BRPI0716223A2 - Composições aquosas de fluido aquoso para pastas fluidas abrasivas, métodos de produção, e métodos para a sua utilização. - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "COMPOSI- ÇÕES FLUIDAS AQUOSAS PARA MISTURAS FRACAS ABRASIVAS, MÉTODOS DE PRODUÇÃO, E MÉTODOS PARA O USO DAS MESMAS".

O presente pedido reivindica o benefício do pedido provisório U.S. número 60/841.580, depositado em 30 de agosto de 2006, o qual é aqui incorporado por referência em sua totalidade. Antecedentes

1. Campo da Invenção

A presente invenção de uma forma geral refere-se às composi- ções fluidas aquosas para uso na formação de misturas fracas abrasivas. As composições fluidas aquosas são úteis para a formação de misturas fracas de usinagem abrasivas soltas e, mais particularmente, misturas fracas de serra de arame.

2. Antecedentes

As serras de arame são extensivamente usadas para cortar silí-

cio para aplicações solares e eletrônicas. Elas também são utilizadas para o corte de uma variedade de outros materiais semicondutores compostos in- cluindo safira, GaAs, InP e SiC1 materiais óticos tais como vidro e cristal de quartzo, e materiais sólidos e quebradiços tais como cerâmicas. Uma serra de arame geralmente inclui uma pluralidade de ara-

mes orientados sob tensão. Os arames são movidos simultaneamente quando uma mistura fraca abrasiva é fornecida entre os arames e a peça de trabalho. A peça de trabalho é forçada através dos arames quando a mistura fraca atua para abradar a peça de trabalho em uma pluralidade de peças. Este método considera a produção de grandes números de peças cortadas de espessura, nivelamento e lisura superficial particulares.

Durante o corte com serra de arame, o arame não faz o corte, mas sem dúvida atua para transportar a mistura fraca abrasiva, que faz o corte. Este tipo de processo é chamado de "usinagem abrasiva solta". Ou- tros exemplos de usinagem abrasiva solta incluem usinagem ultrassônica, usinagem de jato de água e jato de areia.

A mistura fraca é uma suspensão de partículas abrasivas em uma composição de fluido, também às vezes referidas como um "lubrifican- te", "veículo" ou "portador". Como os abrasivos, materiais tais como carbone- to de silício (SiC)1 diamante e carboneto de boro (B4C) foram usados. As misturas fracas não-aquosas têm sido empregadas, em que a composição de fluido predominantemente contém óleo mineral em que os abrasivos são dispersos em uma relação de cerca de 1:1 com base no peso. As misturas fracas solúveis em água também foram empregadas, em que a composição de fluido predominantemente contém glicol solúvel em água (por exemplo, polietileno glicol (PEG)1 etileno glicol, e polioxietileno glicol) em que as partí- cuias abrasivas são dispersas.

Embora o óleo mineral forneça boas propriedades de Iubrifica- ção e corte, ele possui desempenho de esfriamento fraco. Além disso, pela razão do óleo mineral não ser solúvel em água, solventes orgânicos e deter- gentes específicos são requeridos para limpar o óleo mineral das peças de corte. Devido ao desempenho de esfriamento fraco, restrições de remoção e dificuldades pós-limpeza alternativas ao óleo mineral são necessárias.

Embora os glicóis, tais como PEG, ofereçam os mesmos benefí- cios sobre o óleo mineral, estes materiais são muito caros e eles apresentam problemas com as quantidades e métodos de remoção disponíveis. Além disso, os glicóis possuem viscosidades elevadas que resultam em forças aumentadas de arrasto sobre o wafer. Tais forças de arrasto elevadas po- dem levar à fratura das peças cortadas durante o corte fino.

Assim, seria altamente desejável desenvolver composições me- lhoradas de fluido para uso na formação de misturas fracas abrasivas, parti- cularmente misturas fracas de serra de arame. Sumário

Esta invenção fornece uma composição de fluido para uso na formação de misturas fracas de usinagem abrasiva solta. As partículas abra- sivas podem ser dispersas nas composições de fluido de modo a fornecer uma composição de mistura fraca de trabalho útil nos processos de usina- gem abrasiva solta. Como aqui usado, uma "composição de mistura fraca de trabalho" ou "mistura fraca abrasiva de trabalho" é qualquer composição de mistura fraca que contenha partículas abrasivas dispersas dentro da compo- sição de fluido, em que as partículas abrasivas estão presentes em uma concentração que é adequada para um dado processo de usinagem abrasi- va solta. As composições de fluido da presente invenção fornecem excelen- tes propriedades de lubrificação e usinagem/corte. A concentração dos com- ponentes pode ser ajustada dependendo da aplicação desejada para mini- mizar a fratura do produto durante a usinagem. As composições de fluido são ainda eficazes no custo, possuem propriedades de dissipação térmica acentuadas, e fornecem opções de remoção pós-corte mais fáceis e menos limitadas.

Em um aspecto, a invenção de uma forma geral refere-se a uma composição de fluido para uso na formação de uma mistura fraca de usina- gem abrasiva solta que compreende polietileno glicol e água, em que a composição compreende pelo menos 10 % em vol de água. As modalidades de acordo com este aspecto da invenção po-

dem incluir as seguintes características. A composição pode compreender cerca de 15 % em vol a cerca de 80 % em vol de polietileno glicol (PEG) e cerca de 20 % em vol a 85 % em vol de água. Em algumas modalidades, a composição compreende cerca de 20 % em vol a cerca de 75 % em vol de PEG, cerca de 25 % em vol a cerca de 70 % em vol de PEG, cerca de 30 % em vol a cerca de 65 % em vol de PEG, cerca de 35 % em vol a cerca de 60 % em vol de PEG, ou cerca de 40 % em vol a cerca de 55 % em vol de PEG. Em algumas modalidades, a composição compreende cerca de 25 % em vol a cerca de 80 % em vol de água, cerca de 30 % em vol a cerca de 75 % em vol de água, cerca de 40 % em vol a cerca de 70 % em vol de água, ou cer- ca de 50 % em vol a cerca de 60 % em vol de água. A água pode ser desio- nizada. A composição pode ainda compreender um ou mais modificadores da viscosidade. Os modificadores da viscosidade podem ser selecionados de modificadores da viscosidade convencionais tais como argila sintética, argila natural, Carbopol®, carboximetilcelulose, etilcelulose, gelatina, hidro- xietilcelulose, hidroxipropil celulose, metilcelulose, álcool polivinílico e goma xantana. Os modificadores da viscosidade podem ser adicionados de modo a fornecer uma composição tendo uma viscosidade variando de cerca de 5 cps a cerca de 100 cps. Em algumas modalidades, a composição contém até cerca de 10 % em vol de um ou mais modificadores da viscosidade, e em algumas modalidades de cerca de 0,1 a cerca de 10 % em vol de um ou mais modificadores da viscosidade. A composição pode ainda compreender um ou mais ativadores. Em certas modalidades, a composição contém até cerca de 5 % em vol de um ou mais ativadores, e em algumas modalidades cerca de 0,2 % em vol a cerca de 5 % em vol de um ou mais ativadores. O ativador pode ser selecionado de ativadores convencionais tais como trieta- nolamina e borato de amina. A composição pode ainda compreender um ou mais inibidores de ferrugem. Os inibidores de ferrugem podem ser selecio- nados de inibidores de ferrugem convencionais tais como trietanolamina e sais carboxílicos. Em certas modalidades, a composição contém de cerca de 0,1 % em vol a cerca de 5 % em vol de um ou mais inibidores de ferrugem. Em um outro aspecto, a invenção de uma forma geral se refere a

