CN107921608A - 研磨制品和形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了研磨制品，所述研磨制品包括具有细长本体的基材；限定上覆所述基材的特征的不连续分布的多个离散的粘合区域，其中所述多个离散的粘合区域中的至少一个离散的粘合区域包括具有不大于450℃的熔融温度的金属材料；上覆基材并且与多个离散的粘合区域间隔开的多个离散构造；以及上覆基材、多个离散的粘合区域和多个离散构造的粘结层。

Description

研磨制品和形成方法
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
在过去的一个世纪中已开发了用于各种行业的各种研磨工具，用于从工件去除材料的一般功能，包括例如锯切、钻孔、抛光、清洁、雕刻和研磨。特别提及电子工业，适合于切割材料的晶锭以形成晶片的研磨工具是特别相关的。随着行业不断成熟，钢锭具有越来越大的直径，并且由于产量、生产率、受影响的层、尺寸约束及其他因素，使用松散的磨料和线锯用于此类工作已变得可接受。
一般地，线锯是包括附接到长线材的研磨颗粒的研磨工具，所述长线材可以高速卷绕以产生切割作用。虽然圆锯限制于小于刀片半径的切割深度，但线锯可具有更大的灵活性，允许切割直的或成型的切割路径。
在常规经固定研磨线锯中已采用了各种方法，例如通过在金属线或电缆上滑动钢珠来生产这些制品，其中珠通过间隔物分开。这些珠可被通常通过电镀或烧结附接的研磨颗粒覆盖。然而，电镀和烧结操作可以是耗时的，并且因此成本高昂，禁止了线锯研磨工具的快速生产。这些线锯中的大多数已用于应用中，其中切口损失不如电子应用中那样主要，通常用于切割石头或大理石。已进行了一些尝试，以经由化学粘结工艺例如钎焊来附接研磨颗粒，但这种制造方法降低了线锯的拉伸强度，并且在高张力下的切割应用期间，线锯变得易于断裂和过早失效。其他线锯可使用树脂将磨料粘结到线。不幸的是，经树脂粘结的线锯倾向于快速磨损，并且磨料在颗粒的使用寿命实现之前损失很大，尤其是当切穿硬材料时。
相应地，行业继续需要改进的研磨工具，特别是在线锯领域中。
发明内容
根据第一个方面，本发明提供了研磨制品，所述研磨制品包括包含细长本体的基材；限定上覆所述基材的特征的不连续分布的多个离散的粘合区域，其中所述多个离散的粘合区域中的至少一个离散的粘合区域包含具有不大于450℃的熔融温度的金属材料；上覆基材并且与多个离散的粘合区域间隔开的多个离散构造；以及上覆基材、多个离散的粘合区域和多个离散构造的粘结层。
在又一个方面，本发明提供了研磨制品，所述研磨制品包括包含细长本体的基材；包括上覆所述基材的金属材料的多个离散的粘合区域，其中每个离散的粘合区域与另一个离散的粘合区域隔离，并且至少一个研磨颗粒与每个离散的粘合区域相关联；和上覆所述多个离散的粘合区域、所述至少一个研磨颗粒且与所述基材的至少一部分直接接触的粘结层。
对于另一个方面，本发明提供了研磨制品，所述研磨制品包括包含细长本体的基材；多个离散的粘合区域，所述多个离散的粘合区域上覆所述基材并且限定所述多个离散的粘合区域中的每个离散的粘合区域之间的间隙区域；上覆所述多个离散的粘合区域的研磨颗粒；和上覆所述基材并且与所述多个离散的粘合区域和所述研磨颗粒间隔开的多个离散构造。
在另一个方面，本发明提供了形成研磨制品的方法，所述方法包括将具有细长本体的基材平移通过包括研磨颗粒和包括粘合材料的微粒的混合物，将研磨颗粒和粉末材料中的至少一部分附接到所述基材，和处理所述基材以形成研磨制品预成型件，所述研磨制品预成型件包括：多个离散的粘合区域，所述多个离散的粘合区域上覆所述基材并且限定所述多个离散的粘合区域中的每个离散的粘合区域之间的间隙区域；上覆所述多个离散的粘合区域的研磨颗粒；和上覆所述基材并且与所述多个离散的粘合区域和所述研磨颗粒间隔开的多个离散构造。
附图说明
通过参考附图，本公开内容可得到更好理解，并且其许多特征和优点对于本领域技术人员变得显而易见。
图1包括根据一个实施例提供用于形成研磨制品的过程的流程图。
图2A包括根据一个实施例用于形成研磨制品的过程的图示。
图2B包括根据一个实施例形成研磨制品的过程的一部分的图示。
图3包括根据一个实施例的研磨制品的一部分的图示。
图4包括根据一个实施例的研磨制品的一部分的图像。
图5包括图4的研磨制品的一部分的横截面图像。
图6包括图4的研磨制品的一部分的横截面图像。
图7A包括比较研磨制品的一部分的横截面图像。
图7B包括根据一个实施例的研磨制品的一部分的横截面图像。
图8包括用于涂层附着测试的实验装置的图示。
图9A包括比较研磨制品的一部分的图像。
图9B包括根据一个实施例的研磨制品的一部分的图像。
图10包括关于根据一个实施例形成的样品研磨线和比较研磨制品的稳态线弓的图。
图11A包括比较研磨制品的一部分的图像。
图11B包括根据一个实施例的研磨制品的一部分的图像。
图12包括根据一个实施例的研磨制品的一部分的图像。
具体实施方式
以下涉及研磨制品，且特别是适合于研磨和锯穿工件的研磨制品。在特定情况下，本文的研磨制品可形成线锯，其可用于加工电子工业、光学工业和其他相关工业中的敏感的结晶材料。
图1包括根据一个实施例提供形成研磨制品的过程的流程图。该过程可在步骤101处通过提供基材而开始。基材可提供用于将研磨材料附着到其的表面，从而促进研磨制品的研磨能力。
根据一个实施例，提供基材的过程可包括提供具有细长本体的基材的过程。在特定情况下，细长本体可具有至少10:1的长度:宽度的纵横比。在其他实施例中，细长本体可具有至少约100:1，例如至少1000:1、或甚至至少约10,000:1的纵横比。基材的长度可为沿着基材的纵向轴线测量的最长尺寸。该宽度可为垂直于纵向轴线测量的基材的第二长(或在一些情况下最小)尺寸。
此外，基材可为具有至少约50米的长度的细长本体的形式。事实上，其他基材可更长，具有至少约100米，例如至少约500米、至少约1,000米、或甚至至少约10,000米的平均长度。
此外，基材可具有可不大于约1cm的宽度。事实上，细长本体可具有不大于约0.5cm，例如不大于约1mm、不大于约0.8mm、或甚至不大于约0.5mm的平均宽度。而且，基材可具有至少约0.01mm，例如至少约0.03mm的平均宽度。应了解，基材可具有在上述最小值和最大值中任意者之间的范围内的平均宽度。
在某些实施例中，细长本体可为具有编织在一起的多个细丝的线。即，基材可由彼此缠绕、编织在一起、或固定到另一个物体的许多较小线形成，另一个物体例如中心芯线。某些设计可利用钢琴线作为基材的合适结构。例如，基材可为具有至少约3GPa的断裂强度的高强度钢丝。基材断裂强度可通过ASTM E-8用绞盘夹具的金属材料拉伸测试进行测量。线可涂布有特定材料的层，特定材料例如金属，包括例如黄铜。而且，在其他情况下，线可基本上不含在外表面上的任何涂层。
细长本体可具有一定的形状。例如，细长本体可具有大致圆柱形的形状，使得它具有圆形的横截面轮廓。在使用具有圆形横截面形状的细长本体中，如在与细长本体的纵向轴线横向延伸的平面中观察的。
细长本体可由各种材料制成，包括例如无机材料、有机材料(例如聚合物和天然存在的有机材料)、及其组合。合适的无机材料可包括陶瓷、玻璃、金属、金属合金、金属陶瓷及其组合。在某些情况下，细长本体可由金属或金属合金材料制成。例如，细长本体可由过渡金属或过渡金属合金材料制成，并且可掺入铁、镍、钴、铜、铬、钼、钒、钽、钨及其组合的元素。
合适的有机材料可包括聚合物，其可包括热塑性塑料、热固性塑料、弹性体及其组合。特别有用的聚合物可包括聚酰亚胺、聚酰胺、树脂、聚氨酯、聚酯等等。应进一步了解，细长本体可包括天然有机材料，例如橡胶。
此外，本文的研磨制品可形成具有一定抗疲劳性的基材。例如，如通过旋转梁疲劳试验或亨特疲劳试验测量的，基材可具有至少300,000次循环的平均疲劳寿命。测试可为MPIF标准56。旋转梁疲劳试验测量在指定应力(例如700MPa)下直到断线的循环次数，所述指定应力即恒定应力或在其中重复循环数目高达106的循环疲劳试验中线不破裂的应力(例如，应力表示疲劳强度)。在其他实施例中，基材可证实更高的疲劳寿命，例如至少约400,000次循环、至少约450,000次循环、至少约500,000次循环、或者甚至至少约540,000次循环。而且，基材可具有不大于约2,000,000次循环的疲劳寿命。
在步骤101处提供基材之后，该过程可在步骤102处继续，所述步骤102包括使基材平移通过包括研磨颗粒和包括粘合材料的微粒的混合物。为了促进研磨制品的加工和形成，基材可连接到卷绕机构。例如，线可在进料轴和接收轴之间平移。在进料轴与接收轴之间的线平移可有助于加工，使得例如线可平移通过所需形成工艺以形成最终形成的研磨制品的部件层，同时从进料轴平移到接收轴。
进一步提及提供基材的过程，应了解，基材可以特定速率从进料轴卷绕到接收轴，以促进加工。例如，基材可以不小于约5m/分钟的速率从进料轴卷绕到接收轴。在其他实施例中，卷绕速率可更大，使得它为至少约8m/分钟、至少约10m/分钟、至少约12m/分钟、或甚至至少约14m/分钟。在特定情况下，卷绕速率可不大于约500m/分钟，例如不大于约200m/分钟。卷绕速率可在上述最小值和最大值中任意者之间的范围内。应了解，卷绕速率可表示最终形成的研磨制品可在其下形成的速率。
在某些情况下，基材可包括上覆基材的外表面的一个或多个任选的阻挡层。根据一个方面，阻挡层可上覆基材的外表面，使得它可与基材的外(即外围)表面直接接触，并且更特别地，可直接粘结到基材的外表面。在一个实施例中，阻挡层可被粘结到基材的外表面，并且可限定在阻挡层和基材之间的扩散粘结区域，其特征在于基材的至少一种金属元素和阻挡层的一种元素的相互扩散。在一个特定实施例中，阻挡层可设置在基材和其他上覆层之间，包括例如粘合层、粘结层、涂布层、一种或多种类型的研磨颗粒的层或其组合。
提供具有阻挡层的基材的过程可包括采购这样的结构或者制造这样的基材和阻挡层结构。阻挡层可通过各种技术例如包括沉积工艺来形成。一些合适的沉积工艺可包括印刷、喷涂、浸涂、模涂、电镀(例如电解或无电镀)及其组合。根据一个实施例，形成阻挡层的过程可包括低温过程。例如，形成阻挡层的工艺可在不大于约400℃，例如不大于约375℃、不大于约350℃、不大于约300℃、或甚至不大于约250℃的温度下进行。此外，在形成阻挡层之后，应了解可采取进一步的加工，包括例如清洁、干燥、固化、凝固、热处理及其组合。阻挡层可充当在后续电镀工艺中各种化学物种(例如，氢)对核心材料的化学浸渍的屏障。而且，阻挡层可有助于改进的机械耐久性。
在一个实施例中，阻挡层可为单层材料。阻挡层可为连续涂层的形式，上覆基材的整个周边表面。阻挡材料可包括无机材料，例如金属或金属合金材料。用于阻挡层中的一些合适的材料可包括过渡金属元素，包括但不限于锡、银、铜、锌、镍、钛及其组合。在另一个实施例中，阻挡层可包括黄铜。在一个实施例中，阻挡层可为基本上由锡组成的单层材料。在一种特定情况下，阻挡层可含有具有至少99.99％锡的纯度的锡的连续层。值得注意的是，阻挡层可为基本上纯的非合金材料。即，阻挡层可为由单一金属材料制成的金属材料(例如，锡)。
在其他实施例中，阻挡层可为金属合金。例如，阻挡层可包括锡合金，例如包括锡和另一种金属包括过渡金属物种例如铜、银等的组合的组合物。一些合适的锡基合金可包括包含银的锡基合金，且特别是Sn96.5/Ag3.5、Sn96/Ag4和Sn95/Ag5合金。其他合适的锡基合金可包括铜，并且特别包括Sn99.3/Cu0.7和Sn97/Cu3合金。另外，某些锡基合金可包括一定百分比的铜和银，包括例如Sn99/Cu0.7/Ag0.3、Sn97/Cu2.75/Ag0.25和Sn95.5/Ag4/Cu0.5合金。在又一个实施例中，阻挡层可包括包含铜和镍的组合的金属合金，并且更具体地可包括基本上由铜和镍组成的金属合金。
在另一个方面，阻挡层可由多个离散层形成，包括例如至少两个离散层。例如，阻挡层可包括内层和上覆内层的外层。根据一个实施例，内层和外层可彼此直接接触，使得外层直接上覆内层并且在界面处连接。相应地，内层和外层可在沿着基材的长度延伸的界面处连接。
在一个实施例中，内层可包括上述阻挡层的任何特性。例如，内层可包括连续的材料层，所述材料包括锡、铜、镍或其组合。而且，内层和外层可由相对于彼此不同的材料形成。即，例如，在层之一内存在的至少一种元素可在另一个层内不存在。在一个特定实施例中，外层可包括不存在于内层内的元素。
外层可包括上述阻挡层的任何特性。例如，外层可形成为使得它包括无机材料例如金属或金属合金。更特别地，外层可包括过渡金属元素。例如，在一个特定的实施例中，外层可包括镍。在另一个实施例中，外层可形成为使得它基本上由镍组成。
在某些情况下，外层可以与内层相同的方式例如沉积工艺形成。然而，外层不必以与内层相同的方式形成。根据一个实施例，可通过沉积工艺包括电镀、喷涂、印刷、浸渍、模涂、沉积及其组合来形成外层。在某些情况下，阻挡层的外层可在相对较低的温度下形成，例如不大于约400℃、不大于约375℃、不大于约350℃、不大于约300℃、或甚至不大于250℃的温度。根据一个特定过程，外层可通过非电镀工艺例如模涂形成。而且，用于形成外层的过程可包括其他方法，包括例如加热、固化、干燥及其组合。应了解，以这种方式形成外层可有助于限制在芯和/或内层内不需要的物种的浸渍。
