CN111673626A

CN111673626A - 成形研磨颗粒及其形成方法

Info

Publication number: CN111673626A
Application number: CN202010424525.3A
Authority: CN
Inventors: F·乔斯奥克斯; D·F·卢瓦普雷
Original assignee: Saint Gobain Ceramics and Plastics Inc
Current assignee: Saint Gobain Ceramics and Plastics Inc
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2015-12-23
Publication date: 2020-09-18
Anticipated expiration: 2035-12-23
Also published as: JP6986048B2; PL3237147T3; KR102032428B1; KR102163145B1; EP3237147B1; JP2018507277A; JP2021193183A; JP6538850B2; SI3237147T1; EP3237147A4; JP2023100630A; KR102260659B1; KR20170097193A; KR20200119338A; WO2016105469A1; CN107530864A; CN107530864B; JP7261843B2; KR20190119662A; JP2019189873A

Abstract

本申请涉及成形研磨颗粒及其形成方法。本发明提供了包括成形研磨颗粒的研磨颗粒，所述成形研磨颗粒包括具有多个研磨颗粒的本体，所述多个研磨颗粒粘结到所述成形研磨颗粒的本体的至少一个表面。

Description

成形研磨颗粒及其形成方法

本申请是申请日为2015年12月23日，申请号为201580075583.7，发明名称为“成形研磨颗粒及其形成方法”的申请的分案申请。

技术领域

下文涉及成形研磨颗粒，并且更具体而言，涉及具有某些特征的复合成形研磨颗粒和形成这种复合成形研磨颗粒的方法。

背景技术

掺入研磨颗粒的研磨制品可用于各种材料去除操作，包括研磨、精整、抛光等等。取决于研磨材料的类型，这种研磨颗粒可用于在物品制造中成形或研磨各种材料。迄今为止已配制具有特定几何形状的某些类型的研磨颗粒(如三角形成形研磨颗粒)以及掺入这种物体的研磨制品。参见例如美国专利号5,201,916；5,366,523和5,984,988。

先前，已用于制备具有指定形状的研磨颗粒的三种基本技术为熔化、烧结和化学陶瓷。在熔化过程中，研磨颗粒可由冷却辊(其面可为经雕刻的或未经雕刻的)、模具(熔融材料倒入其中)或散热材料(浸入氧化铝熔体中)成形。参见例如美国专利号3,377,660。在烧结过程中，研磨颗粒可由粒度为直径最高达10微米的耐火粉末形成。粘结剂可连同润滑剂和合适的溶剂加入粉末中，以形成可成形为具有各种长度和直径的薄片或棒的混合物。参见例如美国专利号3,079,242。化学陶瓷技术涉及将胶体分散体或水溶胶(有时称为溶胶)转化成凝胶或保留组分移动性的任何其他物理状态，干燥，并烧制而获得陶瓷材料。参见例如美国专利号4,744,802和 4,848,041。关于成形研磨颗粒以及相关形成方法和掺入此类颗粒的研磨制品的其他相关公开内容在http://www.abel-ip.com/publications/处可获得。

该行业继续需要改进的磨料材料和研磨制品。

发明内容

根据第一个方面，形成研磨颗粒的方法包括形成混合物并且将多个研磨颗粒附着到混合物的至少一个表面，以及形成成形研磨颗粒，所述成形研磨颗粒具有本体和粘结到所述本体的至少一个表面的多个研磨颗粒。

在再一个方面，研磨制品包括粘结材料和偶联到所述粘结材料的研磨颗粒的第一集合，其中所述第一集合中的每个颗粒包括包含本体的成形研磨颗粒；以及粘结到所述成形研磨颗粒的本体的至少一个表面的多个研磨颗粒。

在另一个方面，研磨颗粒包括包含本体的成形研磨颗粒；以及粘结到所述成形研磨颗粒的本体的至少一个表面的多个研磨颗粒。

附图说明

通过参考附图，可更好地理解本公开内容，并且其许多特征和优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。

图1A包括根据一个实施例用于形成成形研磨颗粒的系统的一部分。

图1B包括根据一个实施例的图1的系统的一部分。

图2包括根据一个实施例用于形成成形研磨颗粒的替代系统的一部分。

图3包括根据一个实施例的研磨颗粒的图像。

图4包括根据一个实施例的研磨颗粒的三维图像。

图5包括根据一个实施例可形成研磨颗粒的基材的成形研磨颗粒的透视图图示。

图6A包括可根据研磨颗粒的一个实施例使用的成形研磨颗粒的透视图图示。

图6B包括可根据研磨颗粒的一个实施例使用的非成形研磨颗粒的透视图图示。

图7A-7D包括可根据研磨颗粒的一个实施例使用的成形研磨颗粒的图示。

图8包括根据一个实施例的成形研磨颗粒的横截面图像。

图9包括根据一个实施例的成形研磨颗粒的自顶而下视图。

图10包括根据一个实施例的成形研磨颗粒的横截面图示。

图11包括根据一个实施例的成形研磨颗粒的横截面图像。

图12A包括根据一个实施例的经涂布研磨制品的横截面图示。

图12B包括根据一个实施例包括研磨颗粒的经涂布研磨制品的透视图图示。

图13A包括根据一个实施例的经粘结研磨制品的图示。

图13B包括根据一个实施例包括研磨颗粒的经粘结研磨制品的图示。

图14包括常规成形研磨颗粒的图像。

图15包括根据一个实施例的研磨颗粒的图像。

图16包括根据一个实施例的研磨颗粒的图像。

图17包括对于常规样品和代表性样品的力/去除的总面积的图。

图18包括对于经涂布研磨制品的三个样品，比磨削能相对于去除的累积材料的图。

图19包括比磨削能相对于从工件去除的累积材料的图。

图20A-20E包括根据本文实施例的代表性研磨颗粒的图像。

图21包括对于常规样品和根据实施例的代表性样品，根据单个砂粒研磨测试的力/从工件去除的总面积的图。

图22包括对于常规样品和根据本文实施例的代表性样品的相对性能 (％切割)的图。

具体实施方式

下述涉及形成成形研磨颗粒的方法，并且更具体而言，包括成形研磨颗粒和上覆成形研磨颗粒的本体的至少一个表面的多个研磨颗粒的复合成形研磨颗粒。本文实施例的研磨颗粒可用于各种研磨制品中，包括例如经粘结研磨制品、经涂布研磨制品等等。可替代地，本文实施例的成形研磨颗粒部分可用于自由研磨技术，包括例如研磨和/或抛光浆料中。

本文实施例的研磨颗粒可通过各种加工方法获得，所述各种加工方法包括但不限于印刷、模塑、压制、冲压、铸造、挤出、切割、压裂、加热、冷却、结晶、轧制、压花、沉积、蚀刻、刻痕、干燥及其组合。形成成形研磨颗粒的具体方法可包括混合物例如溶胶-凝胶的形成，所述混合物可在生产模具(例如，丝网或模具)的开口中成形，并且形成为前体成形研磨颗粒。形成成形研磨颗粒的丝网印刷方法一般在美国专利号8,753,558中描述。根据常规模塑方法形成成形研磨颗粒的合适方法在美国专利号5,201,916中描述。

根据一个特定实施例，形成成形研磨颗粒的过程可为丝网印刷过程。图 1A包括根据一个非限制性实施例用于形成复合成形研磨颗粒的系统150的图示。形成复合成形研磨颗粒的过程可通过形成包含陶瓷材料和液体的混合物101而开始。特别地，混合物101可为由陶瓷粉末材料和液体形成的凝胶，其中所述凝胶可表征为即使在未处理(即未经烧制)状态下也具有基本上保持给定形状的能力的形状稳定材料。根据一个实施例，凝胶可由陶瓷粉末材料形成，作为分立颗粒的整体网络。

混合物101可含有一定含量的固体材料、液体材料和添加剂，使得它具有与本文详述的方法一起使用的合适流变特征。即，在某些情况下，混合物可具有一定粘度，并且更特别地，具有形成形状稳定的材料相的合适流变特征，所述形状稳定的材料相可通过如本文所述的方法形成。尺寸上稳定的材料相是可形成为具有特定形状，并且在形成之后对于至少一部分加工基本上维持该形状的材料。在某些情况下，形状可在后续加工自始至终保持，使得最初在形成过程中提供的形状存在于最终形成的物体中。

混合物101可形成为具有特定含量的固体材料(如陶瓷粉末材料)。例如，在一个实施例中，混合物101可具有相对于混合物101的总重量至少约25重量％、例如至少约35重量％或甚至至少约38重量％的固体含量。此外，在至少一个非限制性实施例中，混合物101的固体含量可不大于约75重量％，例如不大于约70重量％、不大于约65重量％、不大于约55重量％、不大于约 45重量％、或不大于约42重量％。应了解，混合物101中的固体材料的含量可在上述最小百分比和最大百分比中的任意者之间的范围内。

根据一个实施例，陶瓷粉末材料可包括氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、碳氧化物、氮氧化物及其组合。在特定情况下，陶瓷材料可包括氧化铝。更具体地，陶瓷材料可包括勃姆石材料，所述勃姆石材料可为α氧化铝的前体。术语“勃姆石”通常在本文用于表示氧化铝水合物，包括矿物勃姆石(通常为 Al₂O₃·H2O，并具有大约15％的水含量)，以及拟薄水铝石(具有高于15％的水含量，例如20-38重量％)。应注意，勃姆石(包括拟薄水铝石)具有特定且可辨认的晶体结构，并因此具有独特的X射线衍射图案。像这样，勃姆石区别于其他铝土材料，包括其他水合氧化铝，例如ATH(氢氧化铝)，其是用于制造勃姆石颗粒材料的本文所用的常见前体材料。

此外，混合物101可形成为具有特定含量的液体材料。一些合适的液体可包括水。在更特定的情况下，混合物101可具有相对于混合物101的总重量至少约25重量％的液体含量。在其他情况下，混合物101内的液体量可更大，例如至少约35重量％、至少约45重量％、至少约50重量％、或甚至至少约58重量％。此外，在至少一个非限制性实施例中，混合物的液体含量可不大于约75重量％，例如不大于约70重量％、不大于约65重量％、不大于约62重量％、或甚至不大于约60重量％。应了解，混合物101中的液体含量可在上述最小百分比和最大百分比中的任意者之间的范围内。

此外，为了促进加工和形成根据本文实施例的成形研磨颗粒，混合物101 可具有特定的储能模量。例如，混合物101可具有为至少约1x10⁴ Pa、例如至少约4x10⁴ Pa或甚至至少约5x10⁴ Pa的储能模量。然而，在至少一个非限制性实施例中，混合物101可具有不大于约1x10⁷ Pa、例如不大于约2x10⁶ Pa 的储能模量。应了解，混合物101的储能模量可在上述最小值和最大值中的任意者之间的范围内。

可使用具有Peltier板温度控制系统的ARES或AR-G2旋转流变仪，经由平行板系统测量储能模量。为了测试，混合物101可在两个板之间的间隙内挤出，所述两个板设定为彼此分离大约8mm。在将凝胶挤出至间隙中之后，将限定间隙的两个板之间的距离降低至2mm，直至混合物101完全填充板之间的间隙。在擦去过量的混合物之后，间隙减小0.1mm，开始测试。测试为使用25-mm平行板且每十进位记录10个点，在6.28rad/s(1Hz)下使用0.01％至100％之间的应变范围的仪器设置进行的振动应变扫描测试。在测试完成之后1小时内，将间隙再次减小0.1mm并重复测试。测试可重复至少6次。第一测试可不同于第二和第三测试。仅应该记录每个试样的来自第二和第三测试的结果。

此外，为了促进加工和形成根据本文实施例的成形研磨颗粒，混合物101 可具有特定的粘度。例如，混合物101可具有为至少约4x10³ Pa s、至少约5x10³ Pa s、至少约6x10³Pa s、至少约8x10³ Pa s、至少约10x10³ Pa s、至少约20x10³ Pa s、至少约30x10³ Pa s、至少约40x10³ Pa s、至少约50x10³ Pa s、至少约60x10³ Pa s、或至少约65x10³ Pa s的粘度。在一个非限制性实施例中，混合物101 可具有不大于约100x10³ Pa s，例如不大于约95x10³Pa s、不大于约90x10³ Pa s、或甚至不大于约85x10³ Pa s的粘度。应了解，混合物101的粘度可在上述最小值和最大值中的任意者之间的范围内。可以与如上所述的储能模量相同的方式测量粘度。

此外，混合物101可形成为具有特定含量的有机材料，以促进加工和形成根据本文实施例的成形研磨颗粒，所述有机材料包括例如可不同于液体的有机添加剂。一些合适的有机添加剂可包括稳定剂、粘结剂例如果糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖、UV可固化树脂等。