um método para a formação de uma composição de fluido adequada para uso na formação de mistura fraca de usinagem abrasiva solta compreen- dendo a mistura de polietileno glicol e água tal que a composição contenha pelo menos 10 % em vol de água. Em um outro aspecto, a invenção de uma forma geral diz respei-

to a um método para o uso de uma composição de fluido que compreende polietileno glicol e pelo menos 10 % em vol de água em um processo de ser- ra de arame. O método compreende fornecer a composição de fluido, uni- formemente dispersar as partículas abrasivas dentro da composição de flui- do para formar uma mistura fraca de trabalho, e suprir a pasta de fluido de trabalho a um processo de serra de arame.

Em outro aspecto, a invenção de uma forma geral refere-se a uma composição de fluido adequada para uso no corte recíproco por uma serra de arame compreendendo polietileno glicol e pelo menos 10 % em vol de água.

Em um outro aspecto, a invenção de uma forma geral diz respei- to a um método para fornecer uma composição de fluido adequada para uso no corte com serra de arame recíproco compreendendo fornecer uma com- posição de fluido que compreende polietileno glicol e pelo menos 10 % de água, uniformemente dispersar as partículas abrasivas dentro da composi- ção de fluido para formar uma mistura fraca de trabalho, e modificar a visco- sidade da mistura fraca de trabalho quando necessário para o corte recípro- co mediante a adição de água.

Em um outro aspecto, a invenção de uma forma geral se refere a um método para dissipar calor durante um processo de usinagem que com- preende fornecer uma mistura fraca de trabalho ao processo de usinagem, a mistura fraca de trabalho compreendendo polietileno glicol, pelo menos 10 % em vol de água, e partículas abrasivas uniformemente dispersas no polietile- no glicol e água, em que pelo menos uma parte da água se evapora para dissipar calor, e o reabastecimento do fluido de trabalho com água durante o processo de usinagem para adicionalmente dissipar calor. Em um outro aspecto, a invenção de uma forma geral diz respei-

to a uma composição de fluido para uso na formação de uma mistura fraca de usinagem abrasiva solta que compreende polietileno glicol e água em que a água está presente na composição de fluido em uma quantidade tal que a viscosidade de uma mistura fraca de trabalho formada mediante a dispersão das partículas abrasivas dentro da composição de fluido seja reduzida em pelo menos 1,5 vez.

As modalidades de acordo com este aspecto da invenção po- dem incluir os seguintes aspectos. A água pode estar presente na composi- ção de fluido em uma quantidade tal que a viscosidade de uma mistura fraca de trabalho formada mediante a dispersão de partículas abrasivas dentro da composição fluida seja reduzida em pelo menos 2 vezes, pelo menos 2 ve- zes, pelo menos 2,5 vezes, pelo menos 3 vezes, pelo menos 3,5 vezes, pelo menos 4 vezes, pelo menos 4,5 vezes, pelo menos 5 vezes, pelo menos 5,5 vezes, pelo menos 6 vezes, pelo menos 6,5 vezes, pelo menos 7 vezes, pelo menos 7,5 vezes, pelo menos 8 vezes, pelo menos 8,5 vezes, pelo menos 9 vezes, pelo menos 9,5 vezes, e ao menos 10 vezes.

Em um outro aspecto, a invenção de uma forma geral se refere a uma composição de fluido para uso na formação de uma mistura fraca de usinagem abrasiva solta que compreende polietileno glicol e água, em que a viscosidade de uma mistura fraca de trabalho formada mediante a dispersão de partículas abrasivas, em % de C de um teor de sólidos, dentro da compo- sição de fluido seja reduzida pela adição de água, tal que a viscosidade da mistura fraca de trabalho é pelo menos 1,5 vez menor do que uma composi- ção de mistura fraca compreendendo PEG e partículas abrasivas em % de C de teor de sólidos.

As modalidades de acordo com este aspecto da invenção po- dem incluir os seguintes aspectos. As partículas abrasivas na mistura fraca de trabalho podem ter o mesmo tamanho de grão como as partículas abrasi- vas na composição de mistura fraca compreendendo PEG e partículas abra- sivas. As partículas abrasivas na mistura fraca de trabalho podem ter um tamanho de grão menor do que as partículas abrasivas na composição de mistura fraca que compreende PEG e partículas abrasivas. As partículas abrasivas na mistura fraca de trabalho podem ter um tamanho de grão maior do que as partículas abrasivas na composição de mistura fraca compreen- dendo PEG e partículas abrasivas. A viscosidade da mistura fraca de traba- lho pode ser pelo menos 2 vezes menor, pelo menos 2,5 vezes menor, pelo menos 3 vezes menor, pelo menos 3,5 vezes menor, pelo menos 4 vezes menor, pelo menos 4,5 vezes menor, pelo menos 5 vezes menor, pelo me- nos 5,5 vezes menor, pelo menos 6 vezes menor, pelo menos 6,5 vezes menor, pelo menos 7 vezes menor, pelo menos 7,5 vezes menor, pelo me- nos 8 vezes menor, pelo menos 8,5 vezes menor, pelo menos 9 vezes me- nor, pelo menos 9,5 vezes menor, e ao menos 10 vezes menor do que uma composição de mistura fraca que compreende pelo menos 60 por cento em volume de polietileno glicol e partículas abrasivas em 20 por cento em volu- me teor de sólidos.

