CN102811842B

CN102811842B - 用于研磨轮的磨料物品

Info

Publication number: CN102811842B
Application number: CN201080056224.4A
Authority: CN
Inventors: S·拉曼斯; R·维达塔姆
Original assignee: Saint Gobain Abrasifs SA; Saint Gobain Abrasives Inc
Current assignee: Saint Gobain Abrasifs SA; Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date: 2009-12-11
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2030-12-13
Also published as: JP2015091620A; CN102811842A; US20110143641A1; CA2781723A1; US8568206B2; MX2012006492A; WO2011072298A3; SG181522A1; AU2010327959B2; AU2010327959A1; BR112012013737A2; JP2013512793A; JP5943263B2; EP2509751A4; MY163817A; WO2011072298A2; KR20120099087A; EP2509751A2; CA2781723C

Abstract

一种用于研磨轮的磨料物品包括一个磨料本体，该磨料本体具有包含在一个粘结剂材料基质中的多个磨料颗粒，该磨料本体具有多个臂部分，这些臂部分限定了一条曲折的路径，该路径具有通过多个转弯连接起来的多个直线部分。

Description

用于研磨轮的磨料物品

技术领域

以下内容是针对用于研磨轮的磨料物品，并且具体地是针对用于分段式研磨轮的磨料区段。

背景技术

粘结的研磨工具由处于轮状、盘状、段状、安装点状、磨石状以及其他工具形状（它们具有一个中央孔或其他用于安装到特定类型的研磨、抛光、磨尖设备或机器上的装置）的形式的刚性的、并且典型是整体的、三维的磨料复合材料组成。粘结的研磨工具一般是具有三个结构要素或相的复合物：磨料颗粒、粘结剂以及孔隙性。这类工具是以多个“等级”和“结构”进行制造，这些等级和结构是根据本领域的实践由磨料复合物的相对硬度和密度（等级）以及由该复合物内的磨料颗粒、粘结剂和孔隙性的体积百分比（结构）所限定的。不同类型的磨料颗粒材料可以与不同类型的粘结剂材料相组合。例如，使用超级磨料颗粒（例如金刚石或立方氮化硼（CBN））或氧化铝磨料颗粒在研磨工具中是常见的。粘结剂材料可以是有机材料，如树脂。某些其他粘结剂材料包括无机材料，例如包括形成玻璃质材料的复合物、或替代性地一种金属材料。

磨料（即研磨）轮广泛用在常规的研磨机器上和手持的角磨机上。当用于这些机器上时，这些轮通过其中心被夹持并且以较高速度旋转，同时被压靠在工件上。通过研磨轮的磨料颗粒的总体切割作用，研磨轮的研磨表面磨损掉工件的表面。研磨轮被用于粗磨和精磨两种操作中。粗磨是用于完成快速的原料去除，而不特别关注表面光洁度和烧伤。精磨所关注的是控制所去除的材料量，以便实现所希望的尺寸公差和/或表面光洁度。精磨的实例包括去除精准量的材料、磨尖、成型和一般的表面精整操作如抛光和调和（即，使焊珠平滑）。

使用常规的表面研磨器或具有平坦面的角磨机，常规的面研磨轮或表面研磨轮（其中研磨轮的总体上平坦的面被施加到工件上）可以用于粗磨和精磨两者。在研磨操作中常使用不同的轮形状，如由ANSI（美国国家标准研究所）所指定的。这些轮类型包括圆柱轮（类型2）、磨盘（具有扁平、环状研磨面的轮）、直杯轮（类型6）、碗形轮（类型11）、盘形轮（类型12）和钹形轮（类型27和28）。

然而，不同的行业仍然继续努力地要求改进的研磨轮，尤其是电子工业，继续努力找到有效的制备和精整敏感性工件（如晶片）的方法。

发明内容

根据一个方面，一种磨料物品包括一个磨料本体，该本体具有包含在一种粘结剂材料中的多个磨料颗粒，其中该磨料本体是由沿该磨料本体的零位轴彼此间隔开的多个前导边缘形成的，其中一个前导边缘是由一系列的前导点限定的，这些前导点各自具有向外的法向量，该法向量相对于在该前导点处限定了旋转方向的一个方向向量而言具有一个正的向量分量。该磨料本体进一步包括沿该磨料本体的零位轴彼此间隔开的多个尾随边缘，其中一个尾随边缘是由一系列的尾随点限定的，这些尾随点各自具有一个向外的法向量，该法向量相对于在该尾随点处限定了旋转方向的一个方向向量而言具有一个负的向量分量。该磨料本体还包括多个中性边缘，其中一个中性边缘是由一系列的中性点限定的，这些中性点各自具有一个向外的中性法向量，该法向量垂直于在该中性点处的方向向量。此外，该磨料本体可以如下地形成：使得它包括一个至少约0.5的边缘比率（edgeratio），其中该边缘比率是由公式[(Lle+Lte)/(Lle+Lte+Lne)]限定的，其中Lle是该多个前导边缘的总长度，Lte是该多个尾随边缘的总长度，并且Lne是该多个中性边缘的总长度。

根据另一个方面，一种磨料物品包括一个磨料区段，该磨料区段具有一个磨料本体，该磨料本体由多个臂部分形成、包括被包含在一种粘结剂材料中的多个磨料颗粒，该磨料区段进一步包括布置在该多个臂部分中的每个臂部分之间的多个空腔，并且其中该多个臂部分中的每个臂部分包括一个前导边缘和一个尾随边缘，其中该前导边缘由一系列的前导点限定，这些前导点各自具有一个向外的法向量，该法向量相对于在该前导点处限定了旋转方向的一个方向向量而言具有一个正的向量分量。该磨料本体被形成为：该尾随边缘是由一系列的尾随点限定的，这些尾随点各自具有一个向外的法向量，该法向量相对于在该尾随点处限定了旋转方向的一个方向向量而言具有一个负的向量分量，并且另外，其中每个臂部分具有一个切割距离，该切割距离是在该前导边缘上的一个前导点与该尾随边缘上的一个尾随点之间沿着限定了旋转方向的一个弧形扇区测量的，其中对于在约1微米与约500微米之间的Gs，该切割距离是不大于约1000Gs，其中Gs是这些磨料颗粒的平均砂砾尺寸。

在仍另一个方面，一种用于研磨轮的磨料物品包括一个磨料区段，该磨料区段具有一个由多个臂部分形成的磨料本体，其中该磨料本体包括被包含在一种粘结剂材料基质中的多个磨料颗粒，该磨料区段进一步包括被限定为在这些臂部分之间的开放区域的多个空腔。此外，该磨料本体被形成为使得该磨料区段具有一个磨料本体体积（V_AB）并且其中该多个空腔具有一个空腔体积（V_C），该磨料区段具有至少约20%的、被定义为[V_C/(V_AB+V_C)]的空腔体积百分比。

在仍另一个方面，一种用于研磨轮的磨料物品包括一个磨料本体，该磨料本体包括被包含在一个粘结剂材料基质中的多个磨料颗粒，该磨料本体具有多个臂部分，这些臂部分限定了一个曲折的路径，该路径具有由多个转弯连接起来的多个线性部分。