值得注意的是，本文实施例可使用可不同于在常规形成操作中所用的浆料的混合物101。例如，相比于混合物101内的其他组分，混合物101内的有机材料的含量，并且特别是上述有机添加剂中的任意者的含量可为较小量。在至少一个实施例中，混合物101可形成为具有相对于混合物101的总重量不大于约30重量％的有机材料。在其他情况下，有机材料的量可更少，例如不大于约15重量％，不大于约10重量％，或甚至不大于约5重量％。而且，在至少一个非限制性实施例中，混合物101内的有机材料的量相对于混合物101的总重量可为至少约0.01重量％，例如至少约0.5重量％。应了解，混合物101中的有机材料的量可在上述最小值和最大值中的任意者之间的范围内。

此外，混合物101可形成为具有不同于液体含量的特定含量的酸或碱，以促进加工和形成根据本文实施例的成形研磨颗粒。一些合适的酸或碱可包括硝酸、硫酸、柠檬酸、氯酸、酒石酸、磷酸、硝酸铵和柠檬酸铵。根据其中使用硝酸添加剂的一个特定实施例，混合物101可具有小于约5的pH，并且更特别地，可具有在约2至约4之间的范围内的pH。

图1A的系统150可包括冲模103。如所示，混合物101可在冲模103的内部内提供，并配置为被挤出通过设置于冲模103的一端的模口105。如进一步所示，挤出可包括在混合物101上施加力180(例如压力)，以促进将混合物101挤出通过模口105。在施加区183内的挤出过程中，生产工具或生产工具151可与带109的一部分直接接触。丝网印刷工艺可包括将混合物101在方向191上从冲模103挤出通过模口105。特别地，丝网印刷工艺可利用生产工具151，使得在将混合物101挤出通过模口105后，混合物101可被迫进入生产工具151中的开口152内。

根据一个实施例，可在挤出过程中使用特定压力。例如，压力可为至少约10kPa，例如至少约500kPa。而且，在至少一个非限制性实施例中，在挤出过程中所用的压力可不大于约4MPa。应了解，用于挤出混合物101的压力可在上述最小值和最大值中的任意者之间的范围内。在特定情况下，通过活塞199递送的压力的一致性可促进成形研磨颗粒改进的加工和形成。值得注意的是，跨过混合物101和跨过冲模103宽度的一致压力的受控递送可促进成形研磨颗粒改进的加工控制和改进的尺寸特征。

简要地参考图1B，示出了生产工具(例如丝网)151的一部分。如所示，生产工具151可包括开口152，并且更特别地，包括延伸穿过生产工具151的体积的多个开口152。根据一个实施例，开口152可具有如在由丝网的长度(l) 和宽度(w)限定的平面中观察到的二维形状。二维形状可包括各种形状，例如多边形、椭圆形、数字、希腊字母文字、拉丁字母文字、俄语字母字符、包括多边形形状的组合的复杂形状及其组合。在特定情况下，开口152可具有二维多边形形状，例如三角形、矩形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形及其组合。

如进一步所示，生产工具151可具有以相对于彼此的特定方式取向的开口152。如所示并根据一个实施例，开口152各自可具有相对于彼此基本上相同的取向，以及相对于生产工具151表面基本上相同的取向。例如，开口152 各自可具有第一边缘154，所述第一边缘154限定关于开口152的第一行156 的第一平面155，所述开口152侧向延伸跨过生产工具151的横轴158。第一平面155可在基本上垂直于生产工具151的纵轴157的方向上延伸。然而，应了解，在其他情况下，开口152不必具有相对于彼此相同的取向。

此外，开口152的第一行156可相对于平移方向取向，以促进成形研磨颗粒的特定加工和受控形成。例如，开口152可排列在生产工具151上，使得第一行156的第一平面155限定相对于平移方向171的角度。如所示，第一平面155可限定基本上垂直于平移方向171的角度。而且，应了解，在一个实施例中，开口152可排列在生产工具151上，使得第一行156的第一平面155限定相对于平移方向的不同角度，包括例如锐角或钝角。而且，应了解，开口152可不一定排列成行。开口152可以相对于彼此的各种特定有序分布例如以二维图案的形式排列在生产工具151上。作为另外一种选择，开口可以随机方式排列在生产工具151上。

再次参考图1A，在迫使混合物101通过模口105并迫使混合物101的一部分通过生产工具151中的开口152后，一个或多个前体成形研磨颗粒123 可印刷在设置在生产工具151下方的带109上。根据一个特定实施例，前体成形研磨颗粒123可具有一般由开口152的形状和形成过程指定的形状。值得注意的是，混合物101可以快速方式被迫通过生产工具151，使得在开口 152内的混合物101的平均停留时间可小于约2分钟、小于约1分钟、小于约40秒或甚至小于约20秒。在特定非限制性实施例中，混合物101在当它行进通过丝网开口152时的印刷过程中可基本上不改变，因此不经历来自原始混合物的组分量的变化，并且在生产工具151的开口152中可不经历明显干燥。而且，在其他情况下，混合物101可在开口152中经历一定干燥，这可促进混合物101从开口152的脱离，并且还可促进成形研磨颗粒的某些形状特征的形成。

另外，系统151可包括在施加区183内的底部平台198。在形成成形研磨颗粒的过程期间，带109可在底部平台198上行进，这可提供用于形成混合物101的合适基材。

在系统150的操作期间，生产工具151可在方向153上平移，而带109 至少在施加区183内可在与方向153基本上相似的方向110上平移，以促进连续印刷操作。像这样，前体成形研磨颗粒123可印刷到带109上并沿着带 109平移，以经历进一步加工。应了解这种进一步加工可包括在本文实施例中所述的过程，包括例如成形、施加其他材料(例如多个研磨颗粒)、干燥、烧结等等。

在一些实施例中，带109和/或生产工具151可在将混合物101挤出通过模口105之时平移。如系统100中所示，混合物101可在方向191上挤出。带109和/或生产工具151的平移方向110可相对于混合物101的挤出方向191 成角度。尽管平移方向110与挤出方向191之间的角度显示为在系统100中基本上正交，但也预期其他角度，包括例如锐角或钝角。

带109和/或生产工具151可以特定速率平移，以促进加工。例如，带109 和/或生产工具151可以至少约3cm/s的速率平移。在其他实施例中，带109 和/或生产工具151的平移速率可更大，例如至少约4cm/s，至少约6cm/s，至少约8cm/s，或甚至至少约10cm/s。而且，在至少一个非限制性实施例中，带109和/或生产工具151可以以不大于约5cm/s、不大于约1cm/s、或甚至不大于约0.5cm/s的速率在方向110上平移。应了解，带109和/或生产工具151可以在上述最小值和最大值中的任意者之间的范围内的速率平移，并且此外，可以相对于彼此基本上相同的速率平移。此外，对于根据本文实施例的某些过程，相比于在方向191上的混合物101的挤出速率，可控制带109的平移速率，以促进适当的加工。

在混合物101挤出通过模口105之后，可在附着至冲模103的表面的刀口107的下方沿着带109平移混合物101。刀口107可限定在冲模103前缘处的区域，所述区域促进混合物101移位到生产工具151的开口152内。

可控制某些加工参数，以促进本文描述的前体成形研磨颗粒123和最终形成的成形研磨颗粒的特定特征的形成。可控制的一些示例性工艺参数包括脱离距离197、混合物的粘度、混合物的储能模量、底部平台的机械性能、底部平台的几何形状或尺寸特征、生产工具的厚度、生产工具的刚性、混合物的固体含量、混合物的载体含量、脱离角度、平移速度、温度、脱模剂的含量、对混合物施加的压力、带的速度、干燥速率、干燥时间、干燥温度及其组合。

根据一个实施例，一种特定工艺参数可包括控制在填充位置和脱离位置之间的脱离距离197。特别地，脱离距离197可为在冲模103的端部以及生产工具151和带109之间的起始分离点之间的带109平移方向110上测量的距离。

在将混合物101挤入生产工具151的开口152内之后，带109和生产工具151可平移到脱离区185，带109和生产工具151可在脱离区185处分离，以促进前体成形研磨颗粒123的形成。根据一个实施例，生产工具151和带 109可以特定脱离角度在脱离区185内彼此分离。

此后，前体成形研磨颗粒123可平移通过一系列任选的区，在其中可进行各种处理过程。一些合适的示例性处理过程可包括干燥、加热、固化、反应、放射、混合、搅拌、搅动、平坦化、煅烧、烧结、粉碎、筛分、掺杂、浸渍、加湿、将其他研磨颗粒施加到前体成形研磨颗粒的本体及其组合。根据一个实施例，前体成形研磨颗粒123可平移通过任选的成形区113，颗粒的至少一个外表面可在成形区113处如本文实施例中所述成形。此外，前体成形研磨颗粒123可平移通过任选的施加区131，在其中材料例如掺杂剂材料和 /或多个研磨颗粒可如本文实施例中所述施加于前体成形研磨颗粒123的至少一个外表面。

在形成前体成形研磨颗粒123之后，可使颗粒平移通过任何后成型 (post-forming)区125。各种过程可在后成型区125中进行，包括前体成形研磨颗粒123的处理。在一个实施例中，后成型区125可包括加热过程，其中可干燥前体成形研磨颗粒123。干燥可包括去除特定含量的材料(包括挥发物，例如水)。根据一个实施例，干燥过程可在不大于约300℃、例如不大于约280℃ 或甚至不大于约250℃的干燥温度下进行。而且，在一个非限制性实施例中，干燥过程可在为至少约50℃的干燥温度下进行。应了解，干燥温度可在上述最小温度和最大温度中的任意者之间的范围内。此外，前体成形研磨颗粒123 可以以特定速率(如至少约0.2英尺/分钟且不大于约8英尺/分钟)平移通过后成型区125。

此外，干燥过程可进行特定的持续时间。例如，干燥过程可不大于约6 小时，例如不大于约5小时、不大于约4小时、不大于约2小时、或甚至不大于约1小时。而且，干燥过程可为至少约1分钟，例如至少约15分钟或至少约30分钟。应了解，干燥持续时间可在上述最小温度和最大温度中的任意值之间的范围内。例如，在至少一个实施例中，前体成形研磨颗粒可干燥1 至10分钟的持续时间，这可促进在预定应力集中点处和沿着预定应力集中向量的有意断裂。

在前体成形研磨颗粒123平移通过后成型区125之后，可从带109上移出前体成形研磨颗粒123。前体成形研磨颗粒123可在料箱127中收集以用于进一步加工。

根据一个实施例，形成成形研磨颗粒的过程还可包括烧结过程。对于本文实施例的某些过程，可在从带109上收集前体成形研磨颗粒123之后进行烧结。作为另外一种选择，烧结可为在前体成形研磨颗粒123处于带109上之时进行的过程。前体成形研磨颗粒123的烧结可用于将通常为未处理状态的颗粒致密化。在一个特定情况下，烧结过程可促进形成陶瓷材料的高温相。例如，在一个实施例中，可烧结前体成形研磨颗粒123，使得形成氧化铝的高温相，例如α氧化铝。在一种情况下，成形研磨颗粒可包含相对于颗粒总重量至少约90重量％的α氧化铝。在其他情况下，α氧化铝的含量可更大，使得成形研磨颗粒可基本上由α氧化铝组成。

在某些情况下，另一个后成型工艺可包括在凝胶混合物位于开口152中之时或在形成前体成形研磨颗粒123之后(即，在将混合物从生产工具的开口取出之后)，将水分施加到凝胶混合物的一个或多个表面。水分的施加可被称为加湿，并且可进行以促进将多个颗粒施加到混合物101和/或前体成形研磨颗粒123的一个或多个表面。在至少一个实施例中，水分的施加可包括将水分沉积到混合物(在所述混合物位于生产工具151的开口152中之时) 和/或前体成形研磨颗粒123的一个或多个表面。在另一种情况下，其中施加水分可包括润湿混合物101和/或前体成形研磨颗粒123的至少一个表面足够的时间，以相对于在与外部区域间隔开的内部区域处的粘度，改变至少一个表面的外部区域的粘度。此外，应注意，水分的施加可促进混合物101和/或前体成形研磨颗粒123的表面与多个研磨颗粒的凝胶化和充分粘结。根据一个实施例，可将多个研磨颗粒施加到混合物101和/或前体成形研磨颗粒123 的表面，并且在表面上的水可促进研磨颗粒和润湿表面的材料的凝胶化，用于改进粘结。本文提及多个研磨颗粒将包括提及各种类型的颗粒，包括但不限于未加工的或未经烧结的研磨颗粒、经烧结的研磨颗粒等等。

