剛玉

       剛玉，又稱氧化鋁 (Al2O3)，早在公元前 2000 年就已在希臘的納克索斯島上開采。其晶體結構由菱形晶體的 α-Al2O3 和各種雜質組成。寶石級的氧化鋁被用作寶石，包括藍寶石、紅寶石（這些并不是剛玉）。鋁土礦是所有熔融氧化鋁的原料。氧化鋁磨料通過電熔或化學沉(chen)淀燒結生(sheng)產。燒結剛玉(yu)(yu)材料包(bao)括燒結剛玉(yu)(yu)和溶膠-凝膠剛玉(yu)(yu)。

表 1 工業上廣泛使用的磨料材料的各種剛玉類型及其結構和化學成分

       剛玉和熔融或燒結/溶膠-凝膠剛玉的硬度低于其他主要磨料，例如碳化硅 (SiC)、立方氮化硼 (CBN) 和金剛石。剛玉導熱性較差 (33.5 W/m·K)，會對磨削性能產生不利影響。

剛玉晶粒尺寸

      根據所使用的(de)(de)制(zhi)造工藝和參數（例如熔融剛(gang)玉(yu)(yu)(yu)的(de)(de)冷卻速(su)率(lv)(lv)），多晶(jing)剛(gang)玉(yu)(yu)(yu)的(de)(de)單晶(jing)尺(chi)(chi)寸會發生變化。熔融剛(gang)玉(yu)(yu)(yu)的(de)(de)平均晶(jing)粒(li)(li)尺(chi)(chi)寸為 100-250 μm。鋯剛(gang)玉(yu)(yu)(yu)的(de)(de)晶(jing)粒(li)(li)尺(chi)(chi)寸遠(yuan)小于熔融剛(gang)玉(yu)(yu)(yu)，約為 10-12 μm。溶膠-凝(ning)膠剛(gang)玉(yu)(yu)(yu)或燒結(jie)剛(gang)玉(yu)(yu)(yu)的(de)(de)多晶(jing)剛(gang)玉(yu)(yu)(yu)晶(jing)粒(li)(li)尺(chi)(chi)寸是最小的(de)(de)，小于 1 μm。因此，由于其微破(po)裂(lie)和獨特的(de)(de)自銳性行為，溶膠-凝(ning)膠剛(gang)玉(yu)(yu)(yu)的(de)(de)磨(mo)損(sun)率(lv)(lv)可(ke)以保(bao)持遠(yuan)低于熔融剛(gang)玉(yu)(yu)(yu)的(de)(de)磨(mo)損(sun)率(lv)(lv)。多晶(jing)剛(gang)玉(yu)(yu)(yu)的(de)(de)韌性和硬度(du)隨著晶(jing)粒(li)(li)尺(chi)(chi)寸的(de)(de)減小而增(zeng)加。

剛玉的制造

       剛玉(yu)磨料可以(yi)通(tong)過電熔法或溶膠(jiao)-凝(ning)膠(jiao)化學沉淀和燒結法來(lai)獲(huo)得。

電熔法

       電(dian)(dian)熔法中，原(yuan)料鋁土(tu)礦(kuang)含有 85% - 90% 的(de)(de)氧(yang)化(hua)鋁 (Al2O3)、2% - 5% 的(de)(de)二氧(yang)化(hua)鈦 (TiO2) 以及高達 10% 的(de)(de)氧(yang)化(hua)鐵 (Fe2O3)、二氧(yang)化(hua)硅和(he)其他堿性氧(yang)化(hua)物。將混合了焦炭和(he)鐵屑(xie)（用于去除雜質）的(de)(de)碎(sui)鋁土(tu)礦(kuang)床倒入(ru)電(dian)(dian)弧(hu)爐底(di)部的(de)(de)碳素(su)啟動(dong)電(dian)(dian)極(ji)旁。然后放下幾根大(da)型垂直碳電(dian)(dian)極(ji)使其接(jie)觸，并施(shi)加(jia)強烈的(de)(de)電(dian)(dian)流。啟動(dong)電(dian)(dian)極(ji)會(hui)迅速消耗(hao)，產(chan)生(sheng)的(de)(de)熱量會(hui)使鋁土(tu)礦(kuang)融化(hua)成電(dian)(dian)解質。接(jie)下來(lai)幾個小(xiao)時會(hui)不斷(duan)加(jia)入(ru)鋁土(tu)礦(kuang)來(lai)增加(jia)熔體(ti)體(ti)積。通過調節電(dian)(dian)極(ji)的(de)(de)高度來(lai)控(kong)制電(dian)(dian)流，這些(xie)電(dian)(dian)極(ji)最終會(hui)在過程中被(bei)消耗(hao)掉。