Em um outro aspecto, a invenção de uma forma geral se refere a uma composição de fluido para uso na formação de uma mistura fraca de usinagem abrasiva solta que compreende polietileno glicol e água, em que a água está presente na composição de fluido em uma quantidade tal que, durante um processo de usinagem, a temperatura de uma mistura fraca de trabalho formada mediante a dispersão de partículas abrasivas dentro da composição de fluido seja reduzida em pelo menos 2 0C.

As modalidades de acordo com este aspecto da invenção po- dem incluir as seguintes características. A temperatura da mistura fraca de trabalho formada mediante a dispersão de partículas abrasivas dentro da composição de fluido pode ser reduzida em pelo menos 3 0C, pelo menos 4 0C1 pelo menos 5 0C, pelo menos 6 0C1 pelo menos 7 0C1 pelo menos 8 0C1 pelo menos 9 0C1 pelo menos 10 0C1 pelo menos 11 0C1 pelo menos 12 0C1 pelo menos 13 0C1 e pelo menos 14 0C.

Em um outro aspecto, a invenção de uma forma geral refere-se a uma composição de fluido para uso na formação da mistura fraca de usi- nagem abrasiva solta compreendendo polietileno glicol e água, em que, du- rante um processo de usinagem, a temperatura de uma mistura fraca de tra- balho formada mediante a dispersão de partículas abrasivas, em % de C de teor de sólidos, dentro da composição de fluido é reduzida pela adição de água, tal que a temperatura da mistura fraca de trabalho seja pelo menos 2°C menor do que uma composição de mistura fraca que compreende PEG e partículas abrasivas em % de C de teor de sólidos. As modalidades de acordo com este aspecto da invenção inclu-

em as seguintes características. As partículas abrasivas na mistura fraca de trabalho podem ter o mesmo tamanho de grão como as partículas abrasivas na composição de mistura fraca compreendendo PEG e partículas abrasi- vas. As partículas abrasivas na mistura fraca de trabalho podem ter um ta- manho de grão menor do que as partículas abrasivas na composição de mis- tura fraca compreendendo PEG e partículas abrasivas. As partículas abrasi- vas na mistura fraca de trabalho podem ter um tamanho de grão maior do que as partículas abrasivas na composição de mistura fraca compreendendo PEG e partículas abrasivas. Durante o processo de usinagem, a temperatura da mistura fraca de trabalho é pelo menos 3 0C menor, pelo menos 4 0C me- nor, pelo menos 5 0C menor, pelo menos 6 0C menor, pelo menos 7 0C me- nor, pelo menos 8 0C menor, pelo menos 9 0C menor, pelo menos 10 0C me- nor, pelo menos 11 0C menor, pelo menos 12 0C menor, pelo menos 13 0C menor e ainda 14 0C menor do que a temperatura de uma composição de mistura fraca que compreende pelo menos 60 por cento em volume de polie- tileno glicol e partículas abrasivas em 20 por cento em volume de teor de sólidos.

Como deve ficar entendido, as porcentagens em volume como aqui referidas com respeito a uma composição particular, baseiam-se no volume total desta composição. Da mesma forma, como aqui referido, os valores de viscosidade são como determinados a 25 0C. Adequadamente, os valores de viscosidade são medidos usando um fuso Brookfield (por exem- plo, N°2 ou N°4) a 60 rpm.

Outros aspectos e vantagens da invenção se tornarão evidentes a partir da seguinte descrição, incluída em conjunto com os desenhos acom- panhantes, que ilustra os princípios da invenção somente por meio de e- xemplo.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 representa os perfis de viscosidade das amostras de teste do Exemplo 2, que segue.

A figura 2 representa os perfis de temperatura das amostras de teste do Exemplo 3, que segue. Descrição

As composições de fluido fornecidas pela presente invenção são adequadas para uso nos vários processos de usinagem abrasivos soltos incluindo serra de arame, usinagem ultrassônica, corte com jato de água e tratamento com jato de areia. Tais processos podem ser usados para cortar e executar trabalhos com máquina uma variedade de materiais incluindo, mas não limitados a eles, silício, materiais semicondutores tais como safira, GaAs, InP e SiC, materiais óticos tais como vidro e cristal de quartzo, e ma- teriais sólidos e quebradiços tais como cerâmicas. A divulgação a seguir de- ve ser interpretada como ilustrativa em vez de um sentido limitativo. Por e- xemplo, embora certas combinações de materiais e concentrações possam ser fornecidas, tais combinações de materiais e concentrações são basea- das no corte de serra de arame, e podem ser adequadamente modificadas para outros tipos de processos de usinagem abrasivos soltos e para o corte e usinagem de vários materiais.

Quando se refere às porcentagens dos vários componentes in- clusos, a não ser que de outra maneira indicada, todas as porcentagem se referem a % em volume, e são baseadas no volume total da composição de mistura fraca concentrada.

As composições de fluido da presente invenção compreendem um ou mais glicóis solúveis em água. Quaisquer glicóis solúveis em água adequados para misturas fracas de usinagem abrasivas soltas podem ser usados na prática da presente invenção. Estes glicóis incluem, mas não são limitados a eles, polietileno glicol (PEG)1 etileno glicol e polioxietileno glicol. Em uma modalidade, o glicol é PEG.

O glicol solúvel em água está geralmente contido nas composi- ções de fluido em quantidades variando de cerca de 15 % em vol a cerca de 80 % em vol, com base no volume total da composição de fluido. Em algu- mas modalidades, as composições de fluido contêm de cerca de 20 % em vol a cerca de 75 % em vol de glicol, em certas modalidades de cerca de 25 % em vol a cerca de 70 % em vol, em algumas modalidades, de cerca de 30 % em vol a cerca de 65 % em vol, em algumas modalidades de 35 % em vol a cerca de 60 % em vol, e em certas modalidades de cerca de 40 % em vola cerca de 55 % em vol

As composições de fluido ainda compreendem água. Em algu- mas modalidades, água desionizada é utilizada, que possui condutividade muito baixa. Acredita-se que o uso de água desionizada ajudará na baixa manutenção da condutividade da mistura fraca tal que não interfira com os sistemas de alarme de fratura do arame usados com a maioria das serras de arame.

A adição de água nas composições de fluido altera a viscosida- de das composições de fluido e, assim, a quantidade de água contida nas composições de fluido pode ser selecionada de modo a fornecer uma visco- sidade desejada. Em algumas modalidades, a água é adicionada às compo- sições de fluido em uma quantidade que fornece a composição de fluido com uma viscosidade adequada para o corte de wafer fino usando uma serra de arame. Em certas modalidades, a água está contida nas composições de fluido em uma quantidade que eficazmente reduz ou minimiza a fratura po- tencial do wafer quando se cortam wafer finos, tais como aquelas abaixo de 250 mícrons.