根据另一个方面，一种磨料物品包括附连到一个底座上的一个第一磨料区段，该第一磨料区段包括一个磨料本体，该磨料本体包括被包含在一个粘结剂材料基质中的多个磨料颗粒以及一个沿该磨料本体的长度延伸并将该磨料本体的宽度二等分的零位轴。该磨料本体具有一个第一前导边缘以及一个第二前导边缘，该第一前导边缘在一个第一位置与该零位轴相交，该第二前导边缘在一个第二位置与该零位轴相交，该第一和第二位置彼此间隔开并且被一个空腔分离。

在另一个方面，一种磨料物品包括一个底座，该底座具有一个表面和一个附连到该底座表面上的第一磨料区段，该磨料区段具有被包含在一个粘结剂材料中的多个磨料颗粒，该磨料区段具有多个臂部分，这些臂部分限定了一个曲折的路径，该路径具有由多个转弯连接起来的多个线性部分。

附图说明

通过参见附图可以更好地理解本披露，并且使其许多特征和优点对于本领域的普通技术人员变得清楚。

图1包括一个流程图，展示了根据一个实施方案形成一种磨料物品的方法。

图2A包括根据一个实施方案的一种磨料物品的俯视图。

图2B包括根据一个实施方案的、图2A的磨料物品的照片的透视图。

图3包括根据一个实施方案的一种磨料物品的俯视图。

图4包括根据一个实施方案的一种磨料物品的俯视图。

图5包括根据一个实施方案包括一个具有多个磨料区段的底座的一种磨料物品。

图6A包括根据一个实施方案的一种磨料物品的一部分的俯视图。

图6B包括根据一个实施方案的、图6A的磨料物品的透视图。

图7A-7E包括根据多个实施方案的磨料物品的其他设计。

图8包括根据一个实施方案的磨料物品的图示。

图9包括一个常规的磨料物品的图示。

图10包括一个常规的磨料物品的图示。

在不同的图中使用相同的参考符号表示相似的或相同的事项。

具体实施方式

以下内容涉及粘结的磨料物品或工具，如研磨轮、磨料区段、研磨盘和磨石，它们具有特定的组成结构；涉及制造这类工具以便产生特定工具结构的方法；还涉及使用这些工具进行研磨、抛光或表面精整的方法。具体而言，本说明针对的是与研磨轮一起使用以便进行表面的精整的磨料物品、具体是磨料区段。此处的这些磨料物品结合有多个具有特定设计的磨料区段，这些区段可以有助于改进磨料物品的研磨性能并改进工具的精整后的特性。值得注意的是，在此描述的这些磨料物品具体可以适合用于敏感材料（如在电子工业中使用的晶片，可以由诸如碳化硅、硅和蓝宝石等材料制成）的精整。

图1包括根据一个实施方案用于形成磨料物品的过程图。具体而言，图1包括用于形成具有根据此处实施方案的一种具体设计的磨料区段的方法。该方法可以在步骤101通过在一种粘结剂材料中形成一种磨料颗粒混合物而开始。这些磨料颗粒可以包括无机材料，如氧化物类、碳化物类、硼化物类、氮化物类、以及它们的组合。在某些实例中，这些磨料颗粒可以包括以下材料：如氧化铝、碳化硅、氧化硅、氧化铈，以及它们的组合。实际上，对于某些磨料物品，这些磨料颗粒可以实质上由氧化铝组成。然而，在另一些实例中，这些磨料颗粒可以包括一种超级磨料材料。适当的超级磨料材料可以包括金刚石、立方氮化硼、以及它们的组合。用主要选自金刚石的磨料颗粒可以形成某些混合物，从而使得最终形成的磨料物品包括实质上由金刚石组成的磨料颗粒。

在其他实例中，这些磨料颗粒可以具有涂层。也就是，这些磨料颗粒可以具有一层覆盖在外表面上的材料。在这类实例中，该涂层可以是无机材料。适合的无机材料可以包括金属、氧化物类、硼化物类、氮化物类、碳化物类和它们的组合。在特定的实例中，该涂层可以包括一种金属或金属合金材料，包括过渡金属元素，如铜、镍、钛、硅、铬、以及它们的组合。

应当理解的是，不同类型的磨料颗粒可以组合使用。例如，适当的磨料颗粒的组合可以包括氧化铝磨料颗粒与金刚石磨料颗粒的组合。可以使用不同百分比的磨料颗粒来形成该混合物，包括例如以多数的量（即大于50%）来使用金刚石磨料颗粒并且以少数的量（即少于50%）来使用次级磨料颗粒（例如氧化铝）。

这些磨料颗粒可以具有适合于该磨料颗粒的预期应用的平均砂砾尺寸。例如，这些磨料颗粒可以具有一般小于约500微米、如小于约250微米或甚至小于约100微米的平均砂砾尺寸。在具体情况下，这些磨料颗粒可以具有的平均砂砾尺寸是在约0.01微米与约200微米之间的范围内，例如在约0.1微米与约150微米之间。

用于形成该混合物的粘结剂材料可以包括无机材料或有机材料。例如，该粘结剂材料可以包括能够作为主要粘结组分起作用的有机材料。这类有机材料可以包括天然有机材料、合成有机材料、以及它们的组合。在具体实例中，该有机材料可以由树脂制成，该树脂可以包括热固树脂、热塑树脂、以及它们的组合。例如，一些适合的树脂可以包括酚醛树脂、环氧树脂、聚酯、氰酸酯、虫胶、聚氨酯、橡胶、聚酰亚胺、以及它们的组合。

在其他实例中，该混合物可以由一种无机材料的粘结剂材料形成。适合的无机材料可以包括金属、玻璃、玻璃陶瓷和它们的组合。例如，特别有用的金属可以包括过渡金属物种，它们可以形成可铜焊的材料。过渡金属物种可以包括但不限于：钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、锡、锆、银、钼、钽、钨、以及它们的组合。

其他的实施方案可能使用由复合材料制成的粘结剂材料，包括例如有机和无机材料的组合。例如，该粘结剂材料可以包括金属材料与树脂材料的组合。在更特别的实例中，该粘结剂材料可以包括与树脂相组合的金属合金（例如一种铜/锡金属材料）。

然而，应理解的是，该粘结剂材料可以由一种玻璃材料形成。在此类实例中，该粘结剂材料可以包括特定含量的玻璃料材料，即在受到热处理时有助于形成玻璃质粘结剂材料的一种由玻璃材料形成的粉末材料。适合的玻璃和/或玻璃陶瓷材料可以包括氧化物。一些适合的氧化物可以包括氧化硅、氧化铝、硼化物、碱金属氧化合物（即结合了来自周期表IA族元素的氧化合物和络合物）以及碱土金属氧化合物（即结合了来自周期表IIA族元素的氧化合物和络合物）。

除了结合磨料颗粒和粘结剂材料以形成混合物之外，应当理解的是，可以在混合物中包括其他添加剂以协助该最终磨料物品的正确形成。这些添加剂的例子可以包括稳定剂、粘合剂、表面活性剂、成孔剂等等。适合的成孔剂可以包括但不限于：空心玻璃珠、研磨后的胡桃壳、塑料材料或有机化合物的珠粒、泡沫玻璃颗粒和泡沫氧化铝、长形的颗粒、纤维、以及它们的组合。

