CN107263340A - 研磨制品和形成方法 - Google Patents

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Saint Gobain Abrasifs SA
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Abstract

本发明涉及研磨制品和形成方法。本申请涉及一种研磨制品，其包括：由线制成的基底、固定至所述基底的研磨颗粒，所述研磨颗粒具有覆在所述研磨颗粒上面的第一涂覆层和覆在所述第一涂覆层上面的不同于所述第一涂覆层的第二涂覆层。所述研磨制品进一步包括覆在所述基底和研磨颗粒上面的粘结层。

Description

研磨制品和形成方法
本申请为申请日2012年9月14日，申请号201280049757.9，名称为“研磨制品和形成方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
以下涉及形成研磨制品且特别是单层研磨制品的方法。
背景技术
在过去的一个世纪已开发了多种研磨工具以用于各种工业用于从工件移除材料的通用功能，包括例如，锯切、钻孔、抛光、清除、雕刻、和研磨。特别是关于电子学工业，合适用于将材料的单晶锭切片以形成晶片的研磨工具是特别相关的。随着所述工业继续成熟，所述锭具有越来越大的直径，由于成品率、生产率、所影响的层、尺寸限制和其它因素，对于这样的工件使用松散的研磨剂和线锯已变得可接受。
通常，线锯为包括附着至长的长度的线的研磨颗粒的研磨工具，所述线可以高的速度缠绕以产生切割动作。尽管圆锯限于比刀片的半径小的切割深度，但是线锯可具有容许直的或按轮廓的切割路径的切割的更大的灵活性。
在常规的固定研磨剂线锯中已采用多种方法，例如通过使钢珠在金属线或电缆之上滑行而制造这些制品，其中所述珠被间隔体分隔。这些珠可被研磨颗粒覆盖，所述研磨颗粒通常通过电镀或烧结附着。然而，电镀和烧结操作可为耗时的且因此是昂贵的冒险，妨碍所述线锯研磨工具的快速生产。这些线锯的大部分已被用在其中切口损失不像在电子学应用中那样有支配力的应用中，通常用于切割石头或大理石。已进行了一些尝试以经由化学粘结过程例如铜焊来附着研磨颗粒，但是这样的制造方法使线锯的拉伸强度降低，且在高张力下的切割应用期间线锯变得易于断裂和过早破坏。其它线锯可使用树脂将研磨剂结合到线上。不幸地，经树脂粘结的线锯倾向于快速地磨损且研磨剂在颗粒的有用寿命被实现之前早就丧失，尤其是当切割通过硬质材料时。
因此，所述工业继续需要改善的研磨工具，特别是在线锯锯切领域中。
发明内容
根据第一方面，研磨制品包括：包括线的基底、固定至所述基底的研磨颗粒，所述研磨颗粒具有覆在所述研磨颗粒上面的第一涂覆层和覆在所述第一涂覆层上面的不同于所述第一涂覆层的第二涂覆层。所述研磨制品进一步包括覆在所述基底和研磨颗粒上面的粘结层。
根据另一方面，形成研磨制品的方法包括：提供包括具有至少约10:1的长度:宽度的长宽比的细长物体的基底，处理所述基底以形成结合膜，将包括包含低温金属合金(LTMA)材料的第二涂覆层的研磨颗粒置于所述结合膜上，处理所述基底以将所述研磨颗粒粘结至所述基底，和在所述研磨颗粒之上形成粘结层。
在又一方面中，形成研磨制品的方法包括：提供包括具有至少约10:1的长度:宽度的长宽比的细长物体的基底，处理所述基底以形成结合膜，将研磨颗粒置于所述结合膜上，所述研磨颗粒包括包含金属的第一涂覆层和包含低温金属合金(LTMA)材料的覆在所述第一涂覆层上面的第二涂覆层，和加热所述基底以在所述基底的部分与所述研磨颗粒的所述第二涂覆层之间形成扩散粘结区域。
另一方面涉及研磨制品，其具有：由具有至少约10:1的长度:宽度的长宽比的细长物体制成的基底，固定至所述基底的研磨颗粒，和包括金属材料的不连续的涂层，所述涂层限定围绕并覆在所述研磨颗粒的大部分和所述研磨颗粒之间的间隙区域上面的包括低温金属合金(LTMA)材料的涂覆区域。
附图说明