       冷卻(que)后，將剛玉 (氧化鋁) 破(po)碎(sui)并(bing)通過一系列錘(chui)磨(mo)機、擊(ji)打磨(mo)、破(po)碎(sui)機、輥(gun)磨(mo)機或(huo)球(qiu)磨(mo)機進行粉(fen)碎(sui)，使(shi)其達到所(suo)需(xu)粒度和形狀(zhuang)，從而產(chan)生塊狀(zhuang)或(huo)薄片(pian)狀(zhuang)的(de)磨(mo)粒。研(yan)磨(mo)后，產(chan)品會(hui)過篩至合(he)適尺(chi)寸，最小可達 40 微米 (#400)。所(suo)得產(chan)物為棕色剛玉，通常(chang)含有(you) 3% 的(de) TiO2。含量增加的(de) TiO2 會(hui)提(ti)高(gao)韌(ren)性，同時降低(di)硬度。棕色剛玉的(de)努氏硬度接近(jin) 1950，具有(you)中等脆(cui)性。

       通(tong)過(guo)(guo)(guo)貝(bei)(bei)(bei)爾(er)法使用低鈉氧(yang)化(hua)(hua)物也可以制造超過(guo)(guo)(guo) 99% 純(chun)度的(de)(de)(de)(de)電熔剛玉。卡爾(er)·拜耳(er) (Karl Bayer) 于 1887 年(nian)在俄羅(luo)斯(si)發明(ming)了一種獨特(te)鋁(lv)(lv)土(tu)礦(kuang)(kuang)提純(chun)工藝。貝(bei)(bei)(bei)爾(er)法的(de)(de)(de)(de)第一步(bu)是將含有(you)氫氧(yang)化(hua)(hua)鈉溶液的(de)(de)(de)(de)壓(ya)力(li)容器將鋁(lv)(lv)土(tu)礦(kuang)(kuang)加熱至高(gao)達(da) 150 - 200°C。然后(hou)過(guo)(guo)(guo)濾掉(diao)鐵基殘渣（稱為赤泥），并通(tong)過(guo)(guo)(guo)冷卻液體并注(zhu)入細顆粒的(de)(de)(de)(de)氫氧(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)(lv)進(jin)行沉(chen)淀純(chun)凈的(de)(de)(de)(de)氫鋁(lv)(lv)石(shi) 。隨(sui)后(hou)，通(tong)過(guo)(guo)(guo)煅燒(shao)氫鋁(lv)(lv)石(shi)生(sheng)產氧(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)(lv)。除了 0.1% 至 0.4% 的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)鈉 (Na2O) 之外(wai)，貝(bei)(bei)(bei)爾(er)法可以去除幾乎所(suo)有(you)原料(liao)鋁(lv)(lv)土(tu)礦(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)(de)天然雜質。