Em particular, as composições de mistura fraca solúveis em á- gua convencionais, que predominantemente contêm um glicol solúvel em água (por exemplo, PEG), possuem viscosidades elevadas que levam a for- ças de arrasto aumentadas sobre o wafer. As presentes composições de fluido fornecem viscosidades diminuídas quando comparadas com os glicóis solúveis em água convencionais. Por exemplo, quando se compara uma mistura fraca de PEG convencional com as presentes composições de flui- do, em que a mistura fraca de PEG convencional e as presentes composi- ções de fluido ambas contêm as mesmas partículas abrasivas na mesma concentração de sólidos, as misturas fracas formadas usando as presentes composições de fluido possuem uma viscosidade mais baixa. Além disso, mesmo quando as misturas fracas formadas usando as presentes composi- ções de fluido contiverem partículas abrasivas de tamanho de grão mais fino do que aquelas usadas nas misturas fracas convencionais, as misturas fra- cas formadas usando as presentes composições de fluido possuirão uma viscosidade mais baixa.

Em algumas modalidades, as misturas fracas formadas usando as presentes composições de fluido possuem uma viscosidade que é pelo menos 1,5 vez menor do que as misturas fracas convencionais e, em certas modalidades, até cerca de 10 vezes menor do que as misturas fracas con- vencionais, em que os mesmos tipos de partículas abrasivas são usados no mesmo teor de sólidos, e em que o tamanho de grão das partículas abrasi- vas dispersas dentro das presentes composições de fluido é maior do que, o mencionado, ou menor do que aquele das partículas dispersas dentro das misturas fracas convencionais. Por exemplo, as misturas fracas convencio- nais geralmente possuem viscosidades variando de cerca de 200 a 300 cps. As presentes misturas fracas podem ter viscosidades tão baixas quanto cer- ca de 30 cps ou menor, 40 cps ou menor, 50 cps ou menor, 60 cps ou me- nor, 70 cps ou menor, 80 cps ou menor, 90 cps ou menor, 120 cps ou menor ou 150 cps ou menor. As presentes misturas fracas podem adequadamente ter viscosidades de 30 cps a 150 cps, ou de 30 cps a 100 cps.

Além disso, quando se executa a usinagem abrasiva solta usan- do misturas fracas formadas com as presentes composições de fluido, as misturas fracas formadas com as presentes composições de fluido são mais aptas em fornecer viscosidades mais baixas do que as misturas fracas con- vencionais quando a usinagem se desenvolve. Esta viscosidade baixa é for- necida sem causar a sedimentação dos sólidos.

A adição de água na composição de fluido pode ainda ajudar na dissipação de calor durante um processo de usinagem. Em algumas modali- dades, a água é adicionada às composições de fluido em uma quantidade que eficazmente contribui para a dissipação de calor durante o corte com serra de arame. Quando a serra de arame corta a peça de trabalho, a água se evapora na zona de corte, desse modo dissipando calor e reduzindo calor relacionado à tensão sobre a peça de trabalho. Quando a água se evapora, ela pode ser facilmente reabastecida quando necessário. Mediante a redu- ção do calor relacionado com a tensão sobre a peça de trabalho e peças cortadas, a distorção das peças de corte e a fratura durante o corte serão reduzidas.

Por exemplo, embora as misturas fracas convencionais forne- çam dissipação térmica fraca e, na melhor das hipóteses, adequada, durante um processo de usinagem, as presentes composições de fluido, quando u- sadas para formar misturas fracas de trabalho, fornecem dissipação térmica acentuada. Em algumas modalidades, quando as misturas fracas conven- cionais e as misturas fracas formadas usando as presentes composições de fluido forem usadas nos processos de usinagem sob condições similares, as misturas fracas formadas usando as presentes composições de fluido forne- cem temperaturas durante o processo que são pelo menos 2 0C mais baixas e até 14 0C mais baixas do que as misturas fracas convencionais formadas com PEG. Por exemplo, quando se utiliza misturas fracas convencionais em um processo de usinagem, as misturas fracas são geralmente adicionadas no processo em temperatura ambiente (22 0C). Durante o processo, as mis- turas fracas convencionais podem alcançar temperaturas tão elevadas quan- to 36 0C. Em alguns processos, um resfriador é usado para tirar o calor do sistema e, durante tais processos, a temperatura das misturas fracas con- vencionais pode, em alguns casos, ser mantida entre cerca de 28 0C e 30 0C. No entanto, a temperatura das misturas fracas convencionais, mesmo quando um resfriador for utilizado, pode às vezes ainda alcançar 36 0C du- rante um processo. Desta maneira, a temperatura das misturas fracas con- vencionais pode aumentar em até 14 0C durante o processo. Durante um processo de usinagem em que as misturas fracas formadas usando as pre- sentes composições de fluido são utilizadas, quando as misturas fracas fo- rem adicionadas ao processo em temperatura ambiente (22 0C), a tempera- tura das misturas fracas pode ser mantida dentro de cerca de 5 0C em tem- peratura ambiente, em algumas modalidades dentro de cerca de 4 0C, e em algumas modalidades dentro de cerca de 3 0C1 em certas modalidades den- tro de cerca de 2 0C1 e em algumas modalidades dentro de cerca de 1 0C. Em certas modalidades, a temperatura das misturas fracas formadas usando a presente composição de fluido é mantida na temperatura ambiente (22 0C) durante um processo.

De acordo com a presente invenção, as composições de fluido contêm de cerca de 20 % em vol a cerca de 85 % em vol de água. Em algu- mas modalidades, as composições de fluido contêm de cerca de 25 % em vol a cerca de 80 % em vol de água, em certas modalidades de cerca de 30 % em vol a cerca de 75 % de água, em algumas modalidades de cerca de 40 % em vol a cerca de 70 % em vol de água, em certas modalidades de cerca de 50 % em vol a cerca de 60 % em vol de água.

As composições de fluido podem ainda incluir um ou mais modi- ficadores da viscosidade. Quaisquer modificadores da viscosidade conven- cionais para uso nas misturas fracas abrasivas podem ser usados, tais co- mo, por exemplo, argila sintética, argila natural, sílicas, Carbopol® (também referido como carbômero, e tendo uma fórmula química de C3H4O2), carbo- ximetilcelulose, etilcelulose, gelatina, hidroxietilcelulose, hidroxipropil celulo- se, metilcelulose, álcool polivinílico e goma xantana. Um exemplo de uma argila sintética útil na prática da presente invenção é Laponite®, um silicato em camadas sintético (silicato de sódio lítio magnésio hidratado). Os modifi- cadores da viscosidade podem ser adicionados em quantidades que alteram a viscosidade das composições de fluido como desejável.

