專利名稱：：改性溶膠-凝膠氧化鋁的制作方法
背景技術(shù)：
：本發(fā)明涉及氧化鋁磨料，特別是由溶膠-凝膠方法制備的氧化鋁。在這些方法中，形成α氧化鋁前體的溶膠或凝膠，然后經(jīng)干燥和焙燒，成為α態(tài)。最常選擇的前驅(qū)體是勃姆石，但也使用如三水合氧化鋁之類較早所用的前體。這樣的氧化鋁的優(yōu)點是不需要熔融方法，所以能量利用的效率高。還有一些特點，其晶體大小范圍為幾微米，與由粉碎熔融方法的產(chǎn)品獲得的相對較大的晶體碎片相比，具有更好的研磨性能。自八十年代初期研制出第一批溶膠-凝膠氧化鋁磨料以來，眾所周知，溶膠-凝膠方法一直是人們關(guān)注的課題。在八十年代中期，由于非常出色的晶種溶膠-凝膠氧化鋁的出現(xiàn)，使研究有了巨大的進(jìn)展，在這種晶種溶膠-凝膠氧化鋁中，溶膠-凝膠與能使轉(zhuǎn)變成α氧化鋁的溫度降低的物質(zhì)結(jié)晶。一般認(rèn)為，需要通過涉及α氧化鋁在晶種表面的取向接長生長歷程進(jìn)行，所以晶種必須是與α氧化鋁相同的晶型，在晶體內(nèi)有相似的晶格參數(shù)。結(jié)果是得到似乎與良好研磨性能關(guān)連的非常純凈的和均勻的超細(xì)晶體結(jié)構(gòu)。當(dāng)在下文中提到溶液-凝膠氧化鋁時，應(yīng)理解這是用來包括能形成高密度、小晶體(如小于約10微米)、高硬度(如大于約16Gpa)鋁磨料的上述類型及其顯著變化的所有方法。在溶膠-凝膠氧化鋁領(lǐng)域要獲得較小晶體結(jié)構(gòu)的其他方法包括加入能抑制晶體生長的晶核生長控制劑，根據(jù)所采用的方法和試劑，可獲得大小約1-10微米的非常均勻的晶體結(jié)構(gòu)。一般，這樣的添加劑不能降低形成α氧化鋁的轉(zhuǎn)變溫度，如二氧化硅實際上提高了轉(zhuǎn)化溫度。但它們賦予了一些有益的性能。這樣的改進(jìn)可能與斷裂改性的機理有關(guān)，這些性能對一些應(yīng)用有利。但改性劑趨向于濃集在磨料的表面，這意味著與改性劑的存在有關(guān)的效果可預(yù)計是無規(guī)則的。而本發(fā)明提供的鋁磨料，在整個磨料中改性劑組分的濃度基本恒定，本發(fā)明還提供制造這種改性氧化鋁磨料的新穎方法。發(fā)明描述本發(fā)明包括一種新穎的α氧化鋁磨料，其中作為改性組分的氧化鋁包括氧化釔和/或至少一種稀土金屬氧化物(如，鑭、鐠、釹、釤、釓、鉺、釔、鏑和鈰)，還包括至少一種選自氧化鎂、氧化鈦、氧化鉻、氧化錳、氧化鐵、氧化鈷、氧化鎳、氧化鋅和氧化鋰的氧化物，其中，在所述的改性組分中至少氧化釔和/或稀土金屬氧化物在磨料中的平均濃度等于或大于在磨料表面的20微米內(nèi)的平均濃度。磨料還可以包括其他在氧化鋁晶體之間不相連的同一的晶相，如尖晶石、硅石和氧化鋯。然而當(dāng)用SEM分光鏡以普通的放大倍數(shù)(最大約50K)檢測蝕刻和研磨的表面時，氧化鋁具有基本均一的晶體結(jié)構(gòu)，改性組分本身不同于不相連的晶相，如在氧化鋁晶體結(jié)構(gòu)之間或內(nèi)的磁鉛石結(jié)構(gòu)。因為改性組分并非是同一的，可認(rèn)為這種應(yīng)用的目的是使組分主要位于晶粒的邊界，盡管認(rèn)識到有少量的改性組分會部分溶解在氧化鋁晶格中。因為限制了晶粒邊界可容納改性組分的量，在其本身晶粒邊界上的這種位置意味著對一定濃度的限制。