水分的施加可为选择性的，使得其被施加到混合物101和/或前体成形研磨颗粒123的至少一个表面，但可不一定施加到混合物101和/或前体成形研磨颗粒的另一个表面。在一个实施例中，可通过水分沉积来完成水分的施加，包括例如通过将水分喷洒到混合物101和/或前体成形研磨颗粒123的一个或多个表面上。在一个实施例中，水分的施加可包括将混合物和/或前体成形研磨颗粒平移通过具有特定水分含量的环境。可控制环境内的湿度和温度以及混合物和/或前体成形研磨颗粒123平移通过环境的速率，以在混合物101和/ 或前体成形研磨颗粒123的至少一个表面上产生特定的水分。例如，将水分施加到混合物101和/或前体成形研磨颗粒123的至少一个表面可包括将气体导向混合物101和/或前体成形研磨颗粒123的一个或多个表面。在更特定的情况下，施加水分的过程可包括将水蒸气和/或蒸汽导向混合物101和/或前体成形研磨颗粒123的至少一个表面处。

在又一个实施例中，具有特定水分含量的一个或多个装置可接触混合物 101和/或前体成形研磨颗粒123的一个或多个表面，以促进水分的施加。例如，具有合适水分含量的海绵或其他物体可接触混合物101和/或前体成形研磨颗粒123的一个或多个表面。

而且，在另一个实施例中，另一个后成型方法可包括改变混合物101和/ 或前体成形研磨颗粒123的粘度，以促进多个研磨颗粒附着到至少一个表面。改变混合物的粘度可包括在混合物101和/或前体成形研磨颗粒123的表面上沉积第二材料，或者使用改变混合物101和/或前体成形研磨颗粒123在外部区域处的粘度的方法。例如，在某些情况下，改变粘度可包括施加粘着材料，例如有机或无机粘结剂材料。一种或多种这样的材料可选择性地沉积在混合物101和/或前体成形研磨颗粒123的一个或多个表面上，以促进多个研磨颗粒施加到表面。

在另一个实施例中，改变粘度可包括一种或多种粘度调节剂的施加，与和外部区域间隔开且不用粘度调节剂处理的混合物101和/或前体成形研磨颗粒123的内部区域相比，所述粘度调节剂可增加或降低混合物101和/或前体成形研磨颗粒123在外部区域处的粘度。这种粘度变化可适合于附着多个研磨颗粒。

根据一个实施例，形成研磨颗粒的方法可包括形成混合物101和/或前体成形研磨颗粒123，并且将多个研磨颗粒附着到混合物101的至少一个表面和 /或前体成形研磨颗粒123的本体的至少一个表面。在某些情况下，附着过程可在施加区131中发生，其中一个或多个施加头132可促进多个研磨颗粒沉积到前体成形研磨颗粒123的主要外表面(例如，上表面)上。用于附着多个研磨颗粒的各种合适的方法可包括沉积方法，例如喷砂、突出、压制、重力涂布、模塑、冲压及其组合。而且，应了解，施加可在混合物101位于生产工具151中之时发生。

根据一个实施例，附着多个研磨颗粒的过程可包括使多个研磨颗粒朝向混合物101和/或前体成形研磨颗粒123的至少一个表面强制地突出。应了解，本文提及将多个研磨颗粒附着到至少一个表面可包括在混合物保留在生产工具151(例如，模具或丝网)中之时，或者在混合物101已从生产工具151取出且前体成形研磨颗粒123已形成之后，将多个研磨颗粒附着到混合物101 的表面。混合物101和/或前体成形研磨颗粒123的一部分或全部可具有与之附着的多个研磨颗粒。在至少一个实施例中，将多个研磨颗粒强制地突出到混合物101或前体成形研磨颗粒123上包括对包含载体和多个研磨颗粒的沉积材料施加受控力，并且将多个研磨颗粒中的至少一部分嵌入混合物101或前体成形研磨颗粒123的表面内。例如，沉积材料可包括其可为气体的载体。合适的气态材料可包括水蒸气、蒸汽、惰性气体、空气或其组合。

在至少一个实施例中，混合物101和/或前体成形研磨颗粒123的一个或多个表面的加湿和研磨颗粒的沉积可分开发生，并且更具体而言，加湿过程可在沉积过程之前发生。而且，在替代实施例中，加湿过程和沉积过程可在水蒸气和/或蒸汽和多个研磨颗粒的混合物被导向混合物101和/或前体成形研磨颗粒123的至少一个表面时同时发生。

可调节用于突出载气和多个研磨颗粒的力或压力，以促进研磨颗粒适当附着到混合物101和/或前体成形研磨颗粒123的表面。值得注意的是，该力或压力可基于一个或多个加工参数进行调整，所述加工参数包括但不限于混合物101和/或前体成形研磨颗粒123的表面的粘度、多个研磨颗粒的中值粒径、突出的多个研磨颗粒的含量(重量或体积)/单位时间、在投影期间环境的湿度、在投影期间的温度、生产工具或凝胶的平移速度、通过多个研磨颗粒的所需覆盖水平或其组合。

在至少一个实施例中，多个研磨颗粒附着到前体成形研磨颗粒的本体的过程可在本体的基本干燥之前发生。值得注意的是，在某些情况下，前体成形研磨颗粒中的一些水分可促进多个研磨颗粒的适当附着。根据一个实施例，可发生附着过程，使得在附着期间前体成形研磨颗粒的水分含量(即，液体的重量百分比)与将混合物101放置在生产工具151中时混合物101的水分含量的差异可不大于约70％。百分比差异可根据式[(Mc1-Mc2)/Mc1]x100％计算，其中Mc1是在放置到生产工具151内期间混合物101的水分含量，并且Mc2是在附着期间前体成形研磨颗粒的水分含量。在其他情况下，在附着期间前体成形研磨颗粒的水分含量与将混合物101放置在生产工具151中时混合物101的水分含量的差异可不大于约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％。而且，在至少一个非限制性实施例中，在附着期间前体成形研磨颗粒的水分含量可与将混合物101放置在生产工具151中时混合物101的水分含量基本上相同或完全相同。

在至少一个实施例中，多个研磨颗粒附着到前体成形研磨颗粒的本体的过程可包括在研磨颗粒附着之前加湿前体成形研磨颗粒的表面。例如，在前体成形研磨颗粒的表面处的水分含量可在附着过程之前增加，使得水分含量可几乎等于或高于将混合物101设置在生产工具151中时混合物101的水分含量。

根据另一个实施例，多个研磨颗粒附着到混合物101和/或前体成形研磨颗粒123的本体的过程可包括将混合物101沉积到包括多个成形研磨颗粒的研磨颗粒层上。例如，生产工具可被制备成具有包含在表面上的研磨颗粒层，混合物101沉积在其上并形成为前体成形研磨颗粒，使得混合物101直接沉积在多个研磨颗粒上。在这种情况下，将混合物101成形为前体成形研磨颗粒123的过程和多个研磨颗粒的附着可同时完成。例如，带109的上表面可被制备成包含研磨颗粒层，并且混合物101可被挤出到生产工具151的开口152内以及在带109的上表面上的研磨颗粒层上。生产工具151然后可从带 109去除，并且前体成形研磨颗粒123可具有附着到其底表面的多个研磨颗粒，所述底表面与带109接触。应了解，另外的过程可用于将多个研磨颗粒附着到其他表面，包括将多个研磨颗粒附着到混合物101和/或前体成形研磨颗粒 123的上表面的沉积过程。考虑一个或多个过程可用于将多个研磨颗粒附着到混合物101和/或前体成形研磨颗粒123的本体的一个或多个表面，包括但不限于前体成形研磨颗粒123的本体的底表面、上表面和侧表面。

在又一个实施例中，混合物101和/或前体成形研磨颗粒123的本体可放置到在基材上平移的生产工具内，其中多个研磨颗粒上覆基材的表面。基材可冲压到生产工具的侧面和混合物101和/或前体成形研磨颗粒123内，使得多个研磨颗粒被沉积并且至少部分地嵌入混合物101和/或前体成形研磨颗粒 123内。

根据一个实施例，可将多个研磨颗粒作为未经烧结的颗粒施加或粘结到混合物101和/或前体成形研磨颗粒123的本体的至少一个表面。即，多个研磨颗粒可为原料，其与混合物101和/或前体成形研磨颗粒123一起经历进一步加工，以在成形研磨颗粒的本体的表面上形成经烧结的研磨颗粒。例如，多个研磨颗粒可包括包含氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、碳氧化物、氮氧化物或其组合的组中的至少一种材料的原料。在特定情况下，多个研磨颗粒可包括勃姆石或拟薄水铝石材料且如上所述。勃姆石或拟薄水铝石材料可以与混合物相同的方式进行加工，包括添加种子材料、固定剂(pinning agent)、其他添加剂等等。在一个特定实施例中，多个研磨颗粒包括与用于形成成形研磨颗粒的本体的混合物中所包含的相同的材料。

在一个实施例中，该方法可包括在将多个研磨颗粒附着到前体成形研磨颗粒之后，干燥前体成形研磨颗粒和多个研磨颗粒。此外，应了解，在某些情况下，该方法可包括在将多个研磨颗粒附着到前体成形研磨颗粒之后，煅烧前体成形研磨颗粒和多个研磨颗粒。此外，该方法可包括在将多个研磨颗粒附着到前体成形研磨颗粒上之后，烧结前体成形研磨颗粒和多个研磨颗粒，以形成复合成形研磨颗粒。

图2包括根据一个实施例用于形成成形研磨颗粒的系统的一部分的图示。值得注意的是，图2的系统150包括与图1A的系统150相同的一些部件，但不包括在工具151下方的带109。值得注意的是，图2的工具151可为丝网的形式，如图1A所示，其中腔152延伸穿过工具151的整个厚度。而且，应了解，图2的工具151可形成为使得腔152延伸工具151的整个厚度的一部分，并且具有底表面，使得被配置为容纳和成形混合物101的空间的体积由底表面和侧表面限定。本文在其他实施例中描述的所有过程均可与图2所示的系统一起利用，包括但不限于可促进混合物101从腔152取出以形成前体成形研磨颗粒的干燥操作。即，当包含在工具151的腔152中之时，混合物101 可经历一些明显的干燥。此外，在混合物101位于腔中之时或在混合物101 已从腔152取出之后，将多个研磨颗粒附着至混合物101的一个或多个表面 (即，在前体成形研磨颗粒的表面上)的过程可与图2的系统150一起利用。

图2的系统可包括美国专利号9,200,187中所述的一个或多个部件。例如，系统150可包括在将混合物挤出到工具151的腔152内的期间在工具151下方并邻接工具151的垫板。垫板可允许腔152由混合物101填充。工具151 可在垫板上平移，使得当混合物101沉积在腔152中时，工具抵靠沉积区中的垫板，并且当工具151从沉积区移开时，工具151平移离开垫板。

工具可被平移到喷射区，在喷射区处至少一个喷射组件可被配置成将喷射材料导向包含在腔152内的混合物101处，并且从腔喷出混合物101以形成前体成形研磨颗粒。喷射材料可包括气溶胶，所述气溶胶包含气相组分、液相组分、固相组分及其组合。

图3包括根据一个实施例的研磨颗粒的图像。研磨颗粒可为复合成形研磨颗粒300，其包括具有本体301的成形研磨颗粒和附着到至少一个表面303 (例如成形研磨颗粒的本体301的主表面)的多个研磨颗粒302。如所示，成形研磨颗粒可具有如在由本体301的长度(L)和宽度(W)限定的平面中观察到的三角形二维形状。然而，应了解，成形研磨颗粒可具有其他二维形状，包括但不限于多边形、椭圆形、数字、希腊字母字符、拉丁字母字符、俄语字母字符、具有多边形形状的组合的复杂形状及其组合。

根据一个实施例，成形研磨颗粒可包括第一主表面303、与第一主表面相对的第二主表面(例如底表面)、以及在第一主表面和第二主表面之间延伸的侧表面。多个研磨颗粒302可粘结到本体的任何表面，包括例如本体301 的第一主表面303。在其他情况下，多个研磨颗粒302可粘结到本体的至少两个表面。例如，多个研磨颗粒302可粘结到本体301的至少两个主表面，例如与本体301的所有表面相比具有最大表面积的那些表面，其在图3的颗粒中可包括第一主表面和第二主表面。在另外其他实施例中，多个研磨颗粒302 可粘结到本体301的至少两个表面，其可包括一个或多个侧表面。例如，多个研磨颗粒302可粘结到本体301的上表面和侧表面。可替代地，多个研磨颗粒302可粘结到本体301的底表面和侧表面。应了解，在至少一个实施例中，多个研磨颗粒302可附着到成形研磨颗粒的本体301的所有表面。而且，某些实施例可利用研磨颗粒的选择性放置，使得某些表面(例如本体301的一个或多个主表面)具有与之附着的多个研磨颗粒，但一个或多个其他表面 (例如，本体301的侧表面)可基本上不含多个研磨颗粒。基本上不含研磨颗粒的表面可包括少量研磨颗粒，其可意外地沉积或粘结到表面，但缺乏研磨颗粒在整个表面上的完全覆盖。例如，表面可包括不大于10个研磨颗粒，并且被视为基本上不含研磨颗粒。在再一种情况下，表面可不具有粘结到表面的研磨颗粒并且基本上不含研磨颗粒。包括成形研磨颗粒和附着到一个或多个表面的多个研磨颗粒的那些研磨颗粒可称为复合研磨颗粒。

