研磨噴砂介質(zhì)及其形成和使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了包括成形磨粒的研磨噴砂介質(zhì)和制備工件的表面的方法，所述方法包括在工件處導(dǎo)入研磨物質(zhì)，所述研磨物質(zhì)包括載體和多個(gè)成形磨粒，并且用研磨物質(zhì)制備工件的表面。
【專利說(shuō)明】
研磨噴砂介質(zhì)及其形成和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 下文涉及研磨噴砂介質(zhì)，并且更特別地，涉及包括成形磨粒的研磨噴砂介質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0002] 研磨制品可用于各種材料去除操作，包括碾磨、精整和拋光。取決于研磨材料的類 型，磨?？捎糜谠谖锲分圃熘谐尚位蚰肽V泛多樣的材料和表面。某些類型的磨粒已配制 為具有特定幾何形狀，如三角形磨粒以及摻入這種物體的研磨制品。參見(jiàn)例如美國(guó)專利號(hào) 5, 201，916、5, 366, 523 和 5, 984, 988。
[0003] 已用于產(chǎn)生具有指定形狀的磨粒的三種基本技術(shù)為（1)熔化、（2)燒結(jié)和（3)化 學(xué)陶瓷。在熔化過(guò)程中，磨粒可由其面可為經(jīng)雕刻的或未經(jīng)雕刻的冷卻輥、熔融材料被倒入 其中的模具、或浸入氧化鋁熔體中的散熱材料成形。參見(jiàn)例如公開了包括下述步驟的方法 的美國(guó)專利號(hào)3, 377, 660 :使熔融研磨材料從熔爐流動(dòng)到冷卻旋轉(zhuǎn)澆鑄缸體上，使材料快 速固化以形成薄的半固體彎曲片材，用壓力輥使半固體材料致密化，并且隨后通過(guò)用快速 驅(qū)動(dòng)的冷卻輸送機(jī)將半固體材料條拉離缸體來(lái)逆轉(zhuǎn)所述半固體材料條的曲率而部分破裂 半固體材料條。
[0004] 在燒結(jié)過(guò)程中，磨?？捎闪６葹橹炼?0微米直徑的耐火粉末形成?？蓪⒄辰Y(jié)劑連 同潤(rùn)滑劑和合適的溶劑例如水添加至粉末中。所得的混合物、混合物或漿料可成形為具有 各種長(zhǎng)度和直徑的薄片或棒。參見(jiàn)例如美國(guó)專利號(hào)3, 079, 242,其公開了包括下述步驟的由 煅燒礬土材料制備磨粒的方法：（1)使材料粉碎為細(xì)粉，（2)將所述粉末的細(xì)粒在正壓下壓 緊并形成晶粒大小的結(jié)塊，和（3)在礬土熔化溫度以下的溫度下燒結(jié)粒子的結(jié)塊，以誘導(dǎo) 粒子的有限重結(jié)晶，由此直接產(chǎn)生一定大小的磨粒。
[0005] 化學(xué)陶瓷技術(shù)涉及將任選在具有其他金屬氧化物前體的溶液的混合物中的膠體 分散體或水溶膠（有時(shí)稱為溶膠）轉(zhuǎn)化為凝膠或抑制組分的移動(dòng)性的任何其他物理狀態(tài)， 干燥，并燒制以獲得陶瓷材料。參見(jiàn)例如美國(guó)專利號(hào)4, 744, 802和4, 848, 041。
[0006] 行業(yè)中仍存在改進(jìn)磨粒以及采用磨粒的研磨制品的性能、壽命和功效的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 根據(jù)一個(gè)方面，本文描述了包括成形磨粒的研磨噴砂介質(zhì)。成形磨?？删哂邪?長(zhǎng)度⑴、寬度（w)和高度（hi)的本體，其中所述高度（hi)是本體的內(nèi)部高度，并且其中w > 1和w > hi，此外，本體可具有如在由長(zhǎng)度和寬度限定的平面中觀察的二維多邊形形狀， 其中所述本體包含選自下述的形狀：三角形、四邊形、矩形、梯形、五邊形、六邊形、七邊形、 六邊形、八邊形、九邊形、十邊形、五邊形及其組合。本體可包含如在由本體的長(zhǎng)度和寬度限 定的平面中觀察的選自下述的二維形狀：橢圓形、希臘字母字符、拉丁字母字符、俄語(yǔ)字母 字符及其組合。
[0008] 在另外一個(gè)方面，配置為發(fā)射于工件上的用于表面處理操作的噴砂介質(zhì)的批料可 包括第一部分，所述第一部分包括多個(gè)成形磨粒。批料還可包括第二部分，所述第二部分包 括具有第二粒子特征的多個(gè)成形磨粒，并且其中所述第二粒子特征通過(guò)選自下述的至少一 個(gè)粒子特征而不同于第一粒子特征：平均粒度、平均晶粒尺寸、二維形狀、組成、飛邊百分比 (percent flashing)、粒子尺寸及其組合。
[0009] 根據(jù)另一個(gè)方面，制備工件的表面的方法包括在工件處導(dǎo)入研磨物質(zhì)，所述研磨 物質(zhì)包含載體和多個(gè)成形磨粒；并且用研磨物質(zhì)制備工件的表面。
[0010] 在另外一個(gè)方面，制備工件的表面的方法包括在工件處導(dǎo)入研磨物質(zhì)，所述研磨 物質(zhì)包括載體和多個(gè)成形磨粒，從初始平均表面粗糙度增加工件的表面的平均表面粗糙度 (Ra)，并且相對(duì)于初始平均濕潤(rùn)角增加平均濕潤(rùn)角。
[0011] 對(duì)于一個(gè)特定方面，具有通過(guò)研磨噴砂介質(zhì)修飾的表面的工件包括跨過(guò)表面隨機(jī) 分布的溝，其中所述溝具有平均長(zhǎng)度和平均寬度，并且還限定至少約2 : 1的平均長(zhǎng)度：平 均寬度的縱橫比。
[0012] 根據(jù)一個(gè)方面，研磨噴砂介質(zhì)包括具有本體的成形磨粒，所述本體包括長(zhǎng)度（1)、 寬度（w)和高度（hi)，其中所述高度（hi)是本體的內(nèi)部高度，并且其中w> 1和w> hi， 并且還包含至少約80%的殘存晶粒因子（surviving grain factor)。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 通過(guò)參照附圖，本公開可更好地得以理解，且本公開的許多特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng) 域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。
[0014] 圖1A包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的研磨噴砂介質(zhì)的圖示。
[0015] 圖1B包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的圖1A的橫截面圖示。
[0016] 圖2包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的成形磨粒的側(cè)視圖。
[0017] 圖3包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的表面制備操作的圖示，所述表面制備操作包括在工件 處導(dǎo)入的研磨物質(zhì)。
[0018] 圖4-9包括根據(jù)實(shí)施例的研磨噴砂介質(zhì)成形磨粒的圖示。
[0019] 圖10a包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的特定研磨噴砂介質(zhì)的照片。
[0020] 圖l〇b包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的特定研磨噴砂介質(zhì)的照片，所述特定研磨噴砂介質(zhì) 包括成形磨粒。
[0021] 圖11包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的表面的照片，所述表面通過(guò)圖10的研磨噴砂介質(zhì)進(jìn) 行修飾。
[0022] 圖12包括圖11的一部分的放大圖像。
[0023] 圖13-15包括常規(guī)研磨噴砂介質(zhì)的圖像。
[0024] 圖16包括證實(shí)代表一個(gè)實(shí)施例的樣品和兩個(gè)常規(guī)樣品的殘存晶粒因子的圖表。
[0025] 圖17和18包括工件的圖像，所述工件分別通過(guò)圖13和15的常規(guī)研磨噴砂介質(zhì) 進(jìn)行修飾。
[0026] 圖19包括證實(shí)代表一個(gè)實(shí)施例的樣品和兩個(gè)常規(guī)樣品的殘存晶粒因子的圖表。
[0027] 圖20包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的成形磨粒的側(cè)視圖圖像。
[0028] 圖21包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的成形磨粒的側(cè)視圖圖像。
[0029] 圖22包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的成形磨粒的側(cè)視圖圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下文涉及研磨噴砂介質(zhì)，形成研磨噴砂介質(zhì)的方法，使用研磨噴砂介質(zhì)的方法，使 用研磨噴砂介質(zhì)制備工件的方法，以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例通過(guò)研磨噴砂介質(zhì)制備的工件。
[0031] 根據(jù)一個(gè)方面，研磨噴砂介質(zhì)可包括成形磨粒。更特別地，研磨噴砂介質(zhì)可包括具 有本體的成形磨粒，所述本體可具有在三維中的預(yù)定形狀。成形磨?？刹煌诔Ｒ?guī)壓碎晶 粒，其一般具有不規(guī)則和無(wú)規(guī)形狀。當(dāng)作為批料考慮時(shí)，成形磨?？删哂袑?duì)于批料中的至少 大多數(shù)粒子基本上相同的一個(gè)或多個(gè)代表性尺寸特征。常規(guī)壓碎晶粒的批料一般不顯示出 對(duì)于批料中的至少大多數(shù)粒子基本上相同的一個(gè)或多個(gè)代表性尺寸特征。一個(gè)或多個(gè)代表 性尺寸特征可以，但不一定需要，聯(lián)系一種或多種形成條件，使得一個(gè)或多個(gè)特征可從粒子 到粒子基本上復(fù)制。
[0032] 研磨噴砂介質(zhì)的成形磨?？赏ㄟ^(guò)多種加工方法獲得，所述多種加工方法包括但不 限于印刷、模塑、壓制、沖壓、打孔、鑄造、擠出、切割、壓裂、加熱、冷卻、結(jié)晶、乳制、壓花、沉 積、蝕刻、刻痕及其組合。根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施例，成形磨?？山?jīng)由絲網(wǎng)印刷工藝形成。該工 藝可通過(guò)形成包括陶瓷材料和液體的混合物而開始。特別地，混合物可為由陶瓷粉末材料 和液體形成的凝膠，其中所述凝膠可表征為即使在未處理（即未經(jīng)燒制）狀態(tài)下也具有基 本上保持給定形狀的能力的形狀穩(wěn)定材料。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，凝膠可由陶瓷粉末材料形成， 作為分立粒子的整體網(wǎng)絡(luò)?；旌衔锟珊幸欢ê康墓腆w材料、液體材料和添加劑，使得它 具有形成尺寸上穩(wěn)定的材料相的合適流變特征，所述尺寸上穩(wěn)定的材料相可通過(guò)如本文所 述的方法形成。一般地，尺寸上穩(wěn)定的材料相是可形成為具有特定形狀并基本上維持該形 狀的材料，使得該形狀基本上存在于最終形成的物體中。
[0033] 陶瓷粉末材料可包括氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、碳氧化物、氮氧化物及其組 合。在特定情況下，陶瓷材料可包括氧化鋁。術(shù)語(yǔ)"勃姆石"通常在本文用于表示氧化鋁水 合物，包括礦物勃姆石（通常為A1 203 ? H20,并具有大約15 %的水含量），以及擬薄水鋁石 (具有高于15%的水含量，例如20-38重量％ )。應(yīng)注意，勃姆石（包括擬薄水鋁石）具有 特定且可辨認(rèn)的晶體結(jié)構(gòu)，并因此具有獨(dú)特的X射線衍射圖案，且同樣區(qū)別于其他鋁土材 料，所述其他鋁土材料包括其他水合氧化鋁，例如ATH (氫氧化鋁）（用于制造勃姆石顆粒材 料的本文所用的常見(jiàn)前體材料）。
[0034] 混合物可形成為具有特定含量的固體材料，例如陶瓷粉末材料。例如，在一個(gè)實(shí)施 例中，混合物可具有相對(duì)于混合物的總重量為至少約25重量％且不大于約75重量％的固 體含量。此外，混合物101可形成為具有特定含量的液體材料，包括例如相對(duì)于混合物的總 重量為至少約25重量％且不大于約75重量％的液體含量。
[0035] 為了有利于適當(dāng)形成，混合物可具有特定的儲(chǔ)能模量，例如至少約lxl04Pa、至少 約4xl0 4Pa或甚至至少約5xl04Pa的儲(chǔ)能模量。然而，在至少一個(gè)非限制性實(shí)施例中，混合 物可具有不大于約lxl0 7Pa、例如不大于約2xl06Pa的儲(chǔ)能模量。應(yīng)了解，混合物的儲(chǔ)能模 量可在上述最小值和最大值中的任意者之間的范圍內(nèi)?？墒褂镁哂蠵eltier板溫度控制系 統(tǒng)的ARES或AR-G2旋轉(zhuǎn)流變儀，經(jīng)由平行板系統(tǒng)測(cè)量?jī)?chǔ)能模量。為了測(cè)試，混合物可在兩 個(gè)板之間的間隙內(nèi)擠出，所述兩個(gè)板設(shè)定為彼此分離大約8_。在將凝膠擠出至間隙中之 后，將限定間隙的兩個(gè)板之間的距離降低至2_，直至混合物完全填充板之間的間隙。在擦 去過(guò)量的混合物之后，間隙減小0. 1mm，開始測(cè)試。測(cè)試為使用25-mm平行板且每十進(jìn)位記 錄10個(gè)點(diǎn)，在6. 28rad/s(lHz)下使用01 %至100%之間的應(yīng)變范圍的儀器設(shè)置進(jìn)行的振 動(dòng)應(yīng)變掃描測(cè)試。在測(cè)試完成之后1小時(shí)內(nèi)，再次減小間隙0.1mm并重復(fù)測(cè)試。測(cè)試可重 復(fù)至少6次。第一測(cè)試可不同于第二和第三測(cè)試。僅應(yīng)該記錄每個(gè)試樣的來(lái)自第二和第三 測(cè)試的結(jié)果。
[0036] 此外，混合物可具有有利于加工的特定粘度。例如，混合物可具有為至少約 4xl03Pa s、至少約8xl03Pa s、至少約20xl03Pa s、至少約40xl03Pa s、或甚至至少約 65xl03Pa s的粘度。在至少一個(gè)非限制性實(shí)施例中，混合物可具有不大于約100xl03Pa s、 不大于約95xl03Pa s、或甚至不大于約85xl03Pa s的粘度。應(yīng)了解，混合物的粘度可在上 述最小值和最大值中的任意者之間的范圍內(nèi)。可以與如上所述的儲(chǔ)能模量相同的方式測(cè)量 粘度。
[0037] 混合物可形成為具有特定含量的有機(jī)材料，以有利于加工和形成根據(jù)本文實(shí)施例 的成形磨粒，所述有機(jī)材料包括例如可不同于液體的有機(jī)添加劑。一些合適的有機(jī)添加劑 可包括穩(wěn)定劑、UV可固化樹脂、粘結(jié)劑，例如果糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等。
[0038] 另外，相比于混合物內(nèi)的其他組分，混合物內(nèi)的有機(jī)材料的含量，特別是上述有機(jī) 添加劑中的任意者的含量可為較小量。在至少一個(gè)實(shí)施例中，混合物可形成為具有相對(duì)于 混合物的總重量不大于約30重量％的有機(jī)材料。此外，混合物可形成為具有特定含量的不 同于液體的酸或堿，以有利于加工和形成根據(jù)本文實(shí)施例的成形磨粒。一些合適的酸或堿 可包括硝酸、硫酸、檸檬酸、氯酸、酒石酸、磷酸、硝酸銨和檸檬酸銨。
[0039] 多種系統(tǒng)可用于使混合物成形且形成前體成形磨粒。在利用絲網(wǎng)印刷操作的一個(gè) 特定實(shí)施例中，混合物可擠出通過(guò)?？?，并且在施加區(qū)內(nèi)的擠出過(guò)程中，具有多個(gè)開口的絲 網(wǎng)可在?？谙滦羞M(jìn)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，開口可具有如在由絲網(wǎng)的長(zhǎng)度（1)和寬度（w)限定的 平面中觀察的二維形狀，所述二維形狀可包括多種形狀，包括但不限于多邊形、橢圓形、希 臘字母文字、拉丁字母文字、俄語(yǔ)字母字符、包括多邊形形狀的組合的復(fù)雜形狀及其組合。 在特定情況下，開口可具有二維多邊形形狀，例如三角形、矩形、四邊形、五邊形、六邊形、七 邊形、八邊形、九邊形、十邊形及其組合。開口的形狀可有利于成形磨粒的一個(gè)或多個(gè)特征 的基本形成。