一般認(rèn)為，本發(fā)明的磨料中改性組分的總量，較好的應(yīng)約小于2重量％，更好的約小于1重量％(按氧化物測定，并按磨料總重量計)，如果分隔成不相連的結(jié)晶相，則雜質(zhì)可避免。至少氧化釔和稀土金屬氧化物、(最好全部)、改性組分能大致均勻地分布在整個磨料的晶粒邊界中，這意味著當(dāng)用微探針測定磨料橫截面上的微量元素濃度時，在磨料中的相對位置測定的可變性界限內(nèi)，改性劑的濃度基本保持恒定。在此，所用的術(shù)語“晶粒界面”是指延伸到兩個相鄰氧化鋁晶粒的連接處任一面的10毫微米的區(qū)域。并認(rèn)為晶粒是與所有相鄰晶粒有尖銳角度(highangle)晶粒邊界的氧化鋁晶體。所以，它們具有不同于所有相鄰晶粒的結(jié)晶取向。本發(fā)明還包括改性組分均勻分布在磨料中的生產(chǎn)方法，它包括形成氧化鋁前體的凝膠、干燥和焙燒凝膠直到形成多孔轉(zhuǎn)變/α氧化鋁相。這種氧化鋁相指已焙燒到開始相轉(zhuǎn)變到α相或約開始但在出現(xiàn)熔結(jié)封閉孔之前的氧化鋁。將改性組分的可溶解和、熱分解鹽的溶液和與水反應(yīng)生成一種堿并在低于形成封閉孔的溫度下分解成揮發(fā)性氣體的添加劑的溶液一起滲入到這種氧化鋁相。一般，在滲入時通過對樣品抽真空可增強改性組分溶液的滲入。雖然濃度最好是均勻的，但也可能磨料具有表面很低的改性組分濃度。通過如在已按前面所述處理的磨料表面涂布一層未改性氧化鋁或通過從其表面浸出改性組分，可達(dá)到這點。如在形成玻態(tài)粘合磨輪時，要防止有價值的改性劑從磨料中溶解出來，就需要這樣處理。已知具有非常小(亞微米)的氧化鋁晶體結(jié)構(gòu)的磨料易受到玻態(tài)粘合的破壞，上面的技術(shù)可將在這些應(yīng)用中對晶粒的磨料性能的不利影響減到最小。發(fā)明詳述本發(fā)明的鋁磨料中的改性組分的總量較好的應(yīng)小于磨料總重量的2重量％，更好的應(yīng)小于1重量％。但最優(yōu)選的組合物僅包括約0.02-0.35重量％，更好的約0.06-0.20重量％的任何一種改性組分。改性劑必須至少包括一種氧化釔和稀土金屬氧化物。最佳組合為包含氧化鑭和氧化釔。另外，改性劑還包括至少一種選自稀土元素氧化物、鎂、鈷、鈦、鉻、錳、鐵、鎳和鋅的氧化物及其混合物的改性劑。在上面的改性劑中，優(yōu)選的改性劑是鎂、鈷、鐵、鈦和鎳的氧化物。用含有改性組分的可溶鹽的溶液滲入多孔轉(zhuǎn)化/α氧化鋁，達(dá)到加入改性組分。如果在沒有進(jìn)一步的保護(hù)措施下進(jìn)行滲入，在干燥時組分會遷移到干燥表面，導(dǎo)致組分在磨料結(jié)構(gòu)中非常不均勻的分布。實際上，組分在表面的濃度明顯高于其他部分。本發(fā)明的一個方面是找到確保均勻分布的方法。發(fā)現(xiàn)如果通過加入一種能在與水接觸時形成一種堿并在焙燒時完全除去的物質(zhì)，來提高pH值，改性組分就能在氧化鋁中保持均勻分布，并在焙燒形成α氧化鋁時遷移到α氧化鋁的晶粒邊界。優(yōu)選的能形成堿的添加劑是甲酰胺，但也可以用能獲得相同效果的其他添加劑，如乙酰胺、羥胺、甲胺、脲等。形成堿的添加劑最好與改性組分一起加入，但也可在滲入改性組分后加入。當(dāng)分別加入時，可采用直接加入一種堿如氨?？赏ㄟ^加熱加速堿的形成。改性組分可以其溶解鹽形態(tài)加入，最方便的是硝酸鹽，因為它能在低于發(fā)生孔封閉的溫度下完全分解成氧化物。也可使用其他具有這種特性的可溶鹽，如乙酸鹽、氯化物和硫酸鹽。浸漬的氧化鋁相的表面積對易于獲得均勻分布非常重要。