通过参考附图，可更好地理解本公开内容，且使其许多特征和优点对于本领域技术人员是明晰的。
图1包括提供根据实施例的用于形成研磨制品的方法的流程图。
图2包括根据实施例的研磨制品的一部分的横截面图解。
在不同的附图中相同的参考符号的使用表示类似或相同的项目。
具体实施方式
以下涉及研磨制品，且特别是合适用于研磨和锯切通过工件的研磨制品。在特别的情况中，本文中的研磨制品可形成线锯，其可在电子学工业、光学工业和其它有关的工业中用在敏感的结晶材料的加工中。
图1包括提供根据实施例的形成研磨制品的方法的流程图。所述方法可在步骤101通过提供基底开始。所述基底可提供用于将研磨材料固定到其的表面，由此促进研磨制品的研磨能力。
根据实施例，提供基底的过程可包括提供线形式的基底的过程。实际上，所述线基底可连接至缠绕机构。例如，所述线可供给在供给卷轴和接收卷轴之间。所述线在所述供给卷轴和所述接收卷轴之间的转移可促进加工，其中所述线通过所期望的形成过程转移，以在从所述供给卷轴转移到所述接收卷轴的同时形成最终形成的研磨制品的组成层。
根据实施例，所述基底可为具有至少10:1的长度:宽度的长宽比的细长部件。在另外的实施例中，所述基底可具有至少约100:1，例如至少1000:1、或者甚至至少约10,000:1的长宽比。所述基底的长度为沿所述基底的纵轴测量的最长的尺寸。所述宽度为垂直于所述纵轴测量的所述基底的第二长的(或者在一些情况下最小的)尺寸。
此外，细长部件形式的基底可具有至少约50米的长度。实际上，其它基底可更长，具有至少约100米，例如至少约500米、至少约1,000米、或者甚至10,000米的平均长度。
此外，所述基底可具有可不大于约1cm的宽度。其它基底可更小，具有不大于约0.5cm，例如不大于约1mm、不大于约0.8mm、或者甚至不大于约0.5mm的平均宽度。但是，所述基底可具有至少约0.01mm，例如至少约0.03mm的平均宽度。将理解，所述基底可具有在以上描述的最小和最大值中的任意之间的范围内的平均宽度。而且，在基底为具有通常是圆形的横截面形状的线的情况中，将理解，提及宽度是提及直径。
根据实施例，所述基底可包括无机材料，例如金属或金属合金材料。一些基底可包括如元素周期表中认可的过渡金属元素。例如，所述基底可引入如下的元素：铁、镍、钴、铜、铬、钼、钒、钽、钨、及其组合。根据具体实施例，所述基底可包括铁，且更特别地可为钢。
在一些情况中，所述基底可具有覆在所述基底的外表面上面的涂层，且更特别地，可直接粘结至所述基底的外表面。一些涂层可包括无机材料，包括例如包含金属或金属合金的材料。在具体实施例中，所述基底可包括由过渡金属元素或过渡金属元素的组合制成的材料。
在一些实施例中，所述基底可为细长部件，例如线，其可包括编织在一起的多根丝。即，所述基底可由彼此缠绕、编织在一起、或固定至另一物体例如中心芯线的许多较小的线形成。一些设计可利用钢琴线作为用于基底的合适的结构。
进一步关于提供基底的过程，将理解，所述基底可以特定速率从供给卷轴缠绕到接收卷轴以促进加工。例如，所述基底可以不小于约5m/分钟的速率从所述供给卷轴缠绕到所述接收卷轴。在另外的实施例中，缠绕速率可更大，使得其为至少约8m/分钟、至少约10m/分钟、至少约12m/分钟、或者甚至至少约14m/分钟。缠绕速率可在以上描述的最小和最大值中的任意之间的范围内。将理解，缠绕速率可代表可形成最终形成的研磨制品的速率。
在步骤101中提供基底之后，所述方法可在步骤102通过处理所述基底以形成结合膜而继续。形成结合膜的过程可包括沉积过程，包括例如，喷射、印刷、浸渍、模涂、沉积及其组合。所述结合膜可直接粘结至所述基底的外表面。实际上，可形成所述结合膜使得其覆在所述基底的外表面的大部分上面，且更特别地，可基本上覆在所述基底的整个外表面上面。在特别的情况中，所述结合膜可作为均匀厚度的单一的连续的层形成，所述层可直接粘结至所述基底的表面。然而，在一些实施例中，所述结合膜可为促进进一步的加工、包括当将研磨颗粒施加至基底时保持研磨颗粒的位置的暂时性的膜。