在某些情况下，控制在成形研磨颗粒的本体上的多个研磨颗粒的覆盖百分比可促进研磨颗粒的改进形成、展开和/或性能。对于本文实施例的某些研磨颗粒，多个研磨颗粒302可覆盖成形研磨颗粒的本体301的总表面积的至少约1％。在其他情况下，覆盖成形研磨颗粒的本体301的外表面的多个研磨颗粒302可更大，例如成形研磨颗粒的本体301的总表面积的至少约5％、至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％或甚至至少99％。而且，在至少一个实施例中，多个研磨颗粒302可覆盖成形研磨颗粒的本体301的总表面积的不大于 99％，例如不大于95％、不大于90％、不大于85％、不大于80％、不大于70％、不大于60％、不大于50％、不大于40％、不大于30％、不大于20％、或甚至不大于10％。应了解，多个研磨颗粒302可覆盖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成形研磨颗粒的本体301的总表面积的百分比。

对于本文实施例的某些研磨颗粒，可控制在成形研磨颗粒的本体的一个表面上的多个颗粒的覆盖率，以促进研磨颗粒的改进形成、展开和/或性能。例如，多个研磨颗粒302可覆盖成形研磨颗粒的本体的外表面(例如，第一主表面、第二主表面、侧表面等)的总表面积的至少约1％。在其他情况下，在成形研磨颗粒的本体的给定表面上的多个研磨颗粒的覆盖百分比可更大，例如成形研磨颗粒的本体301的总表面积的至少约5％、至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、或甚至至少95％、或甚至至少99％或甚至100％。而且，在至少一个实施例中，多个研磨颗粒302可覆盖成形研磨颗粒的本体301的总表面积的不大于 100％，例如不大于99％、或不大于95％、不大于90％、不大于85％、不大于 80％、不大于70％、不大于60％、不大于50％、不大于40％、不大于30％、不大于20％、或甚至不大于10％。应了解，多个研磨颗粒302可覆盖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成形研磨颗粒的本体301 的总表面积的百分比。例如，多个研磨颗粒可覆盖第一主表面的总表面积的至少1％且不大于99％。在又一个实施例中，多个研磨颗粒可覆盖第一主表面的总表面积的至少30％且不大于99％。在又一个实施例中，多个研磨颗粒可覆盖第一主表面的总表面积的至少40％且不大于99％。根据另一个方面，多个研磨颗粒可覆盖第一主表面的总表面积的至少80％且不大于99％。

对于本文实施例的某些研磨颗粒，可控制在成形研磨颗粒的本体的一个表面上的多个颗粒的覆盖率，以促进研磨颗粒的改进形成、展开和/或性能。例如，在一个实施例中，研磨颗粒可包括在成形研磨颗粒的本体的主表面上的多个研磨颗粒中的至少10个颗粒。在另外其他情况下，在本体的第一主表面上的多个研磨颗粒中的颗粒数目可更大，例如至少12、或至少15、或至少 18、或至少20、或至少22、或至少25、或至少27、或至少30。而且，取决于形成条件，在本体的第一主表面上的平均颗粒数目可不大于500，例如不大于400、或不大于300、或不大于200、或不大于100、或不大于80、或不大于60、或不大于50。应了解，在成形研磨颗粒的本体的第一主表面上的研磨颗粒的平均数目可在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内。例如，研磨颗粒的平均数目可为至少10且不大于500，例如至少10且不大于200，或至少15且不大于200、或至少20且不大于100。此外，应了解，这种平均数目对于成形研磨颗粒的本体的任何其他表面可能是真实的。

根据一个实施例，多个研磨颗粒302可占研磨颗粒300的总重量的至少1 重量％，例如至少2重量％、至少3重量％、至少4重量％、至少5重量％、至少6重量％、至少7重量％、至少8重量％、至少9重量％、至少10重量％、至少约20重量％、至少约30重量％、至少约40重量％、或甚至至少约50重量％。而且，在非限制性实施例中，多个研磨颗粒302可为研磨颗粒300的总重量的不大于约80重量％，例如不大于约60重量％、不大于约40重量％、不大于约30重量％、或甚至不大于约20重量％、不大于10重量％、不大于8 重量％、不大于6重量％、不大于5重量％、或不大于4重量％、或甚至不大于3重量％。应了解，多个研磨颗粒302可占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的总重量的特定重量百分比。还应了解，这样的百分比可表示对于多个研磨颗粒计算的平均值，其中每个研磨颗粒包括成形研磨颗粒，其具有粘结到成形研磨颗粒的本体的至少一个表面的多个研磨颗粒。这些平均值是根据研磨颗粒的随机和统计学相关的样品量来计算的。

多个研磨颗粒的重量百分比可通过获得包含最少300mg研磨颗粒的第一颗粒样品来计算，所述研磨颗粒具有粘结到至少一个表面的多个研磨颗粒。测量颗粒的质量(M1)。颗粒铺展在提供合适对比度的平坦表面上，以精确计数颗粒数目(N)。使用相机来拍摄颗粒的图片，并且使用合适的成像软件(例如，imageJ)来计数经涂布颗粒的数目(N1)。根据式Mg1＝M1/N1计算具有多个研磨颗粒的晶粒的平均质量/砂粒(Mg1)。对于不含多个研磨颗粒的颗粒(即裸露研磨颗粒)样品进行相同的过程。对于裸露样品计算平均质量/砂粒(Mg2)。然后根据式100x[(Mg2-Mg1)/Mg1]计算多个研磨颗粒的平均重量百分比。

多个研磨颗粒302可选自特定类型的材料，以促进复合成形研磨颗粒的合适形成。例如，多个研磨颗粒302可包括来自氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、碳氧化物、氮氧化物、硼氧化物、天然矿物质、合成材料、碳基材料及其组合的材料。在一个特定实施例中，多个研磨颗粒可包括氧化铝，且更特别地可基本上由α-氧化铝组成。

对于至少一个实施例，多个研磨颗粒302可包括具有相对于本体301的 CTE的特定热膨胀系数(CTE)的材料，其可促进研磨颗粒的改进形成、展开和 /或性能。例如，根据式[(CTE1-CTE2)/CTE1]x100％，多个研磨颗粒302可具有的CTE与成形研磨颗粒的本体301的CTE的差异不大于约50％，其中CTE1 表示相对于CTE2的较高CTE值。在某些情况下，多个研磨颗粒302可具有的CTE小于本体301的CTE。在另一个实施例中，多个研磨颗粒302可具有的CTE大于本体301的CTE。而且，多个研磨颗粒302可具有的CTE与本体301的CTE相比的差异不大于约40％、不大于约30％、不大于约20％、或甚至不大于约10％。而且，在一个非限制性实施例中，多个研磨颗粒302的 CTE可与本体301的CTE基本上相同。在又一个实施例中，多个研磨颗粒302 的CTE与本体301的CTE相比的差异可为至少约0.5％、至少约1％、或至少约3％。应了解，多个研磨颗粒可具有的相对于本体的CTE的CTE差异在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内。可在烧结后的最终形成的研磨颗粒中测量成形研磨颗粒的本体和多个研磨颗粒的CTE。

根据一个实施例，多个研磨颗粒302选自压碎晶粒、不规则形状的晶粒、细长晶粒、附聚物、聚集体、细成形研磨颗粒、薄片及其组合。在一种特定情况下，多个研磨颗粒基本上由压碎晶粒组成，所述压碎晶粒可具有大致不规则的形状。薄片可为具有相对于颗粒的宽度和长度非常小的厚度的细长晶粒或非细长晶粒。

成形研磨颗粒可通过特定方法形成，包括如本文所述的模塑、印刷、铸造、挤出等等，并且将在本文中进一步描述。在至少一个实施例中，与成形研磨颗粒301的本体301相比，多个研磨颗粒302中的至少一部分可包括明显更细尺寸的成形研磨颗粒。包括在上覆成形研磨颗粒的本体301的多个研磨颗粒302中的成形研磨颗粒可具有在本文的实施例中限定的成形研磨颗粒的任何属性。

成形研磨颗粒的本体301可具有长度(L)、宽度(W)和高度(H)，其中 L>W>H。长度可限定本体301的最长尺寸，并且在一些情况下，可等于限定宽度的尺寸。在一个实施例中，宽度一般可限定本体301的第二最长尺寸，但是在某些情况下，宽度可具有与长度相同的值。高度一般可限定本体的最短尺寸，并且可在垂直于由本体301的长度和宽度限定的平面的方向上延伸。根据一个特定实施例，宽度可大于或等于高度。

根据一个实施例，如通过在本体301上可测量的最大尺寸(即长度)测量的，成形研磨颗粒的本体301可具有至少约100微米的平均粒径。事实上，成形研磨颗粒的本体301可具有至少约150微米，例如至少约200微米、至少约300微米、至少约400微米、至少约500微米、至少约500微米、至少约600微米、至少约800微米、或甚至至少约900微米的平均粒径。而且，研磨颗粒可具有不大于约5mm，例如不大于约3mm、不大于约2mm、或甚至不大于约1.5mm的平均粒径。应了解，研磨颗粒可具有在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的平均粒径。

包含在成形研磨颗粒或多个研磨颗粒的本体内的磨粒(即微晶)可具有一般不大于约100微米的平均晶粒尺寸。在其他实施例中，平均晶粒尺寸可较小，例如不大于约80微米、不大于约50微米、不大于约30微米、不大于约20微米、不大于约10微米、不大于约1微米、不大于约0.9微米、不大于约0.8微米、不大于约0.7微米、或甚至不大于约0.6微米。而且，在研磨颗粒的本体内包含的磨粒的平均晶粒尺寸可为至少约0.01微米，例如至少约0.05 微米、至少约0.06微米、至少约0.07微米、至少约0.08微米、至少约0.09 微米、至少约0.1微米、至少约0.12微米、至少约0.15微米、至少约0.17微米、至少约0.2微米、或甚至至少约0.5微米。应了解，磨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平均晶粒尺寸。

多个研磨颗粒302可具有相对于成形研磨颗粒的本体301的一个或多个尺寸的特定中值粒径。例如，多个研磨颗粒302可具有的中值粒径(D50)可不大于成形研磨颗粒的本体301的长度(L)。更特别地，多个研磨颗粒302可具有的中值粒径(D50)不大于本体301的长度(L)的约90％，例如不大于长度的约 80％、不大于长度的约70％、不大于长度的约60％、不大于长度的约50％、不大于长度的约40％、不大于约长度的30％、不大于长度的约25％、不大于长度的约20％、不大于长度的约18％、不大于长度的约15％、不大于长度的约12％、不大于长度的约10％、不大于长度的约8％、不大于长度的约6％、或甚至不大于长度的约5％。而且，在另一个非限制性实施例中，多个研磨颗粒302可具有的中值粒径(D50)为本体301的长度(L)的至少约0.1％，例如长度的至少约0.5％、长度的至少约1％、或甚至长度的至少约2％、长度的至少约3％、长度的至少约4％、长度的至少约5％、长度的至少约6％、长度的至少约7％、长度的至少约8％、长度的至少约9％、长度的至少约10％、长度的至少约10％、长度的至少约12％、长度的至少约15％、长度的至少约18％、长度的至少约20％、长度的至少约25％、或甚至长度的至少约30％。应了解，多个研磨颗粒302可具有在包括上述最小百分比和最大百分比中任意值的范围内的中值粒径(D50)。

根据一个特定实施例，多个研磨颗粒302可具有的中值粒径(D50)为成形研磨颗粒的本体的长度(L)的至少0.1％且不大于约90％，其可通过 [(D50)/(L)]x100％进行计算。在另一个实施例中，多个研磨颗粒302可具有的中值粒径(D50)为成形研磨颗粒的本体的长度的至少0.1％且不大于约50％，例如本体的长度的至少0.1％且不大于约20％、或至少0.1％且不大于约10％、或至少0.1％且不大于约8％、或至少0.1％且不大于约6％、或至少0.1％且不大于约5％、或甚至至少1％且不大于5％。此外，在某些情况下已注意到，与本体的长度相比，多个研磨颗粒302的相对中值粒径(D50)可影响研磨颗粒在本体上的覆盖百分比。