在形成包括磨料颗粒与粘结剂材料的混合物之后，该方法可以在步骤103通过将混合物成形为一个生坯而继续。应理解的是，生坯是一种未完成的物品，例如在使用无机粘结剂材料的磨料物品的情况下是一个未烧结的本体。可以使用不同的成形方法，包括模制、铸造、压制（热压或冷压）、以及它们的组合。在具体的实例中，该成形方法可以包括形成一个具有一般多边形形状（例如矩形、圆柱形等）的生坯，它可以被称作毛坯。这个毛坯可以具有缺乏最终形成的磨料物品的设计特征的一种一般形状。也就是，将进行后续的处理以将毛坯成型为所希望的磨料物品最终形式。

在步骤103将混合物成形为生坯之后，该方法可以在步骤105通过处理该本体以形成磨料区段而继续。处理的方法可以包括加热方法，可以依据所选择的粘结剂材料而改变。例如，在采用有机粘结剂材料的磨料物品的背景下，该加热方法可以在低于约600°C的温度下进行，如低于500°C，并且特别地在200°C与约500°C之间的范围内。可以采用这样一种方法来赶走挥发物并且使粘结剂材料固化形成最终的磨料物品。

对于采用金属材料（例如包括铜和锡的组合）的粘结剂材料而言，该加热过程可以采用的温度为至少约300°C，如至少约400°C，至少约500°C，或甚至至少约600°C。具体的形成过程可以采用的加热温度是在约300°C与约1000°C之间的范围内，这取决于该金属粘结剂材料中的元素组合。在其他实例中，该处理温度可以是在约300°C与约900°C之间、在约300°C与约800°C之间、在约400°C与约650°C之间、或甚至在约500°C与约650°C之间的范围内。

在某些实例中，对于采用金属粘结剂材料的磨料颗粒而言，该形成过程可以将成型和加热方法进行组合。例如，可以在生坯材料上进行冷压/烧结操作，以将生坯成型并致密化。冷压/烧结操作还可以减少精整过程，因为最终形成的物体可以具有完成的轮廓。

在其他实施方案中，该粘结剂材料可以包括无机材料，具体是玻璃和/或玻璃陶瓷材料。在此类实例中，可以使用与采用有机粘结剂材料相比更高的处理温度。也就是，在粘结剂材料包括金属的背景下，该处理温度可能适合于进行铜焊操作。在使用玻璃或玻璃陶瓷材料的粘结剂材料的背景下，生坯可以在大于800°C的温度下进行处理，如大于900°C，并且特别地是在1000°C与约1500°C之间的范围内，用于粘结剂材料的致密化（例如烧结）。

某些实施方案在粘结剂材料中可以采用无机和有机材料的组合，这可以被称为混合基质材料。例如，一些粘结剂材料可以采用金属和聚合物材料的组合。在此类实施方案中，该无机材料能够以按体积百分比测量的更大的量值存在，使得该粘结剂包含大于50vol%的无机材料和少数量的有机材料（即小于约50vol%的聚合物）。

在步骤105中处理生坯以形成磨料物品之后，该方法可以在步骤107通过使该磨料物品成型而继续。具体而言，成型的方法可以给予该磨料物品在此处的实施方案中描述的某些设计特征。也就是，处理过的毛坯可以被成型为使得它具有某些形状和表面，包括但不限于：根据此处实施方案的设计的臂部分、转弯、和空腔。适当的成型方法可以包括切割、碾磨等。一种具体的方法可以包括一个喷水切割过程，其中带有磨料的水以高的速度和压力被导向该毛坯以协助将毛坯切割成所指定的形状。在其他实例中，该成型方法可以包括一种离子束研磨方法或电子束研磨方法或放电式机加工。

在进行成型过程之后，该粘结的磨料物品可以用作一种磨料区段，该磨料区段适合于固定到一种底座材料上以形成一个完全形成的磨料物品，如研磨轮。可以用不同的方法来协助进行磨料区段与底座之间的粘结。例如，该磨料区段可以用粘合剂、用紧固件固定到底座上，或甚至粘结（例如铜焊）或焊接到底座上。如应理解的，可以将多个磨料区段附连到一个底座上，如以一种有序排列或图案，以协助该磨料物品的形成。这些区段可以按一种方式粘结到该底座上以形成一种分段式的粘结的研磨工具。具体而言，该底座可以具有特定的区域如凹陷，这些区域被设计为容纳该磨料区段的一部分并且协助将磨料区段固定在其中。

根据此处的实施方案，该磨料区段可以具有是理论密度的至少70%的密度。在其他实施方案中，该最终形成的磨料区段的密度可以是更大的，例如是理论密度的至少约93%、至少95%、至少98%、或甚至至少99%。

如将理解的，此处的实施方案的磨料区段可以是粘结的磨料物品，它具有包含被分散在该本体整个体积内的磨料颗粒的一个材料体积，这些颗粒通过一种粘结剂材料基质彼此粘结。相应地，这些磨料区段与单层的切割装置是不同的。另外，这些磨料区段可以被形成为使得该本体具有被包含在该本体体积各处的一个特定体积的孔隙率。该孔隙性可以是通常为圆化的并分散在该本体各处的闭合孔、由遍布该本体而延伸的互联通道网络所限定的开放孔、或者闭合孔和开放孔的组合。

在此的实施方案的磨料区段的本体可以结合一定含量的磨料颗粒，这可以取决于所使用的粘结剂材料的类型。而且，根据在此的实施方案的某些磨料物品设计，该磨料区段的本体可以具有的磨料颗粒含量是在约0.5vol%与约50vol%之间、如在约0.5vol%与约38vol%之间、如在约1.5vol%与约38vol%之间、并且特别地在约4vol%与约38vol%之间的范围内。

在此的实施方案的磨料物品可以包括在约3vol%与约50vol%之间的粘结剂材料。在其他实例中，该磨料物品可以包含在约3vol%到约40vol%之间的粘结剂、在约3vol%与约30vol%之间的粘结剂、在约4vol%与约20vol%之间的粘结剂、并且甚至在约5vol%与约18vol%之间的粘结剂。

虽然多数的研磨工具可以具有不同程度的孔隙性，但是根据在此包含的实施方案而形成的一些磨料本体可以展现出特定含量的孔隙率。例如，该磨料本体可以具有至少约2vol%的孔隙性。在此的实施方案的其他磨料物品可以具有至少约5vol%、至少约10vol%、至少约15vol%、至少约20vol%、至少约30vol%、至少约40vol%、至少约50vol%、或甚至至少约60vol%的孔隙性。在此的实施方案的具体磨料物品可以具有的孔隙性在约0.1vol%与约50vol%之间、在约0.1vol%与约30vol%之间、在约0.1vol%与约15vol%之间、在约0.1vol%与约5vol%之间、在甚至约0.1vol%与约2vol%之间的范围内。该磨料本体的孔隙性可以主要是包含在本体内的亚微米孔的封闭孔隙性。

图2A包括根据一个实施方案的一种研磨工具的俯视图。具体而言，图2A包括根据一个实施方案的一种磨料区段201的俯视图。如所示的，磨料区段201可以具有总体上弧形的形状。如在图2A中所示，磨料区段201可以限定一个上弧298，该上弧沿着磨料区段201的表面延伸经过最上面的这些点、具体限定一个具有在25mm与约2m之间范围内的半径的圆。类似地，与之相反，磨料区段201的下表面可以限定一个弧299，该弧在磨料区段201的外表面上沿着最下面的这些点延伸，从而限定了一个具有在25mm与2m之间范围内的半径的圆。应理解的是，磨料区段201具有弧形的形状，使得它可以被附连到一个具有圆形形状的底座上、并且与该底座的周边一致。

