陶瓷剛玉磨料制備相關(guān)專利技術(shù)分析

邊華英，王學(xué)濤，李鄭輝，李筠樂，李國(guó)旺，李淑玲，韓 銘

（1.河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，鄭州450002；2.中國(guó)機(jī)械工業(yè)國(guó)際合作有限公司，鄭州450018）

1 前言

陶瓷剛玉磨料主要是指采用溶膠凝膠工藝制備磨料前驅(qū)體并采用燒結(jié)而非熔融的方法進(jìn)行熱處理制得的具有微納米尺寸顯微結(jié)構(gòu)的磨料。一些研究資料表明其性能優(yōu)越，性價(jià)比高，是一種被譽(yù)為具有劃時(shí)代意義的磨料。其每個(gè)磨粒是由大量的微納米尺寸的原始α-Al2O3晶粒燒結(jié)而成，不產(chǎn)生熔融剛玉磨料顆粒容易存在的顯微裂紋，硬度與熔融剛玉磨料相當(dāng)，韌性和磨削性能優(yōu)越。由這種磨料制成的磨具產(chǎn)品的磨削性能介于CBN砂輪、金剛石砂輪和普通剛玉、碳化硅磨具之間，價(jià)格適中，其加工性能和使用壽命遠(yuǎn)高于普通剛玉、碳化硅砂輪，又不像CBN和金剛石砂輪那樣對(duì)磨床的要求較高，故贏得了廣大用戶的青睞，其使用面日漸擴(kuò)大，特別適用于緩進(jìn)給、大切深磨削。[1～3]

2015年4月30日首次發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)JB/T12205-2015《普通磨料陶瓷剛玉》由山東魯信高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限公司、山東理工大學(xué)、天津大學(xué)、蘇州創(chuàng)元新材料科技有限公司起草制定，標(biāo)準(zhǔn)主要起草人主要為翟涵、李正民、李志宏、張濤、劉海紅、王弼、郭茂欣等。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的陶瓷剛玉磨料產(chǎn)品為溶膠凝膠法生產(chǎn)的產(chǎn)品，化學(xué)成分中Al2O3含量不低于99wt%，用于制造固結(jié)磨具和涂附磨具，要求其雜質(zhì)成分中Na2O的含量不高于0.15%，其中各粒度號(hào)產(chǎn)品的晶粒尺寸應(yīng)不大于300 nm，密度應(yīng)不小于3.84 g/cm3。[4]

氧化鋁粉體具有高熔點(diǎn)、高硬度、高耐磨性能，被廣泛用于陶瓷材料，各種電熔剛玉磨料和陶瓷剛玉磨料其主要物相就是α-Al2O3相。而電熔剛玉磨料需要在2000℃左右的高溫下熔融后急冷破碎篩選制得，能耗大，磨粒存在微裂紋缺陷，但是陶瓷剛玉磨料是先以溶膠凝膠工藝制備磨料顆粒前驅(qū)體，然后在相對(duì)低溫的情況下燒結(jié)制得，其能耗較低，磨料為微納米晶體結(jié)構(gòu)，韌性好，磨削力強(qiáng)，所以美國(guó)、日本以及歐洲國(guó)家在上世紀(jì)80年代開始發(fā)展陶瓷剛玉磨料和磨具，并申請(qǐng)了一批專利，而且還在中國(guó)申請(qǐng)了專利保護(hù)。我國(guó)也從上世紀(jì)90年代起開始研發(fā)陶瓷剛玉磨料，但是陶瓷剛玉磨料的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀不夠理想，我們的自主創(chuàng)新研發(fā)能力仍需加強(qiáng)。為了更好地把握現(xiàn)階段陶瓷剛玉磨料的研究進(jìn)展情況，現(xiàn)對(duì)國(guó)內(nèi)相關(guān)團(tuán)隊(duì)的專利技術(shù)進(jìn)行研究分析。

2 相關(guān)陶瓷剛玉磨料制備專利技術(shù)介紹

通過SOOPAT搜索引擎，對(duì)申請(qǐng)公開過的相關(guān)陶瓷剛玉磨料發(fā)明專利特別是已被授權(quán)或處于審中階段的專利情況進(jìn)行了搜集整理、闡述和分析，希望能對(duì)我們團(tuán)隊(duì)的研究工作有所推進(jìn)。