[0040] 在迫使混合物通過(guò)模口且進(jìn)入絲網(wǎng)中的開口內(nèi)之后，前體成形磨粒可印刷在設(shè)置 在絲網(wǎng)下的帶上。在混合物擠出到絲網(wǎng)的開口內(nèi)的過(guò)程期間，帶可與絲網(wǎng)接觸。作為另外 一種選擇，帶可與絲網(wǎng)間隔開。值得注意的是，混合物可以快速方式被迫通過(guò)絲網(wǎng)，使得在 開口內(nèi)的混合物的平均停留時(shí)間可小于約2分鐘、或甚至小于約20秒。在特定非限制性實(shí) 施例中，混合物在當(dāng)它行進(jìn)通過(guò)絲網(wǎng)開口時(shí)的印刷過(guò)程中可基本上不改變，因此不經(jīng)歷來(lái) 自原始混合物的組分的量的變化，并且值得注意的是，在絲網(wǎng)的開口中可不經(jīng)歷明顯干燥。
[0041] 前體成形磨?？善揭仆ㄟ^(guò)一系列區(qū)，在其中可進(jìn)行各種處理過(guò)程。一些合適的示 例性處理過(guò)程可包括干燥、加熱、固化、反應(yīng)、放射、混合、攪拌、攪動(dòng)、平坦化、煅燒、燒結(jié)、粉 碎、篩分、摻雜及其組合。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，前體成形磨?？善揭仆ㄟ^(guò)任選的成形區(qū)，粒子的 至少一個(gè)外表面可在其中如本文實(shí)施例中所述成形。此外，前體成形磨?？善揭仆ㄟ^(guò)施加 區(qū)，在其中一種或多種添加劑可施加于前體成形磨粒，這可以是如本文實(shí)施例中所述給原 材料粉末提供添加劑的相同過(guò)程。在施加區(qū)內(nèi)，添加劑材料可利用多種方法施加，所述方法 包括例如噴霧、浸漬、沉積、浸沒(méi)、轉(zhuǎn)移、打孔、切割、壓榨及其任何組合。并且進(jìn)一步地，前體 成形磨?？稍趲掀揭仆ㄟ^(guò)后成型區(qū)，在其中可對(duì)前體成形磨粒進(jìn)行各種過(guò)程，包括例如 干燥、焙燒和燒結(jié)，以形成成形磨粒。
[0042] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，研磨噴砂介質(zhì)的成形磨?？删哂刑囟ㄐ螤睢＠纾尚文チ？删?有包括長(zhǎng)度（1)、寬度（w)和高度（hi)的本體，其中所述高度（hi)是本體的內(nèi)部高度。寬 度可大于或等于長(zhǎng)度，并且寬度可大于或等于高度。應(yīng)了解，當(dāng)在由長(zhǎng)度和寬度限定的平面 中觀察時(shí)，成形磨粒的本體一般可具有二維多邊形形狀，或接近多邊形形狀的形狀。更特別 地，當(dāng)在由長(zhǎng)度和寬度限定的平面中觀察時(shí)，本體可具有二維形狀，所述二維形狀具有：多 邊形形狀、橢圓形形狀、數(shù)字、希臘字母字符、拉丁字母字符、俄語(yǔ)字母字符、使用多邊形形 狀的組合的復(fù)雜形狀及其組合。特定的多邊形形狀包括三角形、矩形、四邊形、五邊形、六邊 形、七邊形、八邊形、九邊形、十邊形、它們的任意組合。還可利用其他不規(guī)則的多邊形形狀， 包括例如星形粒子，十字形粒子，截頭三角形形狀的粒子等。
[0043] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，研磨噴砂介質(zhì)的本體可包括多晶材料。多晶材料可包括多個(gè)研 磨晶粒，其中晶粒各自可限定結(jié)晶晶粒，并且個(gè)別晶粒由晶界分開。在特定情況下，研磨晶 粒可包括材料例如氮化物、氧化物、碳化物、硼化物、碳氧化物、氮氧化物、硼氧化物、金剛石 及其組合。在至少一種特定情況下，研磨晶?？砂ㄑ趸锊牧?，更特別地，氧化物例如氧 化鋁、氧化錯(cuò)、氧化鈦、氧化紀(jì)、氧化絡(luò)、氧化鎖、氧化娃及其組合。在一個(gè)特定實(shí)施例中，研 磨晶?？砂ㄑ趸X，更特別地可基本上由氧化鋁例如a氧化鋁組成。
[0044] 圖1A包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的研磨噴砂介質(zhì)如成形磨粒的圖示。另外，圖1B包括 圖1A的橫截面圖示。本體101包括上表面103、與上表面103相對(duì)的底部主表面104。上表 面103和底表面104可由側(cè)表面105、106和107彼此分開。如所示，當(dāng)在上表面103的平 面中觀察時(shí)，成形磨粒100的本體101可具有大致三角形形狀。本體101可包括寬度（w)， 所述寬度（w)可為本體沿著側(cè)面延伸的最長(zhǎng)尺寸，并且還可包括高度（h)，所述高度（h)可 為在由本體101的側(cè)表面限定的方向上在垂直于長(zhǎng)度和寬度的方向上延伸的本體101的尺 寸。值得注意的是，如在本文更詳細(xì)地描述，取決于位置，本體101可由各種高度限定。在 具體情況下，寬度可大于或等于長(zhǎng)度，長(zhǎng)度可大于或等于高度，且寬度可大于或等于高度。
[0045] 特別地，本體101可具有如圖1B所示的長(zhǎng)度（Lmiddle)，所述長(zhǎng)度（Lmiddle)可 在本體101的底表面104處測(cè)量，并從拐角113延伸通過(guò)本體101的中點(diǎn)181至本體的相 對(duì)邊緣114處的中點(diǎn)。作為另外一種選擇，本體可由第二長(zhǎng)度或輪廓長(zhǎng)度（Lp)限定，所述 第二長(zhǎng)度或輪廓長(zhǎng)度（Lp)可為來(lái)自上表面103處的側(cè)視圖的從第一拐角113到相鄰拐角 112的本體尺寸的量度。值得注意的是，Lmiddle的尺寸可為限定拐角處的高度（he)與相 對(duì)于拐角的中點(diǎn)邊緣處的高度（hm)之間的距離的長(zhǎng)度。尺寸Lp可為限定hi與h2之間的 距離的沿著粒子的邊的輪廓長(zhǎng)度。本文對(duì)長(zhǎng)度的提及可為對(duì)或Lmiddle或Lp的提及。
[0046] 此外，本文對(duì)任何尺寸特征（例如hl、h2、hi、w、Lmiddle、Lp等）的提及可為對(duì)批 料的單個(gè)粒子的尺寸、源自來(lái)自批料的粒子的合適取樣的分析的中值或平均值的提及。除 非明確指出，否則本文對(duì)尺寸特征的提及可被認(rèn)為是對(duì)中值的提及，所述中值基于源自來(lái) 自粒子批料的合適數(shù)量粒子的樣品量（sample size)的統(tǒng)計(jì)顯著值。值得注意的是，對(duì)于 本文的某些實(shí)施例，樣品量可包括至少40個(gè)從粒子批料中無(wú)規(guī)選擇的粒子。粒子批料可為 從單個(gè)工藝過(guò)程中收集的一組粒子，并且更特別地可包括一定量的適用于形成商業(yè)級(jí)研磨 產(chǎn)品的成形磨粒，例如至少約20鎊的粒子。
[0047] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本體101可在由拐角113限定的本體的第一區(qū)域處具有第一拐 角高度（he)。值得注意的是，拐角113可表示本體101上的最大高度的點(diǎn)，但在拐角113 處的高度不必表示本體101上的最大高度的點(diǎn)。拐角113可限定為由上表面103和兩個(gè)側(cè) 表面105和107的連接而限定的本體101上的點(diǎn)或區(qū)域。本體101還可包括彼此間隔開的 其他拐角，包括例如拐角111和拐角112。如進(jìn)一步所示，本體101可包括邊緣114、115和 116,所述邊緣114、115和116可通過(guò)拐角111、112和113而彼此分開。邊緣114可由上 表面103與側(cè)表面106的相交而限定。邊緣115可由在拐角111和113之間的上表面103 和側(cè)表面105的相交而限定。邊緣116可由在拐角112和113之間的上表面103和側(cè)表面 107的相交而限定。
[0048] 如進(jìn)一步所示，本體101可在本體的第二端部處包括第二中點(diǎn)高度（hm)，所述本 體的第二端部可由邊緣114的中點(diǎn)處的區(qū)域限定，所述區(qū)域可與由拐角113限定的第一端 部相對(duì)。軸線150可在本體101的兩個(gè)端部之間延伸。圖1B為沿著軸線150的本體101 的橫截面圖示，所述軸線150可沿著拐角113與邊緣114的中點(diǎn)之間的長(zhǎng)度（Lmiddle)的 維度延伸通過(guò)本體的中點(diǎn)181。
[0049] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本體101可具有平均高度差，所述平均高度差為he和hm之間的 差異的量度。對(duì)于本文約定，平均高度差一般鑒定為hc-hm，然而，它限定差異的絕對(duì)值，并 且應(yīng)了解，當(dāng)在邊緣114的中點(diǎn)處的本體101的高度大于在拐角113處的高度時(shí)，平均高度 差可計(jì)算為hm-hc。更特別地，可基于來(lái)自合適樣品量的多個(gè)成形磨粒，例如至少40個(gè)來(lái)自 如本文定義的批料的粒子，來(lái)計(jì)算平均高度差。粒子的高度he和hm可使用STIL (Sciences et Techniques Industrielles de la Lumiere-法國(guó)）Micro Measure 3D表面輪廓儀（白 光（LED)色差技術(shù)）測(cè)量，且平均高度差可基于來(lái)自樣品的he和hm的平均值而計(jì)算得到。
[0050] 在一個(gè)特定實(shí)施例中，本體101可具有在本體的不同位置處的平均高度差。例如， 本體101可具有為至少約20微米的平均高度差，所述平均高度差可為第一拐角高度（he) 與第二中點(diǎn)高度（hm)之間的[hc-hm]的絕對(duì)值。應(yīng)了解，當(dāng)在邊緣中點(diǎn)處的本體101的 高度大于在相對(duì)拐角處的高度時(shí)，平均高度差可計(jì)算為hm-hc。在其他情況下，平均高度差 [hc-hm]可為至少約25微米、至少約30微米、至少約36微米、至少約40微米、至少約60微 米，例如至少約65微米、至少約70微米、至少約75微米、至少約80微米、至少約90微米、 或甚至至少約100微米，在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，平均高度差可不大于約300微米，例如 不大于約250微米、不大于約220微米、或甚至不大于約180微米。應(yīng)了解，平均高度差可 在上述最小值和最大值中的任意者之間的范圍內(nèi)。
[0051] 此外，應(yīng)了解，平均高度差可基于he的平均值。例如，在拐角處的本體101的平 均高度（Ahc)可通過(guò)測(cè)量在所有拐角處的本體高度并將值平均而計(jì)算得到，并可不同于在 一個(gè)拐角處的高度的單個(gè)值（he)。因此，平均高度差可通過(guò)等式[Ahc-hi]的絕對(duì)值而給 出。此外，應(yīng)了解，可使用由來(lái)自成形磨粒批料的合適的樣品量而計(jì)算得到的中值內(nèi)部高度 (Mhi)以及在樣品量中所有粒子的拐角處的平均高度來(lái)計(jì)算平均高度差。因此，平均高度差 可通過(guò)計(jì)算[Ahe-Mhi]的絕對(duì)值而給出。
[0052] 在特定情況下，本體101可形成為具有至少1 : 1的值的第一縱橫比，所述第一縱 橫比是表示為寬度：長(zhǎng)度的比例。在其他情況下，可形成本體101，使得第一縱橫比（w : 1) 為至少約1.5 : 1，例如至少約2 : 1、至少約4 : 1、或甚至至少約5 : 1。而且，在其他情 況下，可形成磨粒，使得本體具有的第一縱橫比不大于約10 : 1，例如不大于9 : 1、不大于 約8 : 1、或甚至不大于約5 : 1。應(yīng)了解，本體101可具有在上述比例中的任意者之間的 范圍內(nèi)的第一縱橫比。此外，應(yīng)了解，本文對(duì)高度的提及是磨?？蓽y(cè)量的最大高度。下文將 描述磨粒可在磨粒的本體101內(nèi)的不同位置處具有不同高度。
[0053] 除第一縱橫比之外，本體101可具有可限定為長(zhǎng)度：高度的比例的第二縱橫比， 其中所述高度為內(nèi)部中值高度（Mhi)。在某些情況下，第二縱橫比可在約5 : 1至約1 : 3 之間、例如在約4 : 1至約1 : 2之間或甚至在約3 : 1至約1 : 2之間的范圍內(nèi)。
[0054] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，本體101包含通過(guò)比例寬度：高度限定的第三縱橫比，其中 所述高度為內(nèi)部中值高度（Mhi)。本體101的第三縱橫比可在約10 : 1至約1.5 : 1、例 如8 : 1至約1.5 : 1、例如約6 : 1至約1.5 : 1、或甚至約4 : 1至約1.5 : 1的范圍 內(nèi)。
[0055] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，成形磨粒的本體101可具有可有利于改進(jìn)性能的特定尺寸。例 如，在一種情況下，本體101可具有內(nèi)部高度（hi)，所述內(nèi)部高度（hi)可為如沿著任意拐角 與相對(duì)中點(diǎn)邊緣之間的維度所測(cè)得的本體101高度的最小尺寸。在其中本體101為大致三 角形二維形狀的特定情況下，內(nèi)部高度（hi)可為在三個(gè)拐角中的每一個(gè)與相對(duì)中點(diǎn)邊緣 之間進(jìn)行的三次測(cè)量的高度（即底表面104與上表面103之間的量度）的最小尺寸。本體 101的內(nèi)部高度（hi)的尺寸示于圖1B中。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，內(nèi)部高度（hi)可為寬度（w) 的至少約22%。任意粒子的高度（hi)可通過(guò)如下方式測(cè)得：將成形磨粒切片或固定并碾 磨，并且以足以確定本體101的內(nèi)部?jī)?nèi)的最小高度（hi)的方式（例如光學(xué)顯微鏡或SEM) 觀察。在一個(gè)特定實(shí)施例中，高度（hi)可為寬度的至少約25%，例如本體101寬度的至少 約28%、寬度的至少約29%，例如至少約30%或甚至至少約33%。對(duì)于一個(gè)非限制性實(shí)施 例，本體101的高度（hi)可不大于寬度的約80%，例如不大于約76%、不大于約73%、不大 于約70%、不大于約68%、不大于約56%、不大于約48%、或甚至不大于約40%。應(yīng)了解， 本體101的高度（hi)可在上述最小百分比和最大百分比中的任意者之間的范圍內(nèi)。
[0056] 可為研磨噴砂介質(zhì)批料的至少一部分的成形磨粒批料，可具有受控的中值內(nèi)部高 度值（Mhi)，這可有利于改進(jìn)的性能。特別地，批料的中值內(nèi)部高度（hi)可以以與如上所述 相同的方式而與批料的成形磨粒的中值寬度相關(guān)。值得注意的是，中值內(nèi)部高度（Mhi)可 為批料的成形磨粒的中值寬度的至少約22%，例如至少約28%、至少約29%、至少約30%、 或甚至至少約33%。對(duì)于一個(gè)非限制性實(shí)施例，本體的中值內(nèi)部高度（Mhi)可不大于寬度 的約80%，例如不大于約76%、不大于約73%、不大于約70%、不大于約68%、不大于寬度 的約56%、不大于寬度的約48%、或甚至不大于中值寬度的約40%。應(yīng)了解，本體的中值內(nèi) 部高度（Mhi)可在上述最小百分比和最大百分比中的任意者之間的范圍內(nèi)。
[0057] 此外，如通過(guò)來(lái)自合適樣品量的尺寸特征的標(biāo)準(zhǔn)差測(cè)量的，成形磨粒的批料和因 此研磨噴砂介質(zhì)的至少一部分，可顯示出改進(jìn)的尺寸均勻性。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，批料可具有 內(nèi)部高度變化（Vhi)，所述內(nèi)部高度變化（Vhi)可計(jì)算為來(lái)自批料的粒子的合適樣品量的 內(nèi)部高度（hi)的標(biāo)準(zhǔn)差。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，內(nèi)部高度變化可不大于約60微米，例如不大于 約58微米、不大于約56微米、或甚至不大于約54微米。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，內(nèi)部高 度變化（Vhi)可為至少約2微米。應(yīng)了解，本體的內(nèi)部高度變化可在上述最小值和最大值 中的任意者之間的范圍內(nèi)。