根据实施例，所述结合膜可由熔剂材料形成。所述熔剂材料可为无机材料、有机材料、或其组合。例如，所述熔剂材料可为有机材料，且更特别地，包括活化剂组分，所述活化剂组分包括有机材料。合适的无机材料可包括金属卤化物(例如，氯化锌或氯化铵)、盐酸、磷酸、或氢溴酸。其它无机活化剂组分可包括盐，且特别地，无机酸与胺的盐也用作侵蚀性的活化剂。在一个特定实施例中，所述活化剂组分可包括氟化物。在另一实施例中，所述熔剂材料可包括有机活化剂组分例如羧酸(例如脂肪酸(最通常为油酸和硬脂酸)、二羧酸、氨基酸、有机卤化物、及其组合。
所述熔剂材料可为覆在粘着膜(tacking film)上面的通常均匀的层的形式，且更特别地与所述粘着膜直接接触。所述熔剂材料可为液体或糊的形式。根据一个实施例，可使用沉积过程例如喷射、浸渍、涂抹、印刷、刷涂、及其组合将所述熔剂材料施加到所述粘着膜上。
在步骤102中处理所述基底之后，所述方法可在步骤103通过将研磨粒子置于所述结合膜上而继续。在一些情况中，取决于所述过程的性质，所述研磨颗粒可与所述结合膜直接接触。更特别地，所述研磨颗粒可与熔剂材料直接接触，所述熔剂材料可具有天然粘度和粘合特性，其在加工期间促进将所述研磨颗粒保持在适当位置，直至进行进一步的过程以相对于所述结合膜将所述研磨颗粒永久地粘结在恰当位置。
在所述结合膜上提供所述研磨颗粒的合适的方法可包括喷射、重力涂覆、浸渍、模涂、静电涂覆、及其组合。施加所述研磨颗粒的特别有用的方法可包括喷射过程，其被进行以将基本上均匀的研磨颗粒涂层施加到包括所述熔剂材料的另外的层。
在替代性实施例中，提供所述研磨颗粒的过程可包括进一步将某一含量的所述结合膜材料置于所述研磨颗粒上，这可促进所述研磨颗粒与所述基底和在所述基底的外表面上的结合膜之间的粘合。所述替代性过程可包括形成包含熔剂材料和研磨颗粒的混合物，且之后，将所述混合物施加在所述基底和/或结合膜上。
所述研磨颗粒可包括材料例如氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、氮氧化物、硼氧化物、金刚石、及其组合。在一些实施例中，所述研磨颗粒可引入超级研磨材料。例如，一种合适的超级研磨材料包括金刚石。在特别的情况中，所述研磨颗粒可基本上由金刚石组成。
在一个实施例中，所述研磨颗粒可包括具有至少约10GPa的维氏硬度的材料。在另外的情况中，所述研磨颗粒可具有至少约25GPa，例如至少约30GPa、至少约40GPa、至少约50GPa、或者甚至至少约75GPa的维氏硬度。但是，在本文中的实施例中使用的研磨颗粒可具有不大于约200GPa，例如不大于约150GPa、或者甚至不大于约100GPa的维氏硬度。将理解，所述研磨颗粒可具有在以上描述的最小和最大值中的任意之间的范围内的维氏硬度。
所述研磨颗粒可具有部分地由所述研磨制品的最终用途决定的平均粒度。在一些情况中，所述研磨颗粒可具有不大于约500微米的平均尺寸。在另外的情况中，所述研磨颗粒的平均粒度可更小，使得所述平均粒度不大于约400微米、不大于约300微米、不大于约250微米、不大于约200微米、不大于约150微米、或者甚至不大于约100微米。根据实施例，所述研磨颗粒的平均粒度可为至少约0.1微米，例如至少约0.5微米、或者甚至至少约1微米。将理解，所述研磨颗粒可具有在以上描述的最小和最大值中的任意之间的范围内的平均粒度。这样的值可以包括或者可以不包括覆在所述研磨颗粒上面的另外的涂层。
所述研磨颗粒可包括在所述研磨颗粒的外表面之上的第一涂覆层，使得所述研磨颗粒具有芯/壳结构，其中所述芯包括上述的研磨颗粒、和壳层形式的覆在芯上面的第一涂覆层。所述第一涂覆层的合适的材料可包括金属或金属合金材料。根据一个特定实施例，所述第一涂覆层可包括过渡金属元素，例如钛、钒、铬、钼、铁、钴、镍、铜、银、锌、锰、钽、钨、及其组合。一些第一涂覆层可包括镍，例如镍合金，甚至具有与涂覆层组合物中存在的其它物质相比占多数含量(以重量百分数度量)的镍的合金。在更特别的情况中，所述第一涂覆层可包括单一金属物质。例如，所述第一涂覆层可基本上由镍组成。或者，所述第一涂覆层可包括铜、可由基于铜的合金制成、且甚至更特别地可基本上由铜组成。