在另一个实施例中，多个研磨颗粒302可具有的中值粒径(D50)不大于本体301的宽度(W)的约90％，例如不大于宽度的约80％、不大于宽度的约70％、不大于宽度的约60％、不大于宽度的约50％、不大于宽度的约40％、不大于宽度的约30％、不大于宽度的约25％、不大于宽度的约20％、不大于宽度的约18％、不大于宽度的约15％、不大于宽度的约12％、不大于宽度的约10％不大于宽度的8％、不大于宽度的6％、或甚至不大于宽度的5％。而且，在另一个非限制性实施例中，多个研磨颗粒302可具有的中值粒径(D50)为本体301 的宽度(W)的至少约0.1％，例如宽度的至少约0.5％、宽度的至少约1％、宽度的至少约2％、宽度的至少约3％、宽度的至少约4％、宽度的至少约5％、宽度的至少约6％、宽度的至少约7％、宽度的至少约8％、宽度的至少约9％、宽度的至少约10％、宽度的至少约12％、宽度的至少约15％、宽度的至少约 18％、宽度的至少约20％、宽度的至少约25％、宽度的至少约30％。应了解，多个研磨颗粒302可具有在包括上述最小百分比和最大百分比中任意值的范围内的中值粒径(D50)。

根据一个特定实施例，多个研磨颗粒302可具有的中值粒径(D50)为成形研磨颗粒的本体的宽度的至少0.1％且不大于约90％，其可通过 [(D50)/(W)]x100进行计算。在另一个实施例中，多个研磨颗粒302可具有的中值粒径(D50)为成形研磨颗粒的本体的宽度的至少0.1％且不大于约50％，例如本体的宽度的至少0.1％且不大于约20％、或至少0.1％且不大于约10％、或至少0.1％且不大于约8％、或至少0.1％且不大于约6％、或至少1％且不大于约6％、或甚至为至少1％且不大于4％。此外，在某些情况下已注意到，与本体的宽度相比，多个研磨颗粒302的相对中值粒径(D50)可影响研磨颗粒在本体上的覆盖百分比。

在另一个实施例中，多个研磨颗粒302可具有的中值粒径(D50)不大于本体301的高度的约90％，例如不大于高度的约80％、不大于高度的约70％、不大于高度的约60％、不大于高度的约50％、不大于高度的约40％、不大于高度的约30％、不大于高度的约25％、不大于高度的约20％、不大于高度的约18％、不大于高度的约15％、不大于高度的约12％、不大于高度的约10％、不大于高度的约8％、不大于高度的约6％、不大于高度的约5％。而且，在另一个非限制性实施例中，多个研磨颗粒302可具有的中值粒径(D50)为本体301 的高度的至少约0.1％，例如高度的至少约0.5％、高度的至少约1％、高度的至少约2％、高度的至少约3％、高度的至少约4％、高度的至少约5％、高度的至少约6％、高度的至少约7％、高度的至少约8％、高度的至少约9％、高度的至少约10％、高度的至少约12％、高度的至少约15％、高度的至少约18％、高度的至少约20％、高度的至少约25％、高度的至少约30％。应了解，多个研磨颗粒302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中值粒径(D50)。

根据一个特定实施例，多个研磨颗粒302可具有的中值粒径(D50)为成形研磨颗粒的本体的高度的至少0.1％且不大于约90％，其可通过[(D50)/(H)]x100 进行计算。在另一个实施例中，多个研磨颗粒302可具有的中值粒径(D50)为成形研磨颗粒的本体的高度的至少0.1％且不大于约50％，例如本体的高度的至少0.1％且不大于约20％、或至少1％且不大于约18％、或至少5％且不大于约18％、或至少8％且不大于约16％。此外，在某些情况下已注意到，与本体的高度相比，多个研磨颗粒302的相对中值粒径(D50)可影响研磨颗粒在本体上的覆盖百分比。

根据一个实施例，多个研磨颗粒302可具有不大于约1mm，例如不大于约800微米，不大于约500微米、或不大于300微米、或不大于200微米、或不大于100微米、或不大于90微米、或不大于80微米、或不大于70微米、或不大于65微米、或不大于60微米、或不大于50微米、或甚至不大于40 微米的中值粒径(D50)。而且，在一个非限制性实施例中，多个研磨颗粒302 可具有至少约0.1微米，例如至少约0.5微米、或至少1微米、或至少2微米、或至少3微米、或至少5微米、或至少10微米、或至少15微米、或至少20 微米、或至少25微米、或至少30微米的中值粒径(D50)。应了解，研磨颗粒可具有在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的中值粒径。例如，多个研磨颗粒可具有至少0.1微米且不大于500微米、或至少0.5微米且不大于 100微米、或至少1微米且不大于65微米的中值粒径(D50)。在某些情况下已注意到，多个研磨颗粒302的中值粒径(D50)可影响研磨颗粒的形成、展开和/ 或性能。

对于至少一个实施例，多个研磨颗粒中的至少一部分研磨颗粒可至少部分地嵌入成形研磨颗粒的本体301的至少一个表面中。此外，在某些情况下，该部分可包括可至少部分地嵌入成形研磨颗粒的本体301的至少一个表面中的多个研磨颗粒302中的大部分研磨颗粒。根据另一个实施例，多个研磨颗粒中的一部分可为至少部分地嵌入本体301的至少一个表面内的多个研磨颗粒中的小部分颗粒。应了解，与上覆本体301的表面的颗粒相反，嵌入的颗粒可延伸到本体301的外表面下方的本体的体积内，但不能嵌入并延伸到本体301的体积内(例如，作为某种类型的涂层施加的颗粒)。此外，嵌入的研磨颗粒的特征不同于图案化的表面特征，例如凹槽或圆形突起，其中研磨颗粒嵌入成形研磨颗粒的本体的体积内，并且多个研磨颗粒具有从表面突出的尖锐和不规则的拐角(例如，在压碎和不规则的成形研磨颗粒的上下文中)。不希望受特定理论的束缚，认为多个研磨颗粒的尖锐和不规则的表面，以及研磨颗粒在成形研磨颗粒的表面上的随机分布，可影响复合研磨颗粒的自锐行为，并且因此可提高研磨颗粒和相关研磨制品的性能。多个研磨颗粒还可促进研磨颗粒在某些粘结基质材料中的改进的保留，包括例如在经涂布磨料的粘结层中或在经粘结研磨制品内的粘结材料的三维体积内。

根据一个实施例，多个研磨颗粒中的至少一个研磨颗粒可附着到成形研磨颗粒的本体的表面并且限定了锐接触角。值得注意的是，根据本文的方法提供多个研磨颗粒可促进以限定锐角的方式将多个研磨颗粒中的一个或多个研磨颗粒附着到本体。可获得研磨颗粒的随机样品。每个研磨颗粒可与穿过本体的中半部的纵向轴线横向地分段或研磨。为了获得横截面的合适视图，如图10所示，其中清楚地显示了成形研磨颗粒1001的本体，并且附着到至少一个主表面1004的多个研磨颗粒1002也是可见的。每个研磨颗粒可固定在环氧树脂中，所述环氧树脂被固化和硬化。在将每个研磨颗粒固定在环氧树脂中之后，可使用切片锯来切出每个研磨颗粒和围绕每个研磨颗粒的一部分环氧树脂，使得形成离散的样品并且样品包括被大量环氧树脂包围的整个研磨颗粒。然后将每个样品抛光以去除晶粒的一部分，并且暴露用于评估暴露的晶粒的接触面积的横向平面。横向平面应该是光滑的，使得所得到的横截面的周长被良好限定。如果需要，则可将所得到的横截面平面抛光至均匀的高度。

在完成上述样品制备之后，可固定每个研磨颗粒且通过光学显微镜(例如，Olympus DSX500)以10倍的放大率与2mm的视野来观察。使用光学显微镜，获得每个研磨颗粒的横截面的图像，如图11中提供的。使用适合的成像程序例如ImageJ(可得自NationalInstitute of Health)，测量由研磨颗粒的邻接表面和本体的表面产生的接触角。

参考图11，研磨颗粒1101可与本体1104的主表面1103形成接触角1102。值得注意的是，研磨颗粒中的至少一部分与本体形成的接触角小于90度。例如，研磨颗粒接触角可小于88度，例如小于85度、或小于80度、或小于75 度、或小于70度、或小于65度、或小于60度、或小于55度、或小于50度、或小于45度、或小于40度、或小于35度、或小于30度、或小于25度、或小于20度、或小于15度、或小于10度、或小于5度。在又一个实施例中，研磨颗粒接触角可为至少1度、或至少5度、或至少10度、或至少15度、或至少20度、或至少25度、或至少30度、或至少35度度、或至少40度。应了解，研磨颗粒接触角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，多个研磨颗粒302中的至少一部分可直接粘结到成形研磨颗粒的本体301的至少一个表面。更特别地，多个研磨颗粒302中的至少一部分可烧结粘结到成形研磨颗粒的本体301的至少一个表面。在至少一个实施例中，多个研磨颗粒302中的所有研磨颗粒均可烧结粘结到成形研磨颗粒的本体301的至少一个表面。

图4包括根据一个实施例的研磨颗粒的上表面的三维图像。如所示，研磨颗粒400包括本体401，其具有上表面402，上表面402具有与之附着的多个研磨颗粒。如三维映射图像中所示，多个研磨颗粒产生具有粗糙轮廓的上表面，粗糙轮廓具有多个随机排列的峰和谷。这种粗糙轮廓可促进相对于具有光滑表面的成形研磨颗粒，在各种经固定研磨制品中研磨颗粒的改进粘结。此外，上表面402的粗糙和变化的轮廓可促进在各种经固定磨料中改进的研磨性能，因为存在与常规的光滑表面的成形研磨颗粒相比更多数目的尖锐研磨表面。在某些情况下，粗糙轮廓的存在可限制了以特定取向部署研磨颗粒的需要，这一般是常规成形研磨颗粒，特别是经涂布研磨制品中的所需方法。而且，在其他实施例中，将研磨颗粒以特定取向部署在经固定磨料中可能是有利的，其中包括多个研磨颗粒的一个或多个表面具有相对于经固定研磨制品内的一个或多个参考轴线的受控取向。

根据一个实施例，多个研磨颗粒可附着到第一主表面，并且第一主表面可具有的表面粗糙度大于具有与之附着的较少研磨颗粒的本体的另一个表面 (例如，侧表面)的表面粗糙度。在一个特定实施例中，第一主表面可包括与之粘结的多个研磨颗粒，并且本体可基本上不含粘结到侧表面的任何研磨颗粒，并且在这种情况下，第一主表面的表面粗糙度可明显大于侧表面。可使用任何合适的技术包括例如光学计量技术来测量表面粗糙度。在又一个实施例中，第一主表面可包括与之粘结的多个研磨颗粒，并且本体可基本上不含粘结到第二主表面的任何研磨颗粒，并且在这种情况下，第一主表面的表面粗糙度可明显大于第二主表面。

图5包括根据一个实施例的成形研磨颗粒的透视图图示。成形研磨颗粒 500可包括本体501，所述本体501包括主表面502、主表面503、以及在主表面502和503之间延伸的侧表面504。如图5所示，成形研磨颗粒500的本体501是薄形本体，其中主表面502和503大于侧表面504。此外，本体501 可包括从点延伸到基部并且穿过主表面502上的中点550的轴线510。轴线 510可限定延伸穿过主表面502的中点550的主表面的最长尺寸，根据几何形状其可为本体的长度或宽度，但在图5所示的实施例中，限定宽度。本体501 还可包括限定大致垂直于在相同主表面502上的轴线510延伸的本体501尺寸的轴线511，在等边三角形的所示实施例中，所述轴线510限定本体501的长度。最后，如所示，本体501可包括垂直轴线512，其在薄形本体的上下文中可限定本体501的高度(或厚度)。对于薄形本体，轴线510的长度等于或大于垂直轴线512。如所示，高度512可沿着主表面502和503之间的侧表面504延伸，并且垂直于由轴线510和511限定的平面延伸。应了解，本文提及研磨颗粒的长度、宽度和高度可为提及从研磨颗粒批料的研磨颗粒的合适取样量取得的平均值。

成形研磨颗粒可包括本文实施例的研磨颗粒的任何特征。例如，成形研磨颗粒可包括结晶材料，并且更特别地，可包括多晶材料。值得注意的是，多晶材料可包括磨粒。在一个实施例中，研磨颗粒的本体包括例如成形研磨颗粒的本体可基本上不含有机材料，包括例如粘结剂。在至少一个实施例中，研磨颗粒可基本上由多晶材料组成。

用作研磨颗粒的一些合适的材料可包括氮化物、氧化物、碳化物、硼化物、氮氧化物、硼氧化物、金刚石、含碳材料及其组合。在特定情况下，研磨颗粒可包括氧化物化合物或复合物，例如氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化钇、氧化铬、氧化锶、氧化硅、氧化镁、稀土氧化物及其组合。在一个特定实施例中，研磨颗粒可包括相对于本体的总重量至少95重量％的氧化铝。在至少一个实施例中，研磨颗粒可基本上由氧化铝组成。而且，在某些情况下，研磨颗粒可包括相对于本体的总重量不大于99.5重量％的氧化铝。此外，在特定情况下，成形研磨颗粒可由接种的溶胶-凝胶形成。在至少一个实施例中，本文实施例的研磨颗粒可基本上不含铁、稀土氧化物及其组合。