[0058] 對(duì)于另一個(gè)實(shí)施例，本體101可具有為至少約400微米的內(nèi)部高度（hi)。更特別 地，高度可為至少約450微米，例如至少約475微米、或甚至至少約500微米。在又一非限 制性實(shí)施例中，本體101的高度可不大于約3_，例如不大于約2_、不大于約1. 5_、不大于 約1_、不大于約800微米。應(yīng)了解，本體101的高度可在上述最小值和最大值中的任意者 之間的范圍內(nèi)。此外，應(yīng)了解如上值的范圍可代表成形磨粒的批料的中值內(nèi)部高度（Mhi) 值。
[0059] 某些研磨噴砂介質(zhì)可包括具有特定寬度（w)的本體的成形磨粒。例如，寬度可為 至少約600微米，例如至少約700微米、至少約800微米、或甚至至少約900微米。在一種 非限制性的情況下，本體101可具有不大于約4_、例如不大于約3_、不大于約2. 5_、或甚 至不大于約2mm的寬度。應(yīng)了解，本體101的寬度可在上述最小值和最大值中的任意者之 間的范圍內(nèi)。此外，應(yīng)了解如上值的范圍可代表成形磨粒的批料的中值寬度（Mw)。
[0060] 在另一個(gè)方面，研磨噴砂介質(zhì)可包括具有特定長(zhǎng)度（1)的本體的成形磨粒。例如， 本體可具有為至少約0. 4_、例如至少約0. 6_、至少約0. 8_、或甚至至少約0. 9mm的長(zhǎng)度 (Lmiddle或Lp)。而且，對(duì)于至少一個(gè)非限制性實(shí)施例，本體101可具有不大于約4mm、例 如不大于約3_、不大于約2. 5_、或甚至不大于約2mm的長(zhǎng)度。應(yīng)了解，本體101的長(zhǎng)度可 在上述最小值和最大值中的任意者之間的范圍內(nèi)。此外，應(yīng)了解如上值的范圍可代表中值 長(zhǎng)度（M1)，其可更特別地為成形磨粒的批料的中值中間長(zhǎng)度（MLmiddle)或中值輪廓長(zhǎng)度 (MLp)，并且因此可為包括成形磨粒的研磨噴砂介質(zhì)的批料的至少一部分的中值中間長(zhǎng)度 (MLmiddle)或中值輪廓長(zhǎng)度（MLp)。
[0061] 根據(jù)另一實(shí)施例，研磨噴砂介質(zhì)可包括具有本體的成形磨粒，所述本體可顯示出 特定量的凹進(jìn)，其中凹進(jìn)值（d)可限定為拐角處的本體的平均高度（Ahc)相比于內(nèi)部處的 本體的高度（hi)的最小尺寸之間的比例。拐角處的本體的平均高度（Ahc)可通過(guò)測(cè)量在 所有拐角處的本體高度并將值平均而計(jì)算得到，并可不同于在一個(gè)拐角處的高度的單個(gè) 值（he)。在拐角處或在內(nèi)部處的本體的平均高度可使用STIL(Sciences et Techniques Industrielles de la Lumiere-法國(guó)）Micro Measure 3D表面輪廓儀（白光（LED)色差技 術(shù)）測(cè)量?；蛘?，凹進(jìn)可基于由來(lái)自批料的粒子的合適取樣而計(jì)算得到的拐角處的粒子的 中值高度（Mhc)。同樣，內(nèi)部高度（hi)可為源自來(lái)自批料的粒子的合適取樣的中值內(nèi)部高 度（Mhi)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，凹進(jìn)值（d)可不大于約2,例如不大于約1. 9、不大于約1. 8、不 大于約1. 7、不大于約1. 6、不大于約1. 5、不大于約1. 25、不大于約1. 2、不大于約1. 15、或 不大于約1. 10。而且，在至少一個(gè)非限制性實(shí)施例中，凹進(jìn)值（d)可為至少約0.9,例如至 少約1.0。應(yīng)了解，凹進(jìn)比例可在上述最小值和最大值中的任意者之間的范圍內(nèi)。此外，應(yīng) 了解如上凹進(jìn)值可代表成形磨粒的批料的中值凹進(jìn)值（Md)，并且因此可代表包括成形磨粒 的研磨噴砂介質(zhì)的批料的至少一部分的中值凹進(jìn)值（Md)。
[0062] 本體101可具有限定底部面積（Ab)的底表面104。在特定情況下，底表面104可 為本體101的最大表面。底表面可具有比上表面103的表面積更大的限定為底部面積（A b) 的表面積。另外，本體101可具有限定垂直于底部面積并延伸通過(guò)粒子的中點(diǎn)181的平面 面積的橫截面中點(diǎn)面積（AJ。在某些情況下，本體101可具有不大于約6的底部面積/中 點(diǎn)面積的面積比（A b/Aj。在更特別的情況下，面積比可不大于約5. 5,例如不大于約5、不大 于約4. 5、不大于約4、不大于約3. 5、或甚至不大于約3。而且，在一個(gè)非限制性實(shí)施例中， 面積比可為至少約1. 1，例如至少約1. 3、或甚至至少約1. 8。應(yīng)了解，面積比可在上述最小 值和最大值中的任意者之間的范圍內(nèi)。此外，應(yīng)了解如上面積比可代表成形磨粒的批料的 中值面積比，并且因此可代表包括成形磨粒的研磨噴砂介質(zhì)的批料的至少一部分的中值面 積比。
[0063] 此外，摻入本文實(shí)施例的成形磨粒的研磨噴砂介質(zhì)，包括例如圖1B的粒子，可具 有不大于約0.3的標(biāo)準(zhǔn)化高度差。標(biāo)準(zhǔn)化高度差可通過(guò)等式[(hc-hmV(hi)]的絕對(duì)值限 定。在其他實(shí)施例中，標(biāo)準(zhǔn)化高度差可不大于約〇. 26,例如不大于約0. 22、或甚至不大于約 0. 19。而且，在一個(gè)特定實(shí)施例中，標(biāo)準(zhǔn)化高度差可為至少約0. 04,例如至少約0. 05、或甚 至至少約0. 06。應(yīng)了解標(biāo)準(zhǔn)化高度差可在上述最小值和最大值中的任意者之間的范圍內(nèi)。 此外，應(yīng)了解上述標(biāo)準(zhǔn)化高度值可代表成形磨粒的批料的中值標(biāo)準(zhǔn)化高度值，并且因此可 代表包括成形磨粒的研磨噴砂介質(zhì)的批料的至少一部分的中值標(biāo)準(zhǔn)化高度值。
[0064] 在另一種情況下，本體可具有為至少約0. 04的輪廓比，其中所述輪廓比定義為成 形磨粒的平均高度差[hc-hm]與長(zhǎng)度（Lmiddle)的比例，定義為[(hc_hm)/(Lmiddle)]的 絕對(duì)值。應(yīng)了解，如圖1B所示，本體的長(zhǎng)度（Lmiddle)可為跨過(guò)本體101的距離。此外，該 長(zhǎng)度可為由來(lái)自成形磨粒的批料的粒子的合適取樣計(jì)算的平均長(zhǎng)度或中值長(zhǎng)度。根據(jù)一個(gè) 特定實(shí)施例，輪廓比可為至少約〇. 05、至少約0. 06、至少約0. 07、至少約0. 08、或甚至至少 約0. 09。而且，在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，輪廓比可不大于約0. 3,例如不大于約0. 2、不大 于約0. 18、不大于約0. 16、或甚至不大于約0. 14。應(yīng)了解輪廓比可在上述最小值和最大值 中的任意者之間的范圍內(nèi)。此外，應(yīng)了解上述輪廓比可代表成形磨粒的批料的中值輪廓比。
[0065] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，本體可具有特定的傾角，所述傾角可限定為本體的底表面104 與側(cè)表面105、106或107之間的角度。例如，傾角可在約1°至約80°之間的范圍內(nèi)。對(duì)于 本文的其他粒子，傾角可在約5°至55°之間、例如約10°至約50°之間、約15°至50° 之間、或甚至約20°至50°之間的范圍內(nèi)。具有這種傾角的磨粒的形成可改進(jìn)研磨噴砂介 質(zhì)的性能。
[0066] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，圖1A和1B的研磨噴砂介質(zhì)粒子可具有在本體101的上表面 103中的橢圓形區(qū)域117。橢圓形區(qū)域117可通過(guò)溝槽區(qū)域118限定，所述溝槽區(qū)域118可 在上表面103周圍延伸并限定橢圓形區(qū)域117。橢圓形區(qū)域117可涵蓋中點(diǎn)181。此外，認(rèn) 為在上表面中限定的橢圓形區(qū)域117可為形成過(guò)程的人為產(chǎn)物，并且可由于在形成期間對(duì) 混合物施加的應(yīng)力而形成。
[0067] 在一個(gè)方面，本體101可具有可有利于改進(jìn)的性能的飛邊百分比。值得注意的是， 飛邊可由當(dāng)沿著一側(cè)觀察時(shí)的粒子面積限定，如圖2所示，其中飛邊可在框202和203內(nèi)從 本體的側(cè)表面延伸。飛邊可表示接近本體的上表面和底表面的錐形區(qū)域。例如，粒子的側(cè) 表面可相對(duì)于在本體高度的方向上延伸的豎直軸逐漸變細(xì)。飛邊可測(cè)量為如下：沿著包含 于在本體的側(cè)表面的最內(nèi)點(diǎn)（例如221)與側(cè)表面上的最外點(diǎn)（例如222)之間延伸的框內(nèi) 的側(cè)表面的本體的面積的百分比。在一個(gè)特定情況下，本體可具有特定含量的飛邊，所述含 量可為包含于框202和203內(nèi)的本體的面積相比于包含于框202、203和204內(nèi)的本體的總 面積的百分比。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本體的飛邊百分比（f)可為至少約10%。在另一個(gè)實(shí)施 例中，飛邊百分比可更大，例如至少約12%、例如至少約14%、至少約16%、至少約18%、或 甚至至少約20%。而且，在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，本體的飛邊百分比可不大于約45%，例 如不大于約40%、或甚至不大于約36%。應(yīng)了解，本體的飛邊百分比可在上述最小百分比 和最大百分比中的任意者之間的范圍內(nèi)。此外，應(yīng)了解如上飛邊百分比可代表成形磨粒的 批料的平均飛邊百分比或中值飛邊百分比，并且因此可代表包括成形磨粒的研磨噴砂介質(zhì) 的批料的至少一部分的平均飛邊百分比或中值飛邊百分比。
[0068] 飛邊百分比可通過(guò)如下方式測(cè)得：以側(cè)面固定粒子，并觀察本體以產(chǎn)生黑白圖像， 如圖2所示。用于進(jìn)行此類測(cè)量的合適程序包括ImageJ軟件。飛邊百分比可通過(guò)確定相 比于在側(cè)面觀察時(shí)的本體的總面積（總陰影面積）（包括中心204中和框內(nèi)的面積）的框 202和203中的本體201的面積而計(jì)算得到。對(duì)于粒子的合適取樣，可完成這種程序，以產(chǎn) 生平均值、中值和/或標(biāo)準(zhǔn)差值。
[0069] 根據(jù)本文實(shí)施例的研磨噴砂介質(zhì)成形磨粒的批料可顯示出改進(jìn)的尺寸均勻性，如 通過(guò)來(lái)自批料的粒子的合適樣品量的尺寸特征的標(biāo)準(zhǔn)差所測(cè)得。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，成形磨 粒的批料可具有飛邊變化（Vf)，所述飛邊變化（Vf)可計(jì)算為來(lái)自批料的粒子的合適樣品 量的飛邊百分比（f)的標(biāo)準(zhǔn)差。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，飛邊變化可不大于約5. 5%，例如不大于 約5. 3%、不大于約5%、或不大于約4. 8%、不大于約4. 6%、或甚至不大于約4. 4%。在一 個(gè)非限制性實(shí)施例中，飛邊變化（Vf)可為至少約0. 1%。應(yīng)了解，飛邊變化可在上述最小百 分比和最大百分比中的任意者之間的范圍內(nèi)。
[0070] 本文實(shí)施例的研磨噴砂介質(zhì)成形磨?？删哂袨橹辽?000的高度（hi)和飛邊乘積 值（hiF)，其中hiF = (hi) (f)，"hi"表示如上所述的本體的最小內(nèi)部高度，且"f "表示飛 邊百分比。在一個(gè)特定情況下，本體的高度和飛邊乘積值（hiF)可更大，例如至少約4500 微米％、至少約5000微米％、至少約6000微米％、至少約7000微米％、或甚至至少約8000 微米％。而且，在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，高度和飛邊乘積值可不大于約45000微米％，例 如不大于約30000微米％、不大于約25000微米％、不大于約20000微米％、或甚至不大于 約18000微米％。應(yīng)了解，本體的高度和飛邊乘積值可在上述最小值和最大值中的任意者 之間的范圍內(nèi)。此外，應(yīng)了解如上乘積值可代表成形磨粒的批料的中值乘積值（MhiF)，并且 因此可代表包括成形磨粒的研磨噴砂介質(zhì)的批料的至少一部分的中值乘積值（MhiF)。
[0071] 本文實(shí)施例的某些成形磨?？删哂腥缤ㄟ^(guò)等式dF = (d) (F)計(jì)算的凹進(jìn)（d)和飛 邊（F)乘積值（dF)，其中dF不大于約90%，"d"表示凹進(jìn)值，且"f"表示本體的飛邊百分 比。在一個(gè)特定情況下，本體的凹進(jìn)（d)和飛邊（F)乘積值（dF)可不大于約70%，例如不 大于約60%、不大于約55%、不大于約48%、不大于約46%。而且，在一個(gè)非限制性實(shí)施例 中，凹進(jìn)（d)和飛邊（F)乘積值（dF)可為至少約10%，例如至少約15%、至少約20%、至 少約22%、至少約24%、或甚至至少約26%。應(yīng)了解，本體的凹進(jìn)（d)和飛邊（F)乘積值 (dF)可在上述最小值和最大值中的任意者之間的范圍內(nèi)。此外，應(yīng)了解如上乘積值可代表 成形磨粒的批料的中值乘積值（MdF)，并且因此可代表包括成形磨粒的研磨噴砂介質(zhì)的批 料的至少一部分的中值乘積值（MdF)。
[0072] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本體可具有如通過(guò)等式hi/d = (hi)/(d)計(jì)算的高度和凹進(jìn)比 (hi/d)，其中hi/d不大于約1000, "hi "表示如上所述的最小內(nèi)部高度，且"d"表示本體的 凹進(jìn)。在一個(gè)特定情況下，本體的比例（hi/d)可不大于約900微米、不大于約800微米、不 大于約700微米、或甚至不大于約650微米。而且，在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，比例（hi/d) 可為至少約10微米，例如至少約50微米、至少約100微米、至少約150微米、至少約200微 米、至少約250微米、或甚至至少約275微米。應(yīng)了解，本體的比例（hi/d)可在上述最小值 和最大值中的任意者之間的范圍內(nèi)。此外，應(yīng)了解如上高度和凹進(jìn)比可代表成形磨粒的批 料的中值高度和凹進(jìn)比（Mhi/d)，并且因此可代表包括成形磨粒的研磨噴砂介質(zhì)的批料的 至少一部分的中值高度和凹進(jìn)比（Mhi/d)。
[0073] 研磨噴砂介質(zhì)的本體可完全由多晶材料形成。即，在某些情況下，本體可基本上不 含粘結(jié)劑。此外，在其他情況下，本體可基本上不含任何有機(jī)材料，并且更特別地，本體可基 本上由至少一種無(wú)機(jī)材料組成。
[0074] 在另一個(gè)實(shí)施例中，本體可為復(fù)合材料，并且可包括至少兩個(gè)不同類型的研磨晶 粒。例如，本體可包括第一層和覆在第一層上面的第二層，其中所述第一層包括第一組合 物，并且第二層包括不同于第一組合物的第二組合物。第一組合物和第二組合物可通過(guò)至 少一種元素而彼此不同。作為另外一種選擇或另外地，第一組合物和第二組合物可通過(guò)組 合物內(nèi)存在的特定元素的至少一個(gè)重量百分比而彼此不同。更特別地，第一組合物和第 二組合物之間的差異可為第一組合物和第二組合物內(nèi)存在的至少一種元素的至少約2重 量％，例如至少約4重量％、至少約8重量％、至少約10重量％、至少約15重量％、或甚至 至少約20重量％。
