(57)【要約】  研磨物品は、無機材料を含む接着材料、研磨粒子、および窒化物を含む充填剤を含む本体を含み得る。窒化物を含む充填剤は、焼結中の本体の収縮率を補償し得、一方で本体の必要な強度特性および摩耗特性を維持する。
2021534012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨物品であって、
無機材料を含む接着材料と、
平均粒子径（Ｄ５０ＡＰ）を有する研磨粒子と、
窒化物を含み、平均粒子径（Ｄ５０Ｆ）を有する充填剤と、
少なくとも０．０１かつ０．５未満の範囲内の充填剤対研磨粒子径比（Ｄ５０Ｆ／Ｄ５０ＡＰ）と、を含む本体を含む、研磨物品。
【請求項２】
研磨粒子の総体積に対して、前記研磨粒子の少なくとも９０体積％が、窒化ホウ素を含む、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項３】
前記充填剤の総体積に対して、前記充填剤の少なくとも９０体積％が、窒化ホウ素を含む、請求項１または２に記載の研磨物品。
【請求項４】
窒化物を含む前記充填剤、前記研磨粒子、および前記接着材料の間の熱膨張係数（ＣＴＥ）の差異が、１ｐｐｍ／℃以下である、請求項１、２または３のいずれかに記載の研磨物品。
【請求項５】
前記研磨粒子および窒化物を含む前記充填剤が、立方晶系の窒化ホウ素から本質的になる、請求項１、２または３に記載の研磨物品。
【請求項６】
前記充填剤対研磨粒子径比（Ｄ５０Ｆ／Ｄ５０ＡＰ）が、少なくとも０．０２かつ０．３未満の範囲内である、請求項１、２または３のいずれかに記載の研磨物品。
【請求項７】
窒化物を含む前記充填剤が、少なくとも１マイクロメートル〜３０マイクロメートル以下の範囲内の平均粒子径（Ｄ５０Ｆ）を有する、請求項１、２または３のいずれかに記載の研磨物品。
【請求項８】
窒化物を含む前記充填剤の量が、接着材料および充填剤の総体積に対して、少なくとも５体積％かつ３０体積％以下の範囲内である、請求項１、２または３のいずれか一項に記載の研磨物品。
【請求項９】
前記接着材料が、金属、金属合金、セラミック、ガラス質材料、またはこれらの任意の組み合わせから選択される少なくとも１つの材料を含む、請求項１、２または３のいずれか一項に記載の研磨物品。
【請求項１０】
前記本体中の前記接着材料の含有率が、前記本体の総体積に対して、少なくとも５体積％かつ２０体積％以下である、請求項９に記載の研磨物品。
【請求項１１】
前記本体中の前記研磨粒子の含有率が、前記本体の総体積に対して、少なくとも２５体積％かつ５０体積％以下である、請求項１、２または３のいずれかに記載の研磨物品。
【請求項１２】
前記研磨粒子が、少なくとも４０マイクロメートル〜１０００マイクロメートル以下の範囲内の平均粒子径（Ｄ５０ＡＰ）を有する、請求項１、２または３のいずれか一項に記載の研磨物品。
【請求項１３】
前記本体が、少なくとも３０体積％かつ５０体積％以下の多孔率を有する、請求項１、２または３のいずれかに記載の研磨物品。
【請求項１４】
研磨物品の本体を形成する方法であって、
無機接着材料、研磨粒子、および充填剤を含む混合物を調製することであって、前記充填剤が、窒化物を含む、調製することと、
前記混合物からグリーン体を形成することと、
前記グリーン体を、少なくとも６００℃の温度で焼結することと、を含み、
焼結後の前記グリーン体の線収縮率が、３％以下である、方法。
【請求項１５】
前記充填剤が、立方晶系の窒化ホウ素（ｃＢＮ）を含み、前記研磨粒子が、立方晶系の窒化ホウ素（ｃＢＮ）を含み、充填剤対研磨粒子径比（Ｄ５０Ｆ／Ｄ５０ＡＰ）が、少なくとも０．０１かつ０．３未満の範囲内である、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下は、研磨物品に関し、特に、無機材料を含む接着材料、研磨粒子、および窒化物を含む充填剤を含む接着研磨物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
接着研磨物品は、典型的には、接着材料によって共に保持された研磨粒子を含有する。
【０００３】
業界では、所望の機械的安定性および強度を提供する接着化学作用を有する、改善された接着研磨物品が要求され続けている。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
添付の図面を参照することにより、本開示は、よりよく理解されることができ、その多くの特徴および利点は、当業者にとって明らかになるであろう。
【図１】一実施形態による研磨物品を形成するプロセスを示すフローチャートである。
【図２】一実施形態による研磨物品の断面の光学顕微鏡画像の例示である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
図面と組み合わせた以下の説明は、本明細書に提供される教示を理解するのを助けるために提供される。以下の開示は、本教示の具体的な実装および実施形態に焦点を合わせるであろう。この焦点は、本教示を説明するのを助けるために提供されており、本教示の範囲または適用性に対する限定として解釈されるべきではない。しかしながら、確かに本出願で他の教示を使用することができる。
【０００６】
本明細書で使用される場合、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語、またはその任意の他の変形は、非排他的包含を含むことを意図している。例えば、特徴のリストを備える方法、物品、または装置は、必ずしもそれらの特徴のみに限定されず、そのような方法、物品、または装置に明示的にリスト化されていないかまたは固有ではない他の特徴を含んでもよい。さらに、そうではないと明示的に述べられていない限り、「または（ｏｒ）」は、包含的な「または」を指し、排他的な「または」を指さない。例えば、条件ＡまたはＢは、以下のいずれかによって満たされる。Ａは真（または存在する）かつＢは偽（または存在しない）、Ａは偽（または存在しない）かつＢは真（または存在する）、およびＡとＢの両方が真（または存在する）である。
【０００７】
また、「ａ（一つの）」または「ａｎ（一つの）」の使用は、本明細書に記載の要素およびコンポーネントを説明するために使用される。これは単に便宜上および本発明の範囲の一般的な意味を与えるために行われている。この説明は、他を意味することが明確でない限り、１つまたは少なくとも１つおよび複数も含む単数形、またはその逆を含むように読む必要がある。例えば、本明細書で単一の物品が説明される場合、単一の物品の代わりに２つ以上の物品が使用され得る。同様に、本明細書で２つ以上の物品が説明される場合、それら２つ以上の物品に代えて単一の物品が使用され得る。
【０００８】
他に定義されない限り、本明細書において使用される全ての技術的および科学的用語は、本発明が属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。材料、方法、および例は、例示的なものにすぎず、限定的であることを意図しない。特定の材料および処理行為に関するある詳細事項が記載されていない限り、そのような詳細事項には、参考文献および製造技術内の他の情報源に見いだされる従来の手法が含まれることがある。
【０００９】
本明細書に開示される実施形態は、無機材料を含む接着材料、研磨粒子、および窒化物を含む充填剤を含む本体を有する研磨物品に関する。
【００１０】
図１は、一実施形態による研磨物品を形成するプロセスのフローチャートを示す。工程１０１では、無機接着材料、窒化物を含む充填剤、および研磨粒子を含む混合物が、形成され得る。混合物内で成分の均質な分散を得るために、好適な混合操作が利用され得る。
【００１１】