       所(suo)得的(de)(de)(de)白色電熔剛玉(yu)磨(mo)(mo)粒是剛玉(yu)家族中最(zui)硬(ying)、最(zui)脆的(de)(de)(de)磨(mo)(mo)粒之一(yi)，可提供冷卻(que)的(de)(de)(de)切(qie)割作(zuo)用(yong)（通過自銳磨(mo)(mo)削過程(cheng)中的(de)(de)(de)低切(qie)割溫度(du)(du)）。白剛玉(yu)是微米(mi)(mi)級(ji)磨(mo)(mo)料(liao)中最(zui)受(shou)歡迎的(de)(de)(de)牌號之一(yi)。為了生(sheng)(sheng)產微米(mi)(mi)級(ji)粒度(du)(du)，剛玉(yu)在(zai)破碎后(hou)會進(jin)行球磨(mo)(mo)或振(zhen)動研磨(mo)(mo)，然后(hou)傳統上使(shi)用(yong)分(fen)(fen)級(ji)沉降法(fa)分(fen)(fen)離成不同的(de)(de)(de)粒度(du)(du)。該工藝鏈由(you)兩個主要順序組成，包括(kuo)：（1）使(shi)磨(mo)(mo)料(liao)漿液和(he)（2）水通過一(yi)系列垂(chui)直(zhi)柱(zhu)。通過調(diao)節(jie)柱(zhu)的(de)(de)(de)寬度(du)(du)來逐柱(zhu)產生(sheng)(sheng)逐漸減慢的(de)(de)(de)垂(chui)直(zhi)流(liu)速。較重的(de)(de)(de)磨(mo)(mo)料(liao)會沉降在(zai)流(liu)速較快的(de)(de)(de)柱(zhu)中，較輕的(de)(de)(de)顆粒會轉移(yi)到下(xia)一(yi)個柱(zhu)中。該方法(fa)可有效分(fen)(fen)離至(zhi)約 5 微米(mi)(mi)，也用(yong)于(yu) SiC 的(de)(de)(de)微米(mi)(mi)級(ji)分(fen)(fen)級(ji)。空氣分(fen)(fen)級(ji)法(fa)也已得到應(ying)用(yong)。

       單晶剛玉(yu)

       通過(guo)鋁(lv)土礦的硫化作(zuo)用可以(yi)獲得單晶(jing)剛玉(yu)，該方法可直接產出不同尺寸的等軸剛玉(yu)顆粒，無需破(po)碎。這些晶(jing)體(ti)堅硬鋒利，解理(li)性優于其(qi)他氧(yang)化鋁(lv)，適用于磨削淬(cui)硬鋼和(he)其(qi)他堅韌的延展性材料。單晶(jing)剛玉(yu)是電熔(rong)剛玉(yu)系列中最硬的磨料。

       電熔(rong)剛玉的(de)種類

     ;  通(tong)過(guo)改變(bian)制(zhi)造過(guo)程中的起始成分和(he)加(jia)工路(lu)線，可以(yi)生產出具有不同硬度和(he)脆性等材料性能(neng)的各種電熔剛玉：

       棕或灰色(se)（半脆）剛玉。這種剛玉含(han)有(you) 96% - 98% 的(de) Al2O3，并且具(ju)有(you)相當(dang)高的(de)韌性。

       鉻(ge)元(yuan)素添(tian)(tian)(tian)加。這類剛(gang)(gang)玉包(bao)括含(han)有(you)(you) 0.2% - 0.3% 氧(yang)(yang)化鉻(ge) (Cr2O3) 的(de)(de)粉紅(hong)電(dian)(dian)熔剛(gang)(gang)玉和(he)含(han)有(you)(you) 2% Cr2O3 的(de)(de)紅(hong)寶(bao)石（紅(hong)色）電(dian)(dian)熔剛(gang)(gang)玉。氧(yang)(yang)化鉻(ge)嵌入 Al2O3 晶體(ti)結構(gou)中 。鉻(ge)剛(gang)(gang)玉剛(gang)(gang)玉比(bi)白(bai)剛(gang)(gang)玉略硬，添(tian)(tian)(tian)加少量 TiO2 會增(zeng)加其韌性。最(zui)終產物(wu)為(wei)中等(deng)粒(li)度，呈(cheng)細長或塊狀(zhuang)但鋒利的(de)(de)形狀(zhuang)。紅(hong)寶(bao)石電(dian)(dian)熔剛(gang)(gang)玉的(de)(de)氧(yang)(yang)化鉻(ge)含(han)量更(geng)高，為(wei) 2%，比(bi)鉻(ge)剛(gang)(gang)玉稍顯(xian)堅(jian)韌和(he)堅(jian)硬。顆粒(li)呈(cheng)塊狀(zhuang)、棱角分明且冷卻切割。氧(yang)(yang)化釩也可用作添(tian)(tian)(tian)加劑，賦予(yu)其獨特的(de)(de)綠色色調。