[0075] 在可替代實(shí)施例中，本體可包括復(fù)合物，其中所述本體包括第一區(qū)域和不同于第 一區(qū)域的第二區(qū)域。值得注意的是，在某些情況下，第一區(qū)域可處于壓縮中，并且第二區(qū)域 可處于張力中。在某些情況下，可通過(guò)利用包括第一組合物的第一區(qū)域和包括不同于第一 組合物的第二組合物的第二區(qū)域，來(lái)完成在第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的壓縮和張力中的差 異的促進(jìn)。在其他情況下，應(yīng)了解，第一區(qū)域和第二區(qū)域可以各種方式排列在成形磨粒的本 體內(nèi)。例如，在一種情況下，第一區(qū)域可存在于圍繞中點(diǎn)的本體的中心區(qū)域內(nèi)，而第二區(qū)域 圍繞第一區(qū)域且存在于本體的外周區(qū)域處。作為另外一種選擇，第一區(qū)域可存在于外周區(qū) 域處，第二區(qū)域可存在于中心區(qū)域處。在另外一個(gè)實(shí)施例中，第一區(qū)域和第二區(qū)域可以層的 形式相對(duì)于彼此排列，其中第一區(qū)域采取第一層的形式，第二區(qū)域采取覆在第一區(qū)域上面 的第二層的形式。此外，應(yīng)了解，本體可包括復(fù)合物，所述復(fù)合物包括超過(guò)第一區(qū)域和第二 區(qū)域，包括例如第三區(qū)域、第四區(qū)域、第五區(qū)域等。
[0076] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)根據(jù)一個(gè)實(shí)施例施加特定表面制備操作時(shí)，研磨噴砂介質(zhì)可 包括至少約80%的殘存晶粒因子。在某些實(shí)施例中，本文研磨噴砂介質(zhì)的殘存晶粒因子可 更大，例如至少約82 %、至少約84 %、至少約86 %、至少約88 %、或甚至至少約90 %。而且， 研磨噴砂介質(zhì)可具有不大于99. 5%的殘存晶粒因子。應(yīng)了解，研磨噴砂介質(zhì)可具有在上述 最小百分比和最大百分比中的任意者之間的范圍內(nèi)的殘存晶粒因子。
[0077] 用于表征殘存晶粒因子的表面制備操作配置為根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化條件進(jìn)行，包括稱重且 提供100克研磨噴砂介質(zhì)的初始測(cè)試批料。在室溫下，使用1巴的壓力和具有直徑8mm的 開口的噴砂噴嘴，在鋼（例如304L不銹鋼）工件處導(dǎo)入研磨噴砂介質(zhì)的批料。噴砂噴嘴與 工件表面間隔開15cm。限定鉆孔的內(nèi)部軸的噴砂噴嘴軸和研磨噴砂介質(zhì)的主要方向以相對(duì) 于工件表面的垂直角度附接。當(dāng)整個(gè)研磨噴砂介質(zhì)批料從噴砂噴嘴噴出于工件上而不再循 環(huán)時(shí)，一個(gè)循環(huán)完成。在每個(gè)循環(huán)后，將研磨噴砂介質(zhì)回收且篩分。將回收的粒子再裝載到 噴砂機(jī)內(nèi)，并且用于根據(jù)上文條件的噴砂操作的另一個(gè)循環(huán)中。完成二十個(gè)（20)循環(huán)，并 且在再裝載噴砂機(jī)前，將粒子回收且篩分。篩分工藝配置為去除100克初始測(cè)試批料的小 于60%初始平均粒度的粒子。與初始測(cè)試批料的重量（100克）相比較，通過(guò)在20個(gè)循環(huán) 和最終第20個(gè)篩分循環(huán)后的批料重量來(lái)計(jì)算殘存晶粒因子。
[0078] 在另一個(gè)方面，研磨噴砂介質(zhì)可為噴砂介質(zhì)的批料的一部分。批料可包括第一部 分，所述第一部分可包括如由本文實(shí)施例描述的成形磨粒。此外，批料可包括第二部分，所 述第二部分包括第二磨粒，所述第二磨粒通過(guò)至少一個(gè)粒子特征而不同于成形磨粒，所述 至少一個(gè)粒子特征包括例如磨粒大?。戳Ｗ觾?nèi)的結(jié)晶晶粒的平均尺寸）、硬度、韌度、脆 碎度、密度、多孔性、顏色、松裝密度（LPD)及其任何組合。例如，第二部分可包括多個(gè)無(wú)規(guī) 形狀的磨粒。此類無(wú)規(guī)形狀的磨?？赏ㄟ^(guò)常規(guī)技術(shù)使用或獲得，所述常規(guī)技術(shù)包括但不限 于篩分、壓碎及其組合。在一種特定情況下，第二部分可包括稀釋劑研磨晶粒，其不僅可在 形狀中相對(duì)于第一部分的成形磨粒改變，還可通過(guò)下述不同于成形磨粒：組成、平均粒度、 平均晶粒尺寸（即粒子內(nèi)的結(jié)晶晶粒的平均尺寸）、硬度、韌度、脆碎度、密度、多孔性、顏 色、松裝密度（LPD)及其組合。
[0079] 根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施例，第一部分可以特定量（W1)存在，所述特定量（W1)可為相對(duì) 于噴砂介質(zhì)批料總重量的第一部分的重量百分比的量度。此外，批料可包括特定含量的第 二部分（W2)，所述第二部分（W2)可以相對(duì)于噴砂介質(zhì)批料的總重量的一定量（重量百分 比）存在。更特別地，批料可包括第一部分的量相對(duì)于第二部分的量的特定比。例如，W1和 W2可彼此不同。在一種情況下，W1可大于W2。在另外一個(gè)實(shí)施例中，W2可大于W1。作為 另外一種選擇，W1和W2可基本上相同。
[0080] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，批料可包括可為至少約0. 1的比（W1/W2)。在其他實(shí)施例中，比 (W1/W2)可更大，例如至少約0. 3,例如至少約0. 7、至少約1、至少約3、至少約5、或甚至至 少約10。而且，比（W1/W2)可為有限的，從而使得它不大于約100、不大于約95、不大于約 90、不大于約85、或甚至不大于約80。應(yīng)了解，批料可包括可在上述值的任意者之間的范圍 內(nèi)的比（W1/W2)。
[0081] 而且，在其他實(shí)施例中，批料可利用包括成形磨粒的第一部分和包括成形磨粒的 第二部分。應(yīng)了解，第二部分的成形磨?？赏ㄟ^(guò)至少一個(gè)粒子特征而不同于第一部分的成 形磨粒，所述至少一個(gè)粒子特征包括例如二維形狀、粒度、平均晶粒尺寸和與本文實(shí)施例的 成形磨粒相關(guān)的特征中的任一個(gè)。在特定情況下，與第二部分的磨粒的平均粒度相比較，第 一部分的多個(gè)成形磨?？删哂胁煌钠骄６取＠?，與第二部分的磨粒的平均粒度相比 較，第一部分的成形磨?？删哂懈蟮钠骄６?。而且，在其他實(shí)施例中，與第一部分的成 形磨粒相比較，第二部分的磨?？删哂懈蟮钠骄６取?br>[0082] 根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施例，研磨噴砂介質(zhì)的本體可包括多個(gè)材料相，特別包括第一相 和第二相，所述第二相具有不同于第一相的組成。例如，本體可包括第一相，所述第一相包 括相對(duì)于第一相的總重量為至少約70重量％的氧化鋁。另外，本體可包括相對(duì)于本體的總 重量為至少〇. 1重量％的第二相。
[0083] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本體可形成為具有第二相在本體體積內(nèi)的特定分布。例如，第二 相可為本體內(nèi)的整合相。此外，第二相可基本上均勻分散遍及本體的整個(gè)體積。作為另外 一種選擇，第二相可非均勻地分散在本體內(nèi)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，與在本體中心區(qū)域處 的第二相含量相比較，本體可具有在本體的外周區(qū)域處不同含量的第二相。
[0084] 第二相可設(shè)置在本體內(nèi)存在的其他相中任一個(gè)的結(jié)構(gòu)域內(nèi)或結(jié)構(gòu)域之間。結(jié)構(gòu)域 可包括單個(gè)晶體或一組晶體，當(dāng)在兩個(gè)維度中觀察時(shí)，所述一組晶體具有相同或基本上相 同的對(duì)齊。在一個(gè)實(shí)施例中，第二相可設(shè)置在其他相中任一個(gè)的晶界處，并且更特別地，第 二相的大部分可設(shè)置為在本文實(shí)施例中所述的相中任一個(gè)之間的晶間相（即，在晶界處的 晶粒之間）。例如，第二相總含量的至少60%可設(shè)置在第一相的晶界處。在其他實(shí)施例中， 設(shè)置在晶界處的第二相的量可更大，例如第二相的至少約70%、第二相的至少約80%、第 二相的至少約90 %，或甚至在一些情況下，第二相的基本上全部可設(shè)置在第一相的晶界處。
[0085] 第一相可具有一定含量的氧化鋁，例如相對(duì)于第一相的總重量為至少約70重 量％的氧化鋁。對(duì)于其他實(shí)施例，本體可包括相對(duì)于第一相的總重量為至少約71重量％的 氧化鋁，例如至少約75重量％、至少約77重量％、至少約80重量％、至少約83重量％、至 少約85重量％、至少約88重量％、至少約90重量％、至少約93重量％、至少約95重量％、 或甚至基本上由氧化鋁組成。
[0086] 此外，顆粒材料可具有本體，所述本體包括相對(duì)于本體的總重量為至少約70重 量％的第一相。在其他情況下，第一相的總含量可更大，例如相對(duì)于本體的總重量為至少約 75重量％、至少約77重量％、至少約80重量％、至少約83重量％、至少約85重量％、至少 約88重量％、至少約90重量％、至少約93重量％、或甚至至少約95重量％。而且，本體可 包括相對(duì)于本體的總重量不大于約99. 5重量％、不大于約99重量％、或甚至不大于約98 重量％的第一相。應(yīng)了解，本體內(nèi)的第一相的總含量可在上述最小百分比和最大百分比中 的任意者之間的范圍內(nèi)。
[0087] 根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施例，第二相可包括磷酸鹽，并且更特別地，可包括在至少一種稀 土元素中的主要含量的磷酸鹽。在一種特定情況下，第二相可基本上由磷酸鹽和至少一種 稀土元素組成，并且更特別地，可基本上由獨(dú)居石（LaP0 4)組成。此外，第二相可包括結(jié)晶 材料，更特別地，可基本上由結(jié)晶材料組成。在其他情況下，第二相可包括單斜結(jié)晶結(jié)構(gòu)，并 且更特別地，可基本上由單斜結(jié)晶結(jié)構(gòu)組成。
[0088] 此外，本體可包括相對(duì)于本體的總重量為至少0. 1重量％的第二相。對(duì)于其他實(shí) 施例，本體內(nèi)的第二相含量可更大，例如至少約〇. 2重量％、至少約0. 3重量％、至少約0. 5 重量％、至少約0. 6重量％、至少約0. 7重量％、至少約0. 9重量％、至少約1. 0重量％、或 甚至至少約1. 1重量％。而且，本體內(nèi)的第二相含量可為有限的，使得它可不大于約30重 量％，例如不大于約20重量％、不大于約15重量％、不大于約13重量％、不大于約12重 量％、不大于約10重量％、不大于約9重量％、不大于約8重量％、不大于約7重量％、不大 于約6重量％、不大于約5重量％、不大于約4重量％、不大于約3重量％、或甚至不大于約 2重量％。應(yīng)了解，本體內(nèi)的第二相含量可在上述最小百分比和最大百分比中的任意者之間 的范圍內(nèi)。
[0089] 在另一個(gè)實(shí)施例中，研磨噴砂介質(zhì)的本體可包括由（WP1/WP2)限定的第一相和第 二相的比，其中WP1代表相對(duì)于本體的總重量的第一相的重量百分比，WP2代表相對(duì)于本體 的總重量的第二相的重量百分比。在至少一個(gè)方面，比（WP1/WP2)可為至少約1，例如至少 約1. 1、至少約1. 5、至少約2、至少約3、至少約5、至少約8、至少約10、至少約15、至少約 20、至少約50、或甚至至少約70。而且，在另一個(gè)實(shí)施例中，比（WP1/WP2)可不大于約100、 或甚至不大于約95。應(yīng)了解，本體可具有在上述最小值和最大值中的任意者之間的范圍內(nèi) 的比（WP1/WP2) 〇
[0090] 在另外一個(gè)實(shí)施例中，本體可為基于氧化鋁的本體，使得它含有在本體內(nèi)的主要 含量的氧化鋁晶體和次要含量的主要添加劑組合物，其中所述主要添加劑組合物可不同于 氧化鋁。在一種特定情況下，主要添加劑組合物可包括鎂和鈣的組合。更特別地，鎂鈣可以 特定添加劑比（Mg : Ca)存在。例如，添加劑比可在約1 : 1至約10 : 1的范圍內(nèi)。
[0091] 提及包括主要添加劑組合物的本體，所述本體可包括最小量的鈣。例如，本體可包 括相對(duì)于本體的總重量為至少約〇. 2重量％的鈣。應(yīng)了解，鈣的含量可以氧化物化合物的 形式存在，包括例如氧化鈣。此外，應(yīng)了解，鎂的含量可以化合物的形式例如氧化物化合物 的形式存在，包括例如氧化鎂。
[0092] 包括氧化鋁和主要添加劑組合物的本體還可包括特定量的鎂。例如，鎂的量可不 大于約5重量％，例如不大于約4重量％、或甚至不大于約3重量％。而且，應(yīng)了解本體可 包括最小量的鎂，例如相對(duì)于本體的總重量為至少約〇. 1重量％、至少約〇. 2重量％、至少 約0. 4重量％、或甚至至少約1. 0重量％。應(yīng)了解，本體內(nèi)的鎂含量可在上述最小百分比和 最大百分比中的任意者之間的范圍內(nèi)。
[0093] 進(jìn)一步提及摻入氧化鋁和主要添加劑組合物的本體，所述本體可基本上由氧化鋁 晶體和主要添加劑組合物組成。此外，主要添加劑組合物中的大部分可優(yōu)先定位于氧化鋁 晶體的晶體邊界處。例如，包括鈣的添加劑可優(yōu)先定位于氧化鋁的晶體邊界處。此外，主要 添加劑組合物內(nèi)的鎂可基本上均勻地分散在晶體內(nèi)的本體各處和晶體邊界處。應(yīng)了解，主 要添加劑組合物可基本上由鎂和鈣組成。
[0094] 此外，根據(jù)本文實(shí)施例的某些研磨噴砂介質(zhì)可基本上不含某些材料，包括但不限 于堿金屬元素、堿土金屬元素、鈉、釔、錳和甚至鐵。
[0095] 批料可包含在特定包裝內(nèi)用于銷售且運(yùn)送至消費(fèi)者。例如，批料可包含在密封包 裝例如袋或滾筒內(nèi)。此外，批料可與使用說(shuō)明書一起提供。說(shuō)明書的特定方面可摻入密封包 裝內(nèi)。示例性說(shuō)明書內(nèi)容可包括使用說(shuō)明，包括例如將研磨噴砂介質(zhì)與其他磨粒（例如無(wú) 規(guī)形狀的磨粒）組合的混合說(shuō)明書。此類混合物可適合于實(shí)現(xiàn)特定工件的不同表面處理。 另外，說(shuō)明書還可包括使用條件的建議。批料可與材料安全數(shù)據(jù)表（MSDS) -起提供，所述 材料安全數(shù)據(jù)表（MSDS)提供由消費(fèi)者使用粒子的處理指導(dǎo)和安全信息。
[0096] 應(yīng)了解，研磨噴砂介質(zhì)的批料可配置為發(fā)射于工件上用于表面制備操作。表面制 備操作可包括從工件表面的至少一部分處去除材料，清潔工件表面的至少一部分，或使工 件表面的一部分塑性變形。適合與研磨噴砂介質(zhì)一起使用的工件可包括金屬、金屬合金、玻 璃、陶瓷、有機(jī)材料、聚合物、樹脂、環(huán)氧樹脂及其組合。在特定情況下，工件可包括金屬合 金，更特別地，基于鐵的合金例如鋼。根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施例，工件可包含不銹鋼。
[0097] 在一個(gè)方面，研磨噴砂介質(zhì)的批料可通過(guò)如下用于對(duì)工件進(jìn)行表面制備操作：首 先在工件處導(dǎo)入研磨物質(zhì)，并且因此通過(guò)改變工件表面的至少一部分而制備工件表面。本 文提及研磨物質(zhì)可包括研磨噴砂介質(zhì)和載體。載體可用于將研磨噴砂介質(zhì)遞送至工件。特 別地，導(dǎo)入研磨物質(zhì)的工藝可包括使研磨噴砂介質(zhì)的批料的成形磨粒發(fā)射于工件處，作為 流中的游離磨粒。在某些情況下，載體可包括氣態(tài)材料，包括例如空氣。在特定情況下，載體 可基本上由空氣組成。作為另外一種選擇，載體可包括其他氣態(tài)材料，包括例如惰性氣體、 氮、氧及其他容易獲得的氣態(tài)材料。在可替代實(shí)施例中，載體可包括至少一種液相組分。
[0098] 在利用成形磨粒作為研磨噴砂介質(zhì)之前，進(jìn)行收集操作可以是適當(dāng)?shù)?，所述收?操作可包括分選操作，以根據(jù)某些所需粒子特征來(lái)分選研磨噴砂介質(zhì)。用于磨料行業(yè)中的 粒子一般在使用前分級(jí)為給定粒度分布。此類分布通常具有從粗粒到細(xì)粒的一系列粒度。 在磨料領(lǐng)域中，該范圍有時(shí)被稱為"粗糙"、"控制"和"精細(xì)"級(jí)分。根據(jù)磨料行業(yè)公認(rèn)的分 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)分級(jí)的磨粒對(duì)于每個(gè)標(biāo)稱級(jí)別規(guī)定數(shù)字限度內(nèi)的粒度分布。此類行業(yè)公認(rèn)的分級(jí) 標(biāo)準(zhǔn)（即磨料行業(yè)規(guī)定的標(biāo)稱級(jí)別）包括稱為美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ANSI)的標(biāo)準(zhǔn)、歐洲磨料 產(chǎn)品生產(chǎn)商聯(lián)合會(huì)（FEPA)的標(biāo)準(zhǔn)和日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS)標(biāo)準(zhǔn)的那些。