根据一个实施例，阻挡层的内层可被形成为具有适合充当化学阻挡层的特定平均厚度。例如，阻挡层可具有至少约0.05微米，例如至少约0.1微米、至少约0.2微米、至少约0.3微米、或甚至至少约0.5微米的平均厚度。而且，内层的平均厚度可不大于约8微米，例如不大于约7微米、不大于约6微米、不大于约5微米、或甚至不大于约4微米。应了解，内层可具有在上述最小厚度和最大厚度中任意者之间的范围内的平均厚度。
阻挡层的外层可形成为具有特定厚度。例如，在一个实施例中，外层的平均厚度可为至少约0.05微米，例如至少约0.1微米、至少约0.2微米、至少约0.3微米、或甚至至少约0.5微米。而且，在某些实施例中，外层可具有不大于约12微米、不大于约10微米、不大于约8微米、不大于约7微米、不大于约6微米、不大于约5微米、不大于约4微米、或甚至不大于约3微米的平均厚度。应了解，阻挡层的外层可具有在上述最小厚度和最大厚度中任意者之间的范围内的平均厚度。
值得注意的是，在至少一个实施例中，内层可形成为具有与外层的平均厚度不同的平均厚度。这样的设计可有助于改进对某些化学物种的耐浸渍性，同时还提供用于进一步加工的合适粘结结构。例如，在其他实施例中，内层可形成为具有比外层的平均厚度更大的平均厚度。然而，在替代实施例中，内层可形成为具有平均厚度，使得它小于外层的平均厚度。
根据一个特定实施例，阻挡层可具有在内层的平均厚度(ti)与外层的平均厚度(to)之间的厚度比[ti:to]，该厚度比[ti:to]可在约3:1和约1:3之间。在其他实施例中，厚度比可在约2.5:1和约1:2.5之间的范围内，例如在约2:1和约1:2之间的范围内、在约1.8:1和约1:1.8之间的范围内、在约1.5:1和约1:1.5之间的范围内、或甚至在约1.3:1和约1:1.3之间的范围内。
值得注意的是，阻挡层(包括至少内层和外层)可形成为具有不大于约10微米的平均厚度。在其他实施例中，阻挡层的平均厚度可较小，例如不大于约9微米、不大于约8微米、不大于约7微米、不大于约6微米、不大于约5微米、或甚至不大于约3微米。而且，阻挡层的平均厚度可为至少约0.05微米，例如至少约0.1微米、至少约0.2微米、至少约0.3微米、或甚至至少约0.5微米。应了解，阻挡层可具有在上述最小厚度和最大厚度中任意者之间的范围内的平均厚度。
而且，在另一个实施例中，基材可不必包括阻挡层或外表面上的任何涂层。例如，基材可基本上不含阻挡层，其中该基材基本上不含阻挡层。在至少一个实施例中，在将基材平移通过混合物(这将在本文中在步骤102处描述)之前，基材可为未经涂布的线。更特别地，在将线平移通过混合物的过程(如在步骤102中所述)之前，基材可为在外表面上基本上不含任何涂层的金属线。
在提供基材之后，该过程可在步骤102处继续，所述步骤102包括将基材平移通过包括研磨颗粒和包括粘合材料的微粒材料的混合物。图2A包括根据一个实施例用于形成研磨制品的过程的图示。图2B包括根据一个实施例形成研磨制品的过程的一部分的图示。如所示，基材201可在方向202上平移到包括混合物204的容器203内。基材201可在容器内的一个或多个辊205上平移，以有助于控制基材201的方向和适当加工。
根据一个特定实施例，形成研磨制品的一部分的过程可包括浆料浸涂工艺，其中基材201平移通过包括研磨颗粒212和包括粘合材料的微粒213的混合物204，其可有助于形成具有本文实施例的特征的研磨制品。值得注意的是，混合物204可包括研磨颗粒212和微粒213，其可有助于在最终形成的研磨制品中形成离散的粘合区域和离散构造。此外，如本文中所示和描述的，与某些其他常规方法不同，混合物204可包括微粒213和研磨颗粒212，并且因此有助于研磨颗粒212和微粒213两者同时附接到基材201。
本文提及研磨颗粒是提及本文所述的多种类型的研磨颗粒中的任何一种，包括例如第一类型的研磨颗粒或第二类型的研磨颗粒。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。在某些实施例中，研磨颗粒可掺入超级研磨材料。例如，一种合适的超级研磨材料包括金刚石。在特定情况下，研磨颗粒可基本上由金刚石组成。如本文所述，混合物可包括多于一种类型的研磨颗粒，包括例如第一类型的研磨颗粒和第二类型的研磨颗粒。第一类型的研磨颗粒和第二类型的研磨颗粒可具有彼此相比较不同的至少一个磨料特性，其中所述磨料特性可包括组成、平均粒度、硬度、韧度、脆性、结构、形状或其组合。而且，在某些情况下，其中混合物包括多于一种类型的研磨颗粒，不同类型的研磨颗粒的含量在混合物中可为不同的，并且因此在最终形成的研磨制品中是不同的。
在一个实施例中，研磨颗粒可包括具有至少约10GPa的维氏硬度的材料。在其他情况下，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、或甚至至少约75GPa的维氏硬度。而且，在至少一个非限制性实施例中，研磨颗粒可具有不大于约200GPa，例如不大于约150GPa、或甚至不大于约100GPa的维氏硬度。应了解，研磨颗粒可具有在上述最小值和最大值中任意者之间的范围内的维氏硬度。
研磨颗粒可具有特定的形状，例如包括细长、等轴、椭圆形、方形、矩形、三角形、不规则形状等等的形状。此外，在某些情况下，研磨颗粒可具有特定的晶体结构，包括但不限于多晶、单晶、多边形、立方体、六边形、四面体、八边形、复合碳结构(例如Bucky球)及其组合。
此外，研磨颗粒可具有特定的砂粒尺寸分布，其可有助于研磨制品的改进的制造和/或性能。例如，研磨颗粒可以正态分布或高斯分布存在于混合物中和研磨制品上。在另外其他情况下，研磨颗粒可以非高斯分布存在于混合物中，包括例如多峰分布或宽砂粒尺寸分布。对于宽砂粒尺寸分布，在约1微米至约100微米的平均粒度范围内，至少80％的研磨颗粒可具有包含在至少约30微米的范围内的平均粒度。在一个实施例中，宽砂粒尺寸分布可为双峰粒度分布，其中双峰粒度分布包括限定第一中值粒度(M1)的第一模式和限定第二中值粒度(M2)的第二模式，所述第二中值粒度不同于第一中值粒度。根据特定实施例，基于式((M1-M2)/M1)x100％，第一中值粒度和第二中值粒度至少5％不同。在另外其他实施例中，第一中值粒度和第二中值粒度可至少约10％不同，例如至少约20％不同、至少约30％不同、至少约40％不同、至少约50％不同、至少约60％不同、至少约70％不同、至少约80％不同、或甚至至少约90％不同。然而，在另一个非限制性实施例中，第一中值粒度可与第二中值粒度不大于约99％不同，例如不大于约90％不同、不大于约80％不同、不大于约70％不同、不大于约60％不同、不大于约50％不同、不大于约40％不同、不大于约30％不同、不大于约20％不同、或甚至不大于约10％不同。应了解，第一中值粒度和第二中值粒度之间的差异可在上述最小百分比和最大百分比中任意者之间的范围内。
对于特定实施例，研磨颗粒可包括附聚颗粒。更特别地，研磨颗粒可基本上由附聚颗粒组成。在某些情况下，混合物可包括附聚的研磨颗粒和未附聚的研磨颗粒的组合。根据一个实施例，附聚颗粒可包括通过粘结剂材料彼此粘结的研磨颗粒。粘结剂材料的一些合适的例子可包括无机材料、有机材料及其组合。更特别地，粘结剂材料可为陶瓷、金属、玻璃、聚合物、树脂及其组合。在至少一个实施例中，粘结剂材料可为金属或金属合金，其可包括一种或多种过渡金属元素。根据一个实施例，粘结剂材料可包括来自研磨制品的组分层的至少一种金属元素，所述组分层包括例如阻挡层、粘合材料、粘结层或其组合。在更特定的实施例中，粘结剂可为包括至少一种活性粘结剂的金属材料。活性粘结剂可为包括氮化物、碳化物及其组合的元素或组合物。一种特定的示例性活性粘结剂可包括含钛组合物、含铬组合物、含镍组合物、含铜组合物及其组合。在另一个实施例中，粘结剂材料可包括化学试剂，该化学试剂被配置为与研磨制品接触的工件化学反应，以在研磨制品也在进行机械移除过程时促进工件表面上的化学去除过程。一些合适的化学试剂可包括氧化物、碳化物、氮化物、氧化剂、pH调节剂、表面活性剂及其组合。
本文实施例的附聚颗粒可包括特定含量的研磨颗粒、特定含量的粘结剂材料和特定含量的孔隙度。例如，附聚颗粒可包括比粘结剂材料的含量更大含量的研磨颗粒。可替代地，附聚颗粒可包括比研磨颗粒的含量更大含量的粘结剂材料。例如，在一个实施例中，附聚颗粒可包括相对于附聚颗粒的总体积至少约5体积％的研磨颗粒。在其他情况下，相对于附聚颗粒的总体积，研磨颗粒的含量可更大，例如至少约10体积％，例如至少约20体积％、至少约30体积％、至少约40体积％、至少约50体积％、至少约60体积％、至少约70体积％、至少约80体积％、或甚至至少约90体积％。然而，在另一个非限制性实施例中，相对于附聚颗粒的总体积，附聚颗粒中研磨颗粒的含量可不大于约95体积％，例如不大于约90体积％、不大于约80体积％、不大于约70体积％、不大于约60体积％、不大于约50体积％、不大于约40体积％、不大于约30体积％、不大于约20体积％、或甚至不大于约10体积％。应了解，附聚颗粒中研磨颗粒的含量可在上述最小百分比和最大百分比中任意者之间的范围内。
根据另一个方面，附聚颗粒可包括相对于附聚颗粒的总体积至少约5体积％的粘结剂材料。在其他情况下，相对于附聚颗粒的总体积，粘结剂材料的含量可更大，例如至少约10体积％，例如至少约20体积％、至少约30体积％、至少约40体积％、至少约50体积％、至少约60体积％、至少约70体积％、至少约80体积％、或甚至至少约90体积％。然而，在另一个非限制性实施例中，相对于附聚颗粒的总体积，附聚颗粒中粘结剂材料的含量可不大于约95体积％，例如不大于约90体积％、不大于约80体积％、不大于约70体积％、不大于约60体积％、不大于约50体积％、不大于约40体积％、不大于约30体积％、不大于约20体积％、或甚至不大于约10体积％。应了解，附聚颗粒中的粘结剂材料含量可在上述最小百分比和最大百分比中任意者之间的范围内。
在又一个方面，附聚颗粒可包括特定含量的孔隙度。例如，附聚颗粒可包括相对于附聚颗粒的总体积至少约1体积％的孔隙度。在其他情况下，相对于附聚颗粒的总体积，孔隙度的含量可更大，例如至少约5体积％、至少约10体积％、至少约20体积％、至少约30体积％、至少约40体积％、至少约50体积％、至少约60体积％、至少约70体积％、或甚至至少约80体积％。然而，在另一个非限制性实施例中，相对于附聚颗粒的总体积，附聚颗粒中的孔隙度含量可不大于约90体积％、不大于约80体积％、不大于约70体积％、不大于约60体积％、不大于约50体积％、不大于约40体积％、不大于约30体积％、不大于约20体积％、或甚至不大于约10体积％。应了解，附聚颗粒中的孔隙度含量可在上述最小百分比和最大百分比中任意者之间的范围内。
附聚颗粒内的孔隙度可为各种类型的。例如，孔隙度可为封闭孔隙度，一般由在附聚颗粒的体积内彼此间隔开的离散孔限定。在至少一个实施例中，附聚颗粒内的大部分孔隙度可为封闭孔隙度。可替代地，孔隙度可为开放孔隙度，限定延伸通过附聚颗粒的体积的互连通道的网络。在某些情况下，大部分孔隙度可为开放孔隙度。
附聚颗粒可源自供应商。可替代地，可在形成研磨制品之前形成附聚颗粒。用于形成附聚颗粒的合适工艺可包括筛分、混合、干燥、凝固、无电解电镀、电解电镀、烧结、钎焊、喷涂、印刷及其组合。
根据一个特定实施例，附聚颗粒可伴随研磨制品的形成原位形成。例如，可在形成研磨制品的一个或多个组分层的同时形成附聚颗粒。用于与研磨制品原位形成附聚颗粒的合适工艺可包括沉积工艺。特定的沉积工艺可包括但不限于电镀(plating)、电镀(electroplating)、浸渍、喷涂、印刷、涂布、重力涂布及其组合。在至少一个特定实施例中，形成附聚颗粒的方法包括经由电镀工艺同时形成粘结层和附聚颗粒。
根据至少一个实施例，研磨颗粒可具有颗粒涂层。值得注意的是，颗粒涂层可上覆研磨颗粒的外表面，并且更特别地，可与研磨颗粒的外表面直接接触。用作颗粒涂布层的合适材料可包括金属或金属合金。根据一个特定实施例，颗粒涂布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。一个特定的颗粒涂布层可包括镍，例如镍合金，且甚至具有大部分镍含量的合金，如以与第一颗粒涂布层内存在的其他物种相比的重量百分比测量的。在更特定的情况下，颗粒涂布层可包括单一的金属物种。例如，第一颗粒涂布层可基本上由镍组成。颗粒涂布层可为镀层，使得它可为电解电镀层和无电解电镀层。
颗粒涂层可形成为上覆研磨颗粒的外表面的至少一部分。例如，颗粒涂布层可上覆研磨颗粒的外表面积的至少约50％。在其他实施例中，颗粒涂层的覆盖率可更大，例如研磨颗粒的至少约75％、至少约80％、至少约90％、至少约95％或基本上整个外表面。