混合物を形成した（１０１）後、所望の形状を有するグリーン体が、混合物から形成され得る（１０２）。次の工程では、グリーン体は、焼結され得る（１０３）。好適な強度および密度の研磨体を形成するために、焼結が少なくとも６００℃の温度で実施され得る。焼結温度の選択は、例えば、用いられる接着材料の種類、強度、硬度、および／または所望の研削性能などの要因に依存する。一実施形態によれば、焼結温度は、少なくとも６００℃〜１３００℃以下を含む範囲内であり得る。
【００１２】
図２は、一実施形態による本開示の研磨物品の本体（２００）の断面を示す。本体（２００）は、研磨粒子（２０２）、接着材料（２０３）、および窒化物を含む充填剤（２０４）を含み得る。特定の態様では、本体は、孔（２０５）を含み得、別の特定の態様では、本体は、孔を実質的に含み得ない。
【００１３】
本体２００は、研磨物品に組み込まれ得る。本体は、当分野で既知の任意の適切なサイズおよび形状を有することができ、様々な種類の研磨物品に組み入れられて接着研磨物品を形成できることが理解されよう。例えば、本体を、車のハブなどの基材に取り付け、接着研磨砥石車の形成を容易にすることができる。
【００１４】
本体２００の接着材料２０３は、充填剤２０４と共に、本開示の研磨物品の改善された製造および性能を促進し得る、特定の接着化学作用を有し得る。
【００１５】
本開示の研磨物品は、本体が、本体の総体積に対して、５０体積％未満の研磨粒子含有率を含有する場合（しかし、それに限定されない）、特に重要であり得る。５０体積％未満の研磨粒子含有率を有し、例えば、カムおよびクランク研削に使用する研磨体は、焼結後の収縮率および歪みに関する問題を有し得、それは、本体のクラックを生じさせ得、複雑な形状を有する研磨体を作製するのに問題がある場合がある。以下にさらに記載されるように、窒化物を含む充填剤を研磨体組成物に添加することによって、望ましくない収縮率が低減され得、一方では、機械的特性、例えば、強度、摩耗、および硬度が実質的に維持され得る。
【００１６】
本体２００に含有される窒化物２０４を含む充填剤は、研磨粒子２０２とは区別され得る。一実施形態では、充填剤の平均粒子径（Ｄ５０Ｆ）と、研磨粒子の平均粒子径（Ｄ５０ＡＰ）との径比（Ｄ５０Ｆ／Ｄ５０ＡＰ）は、少なくとも０．０１かつ１未満の範囲内であり得る。特定の態様では、充填剤対研磨粒子比（Ｄ５０Ｆ／Ｄ５０ＡＰ）は、少なくとも０．０２、または少なくとも０．０３、または少なくとも０．０４、または少なくとも０．０５、または少なくとも０．０６、または少なくとも０．０７、または少なくとも０．０８、または少なくとも０．０９、または少なくとも０．１、または少なくとも０．１１、または少なくとも０．１２、または少なくとも０．１３、または少なくとも０．１５、または少なくとも０．１８、または少なくとも０．２、または少なくとも０．２３、または少なくとも０．２５、または少なくとも０．２８、または少なくとも０．３、または少なくとも０．３２、または少なくとも０．３５、または少なくとも０．３８、または少なくとも０．４、または少なくとも０．５、または少なくとも０．６、または少なくとも０．７、または少なくとも０．８、または少なくとも０．９であり得る。別の態様では、充填剤対研磨粒子比（Ｄ５０Ｆ／Ｄ５０ＡＰ）は、０．９９以下、または０．９８以下、または０．９５以下、または０．９３以下、または０．９以下、または０．８８以下、または０．８５以下、または０．８３以下、または０．８以下、または０．７８以下、または０．７５以下、または０．７３以下、または０．７以下、または０．６８以下、または０．６５以下、または０．６３以下、または０．６以下、または０．５８以下、または０．５５以下、または０．５３以下、または０．５以下、または０．４８以下、または０．４５以下、または０．４３以下、または０．４以下、または０．３８以下、または０．３５以下、または０．３３以下、または０．３以下、または０．２８以下、または０．２５以下、または０．２３以下、または０．２以下、または０．１８以下、または０．１５以下、または０．１３以下、または０．１以下、または０．０８以下、または０．０５以下、または０．０３以下であり得る。充填剤対研磨粒子比（Ｄ５０Ｆ／Ｄ５０ＡＰ）は、上記の最小値および最大値のうちのいずれかの間の値であり得る。一特定の態様では、充填剤対研磨粒子比（Ｄ５０Ｆ／Ｄ５０ＡＰ）は、少なくとも０．０１〜０．２５以下、または少なくとも０．０１〜０．１５以下であり得る。
【００１７】
別の実施形態では、窒化物を含む充填剤（２０４）の平均粒子径（Ｄ５０Ｆ）は、少なくとも１マイクロメートル、例えば、少なくとも２マイクロメートル、または少なくとも３マイクロメートル、または少なくとも４マイクロメートル、または少なくとも５マイクロメートル、または少なくとも６マイクロメートル、または少なくとも７マイクロメートル、または少なくとも８マイクロメートル、または少なくとも９マイクロメートル、または少なくとも１０マイクロメートル、または少なくとも１２マイクロメートルであり得る。別の態様では、平均粒子径（Ｄ５０Ｆ）は、５０マイクロメートル以下、例えば、４５マイクロメートル以下、４０マイクロメートル以下、または３５マイクロメートル以下、または３０マイクロメートル以下、または２８マイクロメートル以下、または２５マイクロメートル以下、または２２マイクロメートル以下、または２０マイクロメートル以下、または１８マイクロメートル以下、または１５マイクロメートル以下、または１２マイクロメートル以下、または１０マイクロメートル以下であり得る。窒化物を含む充填剤の平均粒子径（Ｄ５０Ｆ）は、例えば、少なくとも２マイクロメートル〜５０マイクロメートル以下、少なくとも３マイクロメートル〜３０マイクロメートル以下、または少なくとも５マイクロメートル〜１５マイクロメートル以下の、上記の最小値と最大値のいずれかの間の値であり得る。
【００１８】
さらなる別の実施形態では、窒化物を含む充填剤の粒子径分布は、Ｄ９０〜Ｄ１０範囲値によってさらに定義され得る。Ｄ９０値は、分布中の粒子径の９０％を含む粒子径値を表し得、それによって、分布中の粒子の１０％未満は、Ｄ９０値よりも大きな径を有する。Ｄ１０値は、分布中の粒子の１０％のみが、Ｄ１０粒子径値よりも小さい、粒子径値を表し得る。Ｄ９０〜Ｄ１０範囲値は、Ｄ９０値とＤ１０値との間の粒子径分布の幅を説明する。一実施形態によれば、Ｄ９０〜Ｄ１０値の範囲は、少なくとも１マイクロメートル、例えば少なくとも１．５マイクロメートル、または少なくとも２マイクロメートル、または少なくとも３マイクロメートル、または少なくとも５マイクロメートル、または少なくとも７マイクロメートル、または少なくとも１０マイクロメートル、または少なくとも１２マイクロメートル、または少なくとも１５マイクロメートル、または少なくとも２０マイクロメートル、または少なくとも２５マイクロメートル、または少なくとも３０マイクロメートルであり得る。さらに別の実施形態では、Ｄ９０〜Ｄ１０範囲値は、７０マイクロメートル以下、例えば、６０マイクロメートル以下、または５０マイクロメートル以下、または４０マイクロメートル以下であり得る。Ｄ９０〜Ｄ１０範囲値は、例えば、少なくとも１マイクロメートル〜７０マイクロメートル以下、または少なくとも２マイクロメートル〜３０マイクロメートル以下の範囲内を含む、上記の最小値と最大値のいずれかを含む範囲内であり得る。
【００１９】