磨料和磨具產(chǎn)品屬于工業(yè)陶瓷領(lǐng)域，為機(jī)械加工行業(yè)。國(guó)內(nèi)從事磨料、磨具相關(guān)研究的人員和團(tuán)隊(duì)主要有天津大學(xué)的李志宏、朱玉梅及其學(xué)生團(tuán)隊(duì)，山東大學(xué)的張立團(tuán)隊(duì)，湖南大學(xué)的萬(wàn)隆團(tuán)隊(duì)，青島四砂泰益的翟涵，中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司的陳瑋團(tuán)隊(duì)和上海度朔的秦桂文等等，其專利申請(qǐng)以及授權(quán)情況如下：

2.1 一種微晶氧化鋁陶瓷顆粒的制備，有權(quán)

專利權(quán)利人中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司，發(fā)明人為陳瑋、馬艷紅，本發(fā)明申請(qǐng)日2005-10-12，授權(quán)公告日2007-07-25。技術(shù)方案為先以超細(xì)氫氧化鋁為起始原料制備出α-Al2O3，再與擬薄水鋁石、氫氧化鋁混合研磨，配制成懸浮液，進(jìn)一步制成凝膠體、干燥、破碎、造粒、篩選后在1250～1650℃的溫度下煅燒制得燒結(jié)剛玉磨料顆粒，一次晶體粒度在200 nm～2 μm之間。用這種磨料制成得到磨具耐用性大大提高。[5]

2.2 一種擬薄水鋁石及微晶剛玉磨料的制備方法，有權(quán)

專利權(quán)利人山東大學(xué)，發(fā)明人張立、張建、劉少杰、陳代榮、焦秀玲，本發(fā)明申請(qǐng)日2011-06-14，授權(quán)公告日2012-12-26。技術(shù)方案為將異丙醇鋁在水熱條件下水解制取晶體粒徑為3～20 nm的擬薄水鋁石，再以該擬薄水鋁石為原料加水制成懸浮液，固含量在5～10wt%，加入適量的濃硝酸作為膠溶劑攪拌溶解數(shù)小時(shí)，后加入鐵和鎂的硝酸鹽作為膠凝劑，繼續(xù)攪拌數(shù)小時(shí)后干燥得干凝膠，再于1100～1250℃煅燒得到燒結(jié)剛玉磨料顆粒。制得的原晶粒徑在50～300 nm，密度為3.9～4.0 g/cm3，硬度為19～23 GPa。[6]

2.3 翟涵的專利技術(shù)

2.3.1 一種α-氧化鋁基磨料及其制備方法，有權(quán)

發(fā)明人翟涵、劉海紅，專利權(quán)利人魯信創(chuàng)業(yè)集團(tuán)投資股份有限公司，本發(fā)明申請(qǐng)日2011-09-22，授權(quán)公告日2014-05-14。技術(shù)方案是以勃姆石半成品為主要原料，加入純凈水、氧化鋁晶種研磨液，在真空攪拌機(jī)中攪拌打漿，以20%的稀硝酸溶液作為膠溶劑，制成溶膠并最終形成凝膠，于140℃下烘干，制粒，500～800℃煅燒10～60 min排膠，再于1300～1400℃燒結(jié)5～60 min得到磨料顆粒，原晶粒徑在1.5～0.3 μm，密度為3.88g/cm3，硬度大于 20 GPa。[7]