如进一步展示的，磨料区段201可以具有穿过磨料区段201的中点延伸的一个零位轴208，从而在弧298和299的中间分别在磨料区段201的表面上限定了这些最上和最下的点。如此，零位轴208具有一个与弧298和299的弧形形状相一致的弧形形状。

如所示，磨料区段201可以包括一个臂部分211、一个臂部分212和一个臂部分213。臂部分211-213可以限定该磨料区段201的多个线性区域并且可以包括多个末端。例如，臂部分211可以包括一个第一末端221和一个第二末端222，臂部分212可以包括一个第一末端223和一个第二末端224，并且臂部分213可以包括一个第一末端225和一个第二末端226。应理解的是，如在图2A中所示，可以用这些末端中的至少一个（如果不是两个末端部分）来将臂部分211-213连接到直接相邻的臂部分上。例如，在臂部分211的第二末端222和臂部分212的第一末端223，臂部分211被连接到臂部分212上。类似地，在臂部分212的第二末端224和臂部分213的第一末端225，臂部分212被连接到臂部分213上。

磨料区段201可以被形成为使得多个臂部分211-213（包括在图2A中所示的其他，不进行枚举）以一种方式彼此连接，使得它们连接到一个直接相邻的臂部分。根据至少一个实施方案，这些臂部分可以限定一个曲折的路径216，该路径具有由方程T=n-1限定的最大转弯数目（T），其中n是整个磨料区段201的臂部分的数目。虽然可以采用不同的设计，但根据在此的实施方案的磨料区段可以采用至少三个分离的臂部分，这些臂部分可以直接彼此相连。在其他实施方案中，磨料区段201可以包括大量的分离的臂部分。

如在图2A中所示，磨料区段201可以被形成为使得它沿一个曲折的路径216延伸，该路径是通过臂部分211-213相对彼此的安排而限定的，这些臂部分通过转弯214和215（以及在图2A中示出但未枚举的其他）而连接到一起。例如，这些臂部分211和212可以在对应的末端通过转弯214相连接，并且这些臂部分212和213可以在对应的末端通过转弯215相连接。如此，该曲折的路径216可以包括多个沿臂部分211-213延伸的直线区域和多个转弯区域，其中该曲折的路径在转弯214和215处在多个直线部分之间改变方向。

根据一个实施方案，磨料区段201被形成为具有一个可以限定折线图案的曲折的路径216。在其他实施方案中，该曲折的路径或该曲折路径216的多个部分，可以由一个三角函数来限定，例如余弦或正弦函数。在仍其他实施方案中，该曲折的路径216或该曲折的路径216的多个部分可以被形成为使得它能够由一个几何函数来限定，也就是例如抛物线、对数、或指数的数学函数。

在某些实施方案中，磨料区段201可以被形成为使得曲折的路径216可以关于零位轴208是对称的。另外，磨料区段201的曲折的路径216可以是关于一个侧向轴209对称的。侧向轴209可以通过中心将磨料区段201二等分成相等的长度。

如在图2A中所示，磨料区段201可以包括臂部分231和232，这些臂部分在转弯234处彼此直接相连并且如在图2A中所示在臂部分231与232之间限定了一个连接角度233。根据在此的实施方案，磨料区段201可以被形成为使得臂部分231和232以一个连接角度233相连接，该角度至少是约15°。在其他实施方案中，该连接角度可以是更大的，例如在至少约35°、如至少约40°、至少约45°、至少约50°、至少约60°、或甚至至少约80°的等级上。在具体的实例中，连接角度233可以是在约15°与约170°之间、如在约45°与150°之间、在约45°与约120°之间、在约45°与约90°之间、或甚至在约60°与约80°之间的范围内。

磨料区段201可以进一步包括空腔203、204和205。如所示的，空腔203-205可以沿该曲折的路径216在多个臂部分之间延伸。空腔203-205可以在多个臂部分之间延伸，并且更具体地可以被形成为使得这些空腔203-205的至少一部分与该零位轴208相交。空腔203-205可以提供适当的流体流动通路，用于在研磨过程中使流体达到研磨区域。

图2B包括根据一个实施方案的、图2A的磨料物品的照片的透视图。如所示的，磨料区段201可以具有高度261，根据具体的实施方案，该高度可以是在约2mm与约15mm之间的范围内。一般，磨料区段201具有的高度是适合于与底座291进行正确的固定，同时在底座291的表面上方提供足够的凸起以影响研磨。图2B还提供了空腔273、274、275和276的更清晰的图示，它们沿曲折的路径216延伸并且与之相符合，因此在使用中将流体适当地提供该磨料区段201的表面。

如图2B进一步展示的，磨料区段201可以具有一个上表面263，该上表面被配置为接合一个工件并且研磨工件上的表面。磨料区段201的上表面263可以是特别平坦的，从而它适合于接合并精整一个工件、特别是敏感的工件如晶片。根据一个实施方案，磨料区段201可以被形成为使得上表面263具有一个特定的表面粗糙度（R_a），可以是小于约100微米、小于约10微米、或甚至小于约1微米。

图3包括根据一个实施方案的一种磨料物品的俯视图。具体而言，磨料物品300包括具有多个臂部分的一个磨料区段301，如在此处的实施方案中描述的这些臂部分通过多个转弯连接在一起。根据一个实施方案，磨料区段301被形成为使得它具有特定的空腔体积（V_C）。该磨料区段也可以被描述为具有一个特定的磨料本体体积（V_AB）。值得注意的是，磨料区段301可以被形成为使得磨料本体体积相对于空腔体积的比率可以特别适合于协助实现有效且改进的研磨。

如所示的，空腔体积（V_C）可以描述在弧部分298和299之间的磨料区段之内的空腔体积。磨料区段的弧部分298和299以及外部侧表面398和399限定了磨料区段301的虚拟边界。也就是，磨料区段301的体积包括空腔的体积（示出为阴影部分）以及磨料区段301的磨料本体体积。磨料本体体积（V_AB）可以包括由3维空间内在磨料本体之内的磨料颗粒、粘结剂材料和任何孔所占据的体积。相应地，磨料区段301可以具有一个虚拟体积，它是由在此标注的虚拟边界来定义的、是空腔体积（V_C）和磨料本体体积（V_AB）的和。

磨料区段301可以具有由等式CVP=[V_C/(V_AB+V_C)]定义的、至少约20%的空腔体积百分比（CVP），这是空腔体积与磨料区段的虚拟体积（V_AB+V_C）相比的百分比度量。在此的某些实施方案可以包括具有至少约25%、如至少35%、至少约45%、或甚至至少约65%的空腔体积百分比的一种磨料区段301。在此的具体实施方案可以采用的磨料区段301的空腔体积百分比是在约20%与95%之间、如在约30%与85%之间、或在30%与75%之间、或甚至在约40%与70%之间的范围内。

此外，应当理解的是，在此相对于空腔体积或磨料本体体积而提到的体积是一种三维的测量值。也就是，在此的体积测量包括如图3的俯视图所展示的面积乘以磨料本体的高度，从而使得可以在三维空间中计算空腔体积或磨料本体体积。