可形成所述研磨颗粒使得所述第一涂覆层可覆在所述研磨颗粒(即，所述芯)的外表面积的至少约50％上面。在另外的实施例中，各研磨颗粒的第一涂覆层的覆盖率可更大，使得所述第一涂覆层覆在所述研磨颗粒的外表面的至少约75％、至少约80％、至少约90％、至少约95％、或基本上整个外表面上面。
所述第一涂覆层可与所述研磨颗粒(即，所述芯)直接接触且可直接粘结至所述研磨颗粒各自的外表面。在具体实施例中，所述第一涂覆层可直接无电镀至所述研磨颗粒的外表面。
对于根据本文中的实施例的一些研磨制品，所述第一涂覆层可以所述研磨颗粒各自的总重量的至少约5％存在。在另外的实施例中，所述第一涂覆层的量可更大，以便使得对于所述研磨颗粒各自的总重量，所述研磨颗粒各自包括至少约10％、至少约20％、或者甚至至少约30％的所述第一涂覆层。但是，在一些情况中，存在于所述研磨颗粒各自上的第一涂覆层的量可被限制，例如为所述研磨颗粒各自的总重量的不大于约100％、不大于约60％、不大于约55％、不大于约50％、不大于约45％、不大于约40％、或者甚至不大于约38％。将理解，存在于所述研磨颗粒各自上的所述第一涂覆层的量可在以上描述的最小和最大百分数中的任意之间的范围内。
根据一个实施例，所述第一涂覆层可具有不大于约12微米的平均厚度。在另外的情况中，所述第一涂覆层的厚度可更小，例如不大于约10微米、不大于约8微米、不大于约6微米、或者甚至不大于约5微米。但是，所述第一涂覆层的平均厚度可为至少约0.2微米、至少约0.5微米、例如至少约0.7微米、或者甚至至少约1微米。将理解，所述第一涂覆层的平均厚度可在以上描述的最小和最大值中的任意之间的范围内。
所述第一涂覆层可形成为具有不大于所述研磨颗粒的通过芯测量的平均粒度的约80％的平均厚度。根据一个实施例，可形成所述第一涂覆层使得其具有所述研磨颗粒的平均粒度的不大于约70％、不大于约60％、不大于约50％、例如不大于约40％、或者甚至不大于约30％的平均厚度。在还另外的实施例中，所述第一涂覆层的平均厚度可为所述研磨颗粒的平均粒度的至少约1％、至少约5％、至少约10％、或者甚至至少约12％。将理解，第一涂覆层的平均厚度可在以上描述的最小和最大值中的任意之间的范围内。
所述研磨颗粒可进一步包括覆在所述第一涂覆层上面的第二涂覆层。所述第二涂覆层可直接粘结至所述第一涂覆层。更特别地，所述第二涂覆层的至少一部分可通过所述第一涂覆层与所述研磨颗粒的外表面间隔开，使得所述研磨颗粒包括由所述研磨颗粒制成的芯、由所述第一涂覆层制成的第一壳和由所述第二涂覆层制成的覆在所述第一壳上面的第二壳。
根据实施例，所述第二涂覆层可由金属、金属合金、金属基体复合物、及其组合形成。在一个特定实施例中，所述第二涂覆层可由包括过渡金属元素的材料形成。例如，所述第二涂覆层可为包括过渡金属元素的金属合金。一些合适的过渡金属元素可包括，例如，铅、银、铜、锌、锡、钛、钼、铬、铁、锰、钴、铌、钽、钨、钯、铂、金、钌、及其组合。根据一个特定实施例，所述第二涂覆层可由包括锡和铅的金属合金，例如60/40锡/铅组合物制成。在另一实施例中，所述第二涂覆层可由具有占多数含量的锡的材料制成。实际上，在一些研磨制品中，所述第二涂覆层可由基本上由锡组成的材料制成。
根据实施例，所述第二涂覆层可为低温金属合金(LTMA)材料。将理解，LTMA材料包括具有特定熔点(例如不大于约450℃)的材料。LTMA材料可与高熔化温度材料截然不同，所述高熔化温度材料包括例如黄铜材料，其可具有显著更高的熔点，典型地大于500℃。此外，铜焊材料可具有不同的组成。但是，根据实施例，本文中的实施例的LTMA材料可由具有不大于约400℃，例如不大于约375℃、不大于约350℃、不大于约300℃、或不大于约250℃的熔点的材料形成。但是，所述LTMA材料可具有至少约100℃，例如至少约125℃、至少约150℃、或者甚至至少约175℃的熔点。将理解，所述LTMA材料可具有在以上描述的最小和最大温度中的任意之间的范围内的熔点。