2.3.2 一種含鋯的具有亞微米晶粒結(jié)構(gòu)的α-氧化鋁基磨料及制備方法，審中-實(shí)審

發(fā)明人為翟涵，專利權(quán)利人青島四砂泰益超硬研磨股份有限公司，本發(fā)明申請(qǐng)日2016-05-12，申請(qǐng)公布日2016-10-12。技術(shù)方案為在具有抽真空功能的攪拌機(jī)中加入純凈水、勃姆石半成品和氧化鋁晶種研磨液攪拌成漿，繼續(xù)攪拌并加入硝酸（1+2）水溶液使料漿pH=1.5～2.5，逐步形成溶膠和凝膠，或者在溶膠狀態(tài)時(shí)加入硝酸鋯、硝酸鈷、硝酸鎂作為促凝劑和阻晶劑促使?jié){體膠凝，移出凝膠體烘干、破碎，篩取18～120目之間的顆粒，預(yù)先進(jìn)行一步煅燒在500～900℃煅燒5～60 min，然后在1200～1400℃的溫度下進(jìn)行二步煅燒燒結(jié)1～60 min得具有亞微米晶粒結(jié)構(gòu)的α-氧化鋁基磨料顆粒，或者將一步煅燒過的顆粒以硝酸鋯、硝酸鈷、硝酸鎂的混合溶液浸漬后烘干再燒結(jié)制取磨料，原晶晶粒在0.3 μm。本發(fā)明技術(shù)制得的磨料制品制成的陶瓷磨具可于1000℃以上的溫度下燒成，磨料的磨削效率高、自銳性好、耐用度長(zhǎng)。[8]

2.4 微納米球形SG剛玉磨料及其制備方法，有權(quán)

專利權(quán)利人湖南大學(xué)，發(fā)明人萬(wàn)隆、劉會(huì)娟、方文俊、王俊沙，本發(fā)明申請(qǐng)日2013-03-13，授權(quán)公告日2015-01-07。技術(shù)要點(diǎn)為將工業(yè)級(jí)擬薄水鋁石加入一定比例的去離子水?dāng)嚢璺稚⒅瞥删鶆虻膽腋∫?，再在一定的溫度和攪拌條件下滴加一定量的稀硝酸溶液，從而制得擬薄水鋁石溶膠，將溶膠噴霧造粒，烘干后以3～4℃/min的速率升溫至1100～1300℃，在高溫段保溫80～100 min，煅燒后自然冷卻至室溫，即可得到微納米球形SG剛玉磨料。[9]

2.5 一種含有復(fù)相添加劑的陶瓷剛玉磨料，有權(quán)

本發(fā)明申請(qǐng)人天津大學(xué)，發(fā)明人李志宏、駱苗地、朱玉梅，申請(qǐng)?zhí)?01210206006.5，申請(qǐng)日2012-06-20，授權(quán)公告日2014-04-02。技術(shù)方案為以工業(yè)硫酸鋁Al2（SO4）3·18H2O 為原料溶于水濾去雜質(zhì)，制成 0.3 mol/L的水溶液，加入氨水調(diào)節(jié)pH值在9～10，經(jīng)抽濾洗滌后得Al（OH）3凝膠，在凝膠中引入CuO-TiO2-SiO2復(fù)相添加劑一起球磨混合，然后在80℃烘干24 h，得到干凝膠后破碎造粒，并在1300～1400℃下煅燒得到一種陶瓷剛玉磨料。CuO-TiO2-SiO2復(fù)相添加劑組成為8～45%的 Cu（NO3）2·3H2O、30 ～ 60%的 C16H36O4Ti、20 ～ 40%的C8H2OO4Si。其原晶晶粒成等軸狀生長(zhǎng)，粒度在200 nm～1 μm之間。[10]

2.6 天津大學(xué)李志宏、朱玉梅團(tuán)隊(duì)的其他專利

2.6.1 一種片狀結(jié)構(gòu)陶瓷剛玉磨料及其制備方法，審中-實(shí)審

本發(fā)明申請(qǐng)人天津大學(xué)，發(fā)明人李志宏、楊濤、朱玉梅，申請(qǐng)?zhí)?01610031183.2，申請(qǐng)日2016-01-18。技術(shù)方案為以Al2（SO4）3·18H2O或Al（NO3）3·9H2O為主要原材料，加入金屬氟化物、稀土金屬硝酸鹽以及Si（OC2H5）4或Ti（OC4H9）4作為添加劑進(jìn)行操作，首先將 Al2（SO4）3·18H2O或Al（NO3）3·9H2O溶于水制成 Al3+0.3～0.5 mol/L的水溶液，加入氨水調(diào)節(jié)pH值在9～10使溶液凝膠化，經(jīng)抽濾洗滌后得Al（OH）3凝膠，在凝膠中引入添加劑一起球磨混合，然后在80℃烘干制得干凝膠后破碎造粒，在1300～1400℃下煅燒，可制得一種片狀結(jié)構(gòu)陶瓷剛玉磨料。添加劑的組成為金屬氟化物（Na3AlF6、AlF3、CaF2、ZnF2中的一種或多種）20～50%、稀土金屬硝酸鹽（La（NO3）3·6H2O或Y（NO3）3·6H2O）0～65%、Ti（OC4H9）4、Si（OC2H5）40～80%。其原晶晶粒長(zhǎng)短徑比2～7，粒度厚度在50～150 nm之間。[11]