這是因為表面積越高，氧化鋁表面的能力越大，而該氧化鋁表面提供了與改性組分溶液中的酸性物質(zhì)反應(yīng)的點，并對改性組分溶液而言基本上為堿性。發(fā)現(xiàn)一些金屬對由溶膠-凝膠方法獲得的氧化鋁磨料的質(zhì)量有不利影響。這些金屬包括如鈉和鉀的堿金屬。因此，最好用去離子水或蒸餾水制備氧化鋁。這包括制備最初的溶膠-凝膠和含改性組分的滲入溶液。附圖用繪出從磨料中心到邊界的改性組分濃度的變化的四個圖說明本發(fā)明。根據(jù)實施例1繪制的圖1和2分別給出本發(fā)明的組合物和在邊界有較高濃度的改性劑的濃度變化。根據(jù)實施例2繪制的圖3和4分別給出本發(fā)明的組合物和在邊界有較高濃度的改性劑的濃度變化。具體實施方案的描述以一些具體實施例描述本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用以說明本發(fā)明，不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。實施例中，在低于熔結(jié)溫度的50℃時，熱蝕刻研磨表面10分鐘，測定表面上的晶體大小。采用SEM技術(shù)，通過測定在顯微鏡的直線上的平均晶體截距，來測定晶體大小。為測定改性組分的濃度，將磨料固定在環(huán)氧樹脂上并研磨表面至反光，從而制得樣品。用具有能調(diào)整到測定不同的特定元素的分光計的CamecaCamebax微探針，沿著從磨料的中心到表面穿越研磨表面的直線，以1微米的間隔測定每一種元素的濃度。例如，一個分光計，有調(diào)整到鎂的Ka峰的TAP晶體，可跟蹤這種元素在磨料厚度上的濃度變化。達(dá)到環(huán)氧層就可確定到達(dá)了磨料的邊界。每一測定步驟的計數(shù)時間設(shè)定為5秒或10秒。一些結(jié)果繪制成曲線，還有一些在有關(guān)的附圖中。儀器的設(shè)定功率為25Kv，光束流(Faraday)為20納米。通過對在玻態(tài)粘合的磨輪中的磨料進(jìn)行研磨試驗，來測試改性組分均勻分散在磨料中的重要性。選擇的磨料是80磨料，進(jìn)行的試驗包括濕式OD圓柱研磨。按美國專利4,543,107描述的玻態(tài)粘合的方法制備磨輪，磨輪具有相同的級別(硬度，以“K”表示)和結(jié)構(gòu)(相對磨料距離，為“8”)。磨輪直徑為7.6厘米或12.7厘米，厚度為1.27厘米。使用前，用金剛石輥整修。在試驗期間，磨輪以每52100部件9000sfpm運轉(zhuǎn)(磨輪以三種不同進(jìn)料速度低速(0.3英寸3/分鐘/英寸)；中速(0.6英寸3/分鐘/英寸)；高速(1.1英寸3/分鐘/英寸)推進(jìn)，直徑方向約10厘米，厚度方向約0.64厘米)。每一部件僅除去0.2-0.3厘米。實施例1本實施例中，根據(jù)本發(fā)明，由含均勻分布在磨料中的改性組分的晶種溶膠-凝膠氧化鋁制備的玻態(tài)粘合的研磨輪(INV.-1)，與下面的磨輪比較其性能1.使用了相同的粘合劑和相同的晶種溶膠-凝膠氧化鋁，但沒有改性組分所制備的玻態(tài)粘合輪(C1)；2.使用了相同粘合劑和相同晶種溶膠-凝膠氧化鋁、以及相同量的相同改性組分，但改性組分大部分濃集在磨料的表面，所制備的玻態(tài)粘合輪(C2)。在后面的評價中，按相同的路線到晶粒的熔結(jié)進(jìn)行溶膠-凝膠氧化鋁的制備。所述的第一步對評價的所有樣品的制備相同。制備溶膠-凝膠氧化鋁在一個混合槽中加入2000磅水。