对于一些实施例，所述第二涂覆层可覆在所述研磨颗粒各自上的所述第一涂覆层的外表面积的至少约50％上面。在另外的情况中，所述第二涂覆层可覆盖更多的面积，包括例如，所述研磨颗粒各自上的所述第一涂覆层的外表面积的至少约60％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％、或者甚至基本上全部。
对于根据本文中的实施例的一些研磨制品，所述第二涂覆层可以包括所述研磨颗粒材料的芯和所述第一涂覆层的所述研磨颗粒各自的总重量的至少约10％的量存在。在另外的实施例中，所述第二涂覆层的量可更大，使得对于包括所述第一涂覆层的所述研磨颗粒各自的总重量，所述研磨颗粒各自包括至少约15％、至少约20％、或者甚至至少约25％的所述第二涂覆层。而且，在特别的情况中，存在于所述研磨颗粒各自上的第二涂覆层的量可被限制，例如为包括所述第一涂覆层的所述研磨颗粒各自的总重量的不大于约500％、不大于约400％、不大于约300％、不大于约200％、不大于约100％、不大于约80％、或者甚至不大于约60％。将理解，存在于所述研磨颗粒各自上的所述第二涂覆层的量可在以上描述的最小和最大百分数中的任意之间的范围内。
根据一个实施例，所述第二涂覆层可具有不大于约12微米的平均厚度。在另外的情况中，所述第二涂覆层的厚度可更小，例如不大于约10微米、不大于约8微米、不大于约6微米、或者甚至不大于约5微米。但是，所述第二涂覆层的平均厚度可为至少约0.2微米、至少约0.5微米、例如至少约0.7微米、或者甚至至少约1微米。将理解，第二涂覆层的平均厚度可在以上描述的最小和最大值中的任意之间的范围内。
所述第二涂覆层可形成为具有所述研磨颗粒的通过所述芯且排除所述第一涂覆层测量的平均粒度的不大于约80％的平均厚度。根据一个实施例，可形成所述第二涂覆层使得其具有所述研磨颗粒的平均粒度的不大于约70％、不大于约60％、不大于约50％、例如不大于约40％、或者甚至不大于约30％的平均厚度。在还另外的实施例中，所述第二涂覆层的平均厚度可为所述研磨颗粒的平均粒度的至少约2％、至少约5％、至少约8％、或者甚至至少约12％。将理解，第二涂覆层的平均厚度可在以上描述的最小和最大值中的任意之间的范围内。
根据一个实施例，所述第一涂覆层可具有大于所述第二涂覆层的平均厚度的平均厚度。然而，在另外的情况中，所述第一涂覆层可具有小于所述第二涂覆层的平均厚度的平均厚度。而对于另外的研磨颗粒，所述第一涂覆层包括基本上等于所述第二涂覆层的平均厚度的平均厚度，使得所述第一和第二涂层的平均厚度的差异不大于约5％，基于具有较大厚度的涂覆层。
在步骤103中将所述研磨颗粒置于所述结合膜上之后，所述方法可在步骤104通过处理以将所述研磨颗粒粘结至所述基底而继续。处理可包括例如加热、固化、干燥、及其组合的过程。一个特定实施例中，处理包括热过程，例如在足以引起所述结合膜和第二涂覆层的熔化的温度下加热，同时避免过高的温度以限制对所述研磨粒子和基底的损害。例如，处理可包括将所述基底、结合膜和研磨粒子加热至不大于约450℃的温度。特别地，所述处理过程可在较低的处理温度例如不大于约375℃、不大于约350℃、不大于约300℃、或者甚至不大于约250℃下进行。在另外的实施例中，所述处理过程可包括在至少约100℃、至少约150℃、或者甚至至少约175℃的温度下加热。
将理解，所述加热过程可促进在所述结合膜和所述研磨颗粒的第二涂覆层内的材料的熔化，包括将所述研磨颗粒粘结至所述基底。特别地，在经涂覆的研磨颗粒的情况中，在所述研磨颗粒上的涂层的部分与所述基底的部分之间、且特别地在所述第二涂覆层的部分与所述基底的部分之间，可形成扩散粘结区域。所述扩散粘结区域可特征在于所述基底的至少一种化学物质(例如，金属元素)和覆在所述研磨颗粒上面的所述第二涂覆层的至少一种化学物质(例如，金属元素)之间的相互扩散。所述扩散粘结区域的进一步的细节将在本文中描述。