[0099] ANSI級(jí)別命名（即規(guī)定的標(biāo)稱級(jí)別）包括：ANSI 4、ANSI 6、ANSI 8、ANSI 16、 ANSI 24、ANSI 36、ANSI 40、ANSI 50、ANSI 60、ANSI 80、ANSI 100、ANSI 120、ANSI 150、 ANSI 180、ANSI 220、ANSI 240、ANSI 280、ANSI 320、ANSI 360、ANSI 400 和 ANSI 600。 FEPA 級(jí)別命名包括 P8、P12、P16、P24、P36、P40、P50、P60、P80、P100、P120、P150、P180、 P220、P320、P400、P500、P600、P800、P1000 和 P1200。JIS 級(jí)別命名包括 JIS8、JIS12、JIS 16、JIS24、JIS36、JIS46、JIS54、JIS60、JIS80、JIS 100、JIS150、JIS180、JIS220、JIS240、 JIS280、JIS320、JIS360、JIS400、JIS600、JIS800、JIS 1000、JIS 1500、JIS2500、JIS4000、 JIS6000、JIS8000和JIS10,000。作為另外一種選擇，使用符合ASTM E-l r'測(cè)試用金屬絲 布和篩的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（Standard Specification for Wire Cloth and Sieves for Testing Purposes)"的美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試篩，可將成形磨粒20分級(jí)為標(biāo)稱篩選級(jí)別。ASTM E-l 1規(guī)定 了用于設(shè)計(jì)和構(gòu)建測(cè)試用篩的需求，根據(jù)指定粒度，使用固定在框架中的編織金屬絲布的 介質(zhì)用于材料分類。典型命名可表示為-18+20,意指粒子經(jīng)過(guò)測(cè)試篩，從而滿足編號(hào)18的 篩的ASTM E-l 1規(guī)格，并且保留在滿足編號(hào)20的篩的ASTM E-l 1規(guī)格的測(cè)試篩上。在各 個(gè)實(shí)施例中，顆粒材料可具有標(biāo)稱篩選級(jí)別，包括：-18+20、-20+25、-25+30、-30+35、-35+40 、-40+45、-45+50、-50+60、-60+70、-70+80、-80+100、-100+120、-120+140、-140+170、-170+200、-2 00+230、-230+270、-270+325、-325+400、-400+450、-450+500 或-500+635。作為另外一種選 擇，可使用定制網(wǎng)目尺寸，例如-90+100。如本文更詳細(xì)地描述的，顆粒材料的本體可采取成 形磨粒的形式。
[0100] 圖3包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的表面制備操作的圖示。如所示，研磨物質(zhì)301可包括 研磨噴砂介質(zhì)，所述研磨噴砂介質(zhì)包含成形磨粒302,所述成形磨粒302經(jīng)由載體303導(dǎo)向 工件304的表面305。特別地，如所示，研磨物質(zhì)301可由噴嘴306噴出，所述噴嘴306可聯(lián) 接至噴砂機(jī)308,所述噴砂機(jī)308可提供用于表面制備操作的受控操作參數(shù)（例如噴嘴大 小、壓力、溫度等）。
[0101] 在某些情況下，制備表面的過(guò)程可包括以其中控制研磨物質(zhì)301速度的方式，將 研磨物質(zhì)301導(dǎo)入工件304處。通過(guò)經(jīng)由入口 312利用載體的特定壓力，以控制在其下研磨 噴砂介質(zhì)302由噴砂機(jī)排出于工件304上的速率，可選擇研磨物質(zhì)301的速度。利用對(duì)研 磨噴砂介質(zhì)302的特定壓力以有利于工件304的合適表面制備可以是合適的。例如，載體 的壓力可在約0. 5巴（5xl04Pa)至約8. 0巴（80xl04Pa)的范圍內(nèi)，并且更特別地，在約0. 5 巴（5xl04Pa)至約6. 0巴（60xl04Pa)的范圍內(nèi)。
[0102] 此外，噴砂機(jī)308可利用再循環(huán)特征，包括配置為收集研磨噴砂介質(zhì)302的收集制 品321，所述研磨噴砂介質(zhì)302已從噴嘴306噴出且使用至少一次，以制備工件304的表面 305。所收集的研磨噴砂介質(zhì)320可通過(guò)分選制品330再循環(huán)，所述分選制品330可包括一 個(gè)或多個(gè)篩。分選制品330可去除破裂的成形磨?；蚰骋蛔钚〕叽绲牧Ｗ?。相應(yīng)地，研磨 噴砂介質(zhì)302的殘存晶粒因子可定義為通過(guò)分選制品的特定循環(huán)數(shù)（例如20)殘存的研磨 噴砂介質(zhì)的粒子百分比。
[0103] 如根據(jù)圖3進(jìn)一步所示，在研磨噴砂介質(zhì)302離開分選制品330后，研磨噴砂介質(zhì) 302可置于漏斗310中，所述漏斗310配置為將研磨噴砂介質(zhì)302遞送至噴砂機(jī)308,用于 表面制備操作的另一個(gè)循環(huán)。
[0104] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，制備工件表面的工藝可包括改變工件的平均表面粗糙度（Ra)。 在至少一個(gè)實(shí)施例中，制備工藝可包括根據(jù)等式[(Ra-Rao) /Rao] xlOO %，將工件的平均表 面粗糙度從初始平均表面粗糙度增加至少1. 〇%，其中Ra表示工件在進(jìn)行表面制備操作后 的平均表面粗糙度，Rao表示工件在進(jìn)行表面制備操作前的初始平均表面粗糙度。在其他實(shí) 施例中，工件的平均表面粗糙度中的變化可更大，例如至少約2%、至少約4%、至少約6%、 至少約10%、至少約20%、至少約30%、或甚至至少約35%。而且，平均表面粗糙度中的增 加可不大于約95%，例如不大于約90%、不大于約80%、或甚至不大于約70%。應(yīng)了解，平 均表面粗糙度中的增加可在上述最小百分比和最大百分比中的任意者之間的范圍內(nèi)。
[0105] 此外，制備表面的工藝可包括改變工件的最大表面粗糙度（Rz)。在特定情況下， 制備工件表面的工藝可包括根據(jù)等式[(Rz-Rzo) /Rzo] x100 %，將工件的最大表面粗糙度從 初始最大表面粗糙度增加至少1%，其中Rz表示工件在進(jìn)行表面制備操作后的最大表面粗 糙度，Rzo表示工件在進(jìn)行表面制備操作前的初始最大表面粗糙度。在其他情況下，可進(jìn)行 表面制備操作，以使最大表面粗糙度增加至少約2%，例如至少約4%、至少約6%、至少約 10%、至少約20%、或甚至至少約30%。而且，由于表面制備操作，最大表面粗糙度（Rz)中 的增加可不大于約95%，例如不大于約90%、不大于約80%、或甚至不大于約70%。應(yīng)了 解，在表面制備操作期間，最大表面粗糙度中的增加可在上述最小百分比和最大百分比中 的任意者之間的范圍內(nèi)。
[0106] 此外，噴砂介質(zhì)的批料可用于表面制備操作中，并且特征在于特定殘存晶粒因 子。如本文所述，殘存晶粒因子是研磨噴砂介質(zhì)百分比的量度，所述研磨噴砂介質(zhì)經(jīng)受住根 據(jù)實(shí)例1的實(shí)施例進(jìn)行的表面制備操作。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在進(jìn)行表面制備操作后，殘存 晶粒因子可為至少約80%。在其他情況下，殘存晶粒因子可更大，例如至少約82%、至少 約84%、至少約86%、至少約88%、或甚至至少約90%。而且，殘存晶粒因子可不大于約 99. 5%。應(yīng)了解，殘存晶粒因子可在上文對(duì)于研磨噴砂介質(zhì)的批料注明的最小百分比和最 大百分比中的任意者之間的范圍內(nèi)，所述研磨噴砂介質(zhì)的批料用于根據(jù)本文實(shí)施例的表面 制備操作中。
[0107] 制備工件表面的工藝可包括根據(jù)座滴法（Sessile drop method)或ASTM D7334-08改變平均濕潤(rùn)角。在特定情況下，制備表面的工藝可包括在制備工藝前，相對(duì)于初 始濕潤(rùn)角增加平均濕潤(rùn)角。在更特定的情況下，制備表面的工藝可包括相對(duì)于初始濕潤(rùn)角 增加平均濕潤(rùn)角，并且還增加工件表面的表面粗糙度。
[0108] 根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例，制備工件表面的工藝可包括進(jìn)行表面制備工藝，使得工件 具有大于約85度的平均濕潤(rùn)角。在某些情況下，制備工件表面的工藝可包括增加工件表面 的平均濕潤(rùn)角，使得在表面制備工藝后，濕潤(rùn)角是鈍角。例如，在表面制備工藝后，工件的平 均濕潤(rùn)角可大于約90度，例如大于約91度、大于約95度、大于約100度、或甚至大于約110 度。而且，平均濕潤(rùn)角可為有限的，使得它不大于約170度，或甚至不大于約160度。應(yīng)了 解，在進(jìn)行如本文所述的表面制備工藝后，工件的平均濕潤(rùn)角可在上述最小值和最大值中 的任意者之間的范圍內(nèi)。
[0109] 此外，在進(jìn)行表面制備操作后，濕潤(rùn)角可改變，并且更特別地，相對(duì)于初始濕潤(rùn)角 增加一定百分比。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，表面可證實(shí)根據(jù)等式[(Wa-Wi) /Wi] xlOO%，相對(duì) 于初始濕潤(rùn)角至少約1%的濕潤(rùn)角增加，其中Wa表示在進(jìn)行表面制備操作后的濕潤(rùn)角，Wi 表示在進(jìn)行表面制備操作前的初始濕潤(rùn)角。在其他情況下，濕潤(rùn)角中的增加可更大，例如至 少約2%、至少約4%、至少約6%、至少約10%、至少約20%、或甚至至少約30%。
[0110] 雖然本文實(shí)施例的某些方面已涉及圖1A和1B中所示的成形磨粒，還考慮了其他 形狀。圖4-9包括具有特殊輪廓和限定成形磨粒的示例性研磨噴砂介質(zhì)成形磨粒，其可形 成本文實(shí)施例的研磨噴砂介質(zhì)。如圖4所示，粒子400可包括本體401，所述本體401為大 致棱形，具有第一端面402和第二端面404。另外，本體401可包括在第一端面402和第二 端面404之間延伸的第一側(cè)面410。第二側(cè)面412可與第一側(cè)面410相鄰，在第一端面402 和第二端面404之間延伸。如所示，本體401還可包括與第二側(cè)面412和第一側(cè)面410相 鄰，在第一端面402和第二端面404之間延伸的第三側(cè)面414。
[0111] 如圖4所示，本體401還可包括在第一側(cè)面410和第二側(cè)面412之間的第一邊緣 420。本體401還可包括在第二側(cè)面412和第三側(cè)面414之間的第二邊緣422。另外，本體 401可包括在第三側(cè)面414和第一側(cè)面412之間的第三邊緣424。
[0112] 如所示，本體401的每個(gè)端面402、404在形狀中可為大致三角形。每個(gè)側(cè)面410、 412、414在形狀中可為大致矩形。另外，在與端面402、404平行的平面中，本體401的橫截 面可為大致三角形。應(yīng)了解，雖然通過(guò)與端面402、404平行的平面，本體401的橫截面形狀 示出為大致三角形，但其他形狀是可能的，包括任何多邊形形狀，例如四邊形、五邊形、六邊 形、七邊形、八邊形、九邊形、十邊形等。另外，成形磨粒的橫截面形狀可為凸出的、非凸出 的、凹入的或非凹入的。
[0113] 圖5包括根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的研磨噴砂介質(zhì)成形磨粒的圖示。如所示，粒子500 可包括本體501，所述本體501可包括中心部分502,所述中心部分502沿著縱軸504延伸。 第一旋臂506可沿著中心部分502的長(zhǎng)度，從中心部分502向外延伸。第二旋臂508可沿 著中心部分502的長(zhǎng)度，從中心部分502向外延伸。第三旋臂510可沿著中心部分502的 長(zhǎng)度，從中心部分502向外延伸。此外，第四旋臂512可沿著中心部分502的長(zhǎng)度，從中心 部分502向外延伸。旋臂506、508、510、512可圍繞粒子500的中心部分502相等間隔。
[0114] 如圖5所示，第一旋臂506可包括大致箭頭形狀的遠(yuǎn)端520。第二旋臂508可包括 大致箭頭形狀的遠(yuǎn)端522。第三旋臂510可包括大致箭頭形狀的遠(yuǎn)端524。另外，第四旋臂 512可包括大致箭頭形狀的遠(yuǎn)端526。
[0115] 圖5還指示本體501可形成為具有第一空隙530,所述第一空隙530在第一旋臂 506和第二旋臂508之間。可形成在第二旋臂508和第三旋臂510之間的第二空隙532。還 可形成在第三旋臂510和第四旋臂512之間的第三空隙534。另外，可形成在第四旋臂512 和第一旋臂506之間的第四空隙536。
[0116] 如圖5所示，本體501可包括長(zhǎng)度540、高度542和寬度544。在特定方面，長(zhǎng)度 540大于高度542,高度542大于寬度544。在特定方面，本體501可限定第一縱橫比，所述 第一縱橫比是長(zhǎng)度540與高度542的比（長(zhǎng)度：寬度）。另外，本體501可限定第二縱橫 比，所述第二縱橫比是高度542與寬度544的比（寬度：高度）。最后，本體501可限定第 三縱橫比，所述第三縱橫比是長(zhǎng)度540與寬度542的比（長(zhǎng)度：高度）。
[0117] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，成形磨?？删哂械牡谝豢v橫比為至少約1 : 1，例如至少約 1. 1 : 1、至少約1.5 : 1、至少約2 : 1、至少約2. 5 : 1、至少約3 : 1、至少約3. 5 : 1、至 少4 : 1、至少約4. 5 : 1、至少約5 : 1、至少約6 : 1、至少約7 : 1、至少約8 : 1、或甚 至至少約1〇 : 1。
[0118] 在另一種情況下，可形成成形磨粒，使得本體具有的第二縱橫比為至少約 0. 5 : 1，例如至少約0. 8 : 1、至少約1 : 1、至少約1.5 : 1、至少約2 : 1、至少約2. 5 : 1、 至少約3 : 1、至少約3. 5 : 1、至少4 : 1、至少約4. 5 : 1、至少約5 : 1、至少約6 : 1、 至少約7 : 1、至少約8 : 1、或甚至至少約10 : 1。
[0119] 此外，某些成形磨粒可具有的第三縱橫比為至少約1 : 1，例如至少約1.5 : 1、至 少約2 : 1、至少約2. 5 : 1、至少約3 : 1、至少約3. 5 : 1、至少4 : 1、至少約4. 5 : 1、 至少約5 : 1、至少約6 : 1、至少約7 : 1、至少約8 : 1、或甚至至少約10 : 1。
[0120] 本體501的某些實(shí)施例可具有相對(duì)于第一縱橫比大致為矩形的形狀，例如平面或 彎曲的。粒子500相對(duì)于第二縱橫比的形狀可為任何多面體形狀，例如三角形、正方形、矩 形、五邊形等。本體501相對(duì)于第二縱橫比的形狀也可為任何文字?jǐn)?shù)字式字符的形狀，例如 1、 2、3等，A、B、C等。另外，本體501相對(duì)于第二縱橫比的輪廓可為選自下述的字符：希臘 字母、現(xiàn)代拉丁字母、古拉丁字母、俄文字母、任何其他字母或其任何組合。另外，本體501 相對(duì)于第二縱橫比的形狀可為漢字字符。
[0121] 圖6-7描述了一般命名為600的研磨噴砂介質(zhì)成形磨粒的另一個(gè)實(shí)施例。如所 示，粒子600可包括具有大致立方體樣形狀的本體601。應(yīng)了解，成形磨?？尚纬蔀榫哂衅?他多面體形狀。本體601可具有第一端面602和第二端面604,在第一端面602和第二端面 604之間延伸的第一側(cè)面606,在第一端面602和第二端面604之間延伸的第二側(cè)面608。 另外，本體601可具有在第一端面602和第二端面604之間延伸的第三側(cè)面610,以及在第 一端面602和第二端面604之間延伸的第四側(cè)面612。