Quando adicionado, um ou mais modificadores da viscosidade estão contidos nas composições de fluido em quantidade de até cerca de 10 % em vol Em algumas modalidades, as composições de fluido contêm até cerca de 5 % em vol de um ou mais modificadores da viscosidade, e em al- gumas modalidades até cerca de 1 % em vol Em outras modalidades, as composições de fluido contêm de cerca de 0,2 % em vol a cerca de 10 % em vol de um ou mais modificadores da viscosidade, em certas modalidades de cerca de 0,1 % em vol a cerca de 5 % em vol, em alguma modalidades de cerca de 0,3 % em vol a 4 % em vol, e em certas modalidades de cerca de 0,3 % em vol a cerca de 2 % em vol

As composições de fluido podem ainda incluir um ou mais ativa- dores. Quaisquer ativadores convencionais para uso nas misturas fracas abrasivas podem ser utilizados tais como, por exemplo, borato de amina e trietanolamina. Os ativadores são geralmente utilizados em conjunto com modificadores da viscosidade, mas podem ser adicionados com ou sem a adição de modificadores da viscosidade. O ativador é geralmente adicionado em uma quantidade que permitirá o modificador da viscosidade estabelecer uma matriz no fluido. Esta matriz aumentará a tensão de produção ou a vis- cosidade dinâmica total do fluido. Muitos ativadores, tais como trietanolami- na, fornecem benefícios adicionais, tais como inibição da corrosão, e podem ser usados mais que a quantidade necessária para a ativação do modifica- dor da viscosidade. Por exemplo, em algumas modalidades, até cerca de 5 % em vol de um ou mais ativadores são adicionados. Estes ativadores multi- funcionais podem ser usados sem um modificador da viscosidade quando seus benefícios adicionais forem desejados. As composições de fluido podem ainda incluir um ou mais fungi- cidas. Quaisquer fungicidas convencionais usados nas misturas fracas de usinagem abrasivas soltas podem ser utilizados. Os fungicidas são geral- mente adicionados em uma quantidade eficaz na minimização ou controle do desenvolvimento de fungos. Por exemplo, em algumas modalidades, até cerca de 2 % em vol de um ou mais fungicidas são adicionados.

Para controlar o crescimento bacteriano, as composições de fluido podem ainda conter um ou mais biocidas. Alguns biocidas podem ain- da controlar o crescimento de fungos. Estes biocidas podem ser seleciona- dos de qualquer biocida convencional usado nas misturas fracas de usina- gem abrasivas soltas, tais como Bioban® P-148, Grotan®, Kathon®, omadi- nas metálicas ou glutaraldeído. O Bioban® P-148 é disponível da Dow Che- mical Company, e contém os dois ingredientes ativos 4-(2-nitrobutil)- morfolina e 4,4'-(2-etil-2-nitrotrimetileno)dimorfolina. Grotan® é 2-[3,5-bis(2- hidroxietil)-1,3,5-triazinan-1-il]etanol, e possui uma fórmula química de CgH2-IN3O3. Kathon é 2-octiltiazol-3-ona, e possui uma fórmula química de CuH19NOS. Os biocidas podem ser adicionados nas presentes composições em uma quantidade que é eficaz na minimização ou no controle do cresci- mento bacteriano e, em algumas modalidades os biocidas podem ainda mi- nimizar ou controlar o desenvolvimento fúngico. Em algumas modalidades, uma mistura de biocidas é utilizada para controlar o desenvolvimento tanto bacteriano quanto fúngico.

Quando adicionados, um ou mais biocidas estão contidos nas composições de fluido em quantidades de até cerca de 2 % em vol Em al- gumas modalidades, as composições de fluido contêm de cerca de 0,05 % em vol a cerca de 2 % em vol de um ou mais biocidas, em algumas modali- dades de cerca de 0,06 % em vol a cerca de 1,5 % em vol, em certas moda- lidades de cerca de 0,07 % em vol a cerca de 1 % em vol, e em algumas modalidades de cerca de 0,08 % em vol a cerca de 0,5 % em vol Para inibir a corrosão das partes de usinagem abrasivas soltas

(por exemplo, os arames e a serra de arame), as composições de fluido po- dem ainda conter um ou mais inibidores de ferrugem. Os inibidores de ferru- gem podem incluir qualquer inibidor de ferrugem convencional usado nas misturas fracas de usinagem abrasivas soltas, tais como trietanolamina, bo- ratos de amina, triazóis, silicatos ou sais carboxílicos. Os inibidores de ferru- gem podem ser incluídos nas composições concentradas de mistura fraca em quantidades que eficazmente inibem a corrosão.

Quando adicionados, um ou mais inibidores de ferrugem estão contidos nas composições de fluido em quantidades de até cerca de 5 % em vol Em algumas modalidades, as composições de fluido contêm de cerca de 0,1 % em vol a cerca de 5 % em vol de um ou mais inibidores de ferrugem, em certas modalidades de cerca de 0,2 % em vol a cerca de 4 % em vol, em algumas modalidades de cerca de 0,3 % em vol a cerca de 3 % em vol, em algumas modalidades de cerca de 0,4 % em vol a cerca de 2 % em vol, e em certas modalidades de cerca de 0,5 % em vol a cerca de 1 % em vol

Em uma modalidade, a composição de fluido compreende de cerca de 20 % em vol a cerca de 85 % em vol de água, de cerca de 15 % em vol a cerca de 80 % em vol de PEG, e opcionalmente, um ou mais dos se- guintes componentes: modificadores da viscosidade, ativadores, fungicidas, biocidas, e inibidores de ferrugem. Por exemplo, em uma modalidade, a composição de fluido contém de cerca de 20 % em vol a cerca de 85 % em vol de água, de cerca de 15 % em vol a cerca de 80 % em vol de PEG, de cerca de 0,1 % em vol a cerca de 10 % em vol de modificador da viscosida- de, de cerca de 0,2 % em vol a cerca de 5 % em vol de ativador, de cerca de 0,1 % em vol a cerca de 2 % em vol de fungicida, de cerca de 0,05 % em vol a cerca de 2 % em vol de biocida, e até 5 % em vol de inibidor de ferrugem. Em uma modalidade exemplar, uma composição de fluido compreende cer- ca de 53 % em vol de água, cerca de 44,5 % em vol de PEG, cerca de 0,4 % em vol de argila sintética, cerca de 1,1 % em vol de ativador, cerca de 0,4 % em vol de fungicida, cerca de 0,1 % em vol de biocida, e cerca de 0,5 % em vol de inibidor de ferrugem. A presente invenção ainda compreende um método para a pre-

paração de composições de fluido adequadas para uso na formação de mis- turas fracas abrasivas. Os métodos compreendem a mistura de um ou mais glicóis solúveis com água para fornecer uma composição de fluido. De acor- do com os presentes métodos, de cerca de 15 % em vol a cerca de 80 % em vol de um ou mais glicóis solúveis em água são misturados com 20 % em vol a cerca de 85 % em vol de água para formar uma composição de fluido. Em certas modalidades, o glicol solúvel em água é PEG.