さらなる実施形態では、窒化物を含む充填剤の含有率は、接着材料および充填剤の総体積に対して、少なくとも１体積％〜３５体積％以下の範囲内であり得る。一態様では、充填剤の含有率は、接着材料および充填剤の総体積に対して、少なくとも２体積％、または少なくとも３体積％、または少なくとも４体積％、または少なくとも５体積％、または少なくとも６体積％、または少なくとも８体積％、または少なくとも１０体積％、または少なくとも１２体積％、または少なくとも１４体積％、または少なくとも１６体積％、または少なくとも１８体積％、または少なくとも２０体積％、または少なくとも２２体積％、または少なくとも２５体積％であり得る。別の態様では、充填剤の含有率は、３０体積％以下、または２８体積％以下、または２５体積％以下、または２２体積％以下、または２０体積％以下、または１８体積％以下、または１６体積％以下、または１４体積％以下、または１２体積％以下、または１０体積％以下であり得る。研磨体中の窒化物を含む充填剤の含有率は、接着材料および充填剤の総体積に対して、例えば、少なくとも２体積％〜３０体積％以下、少なくとも５体積％〜２５体積％以下、または少なくとも７体積％〜２０体積％以下の、上記の最小値と最大値のいずれかを含む範囲内であり得る。
【００２０】
特定の実施形態では、本開示の研磨物品の本体に含有される充填剤は、窒化ホウ素を含み得る。一態様では、充填剤の大部分は、窒化ホウ素、例えば、充填剤の総重量に対して、少なくとも５５体積％の窒化ホウ素、または６０体積％の窒化ホウ素、または７０体積％の窒化ホウ素、または８０体積％の窒化ホウ素、または９０体積％の窒化ホウ素、または９５体積％の窒化ホウ素、または９９体積％の窒化ホウ素を含み得る。ある特定の態様では、充填剤は、窒化ホウ素から本質的になり得る。さらに別の特定の態様では、全ての充填剤は、窒化ホウ素からなり得、不可避の不純物のみを含有し得る。不可避の不純物の量は、窒化ホウ素充填剤の総重量に対して、０．１体積％以下であり得る。
【００２１】
特定の実施形態では、充填剤の窒化ホウ素材料は、立方晶系の窒化ホウ素であり得る。一態様では、充填剤は、少なくとも５０％の立方晶系の窒化ホウ素、または少なくとも６０％の立方晶系の窒化ホウ素、または少なくとも７０％の立方晶系の窒化ホウ素、または少なくとも８０％の立方晶系の窒化ホウ素、または少なくとも９０％の立方晶系の窒化ホウ素、または少なくとも９５％の立方晶系の窒化ホウ素、または少なくとも９９％の立方晶系の窒化ホウ素を含み得る。特定の態様では、充填剤は、立方晶系の窒化ホウ素から本質的になり得る。さらに別の特定の態様では、全ての充填剤は、立方晶系の窒化ホウ素からなり得、不可避の不純物のみを含有し得る。立方晶系の窒化ホウ素中の不可避の不純物の量は、立方晶系の窒化ホウ素の総重量に対して、０．１体積％以下であり得る。
【００２２】
本体の接着材料は、ガラス質材料、金属、金属合金、セラミック、またはこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの無機材料を含み得る。特定の実施形態では、接着材料は、ガラス質材料から本質的になる。ガラス質材料から本質的になる接着材料とは、本明細書では、接着材料の少なくとも９９体積％がガラス質材料であることを意味する。
【００２３】
接着材料は、無機材料に加えて、有機接着材料を含み得、以下では、有機結合剤とも称される。有機接着材料は、押圧中に摩擦を低減することによって、かつ押圧後にグリーン体に強度を提供することによって、グリーン体の形成を支援し得る。グリーン体の加熱処理中、有機接着材料は、分解し得、焼結体中に所望の多孔率を作成し得る。有機接着材料は、天然材料、合成材料、樹脂、エポキシ、熱硬化性物質、熱可塑性物質、エラストマー、またはこれらの任意の組み合わせであり得る。特定の実施形態では、有機結合剤としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリベンゾイミダゾール、芳香族ポリアミド、変性フェノール樹脂（例えば、エポキシ変性およびゴム変性樹脂、または可塑剤とブレンドされたフェノール樹脂）、コーンスターチ、またはこれらの任意の組み合わせを挙げることができる。特定の実施形態では、接着材料に含有される有機材料は、フェノール樹脂を含むことができる。特定の実施形態では、有機接着材料は、ＺＵＳＯＰＬＡＳＴまたはＣＡＲＢＯＷＡＸ  ２０Ｍから選択されるワックスであり得る。
【００２４】
一実施形態では、有機結合剤は、焼結（１０３）の前に、熱処理によって除去され得、それによって、本体内に孔の形成を生じさせ得る。一態様では、脱結着剤は、空気下、結合剤が分解する温度、例えば、６５０℃の温度で、単一の加熱処理として実施され得る。脱結着剤後、試料は、非酸化環境、例えば、窒素下で再加熱され得、焼結され得る（１０３）。別の態様では、脱結着剤および焼結は、１つの加熱処理レジーム内で実施され得、ここで、加熱処理は、脱結着剤後に、最大焼結温度までさらに温度を上げることによって継続される。
【００２５】
接着材料中の有機材料の量は、接着材料の総体積に対して、少なくとも１体積％、または少なくとも５体積％、または少なくとも１５体積％であり得る。別の態様では、有機接着材料の量は、接着材料の総体積に対して、５０体積％以下、例えば、４０体積％以下、または３０体積％以下、または２５体積％以下、または２０体積％以下であり得る。
【００２６】
一実施形態では、本開示の研磨物品の本体は、本体の総体積に対して、少なくとも１体積％、または少なくとも２体積％、または少なくとも５体積％、または少なくとも８体積％、または少なくとも１０体積％、または少なくとも１５体積％、または少なくとも２０体積％、または少なくとも２５体積％、または少なくとも３０体積％、または少なくとも３５体積％、または少なくとも４０体積％、または少なくとも４５体積％、または少なくとも５０体積％、または少なくとも５５体積％、または少なくとも６０体積％、または少なくとも６５体積％、または少なくとも７０体積％、または少なくとも７５体積％の多孔率を有し得る。さらなる実施形態では、本体の多孔率は、本体の総体積に対して、８５体積％以下、または８０体積％以下、または７５体積％以下、または７０体積％以下、または６５体積％以下、または６０体積％以下、または５５体積％以下、または５０体積％以下、または４５体積％以下、または４０体積％以下、または３５体積％以下、または３０体積％以下、または２５体積％以下、または２０体積％以下、または１５体積％以下、または１０体積％以下、または５体積％以下、または３体積％以下であり得る。本体の多孔率は、例えば、少なくとも１体積％〜８５体積％以下、または少なくとも５体積％〜７０体積％以下、または少なくとも１０体積％〜５５体積％以下を含む範囲内の、上記の最小値と最大値のいずれかの間の値であり得る。特定の実施形態では、本体の多孔率は、少なくとも３０体積％〜５０体積％以下の範囲内であり得る。
【００２７】
さらに別の実施形態では、本体は、少なくとも０．５マイクロメートル、または少なくとも１マイクロメートル、または少なくとも５マイクロメートル、または少なくとも１０マイクロメートル、または少なくとも１５マイクロメートル、または少なくとも２０マイクロメートル、または少なくとも３０マイクロメートル、または少なくとも４０マイクロメートル、または少なくとも５０マイクロメートル、または少なくとも６０マイクロメートル、または少なくとも８０マイクロメートル、または少なくとも９０マイクロメートル、または少なくとも１００マイクロメートル、または少なくとも１２０マイクロメートル、または少なくとも１４０マイクロメートル、または少なくとも１６０マイクロメートル、または少なくとも１８０マイクロメートル、または少なくとも２００マイクロメートル、または少なくとも２２０マイクロメートル、または少なくとも２４０マイクロメートル、または少なくとも２６０マイクロメートル、または少なくとも２８０マイクロメートルの平均孔径（Ｄ５０）を有し得る。さらなる実施形態では、本体の平均孔径（Ｄ５０）は、３００マイクロメートル以下、または２９０マイクロメートル以下、または２８０マイクロメートル以下、または２７０マイクロメートル以下、または２５０マイクロメートル以下、または２３０マイクロメートル以下、または２１０マイクロメートル以下、または１９０マイクロメートル以下、または１７０マイクロメートル以下、または１５０マイクロメートル以下、または１３０マイクロメートル以下、または１１０マイクロメートル以下、または９０マイクロメートル以下、または７０マイクロメートル以下、または５０マイクロメートル以下、または３０マイクロメートル以下、または２０マイクロメートル以下であり得る。平均孔径（Ｄ５０）は、例えば少なくとも５マイクロメートルから３００マイクロメートル以下、少なくとも２０マイクロメートルから２００マイクロメートル以下、または少なくとも３０マイクロメートルから１５０マイクロメートル以下を含む範囲内の、上記の最小値と最大値のいずれかの間の値であることができる。