图4包括根据一个实施方案的一种磨料物品的一部分的俯视图。具体而言，图4包括一个磨料物品400的俯视图，该磨料物品包括一个磨料区段401的一部分，该部分限定了根据在此描述的实施方案具有多个直线部分和多个转弯的一条曲折的路径。以下内容以更多的数学术语描述了根据在此的实施方案的一个磨料区段的特征。如在图4中所示的，磨料区段401可以包括沿零位轴208与一个臂部分462纵向间隔开的一个臂部分461。磨料区段401进一步包括沿零位轴208与一个臂部分462纵向间隔开的一个臂部分463。如进一步展示的，臂部分461、462和463各自包括前导边缘403、441和473，这些边缘沿零位轴208彼此纵向间隔开。

臂部分461的前导边缘403可以由沿该磨料本体的一个外表面、并更具体地是沿该磨料本体外部的两个表面的相交处的一个边缘延伸的一系列前导点404限定。这个边缘可以由在该磨料本体的两个外表面之间的一个基本垂直的角度来限定。这些外表面之一可以是磨料本体的上表面（例如263）。如应理解的，图4试图展示沿前导边缘403的长度上在分离位置处的一系列前导点，然而，从数学角度看，应理解的是，一个点是一个无穷小的尺寸并且因此前导边缘403可以由无限数目的前导点限定。前导边缘403可以由一系列的前导点404限定，其中每个前导点具有一个向外的法向量405，该法向量相对于一个方向向量450具有一个正的向量分量406。方向向量450限定了在前导点404处的旋转方向。也就是，当磨料区段401在方向450上旋转时（例如在研磨轮上使用时），前导边缘403上的每个前导点404是在引导该切割和/或研磨过程的一个位置上，并且因此，当与由方向向量450所限定的旋转方向比较时，这一系列前导点404各自具有向外法向量405的一个正的向量分量406。

臂部分461还可以包括一个尾随边缘431。一般，与前导边缘403不同，相对于旋转方向450，该尾随边缘431是一个不负责引起切割和/或研磨动作的边缘。具体而言，尾随边缘431可以由沿着该粘结的磨料本体的一个外表面、并更具体地是沿着该磨料本体外部的两个表面的相交处的一个边缘的一系列尾随点408限定。这个尾随边缘可以由在该磨料本体的两个外表面之间的一个基本垂直的角度来限定。这些表面之一可以是该磨料区段401的上表面。如所示的，尾随点408可以各自具有一个向外的法向量422，该法向量相对于方向向量450包括一个负的向量分量423，该方向向量限定了在使用中磨料区段401的旋转方向。值得注意的是，磨料区段401中的每个臂部分可以具有相对于方向向量450限定的一个前导边缘和一个尾随边缘。

此外，该磨料区段401可以具有多个中性边缘。例如，一个中性边缘411可以由沿粘结的磨料本体的一个外表面的一个、更特别地一系列的中性点430所限定。中性边缘411可以由该磨料本体的两个外表面的连接处限定，这两个外表面相对于彼此的取向可以是在基本上彼此垂直的方向上。这些表面之一可以是该上表面。每个中性点可以具有一个向外的中性法向量412，该法向量垂直于方向向量450，该方向向量限定了在使用中磨料区段401的旋转方向。值得注意的是，磨料区段401的中性边缘（例如411）可以位于前导边缘（例如403）与尾随边缘（例如483）之间。

根据在此的实施方案，磨料本体可以被形成为具有一个边缘比率（ER），该比率是由等式ER=[(Lle+Lte)/(Lle+Lte+Lne)]定义的，其中Lle是磨料区段的本体的该多个前导边缘的总长度，Lte是磨料区段的本体的该多个尾随边缘的总长度，并且Lne是磨料区段的本体的该多个中性边缘的总长度。根据在此的实施方案，这些磨料本体可以形成为使得该边缘比率（ER）是至少约0.5。在其他实施方案中，该边缘比率可以是更大的，如至少约0.6、至少约0.7、至少约0.8、或甚至至少约0.9。在具体实例中，在此的实施方案的磨料本体可以被形成为具有在约0.5与1.0之间、如在约0.6与约0.98之间、或甚至在约0.7与约0.98之间的范围内的边缘比率。

根据在此的实施方案的某些磨料物品可以被形成为使得该磨料本体具有的Lle值基本上等于Lte值。值得注意的是，根据在此的某些磨料本体设计，该磨料本体具有的变量Lle的值可以大于变量Lne的值。在某些其他实例中，该磨料区段的本体被形成为使得变量Lte的值大于变量Lne的值。

如在图4中进一步展示的，在此的磨料物品可以被形成为使得在每个臂部分上的每个前导边缘都具有基本上直线的轮廓。也就是，该前导边缘的长度的很大部分是直线的形状，如该前导边缘的总长度的至少约80%、至少约90%、或甚至至少约95%是直线的。另外，该磨料区段401的每个前导边缘可以与该零位轴208相交。

磨料区段401可以被形成为使得这些臂部分各自的尾随边缘可以具有基本上直线的轮廓，如在上面相对于磨料区段401的前导边缘所说明的。某些实施方案可以采用如下的前导边缘和尾随边缘：其中基本上所有的前导边缘和基本上所有的尾随边缘都具有直线的轮廓。此外，每个尾随边缘都可以与零位轴208相交。

如进一步展示的，在此的实施方案的磨料物品可以被形成为使得该磨料本体被形成为在两个直接相邻的前导边缘之间布置有至少一个尾随边缘或尾随边缘的一部分。例如，参考图4，该磨料物品分别包括臂部分461和462的一个前导边缘403和一个直接相邻的前导边缘441。如所示的，在沿着限定了平行于零位轴208的旋转方向的方向向量450前进时，尾随边缘431被布置在前导边缘403和前导边缘441之间。

如将进一步理解的，在此的实施方案的磨料物品可以包括一个磨料本体，其中该磨料本体的臂部分可以具有至少一个前导边缘和至少一个尾随边缘。例如，臂部分461包括一个前导边缘403和一个尾随边缘431。具体而言，该磨料本体的每个臂部分可以限定一个切割距离（CD），该切割距离是在同一个臂部分461的前导边缘403上的一个前导点与尾随边缘431上的一个尾随点之间沿着平行于方向向量450、并因此平行于旋转方向的弧形扇区460测量的。

在此的实施方案可以采用如下的一个磨料本体，其中，对于在约1微米与约200微米之间的范围内的Gs，这些臂部分具有一个不大于约1000Gs的切割距离，其中标记“Gs”是包含在磨料区段401的本体之内的磨料颗粒的平均砂砾尺寸。因此，该切割距离是不大于包含在本体之内的磨料颗粒的平均砂砾尺寸的约1000倍。这个指标已经被确认为潜在地有助于有效的和/或改进的研磨作用。某些磨料本体可以被形成为使得如在图4中展示的切割距离460相对于砂砾尺寸（Gs）是更特别的。例如，对于在约1微米与约5微米之间范围内的砂砾尺寸，切割距离可以是不大于约1000Gs，如不大约800Gs、不大于约500Gs、不大于约250Gs、或甚至不大于约100Gs。在具体的实例中，对于采用的平均砂砾尺寸在约1微米与约5微米之间的磨料本体，该切割距离可以是在约50Gs与约1000Gs之间、如在约50Gs与约800Gs、在约50Gs与约500Gs、在约50Gs与约250Gs、或甚至在约50Gs与约200Gs之间的范围内。

