜晶系相への変態に対してはより安定である。さらに、溶融物からの熱の除去に方向性があるような場合（たとえば、ブックモールドの場合）には、共晶構造を含む格子は熱が除去される方向に向けて非対称的に成長する可能性がある（すなわち、格子の成長に配向がある、あるいは延伸される）。典型的には、格子サイズが小さい方が望ましい。
【０００４】
溶融研磨粒子の領域における最近の開発は、以下のような特許に報告されている。たとえば、特許文献１４、特許文献１５、特許文献１６、特許文献１７、特許文献１８、特許文献１９（公開日、２００１年８月９日）、ならびに特許文献２０、特許文献２１、特許文献２２、特許文献２３（公開日、２００２年１月３１日）。
【０００５】
溶融アルファアルミナ研磨粒子および溶融アルミナ−ジルコニア研磨粒子は、依然として研磨用途（被覆および結合研磨製品を使用するものを含む）において広く使用されてはいるが、およそ１９８０年代中頃以降では、多くの研磨用途に主として使用される研磨粒子は、ゾルゲル法によるアルファアルミナ粒子である（たとえば、特許文献２４（ライトハイザー（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ）ら）、特許文献２５（ライトハイザー（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ）ら）、特許文献２６（コットリンガー（Ｃｏｔｔｒｉｎｇｅｒ）ら）、特許文献２７（シュワーベル（Ｓｃｈｗａｂｅｌ））、特許文献２８（モンロー（Ｍｏｎｒｏｅ）ら）、特許文献２９（ウッド（Ｗｏｏｄ）ら）、特許文献３０（ペロウ（Ｐｅｌｌｏｗ）ら）、特許文献３１（ウッド（Ｗｏｏｄ））、特許文献３２（ベルグ（Ｂｅｒｇ）ら）、特許文献３３（ローベンホルスト（Ｒｏｗｅｎｈｏｒｓｔ）ら）、特許文献３４（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））、特許文献３５（コンウェル（Ｃｏｎｗｅｌｌ）ら）、特許文献３６（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））、特許文献３７（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））、および特許文献３８（ガーグ（Ｇａｒｇ）ら）、を参照されたい）。
【０００６】
ゾルゲル法によるアルファアルミナ研磨粒子には、非常に微細なアルファアルミナ結晶子からなる微細構造を有していてもよく、付加的な二次相は存在する場合も存在しない場合もある。ゾルゲル法による研磨粒子の金属に対する研削性能は、たとえば、その研磨粒子を使用して製造した研磨製品の可使寿命によって測定されるが、多くの従来からの溶融アルミナ研磨粒子から製造した製品に比較して劇的に長くなった。
【０００７】
当業者には各種の研磨製品（「研磨物品」と呼ばれることもある）が知られている。典型的には、研磨製品にはバインダーと、バインダーによって研磨製品の中に固定されている研磨粒子とが含まれている。研磨製品の例を挙げれば、被覆研磨製品、結合研磨製品、不織研磨製品、および研磨ブラシなどがある。
【０００８】
結合研磨製品の例としては、研削ホイール、カットオフホイール、およびホーニングストーンなどがある。結合研磨製品を製造するために使用される主な結合システムのタイプとしては、レジノイド、ビトリファイド、および金属がある。レジノイド結合研磨材では、有機バインダーシステム（たとえば、フェノール系バインダーシステム）を使用して、研磨粒子を互いに結合させて、成形塊状物を形成させる（たとえば、特許文献３９（ナラヤナン（Ｎａｒａｙａｎａｎ）ら）、特許文献４０（ヘインズ（Ｈａｙｎｅｓ）ら）、特許文献４１（ナラヤナン（Ｎａｒａｙａｎａｎ）ら）、および特許文献４２（ナラヤナン（Ｎａｒａｙａｎａｎ）ら）を参照されたい）。また別な主なタイプにはビトリファイドホイールがあるが、これはガラスバインダーシステムを用いて研磨粒子を互いに結合させて、塊状物とする（たとえば、特許文献４３（ルー（Ｒｕｅ））、特許文献４４（ヘイ（Ｈａｙ）ら）、特許文献４５（マルコフ−マテニイ（Ｍａｒｋｈｏｆｆ−Ｍａｔｈｅｎｙ）ら）、および特許文献４６（チー（Ｑｉ）ら）を参照されたい）。それらのガラス結合は通常、９００℃〜１３００℃の間の温度で養生させる。現在では、ビトリファイドホイールでは、溶融アルミナとゾルゲル法による研磨粒子との両方が使用されている。金属結合研磨製品では通常、研磨粒子を結合させるために、焼結またはめっきした金属を使用する。
【特許文献１】米国特許第１，１６１，６２０号明細書
【特許文献２】米国特許第１，１９２，７０９号明細書
【特許文献３】米国特許第１，２４７，３３７号明細書
【特許文献４】米国特許第１，２６８，５３３号明細書
【特許文献５】米国特許第２，４２４，６４５号明細書
【特許文献６】米国特許第３，８９１，４０８号明細書
【特許文献７】米国特許第３，７８１，１７２号明細書
【特許文献８】米国特許第３，８９３，８２６号明細書
【特許文献９】米国特許第４，１２６，４２９号明細書
【特許文献１０】米国特許第４，４５７，７６７号明細書
【特許文献１１】米国特許第５，１４３，５２２号明細書
【特許文献１２】米国特許第５，０２３，２１２号明細書
【特許文献１３】米国特許第５，３３６，２８０号明細書
【特許文献１４】国際公開第０１/５６９４５号パンフレット
【特許文献１５】国際公開第０１/５６９４６号パンフレット
【特許文献１６】国際公開第０１/５６９４７号パンフレット
【特許文献１７】国際公開第０１/５６９４８号パンフレット
【特許文献１８】国際公開第０１/５６９４９号パンフレット
【特許文献１９】国際公開第０１/５６９５０号パンフレット
【特許文献２０】国際公開第０２/０８１４３号パンフレット
【特許文献２１】国際公開第０２/０８１４４号パンフレット
【特許文献２２】国際公開第０２/０８１４５号パンフレット
【特許文献２３】国際公開第０２/０８１４６号パンフレット
【特許文献２４】米国特許第４，３１４，８２７号明細書
【特許文献２５】米国特許第４，５１８，３９７号明細書
【特許文献２６】米国特許第４，６２３，３６４号明細書
【特許文献２７】米国特許第４，７４４，８０２号明細書
【特許文献２８】米国特許第４，７７０，６７１号明細書
【特許文献２９】米国特許第４，８８１，９５１号明細書
【特許文献３０】米国特許第４，９６０，４４１号明細書
【特許文献３１】米国特許第５，１３９，９７８号明細書
【特許文献３２】米国特許第５，２０１，９１６号明細書
【特許文献３３】米国特許第５，３６６，５２３号明細書
【特許文献３４】米国特許第５，４２９，６４７号明細書
【特許文献３５】米国特許第５，５４７，４７９号明細書
【特許文献３６】米国特許第５，４９８，２６９号明細書
【特許文献３７】米国特許第５，５５１，９６３号明細書
【特許文献３８】米国特許第５，７２５，１６２号明細書
【特許文献３９】米国特許第４，７４１，７４３号明細書
【特許文献４０】米国特許第４，８００，６８５号明細書
【特許文献４１】米国特許第５，０３８，４５３号明細書
【特許文献４２】米国特許第５，１１０，３３２号明細書
【特許文献４３】米国特許第４，５４３，１０７号明細書
【特許文献４４】米国特許第４，８９８，５８７号明細書
【特許文献４５】米国特許第４，９９７，４６１号明細書
【特許文献４６】米国特許第５，８６３，３０８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
研磨材業界では、新規な研磨粒子および研磨物品、さらにはそれらを製造するための方法が依然として求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一つの態様においては、本発明は、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質物質（たとえば、粒子）を提供するが、ここで、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部は、転移（たとえば、ガンマ）Ａｌ２Ｏ３であり、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部は、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在している。いくつかの実施形態においては、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３は、（ｉ）ガーネット結晶構造、（ｉｉ）ペロブスカイト結晶構造、または（ｉｉｉ）樹枝状結晶を含む微細構造（たとえば、平均サイズが２マイクロメートル未満、いくつかの実施形態においては、１〜２マイクロメートルの範囲の樹枝状結晶）の内の少なくとも一つを示す。いくつかの実施形態においては、その溶融多結晶質物質には、それぞれの溶融多結晶質物質の全重量を基準にして、少なくとも５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、さらには少なくとも９０重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む。いくつかの実施形態においては、その溶融多結晶質物質には、溶融多結晶質物質の全重量を基準にして、Ａｌ２Ｏ３を３５〜９０（いくつかの実施形態においては、４０〜９０、４５〜９０、５０〜９０、５５〜９０、６０〜９０、さらには６５〜９０）重量パーセントの範囲で、そしてＹ２Ｏ３を６５〜１５（いくつかの実施形態においては、６０〜１５、５５〜１５、５０〜１０、４５〜１０、４０〜１０、さらには３５〜１０）重量パーセントの範囲で含む。
【００１１】
一つの態様においては、本発明は、本発明による溶融多結晶質物質を製造するための方法を提供するが、その方法に含まれるのは、
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融物（たとえば、溶融物を火炎成形する）を提供する工程、および
前記溶融物冷却を冷却して、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質物質を直接提供する工程であって、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部は転移（たとえば、ガンマ）Ａｌ２Ｏ３であり、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部は、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在している工程である。いくつかの実施形態においては、その複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３は、（ｉ）ガーネット結晶構造、（ｉｉ）ペロブスカイト結晶構造、または（ｉｉｉ）樹枝状結晶を含む微細構造の内の少なくとも一つを示す。いくつかの実施形態においては、その物質を破砕して粒子を提供する。いくつかの実施形態においては、溶融物を冷却する工程の少なくとも一部に、流体（たとえば、水）の中に溶融物を浸漬させることが含まれる。
【００１２】
一つの態様においては、本発明は、本発明による溶融多結晶質粒子を製造するための方法を提供するが、その方法に含まれるのは、
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融物（たとえば、溶融物を火炎成形する）を提供する工程、
前記溶融物を前駆体粒子に成形する工程、および
前駆体粒子を冷却して、直接Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質粒子を提供する工程であって、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部は、転移（たとえば、ガンマ）Ａｌ２Ｏ３であり、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部は、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在している工程である。いくつかの実施形態においては、その複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３は、（ｉ）ガーネット結晶構造、（ｉｉ）ペロブスカイト結晶構造、または（ｉｉｉ）樹枝状結晶を含む微細構造の内の少なくとも一つを示す。いくつかの実施形態においては、溶融物を冷却する工程の少なくとも一部に、流体（たとえば、水）の中に溶融物を浸漬させることが含まれる。
【００１３】
一つの態様においては、本発明は、（ａ）１〜１０マイクロメートル（いくつかの実施形態においては、１〜９、１〜８、１〜７、１〜６、１〜５、さらには５〜１０）マイクロメートルの範囲の平均結晶子径を有するアルファアルミナ、および（ｂ）明瞭な結晶質相として存在する複合Ｙ２Ｏ３・金属酸化物を含む、溶融多結晶質物質（たとえば、粒子、いくつかの実施形態においては、研磨粒子）を提供する。いくつかの実施形態においては、その溶融多結晶質物質には、溶融多結晶質物質の全重量を基準にして、少なくとも５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、さらには少なくとも９０重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む。いくつかの実施形態においては、その溶融多結晶質物質には、溶融多結晶質物質の全重量を基準にして、Ａｌ２Ｏ３を３５〜９０（いくつかの実施形態においては、４０〜９０、４５〜９０、５０〜９０、５５〜９０、６０〜９０、さらには６５〜９０）重量パーセントの範囲で、そしてＹ２Ｏ３を６５〜１０（いくつかの実施形態においては、６０〜１０、５５〜１０、５０〜１０、４５〜１０、４０〜１０、さらには３５〜１０）重量パーセントの範囲で含む。
【００１４】
一つの態様においては、本発明は、（ａ）１〜１０マイクロメートルの範囲の平均結晶子径を有するアルファアルミナ、および（ｂ）明瞭な結晶質相として存在する複合Ｙ２Ｏ３・金属酸化物を含む溶融多結晶質物質（たとえば、粒子、いくつかの実施形態においては、研磨粒子）を製造する方法を提供するが、その方法に含まれるのは、
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融物を提供する工程、および、
前記溶融物を冷却して、溶融多結晶質物質を直接提供する工程である。
【００１５】
一つの態様においては、本発明は、（ａ）１〜１０マイクロメートルの範囲の平均結晶子径を有するアルファアルミナ、および（ｂ）明瞭な結晶質相として存在する複合Ｙ２Ｏ３・金属酸化物を含む溶融多結晶質物質（たとえば、粒子、いくつかの実施形態においては、研磨粒子）を製造する方法を提供するが、その方法に含まれるのは、
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質物質（たとえば、粒子）を加熱する工程であって、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部は、転移（たとえば、ガンマ）Ａｌ２Ｏ３であり、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部は、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在している工程である。いくつかの実施形態においては、その複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３は、（ｉ）ガーネット結晶構造、（ｉｉ）ペロブスカイト結晶構造、または（ｉｉｉ）樹枝状結晶を含む微細構造の内の少なくとも一つを示す。いくつかの実施形態においては、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏを含む溶融多結晶質物質を破砕した後に加熱する。いくつかの実施形態においては、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質物質を加熱して、転移（たとえば、ガンマ）アルミナの少なくとも一部（加熱前の転移（たとえば、ガンマ）アルミナの全容積を基準にして、いくつかの実施形態においては、少なくとも５０、６０、７５、９０、９６、９９、またはさらには１００容積パーセント）をアルファアルミナに転化させる。
【００１６】
本明細書における定義を以下に述べる。
「複合金属酸化物」という用語は、２種またはそれ以上の異なる金属元素と酸素とを含む金属酸化物（たとえば、ＣｅＡｌ１１Ｏ１８、Ｄｙ３Ａｌ５Ｏ１２、ＭｇＡｌ２Ｏ４、およびＹ３Ａｌ５Ｏ１２）を指す、
「複合Ａｌ２Ｏ３・金属酸化物」という用語は、理論的酸化物基準で、Ａｌ２Ｏ３と１種または複数のＡｌ以外の金属元素を含む複合金属酸化物（たとえば、ＣｅＡｌ１１Ｏ１８、Ｄｙ３Ａｌ５Ｏ１２、ＭｇＡｌ２Ｏ４、およびＹ３Ａｌ５Ｏ１２）を指す、
「複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３」という用語は、理論的酸化物基準で、Ａｌ２Ｏ３とＹ２Ｏ３とを含む複合金属酸化物（たとえば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）を指す、
「複合Ａｌ２Ｏ３・ＲＥＯ」という用語は、理論的酸化物基準で、Ａｌ２Ｏ３と希土類酸化物とを含む複合金属酸化物（たとえば、ＣｅＡｌ１１Ｏ１８およびＤｙ３Ａｌ５Ｏ１２）を指す、
「明瞭な結晶質相」とは、Ｘ線回折において、他の明瞭な結晶質相との固溶体として存在しているような相とは対照的なものとして検出される結晶質相である（たとえば、公知のことであるが、Ｙ２Ｏ３またはＣｅＯ２のような酸化物は、結晶質ＺｒＯ２との固溶体として存在することができ、相安定化剤として機能するが、この様な状態でのＹ２Ｏ３またはＣｅＯ２は明瞭な結晶質相ではない）、
「溶融（ｆｕｓｅｄ）」という用語は、溶融物から直接冷却された結晶質物質、および溶融物から直接冷却された結晶質物質を加熱処理することにより製造された結晶質物質（たとえば、溶融物から直接冷却された遷移アルミナを加熱処理することにより製造されたアルファアルミナ）を指す、
「希土類酸化物」という用語は、酸化セリウム（たとえば、ＣｅＯ２）、酸化ジスプロシウム（たとえば、Ｄｙ２Ｏ３）、酸化エルビウム（たとえば、Ｅｒ２Ｏ３）、酸化ユウロピウム（たとえば、Ｅｕ２Ｏ３）、酸化ガドリニウム（たとえば、Ｇｄ２Ｏ３）、酸化ホルミウム（たとえば、Ｈｏ２Ｏ３）、酸化ランタン（たとえば、Ｌａ２Ｏ３）、酸化ルテチウム（たとえば、Ｌｕ２Ｏ３）、酸化ネオジム（たとえば、Ｎｄ２Ｏ３）、酸化プラセオジム（たとえば、Ｐｒ６Ｏ１１）、酸化サマリウム（たとえば、Ｓｍ２Ｏ３）、酸化テルビウム（たとえば、Ｔｂ２Ｏ３）、酸化トリウム（たとえば、Ｔｈ４Ｏ７）、酸化ツリウム（たとえば、Ｔｍ２Ｏ３）、および酸化イッテリビウム（たとえば、Ｙｂ２Ｏ３）、ならびにそれらの組み合わせを指す、
「ＲＥＯ］という用語は、希土類酸化物を指す。
【００１７】
本発明による溶融多結晶質研磨粒子は、研磨物品の中に組み込むこともできるし、あるいは分散した形態で使用することもできる。研磨粒子は通常、所定の粒度分布に分級してから使用する。そのような分布では通常、粗粒子から微粒子まで、ある範囲の粒度を有している。研磨材業界においては、この範囲を「粗粒（ｃｏａｒｓｅ）」、「中粒（ｃｏｎｔｒｏｌ）」および「微粉（ｆｉｎｅ）」画分と呼ぶこともある。研磨業界に受容された分級標準に従って分級された研磨粒子はそれぞれ、その粒度分布を、ある数値限度内の公称グレードとして規定される。そのような業界に受容された分級標準（すなわち、規定された公称グレード）としては、アメリカン・ナショナル・スタンダーズ・インスティチュート・インコーポレーテッド（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ、Ｉｎｃ．）（ＡＮＳＩ）標準、フェデレーション・オブ・ユーロピアン・プロデューサーズ・オブ・アブレーシブ・プロダクツ（Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｐｒｏｄｕｃｅｒｓ ｏｆ Ａｂｒａｓｉｖｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）（ＦＥＰＡ）標準、および日本工業規格（ＪＩＳ）標準として知られているものが挙げられる。