在一個Sweco研磨機中，用低純度氧化鋁介質(zhì)研磨α氧化鋁的亞微米級顆粒的約8％的水分散體，可制備含4重量％的比表面約120米2/克的分得很細(xì)的α氧化鋁的水漿液。將這一漿液(260磅)加入到混合槽中充分混合并抽真空以除去空氣泡。漿液的pH約為4。通過一個混合器以2.8克/分鐘的速度泵送槽內(nèi)的分散體，同時以0.16克/分鐘的速度泵送21％的硝酸溶液。產(chǎn)物為經(jīng)干燥、輥粉碎和于600-800℃在回轉(zhuǎn)窯焙燒的凝膠。焙燒產(chǎn)品作為下面實施例的原料。INV.-1的制備將159克六水合硝酸鈷、17.1克五水合硝酸鑭和21.6克六水合硝酸釔溶解在10200克去離子水中制備改性組分溶液。當(dāng)所有鹽溶解時，溶液中再加入1800克甲酰胺。將按上述制備的焙燒后的溶膠-凝膠氧化鋁材料(2000克)放入一個容器內(nèi)，容器抽真空，以除去孔中的空氣，在保持真空下加入2666克上述的改性組分溶液。材料完全浸沒后，釋放真空。從樣品中放出過量的溶液，樣品在120℃干燥后在一個經(jīng)預(yù)熱的回轉(zhuǎn)爐內(nèi)，于1270℃焙燒10分鐘。產(chǎn)品的密度為3.88克/毫升；硬度為21.4Gpa；晶體大小為0.15微米。這種材料的磨料的微探針分析表明改性組分均勻分布在磨料中，(見圖1)。制備未改性的(C1)上述焙燒后的溶膠-凝膠材料在一個經(jīng)預(yù)熱的回轉(zhuǎn)爐內(nèi)，于1290℃焙燒10分鐘。產(chǎn)物的密度為3.89克/毫升；硬度為22.3Gpa，晶體大小為0.19微米。分析表明基本上沒有改性組分。制備表面富含改性組分的(C2)將600克30％的氨水溶解在17,400克去離子水中，來制備氨溶液。將192.6克六水合硝酸鈷；21.1克五水合硝酸鑭和33.4克六水合硝酸釔溶解在18,000克去離子水中制備改性組分溶液。在一個容器中加入1800克上述焙燒后溶膠-凝膠氧化鋁和3600克氨溶液。除去孔外的過量溶液，將濕的產(chǎn)物加入到3600克改性組分溶液中，攪拌15分鐘。除去孔外的過量溶液，于120℃干燥產(chǎn)物。然后，產(chǎn)物在1265℃的經(jīng)預(yù)加熱的回轉(zhuǎn)爐內(nèi)焙燒10分鐘，產(chǎn)物的密度為3.89克/毫升；硬度為22.0Gpa；晶體大小為0.15微米。這種材料的磨料的微探針分析(圖2)表明磨料表面的改性組分的濃度高于其內(nèi)部。為評價改性劑分布差別的實際效果，將上面的三種產(chǎn)物樣品制成磨料，再根據(jù)上述的方法將磨料加到使用了諾頓(Norton)公司的玻態(tài)粘合劑的磨輪中，制得的磨輪除了改性組分不同外，其余的相同，對其進(jìn)行試驗以測定其研磨指數(shù)(即金屬去除率的平方除于研磨時所耗功率和磨輪的磨損率)。按上述進(jìn)行試驗。表1研磨指數(shù)由上面的數(shù)據(jù)很清楚地看出，由本發(fā)明的改性溶膠-凝膠磨料顆粒制備的磨輪與以前的產(chǎn)品相比，當(dāng)施加較低研磨壓力時，其改進(jìn)最大。但在所有的進(jìn)料速度下，改進(jìn)均很明顯。更有意義的是其改進(jìn)比含有基本相同的量的相同改性組分，但在其表面的濃度較高的C2明顯得多。實施例2基本上按實施例1進(jìn)行，不同之處為改性組分的組合不同。制備INV.-2在10,200克去離子水中加入252.7克六水合硝酸鎂；27.75克五水合硝酸鑭和30.1克六水合硝酸釔，制備溶液。當(dāng)鹽完全溶解時，加入1800克甲酰胺。