       氧化(hua)(hua)鋯(gao)(gao)添加(jia)(jia)。鋯(gao)(gao)剛玉是在生產過(guo)程(cheng)中通(tong)過(guo)向氧化(hua)(hua)鋁中添加(jia)(jia) 10% - 40% 的(de)二(er)氧化(hua)(hua)鋯(gao)(gao) (ZrO2) 獲得的(de)。磨(mo)削輪中至(zhi)少使(shi)用三種不同的(de)氧化(hua)(hua)鋯(gao)(gao)剛玉組合(he)：75% Al2O3 和(he) 25% ZrO2，60% Al2O3 和(he) 40% ZrO2，以及 65% Al2O3、30% ZrO2 和(he) 5% TiO2。它們的(de)制造(zao)通(tong)常包括快速凝(ning)固，以產生細粒度(du)和(he)堅韌(ren)的(de)結構。所得磨(mo)料為細粒、堅韌(ren)、高度(du)延展且使(shi)用壽命長，適用于中重負荷去(qu)除(chu)材料和(he)高壓磨(mo)削，例如鑄(zhu)造(zao)廠的(de)坯錠磨(mo)削。

       二(er)氧(yang)(yang)化(hua)鈦(tai) (金紅石(shi)) 添加。添加二(er)氧(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)可以改善剛(gang)玉(yu)的(de)(de)延展性。當涉及大而可變的(de)(de)機械負載時，推薦使(shi)用這種材料(liao)。棕色電(dian)熔剛(gang)玉(yu)含(han)有(you) 2% - 4% 的(de)(de)金紅石(shi)。半脆性電(dian)熔剛(gang)玉(yu)含(han)有(you) 1% - 2% 的(de)(de)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)，比白剛(gang)玉(yu)稍硬，但比棕熔剛(gang)玉(yu)更脆。

       單晶剛玉(yu)。晶粒生(sheng)長在硫化物基體(ti)(ti)中(zhong)經過仔細控制，然后通過酸(suan)浸(jin)出分離，無(wu)需破(po)碎(sui)。顆粒形(xing)狀為(wei)結(jie)節狀，有(you)助于保持(chi)結(jie)合力，避免破(po)碎(sui)并減少加(jia)工過程中(zhong)產生(sheng)的機械(xie)缺(que)陷(xian)。無(wu)缺(que)陷(xian)的晶體(ti)(ti)結(jie)構比傳統熔融剛玉(yu)具有(you)更高的韌性(xing) 。

       熔后加工(gong)方法。這種顆粒(li)(li)(li)減(jian)碎(sui)(sui)方法會極(ji)大(da)地影響顆粒(li)(li)(li)形狀。錘(chui)磨等(deng)沖擊(ji)式(shi)(shi)破碎(sui)(sui)機(ji)可(ke)產(chan)生塊狀形狀，而輥(gun)式(shi)(shi)破碎(sui)(sui)機(ji)則會導(dao)致顆粒(li)(li)(li)破裂。利(li)用靜電分(fen)(fen)離力將(jiang)鋒利(li)形狀與塊狀顆粒(li)(li)(li)分(fen)(fen)離，可(ke)以提供(gong)相同成分(fen)(fen)但(dan)具(ju)有截然不同的切割作用的等(deng)級。

       空心球形剛玉。空心球形剛玉的歷史已有 80 多年，并且已商業化生產 30 多年。致密的剛玉球是通過在還原條件下吹制液體剛玉澆注流，使用壓縮空氣或蒸汽制成的。多晶空心球形剛玉磨料也可以通過超聲輔助將液態熔融氧化鋁分散成細滴并進行冷卻來制造。空心球形剛玉（圖 4）主要用于在磨具中產生(sheng)閉合孔隙（方便控制(zhi)形狀和尺(chi)寸），以及需要(yao)盡可(ke)能降低切(qie)割溫(wen)度的應用。