【００１８】
１つの態様において、本発明は規定された公称グレードを有する複数の研磨粒子を提供するが、その複数の研磨粒子の少なくとも一部は、本発明による溶融多結晶質研磨粒子である。いくつかの実施形態においては、複数の研磨粒子の全重量を基準にして、複数の研磨粒子の少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、またはさらには１００重量パーセントが、本発明による溶融多結晶質研磨粒子である。
【００１９】
本発明による方法のいくつかの実施形態では、その方法には、本発明による溶融多結晶質研磨粒子を分級して、規定された公称グレードを有する複数の粒子を与えることもさらに含む。いくつかの実施形態においては、溶融多結晶質研磨粒子を破砕するか、またはその他の方法で細かくした後に分級する。
【００２０】
別な態様においては、本発明は、バインダーおよび複数の研磨粒子を含む研磨物品を提供する。その研磨粒子の少なくとも一部は、本発明による溶融多結晶質研磨粒子である。研磨製品を例示すれば、被覆研磨物品、結合研磨物品（たとえば、ホイール）、不織研磨物品、それに研磨ブラシなどが挙げられる。被覆研磨物品には典型的には、第１および第２の背中合わせの主表面を有するバッキングが含まれ、その第１の主表面の少なくとも一部の上に、バインダーと複数の研磨粒子が研磨層を形成している。
【００２１】
いくつかの実施形態においては、研磨物品中の研磨粒子の全重量を基準にして、研磨物品の中の研磨粒子の少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、またはさらには１００重量パーセントが本発明による溶融多結晶質研磨粒子である。
【００２２】
本発明はまた表面を研磨するための方法も提供するが、その方法に含まれるのは、
本発明による溶融多結晶質研磨粒子をワークピースの表面に接触させる工程、および
本発明による溶融多結晶質研磨粒子または接触させた表面の少なくとも一方を移動させて、本発明による溶融多結晶質研磨粒子の一部を用いて、その表面の少なくとも一部を研磨する工程、である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、溶融多結晶質研磨粒子ならびにその製造方法および使用方法を提供する。溶融多結晶質物質および溶融物を形成させるための原料物質には以下のものが含まれる。
【００２４】
商業的な供給源も含めたＡｌ２Ｏ３（理論的酸化物基準）の供給源としては、ボーキサイト（天然産のボーキサイトおよび合成ボーキサイトの両方）、焼成ボーキサイト、水和アルミナ（たとえば、ベーマイトやギブザイト）、アルミニウム、バイヤー法アルミナ、アルミニウム鉱石、ガンマアルミナ、アルファアルミナ、アルミニウム塩、硝酸アルミニウム、およびそれらの組み合わせが挙げられる。Ａｌ２Ｏ３限は、Ａｌ２Ｏ３のみを与えるものであってもよい。それとは別に、Ａｌ２Ｏ３源が、Ａｌ２Ｏ３と、さらにはＡｌ２Ｏ３以外の１種または複数の金属酸化物（複合Ａｌ２Ｏ３・金属酸化物（たとえば、Ｄｙ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２、ＣｅＡｌ１１Ｏ１８など）の材料またはそれらを含む）とが得られるものであってもよい。Ａｌ２Ｏ３源が、たとえば微量のシリカ、酸化鉄、チタニア、および炭素をさらに含んでいてもよい。
【００２５】
商業的供給源を含めた希土類酸化物の供給源としては、希土類酸化物粉体、希土類金属、希土類含有鉱石（たとえば、バストナサイトおよびモナザイト）、希土類塩、希土類硝酸塩、および希土類炭酸塩などが挙げられる。この希土類酸化物源は、希土類酸化物を含むか、あるいは希土類酸化物のみが得られるものであってもよい。それとは別に希土類酸化物源が、希土類酸化物と、さらには希土類酸化物以外の１種または複数の金属酸化物（複合希土類酸化物・他の金属酸化物（たとえば、Ｄｙ３Ａｌ５Ｏ１２、ＣｅＡｌ１１Ｏ１８、など）の材料またはそれらを含む）とを含むか、それらが得られるものであってもよい。
【００２６】
商業的な供給源も含めたＹ２Ｏ３（理論的酸化物基準）の供給源としては、酸化イットリウム粉体、イットリウム、イットリウム含有鉱石、およびイットリウム塩（たとえば、イットリウムの炭酸塩、硝酸塩、塩酸塩、水酸化物、およびそれらの組み合わせ）などが挙げられる。このＹ２Ｏ３源は、Ｙ２Ｏ３を含むか、あるいはＹ２Ｏ３のみが得られるものであってもよい。それとは別にＹ２Ｏ３源は、Ｙ２Ｏ３と、さらにはＹ２Ｏ３以外の１種または複数の金属酸化物（たとえば複合Ｙ２Ｏ３・金属酸化物（たとえば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）の材料またはそれらを含む）とを含むか、それらが得られるものであってもよい。
【００２７】
さらに、その他の有用な金属酸化物としては、理論的酸化物基準で、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＧｅＯ２、ＨｆＯ２、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＭｎＯ、ＮｉＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｓｃ２Ｏ３、ＳｒＯ、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、およびそれらの組み合わせなどを挙げることができる。商業的な供給源も含めた供給源としては、酸化物そのもの、金属粉体、複合酸化物、鉱石、炭酸塩、酢酸塩、硝酸塩、塩酸塩、水酸化物、などがある。
【００２８】
商業的な供給源も含めたＺｒＯ２（理論的酸化物基準）の供給源としては、酸化ジルコニウム粉体、ジルコンサンド、ジルコニウム、ジルコニウム含有鉱石、およびジルコニウム塩（たとえば、ジルコニウムの炭酸塩、酢酸塩、硝酸塩、塩酸塩、水酸化物、およびそれらの組み合わせ）などが挙げられる。それに加えて、またはその代わりに、ＺｒＯ２源は、ＺｒＯ２と、さらにハフニアのような他の金属酸化物とを含むか、それらが得られるものであってもよい。商業的な供給源も含めたＨｆＯ２（理論的酸化物基準）の供給源としては、酸化ハフニウム粉体、ハフニウム、ハフニウム含有鉱石、およびハフニウム塩などが挙げられる。それに加えて、またはその代わりに、ＨｆＯ２源は、ＨｆＯ２と、さらにＺｒＯ２のような他の金属酸化物とを含むか、それらが得られるものであってもよい。いくつかの実施形態においては、ジルコニアが安定化ジルコニアであってもよい。ジルコニアのための典型的な安定剤としては、イットリア、カルシア、マグネシア、セリア、またはその他の希土類酸化物が挙げられる。
【００２９】
ＺｒＯ２およびＨｆＯ２を含む実施形態においては、ＺｒＯ２：ＨｆＯ２の重量比は、１：ゼロ（すなわち、全部ＺｒＯ２、ＨｆＯ２なし）からゼロ：１までの範囲であってよく、さらには、たとえば、少なくとも約９９、９８、９７、９６、９５、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２５、２０、１５、１０、および５部（重量による）のＺｒＯ２と、それに対応する量のＨｆＯ２（たとえば、少なくとも約９９部（重量による）のＺｒＯ２と、約１部以下のＨｆＯ２）、および少なくとも約９９、９８、９７、９６、９５、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２５、２０、１５、１０、および５部のＨｆＯ２と、それに対応する量のＺｒＯ２とであればよい。
【００３０】
いくつかの実施形態においては、少なくとも一部の金属酸化物源（いくつかの実施形態においては、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、７０、７５、８０、８５、９０、９５、またはさらには１００重量パーセント）は、酸化物形成またはその合金形成で負のエンタルピーを有する少なくとも１種の金属（たとえば、Ａｌ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、およびそれらの組み合わせ）のＭを含む粒子状の金属質材料を添加するか、またはそれらを他の原料物質と組み合わせることによって得るのが好都合となる。理論に捕らわれることを欲するものではないが、金属の酸化に伴う発熱反応によって発生する熱が、均一な溶融物、そして結果として溶融多結晶質物質を形成させるのに有利に働くものと考えられる。たとえば、原料物質（典型的にはフィード粒子）の内部における酸化反応によって発生する追加の熱が、不充分な熱伝導を無くすか、最小化するか、または少なくとも減少させて、それにより、得られる溶融物の形成および均質化を容易にする、と考えられる。さらに、追加の熱が利用できることによって、各種の化学反応および物理的変化（たとえば、高密度化や球状化）を促進して完結させるのに役立つとも考えられる。さらに、いくつかの実施形態では、酸化反応によって発生した追加の熱が存在することによって、材料の融点が高いために、他の方法では困難あるいは非実用的であるような溶融物を形成させることも実際に可能となると考えられる。溶融多結晶質物質を形成させる際に粒子状の金属質材料を含めることの別な利点は、溶融、緻密化および球状化のような化学的および物理的プロセスを、短時間で達成することが可能である、という点にある。
【００３１】
粒子状原料物質は典型的には、その粒子径を選択して、均質なフィード粒子、ひいては溶融物の形成が短時間で達成できるようにする。典型的には、比較的小さな平均粒子径を有する原料物質が、この目的に用いられる。たとえば、約５ｎｍ〜約５０マイクロメートルの範囲（いくつかの実施形態においては、約１０ｎｍ〜約２０マイクロメートル、さらには約１５ｎｍ〜約１マイクロメートルの範囲）の平均粒子径を有し、ここで、その粒子の少なくとも９０（いくつかの実施形態においては、９５、さらには１００）重量パーセントが原料物質であるようなものが用いられるが、これらの粒子径の範囲から外れているものもまた、有用である。粒度が約５ｎｍ未満の粒子原料は、取扱うのが困難である（たとえば、そのような原料物質粒子の流動特性が不良となりがちなために、その粒子の流動特性が望ましくないものとなりがちである）。典型的な火炎成形プロセスにおいて、約５０マイクロメートルより大きな粒度の粒子状原料物質を使用すると、均質な溶融物および溶融多結晶質物質および／または所望の組成物を得ることが一層困難となる傾向がある。いくつかの実施形態においては、火炎成形は２５００℃以下（いくつかの実施形態においては、１９００℃〜２５００℃の範囲、さらには２０００℃〜２５００℃の範囲）で実施する。
【００３２】
さらに、いくつかのケースにおいては、たとえばフィード粒子を火炎にフィードして溶融物を形成させるときに、粒子状原料物質を、ある粒子径の範囲で供給するのが望ましい。理論に捕らわれることは欲しないが、このことが、フィード粒子の充填密度と強度に寄与すると考えられる。さらに、原料物質粒子があまりにも粗いと、たとえば火炎成形の過程で、フィード粒子に熱的および機械的応力がかかる傾向がある。そのような場合には最終的には、通常、フィード粒子が小さな断片に破損されたり、組成の均質性が失われたり、収量が低下したりあるいは、溶融が不完全になったりするが、その理由は、そのような断片は一般に、熱源から出る際にその軌跡が多方向に変動するからである。
【００３３】
一つの態様においては、フィード粒子（たとえば、予め溶融させた多結晶質物質を含んでいても、そのもの自体であってもよい）を独立して火炎の中にフィードして、溶融混合物を形成させる。別な態様においては、フィード粒子が、他の粒子状と共に混合した、予め溶融させた物質を含んでいてもよい。また、予め溶融させた物質を火炎の中にフィードし、一方ではその他の原料物質を個別に火炎の中に添加して溶融混合物を形成させることも本発明の範囲内である。後者の場合、それらの成分の混合物は、火炎の中で溶融した微少液滴が融合することによって生じるものと考えられる。
【００３４】
いくつかの実施形態においては、たとえば、原料物質を組み合わせたり、互いに混合させたりしてから、溶融させてフィード物質を形成する。各種好適な公知の方法を用いて、原料物質を組み合わせて実質的に均質な混合物を形成させることができる。それらの組合せ技術としては、ボールミル粉砕、混合、タンブリングなどが挙げられる。ボールミル中のミリング媒体は、たとえば、金属ボール、セラミックボールなどであってよい。そのセラミックミリング媒体は、たとえば、アルミナ、ジルコニア、シリカ、マグネシアなどであってよい。ボールミル粉砕は、乾燥環境中、水性環境中、あるいは溶媒系（たとえば、イソプロピルアルコール）環境中で実施することができる。原料物質バッチが金属粉体を含んでいるような場合には、ミリングの際に溶媒を使用するのが一般的には望ましい。その溶媒としては、適切な引火点を有し、原料物質を分散させる能力を有する物質であれば、何であってもよい。ミリング時間は、数分から数日でよいが、一般的には数時間〜２４時間の間である。湿式または溶媒系のミリングシステムでは、液体媒体を典型的には乾燥および／または濾過により除去すると、それにより得られる混合物は、典型的には均質であって、水および／または溶媒を実質的に含まないものとなる。溶媒系のミリングシステムを使用した場合、乾燥の際に溶媒回収システムを使用して、溶媒をリサイクルさせることができる。乾燥後には、得られる混合物は「乾燥ケーキ（ｄｒｉｅｄ ｃａｋｅ）」の形状となっていてもよい。このケーキ状の混合物を次いで、たとえば粉砕または破砕して所望の粒子径としてから溶融させる。別な方法として、たとえば、スプレー乾燥法を用いることも可能である。後者を用いると、典型的には、所望の酸化物混合物の球状粒子が得られる。フィード物質は、沈降法およびゾルゲル法を含めた湿式化学法によっても調製することができる。極端に高レベルの純度および均質性が望まれるような場合には、そのような方法が有利となるであろう。
【００３５】
フィード粒子が焼結物質であるのも、本発明の範囲内である。焼結物質を使用すれば、たとえば、焼結プロセスの間に揮発分がすべて除去され、また焼結プロセスの間に前駆体原料物質の対応する酸化物への転化も起きるので、有利である。
【００３６】
フィード粒子の粒度は、典型的には、最高１０００マイクロメートル（いくつかの実施形態においては、最高５００、２５０、１００、またはされには最高５０マイクロメートル）までであって、その粒度分布は狭くても広くてもよい。一般的には、使用するフィード粒子の粒度特性は、得られる溶融多結晶質物質の所望の粒度（分布）から求められる。理論に捕らわれることは欲しないが、火炎の中でいくつかの溶融粒子が融合するために、対応する平均フィード粒度よりも大きな平均粒度を有する溶融多結晶質物質を得ることが可能となるのだと考えられる。さらに、たとえば、火炎の中でフィード粒子の高密度化や破壊が起きるために、対応するフィード粒子よりも実質的に小さな平均粒度を有する溶融多結晶質物質を得ることが可能となるのだとも考えられる。一般的に、フィード粒子の粒度を、最大の粒状原料物質の粉体よりも大きなものとして、各種の成分を所望の比率で容易に混合できるようにするのが望ましい。さらに、いずれの組成物においても、フィード粒子の粒度の上限が存在する。この粒度の上限は多くのパラメーターに依存するが、そのようなものとしては、各種の成分さらには組成物全体の熱伝導率、熱容量などが挙げられる。さらに、フィード粒子の多孔度、火炎のタイプおよび熱容量、火炎中でのフィード粒子の滞留時間、および成分の間での化学反応の発生とそのタイプなどが、許容される最大のフィード粒度に影響する。
【００３７】
微粒子とは異なる形態、たとえば前駆体塩（たとえば、硝酸塩、酢酸塩などとして）、ポリマー（たとえば、シラン）または有機金属（たとえば、アルコキシド）などの形態で、フィード物質（すなわち、出発物質）の１種または複数の成分を提供するのも、本発明の範囲内である。その前駆体塩、ポリマー、または有機金属は、適切な溶媒（たとえば、水、アセトン、エーテル、アルコール、および炭化水素（たとえば、シクロヘキサン））などの中に溶解または分散させてから、火炎中にフィードする。さらには、フィード粒子を、たとえば溶媒（たとえば、水、アセトン、エーテル、アルコール、および炭化水素（たとえば、シクロヘキサン））の中に分散させてから、火炎中にフィードしてもよい。フィード粒子を溶媒中に分散させる場合には、火炎中における分散微少液滴のサイズを調節するのが望ましい。フィードする分散微少液滴が大きすぎると、溶媒の蒸発が不充分となりやすく、フィード粒子が溶融物の微少液滴への転換が起きない可能性がある。
【００３８】
一般には、フィード粒子を、たとえばスクリューフィーダー、振動フィーダーなどの技術を使用して、アグロメレーション、またはいわゆる「クランピング」を起こすことなく、火炎の中にフィードするのが望ましい。フィード粒子が望ましくないアグロメレーションおよび／またはクランピングを起こすと、粒子の溶融が不充分または不均質になったり、最終製品が多孔質になったりする原因となりうる。いくつかの場合には、フィード粒子を、コロイダル粉体（たとえば、ヒュームドシリカおよびアルミナ）または潤滑性粉体（たとえばステアリン酸）粉体と混合して、フィード粒子を単分散の状態に維持して、火炎の中に均質にフィードでいるようにしてもよい。
【００３９】
本発明による溶融多結晶質物質は、適切な金属酸化物源を火炎中で加熱して、溶融物、望ましくは均質な溶融物を形成させ、次いでその溶融物を急速に冷却することにより溶融多結晶質物質を得ることにより、製造することができる。溶融多結晶質物質のいくつかの実施形態では、たとえば、金属酸化物源を各種適切な炉（たとえば、誘導加熱炉もしくは抵抗加熱炉、ガスだき炉、またはプラズマ溶融器）を通過させて溶融させることにより製造することができる。典型的には、溶融物を溶融温度よりも２０℃〜２００℃高温に加熱して、その溶融物の粘度を低下させて、成分をより完全に混合しやすくするのが望ましい。
【００４０】
溶融多結晶質物質は典型的には、溶融させた物質（すなわち、溶融物）を比較的急速に冷却することによって得られる。溶融多結晶質物質を得るための急冷速度（すなわち、冷却速度）は、多くの因子に依存するが、そのようなものとしては、溶融多結晶質物質の化学組成、溶融物および得られる溶融多結晶質物質の熱的性質、加工技術、得られる溶融多結晶質物質の寸法と質量、および冷却技術などが挙げられる。
【００４１】
冷却速度が急冷された溶融多結晶質物質の性質に影響すると考えられる。たとえば、溶融多結晶質物質の密度、平均結晶子径、結晶の形状、結晶質相組成、および／またはその他の性質は、典型的には、冷却速度と共に変化する。典型的には、冷却速度が早いほど、得られる結晶サイズが小さくなるが、冷却速度が早過ぎると、得られる物質が非晶質となる可能性がある。理論に捕らわれることは欲しないが、溶融多結晶質物質を製造する際に用いられる冷却速度は、典型的には１０２℃／秒より高い（すなわち、溶融状態から１００℃の温度低下させるのに１秒かからない）、典型的には１０３℃／秒より高い（すなわち、溶融状態から１０００℃の温度低下させるのに１秒かからない）と考えられる。溶融物を冷却させる方法としては、冷却媒体（たとえば、高速空気ジェット、液体（たとえば、冷水）、金属プレート（冷却金属プレートを含む）、金属ロール（冷却金属ロールを含む）、金属ボール（冷却金属ボールを含む）など）の中に溶融物を吐出させることが挙げられる。当業者公知のその他の冷却技術としては、ロール冷却（ｒｏｌｌ−ｃｈｉｌｌｉｎｇ）がある。ロール冷却を実施するには、たとえば、金属酸化物源をその融点よりも通常２０〜２００℃高い温度で溶融させ、その溶融物を（たとえば、空気、アルゴン、窒素などのガスを使用した）高圧下で、高速回転している（単一または複数の）ロールの上にスプレーすることによって、冷却させる。典型的にはこれらのロールは金属製であって、水冷する。さらに金属ブックモールドも、溶融物を冷却させるには有用である。いくつかの実施形態においては、ブックモールドおよび／またはローラーなどを水中に浸漬させる。