颗粒涂布层可形成为具有相对于第一类型的研磨颗粒的量的特定含量，以有助于加工。例如，颗粒涂布层可为每个研磨颗粒的总重量的至少约5％。在其他情况下，颗粒涂布层与每个研磨颗粒的总重量的相对含量可更大，例如至少约10％、至少约20％、至少约30％、至少约40％、至少约50％、至少约60％、至少约70％、或甚至至少约80％。然而，在另一个非限制性实施例中，颗粒涂布层与研磨颗粒总重量的相对含量可不大于约99％，例如不大于约90％、不大于约80％、不大于约70％、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％、或甚至不大于约10％。应了解，颗粒涂布层与研磨颗粒总重量的相对含量可在上述最小百分比和最大百分比中任意者之间的范围内。
根据一个实施例，颗粒涂布层可形成为具有适合于促进加工的特定厚度。例如，颗粒涂布层可具有不大于约5微米，例如不大于约4微米、不大于约3微米、或甚至不大于约2微米的平均厚度。而且，根据一个非限制性实施例，颗粒涂布层可具有至少约0.01微米、0.05微米、至少约0.1微米、或甚至至少约0.2微米的平均厚度。应了解，颗粒涂布层的平均厚度可在上述最小值和最大值中任意者之间的范围内。
根据本文的某些方面，颗粒涂布层可由多个离散膜层形成。例如，颗粒涂布层可包括上覆研磨颗粒的第一颗粒膜层、以及上覆第一颗粒膜层的与第一颗粒膜层不同的第二颗粒膜层。第一颗粒膜层可与研磨颗粒的外表面直接接触，并且第二颗粒膜层可与第一颗粒膜层直接接触。基于至少一个材料参数，例如平均厚度、组成、熔融温度或其组合，第一颗粒膜层和第二颗粒膜层可彼此不同。
根据至少一个实施例，研磨颗粒可具有有助于研磨制品的改进的制造和/或性能的特定尺寸。例如，研磨颗粒212可具有不大于500微米，例如不大于300微米、不大于200微米、不大于150微米、不大于100微米、不大于80微米、不大于70微米、不大于60微米、不大于50微米、不大于40微米、不大于30微米、或甚至不大于20微米的平均粒度(PSa)。然而，在一个非限制性实施例中，研磨颗粒212可具有至少约0.1微米，例如至少约0.5微米、至少约1微米、至少约2微米、至少约5微米、或甚至至少约8微米的平均粒度(PSa)。应了解，平均粒度可在上述最小百分比和最大百分比中任意者之间的范围内，包括例如至少1微米且不大于100微米、或至少2微米且不大于80微米。
混合物204可包括特定含量的研磨颗粒212，其可有助于研磨制品的改进的制造和/或性能。例如，混合物204可包括相对于混合物的总重量至少5重量％的研磨颗粒。而且，在其他情况下，混合物204中的研磨颗粒212含量可更大，例如相对于混合物的总重量至少8重量％、或至少10重量％、或至少12重量％、或至少14重量％、或至少16重量％、或至少18重量％、或至少20重量％、或至少22重量％、或至少24重量％、或至少26重量％、或至少28重量％、或至少30重量％、或至少32重量％、或至少34重量％、或至少36重量％、或至少38重量％、或至少40重量％、或至少42重量％、或至少44重量％、或至少46重量％、或至少48重量％、或至少50重量％。而且，在至少一个非限制性实施例中，混合物204中研磨颗粒212的含量可相对于混合物的总重量不大于80重量％，例如不大于75重量％、或不大于70重量％、或不大于65重量％、或不大于60重量％、或不大于55重量％、或不大于50重量％、或不大于45重量％、或不大于40重量％、或不大于30重量％、或不大于25重量％、或不大于20重量％。应了解，混合物204可包括在包括上述最小百分比和最大百分比中任意者的范围内的研磨颗粒212含量。此外，可根据基材的尺寸(例如宽度或直径)、研磨颗粒的平均粒度以及最终形成的研磨制品中的基材上存在的研磨颗粒的所需浓度，来控制且改变混合物204中的研磨颗粒212含量。
如本文所述，混合物204还可包括微粒213，所述微粒213可包括粘合材料。微粒213可为粉末材料，例如适合于形成如本文实施例中所述的离散的粘合区域和离散构造的原材料粉末。微粒213可基本上由粘合材料组成。微粒213可促进研磨颗粒212临时粘结到基材201，直到可完成可包括施加粘结层的进一步加工，以将研磨颗粒永久地固定到基材201。
根据一个实施例，粘合材料可由金属、金属合金、金属基质复合材料及其组合形成。在一个特定实施例中，粘合材料可由包括过渡金属元素的材料形成。例如，粘合材料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铅、银、铜、锌、铟、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，粘合材料可由包括锡和铅的金属合金制成。特别地，锡和铅的这种金属合金可包含与铅相比大部分含量的锡，包括但不限于至少约60/40的锡/铅组成。
在另一个实施例中，粘合材料可由具有大部分含量的锡的材料制成。事实上，在某些研磨制品中，粘合材料可基本上由锡组成。锡单独或在焊料中可具有至少约99％，例如至少约99.1％、至少约99.2％、至少约99.3％、至少约99.4％、至少约99.5％、至少约99.6％、至少约99.7％、至少约99.8％、或甚至至少约99.9％的纯度。在另一个方面，锡可具有至少约99.99％的纯度。在一个特定情况下，粘合材料可包括雾锡材料。粘合材料可具有相对于电镀材料(即，粘合层)的总重量不大于约0.5重量％的有机含量。
根据一个实施例，粘合材料可为焊料材料。应了解，焊料材料可包括具有特定熔点例如不大于约450℃的材料。焊接材料不同于钎焊材料，所述钎焊材料一般具有比焊接材料显著更高的熔点，例如大于450℃，并且更通常大于500℃。此外，钎焊材料可具有不同的组成。根据一个实施例，本文实施例的粘合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℃、或甚至不大于约250℃的熔点的材料形成。而且，粘合材料可具有至少约100℃，如至少约125℃、至少约150℃或甚至至少约175℃的熔点。应了解，粘合材料可具有在上述最小温度和最大温度中任意者之间的范围内的熔点。
根据一个实施例，粘合材料可包括与阻挡层相同的材料，使得阻挡层和粘合材料的组合物共享共同的至少一种元素。在又一个替代实施例中，阻挡层和粘合材料可为完全不同的材料。
根据至少一个实施例，包括粘合材料的微粒可具有促进研磨制品的改进的制造和/或性能的一定粒度。例如，微粒213可具有不大于50微米，例如不大于40微米、不大于30微米、不大于25微米、不大于20微米、不大于18微米、不大于15微米、不大于12微米、不大于10微米、不大于8微米、不大于5微米、或甚至不大于3微米的平均粒度(PSp)。然而，在一个非限制性实施例中，微粒213可具有至少约0.01微米，例如至少约0.05微米、至少约0.1微米、至少约0.22微米、至少约0.5微米、或甚至至少约1微米的平均粒度(PSp)。应了解，平均粒度可在上述最小百分比和最大百分比中任意者之间的范围内，包括例如至少0.01微米且不大于50微米、至少0.1微米且不大于10微米、或甚至至少0.5微米且不大于7微米。
混合物204可包括包含粘合材料的微粒213的特定含量，这可促进研磨制品的改进的制造和/或性能。例如，混合物204可包括相对于混合物的总重量至少0.1重量％的微粒。而且，在其他情况下，混合物204中的微粒213含量可更大，例如相对于混合物的总重量至少0.2重量％、或至少0.3重量％、或至少0.4重量％、或至少0.5重量％、或至少0.8重量％、或至少1重量％、或至少1.2重量％、或至少1.5重量％、或至少1.8重量％、或至少2重量％、或至少2.2重量％、或至少2.5重量％、或至少2.8重量％、或至少3重量％、或至少4重量％、或至少5重量％、或至少6重量％、或至少7重量％、或至少8重量％、或至少9重量％、或至少10重量％。而且，在至少一个非限制性实施例中，混合物204中的包括粘合材料的微粒213的含量可相对于混合物的总重量不大于25重量％，例如不大于22重量％、或不大于20重量％、或不大于18重量％、或不大于15重量％、或不大于12重量％、或不大于10重量％、或不大于9重量％、或不大于8重量％、或不大于7重量％、或不大于6重量％、或不大于5重量％、或不大于4重量％、或不大于3重量％。应了解，混合物204可包括在包括上述最小百分比和最大百分比中任意者的范围内的包括粘合材料的微粒213的含量，包括例如至少0.2重量％且不大于20重量％、或甚至至少0.5重量％且不大于10重量％。此外，可根据基材的尺寸(例如宽度或直径)、研磨颗粒的平均粒度以及最终形成的研磨制品中的基材上存在的研磨颗粒的所需浓度，来控制且改变混合物204中的微粒含量。
根据另一个实施例，混合物204可包括具有在其各自的平均粒度中的一定关系的研磨颗粒212和微粒213，这可促进研磨制品的改进的制造和/或性能。例如，混合物204可包括具有平均粒度(PSa)的研磨颗粒212和具有平均粒度(PSp)的微粒，其中混合物204可形成为具有不大于1的比率(PSp/PSa)。在其他情况下，比率(PSp/PSa)可更小，例如不大于0.9、或不大于0.8、或不大于0.7、或不大于0.6、或不大于0.5、或不大于0.4、或不大于0.3、或不大于0.2、或不大于0.18、或不大于0.16、或不大于0.15、或不大于0.014、或不大于0.13、或不大于0.12、或不大于0.11、或不大于0.1、或不大于0.09、或不大于0.08、或不大于0.07、或不大于0.06、或不大于0.05、或不大于0.04、或不大于0.03、或不大于0.02。而且，在至少一个非限制性实施例中，混合物204可形成为具有至少0.01，例如至少0.02、或至少0.03、或至少0.04、或至少0.05、或至少0.06、或至少0.07、或至少0.08、或至少0.09、或至少0.1、或至少0.11、或至少0.12、或至少0.13、或至少0.14、或至少0.15、或至少0.16、或至少0.17、或至少0.18、或至少0.19、或至少0.2、或至少0.3、或至少0.4、或至少0.5、或至少0.6、或至少0.7、或至少0.8、或至少0.9的比率(PSp/PSa)。应了解，混合物204可具有在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的比率(PSp/PSa)，包括例如至少0.01且不大于1、至少0.01且不大于0.5、或甚至至少约0.025且不大于约0.25。此外，可根据基材的尺寸(例如宽度或直径)和最终形成的研磨制品中的基材上存在的研磨颗粒的所需浓度，来控制且修改比率(PSp/PSa)。
根据另一个实施例，混合物204可包括如以重量百分比测量的，在其在混合物内的各自含量中具有一定关系的研磨颗粒212和微粒213，这可促进研磨制品的改进的制造和/或性能。例如，混合物204中的研磨颗粒含量(Cap)和微粒含量(Cp)其中混合物204可形成为具有不大于10的比率(Cp/Cap)。在其他情况下，比率(Cp/Cap)可更小，例如不大于5、或不大于3、或不大于2、或不大于1、或不大于0.9、或不大于0.8、或不大于0.7、或不大于0.6、或不大于0.5、或不大于0.4、或不大于0.3、或不大于0.2、或不大于0.18、或不大于0.16、或不大于0.15、或不大于0.014、或不大于0.13、或不大于0.12、或不大于0.11、或不大于0.1、或不大于0.09、或不大于0.08、或不大于0.07、或不大于0.06、或不大于0.05、或不大于0.04、或不大于0.03、或不大于0.02。而且，在至少一个非限制性实施例中，混合物204可形成为具有至少0.001、或至少0.0025、或至少0.004、或至少0.006、或至少0.008、或至少0.01、或至少0.02、或至少0.03、或至少0.04、或至少0.05、或至少0.06、或至少0.07、或至少0.08、或至少0.09、或至少0.1、或至少0.11、或至少0.12、或至少0.13、或至少0.14、或至少0.15、或至少0.16、或至少0.17、或至少0.18、或至少0.19、或至少0.2、或至少0.3、或至少0.4、或至少0.5、或至少0.6、或至少0.7、或至少0.8、或至少0.9的比率(Cp/Cap)。应了解，混合物204可具有在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的比率(Cp/Cap)，包括例如至少0.001且不大于1、甚至至少0.01且不大于0.5、或甚至至少0.025且不大于0.25。此外，可根据基材的尺寸(例如宽度或直径)和最终形成的研磨制品中的基材上存在的研磨颗粒的所需浓度，来控制且修改比率(Cp/Cap)。
根据另一个实施例，混合物204可包括用于悬浮研磨颗粒212、微粒213和其中的任何添加剂的载体。根据一个实施例，载体可包括水，使得该混合物是水基浆料。