在其他实例中，该磨料本体可以采用的平均砂砾尺寸是在约5微米与约50微米之间的范围内。在此类实例中，该切割距离可以是不大于约200Gs、如不大于约150Gs、不大于约100Gs、或甚至不大于约8Gs。在具体的实例中，对于采用的平均砂砾尺寸在约5微米与约50微米之间的磨料本体，该切割距离可以是在约5Gs与约200Gs之间、如在约5Gs与约100Gs、或甚至在约50Gs与约75Gs之间的范围内。

根据更特别的实施方案，该磨料本体可以采用的平均砂砾尺寸是在约50微米与约200微米之间的范围内。在此类实例中，该切割距离可以是不大于约20Gs、如不大于约12Gs、不大于约10Gs、或甚至不大于约8Gs。在某些设计中，对于采用的平均砂砾尺寸在约50微米与约200微米之间的磨料本体，该切割距离可以是在约2Gs与约20Gs之间、如在约2Gs与约10Gs、或甚至在约2Gs与约8Gs之间的范围内。

在仍其他实施方案中，该磨料本体可以采用大于约200微米的平均砂砾尺寸。在此类实例中，该切割距离可以是不大于约10Gs、如不大于约8Gs、不大于约5Gs、或甚至不大于约3Gs。在具体的实例中，对于采用了大于约200微米的平均砂砾尺寸的磨料本体，该切割距离可以是在约0.5Gs与约10Gs之间、如在约0.5Gs与约8Gs、或甚至在约0.5Gs与约5Gs之间的范围内。

图5包括根据一个实施方案的一种磨料物品的俯视图。具体而言，该磨料物品500可以包括一个底座501，从顶部向下看，该底座具有一个基本上环形的形状。如进一步展示的，底座501可以包括一个外径521和一个内径522，从而在该底座501的内部限定了一个空腔或凹陷527。底座501进一步包括一个在该外径521与该内径522之间的边沿（rim）区域524。值得注意的是，磨料物品500可以被形成为使得磨料区段503、504和505（以及其他示出的但未枚举的）是放置在底座501的边沿区域524上。如所展示的，磨料区段503-505可以被附连到底座501的表面上并且围绕底座501的边沿区域527在圆周上彼此等间距地间隔开。

根据在此的实施方案，底座501可以由无机材料制成，该无机材料包括例如金属、金属合金、以及它们的组合。此外，如应理解的，底座501可以具有不同的形状，包括圆柱形、杯形、锥形、以及它们的组合。

在研磨操作过程中，可以将磨料区段503-505与一个工件（例如晶片）置于接触中，其中磨料区段503-505的工作表面基本上是与该晶片的平坦表面齐平的。底座501可以相对于工件旋转，以影响材料的去除并且尤其是晶片的削薄。底座501可以单独旋转，或者替代性地，该工件可以单独旋转，并且甚至在某些实例中，底座501和工件可以都旋转，如在相反方向上或相同方向上。可以将一种流体施加到工件上和/或磨料区段上，以降低在该方法的过程中对工件的伤害。

图6A包括根据一个实施方案的一种磨料物品的俯视图。具体而言，图6A包括一个磨料物品600，该磨料物品包括根据一个实施方案用于研磨轮的一个磨料区段601的本体。磨料区段601可以包括如在此处的实施方案中所描述的磨料区段的特征，包括：限定了一个曲折的路径216的多个臂部分和转弯、以及在磨料本体601的这些臂部分和转弯之间延伸的空腔603、604和605。这些空腔603-605可以沿该零位轴208彼此间隔开。更具体地，空腔603-605可以包括一种填充剂材料612。值得注意的是，在某些实施方案中，空腔603-605可以被该填充剂材料612部分地填充。在其他实施方案中，空腔603-605可以被该填充剂材料612实质性地填充，使得这些空腔体积的大部分包括该填充剂材料612。

根据一个实施方案，填充剂材料612可以包括无机材料、有机材料、以及它们的组合。在具体的实例中，该填充剂材料612包括一种有机材料，如合成材料，包括但不限于聚合物，如热塑性材料、热固性材料、以及它们的组合。一些特别适合的聚合物材料可以包括弹性体，如橡胶、苯乙烯、硅酮、氟弹性体、以及它们的组合。这类填充剂材料612可以协助在使用中保持该磨料本体601的正确设计，并且可以有助于该磨料本体601的机械整体性，并且在使用中减少震动对磨料本体601的损害。

可以将无机材料包括在填充剂材料612中，并且具体地是作为填充材料包括在有机材料中。例如，在具体的实施方案中，填充剂材料612可以主要由包含无机材料颗粒的有机材料制成。这些无机材料颗粒可以是磨料微粒，包括那些在此记述为用作磨料颗粒的材料。

图6B包括图6A的磨料物品的一部分的透视图。如所示的，填充剂材料612可以具有一个上表面631，该上表面从该磨料本体601的上表面630凹陷（即在其下）。如所示的，填充剂材料612的上表面631可以从上表面630凹陷一个距离634。距离634可以是磨料本体601的总高度633的一个分数。具体而言，距离634可以是不大于高度633的约95%。在其他实例中，距离634可以是不大于约80%、如不大于约75%、不大于约60%、不大于约50%、不大于约40%、不大于约30%、不大于约20%。而且，距离634可以是在高度633的约5%与约75%之间、约10%与约60%之间、约20%与约50%之间的范围内。

图7A到7C包括磨料物品的多个替代性设计，具体是根据在此的实施方案与磨料物品一起使用的磨料区段。图7A包括一个磨料区段701的视图，该磨料区段包括限定了一个曲折的路径703的多个臂部分和多个转弯，该路径采用了直角转弯704与钝角连接的转弯705和706的组合。通过在平行于零位轴208的方向上将臂部分707、708和709延长某些长度并且将其通过相对于零位轴208成角度的臂部分710和711相连接而促进了转弯705和706的钝角连接。如此，存在于臂部件707-711之间的空腔713、714和715可以大于在此描述的先前的实施方案中的那些。

图7B包括一个磨料区段731的视图，该磨料区段包括限定了一个曲折的路径的多个臂部件和多个转弯，该路径采用了锐角连接的转弯745和746的组合。更具体地，磨料区段731的设计包括了包含在一个主要空腔737中的次要空腔734和735，这可以在研磨过程中改善流体的流动。磨料区段731包括以“W”形状相连接的一系列的臂部分741、742，它们彼此相连而限定了该曲折的路径。

值得注意的是，图7C的磨料区段总体上采用与图7A的磨料区段相同的结构，只是每个臂部分以相对于零位轴208的两个角度之一进行延伸：要么总体上平行于零位轴208、要么垂直于零位轴208。

图7D包括根据在此的实施方案的一个磨料区段的替代性形状。如所示的，磨料区段790可以具有圆化的形状。具体而言，磨料区段790可以具有限定了该物品的总体圆化轮廓的一个外表面793。磨料区段790可以具有由一个内表面792限定的中央开口791，该内表面具有的轮廓与该外表面793互补，从而使得中央开口791具有与外表面793相同的轮廓。具体而言，外表面793可以用作该磨料区段790的前面部分795的一个前导边缘、采取了沿该方向向量450的一个旋转方向。相对于方向向量450，同一个外表面793在磨料区段790的后面部分796可以是一个尾随边缘，并且在该磨料区段790的一个中间部分797可以是一个中性边缘。更具体地，在沿着方向向量450使用磨料区段790的过程中，内表面792可以在前面部分795之内用作一个尾随边缘、在后面部分796内用作一个前导边缘、并且在中间部分797内用作一个中性边缘。像在此的其他实施方案一样，磨料区段790的一个显著的部分是由前导边缘和尾随边缘组成的。