【００４２】
理論に捕らわれることは欲しないが、本発明による溶融多結晶質物質のいくつかの実施形態において典型的に存在する、アルファ−アルミナの、転移アルミナ相に対する相対的な割合は、少なくとも部分的には冷却速度に影響される、と考えられる。理論に捕らわれることは欲しないが、冷却速度が早いほど、典型的には、ガンマまたはその他の遷移アルミナ相の形成に有利となり、その一方では冷却速度が遅いほど、アルファアルミナの形成に有利となる、と考えられる。本発明による溶融多結晶質研磨材料におけるアルファ−アルミナおよび遷移アルミナの所望量は、たとえば目的とする用途に依存する。物質を高速で除去することが必要な研磨材用途では、典型的には、アルファアルミナの含量を高くするのが望ましい。その一方で、たとえばポリッシングの場合のように、物質を低速で除去したい場合には、遷移アルミナの含量を高くするのが望ましい。
【００４３】
いくつかの実施形態においては、本発明は、（ａ）１〜１０マイクロメートルの範囲の平均結晶子径を有するアルファアルミナ、および（ｂ）明瞭な結晶質相として存在する、複合Ｙ２Ｏ３・金属酸化物を含む溶融多結晶質物質を提供する。いくつかの実施形態においては、本発明は、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質物質を提供するが、ここで、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部は、転移（たとえば、ガンマ）Ａｌ２Ｏ３であり、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部は、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在している。
【００４４】
いくつかの実施形態においては、（ａ）１〜１０マイクロメートルの範囲の平均結晶子径を有するアルファアルミナ、および（ｂ）明瞭な結晶質相として存在する複合Ｙ２Ｏ３・金属酸化物を含む溶融多結晶質物質を、そのＡｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質物質を加熱することによって提供することができる（典型的には９００℃以上であるが、もっと低い温度を使用することも可能である）。ここで、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部は、転移（たとえば、ガンマ）Ａｌ２Ｏ３であり、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部が、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在して、転移（たとえば、ガンマ）Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部が、アルファＡｌ２Ｏ３に転化されるようにする（いくつかの実施形態においては、加熱前の転移（たとえば、ガンマ）アルミナの量の全容積を基準にして、少なくとも５０、６０、７５、９０、９６、９９、さらには１００容積パーセントである）。典型的には、１６００℃以下の温度で加熱するのが望ましい。温度をそれ以上にすると、結晶粒が成長するために、溶融多結晶質物質の望ましくない劣化が急速に進行する可能性がある。一般的には、加熱温度が高いほど、転移（たとえば、ガンマ）アルミナをアルファアルミナに転化させるのに必要な加熱時間は短くなる。温度が低い場合には、より長い加熱時間とするのが望ましい。最も典型的には、１０００℃〜１３００℃の温度範囲で、５分〜３時間の範囲（いくつかの実施形態においては、１０分〜１時間の範囲）で加熱を実施する。加熱には、箱形炉および回転炉を含めて、当業者に公知の各種のタイプの炉を使用することができる。また別な態様においては、その炉が、たとえば抵抗加熱または誘導加熱されていてもよい。
【００４５】
急速な冷却をする場合には、たとえば還元性、中性、酸化性雰囲気などその環境を調節して、冷却の間に所望の酸化状態など、相組成を維持したり、および／または影響を与えたりすることもできる。この雰囲気は、過冷却の液の状態からの結晶化の動力学またはメカニズムに影響を与えることによって、結晶形成にも影響する可能性がある。たとえば、空気中に比較してアルゴン中では、Ａｌ２Ｏ３の溶融物を、より低い温度まで結晶化せずに過冷却できることが報告されている。
【００４６】
一つの方法においては、所望の組成を有するフィード物質（たとえば、再溶融させる溶融多結晶質物質および／またはガラスを含むセラミック粒子を含んでいても、あるいはそれらであってもよい）を、たとえば火炎成形プロセスを用いて溶融物に転化させてから、その溶融物を冷却して溶融多結晶質物質を形成させることもできる。火炎溶融プロセスの１例は、たとえば、米国特許第６，２５４，９８１号明細書（キャスル（Ｃａｓｔｌｅ））に記載されている。この方法では、金属酸化物源を（たとえば、「フィード粒子」と呼ばれることもある、粒子の形態で）バーナー（たとえば、メタン−空気バーナー、アセチレン−酸素バーナー、水素−酸素バーナー、など）の中に直接フィードする。
【００４７】
溶融多結晶質を製造するためのその他の方法としては、自由落下冷却（ｆｒｅｅ ｆａｌｌ ｃｏｏｌｉｎｇ）を伴うレーザースピン溶融法、テイラー（Ｔａｙｌｏｒ）ワイヤー法、プラズマトロン法、ハンマー・アンド・アンビル法、遠心急冷法、エアガン・スプラット冷却法、１本ローラーまたは２本ローラー急冷法、ローラープレート急冷法、およびペンダント・ドロップ溶融急冷法などが挙げられる（たとえば、ブロックウェイ（Ｂｒｏｃｋｗａｙ）ら、「ラピッド・ソリディフィケーション・オブ・セラミックス（Ｒａｐｉｄ Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）」、メタルズ・アンド・セラミックス・インフォメーション・センター、ア・デパートメント・オブ・ディフェンス・インフォメーション・アナリシス・センター（Ｍｅｔａｌｓ Ａｎｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ、Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｃｅｎｔｅｒ）、オハイオ州、コロンバス（Ｃｏｌｕｍｂｕｓ、ＯＨ）、１９８４年１月、を参照されたい）。溶融多結晶質物質の実施形態は、それ以外の方法でも得ることができ、そのようなものとしては、適当な前駆体を（火炎またはレーザーまたはプラズマを使用して）熱分解する方法、金属前駆体の物理的気相合成（ＰＶＳ）法、および機械化学的加工法などが挙げられる。さらに、溶融物および溶融多結晶質物質を製造するためのその他の方法としては、プラズマ溶射、溶融抽出、およびガスまたは遠心噴霧法が挙げられる。
【００４８】
粉体フィーダー装置のその他の例を図１〜６に示す。粉体フィーダー集成装置１０００は、粉体１１１０を保持し、それを火炎溶融装置１５００に送出する。火炎溶融装置１５００には、粉体１１１０を受け取って、溶融させ、本明細書に開示されているような他の物質に転換させるための、粉体受取りセクション１５１０が含まれる。粉体１１１０は、粉体フィーダー集成装置１０００の排出開口部１１３０を通過して、粉体受取りセクション１５１０に送り込まれる。排出開口部１１３０と粉体受取りセクション１５１０の間に、接続管１９００が位置している。さらに、排出開口部１１３０に近接して漏斗１３００が位置していて、粉体１１１０が排出開口部１１３０から出た後に、それを受け取り、その流れの向きを決める。
【００４９】
粉体フィーダー集成装置１０００には、粉体１１１０を保持するためのホッパー１１００が含まれる。典型的には、ホッパー１１００には円筒形の壁面で画定される胴部１１２０が含まれるが、それとは異なる胴部形状であってもよい。さらに、ホッパー１１００は、一体品で構成されていても、複数の部品で構成されていてもよい。例に示した実施形態におけるホッパー１１００には、カバーセクション１２００がさらに含まれる。そのカバーセクション１２００には、粉体１１１０をホッパー１１００にフィードするための開口部１７１０が含まれる。ホッパー１１００に粉体１１１０を充填するためには、各種市販されている送出手段、たとえばスクリューフィーダー、振動フィーダー、またはブラシフィーダーを使用することができる。カバーセクション１２００には、（図６に示したような）シャフト装入開口部１４２２を有するセクション１４１５が、さらに含まれていてもよい。
【００５０】
ホッパー１１００の胴部１１２０の中には、ブラシ集成装置１４００が配される。このブラシ集成装置１４００は、ブラシ集成装置１４００を回転させるための手段、たとえばモーター１８００に接続されている。モーター１８００はさらに、モーター１８００の速度を調節するための手段、たとえばモーター速度調節器１８５０に接続されていてもよい。使用するブラシ集成装置は、イリノイ州シカゴ（Ｃｈｉｃａｇｏ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）のマックマスター・カー（ＭｃＭａｓｔｅｒ−Ｃａｒｒ）から入手可能な、ナイロン・ストリップ・ブラシ（Ｎｙｌｏｎ Ｓｔｒｉｐ Ｂｒｕｓｈ）（全高１インチ（２．５ｃｍ）、植毛（ｂｒｉｓｔｌｅ）の長さ５/１６インチ（０．８ｃｍ）、直径０．０２０インチ（５ミリメートル））パーツ＃７４７１５Ｔ６１であった。そのブラシ集成装置を、シャフトに取付け、さらにそのシャフトをＤＣギアモーター（ＤＣ Ｇｅａｒ Ｍｏｔｏｒ）（イリノイ州シカゴ（Ｃｈｉｃａｇｏ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）の、ボダイン・エレクトリック・カンパニー（Ｂｏｄｉｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能、１３０ボルト、比６０：１、トルク２２ポンド・インチ）に取付け、駆動させた。モーターの速度は、これまたボダイン（Ｂｏｄｉｎｅ）から入手可能なタイプ−ＦＰＭ・アジャスタブル・スピード・ＰＭ・モーター・コントロール（Ｔｙｐｅ−ＦＰＭ Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ Ｓｐｅｅｄ ＰＭ Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ））モデル＃８１８を用いて調節した。
【００５１】
ブラシ集成装置１４００には、遠位端１４１１および近位端１４１２を有する植毛要素１４１０が含まれる。粉体１１１０が火炎溶融装置１５００へ送出するためのホッパー１１００の中に入ったら、ホッパー１１００の内部でブラシ集成装置１４００を回転させる。ブラシ集成装置１４００が回転すると、植毛要素１４１０が粉体１１１０を、篩別要素１６００を通してホッパー１１００へと送り込む。ブラシ集成装置１４００の回転速度を調節することによって、篩別要素１６００を通過する粉体１１１０のフィード速度を調節することができる。
【００５２】
ブラシ集成装置１４００は篩別要素１６００と共にはたらいて、所望の性質を有する粉体１１１０を、排出開口部１１３０から火炎溶融装置１５００の粉体受取りセクション１５１０へと送り出す。植毛１４１０の遠位端１４１１は、篩別要素１６００のごく近傍に位置する。植毛１４１０の遠位端１４１１と篩別要素１６００との間に小さな隙間を設けることが可能であるので、典型的には、そのギャップを粉体の粒度と同じオーダーの大きさに保つが、当業者ならば、取り扱う粉体の具体的な性質に応じて、そのギャップをもっと広くすることができると考えることもあろう。さらに、植毛１４１０の遠位端１４１１を篩別要素１６００と同一平面とすることも可能であるし、あるいは、篩別要素１６００の中のメッシュ開口部１６１０の中に入り込んだり、突き抜けたりするように位置させることもできる。植毛１４１０が開口部１６１０の中に入り込むためには、植毛１４１０の少なくとも幾分かは、そのメッシュサイズよりも直径が細いものである必要がある。植毛要素１４１０には、異なった直径と長さを有する植毛が組み合わされて含まれていてもよく、所望される操作条件に応じて、いかなる具体的な組合せとしてもよい。
【００５３】
植毛１４００の端１４１１が、開口部１６１０の中へ入り、突き抜けていることによって、植毛１４１０が開口部１６１０にブリッジを形成している粒子をすべて破壊することができる。さらに、植毛１４１０は、粉体をフィードするときに通常起こりやすい、各種の閉塞を破壊することもあるであろう。植毛要素１４１０は、単一のものでできていてもよいし、あるいは複数の植毛セグメントから形成されていてもよい。さらに、植毛要素をメッシュ開口部の中に入り込ませたり、および／または突き抜けさせたりしたい場合には、植毛１４１０のサイズを、メッシュ開口部１６１０の最も小さいものよりも、さらに小さくしてやる必要がある。
【００５４】
図３を参照すると、図面に示した実施形態の例においては、ホッパー１１００には、円筒状の胴部１１２０を画定する壁面が含まれていてよい。この形状が、排出開口部１１３０からの粉体の流速をよりよく調節することが可能な、対称形を与えるのに都合がよい。そのような円筒状の形態が、回転するブラシ集成装置１４００を使用するのにもよく適しているが、その理由は、植毛要素１４１０が壁面にまで達することができるために、粉体が蓄積する可能性のある篩別要素の領域が残る可能性を、ほとんどまたは完全になくしてしまうからである。しかしながら、特定の使用条件が必要とすれば、他の形状とすることも可能である。
【００５５】
ホッパー１１００にはさらにカバーセクション１２００が含まれる。カバーセクション１２００は、ホッパーフィーダー集成装置１７００から粉体１１１０を受け取るための、開口部１７１０を有している。カバーセクション１２００と胴部１１２０とが一つになって、粉体チャンバー１１６０を形成している。カバー１２００にある開口部１７１０を無くすかシール可能として、それによりガスたとえば、窒素、アルゴン、またはヘリウムをホッパー１１００の上のガス注入ライン１１５０に注入して、中性の雰囲気にしたり、あるいは粉体または粒子の火炎溶融装置への送り出しに役立たせたりする。さらに、その系にガスを使用することによって、粉体または粒子周りの雰囲気を調節することもできる。また、ガス注入ライン１９１０を、排出開口部１１３０より後、たとえば、接続管１９００に取り付けることも可能である。
【００５６】
粉体フィーダー集成装置１０００全体を振動させて、粉体輸送をさらに助けることもできる。場合によっては、篩別要素を振動させて、粉体が粉体フィーダー集成装置１０００を通過するのを助けることもできる。当業者のよく知るところであるが、可能なその他の振動手段を使用することもでき、特定の使用条件に合わせて使用することが可能な、各種の振動システムが各種市販されている。
【００５７】
図６を参照すると、ホッパー１１００がカバー１２００と胴部１１２０を有する場合、カバー１２００を取り外し可能としておくと、粉体チャンバー１１６０の清掃や篩別要素１６００の交換が容易となる。さらに、植毛要素１４１０と篩別要素１６００との間が所望の接触状態となるように、ブラシ集成装置１４００を配置することができる。ブラシ集成装置１４００を回転シャフト１４２０に取り付けた場合には、そのシャフト１４２０をカバー１２００の中の開口部１４２２より外側につきださせて、たとえばモーター１８００によって駆動させることができる。ブラシ集成装置１４００の速度は、速度調節器１８５０のような手段により調節することができる。この例に挙げたような粉体フィード装置は、同時係属出願中の米国特許出願第１０/７３９２３３号（本出願と同日出願）に見出すことができる。
【００５８】
本発明による方法の実施形態は典型的には、従来からの溶融プロセスよりも、単純であり、フレキシビリティがあり、設備費が安い。それに加えて、本発明による方法の実施形態では、粒子の組成とサイズをよりコントロールすることが可能であり、（たとえば、製造したままで規定された公称グレードとなっているような）所望の粒度分布を有する粒子を製造することが可能となる。
【００５９】
ローラー、表面などは、金属（たとえば、鋼（ステンレス鋼および合金鋼を含む）、銅、黄銅、アルミニウムおよびアルミニウム合金、ならびにニッケル）またはグラファイトなどを含め、各種の材料で製造することができる。一般的には、高い熱伝導率と、急激な温度変化に対する良好な熱安定性と、機械的な衝撃に対する良好な安定性を有する材料が適している。いくつかの実施形態においては、各種の表面ではライナーを採用して、たとえば保守コストをより効率化したりおよび／または初期設計や表面の確保を容易にすることができる。たとえば、表面のコアを１種の材料とし、そのライナーを所望の熱的、化学的、機械的性質を有する別な材料とすることもできる。ライナーは、コアよりも高価であっても安価であってもよく、また機械加工がより容易であるものとすることができる。さらに、１回または数回使用したあとにライナーを交換することも可能である。ローラー、表面などの熱除去能力を改良する目的で、たとえば、液体（たとえば、水）を循環させるか、および／またはそれらに冷却ガス（たとえば、空気、窒素、およびアルゴン）を吹き付けるか、さらにはローラーを冷却媒体（たとえば、水）の中に浸漬させることにより、冷却することもできる。
【００６０】
ローラーおよび表面は、たとえば運転の規模、所望の粒子量、加工すべき溶融物の量、および／または溶融物の流量などに応じて、各種の大きさに変化させることができる。ローラーおよび／または表面が移動する速度は、たとえば、所望の冷却速度、そのプロセスでの生産量などに依存する。
【００６１】
粉砕および／または粒子形状における変化を与えたい場合には、たとえば当業者公知の破砕および／または粉末化技術を使用して、そのような粉砕および／または粒子形状の変化を得ることができる。そのような粒子は、当業者に公知の破砕および／または粉末化技術、たとえば、ロールクラッシャー粉砕、ジョークラッシャー粉砕、ハンマーミル粉砕、ボールミル粉砕、ジェットミル粉砕、インパクトクラッシャー粉砕などを使用して、より小さな粒子または異なった形状に転化させることができる。場合によっては、２種類または多段の破砕工程を実施するのが望ましい。第１の破砕工程では、それらの比較的大きな塊状物すなわち「チャンク（ｃｈｕｎｋｓ）」を破砕して、より小さな粒子とする。これらのチャンクをこのように破砕するには、ハンマーミル、インパクトクラッシャーまたはジョークラッシャーを使用することができる。次いで、このようにしてより小さくした粒子をさらに破砕して、所望の粒度分布にする。所望の粒度分布（グリットサイズとかグレードとか呼ばれることもある）を製造するためには、多段の破砕工程を実施する必要があることもある。一般的には、破砕条件を最適化して、所望の粒子形状および粒度分布を得る。得られた粒子が所望の大きさではなく、大きすぎる場合には、再破砕することができる。別な態様では、得られた粒子が所望の大きさではない場合に、再溶融のための原料物質として使用することもできる。
【００６２】