在另一个实施例中，混合物204可包括某些添加剂。例如，混合物204可包括熔剂材料211，其可在其平移通过混合物204时被施加到基材201。根据一个特定实施例，在加工期间，当熔剂材料211被平移并且离开混合物204时，它可在基材201上形成大致连续且共形的涂层，这可有助于研磨颗粒212和微粒213适合地联接到基材201。熔剂材料211可为液体或糊剂的形式。对于至少一个示例性实施例，熔剂材料211可包括材料例如氯化物、酸、表面活性剂、溶剂、有机物、水及其组合。在一个特定实施例中，熔剂材料211可包括盐酸盐、氯化锌及其组合。
如图2A和2B所示，可进行该过程，使得来自混合物的研磨颗粒212、微粒213和熔剂211的至少一部分附接到基材201。值得注意的是，当基材201离开混合物204时，包括熔剂材料211、研磨颗粒212和包括粘合材料的微粒213的一层材料可同时附接到基材201。应了解，混合物204的流变学和基材201的平移速率可受控制，以促进将熔剂材料211、研磨颗粒212和微粒213适当地施加到基材201。值得注意的是，将熔剂材料211、研磨颗粒212和微粒213附接到基材201的过程可在包括至少1℃且不超过300℃的范围内的温度下进行。值得注意的是，该温度范围可确保微粒材料处于固相而不是液相(例如熔化或熔融)相，这可促进形成具有本文实施例的特征的研磨制品。值得注意的是，混合物204中的微粒213在初始附接到基材201时可为固体形式并且是固体形式的。稍后的加工可将微粒213的相从固相变成液相，例如在处理加工过程中。
混合物204可被形成为具有促进形成过程的某些特性，包括例如粘度。根据一个实施例，混合物204可为牛顿流体，其在25℃的温度和1l/s的剪切速率下具有至少0.1mPa s且不超过1Pa s的粘度。混合物204也可为非牛顿流体，如在25℃的温度下测量的，其在10 1/s的剪切速率下具有至少1mPa s且不超过100Pa s、或甚至不超过约10Pa s的粘度。粘度可使用TA Instruments AR-G2旋转流变仪，使用25mm平行板、大约2mm的间隙、在25℃的温度下0.1至10l/s的剪切速率来测量。一种或多种粘度调节剂可作为添加剂加入混合物204中。例如，混合物204可包括少部分含量的添加剂，所述添加剂可包括粘度调节剂。一些合适的粘度调节剂可包括有机材料，例如甘油、乙二醇、丙二醇等等。
在步骤102处将基材201平移通过混合物204之后，该过程可在步骤103处通过处理基材以形成研磨制品预成型件而继续。根据一个实施例，处理包括将预成型件加热至在包括至少100℃且不大于450℃的范围内的温度。处理过程可促进微粒213的至少一部分熔融成流体或半流体状态，使得微粒213的至少一部分接触研磨颗粒的至少一部分，并且将研磨颗粒212临时粘结到基材212的表面。此外，处理工艺还可促进仅微粒材料的某些部分在基材201的表面上的积聚，使得可形成某些离散构造。处理可包括将基材201平移通过加热器206，以促进研磨制品预成型件的加热和形成，所述预成型件在离散的粘合区域处具有临时粘结到基材201的表面的研磨颗粒212以及离散构造的形成，如本文将描述的。如根据本公开内容应了解的，将研磨颗粒212、微粒213和熔剂材料211附接到基材201的表面并且处理制品的过程可有助于在基材201的表面上形成粘合材料的不连续涂层。
在处理之后，可清洁研磨制品预成型件，以去除制剂中的过量熔剂和其他不需要的材料，用于进一步加工。根据一个实施例，清洁过程可利用水、酸、碱、表面活性剂、催化剂、溶剂及其组合之一或组合。在一个特定实施例中，清洁过程可为分阶段过程，从使用一般的中性材料(例如水或去离子水)冲洗研磨制品开始。水可为室温或热的，具有至少约40℃的温度。在冲洗操作之后，清洁过程可包括碱处理，其中研磨制品穿过具有特定碱度的浴，所述浴可包括碱性材料。碱处理可在室温下进行，或可替代地，在高温下进行。例如，碱处理的浴可具有至少约40℃，例如至少约50℃、或甚至至少约70℃且不超过约200℃的温度。在碱处理之后可冲洗研磨制品。
在碱处理之后，研磨制品可经历活化处理。活化处理可包括将研磨制品穿过具有特定元素或化合物(包括酸、催化剂、溶剂、表面活性剂及其组合)的浴。在一个特定实施例中，活化处理可包括酸，例如强酸，且更特别是盐酸、硫酸及其组合。在一些情况下，活化处理可包括可包括卤化物或含卤化物材料的催化剂。催化剂的一些合适的例子可包括氟化氢钾、氟化氢铵、氟化氢钠等等。
活化处理可在室温下进行，或可替代地，在高温下进行。例如，活化处理的浴可具有至少约40℃，但不超过约200℃的温度。在活化处理之后可冲洗研磨制品。
根据一个实施例，在适当地清洁研磨制品之后，任选的工艺可用于促进在研磨制品完全形成之后形成具有暴露表面的研磨颗粒。例如，在一个实施例中，可利用选择性去除研磨颗粒上的至少一部分颗粒涂布层的任选工艺。可进行选择性去除工艺，使得颗粒涂布层的材料被去除，而研磨制品的其他材料(包括例如粘合层)受到较小的影响，或者甚至基本上不受影响。根据特定实施例，选择性去除的过程包括蚀刻。一些合适的蚀刻工艺可包括湿法蚀刻、干法蚀刻及其组合。在某些情况下，可使用特定的蚀刻剂，所述蚀刻剂被配置为选择性地去除研磨颗粒的颗粒涂布层的材料并保持粘合层完整。一些合适的蚀刻剂可包括硝酸、硫酸、盐酸、有机酸、硝酸盐、硫酸盐、氯化物盐、碱性氰化物基溶液及其组合。
在步骤103处处理之后，在步骤104处，该过程可随着在研磨制品预成型件上形成粘结层而继续。粘结层的形成可有助于形成具有改进的性能的研磨制品，包括但不限于耐磨性和颗粒保留。根据一个实施例，粘结层可直接粘结到研磨颗粒、粘合材料的一部分和基材的一部分。
形成粘结层可包括沉积工艺。一些合适的沉积工艺可包括电镀(电解质或无电镀)、喷涂、浸渍、印刷、涂布及其组合。根据一个特定实施例，粘结层可通过电镀工艺形成。对于至少一个特定实施例，电镀工艺可为电解电镀工艺。在另一个实施例中，电镀工艺可包括无电解电镀工艺。
粘结层可上覆基材的大部分外表面和研磨颗粒的外表面。此外，在某些情况下，粘结层可上覆基材的大部分外表面和研磨颗粒的外表面。在某些实施例中，粘结层可形成为使得它上覆研磨制品预成型件和最终形成的研磨制品的至少90％的外表面。在其他实施例中，粘结层的覆盖率可更大，使得它上覆整个研磨制品预成型件和最终形成的研磨制品的至少约92％、至少约95％、或甚至至少约97％。在一个特定实施例中，粘结层可形成为使得它上覆研磨制品的基本上所有外表面。而且，在替代实施例中，可选择性地放置粘结层，使得可在研磨制品上形成暴露的区域。
粘结层可由特定材料，例如有机材料、无机材料及其组合制成。一些合适的有机材料可包括聚合物，例如UV可固化聚合物、热固性塑料、热塑性塑料及其组合。一些其他合适的聚合物材料可包括氨基甲酸酯、环氧化物、聚酰亚胺、聚酰胺、丙烯酸酯、聚乙烯化合物及其组合。
用于粘结层中的合适的无机材料可包括金属、金属合金、金属陶瓷、陶瓷、复合材料及其组合。在一种特定情况下，粘结层可由具有至少一种过渡金属元素的材料形成，并且更特定地，由包含过渡金属元素的金属合金形成。用于粘结层中的一些合适的过渡金属元素可包括镍、铅、银、铜、锌、锡、钛、钼、铬、铁、锰、钴、铌、钽、钨、钯、铂、金、钌或其组合。在某些情况下，粘结层可包括镍，并且可为包含镍的金属合金或甚至镍基合金。在另外其他实施例中，粘结层可基本上由镍组成。
根据一个实施例，粘结层可由材料包括例如复合材料制成，所述材料具有的硬度大于粘合材料的硬度。例如，基于式((Hb-Ht)/Hb)x100％的绝对值，粘结层可具有的维氏硬度比粘合材料的维氏硬度硬至少约5％，其中Hb表示粘结层的硬度，并且Ht表示粘合层的硬度。在一个实施例中，粘结层可比粘合层的硬度硬至少约10％，例如硬至少约20％、硬至少约30％、硬至少约40％、硬至少约50％、硬至少约75％、硬至少约90％、或甚至硬至少约99％。然而，在另一个非限制性实施例中，粘结层可比粘合材料的硬度硬不大于约99％，例如硬不大于约90％、硬不大于约80％、硬不大于约70％、硬不大于约60％、硬不大于约50％、硬不大于约40％、硬不大于约30％、硬不大于约20％、硬不大于约10％。应了解，粘结层和粘合材料的硬度之间的差异可在上述最小百分比和最大百分比中任意者之间的范围内。
另外，粘结层可具有如通过压痕法测量的断裂韧性(K1c)，基于式((Tb-Tt)/Tb)x100％的绝对值，所述断裂韧性比粘合材料的平均断裂韧性大至少约5％，其中Tb表示粘结层的断裂韧性，并且Tt表示粘合材料的断裂韧性。在一个实施例中，粘结层可具有的断裂韧度比粘合材料的断裂韧性大至少约8％，例如大至少约10％、大至少约15％、大至少约20％、大至少约25％、大至少约30％、或甚至大至少大约40％。然而，在另一个非限制性实施例中，粘结层的断裂韧性可比粘合材料的断裂韧性大不多于约90％，例如大不多于约80％、大不多于约70％、大不多于约60％、大不多于约50％、大不多于约40％、大不多于约30％、大不多于约20％、或甚至大不多于约10％。应了解，粘结层的断裂韧性和粘合材料的断裂韧性之间的差异可在上述最小百分比和最大百分比中任意者之间的范围内。
任选地，粘结层可包括填料材料。填料可为适合于增强最终形成的研磨制品的性能的各种材料。一些合适的填料材料可包括研磨颗粒、成孔剂例如空心球、玻璃球、气泡氧化铝、天然材料例如壳和/或纤维、金属颗粒、石墨、润滑材料及其组合。
在一个特定实施例中，可通过电解电镀工艺形成粘结层，并且可在电镀溶液中包括一种或多种添加剂，例如润湿剂、硬化剂、应力降低剂和流平剂，以产生具有所需性质的粘结层，并且可促进研磨制品的性能。例如，含有硫的添加剂或在最终形成的层中将形成硫的材料可被包括在电镀溶液中，以产生关于受控硬度和拉伸应力的具有硫的粘结层。这样的添加剂的一些合适的例子可包括糖精、偏苯二磺酸、苯磺酸钠等等。粘结层可包括特定含量的硫，例如相对于粘结层的总重量至少50ppm的硫。而且，在其他情况下，粘结层中的硫含量可更大，例如相对于粘结层的总重量至少60ppm、或至少70ppm、或至少80ppm、或至少90ppm、或至少100ppm、或至少120ppm、或至少140ppm、或至少160ppm、或至少180ppm、或至少200ppm、或至少250ppm、或至少300ppm、或至少350ppm、或至少400ppm。而且，在至少一个非限制性实施例中，粘结层中的硫含量可相对于粘结层的总重量不大于2000ppm，例如不大于1500ppm、或不大于1000ppm、或不大于900ppm、或不大于800ppm、或不大于700ppm、或不大于600ppm、或不大于500ppm。应了解，粘结层中的硫含量可在包括上述最小百分比和最大百分比中任意者的范围内。
在一个特定实施例中，粘结层可包括以研磨颗粒形式的填料，其可与包含在混合物中并且附接到基材201的研磨颗粒212相同或不同。研磨颗粒填料可显著不同于研磨颗粒212，特别是关于尺寸，使得在某些情况下，研磨颗粒填料可具有的平均粒度基本上小于研磨颗粒212的平均粒度。例如，研磨颗粒填料可具有的平均粒度是研磨颗粒212的平均粒度的至少约2倍小。事实上，磨料填料可具有甚至更小的平均粒度，例如大约至少约3倍小，例如至少约5倍小、至少约10倍小，且特别是在研磨颗粒212的平均粒度的约2倍和约10倍小之间的范围内。
粘结层内的研磨颗粒填料可由材料例如碳化物、碳基材料(例如富勒烯)、金刚石、硼化物、氮化物、氧化物、氮氧化物、硼氧化物及其组合制成。在特定情况下，研磨颗粒填料可为超级研磨材料，例如金刚石、立方氮化硼或其组合。
在步骤106处形成粘结层之后，该过程可任选地包括形成上覆粘结层的涂布层。在至少一种情况下，涂布层可形成为使得它与粘结层的至少一部分直接接触。涂布层的形成可包括沉积工艺。一些合适的沉积工艺可包括电镀(电解质或无电镀)、喷涂、浸渍、印刷、涂布及其组合。
涂布层可包括有机材料、无机材料及其组合。根据一个方面，涂布层可包括材料例如金属、金属合金、金属陶瓷、陶瓷、有机物、玻璃及其组合。更特别地，涂布层可包括过渡金属元素，包括例如选自钛、钒、铬、钼、铁、钴、镍、铜、银、锌、锰、钽、钨及其组合的金属。对于某些实施例，涂布层可包括大部分含量的镍，并且事实上，可基本上由镍组成。可替代地，涂布层可包括热固性塑料、热塑性塑料及其组合。在一种情况下，涂布层包括树脂材料并且可基本上不含溶剂。
在一个特定实施例中，涂布层可包括填料材料，其可为微粒材料。对于某些实施例，涂布层填料材料可为研磨颗粒的形式，其可与附接到基材201的研磨颗粒212相同或不同。用为涂布层填料材料的某些合适类型的研磨颗粒可包括碳化物、碳基材料(例如金刚石)、硼化物、氮化物、氧化物及其组合。一些替代的填料材料可包括成孔剂例如空心球、玻璃球、气泡氧化铝、天然材料例如壳和/或纤维、金属颗粒及其组合。
涂布层填料材料可明显不同于研磨颗粒212，特别是关于尺寸，使得在某些情况下，涂布层填料材料可具有的平均粒度基本上小于研磨颗粒212的平均粒度。例如，涂布层填料材料可具有的平均粒度是研磨颗粒212的平均粒度至少约2倍小。事实上，涂布层填料材料可具有甚至更小的平均粒度，例如大约至少3倍小，例如至少约5倍小、至少约10倍小，且特别是在研磨颗粒212的平均粒度约2倍和约10倍之间小的范围内。