2.6.2 一種納米晶藍(lán)色陶瓷剛玉磨料及其制備方法，審中-實(shí)審

本發(fā)明申請(qǐng)人天津大學(xué)，發(fā)明人李志宏、王津松、朱玉梅，申請(qǐng)?zhí)?01610446675.8，申請(qǐng)日2016-06-17。技術(shù)方案與“一種片狀結(jié)構(gòu)陶瓷剛玉磨料及其制備方法”相似，也是以Al2（SO4）3·18H2O或Al（NO3）3·9H2O為主要原材料，只是添加劑組成不一樣，本方案以 Co（NO3）2·6H2O 5 ～ 25% 、（NH4）3AlF65 ～ 20% 、C16H36O4Ti 0 ～ 65% 、Si（OC2H5）40 ～ 40%、Mg（NO3）2·6H2O0 ～ 50%、Ca（NO3）2·4H2O0～20%配制成添加劑，經(jīng)過干燥、造粒后的磨料前體顆粒需在1200～1300℃煅燒0.5～2 h，或者是先加熱到1300～1400℃，再迅速降溫到1050～1150℃并保溫1～3 h，即可得到納米晶藍(lán)色陶瓷剛玉磨料，其原晶晶粒呈等軸狀或片狀，晶體平均尺寸在80～300 nm之間。[12]

2.6.3 一種含有復(fù)相添加劑的納米晶陶瓷剛玉磨料，審中-實(shí)審

本發(fā)明申請(qǐng)人天津大學(xué)，發(fā)明人李志宏、王津松、朱玉梅，申請(qǐng)?zhí)?01710152456.3，申請(qǐng)日2017-03-15。技術(shù)方案為以工業(yè)硫酸鋁Al2（SO4）3·18H2O為原料溶于水濾去雜質(zhì)，制成0.3 mol/L的水溶液，加入氨水調(diào)節(jié)pH值在9～10，經(jīng)抽濾洗滌后得到Al（OH）3凝膠，在凝膠中引入CuO-TiO2-SiO2復(fù)相添加劑一起球磨混合，然后在80℃烘干24 h，得到干凝膠后破碎造粒，并在1300～1400℃下煅燒得到一種陶瓷剛玉磨料，其原晶晶粒成等軸狀生長(zhǎng)，粒度在200 nm～1 μm之間。[13]

2.6.4 一種微觀層狀互鎖納米晶陶瓷剛玉磨料及其制備方法，審中-實(shí)審

本發(fā)明申請(qǐng)人天津大學(xué)，發(fā)明人李志宏、游佳麗、朱玉梅，申請(qǐng)?zhí)?01710794262.3，申請(qǐng)日2017-09-06。技術(shù)方案為以Al（NO3）3·9H2O為主要原材料，在分散劑PEG1000的輔助作用下配制成0.3～0.6 mol/LAl3+溶液，中速攪拌，常溫下以稀氨水調(diào)節(jié)pH值到9.2～9.8，繼續(xù)攪拌直至形成凝膠，抽濾、洗滌得Al（OH）3凝膠，加入適量的復(fù)合添加劑和自制的晶種，球磨、放漿、在50～90℃干燥、破碎、篩選、燒結(jié)，得到一種微觀層狀互鎖納米晶陶瓷剛玉磨料。其中復(fù)合添加劑配比為：Y（NO3）3·6H2O 5 ～ 40%、Ce （NO3）3·6H2O 10 ～ 40%、CaF220 ～ 50%、C16H36O4Ti 20～65%。所得磨料晶粒長(zhǎng)徑600～1300 nm，短徑在50～280 nm之間。[14]