本発明による溶融多結晶質研磨粒子の形状は、たとえば、セラミックの組成および／または微細構造、冷却時の幾何学的配置、およびセラミックの破砕方法（すなわち、使用した破砕技術）などによって、決まってくる。一般的に言って、「塊状（ｂｌｏｃｋｙ）」の形状が好ましい場合には、その形状を得るためにはより大きなエネルギーが必要である。逆に、「圭角状（ｓｈａｒｐ）」の形状が好ましい場合には、その形状を得るために用いるエネルギーは小さくてもよい。破砕技術を変更することで、各種の所望の形状を得ることもできる。いくつかの粒子では、平均のアスペクト比を１：１から５：１までとするのが通常望まれるが、実施形態によっては、１．２５：１から３：１まで、さらには１．５：１から２．５：１とする場合もある。
【００６３】
ある種の金属酸化物を添加することによって、本発明による溶融多結晶質物質の性質および／または結晶構造または微細構造を変化させることができる。
【００６４】
典型的には、本発明による溶融多結晶質研磨粒子を製造するために、金属酸化物源およびその他の添加物を具体的に選択しようとする場合には、たとえば、所望の組成、微細構造、結晶化度、物理的性質（たとえば、硬度または靱性）、望ましくない不純物の存在、および、セラミックスを調製するために使用される具体的なプロセス（装置、ならびに溶融および／または固化の前および／またはその途中における原料物質の各種精製など）の望ましいまたは必要とされる特性などを考慮に入れる。
【００６５】
場合によっては、下記からなる群より選択される金属酸化物を限定された量で組み入れるのが望ましい。ＢａＯ、ＣａＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ、ＣｕＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＧｅＯ２、ＨｆＯ２、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＭｎＯ、ＮｉＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｓｃ２Ｏ３、ＳｒＯ、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、希土類酸化物、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、およびそれらの組合せ。市販されている出発源も含めた出発源としては、酸化物そのもの、複合酸化物、元素粉体、鉱石、炭酸塩、酢酸塩、硝酸塩、塩酸塩、水酸化物などが挙げられる。変性のための金属酸化物が揮発性の形態で添加されるような場合には、その揮発性の化学種を対応する酸化物に転化させるか、または焼成または焼結のような適切な加熱処理をすることによって、揮発分を除去しておいてから、火炎成形を行う。火炎成形より前に揮発性の化学種が除去されていないと、その残存している揮発性の化学種が、典型的には、得られるセラミックの中に実質的な多孔質（すなわち、気泡）を形成する原因となりやすい。別な方法として、得られた多孔質の本発明による溶融多結晶質物質を、複数回火炎の中を通して、ガス類を逃がすことによって、本発明による溶融多結晶質物質の密度を上げることも可能である。
【００６６】
そのような金属酸化物を使用する場合、典型的には、全部を合わせて、溶融多結晶質物質の０を超えて４９までの（いくつかの実施形態においては、０を超えて４０まで、０を超えて３０まで、０を超えて２５まで、０を超えて２０まで、０を超えて１５まで、０を超えて１０まで、０を超えて５まで、さらには０を超えて２まで）重量パーセントで添加する。
【００６７】
ジルコニアの正方晶系（立方晶系）の形態を安定化させることが知られている、いくつかの金属酸化物（たとえば、イットリア、カルシア、マグネシア、セリア、および希土類酸化物）を、安定化ジルコニア粉体を使用して組成物中に添加するか、またはフィード物質の一部として個々に添加することができる。そのような安定化酸化物は、本発明による得られる溶融多結晶質研磨粒子の正方晶系（立方晶系）ジルコニアの含量割合を上げる傾向がある。いくつかの実施形態においては、酸化物添加剤（たとえば、イットリア、カルシア、マグネシア、セリア、および希土類酸化物）は、三元またはさらに高次の共晶を形成させるのに役立つ可能性がある。三元またはさらに高次の共晶のミクロ構造特性は、典型的には、二元系と同様であるが、その物理的性質が顕著に異なる可能性もある。
【００６８】
いくつかの金属酸化物添加物、またはそれらとアルミナ、ジルコニア、またはその他の金属酸化物添加物との反応生成物は、溶融物から沈殿し、溶融多結晶質物質のマトリックスの中で明瞭な結晶を形成することができる。その酸化物の沈殿物は、各種の形状（等軸晶、切り子面が有りまたは無しの、プリズム状または樹枝状の形状）と大きさを有する。いくつかの実施形態においては、その酸化物結晶は、１０マイクロメートル、５マイクロメートル、３マイクロメートル、２マイクロメートル、さらには１マイクロメートルよりも小さい。その金属酸化物結晶は、本発明による溶融多結晶質研磨粒子に対して所望の性質、たとえば、より高い硬度を与えたり、または、望ましくは、微細構造に影響（たとえば共融晶のサイズを改良）を与えたりすることができる。その酸化物の添加物が、アルミナ−ジルコニアよりも顕著に低い密度を有している場合には（すなわち、金属酸化物の添加物が、極めて高い容積パーセントで存在する場合には）、本発明による溶融多結晶質研磨粒子は、金属酸化物添加物の相互連結膜分離結晶（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｆｉｌｍ ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ ｃｒｙｓｔａｌ）として存在することができるが、共融晶は存在し得ない。
【００６９】
本発明による溶融多結晶質研磨粒子には、微少量（典型的には、約１０重量パーセント未満（さらには、５、４、３、２、さらに１重量パーセント未満、そしていくつかの実施形態においてはゼロ））の非晶質/ガラス物質が含まれていてもよい。
【００７０】
いくつかの実施形態においては、本発明による溶融多結晶質物質の中に含まれていてもよい炭素不純物は、物質の全重量を基準にして、１重量パーセント以下（いくつかの実施形態においては、０．５以下、さらには０．２５重量パーセント以下）である。溶融多結晶質物質の中に存在しうるその他の不純物としては、シリカ、酸化鉄、チタニア、およびそれらの反応生成物が挙げられる。
【００７１】
物質の微細構造または相の構成は、たとえば電子顕微鏡法およびＸ線回折（ＸＲＤ）を使用して求めることができる。粉体Ｘ線回折、ＸＲＤを使用することで（たとえば、ニュージャージー州モーウォー（Ｍａｈｗａｈ、ＮＪ）のフィリップス（ＰＨＩＬＬＩＰＳ）から商品記号「フィリップス（ＰＨＩＬＬＩＰＳ）ＸＲＧ３１００」として入手できるようなＸ線回折計で、１．５４０５０オングストロームの銅Ｋα１照射を使用）、結晶化させた材料のＸＲＤ曲線中に存在するピークを、ＪＣＰＤＳ（ジョイント・コミッティー・オン・パウダー・ディフラクション・スタンダーズ（Ｊｏｉｎｔ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｏｎ Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）、インターナショナル・センター・フォア・ディフラクション・データ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｄａｔａ）出版のデータベースから得られる、結晶質相のＸＲＤパターンと比較することによって、物質中に存在する相を調べることができる。本発明により得られる溶融多結晶質研磨粒子の中に存在しうる結晶質相の例を挙げれば以下のようなものがある。Ａｌ２Ｏ３（たとえば、アルファアルミナおよび遷移アルミナ）、ＺｒＯ２（たとえば、立方晶系および正方晶系ＺｒＯ２）、ＲＥＯ、Ｙ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｌｉ２Ｏ、ＭｎＯ、ＮｉＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５、Ｓｃ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、ＴｅＯ２、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５、ＺｎＯ、ＨｆＯ２、さらには「複合金属酸化物」（複合Ａｌ２Ｏ３・金属酸化物（たとえば、複合Ａｌ２Ｏ３・ＲＥＯ））、複合Ａｌ２Ｏ３・金属酸化物（たとえば、複合Ａｌ２Ｏ３・ＲＥＯ（たとえば、ＲｅＡｌＯ３（たとえば、ＧｄＡｌＯ３、ＬａＡｌＯ３）、ＲｅＡｌ１１Ｏ１８（たとえば、ＬａＡｌ１１Ｏ１８，）、およびＲｅ３Ａｌ５Ｏ１２（たとえば、Ｄｙ３Ａｌ５Ｏ１２））、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３（たとえば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）、および複合ＺｒＯ２・ＲＥＯ（たとえば、Ｌａ２Ｚｒ２Ｏ７））、およびそれらの組合せ。
【００７２】
複合Ａｌ２Ｏ３・金属酸化物（たとえば、複合Ａｌ２Ｏ３・ＲＥＯおよび／または複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３（たとえば、ガーネット結晶構造を示すアルミン酸イットリウム））の中のアルミニウムカチオンの一部を他のカチオンと置換することも、本発明の範囲に含まれる。たとえば、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３の中のＡｌカチオンの一部を、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｃｏ、およびそれらの組み合わせ、からなる群より選択される元素の少なくとも１種のカチオンと置換することができる。たとえば、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３の中のＹカチオンの一部を、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、およびそれらの組み合わせ、からなる群より選択される元素の少なくとも１種のカチオンと置換することができる。さらに、たとえば、複合Ａｌ２Ｏ３・ＲＥＯの中の希土類カチオンの一部を、Ｙ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、およびそれらの組み合わせ、からなる群より選択される少なくとも１種のカチオンと置換することができる。上述のようにカチオンを置換することによって、本発明による溶融多結晶質研磨粒子の物性（たとえば、硬度、靱性、強度、熱伝導率、など）に影響を与えることができる。
【００７３】
平均結晶サイズは、ＡＳＴＭ標準Ｅ１１２−９６の「スタンダード・テスト・メソッズ・フォア・デターミニング・アベレージ・グレイン・サイズ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ Ａｖｅｒａｇｅ Ｇｒａｉｎ Ｓｉｚｅ）」に従った、直線切断法（ｌｉｎｅ ｉｎｔｅｒｃｅｐｔ ｍｅｔｈｏｄ）によって求めることができる。サンプルを、固定用樹脂（たとえば、イリノイ州レーク・ブラフ（Ｌａｋｅ Ｂｌｕｆｆ、ＩＬ）のビューラー（Ｂｕｅｈｌｅｒ）から商品記号「トランスオプティック・パウダー（ＴＲＡＮＳＯＰＴＩＣ ＰＯＷＤＥＲ）」として得られるようなもの）で固定して、典型的には、直径約２．５ｃｍ、高さ約１．９ｃｍの樹脂の円柱の形とする。固定した切片を、ポリッシャー（たとえば、イリノイ州レーク・ブラフ（Ｌａｋｅ Ｂｌｕｆｆ、ＩＬ）のビューラー（Ｂｕｅｈｌｅｒ）から商品記号「エコメット（ＥＣＯＭＥＴ）３」として入手できるもの）を使用した通常のポリッシング法で調製する。このサンプルは、１２５マイクロメートルのダイヤモンドを含むダイヤモンドホイールを用いて約３分間ポリッシングした後で、それぞれ４５、３０、１５、９、３および１マイクロメートルのスラリーを用いて５分間ポリッシングする。固定してポリッシングしたサンプルを、金・パラジウムの薄膜でスパッタリングしてから、走査電子顕微鏡（たとえば、マサチューセッツ州ピーボディ（Ｐｅａｂｏｄｙ，ＭＡ）のＪＥＯＬからのモデルＪＳＭ８４０Ａ）を用いて観察する。サンプル中に見出される微細構造の典型的な後方散乱電子（ＢＳＥ）顕微鏡写真を使用して、以下のようにして平均結晶子の径を求める。顕微鏡写真の上にランダムに引いた直線の単位長さ（ＮＬ）あたりの、それを切断している結晶子の数を計数する。この数字から、以下の式を使用して平均の結晶子の径を求める。
【数１】
ここでＮＬは、単位長さを切断している結晶子の数であり、Ｍは顕微鏡写真の倍率である。
【００７４】
本発明による溶融多結晶質物質は、たとえば、組成そのもの、急冷速度および／またはフィード物質の性質などに依存して、各種の微細構造を示す。たとえば、共晶の近傍の組成物は、典型的には、アルミナと複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３との共晶層構造を含む微細構造を示す。共晶組成から外れた組成物では、典型的には、アルミナと複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３の初晶（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｒｙｓｔａｌ）を含む。その初晶は各種の形態をとることが可能で、そのようなものとしては、樹枝状、切り子状、球状などが挙げられる。典型的には、初晶の大きさは冷却速度によって決まってくる。いくつかの本発明による溶融多結晶質物質中に存在する初晶の大きさは、１０マイクロメートル、５マイクロメートル、３マイクロメートル、２マイクロメートル、さらには１マイクロメートル未満である。典型的には、初晶の大きさは、１マイクロメートル〜１０マイクロメートルの範囲（いくつかの実施形態においては、１マイクロメートル〜５マイクロメートル、１マイクロメートル〜３マイクロメートル、さらには少なくとも１マイクロメートル〜２マイクロメートルの範囲）である。
【００７５】
本発明による溶融多結晶研磨粒子の平均硬度は、以下のようにして測定することができる。物質の切片を、固定用樹脂（たとえば、イリノイ州レーク・ブラフ（Ｌａｋｅ Ｂｌｕｆｆ、ＩＬ）のビューラー（Ｂｕｅｈｌｅｒ）から商品記号「トランスオプティック・パウダー（ＴＲＡＮＳＯＰＴＩＣ ＰＯＷＤＥＲ）」として得られるもの）で固定して、典型的には、直径約２．５ｃｍ、高さ約１．９ｃｍの樹脂の円柱の形とする。固定した切片を、ポリッシャー（たとえば、イリノイ州レーク・ブラフ（Ｌａｋｅ Ｂｌｕｆｆ、ＩＬ）のビューラー（Ｂｕｅｈｌｅｒ）から商品記号「エコメット（ＥＣＯＭＥＴ）３」として入手できるもの）を使用した通常のポリッシング法で調製する。このサンプルは、１２５マイクロメートルのダイヤモンドを含むダイヤモンドホイールを用いて約３分間ポリッシングした後で、それぞれ４５、３０、１５、９、３および１マイクロメートルのスラリーを用いて５分間ポリッシングする。微小硬度の測定には従来タイプのビッカース圧子を取り付けた微小硬度試験器（たとえば、日本国東京の（株）ミツトヨ（Ｍｉｔｕｔｏｙｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手可能な商品記号「ミツトヨ（ＭＩＴＵＴＯＹＯ）ＭＶＫ−ＶＬ」）を使用し、押し込み荷重として１００グラムを用いる。微小硬度の測定は、ＡＳＴＭ試験方法Ｅ３８４「テスト・メソッズ・フォア・マイクロハードネス・オブ・マテリアルズ（Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）（１９９１）」に記載されたガイドラインに従って行う。その平均硬度は、１０個の測定の平均値である。
【００７６】
本発明による溶融多結晶質物質の平均硬度は、少なくとも１５ＧＰａである。
【００７７】
本発明による溶融多結晶質物質は典型的には、理論密度の、少なくとも７５％（いくつかの実施形態においては、少なくとも８０％、８５％、９０％、９２％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、９９．５％、さらには１００％）の密度を有する。
【００７８】
本発明による溶融多結晶子研磨粒子は、当業者には周知の方法を用いて篩い分けし、分級することが可能で、そのようなものとしては、産業界で承認されている分級標準たとえば、ＡＮＳＩ（アメリカン・ナショナル・スタンダーズ・インスティチュート（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ））、ＦＥＰＡ（フェデラシオン・ユーロピニー・デ・ファブリカント・デ・プロダクツ・アブラシフス（Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ Ｅｕｒｏｐｅｅｎｎｅ ｄｅｓ Ｆａｂｒｉｃａｎｔｓ ｄｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ａｂｒａｓｉｆｓ））およびＪＩＳ（日本工業規格）などを使用する。しかしながら、製造したままの溶融多結晶質研磨粒子で既に狭い粒度分布を有している（たとえば、全部の粒子が実質的に同じ大きさである）ので、所望の粒度分布を得るための分級を必要としない可能性もある。
【００７９】
研磨粒子は、広い範囲の粒度で使用することが可能であって、典型的には約０．１〜約５０００マイクロメートルのサイズ、約１〜約２０００マイクロメートル、約５〜約１５００マイクロメートル、さらにはいくつかの実施形態においては、約５０〜１０００、あるいはさらには約１００〜約１０００マイクロメートルの範囲とすることができる。
【００８０】
所定の粒度分布の中では、粗粒子から微粒子までの範囲の粒度がある。研磨材業界においては、この範囲を「粗粒（ｃｏａｒｓｅ）」、「中粒（ｃｏｎｔｒｏｌ）」および「微粉（ｆｉｎｅ）」画分と呼ぶこともある。研磨業界に受容された分級標準に従って分級された研磨粒子はそれぞれ、その粒度分布を、ある数値限度内の公称グレードとして規定される。そのような業界に受容された分級標準としては、アメリカン・ナショナル・スタンダーズ・インスティチュート・インコーポレーテッド（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ、Ｉｎｃ．）（ＡＮＳＩ）標準、フェデレーション・オブ・ユーロピアン・プロデューサーズ・オブ・アブレーシブ・プロダクツ（Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｐｒｏｄｕｃｅｒｓ ｏｆ Ａｂｒａｓｉｖｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）（ＦＥＰＡ）標準、および日本工業規格（ＪＩＳ）標準として知られているものが挙げられる。ＡＮＳＩグレード等級（すなわち規定された公称グレード）としては、ＡＮＳＩ４、ＡＮＳＩ６、ＡＮＳＩ８、ＡＮＳＩ１６、ＡＮＳＩ２４、ＡＮＳＩ３６、ＡＮＳＩ４０、ＡＮＳＩ５０、ＡＮＳＩ６０、ＡＮＳＩ８０、ＡＮＳＩ１００、ＡＮＳＩ１２０、ＡＮＳＩ１５０、ＡＮＳＩ１８０、ＡＮＳＩ２２０、ＡＮＳＩ２４０、ＡＮＳＩ２８０、ＡＮＳＩ３２０、ＡＮＳＩ３６０、ＡＮＳＩ４００、およびＡＮＳＩ６００が挙げられる。ＦＥＰＡグレード等級としては、Ｐ８、Ｐ１２、Ｐ１６、Ｐ２４、Ｐ３６、Ｐ４０、Ｐ５０、Ｐ６０、Ｐ８０、Ｐ１００、Ｐ１２０、Ｐ１５０、Ｐ１８０、Ｐ２２０、Ｐ３２０、Ｐ４００、Ｐ５００、Ｐ６００、Ｐ８００、Ｐ１０００、およびＰ１２００が挙げられる。ＪＩＳグレード等級としては、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、およびＪＩＳ１０，０００が挙げられる。
【００８１】