[0122] 如所示，第一端面602和第二端面604可彼此平行，并且由側(cè)面606、608、610和 612分開，從而給予本體立方體樣結(jié)構(gòu)。然而，在特定方面，第一端面602可相對(duì)于第二端面 604旋轉(zhuǎn)，以建立扭轉(zhuǎn)角614。本體601的扭轉(zhuǎn)可沿著一條或多條軸線，并且限定特定類型 的扭轉(zhuǎn)角。例如，如圖7中本體的自頂而下視圖所示，往下看縱軸680限定與平面平行的在 端面602上的本體601的長(zhǎng)度，所述平面由沿著本體601的寬度尺寸延伸的橫軸681和沿 著本體601的高度尺寸延伸的豎直軸682限定。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本體601可具有縱向扭 轉(zhuǎn)角614,所述縱向扭轉(zhuǎn)角614限定本體601中關(guān)于縱軸的扭轉(zhuǎn)，使得端面602和604相對(duì) 于彼此旋轉(zhuǎn)。如圖7所示，扭轉(zhuǎn)角614可測(cè)量為在第一邊緣622和第二邊緣624的切線之 間的角度，其中第一邊緣622和第二邊緣624通過(guò)共同邊緣626連接且共享共同邊緣626， 所述共同邊緣626在側(cè)面中的兩個(gè)（610和612)之間縱向延伸。應(yīng)了解，可形成其他成形 磨粒，以具有相對(duì)于橫軸、豎直軸及其組合的扭轉(zhuǎn)角。此類扭轉(zhuǎn)角中的任一個(gè)均可具有如本 文描述的值。
[0123] 在特定方面，扭轉(zhuǎn)角614為至少約1°。在其他情況下，扭轉(zhuǎn)角可更大，例如至少約 2°、至少約5°、至少約8°、至少約10°、至少約12°、至少約15°、至少約18°、至少約 20°、至少約25°、至少約30°、至少約40°、至少約50°、至少約60°、至少約70°、至少 約80°、或甚至至少約90°。而且，根據(jù)某些實(shí)施例，扭轉(zhuǎn)角614可不大于約360°，例如不 大于約330°，例如不大于約300°、不大于約270°、不大于約230°、不大于約200°、或甚 至不大于約180°。應(yīng)了解，某些成形磨粒可具有在上述最小角度和最大角度中的任意者之 間的范圍內(nèi)的扭轉(zhuǎn)角。
[0124] 另外，本體可包括開口，所述開口沿著縱軸、橫軸或豎直軸之一，延伸穿過(guò)本體的 整個(gè)內(nèi)部。
[0125] 圖8包括研磨噴砂介質(zhì)成形磨粒的另一個(gè)實(shí)施例的圖示。如所示，粒子800可包 括大致金字塔形的本體801，所述本體801具有大致三角形的底面802。本體還可包括彼此 聯(lián)接且聯(lián)接至底面802的側(cè)面816、817和818。應(yīng)了解，雖然本體801示出為具有金字塔多 面體形狀，但如本文描述的，其他形狀是可能的。
[0126] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本體801可形成為具有洞804 (即開口），所述洞804可延伸穿過(guò) 本體801的至少一部分，并且更特別地，可延伸穿過(guò)本體801的整個(gè)體積。在特定方面，洞 804可限定經(jīng)過(guò)洞804的中心的中心軸806。另外，粒子800還可限定經(jīng)過(guò)本體801的中心 830的中心軸808。應(yīng)了解，洞804可在本體801中形成，使得洞804的中心軸806與中心 軸808間隔距離810。像這樣，本體801的質(zhì)心可在本體801的幾何中點(diǎn)830下方移動(dòng)，其 中所述幾何中點(diǎn)830可由縱軸809、豎直軸811和中心軸（即橫軸）808的相交而限定。在 成形研磨晶粒的幾何中點(diǎn)830下方移動(dòng)質(zhì)心可增加下述可能性：例如當(dāng)?shù)酌?02下落或以 其他方式沉積到背襯上時(shí)，粒子800在相同面上著陸，使得本體801具有預(yù)定的直立取向。
[0127] 在一個(gè)特定實(shí)施例中，質(zhì)心從幾何中點(diǎn)830移位一定距離，所述一定距離可為沿 著限定高度的本體802的豎直軸810的至少約0. 05高度（h)。在另一個(gè)實(shí)施例中，質(zhì)心可 從幾何中點(diǎn)830移位至少約0. 1 (h)的距離，例如至少約0. 15(h)、至少約0. 18(h)、至少約 0. 2 (h)、至少約 0. 22 (h)、至少約 0. 25 (h)、至少約 0. 27 (h)、至少約 0. 3 (h)、至少約 0. 32 (h)、 至少約0. 35(h)、或甚至至少約0. 38(h)。而且，本體801的質(zhì)心可從幾何中點(diǎn)830移位不大 于0. 5 (h)的距離，例如不大于0. 49 (h)、不大于0. 48 (h)、不大于0. 45 (h)、不大于0. 43 (h)、 不大于0. 40(h)、不大于0. 39(h)、或甚至不大于0. 38(h)。應(yīng)了解，質(zhì)心和幾何中點(diǎn)之間的 移位可在上述最小值和最大值中的任意者之間的范圍內(nèi)。
[0128] 在特定情況下，質(zhì)心可從幾何中點(diǎn)830移位，使得當(dāng)粒子800處于如圖8所示的直 立取向時(shí)，質(zhì)心比本體801的頂部更接近于基底，例如本體801的底面802。
[0129] 在另一個(gè)實(shí)施例中，質(zhì)心可從幾何中點(diǎn)830移位一定距離，所述一定距離為沿著 限定寬度的本體801的橫軸808的至少約0. 05寬度（w)。在另一個(gè)方面，質(zhì)心可從幾何中點(diǎn) 830移位至少約0? 1 (w)的距離，例如至少約0? 15 (w)、至少約0? 18 (w)、至少約0? 2 (w)、至少 約0. 22 (w)、至少約0. 25 (w)、至少約0. 27 (w)、至少約0. 3 (w)、或甚至至少約0. 35 (w)。而且， 在一個(gè)實(shí)施例中，質(zhì)心可從幾何中點(diǎn)830移位不大于0. 5 (w)的距離，例如不大于0. 49 (w)、 不大于0. 45 (w)、不大于0. 43 (w)、不大于0. 40 (w)、或甚至不大于0. 38 (w)。
[0130] 在另一個(gè)實(shí)施例中，質(zhì)心可沿著縱軸809從幾何中點(diǎn)830移位至少約0. 05本體 801的長(zhǎng)度（1)的距離（D1)。根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施例，質(zhì)心可從幾何中點(diǎn)移位至少約0.1(1) 的距離，例如至少約0. 15(1)、至少約0. 18(1)、至少約0. 2(1)、至少約0. 25(1)、至少約 0. 3 (1)、至少約0. 35 (1)、或甚至至少約0. 38 (1)。而且，對(duì)于某些磨粒，質(zhì)心可移位不大于 約0. 5 (1)的距離，例如不大于約0. 45 (1)、或甚至不大于約0. 40 (1)。
[0131] 圖9包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的研磨噴砂介質(zhì)成形磨粒的圖示。粒子900可包括本體 901，所述本體901包括基面902和上表面904,所述基面902和上表面904通過(guò)一個(gè)或多個(gè) 側(cè)表面910、912和914彼此分離。根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施例，可形成本體901，使得基面902具 有的平面形狀不同于上表面904的平面形狀，其中所述平面形狀在由各自表面限定的平面 中觀察。例如，如圖9實(shí)施例所示，本體901可具有大致具有圓形形狀的基面902和具有大 致三角形形狀的上表面904。應(yīng)了解，其他變化是可行的，包括在基面902和上表面904處 的任何形狀組合。
[0132] 圖10包括研磨噴砂介質(zhì)的批料的照片，所述研磨噴砂介質(zhì)包括成形磨粒。圖11 包括在用圖10的研磨噴砂介質(zhì)進(jìn)行表面制備操作后，工件表面的一部分的圖像。如所示， 工件可具有表面1101，所述表面1101包括跨過(guò)表面隨機(jī)分布的溝1102。此外，溝可具有特 定特征，所述特征可與研磨噴砂介質(zhì)中使用的成形磨粒的某些方面相關(guān)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例 且如包括圖11的一條溝的放大視圖的圖12所示，溝可具有平均長(zhǎng)度（1)、平均寬度（w)，所 述平均長(zhǎng)度（1)和平均寬度（w)可限定至少約2 : 1的平均長(zhǎng)度：平均寬度的縱橫比。如 圖12所示，長(zhǎng)度是當(dāng)在兩個(gè)維度中自頂而下觀察時(shí)溝1102的最長(zhǎng)尺寸，并且寬度是當(dāng)在兩 個(gè)維度中自頂而下觀察時(shí)，在與長(zhǎng)度垂直的方向上延伸的溝1102的最短尺寸。在其他實(shí) 施例中，平均長(zhǎng)度與平均寬度的縱橫比可更大，例如至少約3 : 1、至少約5 : 1或至少約 10 : 1〇
[0133] 溝1102可具有不大于約5mm的平均長(zhǎng)度（la)，其中所述平均長(zhǎng)度基于使用合適 的光學(xué)技術(shù)，在工件中的溝1102的隨機(jī)和統(tǒng)計(jì)相關(guān)的樣品量的測(cè)量。在其他實(shí)施例中，溝 1102可具有的平均長(zhǎng)度更小，例如不大于約4mm、或甚至不大于3mm。而且，溝1102可具有 至少約0. 2mm或甚至至少約0. 5mm的平均長(zhǎng)度。應(yīng)了解，溝1102可具有在上述最小值和最 大值中的任意者之間的范圍內(nèi)的平均長(zhǎng)度。
[0134] 如圖11進(jìn)一步所示，溝1102可具有不大于約1.0mm的平均寬度，其中所述平均寬 度基于使用合適的光學(xué)技術(shù)，在工件中的溝1102的隨機(jī)和統(tǒng)計(jì)相關(guān)的樣品量的測(cè)量。在其 他實(shí)施例中，溝1102可具有的平均寬度更小，例如不大于約0. 8mm或甚至不大于約0. 5_。 而且，溝1102可通過(guò)至少約0. 01mm或甚至至少0. 05mm的最小寬度限定。應(yīng)了解，溝1102 可具有在上述最小值和最大值中的任意者之間的范圍內(nèi)的平均寬度。
[0135] 工件內(nèi)的溝1102還可具有平均深度，所述平均深度可為在與由長(zhǎng)度和寬度限定 的平面垂直的方向上，溝1102從在鄰近溝1102在工件的上表面上的點(diǎn)延伸進(jìn)入工件本體 內(nèi)的最大距離的量度。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，平均深度可小于平均長(zhǎng)度。此外，溝1102可具有 小于平均寬度的平均深度。在某些情況下，溝1102的特征可在于第二縱橫比（la : da)，所 述第二縱橫比（la : da)可為平均長(zhǎng)度與平均深度的量度，并且還可具有至少約2 : 1的 值。在其他實(shí)施例中，第二縱橫比可更大，例如至少約3 : 1或甚至至少約5 : 1。而且， 在至少一個(gè)實(shí)施例中，第二縱橫比可不大于約100 : 1、不大于約10 : 1或甚至不大于約 8 : 1。應(yīng)了解，溝1102的第二縱橫比可在上述最小比和最大比中的任意者之間的范圍內(nèi)。
[0136] 在某些情況下，溝1102的特征可在于平均長(zhǎng)度，所述平均長(zhǎng)度與研磨噴砂介質(zhì)中 使用的成形磨粒的至少一個(gè)方面相關(guān)。例如，表面上存在的溝1102中的大多數(shù)可具有平均 長(zhǎng)度，所述平均長(zhǎng)度不大于多個(gè)成形磨粒的平均寬度。在特定情況下，可顯而易見(jiàn)的是溝 1102可對(duì)應(yīng)于成形磨粒的某些尺寸。例如，溝可對(duì)應(yīng)于通過(guò)多個(gè)成形磨粒的邊緣沿著限定 寬度的粒子側(cè)面作出的切割。
[0137] 在某些方面，成形磨?？筛鶕?jù)可替代方法形成，包括例如但不限于將"干硬性 (stiff)"混合物或凝膠擠出到成形組件的開口內(nèi)，并且使用經(jīng)由噴出材料從開口取出混合 物的特定方法的工藝。此外，此類形成工藝和噴出方式的控制可有利于成形磨粒的某些特 征的形成。
[0138] 例如，在一個(gè)實(shí)施例中，成形磨?？砂ň哂袕澢喞谋倔w，所述彎曲輪廓可通 過(guò)替代形成工藝的特定方面得到促進(jìn)。在特定情況下，彎曲輪廓可包括第一彎曲部分、第二 彎曲部分和平面部分，所述平面部分連接第一彎曲部分和第二彎曲部分。圖20包括根據(jù)本 文實(shí)施例制備的成形磨粒的側(cè)視圖（反轉(zhuǎn)顏色（inverted color))圖像。成形磨粒2000可 包括本體2001，所述本體2001具有第一主表面2003、第二主表面2004和側(cè)表面2005,所述 側(cè)表面2005在第一主表面2003和第二主表面2004之間延伸，且分開第一主表面2003和 第二主表面2004。特別地且根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一主表面2003可具有彎曲輪廓，所述彎曲 輪廓可包括第一彎曲部分2006、第二彎曲部分2008和基本上平面或線性的區(qū)域2007,所述 基本上平面或線性的區(qū)域2007連接第一彎曲部分2006和第二彎曲部分2008,且在第一彎 曲部分2006和第二彎曲部分2008之間延伸。在一個(gè)特定實(shí)施例中，第一彎曲部分2006可 限定基本上弓形的曲率，所述基本上弓形的曲率可包括基本上凸出的曲率。第二彎曲部分 2008可與第一彎曲部分2006間隔開，并且限定基本上弓形的曲率，且特別是基本上凹入的 部分。
[0139] 在某些實(shí)施例中，例如圖20所示，根據(jù)與圓最佳擬合的曲線的一部分，第一彎曲 部分2006可限定第一曲率半徑，并且第二彎曲部分2008可限定第二曲率半徑。此類分析 可使用成像軟件例如ImageJ完成。在一個(gè)實(shí)施例中，第一彎曲部分2006和第二彎曲部分 2008可具有彼此比較不同的曲率半徑。在另外一個(gè)實(shí)施例中，與第一彎曲部分2006和第二 彎曲部分2008相關(guān)的曲率半徑可為基本上相似的。此外，在另一個(gè)特定實(shí)施例中，已觀察 到第一主表面2003的彎曲輪廓可包括第一彎曲部分2006,所述第一彎曲部分2006具有的 曲率半徑大于本體2001的平均高度，其中所述高度可測(cè)量為第一主表面2003和第二主表 面2004之間的平均距離。另外，在另一個(gè)實(shí)施例中，已觀察到第一主表面2004的彎曲輪廓 可包括第二彎曲部分2008,所述第二彎曲部分2008具有的曲率半徑大于本體2001的平均 高度。
[0140] 根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施例，彎曲輪廓可包括特定波形。波形可定義為具有彎曲輪廓的 任何表面的一部分，包括在線上方延伸的第一彎曲部分，并且還包含在線下方延伸的第二 彎曲部分。再次參考圖20,在本體2001的第一主表面2003和側(cè)表面2005的拐角之間畫 出線2010。在某些情況下，如果相對(duì)主表面限定基本上平面的表面，例如圖20所示的本體 2001的第二主表面2004,則線2010可與相對(duì)主表面平行。如所示，第一主表面可具有包 括波形的彎曲輪廓，其中第一彎曲部分2006包括第一主表面2003的區(qū)域，所述第一主表面 2003的區(qū)域在一個(gè)側(cè)面上（即在所示取向下方）延伸，并且第二彎曲部分2008包括第一主 表面2003的區(qū)域，所述第一主表面2003的區(qū)域在線2010相對(duì)于第一主要部分2006的區(qū) 域的相對(duì)側(cè)面上（即在所示取向上方）延伸。