2.7 一種納米剛玉磨料及其制備方法，審中-實(shí)審

專利權(quán)利人洛陽(yáng)三睿寶納米科技有限公司，發(fā)明人為許榮輝、李洛利、肖民樂，申請(qǐng)?zhí)?01610022744.2，申請(qǐng)日2016-01-14。技術(shù)要點(diǎn)為首先將勃姆石納米晶或納米晶須在500～600℃預(yù)燒10～60 min制得分散性良好的納米氧化鋁粉體，然后按一定的順序和操作方式分別加入0～6%的有機(jī)粘結(jié)劑、0～5%的納米氧化鎂、0～5%的二氧化硅、0～3%的氧化鈣或碳酸鈣等原料，球磨后噴霧干燥、等靜壓造粒、燒結(jié)等處理工序制得磨料。[15]

3 相關(guān)專利技術(shù)要點(diǎn)分析

3.1 天津大學(xué)李志宏、朱玉梅及其研究生團(tuán)隊(duì)專利的技術(shù)特點(diǎn)

天津大學(xué)的李志宏、朱玉梅及其研究生團(tuán)隊(duì)申請(qǐng)的專利數(shù)量最多，比如在2008年申請(qǐng)的有《燒結(jié)磨料及其制備方法》，發(fā)明人李志宏、朱玉梅，申請(qǐng)?zhí)?00810154292.9，申請(qǐng)日 2008-12-19[16]；《新型剛玉磨料及其制備方法》，發(fā)明人朱玉梅、李志宏，申請(qǐng)?zhí)?00810154293.3，申請(qǐng)日 2008-12-19[17]；2011 年申請(qǐng)的有《六方板狀納米晶剛玉磨料的制備方法》，發(fā)明人朱玉梅、李娜、李志宏，申請(qǐng)?zhí)?01110368796.2，申請(qǐng)日2011-11-18[18]；2012年申請(qǐng)的有《一種超硬磨具用新型微晶磨料及其制造方法》發(fā)明人朱玉梅、趙加碩、李志宏，申請(qǐng)?zhí)?201210090530.0，申請(qǐng)日 2012-03-30[19]；《新型陶瓷剛玉磨料》發(fā)明人朱玉梅、翟學(xué)霞、李志宏，申請(qǐng)?zhí)?01210239271.3，申請(qǐng)日2012-07-11[20]。其中申請(qǐng)日為2012-06-20由李志宏、駱苗地、朱玉梅發(fā)明的《一種含有復(fù)相添加劑的陶瓷剛玉磨料》獲得了專利授權(quán)；2013年申請(qǐng)的有《一種陶瓷剛玉磨料及其制備方法》，發(fā)明人朱玉梅、李英欣、李志宏，申請(qǐng)?zhí)?01310152279.0，申請(qǐng)日2013-04-27[21]；2016年申請(qǐng)的《一種片狀結(jié)構(gòu)陶瓷剛玉磨料及其制備方法》、《一種納米晶藍(lán)色陶瓷剛玉磨料及其制備方法》和2017年申請(qǐng)的《一種微觀層狀互鎖納米陶瓷剛玉磨料及其制備方法》目前處于實(shí)審階段。綜合分析其專利的技術(shù)方案基本上是采用可溶性的鋁鹽為主要原材料進(jìn)行制備，其設(shè)計(jì)引入的添加助劑使最終磨料的化學(xué)組分基本符合99剛玉瓷的組成或者是符合95氧化鋁瓷的組成。這種方案會(huì)在熱處理過程中釋放出二氧化硫或氮氧化物氣體，對(duì)環(huán)境和操作有要求，不適宜量產(chǎn)。另外，制成磨料的晶粒度也不能保證符合JB/T 12205-2015的要求，比如從2017年申請(qǐng)的《一種微觀層狀互鎖納米陶瓷剛玉磨料及其制備方法》中稱晶粒徑長(zhǎng)600 nm～1.3μm之間。圖1為其晶粒SEM附圖[14]。

3.2 中鋁公司陳瑋團(tuán)隊(duì)的專利技術(shù)特點(diǎn)