图7E包括根据在此的实施方案的一个磨料区段的一个替代性形状，并且具体而言可以被认为是图7D的磨料区段的一个变体。如所示的，磨料区段780可以具有圆化的形状并且更具体地是椭圆的形状。磨料区段780可以具有限定了该物品的总体圆化轮廓的一个外表面783。该磨料区段具有由一个内表面782限定的一个中央开口781。具体而言，外表面783可以用作该磨料区段785的前面部分780的一个前导边缘，采取了沿着该方向向量450的一个旋转方向。同一个外表面783可以是该磨料区段780的后面部分786的一个尾随边缘。更具体地，在沿着方向向量780使用磨料区段780的过程中，内表面782可以在正面部分785之内用作一个尾随边缘、在后面部分786内用作一个前导边缘。像在此的其他实施方案一样，磨料区段780的一个显著的部分是由前导边缘和尾随边缘组成的，而中性边缘的长度是有限的。

实例

通过初始地形成铜、锡、石墨和金刚石砂砾的干粉混合物来形成样品区段。铜和锡的混合物大致为按重量计50/50，进而将其与20体积百分比的石墨混合。金刚石砂砾在美国筛网尺寸270/325下筛选，并且以25体积百分比加入该混合物中。在约400°C的温度下，通过热压模制将该混合物形成为具有最终形成物品的形状。

在形成这些区段之后，将每个区段附连到一个铝底座的固定位置上，这些位置是通过机加工到该铝底座中的空腔来辨别的，它们在底座的圆周上彼此间隔开。这些区段通过环氧胶合剂固定到底座上。将所形成的、在该底座上的、包括磨料区段的磨料轮进行平衡并且进行速度测试。

测试包括在0.8微米/秒向下进料的条件下，在250mm直径的轮上研磨直径为75mm的c-平面蓝宝石晶片工件。第一个测试是使用具有根据在此的实施方案形成的磨料区段的一个研磨轮（样品S1）进行的。值得注意的是，这些磨料区段具有如在图8中所示的形状（测量值以英寸给出），其沿零位轴的长度为47mm，帘线长度为约45.7mm，在一个前导边缘与一个尾随边缘之间沿零位轴的弧形扇区的切割距离为1.0mm，并且连接角度为约75度。磨料区段样品具有0.95的边缘比率。

还测试了具有如图9中所示的常规磨料区段形状的常规样品（CS1），以与样品S1进行性能对比。如所示的，样品CS1具有总体上弧形的形状，其沿外边缘的长度为约6.35mm，并且直端的长度为约3.18mm。测量出该样品具有0.33的边缘比率。

在测试过程中，样品S1展现了随时间稳定的研磨力，对于整个的使用时长表现出了充分而锐利的切割作用。相反，样品CS1起始展现了几乎两倍的研磨力，并且力随着时间单调地增大，直到到达机器极限，这表明该磨料区段基本上被碎屑填充并且切割不充分。

还测试了具有如图10中所示的常规磨料区段形状的第三种常规样品（CS2），以与样品S1进行性能对比。如所示的，样品CS2具有总体上弧形的形状，其沿外边缘的长度为约13.59mm，并且直端的长度为约3.18mm。测量出该样品具有0.19的边缘比率。

在与以上提供的相同研磨条件下使用样品CS2，只是该工件是由镍钴填充的环氧复合物形成的。由于该复合物的高延展性，具有0.19边缘比率的轮非常快地载满，从而导致高的研磨力。通过比较，样品S1在整个使用时长中展示了相对稳定的研磨力，由此表现出了超过常规样品CS2的、改进的研磨能力。

在此的实施方案针对的是用于研磨轮的磨料物品，这些磨料物品代表了从现有技术的粘结磨料物品的脱离。值得注意的是，在此的实施方案采用了在一个磨料区段中存在的材料组分、设计结构、以及所获得的比率的组合，这些都有助于改进研磨作用。这些实施方案的、可以按不同方式组合的具体特性包括：磨料粒径、粘结剂材料、磨料本体中孔隙性的百分比、曲折路径的形状、连接角度、边缘比率、切割距离、空腔体积、空腔的摆放、前导边缘、尾随边缘和中性边缘的设计。以上内容描述了多种特征的一种组合，这些特征可以用不同的方式进行组合以便描述并且限定这些实施方案的粘结的磨料物品。本说明并非旨在列出多种特征的一种层次、而是列出可以按一种或多种方式进行组合的不同特征来限定本发明。

在上文中，提及的多个具体的实施方案以及某些部件的连接物是说明性的。应当理解，提及的被联接或者连接的多个部件是旨在披露在所述部件之间的直接连接或者通过如所理解的一个或多个插入部件进行的间接连接以便实施如在此讨论的这些方法。这样，以上披露的主题应被认为是解说性的、而非限制性的，并且所附权利要求旨在覆盖落在本发明的真正范围内的所有此类变体、改进、以及其他实施方案。因此，在法律所允许的最大程度上，本发明的范围应由对以下权利要求和它们的等效物可容许的最宽解释来确定，并且不应受以上的详细的说明的约束或限制。

披露的摘要是遵循专利权法而提供的，并且按以下理解而提交，即它将不被用于解释或者限制权利要求的范围或含义。另外，在以上的详细说明中，为了使披露精简而可能将不同的特征集合在一起或者在一个单独的实施方案中描述。本披露不得被解释为反映了一种意图，即提出权利要求的实施方案要求的特征多于在每一项权利要求中清楚引述的特征。相反，如以下的权利要求反映出，发明主题可以是针对少于任何披露的实施方案的全部特征。因此，以下的权利要求被结合在详细说明之中，而每一项权利要求自身独立地限定了分别提出权利要求的主题。

Claims

1.一种磨料物品，包括：

一个磨料本体，该磨料本体包括被包含在一种粘结剂材料中的多个磨料颗粒，其中该磨料本体包括：

沿该磨料本体的一个零位轴彼此间隔开的多个前导边缘，其中一个前导边缘是由一系列的前导点限定的，这些前导点各自具有一个向外的法向量，该法向量相对于在该前导点处限定了旋转方向的一个方向向量而言具有一个正的向量分量；

沿该磨料本体的零位轴彼此间隔开的多个尾随边缘，其中一个尾随边缘是由一系列的尾随点限定的，这些尾随点各自具有一个向外的法向量，该法向量相对于在该尾随点处限定了旋转方向的一个方向向量而言具有一个负的向量分量；

多个中性边缘，其中一个中性边缘是由一系列的中性点限定的，这些中性点各自具有一个向外的中性法向量，该法向量垂直于在该中性点处的方向向量；并且其中该磨料本体包括一个位于0.7与0.98之间的边缘比率，其中该边缘比率是由等式[(Lle+Lte)/(Lle+Lte+Lne)]定义的，其中Lle是该多个前导边缘的总长度，Lte是该多个尾随边缘的总长度，并且Lne是该多个中性边缘的总长度。