[0141] 在一個(gè)特定實(shí)施例中，取決于彎曲部分2006和2008相對(duì)于線2010的關(guān)系，彎曲 部分可限定峰高度或谷高度。峰高度可為彎曲部分內(nèi)的點(diǎn)和線2010之間的最大距離。例 如，第二彎曲部分2008可具有峰高度2020,作為第二彎曲部分2008內(nèi)的第一主表面2002 上的點(diǎn)和線2010之間的最大距離，在與線垂直的方向上且一般在從側(cè)面觀察時(shí)粒子高度 的方向上延伸。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，峰高度2020可為本體2001的平均高度的至少約5%。在 其他情況下，它可更大，例如至少約10%、至少約15%、至少約20%、至少約25%、至少約 30%、至少約35%、至少約40%、或甚至至少約50%。在另外一個(gè)非限制性實(shí)施例中，峰高 度2020可為粒子平均高度的小于約150%，例如小于約90%。應(yīng)了解，峰高度可在上述最 小百分比和最大百分比中的任意者之間的范圍內(nèi)。
[0142] 此外，雖然未示出，但第一彎曲部分2006可限定谷高度，作為線2010和第一彎曲 部分2006內(nèi)的第一主表面2003的一部分之間的最大距離。谷高度可具有與和第二彎曲部 分2008相關(guān)的峰高度2020相同的特征。
[0143] 在另一個(gè)實(shí)施例中，彎曲輪廓可通過(guò)本體的一部分限定，其中沿著彎曲輪廓延伸 的痕跡線的斜率將來(lái)自限定痕跡線的正斜率的區(qū)域的斜率變?yōu)榱阈甭剩優(yōu)樨?fù)斜率。例如， 參考圖20,痕跡線2012可沿著彎曲表面形成，且限定具有正斜率的第一區(qū)域2013、包括零 斜率的區(qū)域2014和其中痕跡線2012的斜率變?yōu)樨?fù)值的區(qū)域。應(yīng)了解，彎曲表面可包括斜 率中的另外變化，包括例如至具有零斜率的區(qū)域的另外過(guò)渡，和至具有正斜率或負(fù)斜率的 區(qū)域的過(guò)渡。此類特征可一般定義為正弦曲線樣曲線，這不應(yīng)解釋為要求痕跡線2012順應(yīng) 正弦波函數(shù)的確切數(shù)學(xué)公式，而是應(yīng)解釋為痕跡線2012的曲率中的近似變化的描述。
[0144] 值得注意的是，如圖20的實(shí)施例所示，彎曲輪廓可沿著本體2001的第一主表面 2003延伸，并且甚至在側(cè)視圖中，可使第一主表面2003的至少一部分上升超過(guò)側(cè)表面的邊 緣。然而，應(yīng)了解，在其他實(shí)施例中，彎曲輪廓可沿著本體2001的其他表面延伸，所述本體 2001的其他表面包括但不限于第二主表面2004和側(cè)表面2005。此外，應(yīng)了解，根據(jù)本文實(shí) 施例的成形磨粒的本體2001的超過(guò)一個(gè)表面可顯示出彎曲輪廓。
[0145] 彎曲輪廓可沿著本體2001的任何表面的至少一部分延伸。在特定情況下，彎曲 輪廓可沿著本體2001的至少一個(gè)表面（例如第一主表面2003、第二主表面2004或側(cè)表面 2005)的大部分延伸。在更特定的情況下，彎曲輪廓可限定本體2001的至少一個(gè)表面的至 少約60%，例如至少約70%、至少約80%、至少約90%、或甚至基本上全部。
[0146] 此外，未顯示出彎曲表面的其他表面可具有其他特征，包括本文實(shí)施例的其他特 征（例如斷裂表面、箭頭形狀等）或甚至基本上平面的輪廓。例如，不具有彎曲表面的本 體2001的表面中的任何一個(gè)，包括但不限于第一主表面2003、第二主表面2004和側(cè)表面 2005,可顯示出基本上平面的表面。而且，應(yīng)了解，顯示出彎曲表面的表面可具有另外特征， 包括本文實(shí)施例的其他特征，包括例如斷裂表面、箭頭形狀等。
[0147] 根據(jù)另一個(gè)方面，本體2001可具有包含第一高度的第一拐角2031，所述第一高度 測(cè)量為沿著側(cè)表面2005在第一主表面2003和第二主表面2004之間的距離，并且更特別 地，為在與線2010垂直的高度的方向上在拐角2031和拐角2031之間的距離。本體2001 可具有在第二拐角2035處的第二高度，所述第二高度測(cè)量為沿著側(cè)表面2005在第一主表 面2003和第二主表面2004之間的距離，并且更特別地，為在與線2010垂直的高度的方向 上在拐角2035和拐角2034之間的距離。特別地，第一高度可顯著不同于第二高度。在某 些實(shí)施例中，第一高度可顯著小于第二高度。圖22包括作為此類特征進(jìn)一步圖示的此類成 形磨粒的批料的側(cè)視圖。值得注意的是，粒子的彎曲度是顯而易見(jiàn)的。
[0148] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，如圖21所示，當(dāng)從側(cè)面觀察時(shí)，成形磨粒2000的本體2001可包 括在第一主表面2003和側(cè)表面2005之間的第一上角2041。第一上角2041可為至少約80 度，例如至少約85度。在其他實(shí)施例中，第一上角可不大于約110度。在至少一個(gè)實(shí)施例 中，側(cè)表面2005可在相對(duì)于第一主表面2003和第二主表面2004中的至少一個(gè)為大致直角 的角度處延伸。更特別地，側(cè)表面2005可在相對(duì)于第一主表面2003和第二主表面2004為 大致直角的角度處延伸。
[0149] 如圖21所示，當(dāng)從側(cè)面觀察時(shí)，成形磨粒2000的本體2001可包括在第二主表面 2003和側(cè)表面2005之間的第二下角2042。第二下角2042可為至少約80度，例如至少約 85度。在其他實(shí)施例中，第二下角2042可不大于約110度。
[0150] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本體2001的飛邊百分比（f)可不大于約10%，例如不大于約 9%、不大于約8%、不大于約7%、不大于約6%、不大于約5%、或甚至不大于約4%。而且， 在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，飛邊百分比可為至少約〇. 1 %。
[0151] 應(yīng)了解，本文實(shí)施例的特征中的任一個(gè)可歸于噴砂介質(zhì)的批料。批料可包括但不 一定需要包括通過(guò)相同形成工藝制備的一組磨粒，例如成形磨粒。在另外一種情況下，噴 砂介質(zhì)的批料可為研磨制品的一組成形磨粒，例如固定研磨制品，且更特別地，涂覆研磨制 品，其可獨(dú)立于特定形成方法，但具有在特定粒子群體中存在的一個(gè)或多個(gè)限定特征。例 如，批料可包括一定量的適用于商業(yè)噴砂工藝的成形磨粒，例如至少約20鎊。
[0152] 此外，本文實(shí)施例的特征中的任一個(gè)（例如縱橫比、平面部分、彎曲輪廓等）可為 單一粒子的特征、來(lái)自批料粒子的取樣的中值、或源自來(lái)自批料的粒子取樣分析的平均值。 除非明確說(shuō)明，否則本文提及特征可視為提及中值，所述中值基于源自合適數(shù)目的批料粒 子的隨機(jī)取樣的統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著值。值得注意的是，對(duì)于本文某些實(shí)施例，樣品量可包括來(lái)自批 料的至少10個(gè)，例如至少約15個(gè)，且更通常至少40個(gè)隨機(jī)選擇的粒子。
[0153] 本文實(shí)施例中所述的特征中的任一個(gè)可代表存在于噴砂介質(zhì)的批料的至少第一 部分中的特征。此外，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，控制一種或多種工藝參數(shù)可控制本文實(shí)施例的成形 磨粒的一個(gè)或多個(gè)特征的普遍率。
[0154] 第一部分可為批料中的粒子總數(shù)目的少數(shù)部分（例如小于50 %以及1 %至49 %之 間的任何整數(shù)），批料的粒子總數(shù)目的多數(shù)部分（例如50%或更多以及50%至99%之間的 任何整數(shù)），或甚至批料的基本上所有粒子（例如99%至100% )。批料的任何成形磨粒的 一個(gè)或多個(gè)特征的提供可有利于噴砂介質(zhì)的可替代或改進(jìn)性能。
[0155] 顆粒材料的批料可包括包含第一類型的成形磨粒的第一部分，以及包含第二類型 的成形磨粒的第二部分。在批料內(nèi)的第一部分和第二部分的含量可以是控制的。具有第一 部分和第二部分的批料的提供可有利于可替代或改進(jìn)性能。
[0156] 實(shí)例 1
[0157] 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化表面制備操作評(píng)估五個(gè)研磨噴砂介質(zhì)樣品。樣品S1代表根據(jù)一個(gè)實(shí) 施例的研磨噴砂介質(zhì)的批料，其中所述批料基本上由圖l〇a所示的成形磨粒組成。成形磨 粒是絲網(wǎng)印刷的粒子，具有大致三角形的二維形狀，包含a氧化鋁，且具有大于850微米的 平均寬度、大約400微米的內(nèi)部高度（hi)、以及大約1. 38mm的中間長(zhǎng)度（Lmiddle)。
[0158] 樣品CS2是a氧化鋁的常規(guī)、壓碎和無(wú)規(guī)形狀的磨粒，具有大約710微米至850 微米的平均粒度，作為38A Alundum從Saint-Gobain Corporation商購(gòu)可得。樣品CS2的 粒子的一部分的照片在圖13中提供。
[0159] 樣品CS3是a氧化鋁的常規(guī)、壓碎和無(wú)規(guī)形狀的磨粒，具有大約500微米至600 微米的平均粒度，作為38A Alundum從Saint-Gobain Corporation商購(gòu)可得。樣品CS3的 粒子的一部分的照片在圖14中提供。
[0160] 樣品CS4是電熔氧化鋯和二氧化硅的常規(guī)、壓碎和無(wú)規(guī)形狀的磨粒，具有大約600 微米至850微米的平均粒度，作為Zirgrit T20從Saint-Gobain ZirPro商購(gòu)可得。樣品 CS4的粒子的一部分的照片在圖15中提供。
[0161] 樣品CS5是a氧化鋁的常規(guī)、壓碎和無(wú)規(guī)形狀的磨粒，具有大于850微米的平均 粒度，作為 38A Alundum 從 Saint-Gobain Corporation 商購(gòu)可得。
[0162] 樣品S2是研磨噴砂介質(zhì)的批料，其中所述批料基本上由如圖10b所示的成形磨粒 組成。成形磨粒是擠出的粒子，具有大致三角形的二維形狀，包含a氧化鋁，且具有大于 850微米的平均寬度且基本上無(wú)飛邊。粒子是基本上平面的，但可已顯示出一些輕微的凹 進(jìn)，一般在約1. 10至1. 15的范圍內(nèi)。此外，粒子顯示出如本文實(shí)施例公開的某一彎曲度。
[0163] 某些樣品根據(jù)如本文詳述的表面制備操作測(cè)試進(jìn)行測(cè)試，以測(cè)定殘存晶粒因子， 所述殘存晶粒因子在包含不銹鋼的工件上的20個(gè)循環(huán)后進(jìn)行測(cè)定。工件為304L不銹鋼 (AISI命名），具有大約0. 03 %碳、2%錳、1 %硅、18 %鉻、10 %鎳和剩余的鐵。值得注意的 是，在循環(huán)3、6、9和20后測(cè)量批料的重量，以獲得圖16中提供的圖表?；诿總€(gè)樣品的初 始平均粒度來(lái)計(jì)算殘存晶粒因子。樣品S1的殘存晶粒因子基于平均粒度大于600微米的 粒子，樣品CS2的殘存晶粒因子基于平均粒度大于500微米的粒子，樣品CS5的殘存晶粒因 子基于平均粒度大于600微米的粒子。如圖16所示，與樣品CS2和CS5相比較，樣品S1的 殘存晶粒因子明顯更佳。
[0164] 此外，下表1提供了實(shí)例1的樣品Sl、S2、CS2、CS4和CS5的表面制備操作結(jié)果的 更多細(xì)節(jié)。如表1所示，與所有其他樣品相比較，在完成表面制備操作后，樣品S1證實(shí)明顯 更小的斷裂晶粒百分比。此外，如表1數(shù)據(jù)中進(jìn)一步所示，在完成表面制備操作后，與使用 其他樣品中任一種的工件的表面粗糙度相比較，使用樣品S1的工件的表面粗糙度更大。還 有趣的是下述事實(shí)：雖然樣品S2證實(shí)與樣品CS2、CS4和CS5相比較大致相同的表面粗糙 度，但小于150微米的細(xì)粒（fine) %顯著低于所有其他樣品，這可使得材料對(duì)于某些用戶 是期望的，所述用戶關(guān)注噴砂環(huán)境中的細(xì)粒產(chǎn)生。此外，與相當(dāng)樣品相比較，樣品S2的殘存 晶粒百分比更佳。
[0165] 表 1
[0166]
[0167] 作為工件表面中的差異的進(jìn)一步證據(jù)，圖17和18提供了在分別使用樣品CS2和 CS4進(jìn)行表面制備操作后的工件表面的圖像。圖11代表在用樣品S1進(jìn)行表面制備操作后 的工件表面。圖17和18中所示的工件表面看起來(lái)彼此比較相對(duì)相同。值得注意的是，圖 17和19中的工件表面未證實(shí)溝，所述溝在圖11中明確可見(jiàn)。
[0168] 實(shí)例 2
[0169] 某些樣品（Sl、CS2、CS4、CS5和S2)根據(jù)如本文詳述的表面制備操作進(jìn)行測(cè)試。 工件為低碳鋼，具有1008或1010AISI命名，以及0. 12%碳、0. 6%錳、0. 4%硅、0. 05%硫、 0. 04%磷和剩余為鐵的一般組成。值得注意的是，在循環(huán)3、6、9和20后測(cè)量每個(gè)樣品批料 的重量，以獲得圖19中提供的圖表。基于每個(gè)樣品的初始平均粒度，樣品S1的殘存晶粒因 子基于平均粒度大于600微米的粒子，樣品CS2的殘存晶粒因子基于平均粒度大于500微 米的粒子，樣品CS5的殘存晶粒因子基于平均粒度大于600微米的粒子。如圖16所示，與 樣品CS2和CS5相比較，樣品S1的殘存晶粒因子明顯更佳。
[0170] 下表2提供了實(shí)例2的樣品S1、CS2、CS4、CS5和S2的表面制備操作結(jié)果的更多細(xì) 節(jié)。如表2所示，與樣品CS2、CS4和CS5相比較，在完成表面制備操作后，樣品S1和S2證 實(shí)明顯更小的斷裂晶粒百分比，因此指示噴砂介質(zhì)能夠延長(zhǎng)在斷裂前的噴砂操作期限。此 外，如表2數(shù)據(jù)中進(jìn)一步所示，在完成表面制備操作后，與使用其他樣品中任一種的工件的 表面粗糙度相比較，使用樣品S1的工件的表面粗糙度更大。而且，樣品S2證實(shí)對(duì)于所有樣 品小于150微米的最低細(xì)粒百分比，這可特別適合于希望降低細(xì)粒子含量的某些應(yīng)用。
[0171] 表 2
[0172]
[0173] 實(shí)例 3
[0174] 在進(jìn)行實(shí)例1和實(shí)例2的表面制備操作后，對(duì)于某些樣品，根據(jù)ASTM D7334-08計(jì) 算工件各自的平均濕潤(rùn)角。特別地，平均濕潤(rùn)角值源自在工件表面上的隨機(jī)位置處獲得的 10次測(cè)量。表3和4分別提供了對(duì)不銹鋼（實(shí)例1)和低碳鋼（實(shí)例2)進(jìn)行的樣品的濕潤(rùn) 角和濕潤(rùn)角變化百分比的結(jié)果。未經(jīng)處理的不銹鋼樣品的平均濕潤(rùn)角為18度，所述未經(jīng)處 理的不銹鋼樣品未遭受使用樣品中任一個(gè)的表面制備操作。未經(jīng)處理的低碳鋼工件樣品的 平均濕潤(rùn)角為27度，所述未經(jīng)處理的低碳鋼工件樣品未遭受使用樣品中任一個(gè)的表面制 備操作。使用[(Wat-Wai)/Wai]x100 %計(jì)算相對(duì)于初始濕潤(rùn)角的變化百分比，其中Wat是在 用研磨噴砂介質(zhì)的樣品處理后的平均濕潤(rùn)角，Wai代表在用樣品進(jìn)行表面制備操作前，工件 材料的初始濕潤(rùn)角。
[0175] 與樣品CS2、CS3和CS4的結(jié)果相比較，樣品S1證實(shí)令人驚訝的結(jié)果。特別地，樣 品S1證實(shí)產(chǎn)生相對(duì)于初始值顯著增加的表面粗糙度的能力，然而，樣品還證實(shí)可濕性中的 減少（即，濕潤(rùn)角中的增加）。一般地，隨著表面粗糙度增加，預(yù)期可濕性增加。相應(yīng)地，雖 然未完全理解，但樣品S1的研磨噴砂介質(zhì)修飾工件表面，以具有出乎意料的特征組合。此 外，如表3和4中證實(shí)的，樣品S1的初始濕潤(rùn)角中的變化百分比顯著大于所有相當(dāng)例子，并 且在一些情況下，大約25 %差異。

[0180] 實(shí)例 4
[0181] 對(duì)于實(shí)例4進(jìn)行實(shí)例3的相同測(cè)試，與實(shí)例3的樣品相比較，對(duì)不同不銹鋼工件使 用樣品S1、S2和CS2。測(cè)試結(jié)果在下表5中提供。值得注意的是，雖然與樣品S1和CS2的 實(shí)例3結(jié)果相比較，濕潤(rùn)角的絕對(duì)值不同，但趨勢(shì)是相同和顯著的。
[0182] 表 5
[0183]