       剛玉的性能也可以通過熱處理來改變，尤其是棕剛玉。根據顆粒大小，將(jiang)磨(mo)料加熱到 1100 - 1300°C 以(yi)退火(huo)破(po)碎過程(cheng)產生的裂紋和缺(que)陷。這可(ke)以(yi)將(jiang)韌(ren)性提高 25% - 40%。

       一般來說，晶(jing)(jing)體(ti)(ti)越(yue)大(da)，顆(ke)粒(li)就(jiu)越(yue)脆。冷卻過(guo)程越(yue)慢，晶(jing)(jing)體(ti)(ti)就(jiu)越(yue)大(da)。為(wei)了獲(huo)得非(fei)常細的(de)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)，會盡可能快地冷卻爐料(liao)，并將磨料(liao)顆(ke)粒(li)熔融成小錠，重(zhong)量可達 2 噸。粗晶(jing)(jing)粒(li)磨料(liao)則通過(guo)在(zai)爐殼中冷卻 5 - 6 噸的(de)爐料(liao)錠獲(huo)得。

       根據化(hua)學成(cheng)分的不同(tong)，電熔(rong)剛玉有各(ge)種類(lei)型。痕量的鉻會使(shi)氧化(hua)鋁呈(cheng)紅色，鐵會使(shi)其變黑，鈦會使(shi)其呈(cheng)藍(lan)色。圖(tu) 5 展(zhan)示(shi)了(le)電熔(rong)剛玉的一些例子。

       需要一(yi)提的是，有(you)多種涂層工(gong)藝(yi)可以改善(shan)磨削工(gong)具中(zhong)剛玉顆粒的結合(he)(he)力。紅(hong)色 Fe2O3 在高溫下涂覆，以增加表面積，從而(er)在樹脂(zhi)切斷輪中(zhong)更好地結合(he)(he)。硅烷用于(yu)樹脂(zhi)結合(he)(he)輪應用，可以防止冷卻劑(ji)滲(shen)透到結合(he)(he)劑(ji)和(he)磨粒之間，從而(er)保(bao)護樹脂(zhi)結合(he)(he)劑(ji)。

       新型剛玉-溶膠-凝膠化學沉淀和燒結

       電熔的一個限制是生成的磨料晶體結構非常大。電熔剛玉磨粒可能僅由一到三顆晶體組成。因此，當顆粒斷裂時，產生的顆粒損失可能占整個顆粒的很大一部分。這會導致磨料利用效率低下和砂輪的(de)磨損嚴重。避免這種情(qing)況(kuang)的(de)一種方法是大(da)幅減小(xiao)晶(jing)體尺寸。

       早在(zai) 1963 年，人(ren)們就生產出最早的微晶磨粒(li)(li)，方(fang)法是壓(ya)實細粒(li)(li)鋁土礦(kuang)漿(jiang)(jiang)料，顆粒(li)(li)化成所需(xu)粒(li)(li)度，然后在(zai) 1500°C 下燒結。通過(guo)擠(ji)出漿(jiang)(jiang)料可以控制顆粒(li)(li)形狀和(he)縱橫比(bi)。

       諾頓公(gong)司在 1986 年研發的籽粒凝膠 (SG) 磨(mo)料生產是(shi)其中一項(xiang)最重要的發展。這類磨(mo)料通常(chang)被稱為“陶瓷(ci)磨(mo)料”。SG 通過化(hua)學(xue)過程生產。

