[发明专利]陶瓷材料及其制备和使用方法

说明书

背景技术

包括氧化铝及其它金属氧化物的陶瓷材料是本领域已知的。一般 来讲，这些材料因其断裂韧度和强度特性著名。

对断裂韧度和强度特性相对较高的新型且较大颗粒(即，3毫米 和更大)的陶瓷材料，包括用于磨料制品和刀具以及刀具镶块的新型 材料，以及制备该材料的方法的需求持续存在。

发明内容

在一个方面，本发明提供了以非晶态材料的总重量计包含至少35 重量％(在一些实施例中，至少40重量％、45重量％、50重量％、 55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量 ％、85重量％、或者甚至至少90重量％)的Al₂O₃以及除Al₂O₃之 外的金属氧化物(例如，Y₂O₃、REO、ZrO₂、TiO₂、CaO、Cr₂O₃、MgO、 NiO、CuO、及其复合金属氧化物)的非晶态材料，其中，以该非晶态 材料的总重量计，非晶态材料包含总计不超过10重量％(在一些实施 例中，优选地小于5重量％、4重量％、3重量％、2重量％、1重量 ％、或者甚至零)的As₂O₃、B₂O₃、Bi₂O₃、GeO₂、P₂O₅、SiO₂、TeO₂、 以及V₂O₅(在一些实施例中，还有碱金属和碱土金属氧化物)，其中 所述非晶态材料具有平均晶胞尺寸小于3微米(μm)(在一些实施例 中，小于2、1、0.75或者甚至小于0.5微米(μm))的多个晶胞。

在一些实施例中，非晶态材料具有分别互相垂直的x、y和z尺 寸，其中x和y尺寸各自为至少5mm(在一些实施例中，至少6mm、 7mm、8mm、9mm、或者甚至至少10mm)。可选地，在一些实施例中 z尺寸为至少5mm(在一些实施例中，至少6mm、7mm、8mm、9mm、 或者甚至至少10mm)。

要么目测，要么利用显微镜法确定材料的x、y和z尺寸，具体 方法取决于尺寸的量级。例如，报告的x尺寸为球体直径、涂层厚度、 或棱柱形状的最大长度。

在一个方面，本发明提供，以非晶态材料的总重量计，包含至少35 重量％(在一些实施例中，优选地至少40重量％、45重量％、50重 量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80 重量％、85重量％或者甚至至少90重量％)的Al₂O₃以及CaO或 ZrO₂，其中，以非晶态材料的总重量计，非晶态材料包含总共不超过10 重量％(在一些实施例中，优选地小于5重量％、4重量％、3重量％、 2重量％、1重量％，或者甚至零)的As₂O₃、B₂O₃、Bi₂O₃、GeO₂、 P₂O₅、SiO₂、TeO₂和V₂O₅，以及除Al₂O₃、CaO和ZrO₂之外的金 属氧化物，如果非晶态材料结晶，所述金属氧化物的至少一部分就形 成不同的晶相。在一些实施例中，非晶态材料具有分别互相垂直的x、 y和z尺寸，其中x、y和z尺寸各自为至少3mm(在一些实施例 中，至少5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm)。可选地，热处 理非晶态材料，使该非晶态材料的至少一部分转变成玻璃陶瓷。