CN112812743A - 磨料制品及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种磨料制品，所述磨料制品可包括本体，所述本体包括包含在所述本体中的磨料颗粒和包含在粘结材料内的陶瓷颗粒。所述陶瓷颗粒可具有大于12微米且至多75微米的平均粒度D50c。所述磨料颗粒可包含大于所述平均粒度D50c的平均粒度D50a。

Description

磨料制品及其形成方法
技术领域
以下涉及包括磨料颗粒和粘结材料的磨料制品，并且具体来讲，涉及包括包含在粘结材料中的磨料颗粒和陶瓷颗粒的磨料制品。
背景技术
磨料制品用于材料去除操作中，诸如对各种材料进行切割、研磨或成形。固结磨料制品包括保持在粘结材料中的磨料颗粒。粘结材料可以包括有机材料和/或无机材料。本行业持续要求改善的磨料制品。
附图简要说明
通过参考附图，可以更好地理解本公开，并且让本公开的众多特征和优点对于本领域的技术人员显而易见。
图1包括根据一个实施例的示出成形过程的流程图。
图2包括根据一个实施例的磨料颗粒的一部分的横截面图像。
图3包括根据另一个实施例的示出成形过程的流程图。
图4包括根据一个实施例的涂覆有陶瓷颗粒的造孔剂的SEM图像。
图5包括磨料样品的横截面的SEM图像。
图6包括磨料样品的磨耗率对材料去除率的曲线图。
图7包括磨料样品的功耗对材料去除率的曲线图。
图8包括磨料样品的MOR的图示。
本领域的技术人员应当认识到，为简单和清楚起见，图中示出的各元件并不一定按比例绘制。例如，图中一些元件的尺寸可相对于其他元件进行放大，以帮助增进对本发明实施例的理解。
具体实施方式
提供结合附图的以下描述以帮助理解本文所提供的教导内容。以下公开内容将集中于本教导内容的具体实施方式和实施例。提供该重点是为了帮助描述教导内容，并且不应该被解释为是对本教导内容的范围或适用性的限制。然而，在本申请中当然可以使用其他教导内容。
如本文所用，术语“由...构成”、“包括”、“包含”、“具有”、“有”或它们的任何其他变型旨在涵盖非排他性的包含之意。例如，包括特征列表的方法、制品或装置不一定仅限于那些特征，而是可以包括未明确列出的或这种方法、制品或装置固有的其他特征。另外，除非另有明确说明，否则“或”是指包括性的“或”而非排他性的“或”。例如，以下任何一项均可满足条件A或B：A为真(或存在的)而B为假(或不存在的)、A为假(或不存在的)而B为真(或存在的)，以及A和B两者都为真(或存在的)。
而且，使用“一个”或“一种”来描述本文所述的元件和部件。这么做只是为了方便起见和提供对本发明范围的一般认识。除非很明显地另指他意，否则这种描述应被理解为包括一个或至少一个，并且单数也包括复数，或反之亦然。例如，当在本文描述单个项时，可使用多于一个项来代替单个项。类似地，在本文描述了多于一个项的情况下，单个项可以取代多于一个项。
除非另有定义，否则本文使用的所有技术术语和科技术语都与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。材料、方法和实例仅是示例性的而非限制性的。关于未描述的有关特定材料和加工行为的某些详细信息的方面，此类详细信息可包括常规方法，其可在制造领域的教科书及其他来源中找到。
实施例涉及磨料制品，所述磨料制品包括本体，所述本体包括包含在本体中的粘结材料和磨料颗粒。所述本体还包括包含在粘结材料中的陶瓷颗粒。陶瓷颗粒与磨料颗粒不同。例如，陶瓷颗粒的平均粒度(D50c)可小于磨料颗粒的平均粒度(D50a)。本文的实施例中所描述的磨料制品可包括固结磨料颗粒，所述固结磨料颗粒包括诸如粘结磨料制品。磨料颗粒可具有与常规磨料颗粒相比改善的性能和性质，诸如功耗、磨耗率和研磨比。
图1包括根据一个实施例的示出用于形成磨料制品的过程100的流程图。如图所示，在步骤101处，可通过形成包括磨料颗粒、粘结前体材料和陶瓷颗粒的混合物来开始所述过程。
粘结前体材料可包括粉末材料，所述粉末材料可形成最终成形的磨料制品的粘结材料。在一个实施例中，粘结前体材料可包括玻璃料。粘结前体材料可包括诸如陶瓷材料的无机材料。如本文所用，对陶瓷的引用可以包括包含至少一种金属元素和至少一种非金属元素的组合物。例如，陶瓷可包括诸如氧化物、碳化物、氮化物、硼化物及其组合的材料。更具体地，陶瓷材料可具有玻璃相、结晶相、多晶相及其组合。
粘结前体材料可包括基于氧化物的组合物，所述基于氧化物的组合物可包含一定含量的二氧化硅(silica)(即，二氧化硅(silicon dioxide))、氧化硼、氧化铝(即，氧化铝)、锆石、氧化钠、氧化钾、氧化铁、氧化钛、氧化镁、氧化钙等。在下文中更详细地公开最终成形的粘结磨料本体的粘结材料的含量。最终成形的粘结磨料本体的粘结前体材料和粘结材料的组成可以大致相同(即，最终形成的粘结磨料本体的前体粘结材料与粘结材料之间的任何一种成分的差异为5％或更少)或基本上相同(即，最终形成的粘结磨料本体的前体粘结材料与粘结材料之间的任何一种成分的差异为1％或更少)。
在一个实施例中，陶瓷颗粒可具有特定的粒度分布，所述粒度分布可有利于改善磨料制品的性能和性质。在一个方面，陶瓷颗粒可具有平均粒度D50c，所述平均粒度可有利于改善磨料制品的性能和性质。在本公开中，可通过使用至少1g的离散颗粒的激光衍射粒度分析来确定颗粒的平均粒度(D50)、D10和D90。在一个实例中，陶瓷颗粒可包括大于12微米、至少13微米、至少14微米、至少15微米、至少16微米、至少17微米、至少18微米、至少19微米、至少20微米、至少21微米、至少22微米、至少23微米、至少24微米、至少25微米、至少26微米、至少37微米、至少38微米、至少39微米、至少40微米、至少41微米、至少42微米、至少43微米、至少44微米、至少45微米、至少46微米、至少47微米、至少48微米、至少49微米、至少50微米、至少51微米、至少52微米、至少53微米、至少54微米、至少55微米、至少56微米、至少57微米、至少58微米、至少59微米、至少60微米、至少61微米、至少62微米、至少63微米、至少64微米、至少65微米、至少66微米、至少67微米、至少68微米、至少69微米、或至少70微米的平均粒度(D50c)。在另一个实例中，陶瓷颗粒可包含至多75微米、至多74微米、至多73微米、至多72微米、至多71微米、至多70微米、至多69微米、至多68微米、至多67微米、至多66微米、至多65微米、至多64微米、至多63微米、至多62微米、至多61微米、至多60微米、至多59微米、至多58微米、至多57微米、至多56微米、至多55微米、至多54微米、至多53微米、至多52微米、至多51微米、至多50微米、至多49微米、至多48微米、至多47微米、至多46微米、至多45微米、至多44微米、至多43微米、至多42微米、至多41微米、至多40微米、至多39微米、至多38微米、至多37微米、至多36微米、至多35微米、至多34微米、至多33微米、至多32微米、至多31微米、至多30微米、至多29微米、至多28微米、至多27微米、至多26微米、至多25微米、至多24微米、至多23微米、或至多22微米的平均粒度(D50c)。此外，陶瓷颗粒的平均粒度(D50c)可在包括上文提到的任何最小值和最大值的范围内。例如，陶瓷颗粒可包括在大于12微米至75微米的范围内、在从13微米至70微米的范围内、在从15微米至55微米的范围内、在从17微米至45微米的范围内、在从20微米至42微米的范围内、或在从22微米至38微米的范围内的平均粒度(D50c)。
在另一方面，陶瓷颗粒可具有特定的D10，所述D10可在分布的最低10％中限定颗粒的最大粒度(即，在分布的10百分位数中的磨料颗粒的粒度)。例如，陶瓷颗粒可包含一定粒度分布，所述粒度分布包括至少3微米、至少5微米、至少5.5微米、至少6微米、至少6.5微米、至少7微米、至少7.5微米、至少8微米、至少8.3微米、至少8.5微米、至少8.8微米、至少9微米、至少9.2微米、至少9.4微米、至少9.6微米、至少9.8微米、至少10微米、至少10.5微米、至少10.8微米、至少11微米、至少11.3微米、至少11.5微米、至少11.8微米、或至少12微米的D10。在另一实例中，陶瓷颗粒可包括至多38微米、至多35微米、至多33微米、至多31微米、至多30微米、至多28微米、至多27微米、至多25微米、至多23微米、至多20微米、至多18微米、至多16微米、至多14微米、或至多13微米的D10。应当理解，陶瓷颗粒可具有在包括上文所述的任何最小值和最大值之间的范围内的D10。
陶瓷颗粒还可具有特定的D90，所述D90可以在分布的最大10％中限定颗粒的最小粒度(即，在分布的90百分位数中的磨料颗粒的粒度)。在一个实例中，陶瓷颗粒可包括至少15微米、至少17微米、至少19微米、至少20微米、至少22微米、至少23微米、至少24微米、至少27微米、至少29微米、至少30微米、至少31微米、至少33微米、至少35微米、至少37微米、至少38微米、至少40微米、至少41微米或至少42微米的D90。在另一实例中，陶瓷颗粒可包括至多120微米、至多110微米、至多100微米、至多90微米、至多88微米、至多85微米、至多83微米、至多80微米、至多78微米、至多76微米、至多74微米、至多72微米、至多70微米、至多68微米、至多66微米、至多64微米、至多62微米、至多60微米、至多58微米、至多56微米、至多54微米、至多52微米、至多50微米、至多48微米、至多46微米、至多45微米、至多44微米、或至多43微米的D90。应当理解，陶瓷颗粒可具有在包括上文所述的任何最小值和最大值之间的范围内的D90。
在又一方面，陶瓷颗粒可包括结晶材料、无定形材料或其组合。在特定方面，陶瓷颗粒可包括多晶材料，所述多晶材料的特定平均晶粒尺寸可有利于改善磨料制品的性质和性能。例如，平均晶粒尺寸可为至少0.005微米、至少0.01微米、至少0.02微米、至少0.03微米、至少0.04微米、至少0.05微米、至少0.06微米、至少0.07微米、至少0.08微米、至少0.09微米、至少0.1微米、至少0.11微米、至少0.12微米、至少0.13微米、至少0.14微米、至少0.15微米、至少0.16微米、至少0.17微米、至少0.18微米、至少0.19微米、至少0.2微米、至少0.3微米、至少0.4微米、至少0.5微米、至少0.6微米、至少0.7微米、至少0.8微米、至少0.9微米、至少1微米、至少1.3微米、至少1.5微米、至少1.8微米、至少2微米、至少3微米、至少4微米、或至少5微米。在另一实例中，陶瓷颗粒可包括多晶材料，所述多晶材料具有至多75微米、至多60微米、至多50微米、至多40微米、至多30微米、至多20微米、至多10微米、至多9微米、至多8微米、至多7微米、至多6微米、至多5微米、至多4微米、至多3微米、至多2微米、至多1.5微米、至多1微米、至多0.9微米、至多0.8微米、至多0.7微米、至多0.6微米、至多0.5微米、至多0.4微米、至多0.3微米、至多0.2微米、至多0.1微米、至多0.09微米、至多0.08微米、至多0.07微米、至多0.06微米、至多0.05微米、至多0.04微米、至多0.03微米、至多0.02微米、或至多0.01微米的平均晶粒尺寸。此外，陶瓷颗粒可包括多晶材料，所述多晶材料具有在包括本文中提到的任何最小值和最大值的范围内的平均晶粒尺寸。
在又一个方面，陶瓷颗粒可包括一种材料，所述材料包括氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、碳氧化物、氮氧化物、硅酸盐或它们的任何组合。在特定实例中，陶瓷颗粒可包含二氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆、含稀土的材料、氧化铈、溶胶-凝胶衍生的颗粒、氧化铁、含玻璃的颗粒及其组合。在特定实例中，陶瓷颗粒可包含氧化铝，诸如熔融氧化铝、溶胶-凝胶氧化铝、微晶氧化铝、纳米晶氧化铝或它们的任何组合。例如，陶瓷颗粒可包含熔融氧化铝。在特定实施方式中，陶瓷颗粒可基本上由熔融氧化铝颗粒组成。在甚至更特定的实施方式中，陶瓷颗粒可基本上由白色熔融氧化铝组成。在另一特定实例中，陶瓷颗粒可包含α-氧化铝，或更具体地基本上由α-氧化铝组成。
在一个方面，陶瓷颗粒可包含特定的摩氏硬度，所述特定的摩氏硬度可有利于改善磨料制品的性能和性质。例如，陶瓷颗粒可包含至少5.5、至少6、至少6.5、至少7、至少7.5、至少8、至少8.5、或至少9的摩氏硬度。在另一实例中，陶瓷颗粒可包含至多10、至多9.5、至多9、至多8.5、至多8、至多7.5、或至多7的摩氏硬度。此外，陶瓷颗粒可包含在包括本文中提到的任何最小值和最大值的范围内的摩氏硬度。
混合物可包含特定的陶瓷颗粒含量，所述特定含量可有利于改善磨料制品的性能和性质。如本文所用，通过使用公式Vc/p＝[Vcm/(Vcm+Vbpm)]×100％来确定混合物中包含的陶瓷颗粒的含量Vc/p，其中Vcm为添加到混合物中的陶瓷颗粒的体积，并且Vbpm为添加到混合物中的粘结前体材料的体积。在一个方面，陶瓷颗粒的含量Vc/p可为至少1vol％，诸如至少1.3vol％、至少1.5vol％、至少1.8vol％、至少2vol％、至少2.2％、至少2.5vol％、至少2.7vol％、至少3vol％、至少3.3vol％、至少3.5vol％、至少3.7vol％、至少3.9vol％、至少4vol％、至少4.1vol％、至少4.3vol％、至少4.5vol％、至少4.7vol％、至少4.9vol％、或至少5vol％。在另一方面，陶瓷颗粒的含量Vc/p可小于10vol％，诸如至多9.7vol％、至多9.5vol％、至多9.4vol％、至多9.2vol％、至多9vol％、至多8.8vol％、至多8.6vol％、至多8.3vol％、至多8vol％、至多7.9vol％、至多7.7vol％、至多7.5vol％、至多7.3vol％、至多7vol％、至多6.9vol％、至多6.7vol％、至多6.6vol％、至多6.4vol％、至多6.2vol％、至多6vol％、至多5.8vol％、至多5.6vol％、至多5.4vol％、至多5.2vol％、至多5vol％、至多4.8vol％、或至多4.6vol％。此外，陶瓷颗粒的含量Vc/p可在包括本文提到的任何最小百分比和最大百分比的范围内。