2.如权利要求1所述的磨料物品，其中该多个前导边缘中的每一个前导边缘都与该零位轴相交。

3.如权利要求1所述的磨料物品，其中该多个尾随边缘中的每一个尾随边缘都与该零位轴相交。

4.如权利要求1所述的磨料物品，其中Lle的值与Lte的值相同。

5.如权利要求1所述的磨料物品，其中Lle大于Lne。

6.如权利要求1所述的磨料物品，其中Lte大于Lne。

7.如权利要求1所述的磨料物品，其中该多个前导边缘中的至少一个前导边缘具有由一个三角函数定义的轮廓。

8.如权利要求1所述的磨料物品，其中该多个前导边缘中的至少一个前导边缘具有由一个几何函数定义的轮廓。

9.如权利要求1所述的磨料物品，其中这些前导边缘中的至少一个包括一种线性轮廓。

10.如权利要求7所述的磨料物品，其中该多个前导边缘中的每一个的总长度的至少80％是直线的。

11.如权利要求1所述的磨料物品，其中该多个尾随边缘中的至少一个尾随边缘是沿着平行于该零位轴的一条路径侧向地布置在两个直接相邻的前导边缘之间。

12.如权利要求1所述的磨料物品，其中该磨料本体包括两个直接相邻的前导边缘以及被布置在这两个直接相邻的前导边缘之间的一个空腔。

13.如权利要求1所述的磨料物品，其中该磨料本体包括一系列臂部分，其中该多个臂部分中的每个臂部分包括一个前导边缘和一个尾随边缘。

14.如权利要求13所述的磨料物品，其中该臂部分具有一个切割距离，该切割距离是在该前导边缘上的一个前导点与该尾随边缘上的一个尾随点之间沿着限定了该旋转方向的一个弧形扇区测量的，其中对于在1微米与500微米之间的Gs，该切割距离是不大于1000Gs，其中Gs是这些磨料颗粒的平均砂砾尺寸。

15.如权利要求14所述的磨料物品，其中对于在1与5微米之间的Gs，该切割距离是不大于800Gs。

16.如权利要求15所述的磨料物品，其中对于在5与50微米之间的Gs，该切割距离是不大于200Gs。

17.如权利要求16所述的磨料物品，其中对于在50与200微米之间的Gs，该切割距离是不大于20Gs。

18.如权利要求14所述的磨料物品，其中对于在1与5微米之间的Gs，该切割距离是在50到1000Gs之间的范围内。

19.一种磨料物品，包括：

一个磨料区段，该磨料区段包括一个磨料本体，该磨料本体具有一系列臂部分、包括被包含在一种粘结剂材料中的多个磨料颗粒，该磨料区段进一步包括布置在该多个臂部分的每个臂部分之间的多个空腔；并且

其中该多个臂部分的每个臂部分包括一个前导边缘、一个尾随边缘、和一个中性边缘，其中该前导边缘是由一系列的前导点限定的，这些前导点各自具有一个向外的法向量，该法向量相对于在该前导点处限定了一个旋转方向的一个方向向量而言具有一个正的向量分量；其中该尾随边缘是由一系列的尾随点限定的，这些尾随点各自具有一个向外的法向量，该法向量相对于在该尾随点处的旋转方向而言具有一个负的向量分量；且其中一个中性边缘是由一系列的中性点限定的，这些中性点各自具有一个向外的中性法向量，该法向量垂直于在该中性点处的方向向量；

其中该磨料本体包括一个位于0.7与0.98之间的边缘比率，其中该边缘比率是由等式[(Lle+Lte)/(Lle+Lte+Lne)]定义的，其中Lle是该多个前导边缘的总长度，Lte是该多个尾随边缘的总长度，并且Lne是该多个中性边缘的总长度，并且此外

其中每个臂部分具有一个切割距离，该切割距离是在该前导边缘上的一个前导点与该尾随边缘上的一个尾随点之间沿着限定了该旋转方向的一个弧形扇区测量的，其中对于在1微米与500微米之间的Gs，该切割距离是不大于1000Gs，其中Gs是这些磨料颗粒的平均砂砾尺寸。

20.如权利要求19所述的磨料物品，其中对于在1与5微米之间的Gs，该切割距离是在50Gs到1000Gs之间的范围内。

21.如权利要求19或20所述的磨料物品，其中对于在5微米与50微米之间的Gs，该切割距离是在5Gs与200Gs之间的范围内。

22.如权利要求21所述的磨料物品，其中对于在50微米与200微米之间的Gs，该切割距离是在2Gs与20Gs之间的范围内。

23.如权利要求19或20所述的磨料物品，其中该多个臂部分包括至少3个分离的臂部分。

24.如权利要求19或20所述的磨料物品，其中该多个臂部分中的每一个臂部分是彼此相连的。

25.如权利要求24所述的磨料物品，其中该多个臂部分中的每一个臂部分具有第一和第二末端，并且其中每个臂部分至少在该第一末端处被连接到一个直接相邻的臂部分上。

26.如权利要求19或20所述的磨料物品，其中该磨料区段的这些臂部分限定了一条具有至少一个转弯的路径。

27.如权利要求26所述的磨料物品，其中该磨料区段的这些臂部分限定了一条路径，该路径具有由等式T＝n–1定义的最大转弯数目(T)，其中n是臂部分的数目。

28.如权利要求19或20所述的磨料物品，其中这些磨料颗粒包括一种无机材料。

29.如权利要求28所述的磨料物品，其中这些磨料颗粒包含选自下组材料中的一种材料，该组由以下各项组成：氧化物类、碳化物类、氮化物类、硼化物类、以及它们的组合。

30.如权利要求29所述的磨料物品，其中这些磨料颗粒包括氧化铝。

31.如权利要求30所述的磨料物品，其中这些磨料颗粒由氧化铝组成。

32.如权利要求19或20所述的磨料物品，其中这些磨料颗粒包括一种超级磨料材料。

33.如权利要求32所述的磨料物品，其中这些磨料颗粒包括金刚石。

34.如权利要求33所述的磨料物品，其中这些磨料颗粒由金刚石组成。

35.如权利要求19或20所述的磨料物品，其中这些磨料颗粒包括一种涂层。

36.如权利要求35所述的磨料物品，其中该涂层是覆盖在这些磨料颗粒的外表面上的一个层。

37.如权利要求35所述的磨料物品，其中该涂层包含选自下组材料中的一种无机材料，该组由以下各项组成：金属、氧化物类、硼化物类、氮化物类、碳化物类、以及它们的组合。

38.如权利要求19或20所述的磨料物品，其中该粘结剂材料包含选自下组材料中的一种材料，该组由以下各项组成：有机材料、无机材料、以及它们的组合。

39.如权利要求38所述的磨料物品，其中该粘结剂材料包括一种金属。

40.如权利要求39所述的磨料物品，其中该粘结剂材料包括一种含铜的金属合金。

41.如权利要求38所述的磨料物品，其中该粘结剂材料包括一种玻璃质材料。

42.如权利要求41所述的磨料物品，其中该粘结剂材料包括一种晶相。

43.如权利要求38所述的磨料物品，其中该粘结剂材料包括一种树脂。

44.如权利要求43所述的磨料物品，其中该粘结剂材料包括一种含树脂和金属的复合材料。