【００２８】
別の実施形態では、本体は、孔径分布を有し得、ここで、孔径の１０パーセンタイル値（Ｄ１０）と平均孔径（Ｄ５０）との間の距離は、少なくとも３マイクロメートル〜５０マイクロメートル以下の範囲内であり得る。
【００２９】
さらに別の実施形態では、本体は、孔径分布を有し得、ここで、孔径の９０パーセンタイル値（Ｄ９０）と平均孔径（Ｄ５０）との間の距離は、少なくとも５マイクロメートル〜８０マイクロメートル以下の範囲内であり得る。
【００３０】
一実施形態では、研磨物品の本体の総体積に対する接着材料の含有率は、少なくとも５体積％、例えば、少なくとも１０体積％、または少なくとも１５体積％、または少なくとも２０体積％、または少なくとも２５体積％、または少なくとも３０体積％、または少なくとも３２体積％、または少なくとも３５体積％、または少なくとも３８体積％、または少なくとも４０体積％、または少なくとも４２体積％、または少なくとも４５体積％、または少なくとも４８体積％、または少なくとも５０体積％であり得る。別の実施形態では、接着材料の含有率は、本体の総体積に対して、６０体積％以下、または５５体積％以下、または５０体積％以下、または４５体積％以下であり得る。接着材料の含有率は、本体の総体積に対して、例えば、５体積％〜６０体積％、または２０体積％〜５５体積％、３５体積％〜５０体積％、または５体積％〜２０体積％の、上記の最小値と最大値のいずれかの間の値であり得る。特定の実施形態では、接着材料は、ガラス質材料から本質的になり得（不可避の不純物の除く）、ガラス質材料の量は、本体の総体積に対して、少なくとも１０体積％かつ１９体積％以下であり得る。
【００３１】
本体に含有される研磨粒子は、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、ダイヤモンド、またはこれらの任意の組み合わせから選択される材料を含み得る。特定の実施形態では、研磨粒子は、窒化ホウ素を含み得る。一態様では、研磨粒子は、窒化ホウ素から本質的になり得る。窒化ホウ素は、立方晶系の窒化ホウ素（ｃ−ＢＮ）、六方晶系の窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）、または非晶質の窒化ホウ素（ａ−ＢＮ）、またはウルツ鉱の窒化ホウ素（ｗ−ＢＮ）であり得る。特定の態様では、研磨粒子は、立方晶系の窒化ホウ素から本質的になり得る。立方晶系の窒化ホウ素から本質的になるとは、本明細書では、研磨粒子が、異なる種類の材料を０．５体積％を超えて含有し得ないことを意味する。
【００３２】
本開示の本体中の研磨粒子の含有率は、本体の総体積に対して、少なくとも２５％、例えば、少なくとも３０％、または少なくとも３５％、または少なくとも４０％、または少なくとも４５％、または少なくとも５０％であり得る。別の実施形態では、研磨粒子の含有率は、本体の総体積に対して、８０体積％以下、例えば、７５体積％以下、または７０体積％以下、または６５体積％以下、または６０体積％以下、または５５体積％以下、または５０体積％以下、または４８体積％以下、または４５体積％以下であり得る。本体中の研磨粒子の含有率は、上記の最小値と最大値のいずれかの間の値であり得る。特定の実施形態では、研磨粒子の含有率は、本体の総体積に対して、少なくとも３５体積％かつ５０体積％以下であり得る。
【００３３】
一実施形態では、研磨粒子は、少なくとも４０マイクロメートル、例えば、少なくとも４５マイクロメートル、少なくとも５０マイクロメートル、少なくとも６０マイクロメートル、少なくとも７０マイクロメートル、少なくとも８０マイクロメートル、少なくとも９０マイクロメートル、または少なくとも１００マイクロメートル、または少なくとも１３０マイクロメートル、または少なくとも１５０マイクロメートル、または少なくとも２００マイクロメートル、または少なくとも２４０マイクロメートルの平均粒子径（Ｄ５０ＡＰ）を有し得る。別の実施形態では、研磨粒子の平均粒子径（Ｄ５０ＡＰ）は、１０００マイクロメートル以下、例えば、９００マイクロメートル以下、８００マイクロメートル以下、または６００マイクロメートル以下、または５００マイクロメートル以下、または４００マイクロメートル以下、または３００マイクロメートル以下であり得る。研磨粒子の平均粒子径は、例えば、４０マイクロメートル〜５００マイクロメートル、または８０マイクロメートル〜３００マイクロメートルの、上記の最小値と最大値のいずれかの間の値であり得る。
【００３４】
特定の実施形態では、接着材料に含有される充填剤は、窒化物に加えて、少なくとも１つの他の充填剤材料、例えば、金属もしくは金属合金（例えば、ニッケル、亜鉛、黄銅）、または無機鉱物（例えば、炭化物、酸化物、ボレート）を含み得る。本明細書で使用される場合、充填剤は、焼結中、接着材料と共に溶融せずに、焼結後、独立した粒子を維持する粒子材料であり、本体中で光学顕微鏡によって特定され得る。
【００３５】
別の実施形態によれば、研磨粒子としては、非凝集研磨粒子、凝集研磨粒子、またはこれらの組み合わせを挙げることができる。特定の実施形態では、研磨粒子の大部分は、非凝集研磨粒子であり得るか、またはより好ましくは、研磨粒子は、非凝集研磨粒子から本質的になり得る。
【００３６】
特定の実施形態では、本開示の接着材料によって共に保持される研磨粒子は、コーティングを含み得る。研磨粒子のコーティングとしては、無機材料、例えば、金属または金属合金、例えば、銅、ニッケル、亜鉛、黄銅を挙げることができる。
【００３７】
さらなる実施形態では、１）窒化物を含む充填剤、２）研磨粒子、および３）接着材料の間の熱膨張係数（ＣＴＥ）の差異は、１ｐｐｍ／℃を超えて異なることがない場合がある。さらに別の特定の実施形態では、窒化物を含む充填剤および研磨粒子は、同じＣＴＥを有し得る。
【００３８】
一実施形態では、研磨粒子の材料および充填剤の材料は同じであり得る。特定の態様では、研磨粒子の材料は、立方晶系の窒化ホウ素であり得、充填剤の材料は、立方晶系の窒化ホウ素であり得る。
【００３９】
その上さらに特定の態様では、研磨粒子の材料は、立方晶系の窒化ホウ素であり得、充填剤の材料は、立方晶系の窒化ホウ素であり得、充填剤の平均粒子径と、研磨粒子の平均粒子径との比（Ｄ５０Ｆ／Ｄ５０ＡＰ）は、少なくとも０．０１〜０．３以下であり得る。
【００４０】
別の特定の態様では、研磨粒子および充填剤の材料は、両方とも立方晶系の窒化ホウ素であり得、立方晶系の窒化ホウ素充填剤の平均粒子径は、少なくとも２マイクロメートルかつ３０マイクロメートル以下であり得る。
【００４１】
さらなる特定の実施形態では、研磨粒子および充填剤の材料は、両方とも立方晶系の窒化ホウ素であり得、本体中の充填剤の含有率は、本体中の接着材料および充填剤の総体積に対して、少なくとも７体積％かつ３０体積％以下であり得る。
【００４２】