在一個容器中加入3000克按上述制備的焙燒后溶膠-凝膠氧化鋁材料，容器抽真空以除去孔中的空氣。在保持真空下，加入4000克上述的改性組分溶液。當(dāng)材料完全浸沒后，釋放真空。材料在120℃干燥，然后在一個預(yù)加熱的回轉(zhuǎn)爐內(nèi)，于1310℃焙燒10分鐘。產(chǎn)物密度3.88克/毫升；硬度為22.1Gpa；晶體大小為0.11微米。由這種材料制成的磨料的微探針分析表明改性組分基本均勻分布在磨料中(圖3)。制備表面富含改性組分的(C3)將241.2克六水合硝酸鎂；50.4克五水合硝酸鑭和79.2克六水合硝酸釔溶解在18,000克去離子水中制備改性組分溶液。將按實施例1制備的氨溶液(3600克)加入到1800克上述焙燒后溶膠-凝膠氧化鋁材料中。除去孔外的過量溶液，將濕材料加入到3600克上述改性組分溶液中，攪拌15分鐘。除去孔外的過量溶液，在120℃干燥產(chǎn)物。然后，產(chǎn)物在1280℃的預(yù)加熱的回轉(zhuǎn)爐內(nèi)焙燒10分鐘，產(chǎn)物的密度為3.89克/毫升；硬度為21.6Gpa；晶體大小為0.16微米。由這種產(chǎn)品制成的磨料的微探針分析表明至少兩種改性組分(鑭和釔)在磨料表面的濃度高于其內(nèi)部。用實施例1的微探針技術(shù)進(jìn)行測定，結(jié)果繪成圖3(INV.-2)和圖4(C3)中的曲線。令人感興趣的是雖然磨料中氧化鎂的量較高，即使這種分布較好的改性劑，在磨料邊界的濃度仍較中心處高。按上述相同的方式進(jìn)行研磨試驗，以評價分布的效果。結(jié)果列于表2表2研磨指數(shù)很明顯，其效果與實施例1相同。實施例3本實施例比較了根據(jù)本發(fā)明(INV.-3)與上述C1對照物以及含有不同改性組分組合的其他兩個對照物的(C4和C5)所制得的產(chǎn)品性能。制備INV.-3按制備INV.-1的技術(shù)制備改性溶膠-凝膠材料，不同之處為改性組分溶液包含2550克去離子水、7.17克九水合硝酸鐵、11.01克六水合硝酸鈷(II)、11.01克六水合硝酸鎳(II)、14.93克九水合硝酸鉻(III)、7.22克五水合硝酸鑭、9.63克六水合硝酸釔和450克甲酰胺。在1310℃焙燒干燥后的材料5分鐘，產(chǎn)物的密度為3.89克/毫升；硬度為20.9Gpa；晶體的大小為0.12微米。制備C4和C5這些比較例略不同于實施例1和2。采用相同的浸漬技術(shù)，但使用不同的改性劑組合，以獲得不受浸漬方式影響的改性劑的作用。C4、C5和INV.-3樣品的差別僅在于所使用的改性劑溶液的組成。C4溶液2550克去離子水7.17克九水合硝酸鐵11.01克六水合硝酸鈷(II)11.01克六水合硝酸鎳(II)14.93克九水合硝酸鉻(III)450克甲酰胺C5溶液10200克去離子水28.88克五水合硝酸鑭38.6克六水合硝酸釔1800克甲酰胺C4材料在1280℃焙燒5分鐘，其密度為3.92克/毫升；硬度為21.1Gpa；晶體大小為0.18微米。C5材料在1345℃焙燒10分鐘，其密度為3.86克/毫升；硬度為22.4Gpa；晶體大小為0.16微米。當(dāng)進(jìn)行上述的研磨試驗時，由上述材料制成的磨料的性能列于表5。表5</tables>這些數(shù)據(jù)清楚地表明，除了加入的方法外，改性組分混合物的配方也很重要。連同實施例1和2數(shù)據(jù)都證實了本發(fā)明特征的組合的重要性。