[0184] 對(duì)于實(shí)例4進(jìn)行實(shí)例3的相同測(cè)試，與實(shí)例3的樣品相比較，對(duì)不同低碳鋼工件使 用樣品S2和CS2。測(cè)試結(jié)果在下表6中提供。值得注意的是，雖然與樣品S1和CS2的實(shí)例 3結(jié)果相比較，濕潤(rùn)角的絕對(duì)值不同，但趨勢(shì)是相同和顯著的。
[0185] 表 6
[0186]
[0187] 本專利申請(qǐng)表示了對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的偏離。行業(yè)已趨于利用具有圓形或不規(guī)則取向的 壓碎晶粒用于研磨噴砂介質(zhì)。然而，已發(fā)現(xiàn)包括成形磨粒的研磨噴砂介質(zhì)的利用可有利于 在工件上形成獨(dú)特表面特征的組合。此外，應(yīng)注意，包括成形磨粒的研磨噴砂介質(zhì)可具有獨(dú) 特特性，例如殘存晶粒因子。另外，研磨噴砂介質(zhì)的成形磨?？删哂歇?dú)特特征的組合，包括 但不限于組成、添加劑、形態(tài)、二維形狀、三維形狀、相分布、高度差、高度輪廓差異、飛邊百 分比、高度、凹進(jìn)等。并且事實(shí)上，本文實(shí)施例的顆粒材料已證明導(dǎo)致顯著和出乎意料的性 能。
[0188] 如上公開的主題被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的，所附權(quán)利要求書旨在涵蓋落入 本發(fā)明的真實(shí)范圍內(nèi)的所有這種修改、增強(qiáng)和其他實(shí)施例。因此，在法律允許的最大程度 內(nèi)，本發(fā)明的范圍將由如下權(quán)利要求和它們的等同形式的最廣允許解釋確定，不應(yīng)由如上
【具體實(shí)施方式】限制或限定。
[0189] 提供說(shuō)明書摘要以符合專利法，在了解說(shuō)明書摘要不用于解釋或限定權(quán)利要求的 范圍或含義的情況下提交說(shuō)明書摘要。另外，在如上【具體實(shí)施方式】中，為了簡(jiǎn)化本公開，各 個(gè)特征可在單個(gè)實(shí)施例中組合在一起或進(jìn)行描述。本公開不解釋為反映如下意圖：所要求 保護(hù)的實(shí)施例需要比在每個(gè)權(quán)利要求中明確記載的更多的特征。相反，如如下權(quán)利要求所 反映，本發(fā)明的主題可涉及比所公開的實(shí)施例中的任意者的全部特征更少的特征。因此，如 下權(quán)利要求引入【具體實(shí)施方式】，每個(gè)權(quán)利要求本身分別限定所要求保護(hù)的主題。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種研磨噴砂介質(zhì)，所述研磨噴砂介質(zhì)包含成形磨粒。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨噴砂介質(zhì)，其中所述成形磨粒包含本體，所述本體包括 長(zhǎng)度（1)、寬度（w)和高度（hi)，其中所述高度（hi)是所述本體的內(nèi)部高度，并且其中w》1 和 w ^ hi。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨噴砂介質(zhì)，其中所述本體包含如在由長(zhǎng)度和寬度限定的 平面中觀察的二維多邊形形狀。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨噴砂介質(zhì)，其中所述本體包含選自下述材料的研磨晶 粒：氮化物、氧化物、碳化物、硼化物、氮氧化物、金剛石及其組合。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨噴砂介質(zhì)，其中所述內(nèi)部高度為所述寬度的至少約 22%〇6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨噴砂介質(zhì)，其中所述本體包含相對(duì)于所述本體的總側(cè)面 積為至少約10%的飛邊百分比（f)。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨噴砂介質(zhì)，其中所述本體包含相對(duì)于所述本體的總側(cè)面 積不大于約45%的飛邊百分比（f)。8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨噴砂介質(zhì)，其中所述本體包含盤狀粒子，其中所述本體 包含不大于約2的凹進(jìn)值（d)。9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨噴砂介質(zhì)，其中所述本體包含至少約0. 1的凹進(jìn)值（d)。10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨噴砂介質(zhì)，其中所述本體包含至少約0. 04的輪廓比，其 中所述輪廓比定義為高度中的平均差異和輪廓長(zhǎng)度之間的比[(hc-hm) ALmiddle)]，其中 所述輪廓比不大于約0.3。11. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨噴砂介質(zhì)，其中所述第一側(cè)表面和第二側(cè)表面相對(duì)于 在所述本體的高度的方向上延伸的豎直軸逐漸變細(xì)。12. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨噴砂介質(zhì)，其中所述本體包含第一區(qū)域和不同于所述 第一區(qū)域的第二區(qū)域，其中所述第一區(qū)域處于壓縮中，并且所述第二區(qū)域處于張力中，其中 所述第一區(qū)域包含第一組合物，所述第二區(qū)域包含第二組合物，并且其中所述第一組合物 不同于所述第二組合物。13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨噴砂介質(zhì)，所述研磨噴砂介質(zhì)還包含至少約80%的殘 存晶粒因子。14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨噴砂介質(zhì)，其中所述研磨噴砂介質(zhì)是噴砂介質(zhì)的批料 的一部分，所述噴砂介質(zhì)的批料包含： 包含所述成形磨粒的第一部分；和 包含第二磨粒的第二部分，其中所述第二磨粒基于選自下述的至少一個(gè)粒子特征而不 同于所述成形磨粒：平均粒度、平均晶粒尺寸、二維形狀、組成、飛邊百分比、粒子尺寸及其 組合。15. -種制備工件的表面的方法，所述方法包括： 在工件處導(dǎo)入研磨物質(zhì)，所述研磨物質(zhì)包含載體和多個(gè)成形磨粒，所述載體包含氣態(tài) 材料；和 用所述研磨物質(zhì)制備所述工件的表面。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中導(dǎo)入包括控制所述研磨物質(zhì)的速度，其中控制 所述研磨物質(zhì)的速度包括控制所述載體的壓力，其中所述載體的壓力在0.5巴（5xl04Pa) 至約8巴（8xl05Pa)的范圍內(nèi)。17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中制備包括改變所述工件的平均表面粗糙度 (Ra)，其中制備包括根據(jù)等式[(Ra-Rao)/Rao]x100 %，將所述工件的平均表面粗糙度（Ra) 從初始平均表面粗糙度增加至少1%，其中Ra表示所述工件在進(jìn)行表面處理操作后的平均 表面粗糙度，Rao表示所述工件在進(jìn)行所述表面處理操作前的初始平均表面粗糙度。18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中制備包括改變所述工件的最大表面粗糙度 (Rz)，其中制備包括根據(jù)等式[(Rz-Rz0)/Rz 〇]xlOO%，將所述工件的最大表面粗糙度（Rz) 從初始最大表面粗糙度增加至少約1%，其中Rz表示所述工件在進(jìn)行表面處理操作后的最 大表面粗糙度，Rzo表示所述工件在進(jìn)行所述表面處理操作前的初始最大表面粗糙度。19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中在制備后，所述工件包含大于約85度的平均濕 潤(rùn)角。20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述濕潤(rùn)角根據(jù)等式[(Wa-Wi)/Wi] XlOO %，相 對(duì)于初始濕潤(rùn)角增加至少約1%，其中Wa表示在進(jìn)行表面處理操作后的濕潤(rùn)角，Wi表示在 進(jìn)行所述表面處理操作前的初始濕潤(rùn)角。21. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述工件的表面包含溝。22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述溝跨過(guò)所述表面隨機(jī)分布。23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述溝具有平均長(zhǎng)度和平均寬度，并且其中所 述溝具有至少約2 : 1的平均長(zhǎng)度：平均寬度的平均縱橫比。24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述溝對(duì)應(yīng)于通過(guò)所述多個(gè)成形磨粒的邊緣作 出的切割。25. -種制備工件的表面的方法，所述方法包括： 在工件處導(dǎo)入研磨物質(zhì)，所述研磨物質(zhì)包含載體和多個(gè)成形磨粒； 從初始平均表面粗糙度增加所述工件的表面的平均表面粗糙度（Ra);和 相對(duì)于初始平均濕潤(rùn)角增加平均濕潤(rùn)角。26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述載體包含氣態(tài)材料。27. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，所述方法還包括收集多個(gè)成形磨粒作為游離磨料的 批料，所述方法還包括分選所述多個(gè)成形磨粒。28. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中導(dǎo)入包括發(fā)射所述多個(gè)成形磨粒的每一個(gè)成形 磨粒，作為具有所述載體的流中的游離磨粒。29. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中增加所述平均表面粗糙度包括根據(jù)等式 [(Ra-Rao) /Rao] XlOO %，將所述工件的平均表面粗糙度（Ra)從初始平均表面粗糙度增加 至少1 %，其中Ra表示所述工件在進(jìn)行表面處理操作后的平均表面粗糙度，Rao表示所述工 件在進(jìn)行所述表面處理操作前的初始平均表面粗糙度。30. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，所述方法還包括在制備所述工件的表面的工藝 期間，改變所述工件的最大表面粗糙度（Rz)，其中改變包括根據(jù)等式[(Rz-Rzo)/Rzo] xlOO%，將所述工件的最大表面粗糙度（Rz)從初始最大表面粗糙度增加至少約1%，其中 Rz表示所述工件在進(jìn)行表面處理操作后的最大表面粗糙度，Rzo表示所述工件在進(jìn)行所述 表面處理操作前的初始最大表面粗糙度。31. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，所述方法還包括在制備后回收所述多個(gè)成形磨粒的 至少一部分，其中在進(jìn)行表面處理操作后，殘存晶粒因子為至少約80%。32. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中增加所述平均濕潤(rùn)角包括使所述平均濕潤(rùn)角增 加至鈍值。33. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中增加所述平均濕潤(rùn)角包括根據(jù)等式[(Wa-Wi) / Wi]xlOO%，相對(duì)于平均初始濕潤(rùn)角，使所述平均濕潤(rùn)角增加至少約1 %，其中Wa表示在進(jìn) 行表面處理操作后的平均濕潤(rùn)角，Wi表示在進(jìn)行表面處理操作前的初始平均濕潤(rùn)角。34. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述多個(gè)成形磨粒的每個(gè)成形磨粒包含本體， 所述本體具有長(zhǎng)度（1)、寬度（w)和高度（hi)，其中所述高度（hi)是所述本體的內(nèi)部高度， 并且其中w > 1和w > hi。35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述本體包含選自下述的形狀：三角形、四邊 形、矩形、梯形、五邊形、六邊形、七邊形、六邊形、八邊形、九邊形、十邊形、五邊形及其組合。36. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述本體包含從側(cè)表面延伸的飛邊，其中所述 本體包含相對(duì)于所述本體的總側(cè)面積為至少約10%且不大于約45%的飛邊百分比（f)。37. -種具有由研磨噴砂介質(zhì)修飾的表面的工件，所述工件包含跨過(guò)所述表面隨機(jī)分 布的溝，其中所述溝具有平均長(zhǎng)度和平均寬度，并且還限定至少約2 : 1的平均長(zhǎng)度：平均 寬度的縱橫比。38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的工件，其中所述工件包含選自下述的材料：金屬、金屬合 金、陶瓷、玻璃、復(fù)合物、有機(jī)材料及其組合。39. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的工件，其中所述溝包含不大于約5_的平均長(zhǎng)度。40. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的工件，其中所述溝包含不大于約Imm的平均寬度。41. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的工件，其中所述溝包含小于所述平均長(zhǎng)度的平均深度。42. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的工件，其中所述研磨噴砂介質(zhì)包含成形磨粒。43. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的工件，其中所述表面進(jìn)行修飾，以根據(jù)等式[(Ra-Rao)/ Rao] XlOO%，具有從初始平均表面粗糙度至少1 %的平均表面粗糙度（Ra)增加，其中Ra表 示所述工件在進(jìn)行表面處理操作后的平均表面粗糙度，Rao表示所述工件在進(jìn)行所述表面 處理操作前的初始平均表面粗糙度。44. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的工件，其中所述表面進(jìn)行修飾，以根據(jù)等式[(Rz-Rz0)/ RZ〇]xlOO%，具有從初始最大表面粗糙度至少約1%的最大表面粗糙度（Rz)增加，其中Rz 表示所述工件在進(jìn)行表面處理操作后的最大表面粗糙度，Rzo表示所述工件在進(jìn)行所述表 面處理操作前的初始最大表面粗糙度。45. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的工件，其中所述表面包含大于約85度的平均濕潤(rùn)角。46. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的工件，其中所述表面進(jìn)行修飾，以根據(jù)等式[(Wa-WiVWi] xl00%，具有相對(duì)于初始濕潤(rùn)角至少約i %的濕潤(rùn)角增加，其中Wa表示在進(jìn)行表面處理操 作后的濕潤(rùn)角，Wi表示在進(jìn)行所述表面處理操作前的初始濕潤(rùn)角。
【文檔編號(hào)】C09K3/14GK105899331SQ201380072939
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2013年12月30日
【發(fā)明人】T·G·菲爾德三世, A-L·博多內(nèi), S·S·瑪蓮
【申請(qǐng)人】圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司