さらに別の特定の実施形態では、本体は、本体の総体積に対して、少なくとも３０体積％かつ５０体積％以下の量の研磨粒子と、本体の総体積に対して、少なくとも１５体積％かつ３０体積％以下の量のガラス質接着材料と、接着材料および充填剤の総体積に対して、少なくとも５体積％かつ３５体積％以下の量の窒化物を含む充填剤と、から本質的になり得、ここで、充填剤対研磨粒子径比（Ｄ５０Ｆ／Ｄ５０ＡＰ）は、少なくとも０．０３かつ０．５以下の範囲内であり、本体の多孔率は、本体の総体積に対して、少なくとも２５体積％かつ４５体積％以下である。この実施形態の一態様では、研磨粒子は、立方晶系の窒化ホウ素（ｃＢＮ）から本質的になり得、充填剤は、立方晶系の窒化ホウ素（ｃＢＮ）から本質的になり得る。
【００４３】
実施例でさらに実証されるように、窒化物を含む充填剤は、焼結中の研磨体の望ましくない収縮率を補償し得、一方では、強度および摩耗特性を、大幅に維持し得る。理論に拘束されることなく、窒化物を含む充填剤は、焼結中、研磨粒子間で強固な接着構造を形成するのに寄与し得ると想定される。
【００４４】
一態様では、本開示の窒化物を含む充填剤を含まない本体の収縮率と比較して、焼結後の線収縮率の低減は、少なくとも１０％、例えば、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、または少なくとも８０％、少なくとも８５％、または少なくとも９０％であり得る。
【００４５】
別の態様では、焼結後のグリーン体の線収縮率は、５％以下、例えば、３％以下、または２．５％以下、または２．３％以下、または２．０％以下、または１．８％以下、または１．５％以下、または１．３％以下、または１．０％以下であり得る。
【００４６】
一態様では、本開示の本体のＡＳＴＭ  Ｅ１８によるロックウェル硬度は、少なくとも５０ＨＲＬ、例えば、少なくとも６０ＨＲＬ、少なくとも７０ＨＲＬ、少なくとも８０ＨＲＬ、少なくとも９０ＨＲＬ、少なくとも９５ＨＲＬ、少なくとも１００ＨＲＬ、または少なくとも１０５ＨＲＬであり得る。別の態様では、ロックウェル硬度は、１２５ＨＲＬ以下、または１２０ＨＲＬ以下、または１１０ＨＲＬ以下であり得る。
【００４７】
その上さらなる態様では、本体の曲げ強度は、少なくとも２５ＭＰａ、例えば、少なくとも３０ＭＰａ、または少なくとも４０ＭＰａであり得る。別の態様では、強度は、１００ＭＰａ以下、または９０ＭＰａ以下、または８０ＭＰａ以下であり得る。
【００４８】
多くの異なる態様および実施形態が可能である。それらの態様および実施形態のいくつかが本明細書に記載されている。本明細書を読んだ後、当業者は、それらの態様および実施形態が例示にすぎず、本発明の範囲を限定しないことを理解するであろう。実施形態は、以下にリスト化される実施形態のうちのいずれか１つ以上にしたがうことができる。
【００４９】
［実施形態１］
無機材料を含む接着材料と、平均粒子径（Ｄ５０ＡＰ）を有する研磨粒子と、窒化物を含み、平均粒子径（Ｄ５０Ｆ）を有する充填剤と、少なくとも０．０１かつ０．５未満の範囲内の充填剤対研磨粒子比（Ｄ５０Ｆ／Ｄ５０ＡＰ）と、を含む本体を含む、研磨物品。
【００５０】
［実施形態２］
無機材料を含む接着材料と、平均粒子径（Ｄ５０ＡＰ）を有する研磨粒子と、窒化物を含み、少なくとも１マイクロメートル〜５０マイクロメートル以下の範囲内の平均粒子径（Ｄ５０Ｆ）を有する充填剤と、を含む本体を含む、研磨物品。
【００５１】
［実施形態３］
無機材料を含む接着材料と、平均粒子径（Ｄ５０ＡＰ）を有する研磨粒子と、窒化物を含む充填剤と、を含み、接着材料および充填剤の総体積に対して、少なくとも１体積％〜３５体積％以下の範囲内の充填剤の含有率を含む、本体を含む、研磨物品。
【００５２】
［実施形態４］
無機材料を含む接着材料と、平均粒子径（Ｄ５０ＡＰ）を有する研磨粒子と、窒化物を含む充填剤と、を含み、０．０５０ｃｃ以下の平均摩耗を含む、本体を含む、研磨物品。
【００５３】
［実施形態５］
少なくとも０．０１かつ１未満の範囲内の充填剤対研磨粒子比（Ｄ５０Ｆ／Ｄ５０ＡＰ）をさらに含む、実施形態２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００５４】
［実施形態６］
充填剤対研磨粒子比（Ｄ５０Ｆ／Ｄ５０ＡＰ）が、少なくとも０．０２、または少なくとも０．０３、または少なくとも０．０４、または少なくとも０．０５、または少なくとも０．０６、または少なくとも０．０７、または少なくとも０．０８、または少なくとも０．０９、または少なくとも０．１、または少なくとも０．１１、または少なくとも０．１２、または少なくとも０．１３、または少なくとも０．１５、または少なくとも０．１８、または少なくとも０．２、または少なくとも０．２３、または少なくとも０．２５、または少なくとも０．２８、または少なくとも０．３、または少なくとも０．３２、または少なくとも０．３５、または少なくとも０．３８、または少なくとも０．４、または少なくとも０．４５である、実施形態１および５のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００５５】
［実施形態７］
充填剤対研磨粒子比（Ｄ５０Ｆ／Ｄ５０ＡＰ）が、０．４５以下、または０．４０以下、または０．３５以下、または０．３３以下、または０．３以下、または０．２８以下、または０．２５以下、または０．２３以下、または０．２以下、または０．１８以下、または０．１５以下、または０．１３以下、または０．１以下、または０．０８以下、または０．０５以下、または０．０３以下である、実施形態１および５のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００５６】
［実施形態８］
充填剤対研磨粒子比（Ｄ５０Ｆ／Ｄ５０ＡＰ）が、少なくとも０．０１〜０．２５以下の範囲内、または少なくとも０．０５〜０．１５以下の範囲内である、実施形態１および５のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００５７】
［実施形態９］
充填剤が、窒化物を含み、少なくとも１マイクロメートル〜５０マイクロメートル以下の範囲内の平均粒子径（Ｄ５０Ｆ）を有する、請求項１、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００５８】
［実施形態１０］
充填剤が、４５マイクロメートル以下、または４０マイクロメートル以下、または３５マイクロメートル以下、または３０マイクロメートル以下、または２８マイクロメートル以下、または２５マイクロメートル以下、または２２マイクロメートル以下、または２０マイクロメートル以下、または１８マイクロメートル以下、または１５マイクロメートル以下、または１２マイクロメートル以下、または１０マイクロメートル以下の平均粒子径（Ｄ５０Ｆ）を含む、実施形態２および９のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００５９】
［実施形態１１］
充填剤が、少なくとも２マイクロメートル、または少なくとも３マイクロメートル、または少なくとも４マイクロメートル、または少なくとも５マイクロメートル、または少なくとも６マイクロメートル、または少なくとも７マイクロメートル、または少なくとも８マイクロメートル、または少なくとも９マイクロメートル、または少なくとも１０マイクロメートル、または少なくとも１２マイクロメートルの平均粒子径（Ｄ５０Ｆ）を含む、実施形態２および９のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００６０】
［実施形態１２］
本体が、接着材料および充填剤の総体積に対して、少なくとも１体積％〜３５体積％以下の範囲内の充填剤の含有率を含む、実施形態１、２および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００６１】