在另一个实施方案中，混合物中包含的陶瓷颗粒的含量可以重量百分比计。如本文所用，可以通过使用公式Wc/p＝[Wcm/(Wcm+Wbpm)]×100％来确定混合物中包含的陶瓷颗粒的重量百分比Wc/p。其中Wcm为添加到混合物中的陶瓷颗粒重量，并且Wbpm是添加到混合物中的粘结前体材料的重量。在一方面，陶瓷颗粒的含量Wc/p可以至少为0.01wt％，至少0.05wt％，至少0.08wt％，至少0.1wt％，至少0.2wt％，至少0.4wt％，至少0.5wt％，至少0.7wt％，至少0.8wt％，至少0.9wt％，至少1wt％，至少1.2wt％，至少1.4wt％，至少1.6wt％，至少1.8wt％，至少2wt％，至少2.2wt％，至少2.5wt％，至少2.7wt％，至少3wt％，至少3.3wt％，至少3.5wt％，至少3.7wt％，至少3.9wt％，至少4wt％，至少4.1wt％，至少4.3wt％，至少4.5wt％，至少4.7wt％，至少4.9wt％，至少5wt％，至少7wt％，至少9wt％，至少10wt％，至少12wt％，至少15wt％，至少17wt％，至少19wt％，至少20wt％，至少22wt％，至少25wt％，至少28wt％，or至少30wt％。在另一方面，陶瓷颗粒的含量Wc/p可以小于50wt％，诸如至多45wt％，至多43wt％，至多41wt％，至多39wt％，至多37wt％，至多35wt％，至多33wt％，至多31wt％，至多28wt％，至多26wt％，至多24wt％，至多22wt％，至多20wt％，至多17wt％，至多15wt％，至多13wt％，至多11wt％，至多10wt％，至多9.7wt％，至多9.5wt％，至多9.4wt％，至多9.2wt％，至多9wt％，至多8.8wt％，至多8.6wt％，至多8.3wt％，至多8wt％，至多7.9wt％，至多7.7wt％，至多7.5wt％，至多7.3wt％，至多7wt％，至多6.9wt％，至多6.7wt％，至多6.6wt％，至多6.4wt％，at most 6.2wt％，至多6wt％，至多5.8wt％，至多5.6wt％，至多5.4wt％，至多5.2wt％，至多5wt％，至多4.8wt％，至多4.6wt％，至多4.1wt％，至多3.9wt％，至多3.5wt％，至多3.3wt％，至多3wt％，至多2.7wt％，至多2.5wt％，至多2.2wt％，至多2wt％，至多1.5wt％，or至多1wt％。此外，陶瓷颗粒的含量Wc/p可在包括本文提到的任何最小百分比和最大百分比的范围内。
在某些情况下，最终成形的粘结磨料本体中的陶瓷颗粒的含量可能会受到粘结前体材料的成分和/或用于形成最终成形的粘结磨料本体的成形条件(例如，加热温度)的影响。例如，陶瓷颗粒的某些材料在相对高的温度下可能易于与粘结前体材料反应，并且在最终成形的粘结磨料本体的形成期间可能发生陶瓷颗粒的溶解。此类陶瓷颗粒的实例可包括氧化铝颗粒。在一个实施例中，陶瓷颗粒在混合物中的重量与在粘结磨料本体中的重量之间的差异可高达添加到混合物中的重量的50％。可以理解，特定陶瓷颗粒在粘结磨料本体中的含量与添加到混合物中的含量相比，可以保持大致相同或基本上相同。如本文所用，通过使用公式Wc/b＝[Wcb/(Wcb+Wb)]×100％来确定粘结磨料本体中包含的陶瓷颗粒的含量Wc/b，其中Wcb为粘结磨料本体中的陶瓷颗粒的重量，并且Wb为粘结磨料本体中的粘结材料的重量。
磨料颗粒可包含一种材料，所述材料包括天然存在的材料、合成材料、单晶材料、多晶材料、无定形材料或它们的组合。在特定实例中，磨料颗粒可包含选自氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、碳基材料(例如，金刚石)、碳氧化物、氮氧化物、硼氧化物、超硬磨料、矿物及其任何组合中的至少一种材料。磨料颗粒可具有一定的摩氏硬度，诸如至少6、至少6.5、至少7、至少8、至少8.5、至少9、或至少9.5。
在更特定的实例中，磨料颗粒可包含选自由以下项组成的组的材料：二氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆、燧石、石榴石、金刚砂、稀土氧化物、含稀土材料、氧化铈、溶胶-凝胶法制备的颗粒、石膏、氧化铁、含玻璃的颗粒及其组合。在更特定的实例中，磨料颗粒可包含碳化硅、棕色熔融氧化铝、加晶种的凝胶磨料、具有添加剂的烧结氧化铝、成型和烧结的氧化铝、粉红氧化铝、红宝石氧化铝、电熔单晶氧化铝、氧化铝氧化锆、挤压铝土矿、立方氮化硼、金刚石、氧氮化铝、烧结氧化铝、挤压氧化铝或它们的任意组合。
在一个示例性实施方式中，所述磨料颗粒可包含陶瓷材料，所述陶瓷材料包含氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、氧化锆(ZrO2)、氧化铬(Cr2O3)或它们的任意组合。具体地，磨料颗粒可包含占磨料颗粒的总重量的至少50wt％的氧化铝，诸如至少60wt％、至少80wt％、或至少90wt％。在更具体的实例中，磨料颗粒可基本上由氧化铝组成。在另一实例中，磨料颗粒可包含单晶氧化铝。在又一实例中，磨料颗粒可包含氧氮化铝。在再一实例中，磨料颗粒可包含碳化硅。
磨料颗粒的另一实例可包括团聚体、聚集体、成形磨料颗粒、非团聚颗粒、非成形磨料颗粒或它们的任何组合。
成形磨料颗粒形成为使得对于具有相同的二维形状和三维形状的成形磨料颗粒，每个颗粒都具有相对于彼此基本上相同的表面和边缘布置。因此，相对于具有相同的二维形状和三维形状的组的其他成形磨料颗粒，成形磨料颗粒在表面和边缘布置中可具有高的形状保真度和稳定性。相反，非成形磨料颗粒可通过不同的工艺形成并且具有不同的形状属性。例如，通常通过粉碎工艺形成非成形磨粒，其中形成大量材料，然后破碎并筛分以获得一定尺寸的磨料颗粒。然而，非成形磨料颗粒将具有表面和边缘的一般无规布置，并且通常在围绕本体的表面和边缘布置中缺乏任何可识别的二维形状或三维形状。此外，相同组或相同批次的非成形磨料颗粒通常相对于彼此缺乏一致的形状，使得当彼此相比时，表面和边缘是无规布置的。因此，与成形磨料颗粒相比，非成形晶粒或破碎晶粒具有显著更低的形状保真度。
在一些实施方式中，磨料颗粒可包括成形磨料颗粒。例如，成形磨料颗粒可包括在US 20150291865、US 20150291866和US 20150291867中公开的那些，其全文以引用方式并入本文。在另一实例中，成形磨料颗粒可包含选自由规则多边形、不规则多边形、不规则形状、三角形、部分凹入的三角形、四边形、矩形、梯形、五边形、六边形、七边形、八边形、椭圆形、希腊字母字符、拉丁字母字符、俄语字母字符及其组合组成的组的二维形状。在另一实例中，成形磨料颗粒可包含选自由多面体、锥体、椭圆体、球体、棱柱、圆柱体、圆锥体、四面体、立方体、长方体、菱面体、截头锥体、截头椭圆体、截头球体、截头圆锥体、五面体、六面体、七面体、八面体、九面体、十面体、希腊字母、拉丁字母字符、俄文字母字符、汉字字符、复杂多边形形状、不规则形状轮廓、火山形状、单稳态形状及其组合组成的组的三维形状，单稳态形状是具有单个稳定静止位置的形状。在再一实例中，成形磨料颗粒可包含三角形二维形状、部分凹入的三角形二维形状或它们的组合。
在又一实例中，成形磨料颗粒可包括本体，所述本体具有本体长度(Lb)、本体宽度(Wb)和本体厚度(Tb)，并且其中Lb＞Wb、Lb＞Tb且Wb＞Tb。本体可包含至少约1∶1、或至少约2∶1、或至少约3∶1、或至少约5∶1、或至少约10∶1、且至多1000∶1的初级纵横比(Lb∶Wb)。本体还可包含至少约1∶1、或至少约2∶1、或至少约3∶1、或至少约5∶1、或至少约10∶1、且至多1000∶1的次级纵横比(Lb∶Tb)。本体可包含至少约1∶1、或至少约2∶1、或至少约3∶1、或至少约5∶1、或至少约10∶1、且至多1000∶1的三级纵横比(Wb∶Tb)。在又一实例中，本体长度(Lb)、本体宽度(Wb)和本体厚度(Tb)中的至少一个可具有至少0.1微米、或至少1微米、或至少10微米、或至少50微米、或至少100微米、或至少150微米、或至少200微米、或至少400微米、或至少600微米、或至少800微米、或至少1毫米且至多20毫米、或至多18毫米、或至多16毫米、或至多14毫米、或至多12毫米、或至多10毫米、或至多8毫米、或至多6毫米、或至多4毫米的平均尺寸。在又一实例中，本体包含由本体长度和本体厚度限定的平面上的横截面形状，所述横截面形状选自由三角形、四边形、矩形、梯形、五边形、六边形、七边形、八边形、椭圆形、希腊字母字符、拉丁字母字符、俄语字母字符及其组合组成的组。
在特定的实施方式中，混合物可包括包含第一类型的磨料颗粒和第二类型的磨料颗粒的共混物。第一类型的磨料颗粒和第二类型的磨料颗粒可独立地包括在本文的实施例中提到的任何磨料颗粒。例如，第一类型的磨料颗粒可包含陶瓷材料，而第二类型的磨料颗粒可包含单晶材料。
磨料颗粒可包含特定的粒度分布。在一个实施例中，磨料颗粒可具有特定的平均粒度D50a，所述平均粒度可有利于改善磨料制品的性质和性能。在一个方面，平均粒度D50a可为至多1.9毫米、至多1.8毫米、至多1.6毫米、至多1.5毫米、至多1.2毫米、至多1毫米、至多900微米、至多850微米、至多830微米、至多800微米、至多750微米、至多700微米、至多650微米、至多600微米、至多550微米、至多500微米、至多450微米、至多400微米、至多380微米、至多350微米、至多320微米、至多300微米、至多280微米、至多260微米、或至多255微米。在另一方面，平均粒度D50a可为至少120微米、至少140微米、至少150微米、至少170微米、至少180微米、至少200微米、至少210微米、至少230微米、至少250微米、至少260微米、至少270微米、至少290微米、至少300微米、至少320微米、至少340微米、至少350微米、至少360微米、至少380微米、至少400微米、至少420微米、至少430微米、至少440微米、至少450微米、至少460微米、至少470微米、至少490微米、或至少500微米。此外，粒度D50a可在包括本文提到的任何最小值和最大值的范围内。
在又一个实施例中，磨料颗粒可具有特定D10，所述特定D10可有利于改善磨料制品的性质和性能。在一个方面，磨料颗粒可包含至少60微米、至少65微米、至少70微米、至少75微米、至少80微米、至少85微米、至少90微米、至少95微米、至少100微米、至少110微米、至少120微米、至少130微米、至少135微米、至少140微米、至少145微米、至少150微米、至少155微米、至少160微米或至少165微米的D10。在又一方面，磨料颗粒可包含至多1毫米、至多900微米、至多850微米、至多830微米、至多800微米、至多750微米、至多700微米、至多650微米、至多600微米、至多550微米、至多500微米、至多450微米、至多400微米、至多380微米、至多350微米、至多320微米、至多300微米、至多280微米、至多260微米、至多250微米、至多240微米、至多220微米、至多210微米、至多200微米、或至多170微米的D10。此外，磨料颗粒可包含在包括本文中提到的任何最小值和最大值的范围内的D10。
在又一个实施例中，磨料颗粒可具有特定D90，所述特定D90可有利于改善磨料制品的性质和性能。在一个方面，磨料颗粒可包含至少150微米、至少170微米、至少190微米、至少200微米、至少220微米、至少240微米、至少250微米、至少260微米、至少270微米、至少280微米、至少300微米、至少310微米、至少320微米、至少340微米、至少350微米、至少360微米或至少370微米的D90。在又一个方面，磨料颗粒可包至多2.2毫米、至多2毫米、至多1毫米、至多900微米、至多870微米、至多850微米、至多820微米、至多780微米、至多750微米、至多730微米、至多700微米、至多670微米、至多640微米、至多610微米、至多580微米、至多530微米、至多500微米、至多470微米、至多450微米、至多330微米、至多410微米、至多390微米、或至多370微米的D90。此外，磨料颗粒可包含在包括本文中提到的任何最小值和最大值的范围内的D90。
在又一个实施例中，磨料颗粒可具有长度：宽度的平均纵横比。在一个方面，平均纵横比可为至少1、至少1.2、至少1.5、至少2、至少2.3、至少2.5、至少2.8、或至少3。在另一方面，平均纵横比可为至多30、至多25、至多22、至多20、至多15、至多12、至多10、至多8、至多5、或至多4。此外，磨料颗粒可具有在包括本文中提到的任何最小值和最大值的范围内的纵横比。
混合物可任选地包含一种或多种填料材料。填料材料可提供改善的机械性能并有利于磨料制品的形成。填料材料可不同于磨料颗粒并且可不同于陶瓷颗粒。例如，填料材料的硬度可小于磨料颗粒的硬度并且小于陶瓷颗粒的硬度。填料材料也可不同于粘结前体材料内包含的组合物。在至少一个实施例中，填料材料可包括各种材料，诸如纤维、织造材料、非织造材料、颗粒、矿物、坚果、壳、氧化物、氧化铝、碳化物、氮化物、硼化物、有机材料、聚合物材料、天然存在的材料和它们的组合。在特定实例中，填料材料可包括诸如以下各项的材料：硅灰石、莫来石、钢、铁、铜、黄铜、青铜、锡、铝、蓝晶石、铝矾石、石榴石、石英、氟化物、云母、霞石正长岩、硫酸盐(例如，硫酸钡)、碳酸盐(例如，碳酸钙)、冰晶石、玻璃、玻璃纤维、钛酸盐(例如，钛酸钾纤维)、锆石、岩棉、粘土、海泡石、硫化铁(例如，Fe2S3、FeS2或其组合)、氟石(CaF2)、硫酸钾(K2SO4)、石墨、氟硼酸钾(KBF4)、氟化铝钾(KAlF4)、硫化锌(ZnS)、硼酸锌、硼砂、硼酸、细的刚玉粉、P15A、起泡的氧化铝、软木、玻璃球、银、SaranTM树脂、对二氯苯、草酸、碱金属卤化物、有机卤化物和凹凸棒石。
混合物的形成可包括形成干或湿的混合物。产生湿的混合物以有利于将组分均匀地分散在混合物内可能是合适的。在一些实施方式中，可以制备粘结前体材料和陶瓷颗粒的预混合物，使得可以制备均质的粘结前体组合物以与混合物的其他组分混合。在其他实例中，可以在不形成预混合物的情况下将陶瓷颗粒、磨料颗粒和/或其他组分与粘结前体材料混合。本领域技术人员将理解，混合物可包含其他材料，包括例如填料、添加剂、粘结剂、造孔剂、中空颗粒或本领域已知的有利于形成混合物以产生绿色产品然后再形成磨料制品的任何其他材料。在至少一个实施例中，混合物可基本上不含造孔剂。
在阅读了本公开之后，本领域技术人员将理解陶瓷颗粒和粘结前体材料构成混合物中的粘结组分，并且陶瓷颗粒不旨在替代一部分磨料颗粒。
再次参考图1，在形成混合物之后，所述过程可以在步骤102处继续，将混合物形成为生坯。将混合物形成为生坯的过程可包括压制、模制、浇铸、切割、印刷、固化、沉积、干燥、加热、冷却或它们的任意组合。
再次参考图1，在步骤102处形成生坯之后，可以通过将生坯形成为最终成形的磨料制品来在步骤103处继续所述过程。在某些实例中，可以将形成生坯的过程和形成最终成形的磨料制品的过程相结合，以使混合物直接转化为最终成形的磨料制品。适用于形成最终形成的磨料制品的方法可包括压制、模制、浇铸、切割、印刷、固化、沉积、干燥、加热、冷却或它们的任意组合。
在一个特定的实施例中，用于形成最终成形的磨料制品的方法可包括对混合物进行热处理。根据一个实施例，热处理过程可包括将混合物加热到足以由粘结前体材料形成玻璃粘结材料的温度。根据一个实施例，热处理可包括将混合物加热到不大于1100℃，诸如不大于1050℃、或甚至不大于950℃的成形温度。另外，在至少一个非限制性实施例中，热处理过程可包括将磨料团聚体和粘结材料加热到至少850℃，诸如至少875℃、或甚至至少900℃的成形温度。应当理解，成形温度可在包括上文提到的任何最小值和最大值的范围内。成形温度可等于或高于粘结前体材料的熔融温度。
当在成形温度下加热时，粘结前体材料可具有某个粘度和一定的流动性。应当指出的是，陶瓷颗粒可能会影响粘结材料粘度和/或粘结材料流动性，以有利于改善粘结磨料本体的形成。例如，陶瓷颗粒可有助于减少粘结材料流动性。在又一实例中，与无陶瓷颗粒的类似混合物相比，包含陶瓷颗粒的混合物可具有某个粘结材料流动性，所述粘结材料流动性可有利于在磨料颗粒之间形成数量和/或尺寸改进的粘结桥。
热处理还可包括在非氧化气氛中加热混合物。在至少另一个实施例中，热处理过程可包括在富氮气氛中，更具体地在基本上由氮组成的气氛中，加热磨料团聚体和粘结材料。此外，应当理解，非氧化性气氛可包含一种或多种惰性气体。另外，在另一个实施例中，热处理过程可在环境气氛(即，空气)中进行。