图3包括根据一个实施例形成的研磨制品的横截面图示。如所示，研磨制品300可包括基材201，所述基材201为细长本体(例如线)的形式。如进一步所示，研磨制品300可包括上覆基材201的外表面的多个离散的粘合区域303。研磨制品300还可包括研磨颗粒212，其可在离散的粘合区域处粘结到基材201。研磨制品300还可包括可上覆基材201的离散构造305。此外，研磨制品300可包括上覆基材201、研磨颗粒212、离散的粘合区域303和离散构造305的粘结层301。虽然未示出，但应了解，研磨制品可包括本文所述的其他组分层，包括例如阻挡层、涂布层等等。
根据一个实施例，离散的粘合区域303可由粘合材料304的离散部分限定，所述粘合材料304可粘结到研磨颗粒212，用于在加工期间将研磨颗粒212临时粘结到基材201。由于加工方法，在处理期间最接近研磨颗粒的微粒材料可优先聚集在研磨颗粒周围，因此形成离散的粘合区域，与粘合材料304的连续且保形的涂层相反。相应地，离散的粘合区域303可包括粘合材料304，其中粘合材料具有本文描述的粘合材料的任何特征。例如，如所示，离散的粘合区域303可为特征的不连续分布，例如上覆基材的粘合材料304的一部分。在某些情况下，至少一个离散的粘合区域可与另一离散的粘合区域隔离并且间隔开，使得离散的粘合区域之间的区域基本上不含粘合材料304。相应地，基材201的表面上的粘合材料304限定了不连续层，从而限定了开口或间隙，其中基材201的上表面可基本上不含粘合材料304。离散的粘合区域303可直接粘结到基材201。对于一个实施例，基本上整个研磨制品可包括离散的粘合区域303，并且研磨制品303可基本上不含粘合材料304的连续层。
至少一部分离散的粘合区域303可通过间隙区域307彼此分离，所述间隙区域307限定了其中在粘结层301下面不存在粘合材料304的研磨制品的部分。相应地，粘结层301可与间隙区域307中的基材201直接接触且直接粘结。在某些情况下，与离散的粘合区域303的含量相比，研磨制品300可具有在研磨制品300的表面上的更大含量(如以面积测量的)的间隙区域307。在另外其他实施例中，与间隙区域307的含量相比，研磨制品300可具有在研磨制品300的表面上的更大含量(如以面积测量的)的离散的粘合区域303。
此外，如图3所示，离散的粘合区域303可随机分布在基材201的表面上。相应地，离散的粘合区域303的尺寸和布置可为随机的。此外，间隙区域307的尺寸和布置也可为随机的。
在一个实施例中，研磨制品300包括上覆基材201，并且更特别地，直接粘结到基材201的离散构造305。每个离散构造305可直接粘结到基材201。根据一个实施例，离散构造305中的至少一个可包括金属材料。更特别地，每个离散构造305可包括金属材料，例如粘合材料304。在至少一个实施例中，离散构造305可基本上由粘合材料304组成，并且可具有与离散的粘合区域304的粘合材料304基本上相同的组成。离散构造305可包括粘合材料304并且可具有粘合材料304的任何特征，如本文实施例中所述。例如，离散构造可包括焊料材料，可包括锡，并且更特别地，可基本上由锡组成。离散的粘合区域304和离散构造305可包括基本上不含金属间材料的材料。
如图3所示，离散构造305可随机分布在基材201的表面上。相应地，离散构造305的尺寸和布置可为随机的。而且，间隙区域307的尺寸和布置也可为随机的。如进一步所示，离散构造305可在尺寸和形状上相对于彼此改变。
在一个实施例中，至少一个离散构造305可通过间隙区域307与另一个离散构造分离。即，间隙区域307可在至少两个离散构造305之间延伸并且分离至少两个离散构造305，使得在形成每个离散构造305的材料中存在由粘结层301填充的间隙。此外，至少一个离散构造305可通过间隙区域与离散的粘合区域303分离。同样地，间隙区域307可在离散构造305和离散的粘合区域303之间延伸，并且将离散构造305与离散的粘合区域303分离，使得在形成离散构造305和离散的粘合区域303的材料中存在由粘结层301填充的间隙。在至少一个实施例中，离散构造305可基本上不含研磨颗粒212。
在至少一个实施例中，如在横截面中和/或自顶而下观察的，离散构造305可具有大致圆形的形状。离散构造305可在加工过程中由微粒形成，所述微粒不接近研磨颗粒，但由于加工条件，在基材201的表面上的位置处积聚。相应地，离散构造305可与研磨颗粒间隔开，并且可表征为基材201的表面上没有粘结到研磨颗粒或没有与研磨颗粒相关联的区域。相比之下，离散的粘合区域303是在基材201的表面上的离散的或分离的区域，并且具有与该区域相关联且在其中粘结的至少一个研磨颗粒。
不希望束缚于特定理论，认为在研磨制品的操作过程中，离散构造305的存在可充当裂纹阻止剂的作用，用于可在粘结层中引发的任何裂纹。与材料的连续涂层不同，特征在于离散的粘合区域303和离散构造305的粘合材料的不连续涂层可改进裂纹阻止并且改进研磨制品的研磨能力。
如进一步所示，粘结层301可上覆基材201、研磨颗粒212、离散的粘合区域303和离散构造305。在特定情况下，粘结层301可与基材201、研磨颗粒212、离散的粘合区域303和离散构造305直接接触并且直接粘结。
根据另一个实施例，研磨制品300可包括在多个离散的粘合区域303和多个离散构造305中特定含量的金属材料(例如，粘合材料)，其可促进改进的制造和/或性能。例如，研磨制品300可包括不大于2g/km的在多个离散的粘合区域303和多个离散构造305中的金属含量(Cmm)，其中Cmm作为金属材料的克/千米研磨制品300的长度测量。在又一个实施例中，金属材料的含量(Cmm)可不大于1g/km、或不大于0.8g/km、或不大于0.6g/km、或不大于0.4g/km、或不大于0.2g/km、或不大于0.1g/km、或不大于0.08g/km、或不大于0.06g/km、或不大于0.04g/km、或不大于0.02g/km、或甚至不大于0.01g/km。而且，在另一个非限制性实施例中，多个离散的粘合区域303和多个离散构造305中的金属材料的含量(Cmm)可为至少0.001g/km，例如至少0.002g/km、或至少0.004g/km、或至少0.006g/km、或至少0.008g/km、或至少0.01g/km、或至少0.02g/km、或至少0.04g/km、或至少0.06g/km、或至少0.08g/km、或至少0.01g/km。应了解，在多个离散的粘合区域303和多个离散构造305中的金属材料的含量(Cmm)可在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内。
在又一个实施例中，研磨制品300可被形成为具有在金属含量(Cmm)和研磨颗粒212的含量之间的特定关系，其可由Cap表示，其中Cap限定研磨颗粒212的克/千米研磨制品300的长度。研磨制品300的Cmm和Cap可通过任何标准分析方法，例如电感耦合等离子体质谱法进行计算。特别地，下述方法可用于计算研磨制品的Cmm和Cap：1)可将设定长度的研磨制品300溶解在热酸中，2)可通过过滤取回研磨晶粒，并且测定其重量，3)酸溶液中的金属(即粘合材料)的重量可使用电感耦合等离子体光谱法进行测定，以及4)可计算Cmm和Cap/研磨制品300的设定长度。根据一个实施例，研磨制品可形成为具有不大于1，例如不大于0.9、或不大于0.8、或不大于0.7、或不大于0.6、或不大于0.5、或不大于0.4、或不大于0.3、或不大于0.2、或不大于0.18、或不大于0.16、或不大于0.15、或不大于0.014、或不大于0.13、或不大于0.12、或不大于0.11、或不大于0.1、或不大于0.09、或不大于0.08、或不大于0.07、或不大于0.06、或不大于0.05、或不大于0.04、或不大于0.03、或甚至不大于0.02的特定比率(Cmm/Cap)。在又一个非限制性实施例中，研磨制品300可形成为具有至少0.002，例如至少0.004、或至少0.006、或至少0.008、或至少0.01、或至少0.02、或至少0.03、或至少0.04、或至少0.05、或至少0.06、或至少0.07、或至少0.08、或至少0.09、或至少0.1、或至少0.12、或至少0.14、或至少0.16、或至少0.18、或至少0.2、或至少0.3、或至少0.4、或至少0.5、或至少0.6、或至少0.7、或至少0.8、或至少0.9的比率(Cmm/Cap)。应了解，比率(Cmm/Cap)可在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内，包括例如至少0.002且不大于1、甚至至少0.01且不大于0.5、或甚至至少0.025且不大于0.25。
在另一个实施例中，研磨制品300可形成为具有特定的粘合材料覆盖率(TMc)，其可被定义为被粘合材料覆盖的基材表面的百分比。可通过制造研磨制品300的样品横截面，并且以400X的放大率获取横截面的扫描电子显微镜检查或能量色散X射线光谱图像，来确定研磨制品300的TMc。基材、粘合材料和涂层材料在图像上以不同的颜色显示。TMc的计算基于式TMc＝((TSC/SC)*100)，其中SC是如使用图像分析软件(例如，ImageJ图像分析软件)，在400X的放大率下在横截面的图像上测量的基材的周长，并且TSC是如使用图像分析软件(例如，ImageJ图像分析软件)，在400X的放大率下在横截面的图像上测量的被粘合材料覆盖的基材周围的所有部分的长度总和。研磨制品的TMc应当计算为在沿着研磨制品300的长度的不同位置处的统计相关样品量的横截面图像的平均TMc。根据一个实施例，研磨制品300可形成为具有不大于约50％，例如不大于约45％、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％、不大于约10％、或甚至不大于约5％的特定TMc。根据又一个实施例，研磨制品300可形成为具有至少约0.01％，例如至少约0.1％、或甚至至少约1％的特定TMc。应了解，研磨制品300的TMc可在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内。
粘结层301可为连续涂层的形式，并且可具有相对于研磨颗粒212的平均粒度在厚度方面的特定关系。例如，粘结层301可具有的平均厚度为研磨颗粒212的平均粒度的至少约5％。粘结层301的平均厚度相对于平均粒度可通过式(Tb/Tp)x100％的绝对值来计算，其中Tp表示平均粒度，并且Tb表示粘结层301的平均厚度。在其他实施例中，粘结层301的平均厚度可更大，例如至少约8％、至少约10％、至少约15％、或甚至至少约20％。而且，在另一个非限制性实施例中，可限制粘结层301的平均厚度，使得它为研磨颗粒212的平均粒度的不大于约50％、不大于约40％、不大于约30％、或甚至不大于约20％。应了解，粘结层301可具有在包括上述最小百分比和最大百分比中任意者的范围内的平均厚度。
在更特定的情况下，粘结层205可形成为具有至少1微米的平均厚度。对于其他研磨制品，粘结层205可具有更大的平均厚度，例如至少约2微米、至少约3微米、至少约4微米、至少约5微米、至少约7微米或甚至至少约10微米。特定的研磨制品可具有平均厚度不大于约60微米，例如不大于约50微米，例如不大于约40微米、不大于约30微米、或甚至不大于约20微米的粘结层205。应了解，粘结层205可具有在上述最小值和最大值中任意者之间的范围内的平均厚度。
在另一个方面，研磨制品300可形成为具有特定浓度的研磨颗粒212，这可有助于研磨制品的改进的性能。根据一个实施例，研磨制品300可具有至少10个颗粒/mm基材，例如至少20个颗粒/mm基材、或至少30个颗粒/mm基材、或甚至至少40个颗粒/mm基材的研磨颗粒浓度。在又一个非限制性实施例中，研磨颗粒浓度可不大于800个颗粒/mm，例如不大于700个颗粒/mm、或不大于600个颗粒/mm、或不大于500个颗粒/mm、或不大于400个颗粒/mm、或不大于300个颗粒/mm、或不大于200个颗粒/mm。应了解，研磨颗粒浓度可在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内。
在又一个实施例中，研磨制品300可形成为具有特定浓度的研磨颗粒212，这可有助于研磨制品的改进的性能。根据一个实施例，研磨制品300可具有至少0.5克拉/千米研磨制品的研磨颗粒浓度，例如至少1.0克拉/千米、至少约1.5克拉/千米研磨制品，至少5克拉/千米、至少约10克拉/千米研磨制品、至少15克拉/千米、或甚至至少约20克拉/千米研磨制品。在又一个非限制性实施例中，研磨颗粒浓度可不大于30克拉/千米，例如不大于25克拉/千米、或不大于20克拉/千米、或不大于18克拉/千米、或不大于16克拉/千米、或甚至不大于14克拉/千米、或不大于12克拉/千米、或不大于10克拉/千米、或不大于8克拉/千米、或甚至不大于6克拉/千米。应了解，研磨颗粒浓度可在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内。