在处理以粘结之后，可进行任选的步骤(未在图1中图解)以从所述基底的外表面除去所述结合膜材料的一部分或者全部。用于除去结合材料的合适的过程可包括洗涤、摩擦、擦拭、喷射、干燥、加热、及其组合。可将在步骤104中在所述处理过程之后形成的制品的表面清洁或冲洗以除去不想要的材料(例如，来自另外的层的残余的熔剂材料)。
在步骤104进行处理之后，所述方法可在步骤105通过在所述研磨颗粒和所述基底之上形成粘结层而继续。所述粘结层的形成可促进具有改善的耐磨性的研磨制品的形成。此外，所述粘结层可提升所述研磨制品的研磨颗粒保持力。根据实施例，形成所述粘结层的过程可包括在由所述研磨颗粒、所述基底的外表面和围绕所述研磨颗粒的所述扩散粘结区域限定的所述制品的外表面上沉积所述粘结层。实际上，所述粘结层可直接粘结至所述研磨颗粒、所述基底的外表面和所述扩散粘结区域。
所述粘结层的形成可包括例如镀敷、喷射、浸渍、印刷、及其组合的过程。根据一个特定实施例，所述粘结层可通过电镀过程形成。在替代性实施例中，所述粘结层可经由无电镀过程形成。
可形成所述粘结层使得其覆在所述研磨颗粒的所述第二涂覆层和所述基底的外表面上面，且更特别地直接接触所述研磨颗粒的所述第二涂覆层和所述基底的外表面。根据一个特定实施例，所述粘结层可覆在所述研磨颗粒的暴露表面和所述基底的外表面的至少90％上面。在另外的实施例中，所述粘结层的覆盖率可更大，使得其覆在所述研磨颗粒的暴露表面和所述基底的外表面的至少约92％、至少约95％、或者甚至至少约97％上面。在一个特定实施例中，可形成所述粘结层，使得其覆在所述研磨颗粒和所述基底的基本上所有的暴露表面上面，其中所述粘结层可完全覆盖限定所述研磨制品的外表面的所述研磨制品的部件。
所述粘结层可由例如有机材料、无机材料及其组合的材料制成。一些合适的有机材料可包括聚合物例如可UV固化的聚合物、热固性塑料、热塑性塑料及其组合。一些另外的合适的聚合物材料可包括聚氨酯、环氧化物、聚酰亚胺、聚酰胺、丙烯酸酯、乙烯类聚合物、及其组合。
用于在所述粘结层中使用的合适的无机材料可包括金属、金属合金、金属陶瓷、陶瓷、复合物、及其组合。在一种特别的情况中，所述粘结层可由具有至少一种过渡金属元素的材料，且更特别地含有过渡金属元素的金属合金形成。用于在所述粘结层中使用的一些合适的过渡金属元素可包括铅、银、铜、锌、锡、钛、钼、铬、铁、锰、钴、铌、钽、钨、钯、铂、金、钌、及其组合。在一些情况中，所述粘结层可包括镍，且可为包括镍的金属合金、或者甚至基于镍的合金。在还另外的实施例中，所述粘结层可基本上由镍组成。
根据一个实施例，所述粘结层可具有排除所述第一和第二涂覆层的所述研磨颗粒的平均粒度的至少约10％的平均厚度。在另一实施例中，所述粘结层可具有至少约20％、至少约30％、至少约40％、或者甚至至少约50％的平均厚度。在还一实施例中，所述粘结层可具有所述研磨颗粒的平均粒度的不大于约100％、不大于约90％、不大于约85％、例如不大于约80％、或者甚至不大于约75％的平均厚度。
在更具体的情况中，所述粘结层可具有至少约1微米，例如至少约2微米、至少约5微米、至少约10微米、或者甚至至少约20微米的平均厚度。但是，在一些实施例中，可形成所述粘结层使得其具有不大于约100微米、不大于约90微米、不大于约80微米、不大于约70微米的平均厚度。
根据一个实施例，所述粘结层可由包括例如复合材料的材料制成，所述材料具有比所述扩散粘结区域和/或所述第二涂覆层的材料的硬度大的硬度。例如，所述粘结层可具有比所述扩散粘结区域的维氏硬度硬至少约5％的维氏硬度。实际上，在另外的实施例中，与所述扩散粘结区域和/或所述第二涂覆层的维氏硬度相比，所述粘结层的维氏硬度可硬至少约10％，例如至少约20％、至少约30％、至少约40％、至少约50％、至少约75％、或者甚至至少约100％。