可在热处理以形成粘结磨料本体之后，将粘结磨料本体结合到磨料制品中。应当理解，粘结磨料本体可具有本领域已知的任何合适的尺寸和形状，并且可结合到各种类型的磨料制品中以形成适于进行材料去除操作的粘结磨料制品，包括但不限于磨料轮、圆锥、珩磨头、杯、带凸缘轮、锥形杯、段、磨头工具、圆盘、薄轮、大直径截止轮等。
如所指出的，磨料制品可具有粘结磨料形式的本体，所述本体包含粘结桥(在本公开中也称为“粘结柱”)形式的粘结材料201，所述粘结材料将磨料颗粒205、粘结材料201内包含的陶瓷颗粒202、以及在粘结材料202与磨料颗粒205之间延伸的孔隙203接合。在特定实施例中，粘结材料201可形成连续地延伸穿过本体的体积的粘结基体。
在一个实施例中，本体可包含粘结柱，所述粘结柱具有特定的平均尺寸，所述特定的平均尺寸可有利于改善磨料制品的形成、性质和性能。在一个方面，粘结柱可具有大于平均陶瓷颗粒尺寸D50c的平均尺寸Sbp。在另一方面，平均粘结柱尺寸(Sbp)可大于12微米，诸如至少13微米、至少15微米、至少17微米、至少19微米、至少20微米、至少22微米、至少24微米、至少25微米、至少26微米、至少37微米、至少38微米、至少39微米、至少40微米、至少42微米、至少45微米、至少47微米、至少49微米、至少51微米、至少53微米、至少55微米、至少57微米、至少59微米、至少62微米、至少65微米、至少67微米、至少70微米、至少74微米、至少76微米、至少78微米、至少80微米、至少82微米、至少84微米、至少87微米、至少90微米、至少93微米、至少95微米、至少98微米、至少100微米、至少110微米、至少120微米、至少140微米、至少160微米、至少180微米、或至少200微米。在又一个方面，本体可包含小于磨料颗粒的平均粒度(D50a)的平均粘结柱尺寸(Sbp)。在又一个方面，平均粘结柱尺寸(Sbp)可为至多1.8毫米、至多1.5毫米、至多1.2毫米、至多900微米、至多850微米、至多830微米、至多800微米、至多750微米、至多700微米、至多650微米、至多600微米、至多550微米、至多500微米、至多450微米、至多400微米、至多380微米、至多350微米、至多320微米、至多300微米、至多280微米、至多260微米、至多255微米、至多220微米、或至多200微米。应当理解，平均粘结柱尺寸可在包括本文中提到的任何最小值和最大值的范围内。
粘结柱的平均尺寸可如下确定。可对粘结磨料本体的横截面进行抛光，并且可以拍摄整个横截面的高对比度扫描电子显微镜图像。通常，整个横截面至少需要6张图像。使用图像J来分析横截面的所有粘结柱的尺寸，并且将所有粘结柱尺寸的平均值用作本体内的平均粘结柱尺寸。
在又一个实施例中，粘结材料可具有特定的维氏硬度，所述特定的维氏硬度可有利于改善磨料制品的性质和性能。在一个方面，粘结材料可包含至少5.70GPa、至少5.75GPa、或至少5.80Gpa的平均维氏硬度。在另一个方面，粘结材料可包含至多6.50GPa、至多6.45GPa、或至多6.40Gpa的平均维氏硬度。应当理解，粘结材料可包含在包括本文中提高的任何最小值和最大值的范围内的维氏硬度。根据针对维氏压痕硬度的标准测试方法ASTMC1327-2015确定维氏硬度。
在一个实施例中，陶瓷颗粒可基本上均匀地分散在粘结材料中。例如，大多数粘结桥可包含分散的陶瓷颗粒。在另一实例中，至少51％的粘结桥可包含分散的陶瓷颗粒，诸如至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、或至少95％的粘结桥可包含分散的陶瓷颗粒。在一个实施例中，所有的粘结桥都可包含分散的陶瓷颗粒。
在一个实施例中，本体可包含特定的粘结材料含量，所述特定含量可有利于改善磨料制品的性能。在一个方面，本体可包含占本体的总体积的至少2vol％的粘结材料，诸如占本体的总体积的至少4vol％、至少5vol％、或至少6vol％、或至少7vol％、或至少8vol％、或至少9vol％、或至少10vol％、或至少11vol％、或至少12vol％、或至少13vol％、或至少14vol％、或至少15vol％、或至少16vol％、或至少17vol％、或至少18vol％、或至少19vol％、或至少20vol％的粘结材料。在另一方面，本体可包含占本体的总体积的至多35vol％的粘结材料，诸如至多30vol％、或至多25vol％、或至多20vol％。此外，本体可包含在包括本文中提到的任何最小百分比和最大百分比的范围内的粘结材料的含量。
在一个实施例中，粘结材料可包含陶瓷材料、无定形材料或其组合。陶瓷材料是包含至少一种金属或类金属元素的组合物，所述金属或类金属元素包括但不限于碱金属元素、碱土金属元素、镧系元素、过渡金属元素及其组合。陶瓷材料可包含氧化物、碳化物、氮化物、硼化物及其组合。此外，陶瓷材料可包含单晶相、多晶相、非晶相或它们的组合。应当理解，陶瓷材料可基本上由单晶相、多晶相、非晶相或它们的组合组成。
在一个实施例中，粘结材料可包括玻璃材料。玻璃材料可具有非晶相。例如，粘结材料可基本上由具有非晶相的玻璃材料组成。在另一实施例中，粘结材料可包括非玻璃材料。非玻璃材料可包含多晶相。在再一实施例中，粘结材料可包含多晶材料和玻璃材料的混合物。
在一个实施例中，粘结材料可包含氧化硼(B2O3)，其特定含量可有利于改善磨料制品的形成和/或性能。与粘结材料的总重量相比，氧化硼可以一定的重量百分比存在。例如，氧化硼可为占粘结材料的总重量的至多30wt％、至多28wt％、至多26wt％、至多24wt％、或至多22wt％的氧化硼(B2O3)。再例如，粘结材料可包含占粘结材料的总重量的至少5wt％，诸如至少8wt％、至少10wt％、至少12wt％、或至少15wt％的氧化硼。应当理解，粘结材料中的氧化硼的含量可在包括上文提到的任何最小百分比至最大百分比的范围内。例如，粘结材料可包含在5wt％至30wt％的范围内或在8wt％至22wt％的范围内的氧化硼。
在一个实施例中，粘结材料可包含氧化硅(SiO2)，其一定含量可有利于改善磨料制品的形成和/或性能。相对于粘结材料的总重量，氧化硅的总含量可为例如至多80wt％、至多75wt％、至多70wt％、至多65wt％、至多60wt％、至多55wt％、至多52wt％、或至多50wt％。在另一实例中，粘结材料可包含至少25wt％，诸如至少30wt％、至少35wt％、至少38wt％、或甚至至少40wt％的氧化硅。应当理解，氧化硅的含量可在包括上文提到的任何最小百分比至最大百分比的范围内。例如，氧化硅的含量可在35wt％至80wt％的范围内或在40wt％至65wt％的范围内。
在又一个实施例中，粘结材料可包含氧化硼和氧化硅，其一定含量可有利于改善磨料制品的形成和/或性能。例如，氧化硼和氧化硅的总含量可为至多80wt％，诸如至多77wt％、至多75wt％、至多73wt％、至多70wt％、至多70wt％、或至多65wt％。在另一实例中，氧化硼和氧化硅的总含量可为占粘结材料的总重量的至少40wt％、至少42wt％、至少46wt％、至少48wt％、或甚至至少50wt％。应当理解，氧化硼和氧化硅的总含量可在包括本文公开的任何最小百分比和最大百分比的范围内。例如，氧化硼和氧化硅的含量可在40wt％至80wt％的范围内、或在42wt％至77wt％的范围内、或在46wt％至65wt％的范围内。
在一个实施例中，粘结材料可包含氧化硅(SiO2)重量百分比：氧化硼(B2O3)重量百分比的特定比，其可有利于改善磨料制品的形成和/或性能。例如，比可为至多7∶1、至多6.5∶1、至多6∶1、至多5.5∶1、至多5.2∶1、至多5∶1、或至多4.8∶1。在另一实例中，氧化硅(SiO2)重量百分比：氧化硼(B2O3)重量百分比的比可为至少1.3∶1、至少1.5∶1、至少1.7∶1、至少2∶1、至少2.2∶1、至少2.4∶1、至少2.6∶1、至少2.8∶1、或至少3∶1。应当理解，氧化硅(SiO2)重量百分比：氧化硼(B2O3)重量百分比的比可在包括上文提到的任何最小比和最大比的范围内，例如，比可在1∶3至7∶1的范围内。
在一个实施例中，粘结材料可包含氧化铝(Al2O3)，其含量可有利于改善磨料制品的形成和/或性能。在一个实例中，粘结材料可包含占粘结材料的总重量的至少5wt％、至少8wt％、至少9wt％、至少10wt％、至少12wt％、或至少14wt％的氧化铝(Al2O3)。在另一实例中，粘结材料可包含占粘结材料的总重量的至多30wt％、至多28wt％、至多25wt％、至多23wt％、或至多20wt％的氧化铝(Al2O3)。应当理解，氧化铝的含量可在上文提到的任何最小百分比至最大百分比的范围内，例如在5wt％和31wt％的范围内或在10wt％至25wt％的范围内。
在一个实施例中，粘结材料可包含一定的铝和氧化铝含量，所述含量可有利于改善磨料制品的形成和/或改善磨料制品的性能。例如，粘结材料可包含占粘结材料的总重量的至少15wt％的氧化铝和铝金属(Al2O3/Al)，诸如占粘结材料的总重量的至少18wt％、诸如至少20wt％、至少22wt％、或甚至至少24wt％的氧化铝和铝金属(Al2O3/Al)。在另一个实例中，粘结材料可包含占粘结材料的总重量的至多45wt％，诸如至多42wt％、至多40wt％、至多38wt％、至多35wt％、或甚至至多32wt％的氧化铝和铝金属。应当理解，粘结材料可包含在包括本文所述的任何最小百分比和最大百分比的范围内的氧化铝和铝金属的含量。例如，氧化铝和铝金属的含量可在占粘结材料的总重量的5wt％至45wt％的范围内、或在10wt％至40wt％的范围内、或在22wt％至35wt％的范围内。
在一个实施例中，粘结材料可包含氧化铝和氧化硅。例如，相对于粘结材料的总重量，氧化铝和氧化硅的总含量可为至少50wt％，诸如至少52wt％、至少56wt％、至少58wt％、或甚至至少60wt％。在另一实例中，氧化铝和氧化硅的总含量可占粘结材料的总重量的至多80wt％、至多77wt％、至多75wt％、或至多73wt％。应当理解，氧化铝和氧化硅的总含量可在上文提到的任何最小百分比至最大百分比的范围内，例如，总含量可在50wt％至80wt％的范围内、在56wt％至75wt％的范围内、或甚至在60wt％至73wt％的范围内。
在一个实施例中，粘结材料可包含氧化硅(SiO2)重量百分比：氧化铝(Al2O3)重量百分比的特定比，其可有利于改善磨料制品的形成和/或改善磨料制品的性能。例如，比可为至多5.5∶1、至多5∶1、至多4.5∶1、至多4∶1、至多3.5∶1、至多3∶1、至多2.5∶1、至多2.2∶1、或至多2∶1。在另一实例中，氧化硅(SiO2)重量百分比：氧化铝(Al2O3)重量百分比的比可为至少1.3∶1、至少1.5∶1、至少1.7∶1、或至少2∶1。应当理解，氧化硅重量百分比与氧化铝重量百分比的比可在包括上文提到的任何最小比和最大比的范围内，例如，比可在1∶1至2.5∶1的范围内或在1.3∶1至2.2∶1的范围内。
在一个实施例中，粘结材料可包含特定的锆石(ZrSiO4)含量，所述特定含量可有利于磨料制品的形成并改善性能。例如，粘结材料可包含占粘结材料的总重量的至少1wt％的锆石，诸如占粘结材料的总重量的至少2wt％、或至少3wt％、或至少4wt％、或至少5wt％、或至少6wt％、或至少7wt％、或至少8wt％、或至少9wt％、或至少10wt％、或至少11wt％、或至少12wt％、或至少13wt％、或至少14wt％、或至少15wt％、或至少16wt％、或至少17wt％、或至少18wt％、或至少19wt％、或至少20wt％、或至少21wt％、或至少22wt％、或至少23wt％、或至少24wt％、或至少25wt％、或至少26wt％、或至少27wt％、或至少28wt％、或至少29wt％的锆石。在另一个实例中，粘结材料可包含占粘结材料的总重量的至多44wt％、至多42wt％、至多40wt％、至多38wt％、至多36wt％、至多35wt％、至多34wt％、至多33wt％、或至多32wt％的锆石。应当理解，粘结材料可包含在包括上文所述的任何最小百分比和最大百分比的范围内的锆石含量。在至少一个实施例中，粘结材料可基本上不含锆石(ZrSiO4)。
在一个实施例中，粘结材料可包含至少一种碱土金属氧化物(RO)，其含量可有利于改善磨料制品的形成和/或性能。相对于粘结材料的总重量，碱土金属氧化物化合物的总含量可为至多6wt％、至多5wt％、至多4wt％、至多3.0wt％、至多2.5wt％、或至多2wt％。在另一个实施例中，碱土金属氧化物(RO)的总含量可为至少0.5wt％、或至少0.8wt％。应当理解，碱土金属氧化物化合物的含量可在本文提到的任何最小百分比和最大百分比的范围内，例如，总含量可在0.5wt％至5.0wt％的范围内。
在一个实施例中，粘结材料可包含选自由氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化钡(BaO)、氧化锶(SrO)组成的组的至多3种不同的碱土金属氧化物(RO)。
例如，粘结材料可包含占粘结材料的总重量的至少0.5wt％、至少0.8wt％、或至少1wt％的氧化钙(CaO)。另选地或除此之外，粘结材料可包含占粘结材料的总重量的至多3wt％、至多2.8wt％、至多2.5wt％、至多2wt％、或至多1.7wt％的氧化钙(CaO)。此外，氧化钙的含量可在包括本文提到的任何最小百分比和最大百分比的范围内。在至少一个实施例中，粘结材料可基本上不含氧化钙(CaO)。
在一个实施例中，粘结材料可包含碱金属氧化物(R2O)。示例性碱性氧化物化合物可包括氧化锂(Li2O)、氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)、氧化铯(Cs2O)等。在又一实施例中，粘结材料可包含至少一种碱性氧化物化合物。具体地，粘结材料包含选自由氧化锂(Li2O)、氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)和氧化铯(Cs2O)及其组合组成的化合物组的碱性氧化物化合物(R2O)。
在一个实施例中，相对于粘结材料的总重量，碱性氧化物化合物的总含量可为至多25wt％、或至多22wt％、或至多20wt％。另选地或除此之外，碱性氧化物化合物的总含量可为至少3wt％、至少5wt％、至少7wt％、或至少9wt％。应当理解，碱性氧化物化合物的总含量可在本文提到的任何最小百分比至最大百分比的范围内。例如，碱性氧化物化合物的总含量可在3wt％至25wt％的范围内或在7wt％至22wt％的范围内。
在一个实施例中，粘结材料可包含氧化锂(Li2O)，其含量可有利于改善磨料制品的形成和/或性能。例如，粘结材料包含占粘结材料的总重量的至少1wt％、至少1.5wt％、或至少2wt％的氧化锂(Li2O)。在另一实例中，粘结材料可包含占粘结材料的总重量的至多7wt％、至多6.5wt％、至多6wt％、至多5.5wt％、或至多5wt％的氧化锂(Li2O)。应当理解，氧化锂的含量可在上文提到的任何最小百分比至最大百分比的范围内，包括例如在1wt％至7wt％或1.5wt％至6wt％的范围内。在至少一个实施例中，粘结材料基本上不含氧化锂(Li2O)。