中鋁公司陳瑋、馬艷紅的《一種微晶氧化鋁陶瓷顆粒的制備》，其技術(shù)方案以超細(xì)氫氧化鋁為起始原料先制備出α-Al2O3，再與擬薄水鋁石、氫氧化鋁混合研磨來制備燒結(jié)剛玉磨料顆粒，便于進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，但是磨料的一次晶體粒度在200 nm～2 μm之間，不太符合標(biāo)準(zhǔn)JB/T12205-2015《普通磨料陶瓷剛玉》中各粒度號(hào)產(chǎn)品的晶粒尺寸應(yīng)不大于300 nm的指標(biāo)要求。

圖1 “一種微觀層狀互鎖納米陶瓷剛玉磨料及其制備方法”晶粒SEM

3.3 山東大學(xué)張立團(tuán)隊(duì)的專利技術(shù)特點(diǎn)

山東大學(xué)張立等的發(fā)明以異丙醇鋁為原料在水熱條件下水解制取晶體粒徑為3～20 nm的擬薄水鋁石，再以該擬薄水鋁石為原料制備磨料，其原晶粒徑為50～300 nm，符合標(biāo)準(zhǔn)JB/T 12205-2015中各粒度號(hào)產(chǎn)品的晶粒尺寸不大于300 nm的指標(biāo)要求，方案合理，只是以異丙醇鋁為初始原材料，成本較高。圖2為其晶粒SEM附圖[6]。

圖2 “一種擬薄水鋁及微晶剛玉磨料的制備方法”晶粒SEM

3.4 湖南大學(xué)萬(wàn)隆等人的發(fā)明專利技術(shù)特點(diǎn)

湖南大學(xué)萬(wàn)隆等人的發(fā)明《微納米球形SG剛玉磨料及其制備方法》以工業(yè)級(jí)擬薄水鋁石為原料制得微納米球形SG剛玉磨料的方案是合理的，但是根據(jù)附圖分析其晶粒尺寸也不太符合標(biāo)準(zhǔn)JB/T12205-2015《普通磨料陶瓷剛玉》中各粒度號(hào)產(chǎn)品的晶粒尺寸應(yīng)不大于300 nm的指標(biāo)要求。圖3為其晶粒SEM附圖[9]。

3.5 翟涵專利的技術(shù)特點(diǎn)

翟涵專利的技術(shù)方案較優(yōu)，以勃姆石半成品為主要原材料，采用二步煅燒進(jìn)行排膠和燒結(jié)處理磨料顆粒前體，第一步溫度在500～900℃煅燒5～60 min，第二步溫度在1200～1400℃燒結(jié)1～60 min，其制成磨料的原晶晶粒在 0.1～0.4 μm之間，基本符合標(biāo)準(zhǔn) JB/T 12205-2015《普通磨料陶瓷剛玉》中各粒度號(hào)產(chǎn)品的晶粒尺寸應(yīng)不大于300 nm的指標(biāo)要求，圖4為其在《一種含鋯的具有亞微米晶粒結(jié)構(gòu)的α-氧化鋁基磨料及制備方法》中晶粒SEM附圖[8]。

圖3 “微納米球形SG剛玉磨料及其制備方法”晶粒SEM

圖4 “一種含鋯的具有亞微米晶粒結(jié)構(gòu)的α-氧化鋁基磨料”晶粒SEM

3.6 其它專利的技術(shù)特點(diǎn)

其它相關(guān)燒結(jié)磨料專利方案的技術(shù)特點(diǎn)簡(jiǎn)述如下。洛陽(yáng)三睿寶納米科技有限公司許榮輝等人的《一種納米剛玉磨料及其制備方法》，主要是采用類似傳統(tǒng)陶瓷的制備工藝進(jìn)行處理，配比原料經(jīng)過球磨、噴霧造粒、等靜壓處理，燒結(jié)溫度在1300～1550℃，在燒結(jié)前后經(jīng)過兩次破碎篩分分級(jí)，沒有提及最終磨料制品的原晶晶粒尺寸情況[22]。

浙江湖磨拋光磨具制造有限公司的任永國(guó)、嵇興林申請(qǐng)并取得授權(quán)的專利《一種拋光磨料及其制備方法》，也是采取了類似傳統(tǒng)陶瓷的制備工藝，采用陶瓷輥棒粉65份、蘇州土18份、硅微粉15份、氧化鋯2份的原材料配比，經(jīng)球磨、榨泥、練泥、陳腐、擠出法成型，燒結(jié)溫度在1430℃，這種方案制得磨料的最終α-Al2O3含量以及晶粒情況也無(wú)論及[23]。