Em algumas modalidades, os métodos ainda compreendem a adição de um ou mais modificadores da viscosidade ao glicol e água. De acordo com os presentes métodos, até cerca de 5 % em vol de um ou mais modificadores da viscosidade são adicionados. Em algumas modalidades, os métodos ainda compreendem a

adição de um ou mais ativadores ao glicol e à água. Os ativadores podem ser adicionados com ou sem a adição de modificadores da viscosidade. Em algumas modalidades, até cerca de 3 % de um ou mais ativadores são adi- cionados. Em certas modalidades, os ativadores são adicionados em uma quantidade que ativa os modificadores da viscosidade para fornecer a visco- sidade desejada, e os métodos da invenção compreendem a adição de um ou mais ativadores em conjunto com um ou mais modificadores da viscosi- dade. O um ou mais ativadores podem ser adicionados em uma quantidade que permite o modificador da viscosidade estabelecer uma matriz no fluido, com a matriz atuando para aumentar a tensão de produção ou a viscosidade dinâmica total do fluido.

Em algumas modalidades, os métodos ainda compreendem adi- cionar um ou mais fungicidas ao glicol e à água. Os fungicidas podem ser adicionados com ou sem a adição de modificadores da viscosidade, e/ou ativadores. Os fungicidas são geralmente adicionados em uma quantidade eficaz na minimização e no controle do desenvolvimento de fungos. Por e- xemplo, em certas modalidades, até cerca de 2 % em vol de um ou mais fungicidas são adicionados.

Em algumas modalidades, os métodos ainda compreendem a adição de um ou mais biocidas ao glicol e à água. Os biocidas podem ser adicionados com ou sem a adição de modificadores da viscosidade, ativado- res e/ou fungicidas. Os biocidas são geralmente adicionados em uma quan- tidade eficaz na minimização e controle do crescimento bacteriano. Alguns biocidas são ainda eficazes na minimização e controle do crescimento de fungos e, assim, em tais circunstâncias, um ou mais biocidas podem ser adi- cionados para eficazmente minimizar e controlar o crescimento tanto de fun- gos quanto bacteriano sem requerer a adição de um ou mais fungicidas para minimizar e controlar o crescimento de fungos. Em algumas modalidades, até cerca de 2 % em vol de um ou mais biocidas são adicionados.

Em algumas modalidades, os métodos ainda compreendem a adição de um ou mais inibidores de ferrugem ao glicol e água. Os inibidores de ferrugem podem se adicionados com ou sem a adição de modificadores da viscosidade, ativadores, fungicidas e/ou biocidas. Os inibidores de ferru- gem são geralmente adicionados em uma quantidade eficaz na inibição da corrosão. Por exemplo, em algumas modalidades, até cerca de 5 % em vol de um ou mais inibidores de ferrugem são adicionados. As composições de fluido assim formadas depois podem ser li-

beradas a um comprador. Quando um usuário deseja utilizar a composição de fluido para um processo de usinagem abrasivo solto, o usuário simples- mente adiciona e dispersa as partículas abrasivas dentro das composições de fluido para fornecer uma mistura fraca abrasiva de trabalho. O usuário pode determinar quanto de partículas abrasivas adicionar à composição de fluido com base no teor desejado de sólidos na mistura fraca resultante me- diante cálculos simples. Em geral, a concentração desejada de sólidos nas composições de serra de arame de trabalho varia de cerca de 20 a 28 % em vol com base no volume total das composições de serra de arame de traba- lho. Assim, pode-se facilmente determinar quanto de partículas abrasivas seriam adicionadas nas composições de fluido para se obter a mistura fraca de trabalho desejada. Quaisquer partículas abrasivas convencionais podem ser adicionadas e dispersas dentro das presentes composições de fluido incluindo, mas não limitadas a elas, carboneto de silício (SiC), diamante e carboneto de boro (B4C). As presentes composições de fluido podem, desta maneira, ser usadas para formar composições de mistura fraca abrasivas tendo qualquer teor de sólidos desejado e propriedades particulares median- te a adição das quantidades apropriadas e tipos de partículas abrasivas.

As composições de fluido da presente invenção possuem um teor de água mais elevado do que as composições de fluido convencionais. Este teor de água mais elevado fornece vários benefícios. A quantidade de glicóis requerida para fornecer a composição com uma viscosidade desejada é reduzida desde que água adicional possa ser usada em vez de um pouco dos glicóis para este propósito. Os glicóis são materiais caros e, assim, a redução na quantidade de glicóis presentes nas composições de fluido reduz os custos. Uma redução na quantidade de glicóis nas composições de fluido ainda reduz o impacto de problemas associados com o descarte do glicol. Por exemplo, é freqüentemente requerido remover pelo menos uma parte dos glicóis nas composições usadas de mistura fraca antes do descarte da mistura fraca utilizada, devido às restrições de descarte. Pela razão das pre- sentes composições conterem um teor menor de glicóis, esta etapa de re- moção ou limpeza é reduzida e às vezes pode ser eliminada completamente. Além disso, a água é um excelente dissipador térmico e, assim, o uso de um teor de água elevado nas presentes composições de fluido fornece dissipa- ção térmica acentuada. A dissipação térmica acentuada melhora a capaci- dade de corte da mistura fraca por fornecer geometria de corte e usinagem melhorada e diminuição de deformação. Ainda mais, os glicóis tendem a aumentar as forças de arrasto sobre a peça de trabalho durante a usinagem que pode resultar em fratura das peças trabalhadas à máquina e cortadas. Por fornecer uma grande quantidade de água e menos glicóis nas composi- ções de fluido, a viscosidade das composições de fluido e forças de arrasto na água são reduzidas, desse modo reduzindo a fratura das peças trabalha- das à máquina e cortadas.

Foi ainda observado que a viscosidade diminuída fornecida pela adição de água de acordo com a presente invenção pode permitir o movi- mento recíproco do arame. Correntemente, por exemplo, na indústria solar, o movimento de arame unidirecional é requerido devido à viscosidade das composições de fluido atualmente disponíveis. Mediante a redução da visco- sidade das composições de fluido de acordo com a presente invenção, o corte recíproco é possível, o qual reduzirá o uso de arame requerido.