在一个实施例中，粘结材料可包含氧化钠(Na2O)，其含量可有利于改善磨料制品的形成和/或性能。例如，相对于粘结材料的总重量，氧化钠的含量可为例如至少3wt％、至少4wt％、或至少5wt％。在另一实例中，氧化钠的含量可为占粘结材料的总重量的至多15wt％、至多14wt％、至多13wt％、至多12wt％、至多11wt％、或至多10wt％的氧化钠(Na2O)。应当理解，氧化钠的含量可在上文提到的任何最小百分比至最大百分比的范围内，包括例如在3wt％至14wt％的范围内或在4wt％至11wt％的范围内。
在一个实施例中，粘结材料可包含氧化钾(K2O)，其含量可有利于改善磨料制品的形成和或性能。例如，氧化钾占粘结材料的总重量的含量可为至少1wt％、至少1.5wt％、或至少2wt％。在另一个实例中，氧化钾(K2O)的含量可占粘结材料的总重量的至多15wt％，诸如至多13wt％、至多11wt％、至多10wt％、至多8wt％、至多7wt％、至多6.5wt％、至多6wt％、或至多5.5wt％、或至多5wt％。应当理解，氧化钾的含量可在本文提到的任何最小百分比至最大百分比的范围内，包括例如在1wt％至15wt％的范围内。
在一个实施例中，粘结材料可包含磷氧化物(P2O5)，其含量可有利于改善磨料制品的形成和/或性能。例如，粘结材料可包含至多3.0wt％的磷氧化物(P2O5)，诸如至多2wt％、或至多1wt％。在至少一个实施例中，粘结材料可基本上不含磷氧化物(P2O5)。
在一个实施例中，粘结材料可包含某些成分的特定含量，所述特定含量有利于磨料制品的适当形成和/或性能。此类成分可包括二氧化锰(MnO2)、氧化铁(Fe2O3)、ZrSiO2、CoAl2O4、二氧化钛(TiO2)或它们的任意组合。例如，在一个实例中，粘结材料可包含占粘结材料的总重量的至多2wt％的二氧化锰(MnO2)、氧化铁(Fe2O3)、ZrSiO2、CoAl2O4、或二氧化钛(TiO2)中的任一种或它们的组合，诸如至多1wt％、或甚至至多0.5wt％。在至少一个实施例中，粘结材料可基本上不含二氧化锰(MnO2)、氧化铁(Fe2O3)、ZrSiO2、CoAl2O4、或二氧化钛(TiO2)中的任一种或它们的组合。
在一个实施例中，本体可包含特定磨料颗粒含量，所述特定含量可有利于改善磨料制品的性能。在一个方面，本体可包含占本体的总体积的至少20vol％、至少25vol％、至少30vol％、至少33vol％、或至少35vol％的磨料颗粒。在另一方面，本体可包含占本体的总体积的至多65vol％、至多64vol％、或至多62vol％、或至多60vol％、或至多58vol％、或至多56vol％、或至多55vol％、或至多54vol％、或至多52vol％、或至多50vol％的磨料颗粒。此外，本体可包含在包括本文中提到的任何最小百分比和最大百分比的范围内的磨料颗粒的含量。
在另一个实施例中，本体可包含磨料颗粒的平均粒度D50a与陶瓷颗粒的平均粒度的特定比D50a/D50c，所述特定比可有利于改善磨料制品的性质和性能。在一个方面，比D50a/D50c可为至多35、至多34.8、至多34.5、至多34.2、至多34、至多33.8、至多33.5、至多33.2、至多33、至多32.7、至多32.5、至多32.1、至多31.8、至多31.5、至多31、至多30.5、至多30、至多29.6、至多29.3、至多29、至多28.6、至多28.3、至多28、至多27.6、至多27.3、至多27、至多26.6、至多26.3、至多26、至多25.7、至多25.3、至多25、至多24.8、至多24.5、至多24.2、至多24、至多23.7、至多23.4、至多23、至多22.8、至多22.5、至多22.1、至多21.8、至多21.5、至多21、至多20.5、至多20、至多19.6、至多19.3、至多19、至多18.8、至多18.6、至多18.3、至多18、至多17.6、至多17.2、至多17、至多16.6、至多16.3、至多16、至多15.7、至多15.3、至多15、至多14.8、至多14.5、至多14.2、至多14、至多13.7、至多13.5、至多13.3、至多13、至多12.5、至多12.3、至多12、至多11.8、至多11.5、至多11.3、至多11、至多10.9、至多10.7、至多10.6、至多10.3、至多10、至多9.8、至多9.6、至多9.5、至多9.2、或至多9。在另一实例中，比D50a/D50c可为至少4、至少4.2、至少4.5、至少4.8、至少5、至少5.2、至少5.4、至少5.6、至少5.9、至少6.2、至少6.5、至少6.8、至少7、至少7.2、至少7.6、至少8、至少8.2、至少8.5、至少8.8、至少9、至少9.2、至少9.5、至少9.7、至少9.9、至少10.1、至少10.5、至少10.8、至少10.9、至少11、至少11.1、至少11.2、至少11.5、至少11.7、至少11.9、至少12.1、至少12.3、至少12.7、至少13、至少13.2、至少13.4、至少13.6、至少13.9、至少14、至少14.2、至少14.3、至少14.5、至少14.7、至少14.9、至少15、至少15.2、至少15.3、至少15.5、至少15.7、至少16、至少16.2、至少16.4、至少16.6、至少16.9、至少17、至少17.2、至少17.3、至少17.5、至少17.7、至少17.9、至少18、至少18.2、至少18.3、至少18.5、至少18.7、至少19、至少19.2、至少19.4、至少19.6、至少19.9、至少20、至少20.2、至少20.4、至少20.5、至少20.7、至少21、至少21.5、至少21.7、至少21.9、至少22、至少22.3、至少22.5、至少22.8、至少23、至少23.2、至少23.6、至少24、至少24.2、至少24.5、至少24.7、至少25、至少25.3、至少25.5、至少25.7、至少26、至少26.2、至少26.4、至少26.6、至少26.9、至少27、至少27.2、至少27.3、至少27.5、至少27.7、至少27.9、至少28.1、至少28.2、至少28.5、至少28.7、至少29、至少29.1、至少29.4、至少29.6、至少29.8、至少30、至少30.2、至少30.4、至少30.5、至少30.7、至少30.9、至少31、至少31.2、至少31.3、至少31.5、至少31.7、至少31.9、至少32、至少32.2、至少32.4、至少32.7、至少33、至少33.4、至少33.6、至少33.9、至少34、至少34.2、至少34.5、至少34.7、至少34.9、至少35、至少35.2、至少35.5、至少35.8、至少36、至少36.2、至少36.5、至少36.7、至少37、至少37.2、至少37.4、至少37.6、至少37.9、至少38、至少38.3、至少38.5、至少38.7、至少39、至少39.3、至少39.5、至少39.7、至少40、至少40.2、至少40.5、至少40.7、至少41、至少41.2、至少41.4、至少41.6、至少41.9、至少42、至少42.3、至少42.5、至少42.7、至少42.9、至少43、至少43.2、至少42.3、至少42.5、至少42.7、至少43、至少43.2、至少43.4、至少43.6、至少43.9、至少44、至少44.2、至少44.3、至少44.5、至少44.7、至少44.9、或至少45。此外，比D50a/D50c可在包括本文提到的任何最小值和最大值的范围内。
在一个实施例中，本体可包含特定的孔隙率，所述孔隙率可有利于改善磨料制品的性能。在一个方面，本体可包含占本体的总体积的至少20vol％的孔隙率，诸如至少22vol％、至少24vol％、至少26vol％、至少28vol％、至少30vol％、至少32vol％或至少35vol％。在另一方面，本体可包含占本体的总体积的至多75vol％、至多70vol％、至多65vol％、至多62vol％、至多60vol％、至多55vol％、至多50vol％、至多45vol％、或至多40vol％的孔隙率。应当理解，本体的孔隙率可在包括上文提到的任何最小百分比至最大百分比的范围内。
本体的孔隙率可为各种形式。例如，孔隙率可为闭合的、开口的，或者可包括闭合孔隙率和开口孔隙率。在一个实施例中，孔隙率可包括选自由以下项组成的组的孔隙率类型：闭合孔隙率、开口孔隙率，和它们的组合。在另一个实施例中，大部分孔隙率可包括开口孔隙率。在一个特定实施例中，所有的孔隙率可基本上都为开口孔隙率。而在另一个实施例中，大部分孔隙率可包括闭合孔隙率。例如，所有的孔隙率可基本上都为闭合孔隙率。
本体可包括具有一定平均孔径的孔。在一个实施例中，平均孔径可为至多1.9毫米、至多1.5毫米、至多1毫米、至多900微米、至多800微米、至多700微米、至多600微米、至多500微米、至多450微米、至多400微米、至多350微米、至多300微米、至多250微米、至多200微米、至多150微米、或至多100微米。在另一实施例中，平均孔径可为至少0.01微米、至少0.1微米、至少1微米、至少5微米、至少8微米、至少10微米、至少14微米、至少16微米、至少25微米、至少50微米、至少100微米、至少150微米、或至少200微米。应当理解，本体可具有在包括上文提到的任何最小值和最大值的范围内的平均孔径。在本公开中，可使用ASTM标准E112“测定平均晶粒度的标准试验方法”测定平均孔径。利用Hitachi显微镜以60倍的放大倍率观察本体的横截面图像。确定孔长的宏采用一种测量晶粒尺寸的技术，该技术基于在图像上绘制6条等距线并且测定与孔相交的线的区域。测量与孔相交的线的区域。对于粘结磨料本体的部分的七个不同图像，重复此过程。完成所有图像分析后，对测定值取平均以计算平均孔径。此外，应当理解，所述“平均孔径”也可称为“孔径均值”。
与相应的常规磨料制品相比，本文所述的磨料制品可具有显著改善的性能。相应的常规磨料制品旨在表示不包括如本文实施例中所述的陶瓷颗粒的类似磨料制品。在至少一个实施例中，与相应的常规磨料制品相比，代表本文实施例的磨料制品可具有改善的性能，包括功耗、研磨比、磨耗率和/或材料去除率，并且同时可具有类似于相应的常规磨料制品的断裂模量(MOR)。
在某些应用中，磨料制品可具有至少38MPa、至少39MPa、至少40MPa、至少41MPa、至少43MPa、至少45MPa、至少46MPa、至少47MPa、或至少48Mpa的MOR。在其他应用中，磨料制品可包括至多60MPa、至多58MPa、至多56MPa、至多55MPa、至多53MPa、至多52MPa、至多50MPa、或至多49Mpa的平均MOR。此外，磨料制品可包括本文中提到的任何最小值和最大值的范围内的MOR。
图3包括示出磨料制品的成形过程300的流程图。该过程可从框301开始，形成涂覆有陶瓷颗粒的造孔剂。在一个实施例中，造孔剂可包括具有低挥发温度的材料，使得在形成粘结磨料本体所需的高温处理时，此类造孔材料挥发形成气体，从而在最终形成的粘结磨料本体中留下孔。合适的造孔剂可包括无机或有机材料。合适的无机材料可包括含氧化物材料或含碳材料(诸如石墨)。合适的含氧化物材料可包括玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷以及它们的组合。一些合适的有机造孔材料可包括蜡、种子和壳、磺基琥珀酸酯、萘、聚乙烯化合物、酮、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丙烯酸、含苯聚合物、醇酸树脂、聚炔烃、环氧树脂、酚醛树脂、乙缩醛以及它们的组合。合适的无机造孔剂可包括空心颗粒，诸如珠、球等，其由诸如玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷、中空玻璃珠、磨碎胡桃壳、塑料材料或有机化合物珠、泡沫玻璃颗粒和气泡氧化铝、细长晶粒、纤维或它们的组合的材料制成。其他无机造孔材料可包括盐，诸如氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙、硅酸钠、碳酸钠、硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁等以及它们的组合。
造孔剂可具有适合于在粘结磨料本体内形成所需的孔隙率的粒度。例如，造孔剂可包括与本文实施例中所述的孔径类似的平均粒度。
在一个示例性实施方式中，粘结剂材料可用于促进涂覆有陶瓷颗粒的造孔剂的形成。示例性粘结剂材料可包括乙二醇、糊精、树脂、胶水或酒精或它们的组合。
在另一个实施例中，可将陶瓷颗粒与造孔剂以特定的比率混合，所述特定比率可促进改善的磨料制品的形成。例如，陶瓷颗粒Vc的体积与造孔剂的体积Vpf之比(Vc∶Vpf)可为至少0.01∶1、至少0.1∶1、至少0.2∶1、至少0.5∶1、至少1∶1、至少2∶1、至少3∶1、至少5∶1或至少10∶1。在另一示例中，陶瓷颗粒Vc的体积与造孔剂的体积Vpf之比(Vc∶Vpf)可为至多100∶1、至多80∶1、至多50∶1、至多30∶1、至多20∶1或至多10∶1。应当理解，陶瓷颗粒Vc的体积与造孔剂的体积Vpf之比(Vc∶Vpf)可在包括本文提到的任何最小值和最大值的范围内。图4包括带涂层的造孔剂400的图像，该带涂层的造孔剂包括涂覆有陶瓷颗粒402的造孔剂401。
该过程可继续至框302，形成包括磨料颗粒、粘结前体材料和涂覆有陶瓷颗粒的造孔剂的混合物。该混合物可包括特定含量的带涂层的造孔剂，这些造孔剂可促进改善的磨料制品的性质和性能的形成。例如，该混合物可包含少量此类造孔剂，诸如占混合物的总体积的至多40vol％、至多30vol％、至多25vol％、至多20vol％或至多10vol％。在另一示例中，该混合物可包括至少1vol％的带涂层的造孔剂，诸如占混合物的总体积的至少2vol％或至少5vol％。应当理解，带涂层的造孔剂的含量可在包括本文中提到的任何最小百分比和最大百分比的范围内。
混合物可包括粘结前体材料、磨料颗粒以及任选的填料和/或添加剂，如本文中关于过程100的实施例中所述。
过程300可按照本公开中关于过程100所述的类似的方式继续至框303和304。
在一个实施例中，粘结磨料本体可包括特定分布的陶瓷颗粒。例如，与根据过程100所形成的粘结磨料本体相比，根据过程300所形成的粘结磨料本体可具有不同的陶瓷颗粒分布。在一个方面，粘结磨料本体可包括至少部分地由陶瓷颗粒限定的孔。例如，至少50％的孔可至少部分地由陶瓷颗粒限定，例如本体中至少55％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％或至少95％的孔可部分地由陶瓷颗粒限定。
在另一方面，陶瓷颗粒可具有集中分布的相邻孔。例如，至少大多数陶瓷颗粒可分布在本体中的孔周围。在另一示例中，陶瓷颗粒的总体积的至少55％可为分布的相邻孔，诸如至少50％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％或至少95％。在另一示例中，少数陶瓷颗粒可在粘结桥中具有分散的分布，诸如陶瓷颗粒总体积的小于50％、至多40％、至多30％、至多20％、至多10％或至多5％可分散在粘结桥中。