根据某些实施例，某些研磨颗粒可为组合复合制品，其包括在成形研磨颗粒的本体内或在多个研磨颗粒中的研磨颗粒的本体内的至少两种不同类型的晶粒。应了解，不同类型的晶粒是具有相对于彼此的不同组成的晶粒。例如，成形研磨颗粒的本体可形成为使得其包括至少两种不同类型的晶粒，其中两种不同类型的晶粒可为氮化物、氧化物、碳化物、硼化物、氮氧化物、硼氧化物、碳基材料、金刚石、天然存在的矿物质、含稀土材料及其组合。

图5包括具有如由上主表面502或主表面503的平面限定的二维形状的成形研磨颗粒的图示，其具有大致三角形的二维形状，例如等边三角形。应了解，本文实施例的成形研磨颗粒不受此限制，并且可包括其他二维形状。例如，本文实施例的成形研磨颗粒可包括具有本体的颗粒，所述本体具有来自下述形状的如由本体的主表面限定的二维形状：多边形、不规则多边形、包括弧形或弯曲侧面或侧面一部分的不规则多边形、椭圆形、数字、希腊字母字符、拉丁字母字符、俄语字母字符、汉字字符、具有多边形形状的组合的复杂形状、星形形状、具有从中心区域延伸的臂的形状(例如十字形本体) 及其组合。

还应了解，成形研磨颗粒无需限于仅由主表面的二维形状限定的薄形，而是可包括三维形状。例如，本体可具有选自下述的三维形状：多面体、棱锥、椭圆体、球体、棱镜、圆柱体、锥体、四面体、立方体、长方体、菱面体、截棱锥、截短的椭圆体、截短的球体、截锥体、五面体、六面体、七面体、八面体、九面体、十面体、希腊字母文字、拉丁字母字符、俄语字母字符、汉字字符、复杂多边形形状、不规则形状轮廓、火山形状、单站形状 (monostaticshape)及其组合。单站形状是具有单个稳定静止站位(position)的形状。相应地，具有单站形状的成形研磨颗粒可施加到基材，并且一致地定向在相同的站位，因为它们只有一个稳定的静止站位。例如，当经由重力涂布将颗粒施加到背衬时，具有单站形状的成形研磨颗粒可能是合适的，其可用于形成经涂布磨料产品。更特别地，成形研磨颗粒可为单一单站形状，其描述具有仅含一个不稳定平衡点的形状的三维物体。根据一个特定实施例，成形研磨颗粒可具有冈布茨

形状。在另一个实施例中，成形研磨颗粒是具有至少四个表面的单站多面体。

图6A包括根据一个实施例的成形研磨颗粒的透视图图示。值得注意的是，成形研磨颗粒600可包括本体601，所述本体601包括表面602和表面 603，其可被称为端面602和603。本体还可包括在端面602和603之间延伸并且联接到端面602和603的表面604、605、606、607。图6A的成形研磨颗粒是具有纵向轴线610的细长成形研磨颗粒，所述纵向轴线610沿着表面 605延伸并且穿过端面640和603之间的中点640。应了解，选择表面605用于举例说明纵向轴线610，因为本体601具有如由端面602和603限定的大致正方形的横截面轮廓。像这样，表面604、605、606和607可具有相对于彼此大致相同的尺寸。然而，在其他细长研磨颗粒的上下文中，其中表面602 和603限定了不同的形状，例如矩形形状，其中表面604、605、606和607 之一可相对于其他的更大，这些表面的最大表面限定了主表面，并且因此纵向轴线将沿着这些表面中的最大表面延伸。如进一步所示，本体601可包括在由表面605限定的相同平面内垂直于纵向轴线610延伸的横向轴线611。如进一步所示，本体601还可包括限定研磨颗粒的高度的垂直轴线612，其中所述垂直轴线612可在垂直于由表面605的纵向轴线610和横向轴线611限定的平面的方向上延伸。

应了解，如同图5的薄形研磨颗粒，图6A的细长形研磨颗粒可具有各种二维形状，例如关于图5的成形研磨颗粒限定的那些二维形状。本体601的二维形状可由端面602和603的周边的形状来限定。细长成形研磨颗粒600 可具有本文实施例的成形研磨颗粒的任何属性。

图6B包括其为非成形研磨颗粒的细长颗粒的图示。成形研磨颗粒可通过特定方法包括模塑、印刷、铸造、挤出等等来形成。成形研磨颗粒被形成为使得对于具有相同二维形状和三维形状的成形研磨颗粒，每个颗粒具有相对于彼此基本上相同的表面和边缘排列。像这样，成形研磨颗粒可具有相对于具有相同二维形状和三维形状的组的其他成形研磨颗粒的表面和边缘排列中的高形状保真度和一致性。相比之下，非成形研磨颗粒可通过不同的过程形成，并且具有不同的形状属性。例如，非成形研磨颗粒通常通过粉碎过程形成，其中形成大量材料，然后粉碎且筛分以获得一定尺寸的研磨颗粒。然而，非成形研磨颗粒将具有表面和边缘的大致随机排列，并且在本体周围的表面和边缘的排列中一般将缺少任何可识别的二维形状或三维形状。此外，相同组或批料的非成形研磨颗粒一般缺乏相对于彼此一致的形状，使得当彼此比较时，表面和边缘是随机排列的。因此，与成形研磨颗粒相比，非成形晶粒或压碎的晶粒具有显著较低的形状保真度。

如图6B进一步所示，细长的研磨制品可为非成形研磨颗粒，其具有本体 651和限定颗粒的最长尺寸的纵向轴线652、垂直于纵向轴线652延伸并限定颗粒的宽度的横向轴线653。此外，细长研磨颗粒可具有如由垂直轴线654限定的高度(或厚度)，其可大致垂直于由纵向轴线652和横向轴线653的组合限定的平面延伸。如进一步所示，细长的非成形研磨颗粒的本体651可具有沿着本体651的外表面延伸的边缘655的大致随机排列。

如应了解的，细长研磨颗粒可具有由纵向轴线652限定的长度、由横向轴线653限定的宽度和限定高度的垂直轴线654。如应了解的，本体651可具有长度:宽度的第一纵横比，使得长度大于宽度。此外，本体651的长度可大于或等于高度。最后，本体651的宽度可大于或等于高度654。根据一个实施例，长度:宽度的第一纵横比可为至少1.1:1、至少1.2:1、至少1.5:1、至少1.8:1、至少2:1、至少3:1、至少4:1、至少5:1、至少6:1、或甚至至少10:1。在另一个非限制性实施例中，细长成形研磨颗粒的本体651可具有不大于100:1、不大于50:1、不大于10:1、不大于6:1、不大于5:1、不大于4:1、不大于3:1、或甚至不大于2:1的长度:宽度的第一纵横比。应了解，本体651的第一纵横比可在包括上述最小比率和最大比率中任意者的范围内。应了解，并非所有非成形研磨颗粒都是细长研磨颗粒，并且一些非成形研磨颗粒可为基本上等轴的，使得长度、宽度和高度的任何组合是基本上相同的。非成形研磨颗粒可用作上覆并粘结到成形研磨颗粒的表面的多个研磨颗粒。应了解，非成形研磨颗粒也可用作多个研磨颗粒与之粘结的研磨颗粒的本体。

此外，细长研磨颗粒650的本体651可包括宽度:高度的第二纵横比，其可为至少1.1:1，例如至少1.2:1、至少1.5:1、至少1.8:1、至少2:1、至少3:1、至少4:1、至少5:1、至少8:1、或甚至至少10:1。而且，在另一个非限制性实施例中，本体651的第二纵横比宽度:高度可不大于100:1，例如不大于50:1、不大于10:1、不大于8:1、不大于6:1、不大于5:1、不大于4:1、不大于3:1、或甚至不大于2:1。应了解，宽度:高度的第二纵横比可在包括上述最小比率和最大比率中任意者的范围内。

在另一个实施例中，细长研磨颗粒650的本体651可具有长度:高度的第三纵横比，其可为至少1.1:1，例如至少1.2:1、至少1.5:1、至少1.8:1、至少 2:1、至少3:1、至少4:1、至少5:1、至少8:1、或甚至至少10:1。而且，在另一个非限制性实施例中，本体651的第三纵横比长度:高度可不大于100:1，例如不大于50:1、不大于10:1、不大于8:1、不大于6:1、不大于5:1、不大于4:1、不大于3:1。应了解，本体651的第三纵横比可在包括上述最小比率和最大比率中任意者的范围内。

细长研磨颗粒650可具有本文实施例中描述的其他研磨颗粒的某些属性，包括例如但不限于组成、微结构特征(例如平均晶粒/微晶尺寸)、硬度、孔隙率等等。

图7A包括根据一个实施例的成形研磨颗粒的顶视图图示。特别地，成形研磨颗粒700可包括具有本文实施例的其他成形研磨颗粒特征的本体701，其包括上主表面703以及与上主表面703相对的底主表面(未示出)。上主表面703和底主表面可通过至少一个侧表面705彼此分开，所述至少一个侧表面705可包括一个或多个离散的侧表面部分，包括例如侧表面705的第一部分706、侧表面705的第二部分707、以及侧表面705的第三部分708。特别地，侧表面705的第一部分706可在第一拐角709和第二拐角710之间延伸。侧表面705的第二部分707可在第二拐角710和第三拐角711之间延伸。值得注意的是，第二拐角710可为连接侧表面705的两个部分的外拐角。其也为外拐角的第二拐角710和第三拐角711彼此相邻，并且在它们之间未设置其他外拐角。此外，侧表面705的第三部分708可在第三拐角711和第一拐角709之间延伸，所述第三拐角711和第一拐角709都是彼此相邻的外拐角，并且在它们之间未设置其他外拐角。

如所示，本体701可包括第一部分706，所述第一部分706包括设置在第一线性区段741和第二线性区段743之间、以及在外拐角709和710之间的第一弯曲区段742。第二部分707通过外拐角710与侧表面705的第一部分 706分开。侧表面705的第二部分707可包括连接第三线性区段751和第四线性区段753的第二弯曲区段752。此外，本体701可包括通过外拐角709与侧表面705的第一部分706分开，并且通过外拐角711与第二部分707分开的第三部分708。侧表面705的第三部分708可包括连接第五线性区段761和第六线性区段763的第三弯曲区段762。

图7B包括根据一个实施例的成形研磨颗粒730的顶视图。可通过确定在本体732的外拐角731上的最佳拟合圆的半径来测量成形研磨颗粒的尖端锐度，其可为平均尖端锐度。例如，转向图7B，提供了本体732的上主表面733 的顶视图。在外拐角731处，将最佳拟合圆覆盖在成形研磨颗粒730的本体 732的图像上，并且相对于外拐角731的曲率的最佳配合圆的半径限定关于外拐角731的尖端锐度的值。测量可对于本体732的每个外拐角重复，以确定关于单个成形研磨颗粒730的平均个别尖端锐度。此外，测量可对成形研磨颗粒批料的合适样品量的成形研磨颗粒重复，以得到平均批料尖端锐度。任何合适的计算机程序例如ImageJ均可与合适放大率的图像(例如SEM图像或光学显微镜图像)结合使用，以准确测量最佳拟合圆和尖端锐度。

本文实施例的成形研磨颗粒可具有特定的尖端锐度，其可促进本文实施例的经固定研磨制品中的合适性能。例如，成形研磨颗粒的本体可具有不大于80微米，例如不大于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、不大于20微米、或甚至不大于10微米的尖端锐度。在又一个非限制性实施例中，尖端锐度可为至少2微米，例如至少4微米、至少10微米、至少20微米、至少30微米、至少40微米、至少50微米、至少60微米、或甚至至少70微米。应了解，本体可具有在上述最小值和最大值中任意者之间的范围内的尖端锐度。

成形研磨颗粒的另一种晶粒特征是形状指数。成形研磨颗粒的本体的形状指数可描述为与如在长度和宽度的相同平面中观察到的本体内完全拟合的最大最佳拟合内圆的内半径相比较，如在本体的长度和宽度的平面(例如，上主表面或底主表面)的两个维度中观察到的在本体上叠加的最佳拟合外圆的外半径值。例如，转向图7C，提供了成形研磨颗粒770，具有在图示上叠加的两个圆，以证实形状指数的计算。第一圆在本体770上叠加，所述第一圆是代表最小圆的最佳拟合外圆，所述最小圆可用于拟合本体770在其边界处的整个周长。外圆具有半径(Ro)。对于形状例如图7C中示出的那种，外圆可在三个外拐角各自处与本体的周长相交。然而，应了解对于某些不规则形状或复杂形状，本体在圆内可能并非均匀地拟合，使得拐角各自以相等的间隔与圆相交，但仍可形成最佳拟合外圆。任何合适的计算机程序例如ImageJ 均可与合适放大率的图像(例如SEM图像或光学显微镜图像)结合使用，以产生外圆且测量半径(Ro)。