在另一个实施例中，研磨制品300可形成为具有特定的研磨颗粒表面附聚(APsa)。可通过目视检查具有与其附接的至少100个研磨颗粒212的基材的一部分的表面来计算APsa。目视检查应在400X的放大率下进行。APsa的计算基于式APsa＝((TAP/TP)*100)，其中TP是在目视检查的表面上的研磨颗粒总数目(即至少100个研磨颗粒)，并且TAP是在目视检查的表面上的附聚颗粒总数目。附聚研磨颗粒被定义为在基材的目视检查的表面上的任何研磨颗粒212，其中上覆研磨颗粒212的粘结层205直接接触上覆至少一个其他研磨颗粒212的粘结层205。为了举例说明的目的，图12包括在400X的放大率下的研磨制品300的一部分的图像。如本文所定义的，研磨颗粒212a是在研磨制品300的表面上并非附聚的研磨颗粒的研磨颗粒的例子，并且研磨颗粒212b是在研磨制品300的表面上附聚的研磨颗粒的研磨颗粒的例子。在一个实施例中，研磨制品300可形成为具有不大于约60％，例如不大于约50％、不大于约40％、不大于约30％、不大于约20％、或甚至不大于约10％的特定APsa。应了解，APsa可在包括上述任何值的范围内。
图4包括根据一个实施例的研磨制品的一部分的图像。图5包括图4的研磨制品的一部分的横截面图像。图6包括图4的研磨制品的一部分的横截面图像。如所示，研磨制品400可包括基材401、在离散的粘合区域403处附接到基材401的研磨颗粒412。如进一步所示，研磨制品400可包括多个离散构造405，其可直接粘结到基材401的表面，并且此外，可通过间隙区域420与彼此和离散的粘合区域403间隔开。相应地，研磨制品400包括不连续的粘合层，该不连续的粘合层包括与研磨颗粒412相关联并且粘结到研磨颗粒412的多个离散的粘合区域403，并且还包括与研磨颗粒412和离散的粘合区域403间隔开的离散构造405。
如所示，并且根据一个实施例，离散的粘合区域403可具有的如在横截面中观察到的平均长度与它们所粘结的研磨颗粒412的长度基本上相同。相比之下，离散构造403可具有在形状和尺寸中的更大变化，并且可大于或小于离散的粘合区域403和研磨颗粒412的平均粒度。
如图5和6进一步所示，研磨制品400可包括在粘结层407和基材401之间直接接触的界面。此外，在离散的粘合区域403的外围处，研磨制品400还包括三点边界，包括在粘结层407、基材401和离散的粘合区域403的粘合材料之间的直接接触。此外，在离散构造405的外围处，研磨制品400可具有三点边界，包括在粘结层407、基材401和离散构造405的材料(例如，粘合材料)之间的直接接触。
本文实施例的研磨制品可为特别适用于切割工件的线锯。工件可为各种材料，包括但不限于陶瓷、半导体材料、绝缘材料、玻璃、天然材料(例如石材)、有机材料及其组合。更特别地，工件可包括氧化物、碳化物、氮化物、矿物、岩石、单晶材料、多晶材料及其组合。对于至少一个实施例，本文实施例的研磨制品可适合于切割蓝宝石、石英、碳化硅及其组合的工件。
根据至少一个方面，实施例的研磨制品可在特定的机器上使用，并且可在与常规制品相比具有改进的和意想不到的结果的特定操作条件下使用。虽然不希望受限于特定的理论，但认为实施例的特征之间可能存在一定协同效应。
一般地，通过相对于彼此移动研磨制品(即线锯)和工件，可进行切割、切片、制砖、修整或任何其他操作。可利用相对于工件的研磨制品的各种类型和取向，使得工件被切片成晶片、砖、矩形棒、棱柱形部分等等。
这可使用卷对卷机来实现，其中移动包括使线锯在第一位置和第二位置之间往复运动。在某些情况下，使研磨制品在第一位置和第二位置之间移动包括沿着线性路径前后移动研磨制品。当线往复运动时，工件也可移动，例如包括旋转工件。
可替代地，振荡机器可与根据本文实施例的任何研磨制品一起利用。振荡机器的使用可包括使研磨制品相对于工件在第一位置和第二位置之间移动。工件可移动，例如旋转，并且此外，工件和线可同时相对于彼此移动。振荡机器可利用导丝器相对于工件的来回运动，其中卷对卷机不一定利用这种运动。
对于一些应用，在切片操作期间，该过程还可包括在线锯和工件的界面处提供冷却剂。一些合适的冷却剂包括水基材料、油基材料、合成材料及其组合。
在某些情况下，切片可作为可变速率操作来进行。可变速率操作可包括使线和工件相对于彼此移动第一循环，并且使线和工件相对于彼此移动第二循环。值得注意的是，第一循环和第二循环可相同或不同。例如，第一循环可包括将研磨制品从第一位置平移到第二位置，其特别可包括研磨制品通过正向和反向方向的循环的平移。第二循环可包括将研磨制品从第三位置平移到第四位置，其也可包括研磨制品通过正向和反向方向的循环的平移。第一循环的第一位置可与第二循环的第三位置相同，或可替代地，第一位置和第三位置可不同。第一循环的第二位置可与第二循环的第四位置相同，或可替代地，第二位置和第四位置可不同。
根据特定实施例，本文实施例的研磨制品在可变速率循环操作中的使用可包括第一循环，其包括将研磨制品从第一方向(例如，向前)中的起始位置平移到临时位置，并且在第二方向(例如，向后)中从临时位置，因此返回到相同的起始位置或接近于起始位置平移的经过时间。这种循环可包括在正向方向中将线从0m/s加速到设定的线速度的持续时间，在正向方向中以设定的线速度移动线的经过时间，在正向方向上关于将线从设定的线速度加速到0m/s的经过时间，在反向方向上关于将线从0m/s加速到设定的线速度的经过时间，在反向方向上关于将线以设定的线速度移动的经过时间，以及在反向方向上关于将线从设定的线速度减速到0m/s的经过时间。
根据一个特定实施例，第一循环可为至少约30秒，例如至少约60秒、或甚至至少约90秒。而且，在一个非限制性实施例中，第一循环可不大于约10分钟。应了解，第一循环可具有在上述最小值和最大值中任意者之间的范围内的持续时间。
在又一个实施例中，第二循环可为至少约30秒，例如至少约60秒、或甚至至少约90秒。而且，在一个非限制性实施例中，第二循环可不大于约10分钟。应了解，第二循环可具有在上述最小值和最大值中任意者之间的范围内的持续时间。
切割过程中的总循环数可变化，但可为至少约20个循环、至少约30个循环、或甚至至少约50个循环。在特定情况下，循环数可不大于约3000个循环或甚至不大于约2000个循环。切割操作可持续至少约1小时或甚至至少约2小时的持续时间。而且，取决于操作，切割过程可更长，例如至少约10小时，或者甚至连续切割20小时。
在某些切割操作中，本文的任何实施例的线锯可特别适合于以特定的进料速率操作。例如，切片操作可以至少约0.05mm/分钟、至少约0.1mm/分钟、至少约0.5mm/分钟、至少约1mm/分钟，或甚至至少约2mm/分钟的进料速率进行。而且，在一个非限制性实施例中，进料速率可不大于约20mm/分钟。应了解，进料速率可在上述最小值和最大值中任意者之间的范围内。
对于至少一个切割操作，本文的任何实施例的线锯可特别适合于在特定的线张力下操作。例如，切片操作可在断线负载的至少约30％，例如断线负载的至少约50％、或甚至断线负载的至少约60％的线张力下进行。而且，在一个非限制性实施例中，线张力可为断裂负载的不大于约98％。应了解，线张力可在上述最小百分比和最大百分比中任意者之间的范围内。
根据另一种切割操作，研磨制品可具有有助于改进的性能的VWSR范围。VWSR是可变线速比，并且一般可通过式t2/(t1+t3)来描述，其中t2是研磨线以设定的线速度向前或向后移动的经过时间，其中t1是当研磨线从0线速度到设定的线速度向前或向后移动的经过时间，并且t3是研磨线从恒定线速度到0线速度向前或向后移动的经过时间。例如，根据本文实施例的线锯的VWSR范围可为至少约1、至少约2、至少约4、或甚至至少约8。而且，在一个非限制性实施例中，VWSR速率可不大于约75或甚至不大于约20。应了解，VWSR速率可在上述最小值和最大值中任意者之间的范围内。在一个实施例中，用于可变线速比切割操作的示例性机器可为Meyer Burger DS265DW Wire Saw机。
某些切片操作可在包括硅的工件上进行，所述硅可为单晶硅或多晶硅。根据一个实施例，根据一个实施例的研磨制品的使用证实至少约8m2/km，例如至少约10m2/km、至少约12m2/km、或甚至至少约15m2/km的寿命。线寿命可基于生成的晶片面积/千米所使用的研磨线，其中基于晶片表面的一侧计算生成的晶片面积。在这种情况下，研磨制品可具有特定的研磨颗粒浓度，例如至少约0.5克拉/千米基材、至少约1.0克拉/千米基材、至少约1.5克拉/千米基材、或甚至至少约2.0克拉/千米基材。而且，浓度可不大于约20克拉/千米基材、或甚至不大于约10克拉/千米基材。研磨颗粒的平均粒度可小于约20微米。应了解，研磨颗粒浓度可在上述最小值和最大值中任意者之间的范围内。切片操作可以如本文公开的进料速率进行。
根据另一种操作，硅工件包括单晶硅或多晶硅可用根据一个实施例的研磨制品进行切片，并且研磨制品可具有至少约0.5m2/km，例如至少约1m2/km，或甚至至少约1.5m2/km的寿命。在这种情况下，研磨制品可具有特定的研磨颗粒浓度，例如至少约0.5克拉/千米基材、至少约1克拉/千米基材、至少约2克拉/千米基材、至少约3克拉/千米基材。而且，浓度可不大于约30克拉/千米基材、或甚至不大于约15克拉/千米基材。研磨颗粒的平均粒度可小于约20微米。应了解，研磨颗粒浓度可在上述最小值和最大值中任意者之间的范围内。
切片操作可以至少约0.5mm/分钟、至少约1mm/分钟、至少约2mm/分钟、至少约3mm/分钟的进料速率进行。而且，在一个非限制性实施例中，进料速率可不大于约20mm/分钟。应了解，进料速率可在上述最小值和最大值中任意者之间的范围内。
根据另一种操作，蓝宝石工件可使用本文实施例的研磨制品来切片。蓝宝石工件可包括c面蓝宝石、a面蓝宝石或r面蓝宝石材料。对于至少一个实施例，研磨制品可切穿蓝宝石工件，并且显示出至少约0.1m2/km，例如至少约0.2m2/km、至少约0.3m2/km、至少约0.4m2/km、或甚至至少约0.5m2/km的寿命。在这种情况下，研磨制品可具有特定的研磨颗粒浓度，例如至少约5克拉/千米基材、至少约10克拉/千米基材、至少约20克拉/千米基材、至少约40克拉/千米基材。而且，浓度可不大于约300克拉/千米基材、或甚至不大于约150克拉/千米基材。研磨颗粒的平均粒度可大于约20微米。应了解，研磨颗粒浓度可在上述最小值和最大值中任意者之间的范围内。
蓝宝石工件上的上述切割操作可以至少约0.05mm/分钟，例如至少约0.1mm/分钟、或甚至至少约0.15mm/分钟的进料速率进行。而且，在一个非限制性实施例中，进料速率可不大于约2mm/分钟。应了解，进料速率可在上述最小值和最大值中任意者之间的范围内。
在又一个方面，研磨制品可用于切穿包括碳化硅的工件，所述碳化硅包括单晶碳化硅。对于至少一个实施例，研磨制品可切穿碳化硅工件，并且显示出至少约0.1m2/km，例如至少约0.2m2/km、至少约0.3m2/km、至少约0.4m2/km、或甚至至少约0.5m2/km的寿命。在这种情况下，研磨制品可具有特定的研磨颗粒浓度，例如至少约1克拉/千米基材、至少约2克拉/千米基材、至少约3克拉/千米基材、至少约4克拉/千米基材。而且，浓度可不大于约50克拉/千米基材、或甚至不大于约30克拉/千米基材。应了解，研磨颗粒浓度可在上述最小值和最大值中任意者之间的范围内。
碳化硅工件上的上述切割操作可以至少约0.05mm/分钟，例如至少约0.10mm/分钟、或甚至至少约0.15mm/分钟的进料速率进行。而且，在一个非限制性实施例中，进料速率可不大于约2mm/分钟。应了解，进料速率可在上述最小值和最大值中任意者之间的范围内。
根据又一个实施例，根据本文描述的实施例的研磨制品可以一定的生产速率生产。本文所述的研磨制品的实施例的生产速率可为以米基材/分钟的研磨制品的形成速度，其中研磨制品包括具有细长本体的基材，上覆基材的粘合层，上覆粘合层并且限定至少约10个颗粒/mm基材的第一研磨颗粒浓度的研磨颗粒，以及粘结层的形成。在某些实施例中，生产速率可为至少约10米/分钟，例如至少约12米/分钟、至少约14米/分钟、至少约16米/分钟、至少约18米/分钟、至少约20米/分钟、至少约25米/分钟、至少约30米/分钟、至少约40米/分钟或甚至至少约60米/分钟。
在特定情况下，应注意，本文方法可用于促进具有高浓度研磨颗粒的研磨线锯的有效生产。例如，具有任何特征化研磨颗粒浓度的本文实施例的研磨制品可以任何前述生产速率形成，同时保持或超过工业的性能参数。不希望束缚于特定的理论，理论上，分离的粘合过程和粘结过程的利用可有助于改善生产速率超过单步附接和粘结过程，例如常规的电镀过程。
与没有本文实施例的至少一个特征的常规研磨线锯相比，本文实施例的研磨制品已证实在使用期间改进的研磨颗粒保留性。例如，研磨制品具有超过一种或多种常规样品至少约2％改进的研磨颗粒保留性。在另外其他情况下，研磨颗粒保留性改进可为至少约4％、至少约6％、至少约8％、至少约10％、至少约12％、至少约14％、至少约16％、至少约18％、至少约20％、至少约24％、至少约28％、至少约30％、至少约34％、至少约38％、至少约40％、至少约44％、至少约48％、或甚至至少约50％。而且，在一个非限制性实施例中，研磨颗粒保留性改进可不大于约100％，例如不大于约95％、不大于约90％、或甚至不大于约80％。