篩い分けた後では、典型的には、多くの異なった研磨粒子の粒度分布すなわちグレードが存在する。このようにグレードが多いと、時期によっては、生産業者や供給業者の要求に適合しないこともあり得る。在庫を最小とするためには、要求されたグレードから外れているものは、本発明による溶融多結晶質物質を製造するための溶融物の中に戻してリサイクルさせることも可能である。このリサイクルは破砕工程の後に実施でき、そのような粒子は、篩い分けで特定の粒度分布に入らない、大きすぎるチャンクまたは小さすぎる粒子（微粉と呼ばれることもある）などである。
【００８２】
別な態様において本発明は、バインダーによって互いに結合された複数の本発明による溶融多結晶質研磨粒子をそれぞれ含む凝集研磨結晶粒を提供する。また別な態様においては、本発明は、バインダーと複数の研磨粒子とを含む、研磨物品（たとえば、被覆研磨物品、結合研磨物品（たとえばビトリファイド、レジノイド、および金属結合研削ホイール、カットオフホイール、マウンテッドポイント、ホーニングストーンなど）、不織研磨物品、および研磨ブラシ）を提供するが、ここで、その研磨粒子の少なくとも一部は、本発明による溶融多結晶質研磨粒子（研磨粒子が凝集体である場合も含む）である。そのような研磨物品の製造方法および研磨物品の使用方法は当業者には周知である。さらに、本発明による溶融多結晶質研磨粒子は、研磨粒子を用いる研磨用途、たとえば研磨コンパウンドのスラリー（たとえば、ポリッシングコンパウンド）、ミリング媒体、ショットブラスト媒体、振動ミル媒体などにおいて、使用することができる。
【００８３】
被覆研磨物品には一般に、バッキング、研磨粒子、およびその研磨粒子をバッキングの上に保持するための少なくとも１種のバインダーが含まれる。バッキングとしては適当な材料ならば何を使用してもよいが、たとえば、布、ポリマーフィルム、繊維、不織ウェブ、紙、それらの組み合わせ、およびそれらを処理したものなどが挙げられる。好適なバインダーとしては無機または有機バインダーが挙げられる（熱硬化性樹脂および放射線硬化性樹脂を含む）。研磨粒子は、被覆研磨物品の１層内に存在していても、２層内に存在していてもよい。
【００８４】
被覆研磨物品の例を図７に示している。図７を参照すると、被覆研磨物品１には、バッキング（基材）２と研磨層３が含まれる。研磨層３には、メイクコート５およびサイズコート６によってバッキング２の主表面に保持されている、本発明による溶融多結晶質研磨粒子４が含まれる。場合によっては、スーパーサイズコートも使用される（図示せず）。
【００８５】
結合研磨物品には典型的には、有機、金属系またはビトリファイドバインダーによって結合された研磨粒子の成形塊状物が含まれる。そのような成形塊状物は、たとえば、ホイール、たとえば研削ホイールまたはカットオフホイールのような形状であってもよい。研削ホイールの直径は典型的には、約１ｃｍから１メートルを超えるものまで、カットオフホイールの直径は約１ｃｍから８０ｃｍを超えるものまで（より典型的には３ｃｍ〜約５０ｃｍ）ある。カットオフホイールの厚みは典型的には、約０．５ｍｍ〜約５ｃｍ、より典型的には約０．５ｍｍ〜約２ｃｍである。成形塊状物は、たとえば、ホーニングストーン、セグメント、マウンテッドポイント、ディスク（たとえば、ダブルディスクグラインダー）の形状、またはその他の従来からの結合研磨材形状であってもよい。結合研磨物品には典型的には、結合研磨物品の全容積を基準にして、約３〜５０容積％の結合材料、約３０〜９０容積％の研磨粒子（または研磨粒子ブレンド物）、５０容積％までの添加物（研削助剤を含む）、および７０容積％までの気孔が含まれる。
【００８６】
研削ホイールの例を図８に示す。図８に研削ホイール１０を示しているが、これには、ホイールの形に成形されハブ１２に取り付けられた、本発明による溶融多結晶質研磨粒子１１が含まれている。
【００８７】
不織研磨物品は典型的には、通気性の多孔質で嵩だかなポリマーフィラメント構造を含んでいて、本発明による溶融多結晶質研磨粒子が構造全体に分散され、有機バインダーによってその中に接着結合させられている。フィラメントの例を挙げれば、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維およびポリアラミド繊維などがある。不織研磨物品の例を図９に示す。図９には、典型的な不織研磨物品を約１００倍に拡大した模式的な図を示しているが、それには基材として繊維マット１５０を含み、バインダー１５４を用いてその上に本発明による研磨粒子１５２を接着させてある。
【００８８】
有用な研磨ブラシとしては、バッキングと一体になった複数の植毛を有するものが挙げられる（たとえば、米国特許第５，４２７，５９５号明細書（ピール（Ｐｉｈｌ）ら）、米国特許第５，４４３，９０６号明細書（ピール（Ｐｉｈｌ）ら）、米国特許第５，６７９，０６７号明細書（ジョンソン（Ｊｏｈｎｓｏｎ）ら）、および米国特許第５，９０３，９５１号明細書（イオンタ（Ｉｏｎｔａ）ら）を参照されたい）。そのようなブラシは、ポリマーおよび研磨粒子の混合物を射出成形することによって製造するのが望ましい。
【００８９】
研磨物品を作るのに好適な有機バインダーとしては、熱硬化性有機ポリマーが挙げられる。好適な熱硬化性有機ポリマーの例としては、フェノール樹脂、尿素・ホルムアルデヒド樹脂、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂、ウレタン樹脂、アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、α，β−不飽和カルボニル基をペンダントさせたアミノプラスト樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート化ウレタン、アクリレート化エポキシ、およびそれらの組み合わせ、を挙げることができる。バインダーおよび／または研磨物品にはさらに添加物を加えることができ、そのようなものとしては、繊維、潤滑剤、濡れ剤、チキソトロープ原料、界面活性剤、顔料、染料、静電防止剤（たとえば、カーボンブラック、酸化バナジウム、グラファイトなど）、カップリング剤（たとえば、シラン、チタン酸塩、ジルコアルミン酸塩など）、可塑剤、沈殿防止剤、などを挙げることができる。これら任意成分の添加物の量は、所望の性質が得られるように選択する。カップリング剤は、研磨粒子および／または充填材に対する接着性を改良する。バインダー化学品は、加熱硬化、放射線硬化あるいはそれらの組み合わせで硬化させることができる。バインダー用化学品に関するさらに詳しいことは、米国特許第４，５８８，４１９号明細書（カウル（Ｃａｕｌ）ら）、米国特許第４，７５１，１３８号明細書（チュミイ（Ｔｕｍｅｙ）ら）および米国特許第５，４３６，０６３号明細書（フォレット（Ｆｏｌｌｅｔｔ）ら）に見出すことができる。
【００９０】
ビトリファイド結合研磨材に関してさらに具体的に言えば、非晶質構造を示し典型的には硬度の高いガラス質結合材料が、当業者には周知である。場合によっては、そのガラス質結合材料には結晶質相が含まれる。本発明による結合させたビトリファイド研磨物品は、ホイール（カットオフホイールを含む）、ホーニングストーン、マウンテッドポイントの形態またはその他の従来からの結合研磨材の形態であってもよい。いくつかの実施形態においては、本発明によるビトリファイド結合研磨物品は研削ホイールの形態である。
【００９１】
ガラス質結合材料を形成させるために使用される金属酸化物の例を挙げれば、シリカ、ケイ酸塩、アルミナ、ソーダ、カルシア、ポタシア、チタニア、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化リチウム、マグネシア、ボリア、ケイ酸アルミニウム、ホウケイ酸ガラス、ケイ酸アルミニウムリチウム、それらの組み合わせ、などがある。典型的には、ガラス質結合材料は、１０％から１００％までのガラスフリットを含む組成物から形成することができるが、より典型的には、２０％〜８０％のガラスフリット、または３０％〜７０％のガラスフリットを含む組成物から形成することができる。ガラス質結合材料の残りの部分は、非フリット材料でよい。別な方法としては、ガラス質の結合を、フリット非含有組成物から誘導することもできる。ガラス質結合材料は、典型的には約７００℃〜約１５００℃の範囲の温度、通常は約８００℃〜約１３００℃の範囲、時には約９００℃〜約１２００℃の範囲、さらには約９５０℃〜約１１００℃の範囲で養生させる。結合を養生させる実際の温度は、たとえば、個々の結合の化学によって決まってくる。
【００９２】
いくつかの実施形態においては、ビトリファイド結合材料としては、シリカ、アルミナ（望ましくは少なくとも１０重量パーセントのアルミナ）およびボリア（望ましくは少なくとも１０重量パーセントのボリア）を含むものを挙げることができる。ほとんどの場合、このビトリファイド結合材料にはさらに、アルカリ金属酸化物（たとえば、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏ）を含む（場合によっては、少なくとも１０重量パーセントのアルカリ金属酸化物を含む）。
【００９３】
バインダー材料には、さらに、充填材物質または研削助剤を、典型的には粒子状物質として含むことができる。典型的にはこの粒子状物質は、無機物質である。本発明のための充填材として有用なものの例を挙げると、金属炭酸塩（たとえば、炭酸カルシウム（たとえば、チョーク、方解石、マール、トラバーチン、大理石および石灰石）、炭酸カルシウムマグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム）、シリカ（たとえば、石英、ガラスビーズ、ガラスバブルおよびガラス繊維）、ケイ酸塩（たとえば、タルク、クレイ、（モンモリロナイト）長石、マイカ、ケイ酸カルシウム、メタケイ酸カルシウム、アルミノケイ酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム）、金属硫酸塩（たとえば、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウムナトリウム、硫酸アルミニウム）、セッコウ、バーミキュライト、木粉、アルミニウム三水和物、カーボンブラック、金属酸化物（たとえば、酸化カルシウム（ライム）、酸化アルミニウム、二酸化チタン）、および金属亜硫酸塩（たとえば、亜硫酸カルシウム）などがある。
【００９４】
一般的には、研削助剤を添加すると、研磨物品の使用寿命が延びる。研削助剤は、研磨の化学的、物理的過程に大きな影響を与えて、それにより性能を向上させる物質である。理論に捕らわれることを欲するものではないが、研削助剤は、（ａ）研磨粒子と、研磨されるワークピースとの間の摩擦を減少させ、（ｂ）研磨粒子の「キャッピング（ｃａｐｐｉｎｇ）」を防止する（すなわち、研磨粒子の上に金属粒子が融着するのを防止する）か、または少なくとも研磨粒子がキャッピングする傾向を抑える、（ｃ）研磨粒子とワークピースの界面の温度を下げ、または（ｄ）研削力を軽減する、と考えられる。
【００９５】
研削助剤には、幅広い範囲の各種物質が含まれ、それらは無機系であっても有機系であってもよい。研削助剤について化合物の群で例を挙げれば、ワックス、有機ハロゲン化化合物、ハロゲン化物塩ならびに金属およびそれらの合金がある。有機ハロゲン化化合物は典型的には、研磨の際に分解して、ハロゲン酸または気体のハロゲン化化合物を放出する。そのような物質の例としては、テトラクロロナフタレン、ペンタクロロナフタレン、およびポリ塩化ビニルのような塩素化ワックスが挙げられる。ハロゲン化物塩の例としては、塩化ナトリウム、カリウム氷晶石、ナトリウム氷晶石、アンモニウム氷晶石、テトラフルオロホウ酸カリウム、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、フッ化ケイ素、塩化カリウム、および塩化マグネシウムが挙げられる。金属の例としては、スズ、鉛、ビスマス、コバルト、アンチモン、カドミウム、および鉄チタンが挙げられる。その他の研削助剤には、硫黄、有機硫黄化合物、グラファイト、および金属硫化物を挙げることができる。各種の研削助剤を組み合わせて使用することも本発明の範囲に含まれ、場合によってはそれによって相乗効果が得られることもある。
【００９６】
研削助剤は、被覆研磨物品および結合研磨物品において特に有用である。被覆研磨物品の場合、研削助剤は典型的には、研磨粒子の表面に塗布されるスーパーサイズコートの中で使用される。しかしながら、場合によっては、研削助剤をサイズコートに添加することもある。被覆研磨物品の中に加える研削助剤の量は典型的には、約５０〜３００ｇ／ｍ２（望ましくは約８０〜１６０ｇ／ｍ２）である。ビトリファイド結合研磨物品の場合には、典型的には研削助剤を物品の気孔の中に含浸させる。
【００９７】
研磨物品には、本発明による溶融多結晶質研磨粒子を１００％含ませてもよいし、あるいは、そのような研磨粒子と他の研磨粒子および／または希釈粒子とのブレンド物を含ませてもよい。しかしながら、研磨物品中の研磨粒子の少なくとも約２重量％、望ましくは少なくとも約５重量％、より望ましくは約３０〜１００重量％が、本発明による溶融多結晶質研磨粒子となるようにするべきである。場合によっては、本発明による研磨粒子を他の研磨粒子および／または希釈粒子と、その比を５対７５重量％、約２５対７５重量％、約４０対６０重量％、または約５０％対５０重量％（すなわち、重量で等量）の間として、ブレンドしてもよい。好適な従来からの研磨粒子の例を挙げれば、溶融酸化アルミニウム（白色溶融アルミナ、加熱処理酸化アルミニウムおよび褐色酸化アルミニウムを含む）、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、ダイヤモンド、立方晶窒化ケイ素、ガーネット、溶融アルミナ−ジルコニア、およびゾルゲル法による研磨粒子、などがある。ゾルゲル法による研磨粒子は、種結晶有りのものでも、無しのものでもよい。同様にして、ゾルゲル法による研磨粒子は、ランダムな形状をしていてもよいし、あるいは、種結晶に関連した、棒状または三角形などのような形状をとっていてもよい。ゾルゲル研磨粒子の例としては、以下の特許に記載されているものを挙げることができる。米国特許第４，３１４，８２７号明細書（ライトハイザー（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ）ら）、米国特許第４，５１８，３９７号明細書（ライトハイザー（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ）ら）、米国特許第４，６２３，３６４号明細書（コットリンガー（Ｃｏｔｔｒｉｎｇｅｒ）ら）、米国特許第４，７４４，８０２号明細書（シュワーベル（Ｓｃｈｗａｂｅｌ））、米国特許第４，７７０，６７１号明細書（モンロー（Ｍｏｎｒｏｅ）ら）、米国特許第４，８８１，９５１号明細書（ウッド（Ｗｏｏｄ）ら）、米国特許第５，０１１，５０８号明細書（ワルド（Ｗａｌｄ）ら）、米国特許第５，０９０，９６８号明細書（ペロウ（Ｐｅｌｌｏｗ））、米国特許第５，１３９，９７８号明細書（ウッド（Ｗｏｏｄ））、米国特許第５，２０１，９１６号明細書（ベルグ（Ｂｅｒｇ）ら）、米国特許第５，２２７，１０４号明細書（バウアー（Ｂａｕｅｒ））、米国特許第５，３６６，５２３号明細書（ローベンホルスト（Ｒｏｗｅｎｈｏｒｓｔ）ら）、米国特許第５，４２９，６４７号明細書（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））、米国特許第５，４９８，２６９号明細書（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））、および米国特許第５，５５１，９６３号明細書（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））。原料物質源としてアルミナ粉体を使用して製造した、焼結アルミナ研磨粒子に関するさらに詳しいこともまた、たとえば、米国特許第５，２５９，１４７号明細書（ファルツ（Ｆａｌｚ））、米国特許５，５９３，４６７号明細書（モンロー（Ｍｏｎｒｏｅ））、および米国特許５，６６５，１２７号明細書（モルツゲン（Ｍｏｌｔｇｅｎ））に見出すことができる。溶融研磨粒子についてのさらに詳しいことは、たとえば、以下の特許に見出すことができる。米国特許第１，１６１，６２０号明細書（コールター（Ｃｏｕｌｔｅｒ））、米国特許第１，１９２，７０９号明細書（トーン（Ｔｏｎｅ））、米国特許第１，２４７，３３７号明細書（サウンダース（Ｓａｕｎｄｅｒｓ）ら）、米国特許第１，２６８，５３３号明細書（アレン（Ａｌｌｅｎ））、および米国特許第２，４２４，６４５号明細書（バウマン（Ｂａｕｍａｎｎ）ら）、米国特許第３，８９１，４０８号明細書（ラウズ（Ｒｏｗｓｅ）ら）、米国特許第３，７８１，１７２号明細書（ペット（Ｐｅｔｔ）ら）、米国特許第３，８９３，８２６号明細書（キナン（Ｑｕｉｎａｎ）ら）、米国特許第４，１２６，４２９号明細書（ワトソン（Ｗａｔｓｏｎ））、米国特許第４，４５７，７６７号明細書（プーン（Ｐｏｏｎ）ら）、米国特許第５，０２３，２１２号明細書（デュボッツ（Ｄｕｂｏｔｓ）ら）、米国特許第５，１４３，５２２号明細書（ギブソン（Ｇｉｂｓｏｎ）ら）、および米国特許第５，３３６，２８０号明細書（デュボッツ（Ｄｕｂｏｔｓ）ら）、ならびに米国特許出願第０９／４９５，９７８号明細書、同第０９／４９６，４２２号明細書、同第０９／４９６，６３８号明細書および同第０９／４９６，７１３号明細書（上記はいずれも、２０００年２月２日出願）、および米国特許出願第０９／６１８，８７６号明細書、同第０９／６１８，８７９号明細書、同第０９／６１９，１０６号明細書、同第０９／６１９，１９１号明細書、同第０９／６１９，１９２号明細書、同第０９／６１９，２１５号明細書、同第０９／６１９，２８９号明細書、同第０９／６１９，５６３号明細書、同第０９／６１９，７２９号明細書、同第０９／６１９，７４４号明細書および同第０９／６２０，２６２号明細書（以上いずれも、２０００年７月１９日出願）、同第０９／７０４，８４３号明細書（いずれも２００年１１月２日出願）、および米国特許出願第０９／７７２，７３０号明細書（２００１年１月３０日出願）。セラミック研磨粒子についてのさらに詳しいことは、たとえば、以下の出願に見出すことができる。米国特許出願第０９／９２２，５２６号明細書、同第０９／９２２，５２７号明細書、同第０９／９２２，５２８号明細書、および同第０９／９２２，５３０（いずれも、２００１年８月２日出願、現在では放棄）、同第１０／２１１，５９７号明細書、同第１０／２１１，６３８号明細書、同第１０／２１１，６２９号明細書、同第１０／２１１，５９８号明細書、同第１０／２１１，６３０号明細書、同第１０／２１１，６３９号明細書、同第１０／２１１，０３４号明細書、同第１０／２１１，０４４号明細書、同第１０／２１１，６２８号明細書、同第１０／２１１，４９１号明細書、同第１０／２１１，６４０号明細書、および同第１０／２１１，６８４号明細書（いずれも、２００２年８月２日出願）、および同第１０／３５８，７７２号明細書、同第１０／３５８，７６５号明細書、同第１０／３５８，９１０号明細書、同第１０／３５８，８５５号明細書、および同第１０／３５８，７０８号明細書（いずれも、２００３年２月５日出願）。場合によっては、研磨粒子をブレンドすることによって得られる研磨物品が、それぞれの研磨粒子１００％からなる研磨物品に比較して、改良された研削性能を示すこともあり得る。
【００９８】
研磨粒子のブレンド物を用いる場合には、そのブレンド物を形成する研磨粒子のタイプは、同じ粒度のものであってもよい。それとは逆に、その研磨粒子のタイプが異なった粒度を持っていてもよい。たとえば、大きい方の粒度の研磨粒子が本発明による溶融多結晶質研磨粒子であり、小さい方の粒度の粒子が他のタイプの研磨粒子であってもよい。逆に、小さい方の粒度の研磨粒子が本発明による溶融多結晶質研磨粒子であり、大きい方の粒度の粒子が他のタイプの研磨粒子であってもよい。