在另一个实施例中，本体可以包括特定含量的陶瓷颗粒Wc/b。在一方面，陶瓷颗粒在本体的含量Wc/b可为至少0.0005wt％，诸如至少0.0008wt％，至少0.001wt％，至少0.002wt％，至少0.004wt％，至少0.006wt％，至少0.008wt％，至少0.01wt％，至少0.02wt％，至少0.05wt％，至少0.08wt％，至少0.1wt％，至少0.2wt％，至少0.4wt％，至少0.5wt％，至少0.7wt％，至少0.8wt％，至少0.9wt％，至少1wt％，至少1.2wt％，至少1.4wt％，至少1.6wt％，至少1.8wt％，至少2wt％，至少2.2wt％，至少2.5wt％，至少2.7wt％，至少3wt％，至少3.3wt％，至少3.5wt％，至少3.7wt％，至少3.9wt％，至少4wt％，至少4.1wt％，至少4.3wt％，至少4.5wt％，至少4.7wt％，至少4.9wt％，至少5wt％，至少7wt％，至少9wt％，至少10wt％，至少12wt％，至少15wt％，至少17wt％，至少19wt％，至少20wt％，至少22wt％，至少25wt％，至少28wt％，或至少30wt％。在另一方面，陶瓷颗粒在本体的含量Wc/b可为小于50wt％，诸如至多45wt％，至多43wt％，至多41wt％，至多39wt％，至多37wt％，至多35wt％，至多33wt％，至多31wt％，至多28wt％，至多26wt％，至多24wt％，至多22wt％，至多20wt％，至多17wt％，至多15wt％，至多13wt％，至多11wt％，至多10wt％，至多9.7wt％，至多9.5wt％，至多9.4wt％，至多9.2wt％，至多9wt％，至多8.8wt％，至多8.6wt％，至多8.3wt％，至多8wt％，至多7.9wt％，至多7.7wt％，至多7.5wt％，至多7.3wt％，at most 7wt％，至多6.9wt％，至多6.7wt％，至多6.6wt％，至多6.4wt％，至多6.2wt％，至多6wt％，至多5.8wt％，至多5.6wt％，至多5.4wt％，至多5.2wt％，至多5wt％，至多4.8wt％，至多4.6wt％，至多4.1wt％，至多3.9wt％，至多3.5wt％，至多3.3wt％，至多3wt％，至多2.7wt％，至多2.5wt％，至多2.2wt％，至多2wt％，至多1.5wt％，or至多1wt％。应当理解，陶瓷颗粒在本体的含量Wc/b可在包括本文提到的任何最小值和最大值的范围内。
许多不同的方面和实施例都是可能的。本文描述了这些方面和实施例中的一些。在阅读本说明书之后，本领域的技术人员会理解，那些方面和实施例仅是说明性的，并不限制本发明的范围。各实施例可以根据下面列出的任何一个或多个实施例。
实施例
实施例1.一种磨料制品，包括：
本体，所述本体包括：
粘结材料，所述粘结材料延伸穿过所述本体的至少一部分；
磨料颗粒，所述磨料颗粒包含在所述本体中，所述磨料颗粒具有至少100微米的平均粒度(D50a)；以及
陶瓷颗粒，所述陶瓷颗粒包含在所述粘结材料中，其中所述陶瓷颗粒包括大于12微米且至多75微米的平均粒度(D50c)。
实施例2.一种磨料制品，包括：
本体，所述本体包括：
粘结材料，所述粘结材料包括玻璃相；
磨料颗粒，所述磨料颗粒包含在所述本体中，所述磨料颗粒具有平均磨料粒度(D50a)；以及
陶瓷颗粒，所述陶瓷颗粒包含在所述粘结材料中，其中所述陶瓷颗粒包括平均粒度(D50c)；
其中所述粘结材料包括平均粘结柱尺寸(Sbp)并且其中D50c≤Sbp＜D50a。
实施例3.一种磨料制品，包括：
本体，所述本体包括：
粘结材料，所述粘结材料包括玻璃相；
磨料颗粒，所述磨料颗粒包含在所述本体中，所述磨料颗粒具有平均磨料粒度(D50a)；以及
陶瓷颗粒，所述陶瓷颗粒包含在所述粘结材料中，其中所述陶瓷颗粒包括平均粒度(D50c)，其中D50c＜D50a；
其中所述粘结材料包括至少5.70Gpa的平均维氏硬度。
实施例4.一种磨料制品，包括：
本体，所述本体包括：
粘结材料，所述粘结材料包括玻璃相；
磨料颗粒，所述磨料颗粒包含在所述本体中，所述磨料颗粒具有平均磨料粒度(D50a)；以及
陶瓷颗粒，所述陶瓷颗粒包含在所述粘结材料中，其中所述陶瓷颗粒包括平均粒度(D50c)，其中D50c＜D50a；
其中所述本体包括至少38Mpa的平均MOR。
实施例5.一种磨料制品，包括：
本体，所述本体包括：
粘结材料，所述粘结材料包括玻璃相；
磨料颗粒，所述磨料颗粒包含在所述本体中，所述磨料颗粒具有平均磨料粒度(D50a)；以及
孔隙，所述孔隙被陶瓷颗粒围绕，所述陶瓷颗粒包含在所述粘结材料中，其中所述陶瓷颗粒包括平均粒度(D50c)，其中D50c＜D50a。
实施例6.根据实施例1所述的磨料制品，其中所述粘结材料包括玻璃相。
实施例7.根据实施例1至实施例6中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料基本上不含有机材料。
实施例8.根据实施例1至实施例7中任一项所述的磨料制品，其中所述陶瓷颗粒包含大于12微米、至少13微米、至少14微米、至少15微米、至少16微米、至少17微米、至少18微米、至少19微米、至少20微米、至少21微米、至少22微米、至少23微米、至少24微米、至少25微米、至少26微米、至少37微米、至少38微米、至少39微米、至少40微米、至少41微米、至少42微米、至少43微米、至少44微米、至少45微米、至少46微米、至少47微米、至少48微米、至少49微米、至少50微米、至少51微米、至少52微米、至少53微米、至少54微米、至少55微米、至少56微米、至少57微米、至少58微米、至少59微米、至少60微米、至少61微米、至少62微米、至少63微米、至少64微米、至少65微米、至少66微米、至少67微米、至少68微米、至少69微米、或至少70微米的所述平均粒度(D50c)。
实施例9.根据实施例1至实施例8中任一项所述的磨料制品，其中所述陶瓷颗粒包括至多75微米、至多74微米、至多73微米、至多72微米、至多71微米、至多70微米、至多69微米、至多68微米、至多67微米、至多66微米、至多65微米、至多64微米、至多63微米、至多62微米、至多61微米、至多60微米、至多59微米、至多58微米、至多57微米、至多56微米、至多55微米、至多54微米、至多53微米、至多52微米、至多51微米、至多50微米、至多49微米、至多48微米、至多47微米、至多46微米、至多45微米、至多44微米、至多43微米、至多42微米、至多41微米、至多40微米、至多39微米、至多38微米、至多37微米、至多36微米、至多35微米、至多34微米、至多33微米、至多32微米、至多31微米、至多30微米、至多29微米、至多28微米、至多27微米、至多26微米、至多25微米、至多24微米、至多23微米、或至多22微米的所述平均粒度(D50c)。
实施例10.根据实施例1至实施例9中任一项所述的磨料制品，其中所述陶瓷颗粒包括在大于12微米至75微米的范围内、在从13微米至70微米的范围内、在从15微米至55微米的范围内、在从17微米至45微米的范围内、在从20微米至42微米的范围内、或在从22微米至38微米的范围内的所述平均粒度(D50c)。
实施例11.根据实施例1至实施例10中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括所述磨料颗粒的所述平均粒度(D50a)与所述陶瓷颗粒的所述平均粒度(D50c)的至少4、至少4.2、至少4.5、至少4.8、至少5、至少5.2、至少5.4、至少5.6、至少5.9、至少6.2、至少6.5、至少6.8、至少7、至少7.2、至少7.6、至少8、至少8.2、至少8.5、至少8.8、至少9、至少9.2、至少9.5、至少9.7、至少9.9、至少10.1、至少10.5、至少10.8、至少10.9、至少11、至少11.1、至少11.2、至少11.5、至少11.7、至少11.9、至少12.1、至少12.3、至少12.7、至少13、至少13.2、至少13.4、至少13.6、至少13.9、至少14、至少14.2、至少14.3、至少14.5、至少14.7、至少14.9、至少15、至少15.2、至少15.3、至少15.5、至少15.7、至少16、至少16.2、至少16.4、至少16.6、至少16.9、至少17、至少17.2、至少17.3、至少17.5、至少17.7、至少17.9、至少18、至少18.2、至少18.3、至少18.5、至少18.7、至少19、至少19.2、至少19.4、至少19.6、至少19.9、至少20、至少20.2、至少20.4、至少20.5、至少20.7、至少21、至少21.5、至少21.7、至少21.9、至少22、至少22.3、至少22.5、至少22.8、至少23、至少23.2、至少23.6、至少24、至少24.2、至少24.5、至少24.7、至少25、至少25.3、至少25.5、至少25.7、至少26、至少26.2、至少26.4、至少26.6、至少26.9、至少27、至少27.2、至少27.3、至少27.5、至少27.7、至少27.9、至少28.1、至少28.2、至少28.5、至少28.7、至少29、至少29.1、至少29.4、至少29.6、至少29.8、至少30、至少30.2、至少30.4、至少30.5、至少30.7、至少30.9、至少31、至少31.2、至少31.3、至少31.5、至少31.7、至少31.9、至少32、至少32.2、至少32.4、至少32.7、至少33、至少33.4、至少33.6、至少33.9、至少34、至少34.2、至少34.5、至少34.7、至少34.9、至少35、至少35.2、至少35.5、至少35.8、至少36、至少36.2、至少36.5、至少36.7、至少37、至少37.2、至少37.4、至少37.6、至少37.9、至少38、至少38.3、至少38.5、至少38.7、至少39、至少39.3、至少39.5、至少39.7、至少40、至少40.2、至少40.5、至少40.7、至少41、至少41.2、至少41.4、至少41.6、至少41.9、至少42、至少42.3、至少42.5、至少42.7、至少42.9、至少43、至少43.2、至少42.3、至少42.5、至少42.7、至少43、至少43.2、至少43.4、至少43.6、至少43.9、至少44、至少44.2、至少44.3、至少44.5、至少44.7、至少44.9、或至少45的比D50a/D50c。
实施例12.根据实施例1至实施例11中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括所述磨料制品的所述平均粒度(D50a)与所述陶瓷材料的所述平均粒度(D50c)的至多35、至多34.8、至多34.5、至多34.2、至多34、至多33.8、至多33.5、至多33.2、至多33、至多32.7、至多32.5、至多32.1、至多31.8、至多31.5、至多31、至多30.5、至多30、至多29.6、至多29.3、至多29、至多28.6、至多28.3、至多28、至多27.6、至多27.3、至多27、至多26.6、至多26.3、至多26、至多25.7、至多25.3、至多25、至多24.8、至多24.5、至多24.2、至多24、至多23.7、至多23.4、至多23、至多22.8、至多22.5、至多22.1、至多21.8、至多21.5、至多21、至多20.5、至多20、至多19.6、至多19.3、至多19、至多18.8、至多18.6、至多18.3、至多18、至多17.6、至多17.2、至多17、至多16.6、至多16.3、至多16、至多15.7、至多15.3、至多15、至多14.8、至多14.5、至多14.2、至多14、至多13.7、至多13.5、至多13.3、至多13、至多12.5、至多12.3、至多12、至多11.8、至多11.5、至多11.3、至多11、至多10.9、至多10.7、至多10.6、至多10.3、至多10、至多9.8、至多9.6、至多9.5、至多9.2、或至多9的比D50a/D50c。
实施例13.根据实施例1至实施例12中任一项所述的磨料制品，其中所述陶瓷颗粒包括结晶材料、无定形材料或其组合。
实施例14.根据实施例1至实施例13中任一项所述的磨料制品，其中所述陶瓷颗粒包括多晶材料，所述多晶材料包括至少0.005微米、至少0.01微米、至少0.02微米、至少0.03微米、至少0.04微米、至少0.05微米、至少0.06微米、至少0.07微米、至少0.08微米、至少0.09微米、至少0.1微米、至少0.11微米、至少0.12微米、至少0.13微米、至少0.14微米、至少0.15微米、至少0.16微米、至少0.17微米、至少0.18微米、至少0.19微米、至少0.2微米、至少0.3微米、至少0.4微米、至少0.5微米、至少0.6微米、至少0.7微米、至少0.8微米、至少0.9微米、至少1微米、至少1.3微米、至少1.5微米、至少1.8微米、至少2微米、至少3微米、至少4微米、或至少5微米的平均晶粒尺寸。
实施例15.根据实施例1至实施例14中任一项所述的磨料制品，其中所述陶瓷颗粒包括多晶材料，所述多晶材料包括至多75微米、至多60微米、至多50微米、至多40微米、至多30微米、至多20微米、至多10微米、至多9微米、至多8微米、至多7微米、至多6微米、至多5微米、至多4微米、至多3微米、至多2微米、至多1.5微米、至多1微米、至多0.9微米、至多0.8微米、至多0.7微米、至多0.6微米、至多0.5微米、至多0.4微米、至多0.3微米、至多0.2微米、至多0.1微米、至多0.09微米、至多0.08微米、至多0.07微米、至多0.06微米、至多0.05微米、至多0.04微米、至多0.03微米、至多0.02微米、或至多0.01微米的平均晶粒尺寸。
实施例15.根据实施例1至实施例14中任一项所述的磨料制品，其中所述陶瓷颗粒包括氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、碳氧化物、氮氧化物、硅酸盐或它们的任何组合。
实施例16.根据实施例1至实施例15中任一项所述的磨料制品，其中所述陶瓷颗粒包括二氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆、含稀土的材料、氧化铈、溶胶-凝胶衍生的颗粒、氧化铁、含玻璃的颗粒及其组合。
实施例17.根据实施例1至实施例16中任一项所述的磨料制品，其中所述陶瓷颗粒包含氧化铝。
实施例18.根据实施例1至实施例17中任一项所述的磨料制品，其中所述陶瓷颗粒包含熔融氧化铝、溶胶-凝胶氧化铝、微晶氧化铝、纳米晶氧化铝或它们的任何组合。
实施例19.根据实施例1至实施例18中任一项所述的磨料制品，其中所述陶瓷颗粒包含熔融氧化铝。
实施例20.根据实施例1至实施例19中任一项所述的磨料制品，其中所述陶瓷颗粒基本上由熔融氧化铝组成。
实施例21.根据实施例1至实施例20中任一项所述的磨料制品，其中所述陶瓷颗粒基本上由白色熔融氧化铝组成。
实施例22.根据实施例1至实施例21中任一项所述的磨料制品，其中所述陶瓷颗粒基本上由α-氧化铝组成。
实施例23.根据实施例1至实施例22中任一项所述的磨料制品，其中所述陶瓷颗粒包括至少5.5、至少6、至少6.5、至少7、至少7.5、至少8、至少8.5、或至少9的摩氏硬度。
实施例24.根据实施例1至实施例23中任一项所述的磨料制品，其中所述陶瓷颗粒至多10、至多9.5、至多9、至多8.5、至多8、至多7.5、或至多7的摩氏硬度。