另外，所述粘结层可具有比所述扩散粘结区域和/或所述第二涂覆层的材料的平均断裂韧度大至少约5％的通过压痕法测量的断裂韧度(K1c)。在具体实施例中，所述粘结层可具有比所述扩散粘结区域和/或所述第二涂覆层的材料的断裂韧度大至少约8％、大至少约10％、大至少约15％、大至少约20％、大至少约25％、大至少约30％、或者甚至大至少约40％的断裂韧度(K1c)。
任选地，所述粘结层可包括填料材料。所述填料可为合适用于提升最终形成的研磨制品的性能性质的多种材料。一些合适的填料材料可包括研磨粒子、孔形成剂例如空心球、玻璃球、氧化铝空心球、天然材料例如壳和/或纤维、金属颗粒、及其组合。
在一个具体实施例中，所述粘结层可包括研磨粒子形式的填料。所述填料的所述研磨粒子可与所述研磨颗粒相当不同，特别是关于尺寸，使得在一些情况中，所述研磨粒子填料可具有比粘结至所述粘着膜的所述研磨颗粒的平均尺寸显著小的平均粒度。例如，所述研磨粒子填料可具有为所述研磨颗粒的平均粒度的至多约1/2的平均粒度，所述研磨颗粒的平均粒度可通过排除所述第一和第二涂覆层的所述研磨颗粒的芯的尺寸测量。实际上，所述研磨填料可具有甚至更小的平均粒度，例如所述研磨颗粒的平均粒度的大约至多1/3，例如至多约1/5、至多约1/10，且特别是在所述研磨颗粒的平均粒度的约1/2与约1/10之间的范围内。
在所述粘结层内的所述研磨粒子填料可由例如碳化物、基于碳的材料(例如富勒烯)、硼化物、氮化物、氧化物、氮氧化物、硼氧化物、及其组合的材料制造。在特别的情况中，所述研磨粒子填料可为超级研磨材料例如金刚石、立方氮化硼、或其组合。将理解，所述研磨粒子填料可为与粘结至所述粘着膜的所述研磨颗粒的材料相同的材料。在另外的情况中，所述研磨粒子填料可包括与粘结至所述粘着膜的所述研磨颗粒的材料不同的材料。
图2包括根据实施例的研磨制品的一部分的横截面图解。如所图解的，研磨制品200可包括基底201，其为细长部件例如线的形式。如进一步图解的，所述研磨制品可包括覆在所述基底201的外表面上面并附着至所述基底201的外表面的研磨颗粒203。特别地，所述研磨颗粒203可包括包含所述研磨粗砂材料(例如，金刚石粗砂)的芯204、覆在所述芯上面的第一涂覆层205、和覆在所述第一涂覆层205上面的第二涂覆层206。所述研磨颗粒203可直接粘结至所述基底201的表面，并可与所述基底的表面直接接触，且可不必具有中间层。
在具体实施例中，所述研磨颗粒203可在包括所述第二涂覆层206和所述基底201的材料的相互扩散的扩散粘结区域207处粘结至所述基底201。根据一个实施例，所述扩散粘结区域207局限于在所述研磨颗粒203周围的区域。而且，所述扩散粘结区域207优先位于所述研磨颗粒203和所述基底201的界面处，且可限定在所述研磨颗粒203之间的间隙208，其中所述间隙208为沿着所述研磨制品的不存在扩散粘结区域组成的区域。此外，所述间隙可限定为在研磨颗粒203之间的区域，其中所述粘结层209与所述基底201直接接触。
照这样，根据实施例的研磨制品可特征在于优先围绕所述研磨颗粒203并在所述研磨颗粒203之间的区域中留下间隙或不存在材料的不连续的涂层。在特别的情况中，所述不连续的涂层可通过所述第二涂覆层206和扩散粘结区域207的材料限定，所述材料可包括来自所述第二涂覆层206和所述基底201的材料。在一些实施例中，所述不连续的涂层可限定围绕并覆在所述研磨颗粒203的大部分和所述研磨颗粒203之间的间隙区域208上面的包括低温金属合金(LTMA)材料的涂覆区域220。在一些情况中，所述间隙区域208可占所述基底201的外表面的表面积的少数，包括例如，所述基底201的总的外表面积的不大于约48％、不大于约40％、不大于约35％、不大于约30％、不大于约25％、不大于约20％、不大于约15％、或者甚至不大于约12％。但是，所述间隙区域208可占所述基底201的外表面的总的表面积的至少约1％，例如至少约3％、或至少约5％。
所述研磨制品200可包括粘结层209，其覆在所述研磨颗粒203的外表面上面，并且可直接粘结至所述研磨颗粒203的所述第二涂覆层206和所述基底201的外表面在所述扩散粘结区域207之间的间隙208内的部分。