實施例4本實施例說明了根據(jù)本發(fā)明制備的另一個改性組分的組合的產(chǎn)物(INV.-4)。按相同的技術(shù)制備，但未同時制備比較例，按前面實施例中描述的方式評價。將下面的組分溶解在10,200克去離子水中制備改性組分溶液28.68克九水合硝酸鐵44.04克六水合硝酸鈷(II)44.04克六水合硝酸鎳(II)59.72克九水合硝酸鉻(III)28.88克五水合硝酸鑭38.52克六水合硝酸釔72.12克六水合硝酸鎂40.12克四水合硝酸錳(II)246.54克膠態(tài)氧化鈦溶膠和1800克甲酰胺。氧化鈦溶膠的制備過程系將40克異丙醇鈦(IV)與160克去離子水混合，再加入48克70％硝酸，進(jìn)行混合直到混合物變得透明。用上述混合物浸漬溶膠-凝膠氧化鋁，并按實施例1的方式干燥，在1290℃焙燒10分鐘，得到密度為3.89克/毫升；硬度為20.9Gpa；晶體大小為0.12微米的產(chǎn)物。當(dāng)按上述進(jìn)行研磨試驗時，含上述材料制備的磨料的磨輪，其“研磨指數(shù)”如下低進(jìn)料速度17中進(jìn)料速度13.1高進(jìn)料速度12.6由實施例1-4制備的磨料樣品的化學(xué)分析給出了所標(biāo)氧化物的濃度(重量％).</tables>在上表中，應(yīng)將IN-1與C2，IN-2與C3一起看。在“背景噪聲”中鐵氧化物和氧化鎂的量取為0.02％或低于0.02％，并以“---”表示。約為0.1-0.15％的氧化鈦的較高背景量一般存在于來自高質(zhì)量勃姆石的溶膠-凝膠氧化鋁，(由勃姆石生產(chǎn)的結(jié)果)。所以在此范圍的量幾乎都存在。權(quán)利要求1.一種α氧化鋁磨料，其特征在于氧化鋁為基本均勻的晶體形態(tài)，所述磨料包括改性組分a)至少一種氧化釔和稀土金屬氧化物；b)選自鎂、鈦、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、鋅和鋰的一種或多種金屬氧化物；其中，至少選自a)的改性組分在磨料中的平均濃度等于或大于在磨料表面20微米內(nèi)的平均濃度。2.如權(quán)利要求1所述的磨料，其特征還在于選自a)的改性組分基本上均勻分散在磨料中。3.如權(quán)利要求1所述的磨料，其特征還在于所有改性組分基本上均勻地分散在磨料中。4.如權(quán)利要求1所述的磨料，其特征還在于稀土金屬氧化物是氧化鑭。5.如權(quán)利要求1所述的磨料，其特征還在于改性組分總量約為α氧化鋁重量的0.10-2％，而a)的每一組分約為α氧化鋁重量的0.02-0.35％。6.如權(quán)利要求1所述的磨料，其特征還在于它包括各為0.02-0.2重量％的氧化釔和氧化鑭，它們的最大量約為0.2重量％；和至少一種各約為0.01-0.4重量％的選自鎂、鈦、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、鋅的金屬氧化物，其組合的最大量約為1.5重量％。7.如權(quán)利要求1所述的磨料，其特征還在于氧化鋁相具有亞微米晶體結(jié)構(gòu)。8.一種α氧化鋁磨料，其特征在于氧化鋁基本上為均勻的亞微米晶體形態(tài)，所述的磨料包括改性組分a)氧化釔和氧化鑭；b)選自鎂、鈦、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、鋅和鋰的一種或多種金屬氧化物；其中，至少選自a)的改性組分基本上均勻分散在磨料中。9.