第二内圆可在本体770上叠加，如图7C所示，所述圆是代表最大圆的最佳拟合圆，所述最大圆可整个置于本体770的周长内，如在本体770的长度和宽度的平面中观察到的。内圆可具有半径(Ri)。应了解，对于某些不规则形状或复杂形状，内圆在本体内可能并非均匀地拟合，使得圆的周长以相等的间隔接触本体的部分，例如对于图7C的形状所示。然而，仍可形成最佳拟合内圆。任何合适的计算机程序例如ImageJ均可与合适放大率的图像(例如 SEM图像或光学显微镜图像)结合使用，以产生内圆且测量半径(Ri)。

形状指数可通过将外半径除以内半径进行计算(即，形状指数＝Ri/Ro)。例如，成形研磨颗粒的本体770具有大约0.35的形状指数。此外，等边三角形一般具有大约0.5的形状指数，而其他多边形例如六边形或五边形具有大于 0.5的形状指数值。根据一个实施例，本文的成形研磨颗粒可具有至少0.15、至少0.20、至少0.25、至少0.30、至少0.35、至少0.40、至少0.45、至少约 0.5、至少约0.55、至少0.60、至少0.65、至少0.70、至少0.75、至少0.80、至少0.85、至少0.90、至少0.95的形状指数。而且，在另一个非限制性实施例中，成形研磨颗粒可具有不大于1，例如不大于0.98、不大于0.95、不大于 0.90、不大于0.85、不大于0.80、不大于0.75、不大于0.70、不大于0.65、不大于0.60、不大于0.55、不大于0.50、不大于0.45、不大于0.40、不大于0.35、不大于0.30、不大于0.25、不大于0.20、或甚至不大于0.15的形状指数。应了解，成形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形状指数。

图7D包括根据另一个实施例的成形研磨颗粒的顶视图。成形研磨颗粒 780可具有本体781，所述本体781具有本文实施例的其他成形研磨颗粒的特征，其包括上主表面783以及与上主表面783相对的底主表面(未示出)。上主表面783和底主表面可通过至少一个侧表面784彼此分开，所述至少一个侧表面784可包括一个或多个离散的侧表面区段。根据一个实施例，本体 781可被定义为不规则六边形，其中如在本体781的长度和宽度的平面中观察到的，本体具有六边形(即，六边)二维形状，并且其中侧面中的至少两个，例如侧面785和786，具有相对于彼此的不同长度。值得注意的是，沿着侧面之一的最长尺寸在本文中被理解为指本体781的宽度，并且本体的长度是从本体的一侧到另一侧(例如，从拐角到与拐角相对的平坦侧)延伸穿过本体 781的中点的最长尺寸。此外，如所示，没有一个侧面彼此平行。并且此外，虽然未示出，但任何侧面可具有对它们的曲率，包括凹曲率，其中侧面可朝向本体781的内部向内弯曲。

图8包括根据一个实施例的研磨颗粒的一部分的横截面图。如所示，研磨颗粒可包括包含本体801的成形研磨颗粒，所述本体801具有第一主表面 802、第二主表面803、以及在第一主表面和第二主表面802和803之间延伸的侧表面804和805，如横截面中观察到的。研磨颗粒800还可包括联接至成形研磨颗粒的本体801的某些表面的多个研磨颗粒。多个研磨颗粒可包括一个或多个颗粒部分，其可被分成研磨颗粒组，其中不同组可具有彼此不同的至少一个研磨特性。研磨特性可包括但不限于平均粒径、平均微晶尺寸、硬度、韧性、二维形状、三维形状、成形研磨颗粒、非成形研磨颗粒、组成、站立角、取向及其组合。不同组的利用可促进对于给定应用的研磨颗粒的定制。另外，不同组可联接至或可不联接至成形研磨颗粒的本体801的不同表面。即，在一个实施例中，本体801的相同单个表面可包括多组研磨颗粒。在另外其他实施例中，成形研磨颗粒的本体801可具有与本体801的不同表面联接的不同组的研磨颗粒。

特别地，研磨颗粒800可包括多个研磨颗粒，其包括附着到第一主表面 802的一部分的第一组研磨颗粒810。第一组研磨颗粒810可包括细成形研磨颗粒811，其具有的平均粒径明显小于成形研磨颗粒的本体801的平均粒径。细成形研磨颗粒可具有如本文实施例中描述的其他成形研磨颗粒的任何属性。在一个特定实施例中，细成形研磨颗粒可具有与成形研磨颗粒的本体的二维形状基本上相同的二维形状。而且在另一个实施例中，细成形研磨颗粒可具有与成形研磨颗粒的本体的二维形状不同的二维形状。还应了解，细成形研磨颗粒可具有如本文所述的任何三维形状。

值得注意的是，细成形研磨颗粒可具有相对于本体801的长度、宽度和/ 或高度的中值粒径。当多个研磨颗粒包括细成形研磨颗粒时，本文就相对于成形研磨颗粒的本体的长度、宽度或高度的多个研磨颗粒的中值粒径而言提及的相同关系可为真实的。细成形研磨颗粒具有长度<宽度<高度，其中细成形研磨颗粒的平均长度小于成形研磨颗粒的本体的长度。

例如，细成形研磨颗粒810可具有的平均长度不大于成形研磨颗粒的本体801的长度的约90％，例如或不大于本体801的长度的约80％、或不大于长度的约70％、或不大于长度的约60％、或不大于长度的约50％、或不大于长度的约40％、或不大于长度的约30％、或不大于长度的25％、或不大于长度的20％、或不大于长度的约18％、或不大于长度的约15％、或不大于长度的约12％、或不大于长度的约10％、或不大于长度的8％、或不大于长度的 6％、或不大于长度的5％。在又一个非限制性实施例中，细成形研磨颗粒811 具有的平均长度为成形研磨颗粒的本体801的长度的至少约0.1％、或本体801 的长度的至少约0.5％、或长度的至少约1％、或长度的至少约1％、或长度的至少约2％、或长度的至少约3％、或长度的至少约4％、或长度的至少约5％、或长度的至少约6％、或长度的至少约7％、或长度的至少约8％、或长度的至少约9％、或长度的至少约10％、或长度的至少约12％、或长度的至少约15％、或长度的至少约18％、或长度的至少约20％、或长度的至少约25％、或长度的至少约30％。应了解，细成形研磨颗粒的平均长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。

另外，细成形研磨颗粒可具有的特定平均宽度小于成形研磨颗粒的本体 801的长度。根据一个实施例，细成形研磨颗粒811可具有的平均宽度不大于成形研磨颗粒的本体801的长度的约90％，例如不大于本体的长度的约80％、或不大于长度的约70％、或不大于长度的约60％、或不大于长度的约50％、或不大于长度的约40％、或不大于长度的约30％、或不大于长度的约25％、或不大于长度的约20％、或不大于长度的约18％、或不大于长度的约15％、或不大于长度的约12％、或不大于长度的约10％、或不大于长度的约8％、或不大于长度的约6％、或不大于长度的约5％。而且，在另一个实施例中，细成形研磨颗粒811可具有的平均宽度为成形研磨颗粒的本体801的长度的至少约0.1％，例如本体的长度的至少约0.5％、或长度的至少约1％、或长度的至少约2％、或长度的至少约3％、或长度的至少约4％、或长度的至少约5％、或长度的至少约6％、或长度的至少约7％、或长度的至少约8％、或长度的至少约9％、或长度的至少约10％、或长度的至少约12％、或长度的至少约15％、或长度的至少约18％、或长度的至少约20％、或长度的至少约25％、或长度的至少约30％。应了解，细成形研磨颗粒的平均宽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。

对于又一个实施例，细成形研磨颗粒811可具有的平均高度小于成形研磨颗粒的本体801的长度。例如，细成形研磨颗粒811可具有的平均高度不大于成形研磨颗粒的本体801的长度的约90％，例如不大于本体801的长度的约80％、或不大于长度的约70％、或不大于长度的约60％、或不大于长度的约50％、或不大于长度的约40％、或不大于长度的约30％、或不大于长度的约25％、或不大于长度的约20％、或不大于长度的约18％、或不大于长度的约15％、或不大于长度的约12％、或不大于长度的约10％、或不大于长度的约8％、或不大于长度的约6％、或长度的不大于约5％。而且，在一个非限制性实施例中，细成形研磨颗粒811可具有的平均高度为成形研磨颗粒的本体801的长度的至少约0.01％，例如本体801的长度的至少约0.1％、或长度的至少约0.5％、或长度的至少约1％、或长度的至少约2％、或长度的至少约 3％、或长度的至少约4％、或长度的至少约5％、或长度的至少约6％、或长度的至少约7％、或长度的至少约8％、或长度的至少约9％、或长度的至少约10％、或长度的至少约12％、或长度的至少约15％、或长度的至少约18％、或长度的至少约20％、或长度的至少约25％、或长度的至少约30％。应了解，细成形研磨颗粒的平均高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。

图8，应了解，上覆本体801的多个研磨颗粒中的大部分可为细成形研磨颗粒。此外，在某些情况下，上覆本体801的多个研磨颗粒中的基本上所有研磨颗粒均可为细成形研磨颗粒。

复合成形研磨颗粒800还可包括第二组研磨颗粒812，其也附着到本体 801的第一主表面802。第二组研磨颗粒812可为非成形研磨颗粒813。根据一个实施例，如图8所示，本体801的至少一个表面，例如研磨颗粒800的第一主表面802可具有两种不同类型的研磨颗粒的共混物。第一组和第二组研磨颗粒810和812可使用本文所述的任何技术放置在第一主表面802上。第一组和第二组研磨颗粒810和812可同时或分开地沉积在第一主表面802上。

此外，第一组研磨颗粒810可具有第一平均粒径，在细成形研磨颗粒的情况下，所述第一平均粒径可由平均长度限定，并且第二组研磨颗粒812可具有第二平均粒径，在细成形研磨颗粒的情况下，所述第二平均粒径可由平均长度限定。在某些情况下，第一平均粒径和第二平均粒径可彼此不同。在又一个实施例中，第一平均粒径和第二平均粒径可基本上相同。第一组和第二组研磨颗粒810和812中的研磨颗粒811和813的相对尺寸可根据研磨颗粒的所需应用来调整。

如进一步所示，研磨颗粒800可包括第三组研磨颗粒817，其可联接到本体801的第二主表面803。第三组研磨颗粒817可包括细成形研磨颗粒818，其可具有与成形研磨颗粒的本体801相比显著更小的平均粒径。与第一组研磨颗粒810的成形研磨颗粒811相比，细成形研磨颗粒818可具有不同的二维形状。

此外，细成形研磨颗粒818中的至少一部分可在相对于成形研磨颗粒的本体801的表面803的站立位置中定向。尽管研磨颗粒组817作为成形研磨颗粒示出，但应了解，它也可包括细长研磨颗粒，其可为成形的或非成形的，并且可在相对于本体801的表面803的站立位置中定向。根据一个实施例，站立取向可由与成形研磨颗粒的本体的表面间隔开的细成形研磨颗粒的本体的最大表面(即，主表面)来限定。此外，细成形研磨颗粒818的站立取向可通过细成形研磨颗粒820(或细长研磨颗粒，成形的或非成形的)的纵向轴线819和本体801的主表面803之间的站立角度820限定。站立角度820可为至少5度，例如至少10度、至少20度、至少30度、或至少40度、或至少50度、或至少60度、或至少70度、或至少80度、或至少85度。在至少一个实施例中，细成形研磨颗粒818处于相对于本体801的表面803的站立取向上，并且限定如图8所示的基本上垂直的站立角度820。

而且，在另一个实施例中，研磨颗粒组817可包括平卧的研磨颗粒830 的一部分。在平卧取向中，研磨颗粒831的纵向轴线可基本上平行于本体801 的表面803。

图9包括根据一个实施例的研磨颗粒的自顶向下的图示。如所示，研磨颗粒900可包括具有本体901的成形研磨颗粒和上覆并粘结到本体901的主表面905的多个研磨颗粒940。如所示，根据一个实施例，多个研磨颗粒940 可在一个或多个分布中排列在本体901的一个或多个表面上。