［実施形態１３］
本体が、接着材料および充填剤の総体積に対して、３０体積％以下、または２８体積％以下、または２５体積％以下、または２２体積％以下、または２０体積％以下、または１８体積％以下、または１６体積％以下、または１４体積％以下、または１２体積％以下、または１０体積％以下の充填剤の含有率を含む、実施形態３および１２のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００６２】
［実施形態１４］
本体が、接着材料および充填剤の総体積に対して、少なくとも２体積％、または少なくとも３体積％、または少なくとも４体積％、または少なくとも５体積％、または少なくとも６体積％、または少なくとも８体積％、または少なくとも１０体積％、または少なくとも１２体積％、または少なくとも１４体積％、または少なくとも１６体積％、または少なくとも１８体積％、または少なくとも２０体積％、または少なくとも２２体積％、または少なくとも２５体積％の充填剤の含有率を含む、実施形態３および１２のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００６３】
［実施形態１５］
充填剤が、窒化ホウ素を含む、実施形態１、２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００６４】
［実施形態１６］
充填剤が、過半の含有率の窒化ホウ素を含む、実施形態１、２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００６５】
［実施形態１７］
充填剤が、充填剤の総重量に対して、少なくとも５５体積％の窒化ホウ素、または６０体積％の窒化ホウ素、または７０体積％の窒化ホウ素、または８０体積％の窒化ホウ素、または９０体積％の窒化ホウ素、または９５体積％の窒化ホウ素、または９９体積％の窒化ホウ素を含む、実施形態１、２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００６６】
［実施形態１８］
充填剤が、窒化ホウ素から本質的になる、実施形態１、２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００６７】
［実施形態１９］
充填剤が、立方晶系の窒化ホウ素を含む、実施形態１、２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００６８】
［実施形態２０］
充填剤が、少なくとも５０体積％の立方晶系の窒化ホウ素、または少なくとも６０体積％の立方晶系の窒化ホウ素、または少なくとも７０体積％の立方晶系の窒化ホウ素、または少なくとも８０体積％の立方晶系の窒化ホウ素、または少なくとも９０体積％の立方晶系の窒化ホウ素、または少なくとも９５体積％の立方晶系の窒化ホウ素、または少なくとも９９体積％の立方晶系の窒化ホウ素を含む、実施形態１、２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００６９】
［実施形態２１］
充填剤が、立方晶系の窒化ホウ素から本質的になる、実施形態１、２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００７０】
［実施形態２２］
接着材料が、金属、金属合金、セラミック、ガラス質材料、またはこれらの任意の組み合わせから選択される少なくとも１つの材料を含む、実施形態１、２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００７１】
［実施形態２３］
接着材料が、ガラス質材料から本質的になる、実施形態２２に記載の研磨物品。
【００７２】
［実施形態２４］
本体が、本体の総体積に対して、少なくとも５体積％〜６０体積％以下の範囲内の接着剤の含有率を含む、実施形態１、２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００７３】
［実施形態２５］
本体中の研磨粒子の含有率が、本体の総体積に対して、少なくとも２５体積％、例えば、少なくとも３０体積％、または少なくとも３５体積％、または少なくとも４０体積％、または少なくとも４５体積％、または少なくとも５０体積％である、実施形態１、２、３および４のいずれかに記載の研磨物品。
【００７４】
［実施形態２６］
本体中の研磨粒子の含有率は、本体の総体積に対して、８０体積％以下、例えば、本体の総体積に対して、７０体積％以下、または６５体積％以下、または６０体積％以下、または５５体積％以下、または５０体積％以下、または４５体積％以下である。実施形態１、２、３および４のいずれかに記載の研磨物品。
【００７５】
［実施形態２７］
研磨粒子が、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、ダイヤモンド、またはこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される材料を含む、実施形態１、２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００７６】
［実施形態２８］
研磨粒子が、窒化ホウ素を含む、実施形態１、２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００７７】
［実施形態２９］
研磨粒子が、窒化ホウ素から本質的になる、実施形態１、２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００７８】
［実施形態３０］
研磨粒子が、立方晶系の窒化ホウ素から本質的になる、実施形態１、２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００７９】
［実施形態３１］
研磨粒子が、無機材料を含むコーティングを含む、実施形態１、２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００８０】
［実施形態３２］
研磨粒子が、少なくとも４０マイクロメートル〜１０００マイクロメートル以下の範囲内の平均粒子径（Ｄ５０ＡＰ）を含む、実施形態１、２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００８１】
［実施形態３３］
窒化物を含む充填剤、研磨粒子、および接着材料の間の熱膨張係数（ＣＴＥ）の差異が、１ｐｐｍ／℃以下、例えば、０．５ｐｐｍ／℃以下、または０．１ｐｐｍ／℃以下である、実施形態１、２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００８２】
［実施形態３４］
本体が、少なくとも５０ＨＲＬ、例えば、少なくとも６０ＨＲＬ、または少なくとも７０ＨＲＬ、または少なくとも８０ＨＲＬ、または少なくとも９０ＨＲＬ、または少なくとも１００ＨＲＬ、または少なくとも１０５ＨＲＬのロックウェル硬度を有する、実施形態１、２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００８３】
［実施形態３５］
本体が、１２５ＨＲＬ以下、１２０ＨＲＬ以下、または１１０ＨＲＬ以下のロックウェル硬度を有する、実施形態１、２、３および４のいずれかに記載の研磨物品。
【００８４】
［実施形態３６］
本体が、少なくとも２５ＭＰａ、例えば、少なくとも３０ＭＰａ、または少なくとも４０ＭＰａの曲げ強度を有する、実施形態１、２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００８５】
［実施形態３７］