实施例25.根据实施例1至实施例24中任一项所述的磨料制品，其中所述陶瓷颗粒包含一定粒度分布，所述粒度分布包含至少3微米、至少5微米、至少5.5微米、至少6微米、至少6.5微米、至少7微米、至少7.5微米、至少8微米、至少8.3微米、至少8.5微米、至少8.8微米、至少9微米、至少9.2微米、至少9.4微米、至少9.6微米、至少9.8微米、至少10微米、至少10.5微米、至少10.8微米、至少11微米、至少11.3微米、至少11.5微米、至少11.8微米、或至少12微米的D10。
实施例26.根据实施例1至实施例25中任一项所述的磨料制品，其中所述陶瓷颗粒包含一定粒度分布，所述粒度分布包含至多38微米、至多35微米、至多33微米、至多31微米、至多30微米、至多28微米、至多27微米、至多25微米、至多23微米、至多20微米、至多18微米、至多16微米、至多14微米、或至多13微米的D10。
实施例27.根据实施例1至实施例26中任一项所述的磨料制品，其中所述陶瓷颗粒包含一定粒度分布，所述粒度分布包含至少15微米、至少17微米、至少19微米、至少20微米、至少22微米、至少23微米、至少24微米、至少27微米、至少29微米、至少30微米、至少31微米、至少33微米、至少35微米、至少37微米、至少38微米、至少40微米、至少41微米、或至少42微米的D90。
实施例28.根据实施例1至实施例27中任一项所述的磨料制品，其中所述陶瓷颗粒包含一定粒度分布，所述粒度分布包含至多120微米、至多110微米、至多100微米、至多90微米、至多88微米、至多85微米、至多83微米、至多80微米、至多78微米、至多76微米、至多74微米、至多72微米、至多70微米、至多68微米、至多66微米、至多64微米、至多62微米、至多60微米、至多58微米、至多56微米、至多54微米、至多52微米、至多50微米、至多48微米、至多46微米、至多45微米、至多44微米、或至多43微米的D90。
实施例29.根据实施例1至实施例28中任一项所述的磨料制品，其中所述磨料颗粒具有至少120微米、至少140微米、至少150微米、至少170微米、至少180微米、至少200微米、至少210微米、至少230微米、至少250微米、至少260微米、至少270微米、至少290微米、至少300微米、至少320微米、至少340微米、至少350微米、至少360微米、至少380微米、至少400微米、至少420微米、至少430微米、至少440微米、至少450微米、至少460微米、至少470微米、至少490微米、或至少500微米的平均粒度(D50a)。
实施例30.根据实施例1至实施例29中任一项所述的磨料制品，其中所述磨料颗粒具有至多1.9毫米、至多1.8毫米、至多1.6毫米、至多1.5毫米、至多1.2毫米、至多1毫米、至多900微米、至多850微米、至多830微米、至多800微米、至多750微米、至多700微米、至多650微米、至多600微米、至多550微米、至多500微米、至多450微米、至多400微米、至多380微米、至多350微米、至多320微米、至多300微米、至多280微米、至多260微米、或至多255微米的平均粒度(D50a)。
实施例31.根据实施例1至实施例30中任一项所述的磨料制品，其中所述磨料颗粒包含一定粒度分布，所述粒度分布包含至少60微米、至少65微米、至少70微米、至少75微米、至少80微米、至少85微米、至少90微米、至少95微米、至少100微米、至少110微米、至少120微米、至少130微米、至少135微米、至少140微米、至少145微米、至少150微米、至少155微米、至少160微米、或至少165微米的D10。
实施例32.根据实施例1至实施例31中任一项所述的磨料制品，其中所述磨料颗粒包含一定粒度分布，所述粒度分布包含至多1毫米、至多900微米、至多850微米、至多830微米、至多800微米、至多750微米、至多700微米、至多650微米、至多600微米、至多550微米、至多500微米、至多450微米、至多400微米、至多380微米、至多350微米、至多320微米、至多300微米、至多280微米、至多260微米、至多250微米、至多240微米、至多220微米、至多210微米、至多200微米、或至多170微米的D10。
实施例33.根据实施例1至实施例32中任一项所述的磨料制品，其中所述磨料颗粒包含一定粒度分布，所述粒度分布包含至少150微米、至少170微米、至少190微米、至少200微米、至少220微米、至少240微米、至少250微米、至少260微米、至少270微米、至少280微米、至少300微米、至少310微米、至少320微米、至少340微米、至少350微米、至少360微米、或至少370微米的D90。
实施例34.根据实施例1至实施例33中任一项所述的磨料制品，其中所述磨料颗粒包含一定粒度分布，所述粒度分布包含至多2.2毫米、至多2毫米、至多1毫米、至多900微米、至多870微米、至多850微米、至多820微米、至多780微米、至多750微米、至多730微米、至多700微米、至多670微米、至多640微米、至多610微米、至多580微米、至多530微米、至多500微米、至多470微米、至多450微米、至多330微米、至多410微米、至多390微米、或至多370微米的D90。
实施例35.根据实施例1至实施例34中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含陶瓷材料、无定形材料或其组合。
实施例36.根据实施例1至实施例35中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含占所述粘结材料的总重量的至多30wt％、至多28wt％、至多26wt％、至多24wt％、或至多22wt％的氧化硼(B2O3)。
实施例37.根据实施例1至实施例36中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含占所述粘结材料的所述总重量的至少5wt％、至少8wt％、至少10wt％、至少12wt％、或至少15wt％的氧化硼(B2O3)。
实施例38.根据实施例1至实施例37中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含占所述粘结材料的所述总重量的至多80wt％、至多75wt％、至多70wt％、至多65wt％、至多60wt％、至多55wt％、或至多50wt％的氧化硅(SiO2)。
实施例39.根据实施例1至实施例38中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含占所述粘结材料的所述总重量的至少25wt％、至少35wt％、至少38wt％、或至少40wt％的氧化硅(SiO2)。
实施例40.根据实施例1至实施例39中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含氧化硼(B2O3)和氧化硅(SiO2)，并且其中所述氧化硼和氧化硅的总含量为至多80wt％、至多77wt％、至多75wt％、至多73wt％、至多70wt％、至多70wt％、或至多65wt％。
实施例41.根据实施例1至实施例40中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含氧化硼(B2O3)和氧化硅(SiO2)，并且其中所述氧化硼和氧化硅的总含量为至少40wt％、至少42wt％、至少46wt％、至少48wt％、或至少50wt％。
实施例42.根据实施例1至实施例41中任一项所述的磨料制品，所述粘结材料包含至多7∶1、至多6.5∶1、至多6∶1、至多5.5∶1、至多5.2∶1、至多5∶1、或至多4.8∶1的重量％氧化硼(SiO2)∶重量％氧化硼(B2O3)的比。
实施例43.根据实施例1至实施例42中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含至少1.3∶1、至少1.5∶1、至少1.7∶1、至少2.0∶1、至少2.2∶1、至少2.4∶1、至少2.6∶1、至少2.8∶1、或至少3∶1的氧化硅(SiO2)重量百分比：氧化硼(B2O3)重量百分比的比。
实施例44.根据实施例1至实施例43中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含占所述粘结材料的总重量的至少8wt％、至少9wt％、至少10wt％、至少12wt％、或至少14wt％的氧化铝(Al2O3)。
实施例45.根据实施例1至实施例44中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含占所述粘结材料的总重量的至多30wt％、至多28wt％、至多25wt％、至多23wt％、或至多20wt％的氧化铝(Al2O3)。
实施例46.根据实施例1至实施例45中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含氧化铝(Al2O3)和氧化硅(SiO2)，并且其中所述氧化铝和氧化硅的总含量占所述粘结材料的总重量的至少50wt％、至少52wt％、至少56wt％、至少58wt％、或至少60wt％。
实施例47.根据实施例1至实施例46中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含氧化铝(Al2O3)和氧化硅(SiO2)，并且其中所述氧化硼和氧化硅的总含量占所述粘结材料的总重量的至多80wt％、至多77wt％、至多75wt％、或至多73wt％。
实施例48.根据实施例1至实施例47中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含至多5.5∶1、至多5∶1、至多4.5∶1、至多4∶1、至多3.5∶1、至多3∶1、至多2.5∶1、至多2.2∶1、或至多2∶1的氧化硅(SiO2)重量百分比：氧化铝(Al2O3)重量百分比的比。
实施例49.根据实施例1至实施例48中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含至少1.3∶1、至少1.5∶1、至少1.7∶1、或至少2∶1的氧化硅(SiO2)重量百分比：氧化铝(Al2O3)重量百分比的比。
实施例50.根据实施例1至实施例49中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含多晶相，所述多晶相包含锆石(ZrSiO4)。
实施例51.根据实施例1至实施例50中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含占所述粘结材料的总重量的至少15wt％、至少17wt％、至少19wt％、至少20wt％、至少21wt％、至少22wt％、至少23wt％、或至少24wt％的锆石。
实施例52.根据实施例1至实施例51中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含至多44wt％、至多42wt％、至多40wt％、至多38wt％、至多36wt％、至多35wt％、至多34wt％、至多33wt％、或至多32wt％的锆石。
实施例53.根据实施例1至实施例52中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料基本上不含锆石(ZrSiO4)。
实施例54.根据实施例1至实施例53中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含至少一种碱土金属氧化物(RO)，并且其中所述碱土金属氧化物(RO)的总含量占所述粘结材料的所述总重量的至多6wt％、至多5wt％、至多4wt％、至多3.0wt％、至多2.5wt％、或至多2wt％。
实施例55.根据实施例1至实施例54中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含至少一种碱土金属氧化物(RO)，并且其中所述碱土金属氧化物(RO)的总含量为至少0.5wt％或至少0.8wt％。
实施例56.根据实施例1至实施例55中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含选自由氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化钡(BaO)、氧化锶(SrO)组成的组的至多3种不同的碱土金属氧化物(RO)。
实施例57.根据实施例1至实施例56中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含占所述粘结材料的总重量的至少0.5wt％、至少0.8wt％、或至少1wt％的氧化钙(CaO)。
实施例58.根据实施例1至实施例57中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料基本上不含氧化钙(CaO)。
实施例59.根据实施例58中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含占所述粘结材料的总重量的至多3wt％、至多2.8wt％、或至多2.5wt％、至多2wt％、或至多1.7wt％的氧化钙(CaO)。
实施例60.根据实施例1至实施例59中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含选自由氧化锂(Li2O)、氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)和氧化铯(Cs2O)及其组合组成的化合物组的碱金属氧化物(R2O)。
实施例61.根据实施例1至实施例60中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含至少一种碱金属氧化物(R2O)，并且其中所述碱金属氧化物(R2O)的所述总含量为至多25wt％、或至多22wt％、或至多20wt％。
实施例62.根据实施例1至实施例61中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含至少一种碱金属氧化物(R2O)，并且其中所述碱金属氧化物(R2O)的所述总含量为至少3wt％、至少5wt％、至少7wt％、或至少9wt％。
实施例63.根据实施例1至实施例62中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含占所述粘结材料的总重量的至少1wt％、至少1.5wt％、或至少2wt％的氧化锂(Li2O)。
实施例64.根据实施例1至实施例63中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料基本上不含氧化锂(Li2O)。
实施例65.根据实施例1至实施例64中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含占所述粘结材料的总重量的至多7wt％、至多6.5wt％、至多6wt％、至多5.5wt％、或至多5wt％的氧化锂(Li2O)。
实施例66.根据实施例1至实施例65中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含占所述粘结材料的总重量的至少3wt％、至少4wt％、或至少5wt％的氧化钠(Na2O)。