【００９９】
好適な希釈粒子の例としては、大理石、セッコウ、フリント、シリカ、酸化鉄、ケイ酸アルミニウム、ガラス（ガラスバブルおよびガラスビーズを含む）、アルミナバブル、アルミナビーズおよび希釈凝集体を挙げることができる。
【０１００】
本発明による溶融多結晶質研磨粒子を研磨凝集体の中に組み込んだり、研磨凝集体と共に使用することも可能である。典型的には研磨凝集体粒子には、複数の研磨粒子、バインダーおよび任意の添加物が含まれる。そのバインダーは有機系および／または無機系であってよい。研磨凝集体はランダムな形状をしていても、あるいはそれらに関連する予め定められた形状をしていてもよい。その形状は、ブロック状、円筒状、角錐状、コイン状、四角形などであってよい。研磨凝集体粒子の典型的な粒度は、約１００から約５０００マイクロメートルの範囲、典型的には約２５０〜約２５００マイクロメートルである。研磨凝集体粒子についてのさらに詳しいことは、たとえば、以下の特許に見出すことができる。米国特許第４，３１１，４８９号明細書（クレスナー（Ｋｒｅｓｓｎｅｒ））、米国特許第４，６５２，２７５号明細書（ブレッチャー（Ｂｌｏｅｃｈｅｒ）ら）、米国特許第４，７９９，９３９号明細書（ブレッチャー（Ｂｌｏｅｃｈｅｒ）ら）、米国特許第５，５４９，９６２号明細書（ホームズ（Ｈｏｌｍｅｓ）ら）、および米国特許第５，９７５，９８８号明細書（クリスチャンソン（Ｃｈｒｉｓｔｉａｎｓｏｎ））、ならびに米国特許出願第０９／６８８，４４４号明細書および同第０９／６８８，４８４号明細書（それぞれ２０００年１０月１６日出願）、米国特許出願第０９／６８８，４４４号明細書、同第０９／６８８，４８４号明細書、および同第０９／６８８，４８６号明細書（それぞれ、２０００年１０月１６日出願）、および米国特許出願第０９／９７１，８９９号明細書、同第０９／９７２，３１５号明細書、および同第０９／９７２，３１６号明細書（それぞれ、２００１年１０月０５日出願）。
【０１０１】
研磨粒子は、研磨物品の中に均一に分散させてもよいし、あるいは研磨物品の選択した領域または部分に集中させてもよい。たとえば、被覆研磨材の場合には、研磨粒子の層が２層であってもよい。第１層には本発明による溶融多結晶質研磨粒子以外の研磨粒子を含み、第２（最外）層には本発明による溶融多結晶質研磨粒子を含むようにする。結合研磨材の場合にも同様で、研削ホイールに２つの別々の区域が存在してもよい。最外区域には本発明による研磨粒子を含み、それに対して最内区域には本発明による研磨粒子を含まないようにしてもよい。別な方法として、本発明による溶融多結晶質研磨粒子を結合研磨物品の全体にわたって均一に分散させることもできる。
【０１０２】
被覆研磨物品に関するさらに詳しいことは以下の特許に見出すことができる。たとえば、米国特許第４，７３４，１０４号明細書（ブロベルグ（Ｂｒｏｂｅｒｇ））、米国特許第４，７３７，１６３号明細書（ラーキー（Ｌａｒｋｅｙ））、米国特許第５，２０３，８８４号明細書（ブキャナン（Ｂｕｃｈａｎａｎ）ら）、米国特許第５，１５２，９１７号明細書（ピーパー（Ｐｉｅｐｅｒ）ら）、米国特許第５，３７８，２５１号明細書（カラー（Ｃｕｌｌｅｒ）ら）、米国特許第５，４１７，７２６号明細書（スタウト（Ｓｔｏｕｔ）ら）、米国特許第５，４３６，０６３号明細書（フォレット（Ｆｏｌｌｅｔｔ）ら）、米国特許第５，４９６，３８６号明細書（ブロベルグ（Ｂｒｏｂｅｒｇ）ら）、米国特許第５、６０９，７０６号明細書（ベネディクト（Ｂｅｎｅｄｉｃｔ）ら）、米国特許第５，５２０，７１１号明細書（ヘルミン（Ｈｅｌｍｉｎ））、米国特許第５，９５４，８４４号明細書（ロウ（Ｌａｗ）ら）、米国特許第５，９６１，６７４号明細書（ガグリアルディ（Ｇａｇｌｉａｒｄｉ）ら）、および米国特許第５，９７５，９８８号明細書（クリスチャンソン（Ｃｈｒｉｓｔｉａｎｓｏｎ））。結合研磨物品に関するさらに詳しいことは以下の特許に見出すことができる。たとえば、米国特許第４，５４３，１０７号明細書（ルー（Ｒｕｅ））、米国特許第４，７４１，７４３号明細書（ナラヤナン（Ｎａｒａｙａｎａｎ）ら）、米国特許第４，８００，６８５号明細書（ヘインズ（Ｈａｙｎｅｓ）ら）、米国特許第４，８９８，５９７号明細書（ヘイ（Ｈａｙ）ら）、米国特許第４，９９７，４６１号明細書（マルコフ−マテニイ（Ｍａｒｋｈｏｆｆ−Ｍａｔｈｅｎｙ）ら）、米国特許第５，０３７，４５３号明細書（ナラヤナン（Ｎａｒａｙａｎａｎ）ら）、米国特許第５，１１０，３３２号明細書（ナラヤナン（Ｎａｒａｙａｎａｎ）ら）、および米国特許第５，８６３，３０８号明細書（チー（Ｑｉ）ら）。ガラス質結合研磨材に関するさらに詳しいことは以下の特許に見出すことができる。たとえば、米国特許第４，５４３，１０７号明細書（ルー（Ｒｕｅ））、米国特許第４，８９８，５９７号明細書（ヘイ（Ｈａｙ）ら）、米国特許第４，９９７，４６１号明細書（マルコフ−マテニイ（Ｍａｒｋｈｏｆｆ−Ｍａｔｈｅｎｙ）ら）、米国特許第５，０９４，６７２号明細書（ジャイルズ、ジュニア（Ｇｉｌｅｓ Ｊｒ．）ら）、米国特許第５，１１８，３２６号明細書（シェルドン（Ｓｈｅｌｄｏｎ）ら）、米国特許第５，１３１，９２６号明細書（シェルドン（Ｓｈｅｌｄｏｎ）ら）、米国特許第５，２０３，８８６号明細書（シェルドン（Ｓｈｅｌｄｏｎ）ら）、米国特許第５，２８２，８７５号明細書（ウッド（Ｗｏｏｄ）ら）、米国特許第５，７３８，６９６号明細書（ウー（Ｗｕ）ら）、および米国特許第５，８６３，３０８号明細書（チー（Ｑｉ））。不織研磨物品に関するさらに詳しいことは、たとえば、米国特許第２，９５８，５９３号明細書（フーバー（Ｈｏｏｖｅｒ）ら）に見出すことができる。
【０１０３】
本発明は表面を研磨する方法を提供し、その方法には、本発明による少なくとも１種の溶融多結晶質研磨粒子をワークピースの表面に接触させること、および溶融多結晶質研磨粒子と接触表面の少なくとも一方を移動させて、前記表面の少なくとも一部を研磨粒子を用いて研磨することを含む。本発明による溶融多結晶質研磨粒子を用いて研磨する方法には、スナッギング（すなわち、高圧、高切削（ｈｉｇｈ ｓｔｏｃｋ）除去）からポリッシング（たとえば、被覆研磨ベルトを用いた医療用インプラントのポリッシング）まであるが、後者の場合は典型的には、細かいグレードの研磨粒子（たとえば、ＡＮＳＩ２２０およびそれより細かいもの）を用いて実施する。この溶融多結晶質研磨粒子は、精密研磨用途、たとえばビトリファイド結合ホイールを有する粉砕カムシャフトなどにも使用することができる。特定の研磨用途に使用する研磨剤粒子の粒度は、当業者には明らかであろう。
【０１０４】
本発明による溶融多結晶質研磨粒子を使用する研磨は、乾式で実施しても、湿式で実施してもよい。湿式研磨の場合には液体を、軽質のミスト状から完全な注液までの形態で導入することができる。一般的に使用される液体の例を挙げれば、水、水溶性オイル、有機潤滑剤、およびエマルションなどがある。この液体の役目は、研磨に伴う発熱を抑制し、および／または潤滑剤として機能することである。この液体には、微量の添加物、たとえば殺菌剤や消泡剤などが含まれていてもよい。
【０１０５】
本発明による溶融多結晶質研磨粒子は、たとえば、アルミニウム金属、炭素鋼、軟鋼、工具鋼、ステンレス鋼、焼入鋼、チタン、ガラス、セラミックス、木材、木材状材料（たとえば、合板およびパーティクルボード）、ペイント、ペイント表面、有機塗装表面などのワークピースを研磨するのに有用である。研磨の際に加える力は典型的には、約１〜約１００キログラムの範囲である。
【０１０６】
本発明の利点と実施形態について、以下の非限定的な実施例でさらに説明するが、それらの実施例で引用する特定の物質およびその量、さらにはその他の条件および詳細が本発明を不当に限定するものと受け取ってはならない。すべての部とパーセントは、特に断らない限り、重量基準である。
【実施例】
【０１０７】
実施例１
２５０ｍＬのポリエチレンビン（直径７．３ｃｍ）に、６４ｇの酸化アルミニウム粉体（アルコア・インダストリアル・ケミカルズ（Ａｌｃｏａ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から入手、ボーキサイト、ＡＲ、商品記号「Ａ１６ＳＧ］）、３６ｇの酸化イットリウム粉体（カリフォルニア州ブレア（Ｂｒｅａ，ＣＡ）のモリコープ・インコーポレーテッド（Ｍｏｌｙｃｏｒｐ Ｉｎｃ．）から入手）、１００ｇのイソプロピルアルコール、および２００ｇのアルミナミリング媒体（円筒形状、高さ、直径ともに０．６３５ｃｍ、９９．９％アルミナ、クアーズ，ゴールデン，カンパニー（Ｃｏｏｒｓ，Ｇｏｌｄｅｎ，ＣＯ）から入手）を仕込んだ。ポリエチレン瓶の内容物を、１６時間、６０回転／分（ｒｐｍ）でミリングさせた。ミリングさせた後で、ミリング媒体を除き、スラリーを、温めた（約７５℃）ガラス（「パイレックス（ＰＹＲＥＸ）」）のパンの上に層状に注ぎ、冷却および乾燥させた。スラリー物質の層が比較的に薄く（すなわち、厚み約３ｍｍ）、またパンを温めてあったので、スラリーは５分以内にケーキを形成し、約３０分間で乾燥した。その乾燥させた混合物を破砕し、ペンキ用のはけを使いながら３０メッシュの金網（開口寸法６００マイクロメートル）を通して篩い分けし、電気加熱炉中（ニュージャージー州ブルームフィールド（Ｂｌｏｏｍｆｉｅｌｄ，ＮＪ）のＣＭ・ファーネシズ（ＣＭ Ｆｕｒｎａｃｅｓ）から入手、商品記号「ラピッド・テンプ・ファーネス（Ｒａｐｉｄ Ｔｅｍｐ Ｆｕｒｎａｃｅ）」）で、空気雰囲気１３２５℃で２時間かけて予備焼結させた。
【０１０８】
その焼結混合物を分級して−８０＋１００メッシュの画分（すなわち、開口寸法１８０マイクロメートルの金網と開口寸法１５０マイクロメートルの金網の間で集めた画分、平均粒子径約１６５マイクロメートル）を得た。そうして得られた篩い分けした粒子を、窒素ガス雰囲気（５標準リットル/分（ＳＬＰＭ）)下で、粉体フィーダーに取り付けた漏斗を通して徐々に（約０．５ｇ/分）水素/酸素トーチフレームの中にフィードし、そのトーチフレームによって粒子を溶融させてから、１９リットル（５ガロン）の長方形の容器（４１センチメートル（ｃｍ）×５３ｃｍ×１８ｃｍ高さ）の中に直接移動させたが、その容器には乱流域の水（２０℃）を連続的に循環させて、溶融微少液滴を急冷させた。その粉体フィーダーには、その底部が７０メッシュの金網（開口寸法２１２マイクロメートル）となっているキャニスター（直径８ｃｍ）が含まれていた。使用した具体的な粉体フィーダーは先に説明した図１〜６の図面のものであるが、ここでその金網はステンレス鋼製のものであった（オハイオ州メントル（Ｍｅｎｔｏｒ，ＯＨ）のＷ．Ｓ．タイラー・インコーポレーテッド（Ｗ．Ｓ．Ｔｙｌｅｒ Ｉｎｃ．）から入手可能）。粉体をキャニスターの中に充填し、回転ブラシを用いて金網の開口部を通して強制的に押出した。そのトーチは、ペンシルバニア州ヘラータウン（Ｈｅｌｌｅｒｔｏｗｎ，ＰＡ）のベスレヘム・アパラタス・カンパニー（Ｂｅｔｈｌｅｈｅｍ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｃｏ．）から入手した、ベスレヘム（Ｂｅｔｈｌｅｈｅｍ）ベンチバーナー・ＰＭ２ＤモデルＢであった。そのトーチには、中央フィードポート（内径０．４７５ｃｍ（３/１６インチ））があり、そこを通してフィード粒子を火炎の中に導入した。トーチへの水素と酸素の流量は次のとおりであった。水素の流量は４２標準リットル／分（ＳＬＰＭ）、酸素の流量は１８ＳＬＰＭであった。火炎が水を打つ角度は約９０度であり、火炎の長さ、すなわちバーナーと水の表面との距離は、約３８センチメートル（ｃｍ）であった。得られた（急冷）粒子をパンに集め、電気加熱炉中で１１０℃に加熱して、乾燥させた（約３０分）。その粒子の形状は球状で、粒度は１００マイクロメートルから最高１８０マイクロメートルまで、平均粒度は約１４５マイクロメートルであって。
【０１０９】
結晶質収率パーセントを、得られた火炎形成ビーズから計算した。その測定は以下のようにした。ガラススライドの上に、ビーズを１層の厚みで拡げた。それらのビーズを３２倍の光学顕微鏡を用いて観察した。光学顕微鏡の接眼レンズにある十字線をガイドとして使用し、直線的に十字線と水平に並んでいるビーズについて、透明であるかまたは不透明（すなわち、結晶質）のいずれであるかを、その光学的透明度に従って計数した。全部で５００個のビーズを計数し、結晶質収率パーセントは、不透明なビーズの数を、計数した全部のビーズの数で割り算し、それに１００をかけ算することにより求めた。それらの粒子は、圧倒的に不透明であった（数で＞９０％）。
【０１１０】
粉体Ｘ線回折法、ＸＲＤ（Ｘ線回折計（ニュージャージー州モーウォー（Ｍａｈｗａｈ、ＮＪ）のフィリップス（Ｐｈｉｌｌｉｐｓ）から入手、商品記号「フィリップス（ＰＨＩＬＬＩＰＳ）ＸＲＧ３１００」）で１．５４０５０オングストロームの銅Ｋα１照射を使用）を用いて、実施例１の結晶質粒子の中に存在する相を測定した。相は、結晶化させた材料のＸＲＤ線図中に存在するピークを、ＪＣＰＤＳデータベース（インターナショナル・センター・フォア・ディフラクション・データ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｄａｔａ）による出版物）から得られる結晶質相のＸＲＤパターンと比較することによって求めた。実施例１の物質で得られた結晶質相は、ガーネット結晶構造（ＹＡＧ）を示すイットリア・アルミナ結晶と、アルファおよびガンマＡｌ２Ｏ３相の混合物とであった。
【０１１１】
以下の方法により、微細構造分析のためのサンプルを調製した。約１ｇの実施例１の粒子を、固定用樹脂（イリノイ州レーク・ブラフ（Ｌａｋｅ Ｂｌｕｆｆ，ＩＬ））のビューラー（Ｂｕｅｈｌｅｒ）から商品記号「トランスオプティック・パウダー（ＴＲＡＮＳＯＰＴＩＣ ＰＯＷＤＥＲ）」として入手）に取り付けた。樹脂から作った円筒は、その直径が約２．５ｃｍで、高さが約１．９ｃｍであった。ポリッシャー（イリノイ州レーク・ブラフ（Ｌａｋｅ Ｂｌｕｆｆ、ＩＬ）のビューラー（Ｂｕｅｈｌｅｒ）から商品記号「エコメット（ＥＣＯＭＥＴ）３」として入手したもの）を使用した通常のポリッシング法により、固定した切片を調製した。このサンプルは、１２５マイクロメートルのダイヤモンドを含むダイヤモンドホイールを用いて約３分間ポリッシングした後で、それぞれ４５、３０、１５、９、３および１マイクロメートルのスラリーを用いて５分間ポリッシングした。取付け、ポリッシングしたサンプルを、金・パラジウムの薄膜でコーティングしてから、ＪＥＯＬ・ＳＥＭ（モデルＪＳＭ８４０Ａ）を用いて観察した。
【０１１２】
図１０は、実施例１の物質のポリッシングしたセクションの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の電子顕微鏡写真である。実施例１の物質の微細構造は、マトリックスのアルミナ１０３の中でＹＡＧ結晶１０１が、樹枝状に成長して得られたものであることが観察された。倍率を１２，０００倍にして観察しても、マトリックスの中に共晶構造の存在は認められなかった。樹枝状ＹＡＧ結晶の平均サイズは、直線切断法を用いて求めた。微細構造の後方散乱電子顕微鏡（ＢＳＥ）写真を用いて、以下のようにして、平均結晶子径を求めた。顕微鏡写真の上にランダムに引いた直線の単位長さ（ＮＬ）あたりの、それを切断している結晶子の数を計数する。この数字から、以下の式を使用して平均の結晶子の径を求める。
【数２】
ここでＮＬは、単位長さを切断している結晶子の数であり、Ｍは顕微鏡写真の倍率である。その樹枝状ＹＡＧ結晶は、約１．５マイクロメートルの平均直径を有していた。
【０１１３】
実施例１の結晶質粒子の平均硬度は、以下のようにして求めた。微細構造評価のところに記載したのと同じ方法を用い、約１ｇのビーズを取り付けてポリッシングした。微小硬度の測定には従来タイプのビッカース圧子を取り付けた微小硬度試験器（たとえば、日本国東京の（株）ミツトヨ（Ｍｉｔｕｔｏｙｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から商品記号「ミツトヨ（ＭＩＴＵＴＯＹＯ）ＭＶＫ−ＶＬ」として入手したもの）を使用し、押し込み荷重として２００ｇを用いた。その微小硬度測定は、ＡＳＴＭ試験法Ｅ３８４「材料の微小硬度のための試験方法」（１９９１）に記載のガイドラインに従って行ったが、その開示を参考として引用し本明細書に組み入れる。実施例１の物質の平均微小硬度（１０回の測定の平均値）は、９．８ＧＰａであった。
【０１１４】
実施例２
実施例２の粒子は、実施例１の記載と同様にして調製したが、ただし、使用した原料物質の量は、５０ｇのアルミナ粒子（「Ａ１６ＳＧ］）、５０ｇの酸化イットリウム粒子（モリコープ・インコーポレーテッド（Ｍｏｌｙｃｏｒｐ Ｉｎｃ．）から入手）、１００ｇのイソプロピルアルコール、および２００ｇのアルミナミリング媒体（円筒形状、高さ、直径ともに０．６３５ｃｍ、９９．９％アルミナ、クアーズ（Ｃｏｏｒｓ）から入手）であった。さらに、分級したフィード粒子については、火炎成形操作の前の予備焼結は行わなかった。火炎成形では、フィード粒子の径は−４５＋６０メッシュの範囲（すなわち、開口寸法２５０マイクロメートルと開口寸法３５５マイクロメートルとの金網の間で集めた画分で、その平均粒度が約３００マイクロメートル）であった。
【０１１５】
火炎形成された粒子の形状は球状で、粒度は約２１０マイクロメートルから最高約３００マイクロメートルまで、その平均粒度は約２５０マイクロメートルであった。
【０１１６】
実施例２の物質の結晶質相含量は、実施例１で述べたようにして、ＸＲＤにより求めた。実施例２の物質ついて同定された結晶質相は、ＹＡＧ、およびガンマ（微量）とアルファＡｌ２Ｏ３相の混合物であった。
【０１１７】
実施例２の物質の微細構造は、実施例１で述べたＳＥＭ法を使用して分析した。その物質の微細構造は、アルミナとＹＡＧを含む共晶マトリックス中のＹＡＧの初晶からできていることが観察された。ＹＡＧの初晶は、ロッド状またはより等軸晶の形状のいずれかであって、樹枝状に成長したパターンで配列していた。ＹＡＧの初晶の間の微細構造は、明確な格子を有さない特徴的な共晶構造であった。
【０１１８】
実施例１の記載のようにして硬度を測定すると、８．９ＧＰａであった。
【０１１９】
実施例３
実施例３の粒子は、実施例２の記載と同様にして調製したが、ただし、使用した原料物質の量は、６６ｇのアルミナ粒子（「Ａ１６ＳＧ］）、３４ｇの酸化イットリウム粒子（モリコープ・インコーポレーテッド（Ｍｏｌｙｃｏｒｐ Ｉｎｃ．）から入手）、１００ｇのイソプロピルアルコール、および２００ｇのアルミナミリング媒体（円筒形状、高さ、直径ともに０．６３５ｃｍ、９９．９％アルミナ、クアーズ（Ｃｏｏｒｓ）から入手）であった。
【０１２０】
火炎形成された粒子の形状は球状で、粒度は約２１０マイクロメートルから最高約３００マイクロメートルまで、その平均粒度は約２５０マイクロメートルであった。
【０１２１】
実施例３の物質の結晶質相含量は、実施例１で述べたようにして、ＸＲＤにより求めた。実施例３の物質について同定された結晶質相は、ＹＡＧ、およびガンマ（微量）とアルファＡｌ２Ｏ３相の混合物であった。
【０１２２】
実施例３の物質の微細構造は、実施例１で述べたＳＥＭを使用して分析した。その物質の微細構造は、アルミナとＹＡＧを含む共晶マトリックス中のアルミナの初晶からできていることが観察された。そのアルミナの初晶は等軸晶で、切り子面を有していた。そのアルミナの初晶の平均サイズは、直線切断法により測定して、約３マイクロメートルであった。アルミナの初晶の間の微細構造は、明確な格子を有さない特徴的な共晶構造であった。
【０１２３】
実施例１の記載のようにして硬度を測定すると、１１．７ＧＰａであった。
【０１２４】
実施例４
実施例４の粒子は、実施例２の記載と同様にして調製したが、ただし、使用した原料物質の量は、８０ｇのアルミナ粒子（「Ａ１６ＳＧ］）、２０ｇの酸化イットリウム粒子（モリコープ・インコーポレーテッド（Ｍｏｌｙｃｏｒｐ Ｉｎｃ．）から入手）、１００ｇのイソプロピルアルコール、および２００ｇのアルミナミリング媒体（円筒形状、高さ、直径ともに０．６３５ｃｍ、９９．９％アルミナ、クアーズ（Ｃｏｏｒｓ）から入手）であった。