本体が、１００ＭＰａ以下、または９０ＭＰａ以下、または８０ＭＰａ以下の曲げ強度を有する、実施形態１、２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００８６】
［実施形態３８］
本体が、本体の総体積に対して、少なくとも１体積％、または少なくとも２体積％、または少なくとも５体積％、または少なくとも８体積％、または少なくとも１０体積％、または少なくとも１５体積％、または少なくとも２０体積％、または少なくとも２５体積％、または少なくとも３０体積％、または少なくとも３５体積％、または少なくとも４０体積％、または少なくとも４５体積％、または少なくとも５０体積％、または少なくとも５５体積％、または少なくとも６０体積％、または少なくとも６５体積％、または少なくとも７０体積％、または少なくとも７５体積％の多孔率を有する、実施形態１、２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００８７】
［実施形態３９］
本体が、本体の総体積に対して、８５体積％以下、または８０体積％以下、または７５体積％以下、または７０体積％以下、または６５体積％以下、または６０体積％以下、または５５体積％以下、または５０体積％以下、または４５体積％以下、または４０体積％以下、または３５体積％以下、または３０体積％以下、または２５体積％以下、または２０体積％以下、または１５体積％以下、または１０体積％以下、または５体積％以下、または３体積％以下の多孔率を有する、実施形態１、２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００８８】
［実施形態４０］
本体が、少なくとも３０体積％かつ５０体積％以下の多孔率を有する、実施形態３８または３９に記載の研磨物品。
【００８９】
［実施形態４１］
充填剤が、立方晶系の窒化ホウ素を含み、研磨粒子が、立方晶系の窒化ホウ素を含む、実施形態１、２、３および４のいずれか１つに記載の研磨物品。
【００９０】
［実施形態４２］
充填剤の量が、接着材料および充填剤の総体積に対して、少なくとも１０体積％かつ３０体積％以下である、実施形態４１に記載の研磨物品。
【００９１】
［実施形態４３］
充填剤の平均粒子径が、少なくとも２マイクロメートルかつ３０マイクロメートル以下である、実施形態４１に記載の研磨物品。
【００９２】
［実施形態４４］
充填剤対研磨粒子比（Ｄ５０Ｆ／Ｄ５０ＡＰ）が、少なくとも０．０１〜０．３以下の範囲である、実施形態４１に記載の研磨物品。
【００９３】
［実施形態４５］
本体が、本体の総体積に対して、少なくとも３０体積％かつ５０体積％以下の量の研磨粒子と、本体の総体積に対して、少なくとも１５体積％かつ３０体積％以下の量の接着材料と、接着材料および充填剤の総体積に対して、少なくとも５体積％かつ３５体積％以下の量の窒化物を含む充填剤と、から本質的になり、ここで、充填剤対研磨粒子径比（Ｄ５０Ｆ／Ｄ５０ＡＰ）が、少なくとも０．０３かつ０．５以下の範囲内であり、接着材料が、ガラス質接着材料であり、本体の多孔率が、本体の総体積に対して、少なくとも２５体積％かつ４５体積％以下である、実施形態１、２、３および４のいずれかに記載の研磨物品。
【００９４】
［実施形態４６］
研磨粒子が、立方晶系の窒化ホウ素（ｃＢＮ）から本質的になり、充填剤が、立方晶系の窒化ホウ素（ｃＢＮ）から本質的になる、実施形態４５に記載の研磨物品。
【００９５】
［実施形態４７］
本体中の接着材料の含有率が、本体の総体積に対して、少なくとも５体積％かつ２０体積％以下である、実施形態１、２、３および４のいずれかに記載の研磨物品。
【００９６】
［実施形態４８］
研磨物品の本体を形成する方法であって、無機接着材料、研磨粒子、および充填剤を含む混合物を調製することであって、充填剤が窒化物を含む、調製することと、混合物からグリーン体を形成することと、グリーン体を少なくとも６００℃の温度で焼結することであって、焼結後のグリーン体の線収縮率が５％以下である、焼結することと、を含む、方法。
【００９７】
［実施形態４９］
加熱処理による、焼結前の、グリーン体からの有機接着材料の脱結着剤をさらに含む、実施形態４８に記載の方法。
【００９８】
［実施形態５０］
線収縮率が、４％以下、または３．０％以下、または２．５％以下、または２．３％以下、または２．０％以下、または１．８％以下、または１．５％以下、または１．３％以下、または１％以下である、実施形態４８に記載の方法。
【００９９】
［実施形態５１］
充填剤が、立方晶系の窒化ホウ素（ｃＢＮ）を含む、実施形態４８に記載の方法。
【０１００】
［実施形態５２］
研磨粒子が、立方晶系の窒化ホウ素（ｃＢＮ）を含む、実施形態４８に記載の方法。
【０１０１】
［実施形態５３］
充填剤対研磨粒子比（Ｄ５０Ｆ／Ｄ５０ＡＰ）が、少なくとも０．０１かつ０．５未満の範囲内である、実施形態４８に記載の方法。
【０１０２】
［実施形態５４］
充填剤の平均粒子径が、少なくとも２マイクロメートルかつ３０マイクロメートル以下である、実施形態４８に記載の方法。
【０１０３】
［実施形態５５］
充填剤の量が、接着材料および充填剤の総体積に対して、少なくとも５体積％かつ３０体積％以下である、実施形態４８に記載の方法。
【０１０４】
［実施形態５６］
充填剤を含まない本体と比較した本体の線収縮率の低減が、少なくとも１０％、例えば、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、または少なくとも８０％、少なくとも８５％、または少なくとも９０％である、実施形態４８に記載の方法。
【実施例】
【０１０５】
実施例１
研磨体の調製
アコースティックミキサー内で、研磨ｃＢＮ粒子、ｃＢＮ充填剤、ガラスセラミックガラス質接着材料（Ｓａｉｎｔ−ＧｏｂａｉｎのＮ７）、有機結合剤（Ｚｓｃｈｉｍｍｅｒ＆ＳｃｈｗａｒｚのＺＵＳＯＰＬＡＳＴ  ＷＥ８）、および水を組み合わせて、混合物を調製した。混合物を、表１にも要約されるように、ｃＢＮ研磨粒子の平均粒子径、すなわち、５３〜６３μｍ（Ｂ６４）、１０６〜１２５μｍ（Ｂ１２６）、および１５０〜１８０μｍ（Ｂ１８１）、ｃＢＮ充填剤の含有率（接着材料および充填剤の総体積に対して、９体積％、１９体積％、および５０体積％）、ガラス質接着材料の量（混合物の総体積に対して、１４．６体積％、１３体積％、および８体積％）において変化させて、様々な量のｃＢＮ充填剤、水の量（１６〜２４体積％）、およびｃＢＮ充填剤の粒子径（３〜５μｍ、６〜１２μｍ、および１２〜２２μｍ）を調整した。全ての混合物は、混合物の総体積に対して、同じ４１体積％の含有率の立方晶系の窒化ホウ素の研磨粒子（グリット濃度１６４）、および同じ１５．７体積％の含有率の有機結合剤を有していた。
【０１０６】
各調製された混合物から、グリーン体を形成し、不活性窒素雰囲気中で加熱処理レジームに供した。以下の加熱処理レジーム：２５℃から５５０℃まで空気下１時間加熱すること、５５０℃で温度を７５分間維持すること、５５０℃から９９５℃まで３時間加熱すること、９９５℃で温度を４時間維持すること、９９５℃から５５０℃まで２時間冷却すること、を適用した。加熱処理中、有機結合剤は、約６５０℃の温度までに分解し、本体は、９９５℃の最高温度で焼結された。結合剤の焼損の完了後、環境を空気から窒素に変更した。
ｃＢＮ研磨粒子の径およびｃＢＮ充填剤の径を変化させることによって生成された焼結体の概要を表１に示す。
【表１】
2021534012.tif 000003
【０１０７】
実施例２
ｃＢＮ充填剤の強度、硬度、摩耗、および収縮率への影響を評価するために、ｃＢＮ充填剤の含有率を変化させ、ｃＢＮ充填剤の粒子径を変化させて、実施例１の方法に従って調製された本体試料を試験する実験を実施した。
【０１０８】