常州市鼎日環(huán)?？萍加邢薰镜闹茺惢ā⑧u宇航、宋豪申請(qǐng)的《一種超硬磨料的制備方法》以擬薄水鋁石為主原料制溶膠，加入以膨潤(rùn)土為原材料制得的氧化鋁晶須，進(jìn)行增強(qiáng)、阻晶和改性，以噴霧干燥法造粒，在1000～1200℃煅燒得相應(yīng)磨料，本方案也沒有給出晶粒尺寸的信息[24]。

上海度朔磨料磨具有限公司三秦桂文先后申請(qǐng)了《擬薄水鋁石及微晶剛玉磨料的制備方法》[25]、《一種具有設(shè)計(jì)厚度的破碎磨粒、使用其制造的磨料制品及其制造方法》[26]，前者先以水溶性鋁鹽制擬薄水鋁石，再在此基礎(chǔ)上以溶膠凝膠法制磨料，磨料前體的熱處理分兩步先后在850～950℃、1200～1250℃的溫度下進(jìn)行；后者以一水軟鋁石為原材料，以1 mol/L的硝酸溶液作為膠溶劑，漿料以設(shè)計(jì)的厚度移入干燥盤中干燥、制粒，將該磨料前體首先在700℃煅燒排膠，然后以特定添加劑的硝酸鹽溶液浸漬后再次在700℃煅燒處理，并最終在1400℃燒結(jié)得磨料顆粒，這一技術(shù)方案或許參考了3M創(chuàng)新技術(shù)有限公司申請(qǐng)?zhí)枮?00880124918.X的專利技術(shù)路線，最終能否獲得授權(quán)保護(hù)尚不得而知。

4 結(jié)論與展望

因?yàn)槟ゾ弑环Q為機(jī)械工業(yè)的牙齒，其發(fā)展具有戰(zhàn)略意義，而西方國(guó)家在陶瓷剛玉磨料領(lǐng)域發(fā)展較早，并且提早布局在我國(guó)申請(qǐng)了專利技術(shù)保護(hù)，這將影響我們國(guó)內(nèi)研發(fā)成果的創(chuàng)新性以及各團(tuán)隊(duì)申請(qǐng)的專利能否獲得授權(quán)支持和保護(hù)。

以溶膠凝膠工藝和燒結(jié)法制備的陶瓷剛玉磨料具有亞微米級(jí)的原晶粒度，磨料的韌性好，磨削效率高、磨出工件的光潔度好，比起電熔剛玉磨料的制備方法具有顯著節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。目前我國(guó)的燒結(jié)剛玉磨料以及相應(yīng)的SG砂輪仍然嚴(yán)重依賴進(jìn)口，雖然相應(yīng)的高校研發(fā)團(tuán)隊(duì)也有幾支，除了前述的天津大學(xué)、山東大學(xué)、湖南大學(xué)等團(tuán)隊(duì)之外，還有成都大學(xué)[27]、中南大學(xué)[28]、河南工業(yè)大學(xué)[29、30]等都有涉及，另外在企業(yè)團(tuán)隊(duì)中也有早期的貴州達(dá)眾七砂、太原剛玉、白鴿磨料磨具有限公司曾經(jīng)進(jìn)行研發(fā)。雖然當(dāng)前魯信創(chuàng)投和四砂泰益以及上海度朔已經(jīng)小規(guī)模生產(chǎn)，但是自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燒結(jié)剛玉磨料以及相應(yīng)的SG砂輪產(chǎn)量所能分享的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額仍寥寥無(wú)幾，更不用說占領(lǐng)國(guó)外市場(chǎng)。另外，對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)JB/T12205-2015《普通磨料陶瓷剛玉》中的相應(yīng)指標(biāo)要求，在生產(chǎn)中能夠完全符合要求的產(chǎn)品不多。所以，燒結(jié)剛玉磨料的研發(fā)和產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化之路仍然在路上，道阻且長(zhǎng)。