       在引(yin)入 SG 之前，3M 公司于 1981 年推出了(le)一(yi)(yi)種名為 Cubitron 的(de)(de)(de)(de)溶膠-凝(ning)膠磨料，用于涂層磨料纖維盤 。這是一(yi)(yi)種亞(ya)微米化學沉淀和(he)燒結的(de)(de)(de)(de)材(cai)料，但與 SG 不同(tong)，它(ta)具有(you)多相復(fu)合結構(gou)，不使(shi)用晶(jing)種控制晶(jing)粒尺寸。直(zhi)到 SG 出現后，人們才認識到這種材(cai)料在磨削工具應用方面的(de)(de)(de)(de)價值(zhi)。在 Cubitron 的(de)(de)(de)(de)制造過程中，氧(yang)(yang)(yang)化鋁與各種改性(xing)劑(ji)（例如(ru)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)、氧(yang)(yang)(yang)化鋱、氧(yang)(yang)(yang)化鑭和(he)氧(yang)(yang)(yang)化釹）共沉淀，以在后續燒結過程中控制顯(xian)微結構(gou)強(qiang)度(du)和(he)表面形貌。例如(ru)， Cubitron 321 具有(you)包含亞(ya)微米板狀夾(jia)雜物的(de)(de)(de)(de)微觀結構(gou)，這些夾(jia)雜物充當增強(qiang)劑(ji)，有(you)點類似(si)于晶(jing)須增強(qiang)陶瓷 。直(zhi)接比較 SG 和(he) Cubitron 的(de)(de)(de)(de)性(xing)能很困(kun)難，因為磨粒只是磨削輪(lun)的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)個(ge)組成部分。SG 比 Cubitron 硬 (21 GPa，Cubitron 為 19 GPa)。

       溶(rong)膠(jiao)-凝(ning)膠(jiao)法和隨后的(de)燒結(jie)(jie)過程用于生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)晶(jing)粒(li)尺寸(cun)(cun)小于 500 納米的(de)溶(rong)膠(jiao)-凝(ning)膠(jiao)或(huo) SG 剛(gang)玉（圖 6）。通(tong)過將波特石粉末 (γ-AlOOH；γ-氧化(hua)鋁氫氧化(hua)物) 與水混(hun)合，制(zhi)備溶(rong)膠(jiao)（一種(zhong)固體顆(ke)粒(li)懸浮(fu)在液體中的(de)膠(jiao)體）。添加阻礙晶(jing)粒(li)生(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)的(de)抑制(zhi)劑（例如 MgO、ZrO2 和 TiO2 以(yi)及鑭和其(qi)他稀土元(yuan)素或(huo)成核劑（Al2O3 或(huo) Fe2O3），稱為(wei)接種(zhong)），可生(sheng)(sheng)(sheng)成具有(you)亞微米級種(zhong)子晶(jing)體的(de)溶(rong)膠(jiao)-凝(ning)膠(jiao) 。所(suo)得凝(ning)膠(jiao)干(gan)燥(zao)后，顆(ke)粒(li)化(hua)成所(suo)需尺寸(cun)(cun)，并在 1200 - 1400°C 下進行無壓燒結(jie)(jie)。所(suo)得顆(ke)粒(li)由單相 ;α-氧化(hua)鋁結(jie)(jie)構組成，晶(jing)粒(li)尺寸(cun)(cun)約(yue)為(wei) 0.2 微米。避(bi)免了破碎造成的(de)缺(que)陷，所(suo)得磨料異(yi)常堅韌，但具有(you)自銳性，因為(wei)斷裂現在發生(sheng)(sheng)(sheng)在微米級。SG 剛(gang)玉的(de)顆(ke)粒(li)形(xing)狀(zhuang)可以(yi)通(tong)過擠出控(kong)制(zhi)。形(xing)狀(zhuang)可以(yi)從非常粗大到非常細長(chang)（圖 7）。

       要高效使(shi)用(yong)由(you) SG 制成(cheng)的(de)磨削工(gong)具，需要花(hua)費(fei)大量(liang)的(de)時間和(he)應用(yong)知識。這種磨料(liao)非常(chang)堅韌(ren)，以至于必須與(yu)普通(tong)電熔(rong)磨料(liao)混合(he)使(shi)用(yong)，比(bi)例(li)低至 5%，以避免過(guo)大的(de)磨削力(li)。現在典型(xing)的(de)混合(he)比(bi)例(li)為 10% - 50% SG。這些(xie)混合(he)磨料(liao)等級可以使(shi)磨削工(gong)具的(de)使(shi)用(yong)壽命比(bi)常(chang)規電熔(rong)磨料(liao)增加 10 倍(bei)，盡管制造成(cheng)本(ben)更高。