【０１２５】
火炎形成された粒子の形状は球状で、粒度は約２１０マイクロメートルから最高約３００マイクロメートルまで、その平均粒度は約２５０マイクロメートルであった。
【０１２６】
実施例４の物質の結晶質相含量は、実施例１で述べたようにして、ＸＲＤにより求めた。実施例４の物質について同定された結晶質相は、ＹＡＧと、アルファＡｌ２Ｏ３相であった。
【０１２７】
実施例４の物質の微細構造は、実施例１で述べたＳＥＭ法を使用して分析した。図１１は、実施例４の物質のポリッシングしたセクションの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の電子顕微鏡写真である。そのサンプルの微細構造は、アルミナとＹＡＧを含む共晶マトリックス１１３中のアルミナの初晶Ａｌ２Ｏ３１１１からできていることが観察された。そのアルミナの初晶は等軸晶で、切り子面を有していた。そのアルミナの初晶の平均サイズは、直線切断法により測定して、約４マイクロメートルであった。アルミナの初晶の間の微細構造は、明確な格子を有さない特徴的な共晶構造であった。
【０１２８】
実施例１の記載のようにして硬度を測定すると、１３．２ＧＰａであった。
【０１２９】
本発明の範囲および本発明の精神から外れることなく、本発明の各種の修正と変更が可能であることは当業者には明らかであるが、本発明が、本明細書に記載した説明のための実施形態によって不当に限定されるものではないことは、理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】火炎−溶融装置のための粉体フィーダー集成装置を含む装置の実施形態の１例の側面図である。
【図２】図１の装置の断面図である。
【図３】図１の装置の分解断面図である。
【図４】図１の粉体フィーダー集成装置の一部の側面図である。
【図５】図１の粉体フィーダー集成装置の一部の斜視図である。
【図６】図１の粉体フィーダー集成装置の一部の断面図である。
【図７】本発明による溶融多結晶質研磨粒子を含む被覆研磨物品の部分破断概略図である。
【図８】本発明による溶融多結晶質研磨粒子を含む結合研磨物品の斜視図である。
【図９】本発明の方法による溶融多結晶質研磨粒子を含む不織研磨物品の一部の拡大概略図である。
【図１０】実施例１により製造した溶融多結晶質物質の電子顕微鏡写真である。
【図１１】実施例４により製造した溶融多結晶質物質の電子顕微鏡写真である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質物質であって、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部が、転移Ａｌ２Ｏ３であり、そして、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部が、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在している、溶融多結晶質物質。
【請求項２】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３がガーネット結晶構造を示す、請求項１に記載の溶融多結晶質物質。
【請求項３】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３がペロブスカイト結晶構造を示す、請求項１に記載の溶融多結晶質物質。
【請求項４】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３が樹枝状結晶を含む微細構造を示す、請求項１に記載の溶融多結晶質物質。
【請求項５】
前記樹枝状結晶が、２マイクロメートル未満の平均サイズを有する、請求項４に記載の溶融多結晶質物質。
【請求項６】
少なくとも５０重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項１に記載の溶融多結晶質物質。
【請求項７】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３がガーネット結晶構造を示す、請求項６に記載の溶融多結晶質物質。
【請求項８】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３がペロブスカイト結晶構造を示す、請求項６に記載の溶融多結晶質物質。
【請求項９】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３が樹枝状結晶を含む微細構造を示す、請求項６に記載の溶融多結晶質物質。
【請求項１０】
前記樹枝状結晶が、２マイクロメートル未満の平均サイズを有する、請求項９に記載の溶融多結晶質物質。
【請求項１１】
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質粒子であって、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部が、転移Ａｌ２Ｏ３であり、そしてＡｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部が、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在している、溶融多結晶質粒子。
【請求項１２】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３がガーネット結晶構造を示す、請求項１１に記載の溶融多結晶質粒子。
【請求項１３】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３がペロブスカイト結晶構造を示す、請求項１１に記載の溶融多結晶質粒子。
【請求項１４】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３が樹枝状結晶を含む微細構造を示す、請求項１に記載の溶融多結晶質粒子。
【請求項１５】
請求項１１に記載の複数の溶融多結晶質粒子。
【請求項１６】
それぞれの粒子の全重量を基準にして、少なくとも５０重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項１５に記載の複数の溶融多結晶質粒子。
【請求項１７】
規定された公称グレードを有する複数の粒子であって、前記複数の粒子の少なくとも一部が、請求項１６に記載の粒子である、複数の粒子。
【請求項１８】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３がガーネット結晶構造を示す、請求項１７に記載の規定された公称グレードを有する複数の粒子。
【請求項１９】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３がペロブスカイト結晶構造を示す、請求項１７に記載の規定された公称グレードを有する複数の粒子。
【請求項２０】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３が樹枝状結晶を含む微細構造を示す、請求項１７に記載の規定された公称グレードを有する複数の粒子。
【請求項２１】
前記樹枝状結晶が、２マイクロメートル未満の平均サイズを有する、請求項２０に記載の規定された公称グレードを有する複数の粒子。
【請求項２２】
前記規定された公称グレードが、ＡＮＳＩ、ＦＥＰＡ、またはＪＩＳ標準の少なくとも一つである、請求項１７に記載の規定された公称グレードを有する複数の粒子。
【請求項２３】
それぞれの溶融多結晶質粒子の全重量を基準にして、少なくとも７５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項１６に記載の複数の溶融多結晶質粒子。
【請求項２４】
それぞれの溶融多結晶質粒子の全重量を基準にして、少なくとも８５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項１６に記載の複数の溶融多結晶質粒子。
【請求項２５】
重量にして、それぞれの溶融多結晶質粒子の全重量を基準にして、４０〜９０重量パーセントの範囲のＡｌ２Ｏ３と、６０〜１０重量パーセントの範囲のＹ２Ｏ３とを含む、請求項１６に記載の複数の溶融多結晶質粒子。
【請求項２６】
（ａ）１〜１０マイクロメートルの範囲の平均結晶子径を有するアルファアルミナ、および（ｂ）明瞭な結晶質相として存在する複合Ｙ２Ｏ３・金属酸化物を含む、溶融多結晶質物質。
【請求項２７】
少なくとも５０重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項２６に記載の溶融多結晶質物質。
【請求項２８】
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質物質を加熱して、請求項２６に記載の溶融多結晶質物質を提供する工程を含む、溶融多結晶質物質を製造するための方法であって、
Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部は、転移Ａｌ２Ｏ３であり、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部が複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在する、方法。
【請求項２９】
請求項２６に記載の溶融多結晶質物質を製造するための方法であって、前記方法は、
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融物を提供する工程、
前記溶融物を冷却して、溶融多結晶質物質を直接提供する工程、
を含む、方法。
【請求項３０】
（ａ）１〜１０マイクロメートルの範囲の平均結晶子径を有するアルファアルミナ、および（ｂ）明瞭な結晶質相として存在する複合Ｙ２Ｏ３・金属酸化物を含む、溶融多結晶質研磨粒子。
【請求項３１】
請求項３０に記載の複数の溶融多結晶質研磨粒子。
【請求項３２】
規定された公称グレードを有する複数の研磨粒子であって、前記複数の研磨粒子の少なくとも一部が、請求項３１に記載の溶融多結晶質研磨粒子である、複数の研磨粒子。
【請求項３３】
前記複数の溶融多結晶質研磨粒子の少なくとも一部が、１〜８マイクロメートルの範囲の平均結晶子径を有する、請求項３２に記載の複数の研磨粒子。
【請求項３４】
前記複数の溶融多結晶質研磨粒子の少なくとも一部が、１〜５マイクロメートルの範囲の平均結晶子径を有する、請求項３２に記載の複数の研磨粒子。
【請求項３５】
前記複数の溶融多結晶質研磨粒子の少なくとも一部が、それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、少なくとも５０重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項３２に記載の複数の研磨粒子。
【請求項３６】
前記複数の溶融多結晶質研磨粒子の少なくとも一部が、それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、少なくとも７５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項３２に記載の複数の研磨粒子。
【請求項３７】
前記複数の溶融多結晶質研磨粒子の少なくとも一部が、それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、少なくとも８５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項３２に記載の複数の研磨粒子。
【請求項３８】
前記複数の溶融多結晶質研磨粒子の少なくとも一部が、重量にして、それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、４０〜９０重量パーセントの範囲のＡｌ２Ｏ３と、６０〜１０重量パーセントの範囲のＹ２Ｏ３とを含む、請求項３２に記載の複数の研磨粒子。
【請求項３９】
前記規定された公称グレードが、ＡＮＳＩ、ＦＥＰＡ、またはＪＩＳ標準の少なくとも一つである、請求項３２に記載の複数の研磨粒子。
【請求項４０】
それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、少なくとも５０重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項３１に記載の複数の溶融多結晶質研磨粒子。
【請求項４１】
それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、少なくとも７５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項３１に記載の複数の溶融多結晶質研磨粒子。
【請求項４２】
それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、少なくとも８５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項３１に記載の複数の溶融多結晶質研磨粒子。
【請求項４３】
重量にして、それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、４０〜９０重量パーセントの範囲のＡｌ２Ｏ３と、６０〜１０重量パーセントの範囲のＹ２Ｏ３とを含む、請求項３１に記載の複数の溶融多結晶質研磨粒子。
【請求項４４】
バインダーおよび研磨粒子を含む研磨物品であって、前記研磨粒子の少なくとも一部が、請求項３１に記載の溶融多結晶質研磨粒子である、研磨物品。
【請求項４５】
前記研磨物品が、結合研磨物品、被覆研磨物品、および不織研磨物品からなる群より選択される、請求項４４に記載の研磨物品。
【請求項４６】
前記溶融多結晶質研磨粒子が、それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、少なくとも７５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項４４に記載の研磨物品。
【請求項４７】
前記溶融多結晶質研磨粒子が、それぞれの溶融多結晶質ベースの研磨粒子の全重量を基準にして、少なくとも８５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項４４に記載の研磨物品。
【請求項４８】
前記溶融多結晶質研磨粒子が、重量にして、それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、４０〜９０重量パーセントの範囲のＡｌ２Ｏ３と、６０〜１０重量パーセントの範囲のＹ２Ｏ３とを含む、請求項４４に記載の研磨物品。
【請求項４９】
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む複数の溶融多結晶質粒子を加熱して、請求項３１に記載の溶融多結晶質研磨粒子を提供する工程を含む、溶融多結晶質研磨粒子を製造するための方法であって、
Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部は、転移Ａｌ２Ｏ３であり、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部が複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在する、方法。
【請求項５０】
前記溶融多結晶質研磨粒子が、それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、少なくとも７５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記溶融多結晶質研磨粒子が、それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、少なくとも８５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５２】
前記溶融多結晶質研磨粒子が、重量にして、それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、４０〜９０重量パーセントの範囲のＡｌ２Ｏ３と、６０〜１０重量パーセントの範囲のＹ２Ｏ３とを含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５３】
請求項３１に記載の溶融多結晶質研磨粒子を製造するための方法であって、前記方法は、
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融物を提供する工程、
前記溶融物を前駆体粒子に成形する工程、
前記前駆体粒子を冷却して、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質粒子を直接提供する工程であって、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部は、転移Ａｌ２Ｏ３であり、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部は、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在している工程、および
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む前記溶融多結晶質粒子を加熱して、請求項３１に記載の溶融多結晶質研磨粒子を提供する工程、
を含む方法。
【請求項５４】
前記溶融多結晶質研磨粒子を分級して、前記溶融多結晶質研磨粒子を含む規定された公称グレードを提供する工程をさらに含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
溶融多結晶質研磨粒子を製造するための方法であって、前記方法は、
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融物を提供する工程、
前記溶融物を冷却して、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質物質を提供する工程であって、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部は、転移Ａｌ２Ｏ３であり、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部は、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在している工程、
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む前記溶融多結晶質物質を破砕して、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む粒子を提供する工程、および
前記粒子を加熱して、請求項３１に記載の溶融多結晶質研磨粒子を提供する工程、
を含む方法。
【請求項５６】
前記溶融多結晶質研磨粒子を分級して、前記溶融多結晶質研磨粒子を含む規定された公称グレードを提供する工程をさらに含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
規定された公称グレードを提供するために、加熱する前に、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む前記溶融多結晶質粒子を分級する工程をさらに含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項５８】