将认为以上公开的主题是说明性的而不是限制性的，且所附权利要求意图涵盖落在本发明的真实范围内的所有这样的变型、改进和其它实施例。因此，在由法律所允许的最大程度上，本发明的范围将由所附权利要求及其等同物的最宽的可允许的解释决定，且不应被在前的详细描述约束或限制。
提供本公开内容的摘要以符合专利法并以其不用于解释或限制权利要求的范围或意思的理解提交。另外，在前面的附图说明中，不同的特征可集合在一起或在单一的实施例中描述以用于简化本公开内容的目的。本公开内容将不解释为反映如下意图：所要求保护的实施例要求比在各权利要求中明确描述的多的特征。相反，如所附权利要求所反映的，本发明主题可涉及得比任意所公开的实施例的所有特征少。因此，将所附权利要求引入到附图说明中，其中各权利要求在单独地限定所要求保护的主题时以其自身为根据。

Claims (15)

1.一种研磨制品，其包括：
基底，其包括具有至少约10:1的长度:宽度的长宽比的细长物体；
研磨颗粒，其被固定至所述基底；
不连续的涂层，其包括限定涂覆区域的金属材料，所述涂覆区域包括围绕并覆在所述研磨颗粒的大部分的上面以及所述研磨颗粒之间的间隙区域的上面的低温金属合金(LTMA)材料。
2.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述基底包括无机材料。
3.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述基底包括至少约50m的平均长度。
4.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述基底包括不大于约1mm的平均宽度。
5.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述基底基本上由线组成。
6.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述不连续的涂层包括选自由金属、金属合金、金属基体复合物、及其组合组成的材料组的材料。
7.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述不连续的涂层包括过渡金属元素。
8.根据权利要求7所述的研磨制品，其中所述不连续的涂层包括选自由铅、银、铜、锌、锡、钛、钼、铬、铁、锰、钴、铌、钽、钨、钯、铂、金、钌、及其组合组成的金属组的金属。
9.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述不连续的涂层具有不大于约450℃的熔点。
10.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述不连续的涂层包括不大于约12微米的平均厚度。
11.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述不连续的涂层包括不大于所述研磨颗粒的平均粒度的约80％的平均厚度。
12.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述研磨颗粒包括选自由氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、氮氧化物、硼氧化物、金刚石、及其组合组成的材料组的材料。
13.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述研磨颗粒包括不大于约500微米的平均粒度。
14.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述研磨制品进一步包括覆在所述基底和研磨颗粒上面的粘结层。
15.根据权利要求14所述的研磨制品，其中所述粘结层直接接触所述不连续的涂层。
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