表２は、実施例１で記載された方法によって形成された焼結体の比較を、グリット径Ｂ１２６の研磨ｃＢＮ粒子を、本体の総体積に対して、４１体積％の量で、ｃＢＮ充填剤の量を、接着材料および充填剤の総体積に対して、０〜５０体積％に変化させて示す。ｃＢＮ充填剤の粒子径範囲は、６〜１２マイクロメートルであった。ｃＢＮ充填剤の最大１９体積％への増加によって、強度および硬度のわずかな減少、ならびに摩耗のわずかな増加のみと組み合わされて、収縮率の低減が生じたことがわかる。しかしながら、ｃＢＮ充填剤の、接着材料および充填剤の総体積に対しての、５０体積％への増加によって、収縮率はさらに減少したが、実施された摩耗試験（以下の摩耗試験の記載を参照されたい）では測定できなかった摩耗の大きな増加が生じ、硬度も大きく減少した。
【表２】
2021534012.tif 000004
【０１０９】
表３は、ｃＢＮ充填剤の含有率の増加に応じて、３つの異なる径のｃＢＮ研磨粒子を使用して形成された本体の収縮値を比較する。ｃＢＮ充填剤粒子径は、全ての実験において６〜１２μｍであった。本体中のｃＢＮ充填剤の存在によって、ｃＢＮ充填剤を含まない本体と比較すると、線収縮率が減少したことがわかる。ｃＢＮ充填剤を用いずに作製された研磨体の収縮率に比較して、本体中にｃＢＮ充填剤を含めることによる焼結後の収縮率低減は、２１％〜４１％であり、最も小さい研磨平均粒子径（５３〜６３μｍ）を有する本体は、収縮率の最大の低減パーセントを有していた。
【表３】
2021534012.tif 000005
【０１１０】
より小さい径の３〜５μｍのｃＢＮ充填剤を用いて形成された本体の場合、６〜１２μｍのｃＢＮ充填剤と比較して、収縮率の差異はごくわずかであった（収縮率低減パーセントにおいて、２％以下の差異）。本体の摩耗もまた、３〜５μｍのｃＢＮ充填剤および６〜１２μｍのｃＢＮ充填剤を用いて作製された本体を比較すると、非常に類似していた。
【０１１１】
線収縮率（ＳＬ）を、グリーン体の長さ（Ｌｇｂ）および焼結体の長さ（Ｌｓｂ）を測定し、以下の式に従って計算することによって決定した。ＳＬ＝（Ｌｇｂ−Ｌｓｂ／Ｌｇｂ）ｘ１００％。
【０１１２】
線収縮率の試験について、グリーン体混合物を６トンの圧力下で、１０秒の滞留時間で円筒形状を有する型に押圧して、グリーン体を調製した。型は、最長の直径として１．２５インチの長さ、０．４６インチの高さを有していた。型から取り出されたグリーン体を、実施例１に記載されているように、脱結着剤および焼結のためにセラミックセッタープレート上に配置した。
【０１１３】
曲げ強度、硬度、および摩耗の試験について、２．６４インチの長さ、０．２５７インチの幅、および０．２５インチの高さを有する長方形の型を使用して、試験バーを調製した。型を充填するための印加圧力は、６トンであった。型からグリーン体バーを取り出した後、バーを、脱結着剤および焼結のために、実施例１に記載された加熱処理レジームに供した。
【０１１４】
曲げ強度の測定を、修正ＡＳＴＭ  Ｃ１１６１に従って実施した。ＡＳＴＭ  Ｃ１１６１は、固定具スパン、ベアリング直径、および試料サイズに関連して修正された。試験設定：曲げ強度を、２インチの支持スパン（２：１の支持スパンと荷重スパンとの比）、５ｍｍのベアリング直径、および０．０５インチ／分のクロスヘッド速度で、半連結固定具を使用して、４点曲げによって試験した。試験バーは、長さが、部分の厚さの１０倍以上であるという要件に適合して、ＡＳＴＭ  Ｃ１１６１による曲げ応力を計算するための等式の精度を確保した。
【０１１５】
ロックウェル硬度を、ＡＳＴＭ  Ｅ１８に従って決定した。
【０１１６】
摩耗の試験について、試験バーを支持体に搭載し、Ｓｔｒｕｅｒｓ  Ｔｅｇｒａｍｉｎ−２５研削およびポリッシング機の試験片ホルダーに取り付けた。試験片ホルダーを１５０ｒｐｍで回転させ、試料を１２０グリットのＳｉＣ紙に向かって３０Ｎの一定の力で押し、ＳｉＣ紙を１５０ｒｐｍで逆回転させた。各試験を、潤滑流体を使用することなく、１０秒の間実施した。
【０１１７】
摩耗を、試験の前後で、試験バーの長さを測定することと、バーの断面を測定することと、１回の操作での材料の消費体積を計算することと、によって決定した。摩耗試験を、各本体の種類に対して３〜５回繰り返し、平均値を計算した。
【０１１８】
実施例３
立方晶系の窒化ホウ素充填剤と比較して、４つの他の充填剤種類、ムライト、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、およびジルコニア（ＺｒＯ２）を評価するために、比較実験を実施した。
【０１１９】
比較の研磨体を、実施例１に記載された方法に従って作製したが、ｃＢＮ充填剤をナイトレートを含まない異なる充填剤材料で置き換えた。
【０１２０】
全ての比較実験では、接着材料および充填剤の総体積に対して、同じ１９体積％の充填剤の量を使用した。研磨粒子として、１０６〜１２５μｍ（グリット径Ｂ１２６）の粒子径範囲を有するｃＢＮを、本体の総体積に対して、４１体積％の量で使用した。
【０１２１】
研磨体を、焼結後の線収縮率、摩耗、強度、および硬度について試験した。
【０１２２】
測定データを、表４に要約した。他の充填剤材料も、焼結後の本体の収縮率を低減し得るが、他の試験された充填剤材料は、ｃＢＮ充填剤を含有する本体と比較して、摩耗がはるかに大きく増加し、強度および／または硬度の損失がはるかに大きかった。
【表４】
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【０１２３】
利益、他の利点、および問題に対する解決策は、特定の実施形態に関して上記で説明されている。しかしながら、利益、利点、問題の解決策、および任意の利益、利点、解決策が発生またはより顕著になる可能性のある任意の特徴は、いずれかまたは全ての特許請求の重要な、必須の、または本質的な特徴として解釈されるべきではない。本明細書で１種以上の成分を含む材料とは、材料が識別された１種以上の成分から本質的になる少なくとも１つの実施形態を含むと解釈され得る。「本質的になる」という用語は、識別された材料を含み、材料の特性を著しく変化させない少数の含有量（例えば不純物含有量）を別として他のすべての材料を除外する、組成物を含むと解釈される。さらにまたは代替として、ある非限定的な実施形態では、本明細書で識別される組成物のいずれも、明示的に開示されていない材料を本質的に含まなくてよい。本明細書の実施形態は、材料内のある成分について含有量の範囲を含み、所与の材料内の成分の含有量が合計１００％であることが理解されるであろう。
【０１２４】
本明細書に記載された実施形態の明細書および図面は、様々な実施形態の構造の一般的な理解を提供することを意図している。明細書および例示は、本明細書に記載の構造または方法を使用する装置およびシステムの全ての要素および特徴の網羅的かつ包括的な説明として役立つことを意図するものではない。別個の実施形態はまた、単一の実施形態において組み合わせて提供されてもよく、逆に、簡潔にするために、単一の実施形態の文脈で説明されている様々な特徴もまた、別個にまたは任意の副組み合わせで提供されてもよい。さらに、範囲で述べられた値への言及は、その範囲内のありとあらゆる値を含む。本明細書を読んだだけで、他の多くの実施形態が当業者には明らかであろう。本開示の範囲から逸脱することなく、構造的置換、論理的置換、または他の変更を行うことができるように、本開示から他の実施形態を使用して導き出すことができる。したがって、本開示は限定的ではなく例示的とみなされるべきである。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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