与没有本文实施例的至少一个特征的常规研磨线锯相比，本文实施例的研磨制品已证实了改进的研磨颗粒保留性，并且还证实了改进的可用寿命。例如，与一种或多种常规样品相比，本文的研磨制品可具有至少约2％的可用寿命的改进。在另外其他情况下，与常规制品相比，本文实施例的研磨制品的可用寿命中的增加可为至少约4％、至少约6％、至少约8％、至少约10％、至少约12％、至少约14％、至少约16％、至少约18％、至少约20％、至少约24％、至少约28％、至少约30％、至少约34％、至少约38％、至少约40％、至少约44％、至少约48％、或甚至至少约50％。而且，在一个非限制性实施例中，可用寿命改进可不大于约100％，例如不大于约95％、不大于约90％、或甚至不大于约80％。
许多不同的方面和实施例是可能的。本文描述了这些方面和实施例中的一些。在阅读本说明书之后，本领域技术人员应了解，这些方面和实施例仅是举例说明性的，并且不限制本发明的范围。实施例可根据如下列出的任何一个或多个实施例。
实施例1.一种研磨制品，所述研磨制品包括：
包含细长本体的基材；
限定上覆所述基材的特征的不连续分布的多个离散的粘合区域，其中所述多个离散的粘合区域中的至少一个离散的粘合区域包含具有不大于450℃的熔融温度的金属材料；
上覆所述基材并且与所述多个离散的粘合区域间隔开的多个离散构造；和
上覆所述基材、多个离散的粘合区域和多个离散构造的粘结层。
实施例2.一种研磨制品，所述研磨制品包括：
包含细长本体的基材；
包括上覆所述基材的金属材料的多个离散的粘合区域，其中至少一个离散的粘合区域与另一个离散的粘合区域隔离，并且至少一个研磨颗粒与至少一个离散的粘合区域相关联；和
上覆所述多个离散的粘合区域、所述至少一个研磨颗粒且与所述基材的至少一部分直接接触的粘结层。
实施例3.一种研磨制品，所述研磨制品包括：
包含细长本体的基材；
上覆所述基材并且限定所述多个离散的粘合区域中的每个离散粘合区域之间的间隙区域的多个离散的粘合区域；
上覆所述多个离散的粘合区域的研磨颗粒；和
上覆所述基材并且与所述多个离散的粘合区域和所述研磨颗粒间隔开的多个离散构造。
实施例4.实施例2和3中任一项的研磨制品，其中所述多个离散的粘合区域包括具有不大于450℃的熔融温度的金属材料。
实施例5.实施例1和4中任一项的研磨制品，其中所述多个离散的粘合区域包括具有至少100℃的熔融温度的金属材料。
实施例6.实施例1、2和3中任一项的研磨制品，其中所述多个离散的粘合区域中的至少一个离散的粘合区域包括包含过渡金属元素的合金的金属材料，其中所述离散的粘合区域中的至少一个还包含选自铅、银、铜、锌、钛、钼、铬、铁、锰、钴、铌、钽、钨、钯、铂、金、钌及其组合的金属组的金属，其中所述离散的粘合区域中的至少一个包含锡的金属合金，其中所述离散的粘合区域中的至少一个包含焊料材料。
实施例7.实施例6的研磨制品，其中所述焊料材料包含锡。
实施例8.实施例6的研磨制品，其中所述焊料材料基本上由锡组成。
实施例9.实施例2的研磨制品，所述研磨制品还包括上覆所述基材并且与所述多个离散的粘合区域间隔开的多个离散构造。
实施例10.实施例1、3和9中任一项的研磨制品，其中所述多个离散构造中的至少一个离散构造包含金属材料。
实施例11.实施例1、3和9中任一项的研磨制品，其中所述多个离散构造中的至少一个离散构造包括具有至少100℃且不超过450℃的熔融温度的金属材料。
实施例12.实施例1、3和9中任一项的研磨制品，其中所述多个离散构造中的至少一个离散构造包含焊料材料。
实施例13.实施例1、3和9中任一项的研磨制品，其中所述多个离散构造中的至少一个离散构造包含锡。
实施例14.实施例1、3和9中任一项的研磨制品，其中所述多个离散构造中的每个离散构造包含焊料材料。
实施例15.实施例1、3和9中任一项的研磨制品，其中所述多个离散构造中的至少一个离散构造包括与所述多个离散的粘合区域的材料基本上相同的材料。
实施例16.实施例1、3和9中任一项的研磨制品，其中每个离散构造直接粘结到基材。
实施例17.实施例1、3和9中任一项的研磨制品，其中所述多个离散构造随机分布在所述基材的表面上。
实施例18.实施例1、3和9中任一项的研磨制品，所述研磨制品还包括间隙区域，所述间隙区域在所述多个离散构造之间延伸并且将所述多个离散构造彼此分离，并且还将所述多个离散构造与所述多个离散的粘合区域分离。
实施例19.实施例1、3和9中任一项的研磨制品，其中所述多个离散构造具有大致圆形的形状。
实施例20.实施例1、2和3中任一项的研磨制品，其中所述基材基本上不含阻挡层。
实施例21.实施例1、2和3中任一项的研磨制品，其中所述基材是未涂布的线。
实施例22.实施例1、2和3中任一项的研磨制品，其中所述基材包括在外表面上基本上不含任何阻挡层的金属线。
实施例23.实施例1、2和3中任一项的研磨制品，其中所述基材包括金属丝，所述金属丝具有上覆外表面的至少一个阻挡层，其中所述阻挡层包含选自铜、黄铜、镍或其组合的金属。
实施例24.实施例1、2和3中任一项的研磨制品，其中所述多个离散的粘合区域随机分布在所述基材的表面上。
实施例25.实施例1和2中任一项的研磨制品，所述研磨制品还包括上覆所述多个离散的粘合区域的研磨颗粒。
实施例26.实施例3和25中任一项的研磨制品，其中所述研磨颗粒包括选自氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、氮氧化物、硼氧化物、金刚石及其组合的材料。
实施例27.实施例3和25中任一项的研磨制品，其中所述研磨颗粒包含超级研磨材料。
实施例28.实施例3和25中任一项的研磨制品，其中所述研磨颗粒包含金刚石。
实施例29.实施例3和25中任一项的研磨制品，其中所述研磨颗粒包含具有至少约10GPa的维氏硬度的材料。
实施例30.实施例3的研磨制品，所述研磨制品还包括上覆所述多个离散的粘合区域的粘结层。
实施例31.实施例1、2和30中任一项的研磨制品，其中所述粘结层的至少一部分直接粘结到所述基材。
实施例32.实施例1、2和30中任一项的研磨制品，其中所述粘结层的至少一部分在所述多个离散的粘合区域与多个离散构造之间的间隙区域中直接粘结到所述基材。
实施例33.实施例1、2和30中任一项的研磨制品，其中所述粘结层的至少一部分直接粘结到所述多个离散的粘合区域和多个离散构造。
实施例34.实施例1、2和30中任一项的研磨制品，其中所述粘结层包括选自金属、金属合金、金属陶瓷、陶瓷、复合材料及其组合的材料组的材料，其中所述粘结层包含过渡金属元素，其中所述粘结层包含过渡金属元素的合金，其中所述粘结层包含选自铅、银、铜、锌、锡、钛、钼、铬、铁、锰、钴、铌、钽、钨、钯、铂、金、钌及其组合的金属组的金属，其中所述粘结层包含镍，其中所述粘结层基本上由镍组成。
实施例35.实施例1、2和3中任一项的研磨制品，所述研磨制品还包括以金属材料的克/千米所述基材的长度测量的、在所述多个离散的粘合区域和多个离散构造中的金属材料的含量(Cmm)，其中所述金属材料的含量(Cmm)不大于2g/km、或不大于1g/km、或不大于0.8g/km、或不大于0.6g/km、或不大于0.4g/km、或不大于0.2g/km、或不大于0.1g/km、或不大于0.08g/km、或不大于0.06g/km、或不大于0.04g/km、或不大于0.02g/km、或不大于0.01g/km。
实施例36.实施例1、2和3中任一项的研磨制品，所述研磨制品还包括以金属材料的克/千米所述基材的长度测量的、在所述多个离散的粘合区域和多个离散构造中的金属材料的含量(Cmm)，其中所述金属材料的含量(Cmm)为至少0.001g/km、或至少0.002g/km、或至少0.004g/km、或至少0.006g/km、或至少0.008g/km、或至少0.01g/km、或至少0.02g/km、或至少0.04g/km、或至少0.06g/km、或至少0.08g/km、或至少0.01g/km。
实施例37.实施例1、2和3中任一项的研磨制品，所述研磨制品还包含如以克/千米所述基材的长度测量的研磨颗粒的含量(Cap)，以及如以克/千米所述基材的长度测量的所述多个离散的粘合区域和多个离散构造中的金属材料的含量(Cmm)，并且还包括不大于1、或不大于0.9、或不大于0.8、或不大于0.7、或不大于0.6、或不大于0.5、或不大于0.4、或不大于0.3、或不大于0.2、或不大于0.18、或不大于0.16、或不大于0.15、或不大于0.014、或不大于0.13、或不大于0.12、或不大于0.11、或不大于0.1、或不大于0.09、或不大于0.08、或不大于0.07、或不大于0.06、或不大于0.05、或不大于0.04、或不大于0.03、或不大于0.02的比率(Cmm/Cap)。
实施例38.实施例1、2和3中任一项的研磨制品，所述研磨制品还包含如以克/千米所述基材的长度测量的研磨颗粒的含量(Cap)，以及如以克/千米所述基材的长度测量的所述多个离散的粘合区域和多个离散构造中的金属材料的含量(Cmm)，并且还包括至少0.002、或至少0.004、或至少0.006、或至少0.008、或至少0.01、或至少0.02、或至少0.03、或至少0.04、或至少0.05、或至少0.06、或至少0.07、或至少0.08、或至少0.09、或至少0.1、或至少0.12、或至少0.14、或至少0.16、或至少0.18、或至少0.2、或至少0.3、或至少0.4、或至少0.5、或至少0.6、或至少0.7、或至少0.8、或至少0.9的比率(Cmm/Cap)。
实施例39.实施例1、2和3中任一项的研磨制品，所述研磨制品还包括至少10个颗粒/mm基材、至少20个颗粒/mm基材、至少30个颗粒/mm基材，且不大于800个颗粒/mm基材的研磨颗粒浓度。
实施例40.实施例1、2和3中任一项的研磨制品，所述研磨制品还包括至少约0.5克拉/千米基材、至少约1.0克拉/千米基材、至少约1.5克拉/千米基材、不大于约30.0克拉/千米基材的研磨颗粒浓度。
实施例41.一种形成研磨制品的方法，所述方法包括：
将具有细长本体的基材平移通过包括研磨颗粒和包括粘合材料的微粒的混合物；
将研磨颗粒和微粒中的至少一部分附接到所述基材；和
处理所述基材以形成研磨制品预成型件，所述研磨制品预成型件包括：
上覆所述基材并且限定所述多个离散的粘合区域中的每个离散
粘合区域之间的间隙区域的多个离散的粘合区域；
上覆所述多个离散的粘合区域的研磨颗粒；和
上覆所述基材并且与所述多个离散的粘合区域和所述研磨颗粒
间隔开的多个离散构造。
实施例42.实施例41的方法，其中所述混合物包括相对于所述混合物的总重量至少5重量％且不大于80重量％的研磨颗粒。
实施例43.实施例41的方法，其中所述混合物包括相对于所述混合物的总重量至少0.2重量％至不大于20重量％的包括所述粘合材料的所述微粒。
实施例44.实施例41的方法，其中所述研磨颗粒具有在包括至少2微米且不大于80微米的范围内的平均粒度(PSa)。
实施例45.实施例41的方法，其中所述微粒包含在包括至少0.01微米且不大于25微米的范围内的平均粒度(PSp)。
实施例46.实施例41的方法，其中所述研磨颗粒具有平均粒度(PSa)，并且所述微粒包含平均粒度(PSp)，并且其中所述混合物包含不大于1、或不大于0.9、或不大于0.8、或不大于0.7、或不大于0.6、或不大于0.5、或不大于0.4、或不大于0.3、或不大于0.2、或不大于0.18、或不大于0.16、或不大于0.15、或不大于0.014、或不大于0.13、或不大于0.12、或不大于0.11、或不大于0.1、或不大于0.09、或不大于0.08、或不大于0.07、或不大于0.06、或不大于0.05、或不大于0.04、或不大于0.03、或不大于0.02的比率(PSp/PSa)。
实施例47.实施例41的方法，其中所述研磨颗粒具有平均粒度(PSa)，并且所述微粒包含平均粒度(PSp)，并且其中所述混合物包括至少0.01、或至少0.02、或至少0.03、或至少0.04、或至少0.05、或至少0.06、或至少0.07、或至少0.08、或至少0.09、或至少0.1、或至少0.11、或至少0.12、或至少0.13、或至少0.14、或至少0.15、或至少0.16、或至少0.17、或至少0.18、或至少0.19、或至少0.2、或至少0.3、或至少0.4、或至少0.5、或至少0.6、或至少0.7、或至少0.8、或至少0.9的比率(PSp/PSa)。
实施例48.实施例41的方法，其中处理包括将预成型件加热到包括至少100℃且不超过450℃的范围内的温度。
实施例49.实施例41的方法，其中所述混合物包括熔剂。
实施例50.实施例41的方法，其中所述混合物是包含用于研磨颗粒和微粒的载体的浆料，所述载体包括水。