A presente invenção é ainda ilustrada pelos seguintes exemplos que não devem ser interpretados como Iimitativos de qualquer maneira. Os teores de todas as referências citadas (incluindo as referências de literatura, patentes emitidas, pedidos de patente publicados) como mencionados em todo este pedido são por meio desta expressamente incorporados por refe- rência. A prática da presente invenção empregará, a não ser que de outra maneira indicada, técnicas convencionais, que estão dentro da habilidade da técnica. Tais técnicas são explicadas completamente na literatura. Exemplo 1

Uma composição de fluido foi preparada mediante a mistura de 51,67 % em vol de água, 47,11 % em vol de PEG, 0,26 % em vol de Laponi- te, 1,1 % em vol de boratos de amina, 0,1 % em vol de Bioban P-1487 e 0,54 % em vol de trietanolamina. A solução resultante foi misturada com carbone- to de silício JIS 1200 para produzir uma mistura fraca com 24 % em vol de concentração de sólidos. A mistura fraca tinha as seguintes características: Densidade: 1,569 g/ml

Viscosidade: 48,1 centipoises, medida por fuso Brookfield N0 2 a 60 rpm. Condutividade: 50,2 Ms pH: 9,05

A mistura fraca foi usada para cortar em fatias um lingote poli- cristalino de 125 mm χ 125 mm em wafers grossos de 250 μιτι em uma serra de arame. Exemplo 2

Três misturas fracas de carboneto de silício convencionais (em seguida "misturas fracas convencionais") foram formadas como apresentado na Tabela 1. As misturas fracas foram formadas com polietileno glicol (PEG200) em 22 % em vol de sólidos. Cada uma das misturas fracas foi for- necida com tamanhos de grão de carboneto de silício diferentes (JIS 800, JIS 1200, JIS 1500).

Uma quarta composição de mistura fraca de carboneto de silício foi formada mediante a adição de carbonato de silício na composição aquo- sa de mistura fraca apresentada no Exemplo 1 (em seguida "a presente mis- tura fraca"). Carboneto de silício tendo um tamanho de grão de JIS 1200 foi adicionado na composição aquosa de mistura fraca para formar uma com- posição de mistura fraca de trabalho tendo 22 % em vol de sólidos.

As viscosidades das misturas fracas foram medidas usando um

viscômetro, fuso N0 2, em 60 rpm. Estas viscosidades são apresentadas na Tabela 1.

Tabela 1. Comparação da Viscosidade das Misturas fracas Convencionais e Misturas fracas Formadas Usando uma Mistura fraca Aquosa._

Viscosidade das misturas fracas convencionais com PEG200 em 22 % em vol de sólidos Tamanho de Grão de Carboneto de Silício Viscosidade, cps JIS 800 284 JIS 1200 307 JIS 1500 336 Viscosidade da mistura fraca de trabalho formada usando composição a- quosa de mistura fraca em 22 % em vol de sólidos: Tamanho de Grão de Carboneto de Silício Viscosidade, cps JIS 1200 71

Como claramente demonstrado, a viscosidade da presente mis-

tura fraca era mais baixa do que as viscosidades das misturas fracas con- vencionais. Em particular, a viscosidade da presente mistura fraca era pelo menos quatro vezes menor do que as viscosidades das misturas fracas con- vencionais utilizando PEG200 no mesmo teor de sólidos. Mesmo com tais níveis baixos de viscosidade, a presente mistura fraca foi capaz de impedir a sedimentação dos sólidos.

A composição de mistura fraca apresentada na Tabela 1 tendo tamanho de grão de carboneto de silício JIS 800 foi depois usada em uma operação de serra de arame para cortar lingotes de silício, e o perfil de vis- cosidade medido durante a operação. A mistura fraca de trabalho formada usando uma composição aquosa de mistura fraca de acordo com a presente invenção (Tabela 1, tamanho de grão de carboneto de silício JIS 1200) tam- bém foi usada em uma operação de serra de arame, e o perfil de viscosida- de medido durante a operação. Os perfis de viscosidade para as duas mistu- ras fracas são apresentados na figura 1.

As misturas fracas presentes e convencionais tinham o mesmo teor de sólidos. A presente mistura fraca claramente demonstrou uma visco- sidade muito mais baixa comparada com a mistura fraca convencional. As viscosidades baixas fornecidas pela presente mistura fraca não resultaram em sedimentação dos sólidos. Esta viscosidade mais baixa é esperada re- duzir a fratura dos wafers finos mediante a redução da força de arrasto sobre o arame.

Exemplo 3: Avaliações da Temperatura Operacional

As duas misturas fracas apresentadas no Exemplo 2 (isto é, a " presente mistura fraca" com teor de água e a "mistura fraca convencional" com teor de PEG elevado) e referidas na figura 1 foram depois usadas para cortar lingotes de silício quadrados de 125 mm para células de wafer solares usando um ETCH CT Wiresaw.

Foi mostrado que a presente mistura fraca dissipa mais calor do que a mistura fraca convencional. Os resultados são apresentados na figura 2. Ambas as misturas fracas foram fornecidas em temperatura ambiente an- tes do corte e passariam pelas mesmas condições de operação. Em todo o processo, sob as mesmas condições de operação (por exemplo, velocidade de arame e taxa de corte), a presente mistura fraca operaria com 3 a 4 0C mais baixo do que a mistura fraca convencional. Além disso, enquanto a mistura fraca convencional aumentou para um máximo na temperatura de pelo menos 5 0C durante o processo de corte, as presentes misturas fracas permaneceram dentro de cerca de 2 0C em todo o processo de corte. Este perfil de temperatura diminuída, fornecida pela presente mistura fraca, pode reduzir as tensões térmicas sobre aos wafers, resultando em distorção mais baixa dos wafers, e também reduzirá a taxa de fratura ou quebra dos wafers finos.

Embora várias modalidades da presente invenção tenham sido descritas, se tornará óbvio para aqueles versados na técnica que outras mo- dalidades e/ou modificações, combinações e substituições da presente in- venção são possíveis, todas das quais estão dentro do escopo e do espírito da invenção divulgada.

Claims (29)

1. Composição de fluido para uso na formação de uma mistura fraca de usinagem abrasiva solta que compreende: polietileno glicol e água, em que a composição compreende pelo menos 10% em vol de água.

2. Composição de acordo com a reivindicação 1, que compreen- de cerca de 15 % em vol a cerca de 80 % em vol de polietileno glicol (PEG) e cerca de 20 % em vol a 85 % em vol de água.