如權(quán)利要求8所述的磨料，其特征還在于它包括各為0.02-0.2重量％的氧化釔和氧化鑭，它們的最大量約為0.22重量％；和至少一種各約為0.01-0.2重量％的選自鎂、鈦、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、鋅的金屬氧化物，其組合的最大量約為0.8重量％。10.一種加入改性組分而改性的氧化鋁磨料的制備方法，其特征在于它包括干燥和焙燒α氧化鋁前體的凝膠，直到形成多孔氧化鋁相；然后將改性組分的可溶解和可熱分解的鹽的溶液和具有可與水反應(yīng)生成堿并能在低于形成α氧化鋁的溫度下分解成揮發(fā)性氣體的添加劑一起滲入多孔氧化鋁；在足夠高的溫度下焙燒，使多孔氧化鋁轉(zhuǎn)化為α相，其中的改性添加劑為a)至少一種氧化釔和稀土金屬氧化物；b)一種或多種選自鎂、鈦、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、鋅和鋰的金屬氧化物。11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征還在于選自a)的改性組分的量應(yīng)能使其在磨料中的平均濃度等于或大于磨料表面20微米內(nèi)的平均濃度。12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征還在于加入的改性組分的量能使改性組分基本上均勻分布在磨料中。13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征還在于產(chǎn)生堿的添加劑是選自甲酰胺、乙酰胺和脲。14.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征還在于加入的改性組分總量小于氧化鋁重量的約1.5％。15.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征還在于在對多孔氧化鋁材料抽真空下進(jìn)行滲入。16.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于氧化鋁凝膠還包括能有效降低轉(zhuǎn)化成α氧化鋁的溫度和生成亞微米氧化鋁晶體結(jié)構(gòu)的成核劑。17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征還在于加入的改性組分總量小于氧化鋁重量的約1.0％。18.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征還在于生成堿的添加劑是選自甲酰胺、乙酰胺和脲。19.一種涂敷磨料，其特征在于它包括如權(quán)利要求1所述的磨料。20.一種粘合磨具，其特征在于它包括如權(quán)利要求1所述的磨料。21.一種涂敷磨料，其特征在于它包括如權(quán)利要求8所述的磨料。22.一種粘合磨具，其特征在于它包括如權(quán)利要求8所述的磨料。全文摘要α氧化鋁磨料，它具有以至少一種氧化釔和稀土金屬氧化物，以及一種或多種選自鎂和/或過渡元素的氧化物進(jìn)行改性的晶粒邊界，如果在磨料中至少存在氧化釔和/或稀土金屬氧化物改性劑，其濃度至少等于其在表面的濃度，則可提高了磨料的性能。文檔編號C04B35/111GK1163632SQ95196249公開日1997年10月29日申請日期1995年8月30日優(yōu)先權(quán)日1995年8月30日發(fā)明者A·K·加吉申請人:圣戈本/諾頓工業(yè)搪瓷有限公司