       新一代 SG 磨(mo)(mo)(mo)粒被稱為(wei) TG（由圣戈班(ban)公(gong)司生(sheng)(sheng)產）。TG 磨(mo)(mo)(mo)粒是 SG 磨(mo)(mo)(mo)粒的擠出版本，用于名為(wei) ALTOS 的磨(mo)(mo)(mo)削(xue)(xue)工(gong)具(ju)（1999 年(nian)首次引(yin)入）。TG 磨(mo)(mo)(mo)粒看(kan)起來像(xiang)具(ju)有非(fei)常長(chang)縱(zong)橫比的棒材。通過擠出成(cheng)型生(sheng)(sheng)產縱(zong)橫比 (長(chang)度(du)(du)與直徑之比) 為(wei) 4 的 TG 磨(mo)(mo)(mo)料(liao)(liao)和(he)(he)縱(zong)橫比為(wei) 8 的 TG2 磨(mo)(mo)(mo)料(liao)(liao)。這些形狀在(zai)磨(mo)(mo)(mo)削(xue)(xue)工(gong)具(ju)中的填充特性會產生(sheng)(sheng)高強度(du)(du)、輕質的結構(gou)，氣孔率高達 70% 或更多。顆粒僅(jin)在(zai)少數點相互接(jie)觸，結合劑在(zai)那里集(ji)中，就像(xiang)點焊(han)一樣。由于所得工(gong)具(ju)主體的強度(du)(du)和(he)(he)密度(du)(du)，該產品(pin)有可(ke)能提供更高的材料(liao)(liao)去除率和(he)(he)更高的切割速度(du)(du)。

       3M 公司(si)在(zai) 2009 年發明(ming)了(le)(le)(le)一種三角形(xing)(xing)陶瓷(ci)剛玉磨(mo)(mo)料 Cubitron II。三角形(xing)(xing)磨(mo)(mo)粒(li)在(zai)磨(mo)(mo)削(xue)過(guo)程中(zhong)均勻逐(zhu)漸磨(mo)(mo)損。顆粒(li)會不斷斷裂(lie)（處于(yu)亞微(wei)米范圍），并(bing)(bing)形(xing)(xing)成(cheng)鋒(feng)利的(de)切(qie)削(xue)刃(ren)。在(zai)涂層磨(mo)(mo)具中(zhong)，三角形(xing)(xing)磨(mo)(mo)粒(li)通過(guo)靜電定向排列成(cheng)相同方向并(bing)(bing)形(xing)(xing)成(cheng)鋒(feng)利的(de)峰值。鋒(feng)利的(de)切(qie)削(xue)刃(ren)減少了(le)(le)(le)摩擦力，并(bing)(bing)使(shi)顆粒(li)更容易滲透到工件(jian)中(zhong)。因此，顯著降(jiang)低(di)了(le)(le)(le)切(qie)削(xue)力和溫度以及工具磨(mo)(mo)損，并(bing)(bing)且可以提(ti)高(gao)可實(shi)現的(de)材(cai)料去除率 。但是，由于(yu)磨(mo)(mo)粒(li)的(de)統計分布，仍然無法在(zai)砂(sha)輪(lun)(lun)中(zhong)實(shi)現磨(mo)(mo)粒(li)定向。Cubitron-II 砂(sha)輪(lun)(lun)主要用于(yu)齒輪(lun)(lun)和輪(lun)(lun)廓磨(mo)(mo)削(xue)等特(te)定應用，這(zhe)些應用受益于(yu)砂(sha)輪(lun)(lun)的(de)高(gao)廓保(bao)持(chi)性、同時高(gao)的(de)材(cai)料去除率和低(di)的(de)切(qie)削(xue)溫度。