实施例51.实施例41的方法，所述方法还包括形成上覆所述基材和研磨颗粒的粘结层，其中所述粘结层通过沉积工艺形成，其中所述沉积工艺选自电镀(plating)、电镀(electroplating)、浸渍、喷涂、印刷、涂布及其组合。
实施例52.实施例41的方法，其中所述附接过程包括在包括至少1℃且不大于300℃的范围内的温度下，附接来自混合物的研磨颗粒和微粒。
实施例53.实施例1、2和3中任一项的研磨制品，所述研磨制品还包含至少约0.025且不大于约0.25的比率(PSp/PSa)。
实施例54.实施例1、2和3中任一项的研磨制品，所述研磨制品还包含至少约0.025且不大于约0.25的比率(Cp/Cap)。
实施例55.实施例1、2和3中任一项的研磨制品，所述研磨制品还包含至少0.002且不大于1、至少0.01且不大于0.5、以及至少0.025且不大于0.25的比率(Cmm/Cap)。
实施例56.实施例1、2和3中任一项的研磨制品，所述研磨制品还包含不大于约50％、不大于约45％、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％、不大于约10％且不大于约5％的TMc。
实施例57.实施例1、2和3中任一项的研磨制品，所述研磨制品还包含至少约0.01％、至少约0.1％和至少约1.％的TMc。
实施例58.实施例1、2和3中任一项的研磨制品，所述研磨制品还包含不大于约60％，例如不大于约50％、不大于约40％、不大于约30％、不大于约20％、或甚至不大于约10％的APsa。
实例1：
获得一定长度的高强度碳钢丝作为基材。高强度碳钢丝具有黄铜涂布层和大约175微米的平均直径。线平移通过混合物，所述混合物包括约40重量％的金刚石，其作为20％Ni涂布的微米金刚石从ABC Warren Superabrasives商购可得，具有约35微米的平均粒度，以及约2重量％的锡微粒材料，其作为SN-101锡粉从Atlantic Equipment Engineers商购可得，具有1-5微米的平均粒度，以及约10重量％的添加剂，其包括ZnCl熔剂。混合物还包括以粘度调节剂形式的添加剂，其存在的量足以使混合物在室温下具有3-5厘泊的粘度。线以大约20至30m/分钟的速率平移。
当线从混合物中垂直拉出时，金刚石、微粒和熔剂附接到线，并且该结构在220至280摄氏度的范围内的温度下加热0.2至0.5秒的持续时间，以形成研磨制品预成型件。
此后，使用10％氨基磺酸洗涤研磨制品预成型件，随后为用去离子水的冲洗。经冲洗的制品用镍电镀，以形成直接接触且上覆研磨颗粒和部分基材的粘结层。图4-6包括由实例1的方法形成的研磨制品的图像。
实例2：
样本研磨线S1根据本文所述的实施例形成。对于样品研磨线S1，获得一定长度的高强度碳钢丝作为基材。具有30微米至50微米的平均粒度的金刚石晶粒根据本文所述的实施例附接到线，使用离散的Sn粘合区域(即，线表面上的粘合材料的不连续分布)。清洁金刚石晶粒、离散的Sn粘合区域和暴露的线表面，且用厚度为10微米的Ni粘结层涂布。图7A包括样品研磨线S1的横截面图像。
为了比较的目的，形成比较样品研磨线CS1。对于比较样品研磨线CS1，获得一定长度的高强度碳钢丝作为基材。具有30微米至50微米的平均粒度的金刚石晶粒使用Sn粘合材料的连续层附接到线。清洁金刚石晶粒和Sn粘合层，且用厚度为10微米的Ni粘结层涂布。图7B包括样品研磨线S1的横截面图像。
根据图8所示的实验装置执行涂层粘附性测试。如图8所示，将样品研磨线800(例如样品研磨线S1或CS1)拉动通过具有颚面815的两个夹具810。颚面815成角度，使得其上边缘接触样品研磨线800。然后当将样品研磨线800拉动通过两个夹具810时，使用气动控制器系统地增加夹紧压力，以便评估在样品研磨线800上的Ni粘结的粘附强度。
对于比较样品研磨线CS1，在20psi的夹紧压力下从研磨线表面去除Ni粘结。图9A包括在粘附测试之后的比较样品研磨线CS1的图像，显示了从线表面去除的Ni粘结。
样品研磨线S1的Ni粘结在20psi的夹紧压力下保持粘附到线的表面。图9B包括在粘附测试之后的样品研磨线S1的图像，显示了在涂层表面上仅具有小划痕的完整的Ni粘结层。如通过图9A和图9B的比较所示，与比较研磨线样品CS1上的Ni粘结相比，研磨线样品S1上的Ni粘结具有与基材的更好粘附。
实例3：
根据本文所述的实施例形成样品研磨线S2。对于样品研磨线S2，获得一定长度的高强度碳钢丝作为基材。具有8微米至12微米的平均粒度的金刚石晶粒使用离散的Sn粘合区域(即，线表面上的粘合材料的不连续分布)根据本文所述的实施例附接到线。清洁金刚石晶粒、离散的Sn粘合区域和暴露的线表面，且用厚度为4微米的镍粘结层涂布。
为了比较的目的，形成比较样品研磨线CS2。对于比较样品研磨线CS2，获得一定长度的高强度碳钢丝作为基材。具有8微米至12微米的平均粒度的金刚石晶粒使用连续层Sn粘合材料附接到线。清洁金刚石晶粒和Sn粘合层，且用厚度为4微米的Ni粘结层涂布。
在Meyer Burger DS 271线锯上执行硅切割测试。测试条件列于下表1中：
表1：切割测试性能参数
在跨越200mm硅锭的4个不同位置处测量样品研磨线S2和比较样品研磨线CS2的线弓性能。图10包括在4个测量位置处的样品研磨线S2和比较样品研磨线CS2的稳态线弓的图。一般地，较小的稳态线弓在线锯性能中是优选的，因为它提示对工件材料的更有效切割。如图10所示，在跨越工件的所有四个测量位置处，样品研磨线S2产生比比较样品研磨线CS2更小的稳态线弓。
实例4：
使用浸涂工艺形成三个样品研磨线S3、S4和S5。
样品研磨线S3使用厚度为大约100微米的黄铜涂布的钢丝形成。线用6％盐酸盐溶液预处理，以去除线表面上的过量氧化物。然后将芯线浸涂通过5克2-5微米Sn粉末、100克8-16微米金刚石晶粒、盐酸盐、氯化锌、甘油和水的浆料混合物。然后加热经涂布的线以将金刚石晶粒附接到线，并且用热酸和水浴洗涤。然后用厚度为4微米的镍粘结层电镀经涂布的线。
由于浆料中的粘合材料不足，最小的金刚石晶粒被成功地粘合到样品研磨线S3，其最终使得线不可用。
样品研磨线S4使用厚度为大约100微米的黄铜涂布的钢丝形成。线用6％盐酸盐溶液预处理，以去除线表面上的过量氧化物。然后将芯线浸涂通过40克2-5微米Sn粉末、100克8-16微米金刚石晶粒、盐酸盐、氯化锌、甘油和水的浆料混合物。然后加热经涂布的线以将金刚石晶粒附接到线，并且用热酸和水浴洗涤。然后用厚度为4微米的镍粘结层电镀经涂布的线。
样品研磨线S4的目视检查显示金刚石晶粒成功地附接到线，并且用电镀镍涂布。图11A包括样品研磨线S4的表面SEM图像。如图11A所示，观察到金刚石晶粒的附聚。不希望束缚于任何特定的理论，认为由于浆料中非最佳的Sn粉末粒度和非最佳的Sn粉末浓度，发生金刚石晶粒的附聚。
样品研磨线S5使用厚度为大约100微米的黄铜涂布的钢丝形成。线用6％盐酸盐溶液预处理，以去除线表面上的过量氧化物。然后将芯线浸涂通过10克1-2微米Sn粉末、100克8-16微米金刚石晶粒、盐酸盐、氯化锌、甘油和水的浆料混合物。然后加热经涂布的线以将金刚石晶粒附接到线，并且用热酸和水浴洗涤。然后用厚度为4微米的镍粘结层电镀经涂布的线。
样品研磨线S5的目视检查显示金刚石晶粒成功地附接到线，并且用电镀镍涂布。图11B包括样品研磨线S4的表面SEM图像。如图11B所示，金刚石晶粒均匀地分布到线的表面上，具有很少附聚。
为了比较的目的，根据本文对于样品研磨线S4和S5所述的程序测量且计算比率PSp/PSa、比率Cp/Cap、比率Cmm/Cap、TMc和APsa。样品研磨线S4和S5的这些测量结果概括于下表2中：
表2：样品测量
测量/比率 S4 S5
PSp/PSa 0.29 0.125
Cp/Cap 0.4 0.1
Cmm/Cap 0.4 0.1
TMc 70％ 10％
APsa 60％ 10％
除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语均具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解相同的含义。材料、方法和实例仅是举例说明性的，并且不预期是限制性的。至本文未描述的程度，关于具体材料和加工动作的许多细节是常规的，并且可在结构领域和相应制造领域内的参考书及其他来源中找到。
如上公开的主题被认为是说明性的而非限制性的，所附权利要求旨在涵盖落入本发明的真实范围内的所有这种修改、增强和其他实施例。因此，在法律允许的最大程度内，本发明的范围将由如下权利要求及其等同形式的最广允许解释确定，不应由如上具体实施方式限制或限定。
提供说明书摘要以符合专利法，在了解说明书摘要不用于解释或限定权利要求的范围或含义的情况下提交说明书摘要。另外，在如上附图的详细描述中，为了简化本公开内容，各个特征可在单个实施例中组合在一起或进行描述。本公开内容不解释为反映如下意图：所要求保护的实施例需要比在每个权利要求中明确记载的更多的特征。相反，如下述权利要求所反映，本发明的主题可涉及比所公开的实施例中的任意者的全部特征更少的特征。因此，如下权利要求引入附图的详细描述，每个权利要求本身分别限定所要求保护的主题。

Claims (15)

1.一种研磨制品，所述研磨制品包括：
包含细长本体的基材；
限定上覆所述基材的特征的不连续分布的多个离散的粘合区域，其中所述多个离散的粘合区域中的至少一个离散的粘合区域包含具有不大于450℃的熔融温度的金属材料；
上覆所述基材并且与所述多个离散的粘合区域间隔开的多个离散构造；和
上覆所述基材、多个离散的粘合区域和多个离散构造的粘结层。
2.一种研磨制品，所述研磨制品包括：
包含细长本体的基材；
包括上覆所述基材的金属材料的多个离散的粘合区域，其中至少一个离散的粘合区域与另一个离散的粘合区域隔离，并且至少一个研磨颗粒与每个离散的粘合区域相关联；和
上覆所述多个离散的粘合区域、所述至少一个研磨颗粒且与所述基材的至少一部分直接接触的粘结层。
3.根据权利要求2所述的研磨制品，其中所述多个离散的粘合区域包括具有不大于450℃的熔融温度的金属材料。
4.根据权利要求1和2中任一项所述的研磨制品，其中所述多个离散的粘合区域中的至少一个离散的粘合区域包括包含过渡金属元素的合金的金属材料，其中所述离散的粘合区域中的至少一个还包含选自铅、银、铜、锌、钛、钼、铬、铁、锰、钴、铌、钽、钨、钯、铂、金、钌及其组合的金属组的金属，其中所述离散的粘合区域中的至少一个包含锡的金属合金，其中所述离散的粘合区域中的至少一个包含焊料材料。
5.根据权利要求4所述的研磨制品，其中所述焊料材料包含锡。
6.根据权利要求4所述的研磨制品，其中所述焊料材料基本上由锡组成。
7.根据权利要求2所述的研磨制品，所述研磨制品还包括上覆所述基材并且与所述多个离散的粘合区域间隔开的多个离散构造。
8.根据权利要求1和7中任一项所述的研磨制品，其中所述多个离散构造中的至少一个离散构造包含金属材料。
9.根据权利要求1和2中任一项所述的研磨制品，其中所述基材包括金属丝，所述金属丝具有上覆外表面的至少一个阻挡层，其中所述阻挡层包含选自铜、黄铜、镍或其组合的金属。
10.根据权利要求1和2中任一项所述的研磨制品，其中所述粘结层包括选自金属、金属合金、金属陶瓷、陶瓷、复合材料及其组合的材料组的材料，其中所述粘结层包含过渡金属元素，其中所述粘结层包含过渡金属元素的合金，其中所述粘结层包含选自铅、银、铜、锌、锡、钛、钼、铬、铁、锰、钴、铌、钽、钨、钯、铂、金、钌及其组合的金属组的金属，其中所述粘结层包含镍，其中所述粘结层基本上由镍组成。
11.一种形成研磨制品的方法，所述方法包括：
将具有细长本体的基材平移通过包括研磨颗粒和包括粘合材料的微粒的混合物；
将研磨颗粒和微粒中的至少一部分附接到所述基材；和
处理所述基材以形成研磨制品预成型件，所述研磨制品预成型件包括：
多个离散的粘合区域，所述多个离散的粘合区域上覆所述基材并且限定所述多个离散的粘合区域中的每个离散粘合区域之间的间隙区域；
上覆所述多个离散的粘合区域的研磨颗粒；和
上覆所述基材并且与所述多个离散的粘合区域和所述研磨颗粒间隔开的多个离散构造。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述混合物包括相对于所述混合物的总重量至少5重量％且不大于80重量％的所述研磨颗粒。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述混合物包括相对于所述混合物的总重量至少0.2重量％至不大于20重量％的包括所述粘合材料的所述微粒。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述研磨颗粒具有在包括至少2微米且不大于80微米的范围内的平均粒度(PSa)。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述微粒包含在包括至少0.01微米且不大于25微米的范围内的平均粒度(PSp)。
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