表面を研磨するための方法であって、前記方法は、
請求項２６に記載の少なくとも１種の溶融多結晶質研磨粒子をワークピースの表面に接触させる工程、および
前記溶融多結晶質研磨粒子または前記接触させている表面の少なくとも一方を移動させて、前記溶融多結晶質研磨粒子を用いて前記表面の少なくとも一部を研磨する工程、
を含む方法。
【請求項１】
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質物質であって、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部が、転移Ａｌ２Ｏ３であり、そして、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部が、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在している、溶融多結晶質物質。
【請求項２】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３がガーネット結晶構造を示す、請求項１に記載の溶融多結晶質物質。
【請求項３】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３がペロブスカイト結晶構造を示す、請求項１に記載の溶融多結晶質物質。
【請求項４】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３が樹枝状結晶を含む微細構造を示す、請求項１に記載の溶融多結晶質物質。
【請求項５】
前記樹枝状結晶が、２マイクロメートル未満の平均サイズを有する、請求項４に記載の溶融多結晶質物質。
【請求項６】
少なくとも５０重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項１に記載の溶融多結晶質物質。
【請求項７】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３がガーネット結晶構造を示す、請求項６に記載の溶融多結晶質物質。
【請求項８】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３がペロブスカイト結晶構造を示す、請求項６に記載の溶融多結晶質物質。
【請求項９】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３が樹枝状結晶を含む微細構造を示す、請求項６に記載の溶融多結晶質物質。
【請求項１０】
前記樹枝状結晶が、２マイクロメートル未満の平均サイズを有する、請求項９に記載の溶融多結晶質物質。
【請求項１１】
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質粒子であって、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部が、転移Ａｌ２Ｏ３であり、そしてＡｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部が、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在している、溶融多結晶質粒子。
【請求項１２】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３がガーネット結晶構造を示す、請求項１１に記載の溶融多結晶質粒子。
【請求項１３】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３がペロブスカイト結晶構造を示す、請求項１１に記載の溶融多結晶質粒子。
【請求項１４】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３が樹枝状結晶を含む微細構造を示す、請求項１に記載の溶融多結晶質粒子。
【請求項１５】
請求項１１に記載の複数の溶融多結晶質粒子。
【請求項１６】
それぞれの粒子の全重量を基準にして、少なくとも５０重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項１５に記載の複数の溶融多結晶質粒子。
【請求項１７】
規定された公称グレードを有する複数の粒子であって、前記複数の粒子の少なくとも一部が、請求項１６に記載の粒子である、複数の粒子。
【請求項１８】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３がガーネット結晶構造を示す、請求項１７に記載の規定された公称グレードを有する複数の粒子。
【請求項１９】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３がペロブスカイト結晶構造を示す、請求項１７に記載の規定された公称グレードを有する複数の粒子。
【請求項２０】
前記複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３が樹枝状結晶を含む微細構造を示す、請求項１７に記載の規定された公称グレードを有する複数の粒子。
【請求項２１】
前記樹枝状結晶が、２マイクロメートル未満の平均サイズを有する、請求項２０に記載の規定された公称グレードを有する複数の粒子。
【請求項２２】
前記規定された公称グレードが、ＡＮＳＩ、ＦＥＰＡ、またはＪＩＳ標準の少なくとも一つである、請求項１７に記載の規定された公称グレードを有する複数の粒子。
【請求項２３】
それぞれの溶融多結晶質粒子の全重量を基準にして、少なくとも７５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項１６に記載の複数の溶融多結晶質粒子。
【請求項２４】
それぞれの溶融多結晶質粒子の全重量を基準にして、少なくとも８５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項１６に記載の複数の溶融多結晶質粒子。
【請求項２５】
重量にして、それぞれの溶融多結晶質粒子の全重量を基準にして、４０〜９０重量パーセントの範囲のＡｌ２Ｏ３と、６０〜１０重量パーセントの範囲のＹ２Ｏ３とを含む、請求項１６に記載の複数の溶融多結晶質粒子。
【請求項２６】
（ａ）１〜１０マイクロメートルの範囲の平均結晶子径を有するアルファアルミナ、および（ｂ）明瞭な結晶質相として存在する複合Ｙ２Ｏ３・金属酸化物を含む、溶融多結晶質物質。
【請求項２７】
少なくとも５０重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項２６に記載の溶融多結晶質物質。
【請求項２８】
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質物質を加熱して、請求項２６に記載の溶融多結晶質物質を提供する工程を含む、溶融多結晶質物質を製造するための方法であって、
Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部は、転移Ａｌ２Ｏ３であり、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部が複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在する、方法。
【請求項２９】
請求項２６に記載の溶融多結晶質物質を製造するための方法であって、前記方法は、
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融物を提供する工程、
前記溶融物を冷却して、溶融多結晶質物質を直接提供する工程、
を含む、方法。
【請求項３０】
（ａ）１〜１０マイクロメートルの範囲の平均結晶子径を有するアルファアルミナ、および（ｂ）明瞭な結晶質相として存在する複合Ｙ２Ｏ３・金属酸化物を含む、溶融多結晶質研磨粒子。
【請求項３１】
請求項３０に記載の複数の溶融多結晶質研磨粒子。
【請求項３２】
規定された公称グレードを有する複数の研磨粒子であって、前記複数の研磨粒子の少なくとも一部が、請求項３１に記載の溶融多結晶質研磨粒子である、複数の研磨粒子。
【請求項３３】
前記複数の溶融多結晶質研磨粒子の少なくとも一部が、１〜８マイクロメートルの範囲の平均結晶子径を有する、請求項３２に記載の複数の研磨粒子。
【請求項３４】
前記複数の溶融多結晶質研磨粒子の少なくとも一部が、１〜５マイクロメートルの範囲の平均結晶子径を有する、請求項３２に記載の複数の研磨粒子。
【請求項３５】
前記複数の溶融多結晶質研磨粒子の少なくとも一部が、それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、少なくとも５０重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項３２に記載の複数の研磨粒子。
【請求項３６】
前記複数の溶融多結晶質研磨粒子の少なくとも一部が、それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、少なくとも７５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項３２に記載の複数の研磨粒子。
【請求項３７】
前記複数の溶融多結晶質研磨粒子の少なくとも一部が、それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、少なくとも８５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項３２に記載の複数の研磨粒子。
【請求項３８】
前記複数の溶融多結晶質研磨粒子の少なくとも一部が、重量にして、それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、４０〜９０重量パーセントの範囲のＡｌ２Ｏ３と、６０〜１０重量パーセントの範囲のＹ２Ｏ３とを含む、請求項３２に記載の複数の研磨粒子。
【請求項３９】
前記規定された公称グレードが、ＡＮＳＩ、ＦＥＰＡ、またはＪＩＳ標準の少なくとも一つである、請求項３２に記載の複数の研磨粒子。
【請求項４０】
それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、少なくとも５０重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項３１に記載の複数の溶融多結晶質研磨粒子。
【請求項４１】
それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、少なくとも７５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項３１に記載の複数の溶融多結晶質研磨粒子。
【請求項４２】
それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、少なくとも８５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項３１に記載の複数の溶融多結晶質研磨粒子。
【請求項４３】
重量にして、それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、４０〜９０重量パーセントの範囲のＡｌ２Ｏ３と、６０〜１０重量パーセントの範囲のＹ２Ｏ３とを含む、請求項３１に記載の複数の溶融多結晶質研磨粒子。
【請求項４４】
バインダーおよび研磨粒子を含む研磨物品であって、前記研磨粒子の少なくとも一部が、請求項３１に記載の溶融多結晶質研磨粒子である、研磨物品。
【請求項４５】
前記研磨物品が、結合研磨物品、被覆研磨物品、および不織研磨物品からなる群より選択される、請求項４４に記載の研磨物品。
【請求項４６】
前記溶融多結晶質研磨粒子が、それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、少なくとも７５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項４４に記載の研磨物品。
【請求項４７】
前記溶融多結晶質研磨粒子が、それぞれの溶融多結晶質ベースの研磨粒子の全重量を基準にして、少なくとも８５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項４４に記載の研磨物品。
【請求項４８】
前記溶融多結晶質研磨粒子が、重量にして、それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、４０〜９０重量パーセントの範囲のＡｌ２Ｏ３と、６０〜１０重量パーセントの範囲のＹ２Ｏ３とを含む、請求項４４に記載の研磨物品。
【請求項４９】
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む複数の溶融多結晶質粒子を加熱して、請求項３１に記載の溶融多結晶質研磨粒子を提供する工程を含む、溶融多結晶質研磨粒子を製造するための方法であって、
Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部は、転移Ａｌ２Ｏ３であり、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部が複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在する、方法。
【請求項５０】
前記溶融多結晶質研磨粒子が、それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、少なくとも７５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記溶融多結晶質研磨粒子が、それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、少なくとも８５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５２】
前記溶融多結晶質研磨粒子が、重量にして、それぞれの溶融多結晶質研磨粒子の全重量を基準にして、４０〜９０重量パーセントの範囲のＡｌ２Ｏ３と、６０〜１０重量パーセントの範囲のＹ２Ｏ３とを含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５３】
請求項３１に記載の溶融多結晶質研磨粒子を製造するための方法であって、前記方法は、
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融物を提供する工程、
前記溶融物を前駆体粒子に成形する工程、
前記前駆体粒子を冷却して、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質粒子を直接提供する工程であって、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部は、転移Ａｌ２Ｏ３であり、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部は、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在している工程、および
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む前記溶融多結晶質粒子を加熱して、請求項３１に記載の溶融多結晶質研磨粒子を提供する工程、
を含む方法。
【請求項５４】
前記溶融多結晶質研磨粒子を分級して、前記溶融多結晶質研磨粒子を含む規定された公称グレードを提供する工程をさらに含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
溶融多結晶質研磨粒子を製造するための方法であって、前記方法は、
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融物を提供する工程、
前記溶融物を冷却して、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む溶融多結晶質物質を提供する工程であって、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一部は、転移Ａｌ２Ｏ３であり、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の少なくとも一部は、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３として存在している工程、
Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む前記溶融多結晶質物質を破砕して、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む粒子を提供する工程、および
前記粒子を加熱して、請求項３１に記載の溶融多結晶質研磨粒子を提供する工程、
を含む方法。
【請求項５６】
前記溶融多結晶質研磨粒子を分級して、前記溶融多結晶質研磨粒子を含む規定された公称グレードを提供する工程をさらに含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
規定された公称グレードを提供するために、加熱する前に、Ａｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３を含む前記溶融多結晶質粒子を分級する工程をさらに含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項５８】
表面を研磨するための方法であって、前記方法は、
請求項２６に記載の少なくとも１種の溶融多結晶質研磨粒子をワークピースの表面に接触させる工程、および
前記溶融多結晶質研磨粒子または前記接触させている表面の少なくとも一方を移動させて、前記溶融多結晶質研磨粒子を用いて前記表面の少なくとも一部を研磨する工程、
を含む方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公表番号】特表２００７−５１４８５６（Ｐ２００７−５１４８５６Ａ）
【公表日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５４５６７６（Ｐ２００６−５４５６７６）
【出願日】平成１６年１１月２３日（２００４．１１．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３９３９６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０６６０９７
【国際公開日】平成１７年７月２１日（２００５．７．２１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．パイレックス
２．ＰＹＲＥＸ
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２３日（２００４．１１．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３９３９６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０６６０９７
【国際公開日】平成１７年７月２１日（２００５．７．２１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．パイレックス
２．ＰＹＲＥＸ
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
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