实施例67.根据实施例1至实施例66中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含占所述粘结材料的总重量的至多15wt％、至多14wt％、至多13wt％、至多12wt％、至多11wt％、或至多10wt％的氧化钠(Na2O)。
实施例68.根据实施例1至实施例67中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含占所述粘结材料的总重量的至少1wt％、至少1.5wt％、或至少2wt％的氧化钾(K2O)。
实施例69.根据实施例1至实施例68中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含占所述粘结材料的总重量的至少15wt％、至多13wt％、至多11wt％、至多10wt％、至多8wt％、至多7wt％、至多6.5wt％、至多6wt％、或至多5.5wt％、或至多5wt％的氧化钾(K2O)。
实施例70.根据实施例1至实施例69中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含至多3.0wt％磷氧化物(P2O5)或其中所述粘结材料基本上不含磷氧化物(P2O5)。
实施例71.根据实施例1至实施例70中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包含基本上不含选自由TiO2、Fe2O3、MnO2、ZrSiO2和CoAl2O4组成的氧化物的组合物。
实施例72.根据实施例1至实施例71中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包括至多1200℃、或至多1175℃、或至多1150℃、或至多1125℃、或至多1100℃的成形温度。
实施例73.根据实施例1至实施例72中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包括至少约900℃、或至少约950℃或至少约975℃的成形温度。
实施例74.根据实施例1至实施例73中任一项所述的磨料制品，其中所述磨料颗粒包括固结磨料制品。
75.根据实施例1至实施例74中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料是连续延伸穿过所述本体的体积的基体。
实施例76.根据实施例1至实施例75中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括占所述粘结材料的所述总体积的至少1vol％、至少1.3vol％、至少1.5vol％、至少1.8vol％、至少2vol％、至少2.2％、至少2.5vol％、至少2.7vol％、至少3vol％、至少3.3vol％、至少3.5vol％、至少3.7vol％、至少3.9vol％、至少4vol％、至少4.1vol％、至少4.3vol％、至少4.5vol％、至少4.7vol％、至少4.9vol％、至少5vol％的陶瓷颗粒。
实施例77.根据实施例1至实施例76中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括小于10vol％、至多9.7vol％、至多9.5vol％、至多9.4vol％、至多9.2vol％、至多9vol％、至多8.8vol％、至多8.6vol％、至多8.3vol％、至多8vol％、至多7.9vol％、至多7.7vol％、至多7.5vol％、至多7.3vol％、至多7vol％、至多6.9vol％、至多6.7vol％、至多6.6vol％、至多6.4vol％、至多6.2vol％、至多6vol％、至多5.8vol％、至多5.6vol％、至多5.4vol％、至多5.2vol％、至多5vol％、至多4.8vol％、或至多4.6vol％的陶瓷颗粒。
实施例78.根据实施例1至实施例77中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括占所述本体的总体积的至少20vol％、至少25vol％、至少30vol％、或至少35vol％的磨料颗粒。
实施例79.根据实施例1至实施例78中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括占所述本体的总体积的至多65vol％、至多64vol％、或至多62vol％、或至多60vol％、或至多58vol％、或至多56vol％、或至多54vol％、或至多52vol％、或至多50vol％的磨料颗粒。
实施例80.根据实施例1至实施例79中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括占所述本体的总体积的至少2vol％、至少4vol％、至少5vol％、、至少10vol％、至少20vol％的粘结材料。
实施例81.根据实施例1至实施例80中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括至多35vol％、或至多30vol％、或至多25vol％、或至多20vol％的粘结材料。
实施例82.根据实施例1至实施例81中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括占所述本体的总体积的至少20vol％、至少22vol％、至少24vol％、至少26vol％、至少28vol％、至少30vol％、至少32vol％、或至少35vol％的孔隙率。
实施例83.根据实施例1至实施例82中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括占所述本体的总体积的至多75vol％、至多70vol％、至多65vol％、至多60vol％、至多55vol％、至多50vol％、至多45vol％、或至多40vol％的孔隙率。
实施例84.根据实施例1至实施例83中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括选自由闭合孔隙率、开口孔隙率及其组合组成的孔隙率类型。
实施例85.根据实施例1至实施例84中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括孔隙率，并且其中大部分所述孔隙率为开口孔隙率或其中基本上全部所述孔隙率为开口孔隙率。
实施例86.根据实施例1至实施例85中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括孔隙率，并且大部分所述孔隙率为闭合孔隙率，其中基本上全部所述孔隙率为闭合孔隙率。
实施例87.根据实施例1至实施例86中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括平均孔径为1.9毫米、至多1.5毫米、至多1毫米、至多900微米、至多800微米、至多700微米、至多600微米、至多500微米、至多450微米、至多400微米、至多350微米、至多300微米、至多250微米、至多200微米、至多150微米、或至多100微米的孔隙率。
实施例88.根据实施例1至实施例87中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括平均孔径为至少0.1微米、至少1微米、至少5微米、至少8微米、至少10微米、至少14微米、至少16微米、至少25微米、至少50微米、至少100微米、至少150微米、或至少200微米的孔隙率。
实施例89.根据实施例1至实施例88中任一项所述的磨料制品，其中所述磨料颗粒包括包含第一类型的磨料颗粒和第二类型的磨料颗粒的共混物，其中所述第一类型和所述第二类型不恰当地包含选自由氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、碳氧化物、氮氧化物、超硬磨料和碳基材料组成的组中的至少一种材料。
实施例90.根据实施例1至实施例89中任一项所述的磨料制品，其中所述磨料颗粒包括非团聚颗粒、团聚颗粒、成形磨料颗粒、非成形磨料颗粒或它们的任何组合。
实施例91.根据实施例90所述的磨料制品，其中所述成形磨料颗粒包括选自由规则多边形、不规则多边形、不规则形状、三角形、部分凹入的三角形、四边形、矩形、梯形、五边形、六边形、七边形、八边形、椭圆形、希腊字母字符、拉丁字母字符、俄语字母字符及其组合组成的组的二维形状。
实施例92.根据实施例90所述的磨料制品，其中所述成形磨料颗粒包括选自由多面体、锥体、椭圆体、球体、棱柱、圆柱体、圆锥体、四面体、立方体、长方体、菱面体、截头锥体、截头椭圆体、截头球体、截头圆锥体、五面体、六面体、七面体、八面体、九面体、十面体、希腊字母、拉丁字母字符、俄文字母字符、汉字字符、复杂多边形形状、不规则形状轮廓、火山形状、单稳态形状及其组合组成的组的三维形状，单稳态形状是具有单个稳定静止位置的形状。
实施例93.根据实施例93所述的磨料制品，其中所述成形磨料颗粒包括三角形二维形状。
实施例94.根据实施例90所述的磨料制品，其中所述成形磨料颗粒包括部分凹入的三角形二维形状。
实施例95.根据实施例90至实施例94中任一项所述的磨料制品，其中所述成形磨料颗粒包括本体，所述本体具有本体长度(Lb)、本体宽度(Wb)和本体厚度(Tb)，并且其中Lb＞Wb、Lb＞Tb且Wb＞Tb。
实施例96.根据实施例95所述的磨料制品，其中所述本体包括至少约1∶1、或至少约2∶1、或至少约3∶1、或至少约5∶1、或至少约10∶1、且至多1000∶1的初级纵横比(Lb∶Wb)。
实施例97.根据实施例95至实施例96中任一项所述磨料制品，其中所述本体包含至少约1∶1、或至少约2∶1、或至少约3∶1、或至少约5∶1、或至少约10∶1、且至多1000∶1的次级纵横比(Lb∶Tb)。
实施例98.根据实施例95至实施例97中任一项所述磨料制品，其中所述本体包含至少约1∶1、或至少约2∶1、或至少约3∶1、或至少约5∶1、或至少约10∶1、且至多1000∶1的三级纵横比(Wb∶Tb)。
实施例99.根据实施例95至实施例98中任一项所述的磨料制品，其中所述本体长度(Lb)、所述本体宽度(Wb)和所述本体厚度(Tb)中的至少一个具有至少0.1微米、或至少1微米、或至少10微米、或至少50微米、或至少100微米、或至少150微米、或至少200微米、或至少400微米、或至少600微米、或至少800微米、或至少1毫米且至多20毫米、或至多18毫米、或至多16毫米、或至多14毫米、或至多12毫米、或至多10毫米、或至多8毫米、或至多6毫米、或至多4毫米的平均尺寸。
实施例100.根据实施例95至实施例99中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括由所述本体长度和所述本体宽度限定的平面上的横截面形状，所述横截面形状选自由三角形、四边形、矩形、梯形、五边形、六边形、七边形、八边形、椭圆形、希腊字母字符、拉丁字母字符、俄语字母字符及其组合组成的组。
实施例101.根据实施例95至实施例100中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括由所述本体长度和所述本体厚度限定的平面上的横截面形状，所述横截面形状选自由三角形、四边形、矩形、梯形、五边形、六边形、七边形、八边形、椭圆形、希腊字母字符、拉丁字母字符、俄语字母字符及其组合组成的组。
实施例102.根据实施例1至实施例101中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括填料，所述填料选自由粉末、晶粒、球体、纤维、造孔剂、中空颗粒及其组合组成的组。
实施例103.根据实施例1至实施例102中任一项所述的磨料制品，其中所述本体具有选自由轮、珩磨头、圆锥、杯、带凸缘轮、锥形杯、圆盘、段、磨头及其组合组成的组的形状。
实施例104.根据实施例1至实施例103中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包括大于陶瓷颗粒的所述平均粒度(D50c)的平均粘结柱尺寸(Sbp)，其中所述平均粘结柱尺寸(Sbp)大于12微米、至少13微米、至少15微米、至少17微米、至少19微米、至少20微米、至少22微米、至少24微米、至少25微米、至少26微米、至少37微米、至少38微米、至少39微米、至少40微米、至少42微米、至少45微米、至少47微米、至少49微米、至少51微米、至少53微米、至少55微米、至少57微米、至少59微米、至少62微米、至少65微米、至少67微米、至少70微米、至少74微米、至少76微米、至少78微米、至少80微米、至少82微米、至少84微米、至少87微米、至少90微米、至少93微米、至少95微米、至少98微米、至少100微米、至少110微米、至少120微米、至少140微米、至少160微米、至少180微米、或至少200微米。
实施例105.根据实施例1至实施例104中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包括小于所述磨料颗粒的所述平均磨料粒度(D50a)的平均粘结柱尺寸(Sbp)，其中所述平均粘结柱尺寸(Sbp)为至多1.8毫米、至多1.5毫米、至多1.2毫米、至多900微米、至多850微米、至多830微米、至多800微米、至多750微米、至多700微米、至多650微米、至多600微米、至多550微米、至多500微米、至多450微米、至多400微米、至多380微米、至多350微米、至多320微米、至多300微米、至多280微米、至多260微米、至多255微米、至多220微米、或至多200微米。
实施例106.根据实施例1至实施例105中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包括至少5.70GPa、至少5.75Gpa、或至少5.80Gpa的平均维氏硬度。
实施例107.根据实施例1至实施例105中任一项所述的磨料制品，其中所述粘结材料包括至多6.50GPa、至多6.45GPa、或至多6.40Gpa的平均维氏硬度。
实施例108.根据实施例1至实施例107中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括至少38MPa、至少39MPa、至少40MPa、至少41MPa、至少43MPa、至少45MPa、至少46MPa、至少47MPa、或至少48Mpa的平均MOR。
实施例109.根据实施例1至实施例108中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括至多60MPa、至多58MPa、至多56MPa、至多55MPa、至多53MPa、至多52MPa、至多50MPa、或至多49Mpa的平均MOR。
实施例110.根据实施例108或实施例109所述的磨料制品，其中所述本体包括占所述本体的所述总体积的：
33vol％至55vol％的磨料颗粒；
4vol％至20vol％的的所述粘结材料；以及
26vol％至62vol％的孔隙率。
实例
实例1