3. Composição de acordo com a reivindicação 1, que compreen- de cerca de 20 % em vol a cerca de 75 % vol de PEG.

4. Composição de acordo com a reivindicação 1, em que a água é desionizada.

5. Composição de acordo com a reivindicação 1, que ainda compreende um ou mais modificadores da viscosidade.

6. Composição de acordo com a reivindicação 5, em que os mo- dificadores da viscosidade são selecionados de argila sintética, argila natu- ral, Carbopol®, carboximetilcelulose, etilcelulose, gelatina, hidroxietilcelulo- se, hidroxipropil celulose, metilcelulose, álcool polivinílico e goma xantana.

7. Composição de acordo com a reivindicação 5, em que os mo- dificadores da viscosidade são adicionados de modo a fornecer uma compo- sição tendo uma viscosidade variando de cerca de 5 cps a cerca de 100 cps.

8. Composição de acordo com a reivindicação 5, em que a com- posição contém até cerca de 10 % em vol de um ou mais modificadores da viscosidade.

9. Composição de acordo com a reivindicação 1, em que a com- posição ainda compreende um ou mais ativadores.

10. Composição de acordo com a reivindicação 9, em que o ati- vador é selecionado de trietanolamina e borato de amina.

11. Composição de acordo com a reivindicação 9, em que a composição contém até cerca de 5 % em vol de um ou mais ativadores.

12. Composição de acordo com a reivindicação 1, que ainda compreende um ou mais inibidores de ferrugem.

13. Composição de acordo com a reivindicação 12, em que os inibidores de ferrugem são selecionados de trietanolamina e de sais carboxí- licos.

14. Método para a formação de uma composição de fluido ade- quada para uso na formação de uma mistura fraca de usinagem abrasiva solta compreendendo: misturar polietileno glicol e água tal que a composição contenha pelo menos 10 % em vol de água.

15. Método para uso de uma composição de fluido como defini- da na reivindicação 1, em um processo de serra de arame compreendendo: fornecer a composição de fluido; uniformemente dispersar as partículas abrasivas dentro da composição de fluido para formar uma mistura fraca de trabalho; e fornecer a mistura fraca de trabalho a um processo de serra de arame.

16. Composição de fluido adequada para uso no corte recíproco por uma serra de arame que compreende: polietileno glicol e água, em que a composição compreende pelo menos 10 % de água.

17. Método para fornecer uma composição de fluido adequada para uso no corte recíproco com serra de arame que compreende: fornecer uma composição de fluido compreendendo poletileno glicol e água, em que a composição compreende pelo menos 10 % de água; uniformemente dispersar as partículas abrasivas dentro da composição de fluido para formar uma mistura fraca de trabalho; e modificar a viscosidade da mistura fraca de trabalho quando necessária para o corte recíproco mediante a adição de água.

18. Método para dissipar calor durante um processo de usina- gem que compreende: fornecer uma mistura fraca de trabalho ao processo de usinagem, a mistura fraca de trabalho compreendendo polietileno glicol, pelo menos 10 % em vol de água, e partículas abrasivas uniformemente dispersas no polietileno glicol e água; em que pelo menos uma parte da água se evapora para dissipar calor; e reabastecer o fluido de trabalho com água durante o processo de usinagem para ainda dissipar calor.

19. Composição de fluido para uso na formação de uma mistura fraca de usinagem abrasiva solta que compreende: polietileno glicol e água, em que a água está presente na composição de fluido em uma quantidade tal que a viscosidade de uma mistura fraca de trabalho formada mediante a dispersão de partículas abrasivas dentro da composição de fluido reduziu em pelo menos 2 vezes.

20. Composição de fluido de acordo com a reivindicação 19, em que a viscosidade é reduzida em pelo menos 3 vezes.

21. Composição de fluido de acordo com a reivindicação 19, em que a viscosidade é reduzida em pelo menos 10 vezes.

22. Composição de fluido para uso na formação de uma mistura fraca de usinagem abrasiva solta que compreende: polietileno glicol e água, em que a viscosidade de uma mistura fraca de trabalho formada mediante a dispersão de partículas abrasivas, em um teor de sólidos de 20 por cento em volume, dentro da composição de fluido, é reduzida mediante a adição de água, tal que a viscosidade da mistura fraca de trabalho é pelo menos 2 ve- zes menor do que uma composição de mistura fraca compreendendo PEG e partículas abrasivas em 20 por cento em volume de teor de sólidos.

23. Composição de fluido de acordo com a reivindicação 22, em que as partículas abrasivas na mistura fraca de trabalho possuem o mesmo tamanho de grão do que as partículas abrasivas na composição de mistura fraca compreendendo PEG e partículas abrasivas.

24. Composição de fluido de acordo com a reivindicação 22, em que as partículas abrasivas na mistura fraca de trabalho possuem um tama- nho de grão menor do que as partículas abrasivas na composição de mistura fraca compreendendo PEG e partículas abrasivas.

25. Composição de fluido de acordo com a reivindicação 22, em que as partículas abrasivas na mistura fraca de trabalho possuem um tama- nho de grão maior do que as partículas abrasivas na composição de mistura fraca compreendendo PEG e partículas abrasivas.

26. Composição de fluido de acordo com a reivindicação 22, em que a viscosidade da mistura fraca de trabalho é pelo menos 4 vezes menor do que uma composição de mistura fraca compreendendo PEG e partículas abrasivas em 20 por cento em volume de teor de sólidos.

27. Composição de fluido para uso na formação de uma mistura fraca de usinagem abrasiva solta que compreende: polietileno glicol e água, em que a água está presente na composição de fluido em uma quantidade tal que, durante um processo de usinagem, a temperatura de uma mistura fraca de trabalho formada mediante a dispersão de partículas abrasivas den- tro da composição de fluido é reduzida em pelo menos 2 0C.

28. Composição de fluido de acordo com a reivindicação 27, em que a temperatura é reduzida em pelo menos 8 0C.

29. Composição de fluido para uso na formação de uma mistura fraca de usinagem abrasiva solta que compreende: polietileno glicol e água, em que, durante um processo de usinagem, a temperatura de uma mistura fraca de trabalho formada mediante a dispersão de partículas abrasivas, em por cento em volum de um teor de sólidos e, dentro da composição de fluido, seja reduzida pela adição de água tal que a temperatura da mistura fraca de trabalho é de pelo menos 2°C menor do que uma composição de mistura fraca compreendendo PEG e partículas abrasivas em 20 por cento em volume teor de sólidos.