如本文实施例中所述，制备磨料棒样品，并测试该粘结材料的维氏硬度。按照本文实施例中所述的成形过程制备样品，但样品组1的样品除外，这些样品在不含陶瓷颗粒的情况下形成。首先，制备粘结前体材料以形成表1中所列的粘结组合物。即使某些含量在一定范围内，也应理解所有组分的含量总和为100wt％。粘结前体用于形成所有样品，不同的是用3-6vol％的平均粒度D50c为22.996微米的熔融氧化铝颗粒代替3-6vol％的粘结前体材料以形成样品组2的样品。为形成样品组3的样品，用3-6vol％的平均粒度D50c为6.827微米的熔融氧化铝陶瓷颗粒代替3-6vol％的粘结前体材料。相对于粘结磨料本体的总体积，所有样品具有44vol％的磨料颗粒和46.88vol％的孔隙率。样品组1的样品具有9.12vol％的粘结材料。样品组2和3的样品具有总含量为9.12vol％的粘结材料和陶瓷颗粒。
表1
组分 含量(wt％)
SiO<sub>2</sub> 45至58
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 11至21
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 最高0.5
TiO<sub>2</sub> 最高2
CaO 最高4
MgO 最高7
Li<sub>2</sub>O 最高4
Na<sub>2</sub>O 3至12
K<sub>2</sub>O 1至10
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 5至20
测试所有样品的维氏硬度。图4包括棒样品的图像，其在磨料颗粒503之间的粘结桥501中具有凹口505。该凹口由维氏硬度测试造成。如图4所示的凹口的长度使用Image J测得。表2包括每个测试的样品组的至少10个凹口的平均长度和平均维氏硬度。
表2
样品组 平均长度(微米) 平均维氏硬度(GPa)
1 12.842 5.622
2 12.589 5.853
3 12.735 5.719
实例2
按照与实施例1中所述的相同方式制备磨料棒样品，但是该样品具有表3所列的粘结材料组成。具体地，样品组4不包括陶瓷颗粒，并且分别按照与样品组2和3相同的方式用陶瓷颗粒形成样品组5和6。样品组7按照与样品组2类似的方式形成，不同之处在于将9-12vol％的粘结前体材料替代为陶瓷颗粒。表4包括每个样品组的陶瓷颗粒D50和含量。
所有样品包括占粘结本体的总重量的44vol％的磨料颗粒和46.88vol％的孔隙率。样品组1具有占本体总体积的9.12vol％的粘结材料。样品组5和6的粘结本体中的粘结材料和陶瓷颗粒的总含量相同，其相对于相应本体的总体积为9.12vol％。磨料颗粒为熔融氧化铝，并且具有247微米的D50、157微米的D10和388微米的D90。
表3
组分 含量(wt％)
SiO<sub>2</sub> 51至63
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 8至15
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 最高1
TiO<sub>2</sub> 最高1
CaO 最高1
MgO 最高1
Li<sub>2</sub>O 最高5
Na<sub>2</sub>O 3至15
K<sub>2</sub>O 最高2
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 10至21
表4
Figure BDA0002275666730000471
对所有样品的功耗与MRR、WWR与MRR以及MOR进行测试。测试数据如图6至8所示。如图6所示，在相同材料去除率(MRR)下进行测试时，与样品组4、6和7相比，样品组5表现出改善的磨耗率(WWR)。如图7所示，在相同材料去除率(MRR)下操作时，与样品组4、6和7相比，样品组5表现出改善的功耗。如图8所示，样品组5表现出与样品组4相似的MOR。与样品组4相比，样品组6和7表现出减小的MOR。
实例3
形成包括表3所列的粘结材料、表5至表6中所列的磨料颗粒和孔隙率的砂轮样品，如本文实施例中所述。用于形成每个砂轮样品组的粘结磨料本体的混合物包括3-6vol％的白色熔融研磨陶瓷颗粒Cc/p。陶瓷颗粒具有22.996微米的D50c。
表5包括不同磨料颗粒的特性。
表5
Figure BDA0002275666730000481
表6列出砂轮样品组的组成。
表6
Figure BDA0002275666730000482
Figure BDA0002275666730000491
对样品组8至23的MOR、磨耗率、材料去除率和功耗进行测试，并且预期其性能优于相应的常规砂轮。
上面已经参考具体实施例描述了益处、其他优点及问题的解决方案。然而，益处、优点、问题的解决方案及可使任何益处、优点或解决方案被想到或变得更加显著的任何特征都不被认为是任何或所有权利要求的关键、所需或必要的特征。本文中提及的包含一种或多种组分的材料可理解为包括至少一个实施例，在该实施例中所述材料基本上由所指定的一种或多种组分构成。术语“基本上由……构成”应理解为包含组合物，该组合物包含所指定的那些材料，并排除除不显著改变材料特性的少数含量(例如，杂质含量)材料之外的所有其他材料。此外或另选地，在某些非限制性实施例中，本文所指定的组合物中的任一者可基本上不含未明确公开的材料。本文的实施例包括材料内某些组分的含量范围，应当理解，给定材料内组分的含量总计为100％。
本文所述的实施例的说明书和图示旨在提供对各种实施例的结构的一般理解。说明书和图示并不旨在用作对使用了本文所述的结构或方法的装置和***的所有元件和特征的详尽和全面的描述。单独的实施例也可在单个实施例中以组合的方式来提供，并且相反地，为简明起见而在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可单独地提供，或以任何子组合的方式来提供。此外，对以范围表示的值的引用包括该范围内的每个值和所有各值。只有在阅读本说明书之后，许多其他实施例对于技术人员才是显而易见的。通过本公开内容可以利用和得到其他实施例，使得可在不脱离本公开的范围的情况下进行结构替换、逻辑替换或其他改变。因此，本公开应被视为例示性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种磨料制品，包括：
本体，所述本体包括：
粘结材料，所述粘结材料延伸穿过所述本体的至少一部分；
磨料颗粒，所述磨料颗粒包含在所述本体中，所述磨料颗粒具有至少100微米的平均粒度(D50a)；以及
陶瓷颗粒，所述陶瓷颗粒包含在所述粘结材料中，其中所述陶瓷颗粒包括大于12微米且至多75微米的平均粒度(D50c)。
2.一种磨料制品，包括：
本体，所述本体包括：
粘结材料，所述粘结材料包括玻璃相；
磨料颗粒，所述磨料颗粒包含在所述本体中，所述磨料颗粒具有平均磨料粒度(D50a)；以及
陶瓷颗粒，所述陶瓷颗粒包含在所述粘结材料中，其中所述陶瓷颗粒包括平均粒度(D50c)；
其中所述粘结材料包括平均粘结柱尺寸(Sbp)，并且其中D50c≤Sbp＜D50a。
3.一种磨料制品，包括：
本体，所述本体包括：
粘结材料，所述粘结材料包括玻璃相；
磨料颗粒，所述磨料颗粒包含在所述本体中，所述磨料颗粒具有平均磨料粒度(D50a)；以及
陶瓷颗粒，所述陶瓷颗粒包含在所述粘结材料中，其中所述陶瓷颗粒包括平均粒度(D50c)，其中D50c＜D50a；
其中所述粘结材料包括至少5.70Gpa的平均维氏硬度。
4.一种磨料制品，包括：
本体，所述本体包括：
粘结材料，所述粘结材料包括玻璃相；
磨料颗粒，所述磨料颗粒包含在所述本体中，所述磨料颗粒具有平均磨料粒度(D50a)；以及
陶瓷颗粒，所述陶瓷颗粒包含在所述粘结材料中，其中所述陶瓷颗粒包括平均粒度(D50c)，其中D50c＜D50a；
其中所述本体包括至少38Mpa的平均MOR。
5.一种磨料制品，包括：
本体，所述本体包括：
粘结材料，所述粘结材料包括玻璃相；
磨料颗粒，所述磨料颗粒包含在所述本体中，所述磨料颗粒具有平均磨料粒度(D50a)；以及
孔隙，所述孔隙被陶瓷颗粒围绕，所述陶瓷颗粒包含在所述粘结材料中，其中所述陶瓷颗粒包括平均粒度(D50c)，其中D50c＜D50a。
6.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述粘结材料包括玻璃相。
7.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的磨料制品，其中所述陶瓷颗粒包括大于12微米、至少13微米、至少14微米、至少15微米、至少16微米、至少17微米、至少18微米、至少19微米、至少20微米、至少21微米、至少22微米、至少23微米、至少24微米、至少25微米、至少26微米、至少37微米、至少38微米、至少39微米、至少40微米、至少41微米、至少42微米、至少43微米、至少44微米、至少45微米、至少46微米、至少47微米、至少48微米、至少49微米、至少50微米、至少51微米、至少52微米、至少53微米、至少54微米、至少55微米、至少56微米、至少57微米、至少58微米、至少59微米、至少60微米、至少61微米、至少62微米、至少63微米、至少64微米、至少65微米、至少66微米、至少67微米、至少68微米、至少69微米、或至少70微米的所述平均粒度(D50c)。
8.根据权利要求1至权利要求7中任一项所述的磨料制品，其中所述陶瓷颗粒包括至多75微米、至多74微米、至多73微米、至多72微米、至多71微米、至多70微米、至多69微米、至多68微米、至多67微米、至多66微米、至多65微米、至多64微米、至多63微米、至多62微米、至多61微米、至多60微米、至多59微米、至多58微米、至多57微米、至多56微米、至多55微米、至多54微米、至多53微米、至多52微米、至多51微米、至多50微米、至多49微米、至多48微米、至多47微米、至多46微米、至多45微米、至多44微米、至多43微米、至多42微米、至多41微米、至多40微米、至多39微米、至多38微米、至多37微米、至多36微米、至多35微米、至多34微米、至多33微米、至多32微米、至多31微米、至多30微米、至多29微米、至多28微米、至多27微米、至多26微米、至多25微米、至多24微米、至多23微米、或至多22微米的所述平均粒度(D50c)。
9.根据权利要求1至权利要求8中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括所述磨料颗粒的所述平均粒度(D50a)与所述陶瓷颗粒的所述平均粒度(D50c)的至少4、至少4.2、至少4.5、至少4.8、至少5、至少5.2、至少5.4、至少5.6、至少5.9、至少6.2、至少6.5、至少6.8、至少7、至少7.2、至少7.6、至少8、至少8.2、至少8.5、至少8.8、至少9、至少9.2、至少9.5、至少9.7、至少9.9、至少10.1、至少10.5、至少10.8、至少10.9、至少11、至少11.1、至少11.2、至少11.5、至少11.7、至少11.9、至少12.1、至少12.3、至少12.7、至少13、至少13.2、至少13.4、至少13.6、至少13.9、至少14、至少14.2、至少14.3、至少14.5、至少14.7、至少14.9、至少15、至少15.2、至少15.3、至少15.5、至少15.7、至少16、至少16.2、至少16.4、至少16.6、至少16.9、至少17、至少17.2、至少17.3、至少17.5、至少17.7、至少17.9、至少18、至少18.2、至少18.3、至少18.5、至少18.7、至少19、至少19.2、至少19.4、至少19.6、至少19.9、至少20、至少20.2、至少20.4、至少20.5、至少20.7、至少21、至少21.5、至少21.7、至少21.9、至少22、至少22.3、至少22.5、至少22.8、至少23、至少23.2、至少23.6、至少24、至少24.2、至少24.5、至少24.7、至少25、至少25.3、至少25.5、至少25.7、至少26、至少26.2、至少26.4、至少26.6、至少26.9、至少27、至少27.2、至少27.3、至少27.5、至少27.7、至少27.9、至少28.1、至少28.2、至少28.5、至少28.7、至少29、至少29.1、至少29.4、至少29.6、至少29.8、至少30、至少30.2、至少30.4、至少30.5、至少30.7、至少30.9、至少31、至少31.2、至少31.3、至少31.5、至少31.7、至少31.9、至少32、至少32.2、至少32.4、至少32.7、至少33、至少33.4、至少33.6、至少33.9、至少34、至少34.2、至少34.5、至少34.7、至少34.9、至少35、至少35.2、至少35.5、至少35.8、至少36、至少36.2、至少36.5、至少36.7、至少37、至少37.2、至少37.4、至少37.6、至少37.9、至少38、至少38.3、至少38.5、至少38.7、至少39、至少39.3、至少39.5、至少39.7、至少40、至少40.2、至少40.5、至少40.7、至少41、至少41.2、至少41.4、至少41.6、至少41.9、至少42、至少42.3、至少42.5、至少42.7、至少42.9、至少43、至少43.2、至少42.3、至少42.5、至少42.7、至少43、至少43.2、至少43.4、至少43.6、至少43.9、至少44、至少44.2、至少44.3、至少44.5、至少44.7、至少44.9、或至少45的比D50a/D50c。
10.根据权利要求1至权利要求9中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括所述磨料颗粒的所述平均粒度(D50a)与所述陶瓷颗粒的所述平均粒度(D50c)的至多35、至多34.8、至多34.5、至多34.2、至多34、至多33.8、至多33.5、至多33.2、至多33、至多32.7、至多32.5、至多32.1、至多31.8、至多31.5、至多31、至多30.5、至多30、至多29.6、至多29.3、至多29、至多28.6、至多28.3、至多28、至多27.6、至多27.3、至多27、至多26.6、至多26.3、至多26、至多25.7、至多25.3、至多25、至多24.8、至多24.5、至多24.2、至多24、至多23.7、至多23.4、至多23、至多22.8、至多22.5、至多22.1、至多21.8、至多21.5、至多21、至多20.5、至多20、至多19.6、至多19.3、至多19、至多18.8、至多18.6、至多18.3、至多18、至多17.6、至多17.2、至多17、至多16.6、至多16.3、至多16、至多15.7、至多15.3、至多15、至多14.8、至多14.5、至多14.2、至多14、至多13.7、至多13.5、至多13.3、至多13、至多12.5、至多12.3、至多12、至多11.8、至多11.5、至多11.3、至多11、至多10.9、至多10.7、至多10.6、至多10.3、至多10、至多9.8、至多9.6、至多9.5、至多9.2、或至多9的比D50a/D50c。
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