如所示，在一个实施例中，多个研磨颗粒940可包括不同的组。例如，多个研磨颗粒940可包括可包含细成形研磨颗粒903的第一组研磨颗粒902，所述细成形研磨颗粒903可以受控的分布排列在本体901的表面905上。细成形研磨颗粒903可相对于本体905的表面905平卧。细成形研磨颗粒903 可以由多个重复单元限定的图案排列，其中所述多个重复单元中的每个重复单元相对于彼此是基本上相同的。如实施例所示，细成形研磨颗粒903以如由虚线所示的大致三角形的重复单元限定的图案排列。在至少一个实施例中，可形成研磨颗粒900，使得细研磨颗粒903可以如所示的受控分布在本体901 的大部分或基本上整个表面905上延伸。应了解，这对于如本文所示的任何研磨颗粒组均可为真实的。而且，在某些情况下，一组或多组研磨颗粒可上覆并粘结到本体901的相同表面，并且可限定相对于彼此不同的分布和/或取向。

根据另一个实施例，多个研磨颗粒940可包括第二组研磨颗粒910，其可包括可以随机分布在本体901的表面905上排列的细成形研磨颗粒911。细成形研磨颗粒911可处于相对于本体905的表面905的站立取向。细成形研磨颗粒911缺少任何可鉴定的重复单元，并且因此以与彼此相比基本上随机的分布排列。应了解，可使用其他类型的研磨颗粒，并且可使用研磨颗粒的其他取向。在至少一个实施例中，可形成研磨颗粒900，使得细研磨颗粒911可以如所示的随机分布在本体901的大部分或基本上整个表面905上延伸。

在又一个实施例中，多个研磨颗粒940可包括可包含细成形研磨颗粒921 的第三组研磨颗粒920，所述细成形研磨颗粒921可以受控的分布排列在本体 901的表面905上。细成形研磨颗粒921可处于相对于本体905的表面905的站立取向。如实施例所示，细成形研磨颗粒921可以由虚线所示的大致矩形的重复单元限定的图案排列。在至少一个实施例中，可形成研磨颗粒900，使得细研磨颗粒903可以如所示的受控分布在本体901的大部分或基本上整个表面905上延伸。应了解，可使用其他类型的研磨颗粒，并且可使用研磨颗粒的其他取向。

对于又一个实施例，多个研磨颗粒940可包括可包含非成形研磨颗粒931 的第四组研磨颗粒930，所述非成形研磨颗粒931可以随机分布排列在本体 901的表面905上。非成形研磨颗粒931可处于相对于彼此基本上随机的排列。在至少一个实施例中，可形成研磨颗粒900，使得非成形研磨颗粒931可以如所示的随机分布在本体901的大部分或基本上整个表面905上延伸。

在至少一个实施例中，研磨颗粒的多个研磨颗粒中的至少一部分可具有上覆研磨颗粒的外表面的至少一部分的涂层。涂层可包括选自无机、有机、无定形、结晶、多晶、陶瓷、金属、树脂、环氧树脂、聚合物、氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、碳基材料及其组合的材料。

根据一个实施例，本文实施例的研磨颗粒可具有特别粗糙和锯齿状的表面。业内人士已注意到，具有光滑表面和尖锐边缘的研磨颗粒具有最佳性能。然而，本公开内容的申请人已惊奇地发现，与不含附着到一个或多个表面的多个晶粒的晶粒(即，具有更光滑表面的晶粒)相比，由于与之附着的多个研磨颗粒而具有粗糙表面的晶粒可具有改进的性能。

在至少一个特定实施例中，研磨颗粒可包括成形研磨颗粒的本体，所述本体具有第一主表面以及通过侧表面与第一主表面分开的第二主表面，其中所述多个研磨颗粒附着到至少第一主表面或第二主表面，并且侧表面基本上不含多个研磨颗粒。在另外其他情况下，研磨颗粒可包括成形研磨颗粒的本体，所述本体具有第一主表面以及通过侧表面与第一主表面分开的第二主表面，并且其中所述多个研磨颗粒附着到第一主表面和第二主表面，并且侧表面基本上不含多个研磨颗粒。而且，应了解，多个研磨颗粒可上覆并粘结到成形研磨颗粒的本体的一个或多个侧表面。

图12A包括根据一个实施例的掺入研磨颗粒材料的经涂布研磨制品的横截面图示。值得注意的是，在研磨颗粒的一个或多个表面上的多个研磨颗粒未示出，但将被理解为根据本文的实施例存在。如所示，经涂布磨料1200可包括基材1201和上覆基材1201的表面的底胶1203。经涂布磨料1200还可包括以第一类成形研磨颗粒形式的第一类研磨颗粒材料1205、以第二类成形研磨颗粒形式的第二类研磨颗粒材料1206、以及以稀释剂研磨颗粒形式的第三类研磨颗粒材料，其可不一定是成形研磨颗粒，且具有随机形状。经涂布磨料1200还可包括上覆并粘结到研磨颗粒材料1205、1206、1207和底胶1204 的复胶1204。

根据一个实施例，基材1201可包括有机材料、无机材料及其组合。在某些情况下，基材1201可包括织造材料。然而，基材1201可由非织造材料制成。特别合适的基材材料可包括有机材料，包括聚合物，且特别是聚酯、聚氨基甲酸酯、聚丙烯、聚酰亚胺如来自DuPont的KAPTON、纸。一些合适的无机材料可包括金属、金属合金，且特别是铜、铝、钢及其组合的箔。

底胶1203可在单个过程中施加到基材1201的表面，或可替代地，研磨颗粒材料1205、1206、1207可与底胶1203材料组合并且作为混合物施加到基材1201的表面。底胶1203的合适材料可包括有机材料，特别是聚合物材料，包括例如聚酯、环氧树脂、聚氨基甲酸酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚硅氧烷、硅酮、乙酸纤维素、硝酸纤维素、天然橡胶、淀粉、虫胶及其混合物。在一个实施例中，底胶1203可包括聚酯树脂。然后可加热经涂布基材，以便将树脂和研磨颗粒材料固化到基材。一般而言，在该固化过程期间，经涂布基材1201可被加热至约100℃至小于约250℃的温度。

此外，应了解，经涂布研磨制品可包括各种类型的研磨颗粒的一个或多个集合，包括研磨颗粒材料1205、1206和1207，其可代表本文实施例的研磨颗粒。本文的实施例可包括具有代表本文实施例的研磨颗粒的研磨颗粒的第一集合(例如研磨颗粒材料1205)的经固定研磨制品(例如经涂布研磨制品)。任何经固定磨料均还可在其中采用研磨颗粒的第二集合，其可代表根据本文实施例的另一类研磨颗粒，其可以一种或多种方式不同于第一集合的研磨颗粒，包括但不限于如本文所述的一种或多种研磨特性。在经粘结研磨制品中可使用相同的特征。

研磨颗粒材料1205、1206和1207可包括根据本文实施例的不同类型的成形研磨颗粒。不同类型的成形研磨颗粒可在组成、二维形状、三维形状、尺寸及其组合方面彼此不同，如本文的实施例中所述。如所示，经涂布磨料 1200可包括具有大致三角形二维形状的第一类成形研磨颗粒1205和具有四边形二维形状的第二类成形研磨颗粒1206。经涂布磨料1200可包括不同量的第一类和第二类成形研磨颗粒1205和1206。应了解，经涂布磨料可不一定包括不同类型的成形研磨颗粒，并且可基本上由单一类型的成形研磨颗粒组成。如应了解的，本文实施例的成形研磨颗粒可掺入各种经固定磨料(例如，经粘结磨料、经涂布磨料、非织造磨料、薄轮、切割轮、经增强研磨制品等等) 内，包括共混物的形式，其可包括不同类型的成形研磨颗粒，具有稀释剂颗粒的成形研磨颗粒等等。此外，根据某些实施例，颗粒材料批料可以预定取向掺入经固定研磨制品内，其中每个成形研磨颗粒可具有相对于彼此和相对于研磨制品的一部分(例如，经涂布磨料的背衬)的预定取向。

研磨颗粒1207可为不同于第一类和第二类成形研磨颗粒1205和1206的稀释剂颗粒。例如，稀释剂颗粒可在组成、二维形状、三维形状、尺寸及其组合方面不同于第一类和第二类成形研磨颗粒1205和1206。例如，研磨颗粒 1207可代表具有随机形状的常规压碎研磨砂粒。研磨颗粒1207可具有的中值粒径小于第一类和第二类成形研磨颗粒1205和1206的中值粒径。

在用其中包含的研磨颗粒材料1205、1206、1207充分形成底胶503之后，可形成复胶1204以上覆研磨颗粒材料1205并将研磨颗粒材料1205粘结至适当位置。复胶1204可包括有机材料，可基本上由聚合物材料制成，且特别地可使用聚酯、环氧树脂、聚氨基甲酸酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚硅氧烷、硅酮、乙酸纤维素、硝酸纤维素、天然橡胶、淀粉、虫胶及其混合物。

图12B包括根据一个实施例的包括研磨颗粒的经涂布研磨制品的一部分的透视图图示。值得注意的是，图12B的所示实施例包括包含研磨颗粒1231 的研磨制品1230，所述研磨颗粒1231包括具有本体的成形研磨颗粒1232，所述本体包括粘结到成形研磨颗粒的本体的第一主表面1235的多个研磨颗粒 1234。值得注意的是，经涂布研磨制品包括具有纵向轴线1237和横向轴线1238 的背衬1236。在一个实施例中，研磨颗粒1231被放置在背衬1236上，并且可使用如本文所述的一个或多个粘结剂层(例如，底胶、复胶等)以特定取向粘结到背衬1236上。在某些情况下，研磨颗粒1231可以受控的取向放置在背衬1236上，使得包括多个成形研磨颗粒1234的第一主表面1235的取向具有相对于背衬1236的纵向轴线1237和/或横向轴线1238的特定取向。例如，在某些情况下，例如对于研磨颗粒1232，包括多个研磨颗粒1234的第一主表面1235可基本上垂直于纵向轴线1237并基本上平行于横向轴线1238定向。在某些其他情况下，可能需要替代的取向，包括例如具有多个研磨颗粒1242 的研磨颗粒1241，所述多个研磨颗粒1242附着到成形研磨颗粒1244的本体的第一主表面1243，其中所述颗粒具有受控的取向，包括基本上垂直于横向轴线1238并且基本上平行于纵向轴线1237的第一主表面1243。应了解，研磨颗粒还可具有其他受控的取向，使得在背衬上的一个或多个研磨颗粒的取向可限定相对于横向轴线1238和/或纵向轴线1237的受控角度。此外，可根据覆盖的成形研磨颗粒表面(即，第一主表面和/或第二主表面和/或侧表面) 的数目和/或类型来控制研磨颗粒的取向。此外，经涂布研磨制品可包括在背衬1236上的一组或多组研磨颗粒，其中每组研磨颗粒可具有相对于彼此相似的至少一种研磨特性。某些类型的研磨特性的合适例子包括多个研磨颗粒的涂层类型、多个研磨颗粒的尺寸、成形研磨颗粒的本体的形状、成形研磨颗粒和/或多个研磨颗粒的组成、取向、倾斜角度以及本文详细描述的实施例的其他特征中的任何一个。此外，来自在背衬上的不同组的研磨颗粒可在本文所述的至少一个研磨特性中不同。

图13A包括根据一个实施例的掺入研磨颗粒材料的经粘结研磨制品的图示。如所示，经粘结磨料1300可包括粘结材料1301、包含在粘结材料中的研磨颗粒材料1302和粘结材料1301内的孔隙率1308。在特定情况下，粘结材料1301可包括有机材料、无机材料及其组合。合适的有机材料可包括聚合物，例如环氧树脂、树脂、热固性材料、热塑性塑料、聚酰亚胺、聚酰胺及其组合。某些合适的无机材料可包括金属、金属合金、玻璃相材料、结晶相材料、陶瓷及其组合。

经粘结磨料1300的研磨颗粒材料1302可包括不同类型的成形研磨颗粒 1303、1304、1305和1306，其可具有如本文实施例中所述的不同类型的成形研磨颗粒的任何特征。值得注意的是，不同类型的成形研磨颗粒1303、1304、 1305和1306可在组成、二维形状、三维形状、尺寸及其组合方面彼此不同，如本文实施例中所述。

经粘结磨料1300可包括代表稀释剂研磨颗粒的一类研磨颗粒材料1307，其可在组成、二维形状、三维形状、尺寸及其组合方面不同于不同类型的成形研磨颗粒1303、1304、1305和1306。

经粘结磨料1300的孔隙率1308可为开放的孔隙率、封闭的孔隙率及其组合。孔隙率1308可以基于经粘结磨料1300的本体的总体积的主要量(体积％)存在。可替代地，孔隙率1308可以基于经粘结磨料1300的本体的总体积的次要量(体积％)存在。粘结材料1301可以基于经粘结磨料1300的本体的总体积的主要量(体积％)存在。可替代地，粘结材料1301可以基于经粘结磨料1300的本体的总体积的次要量(体积％)存在。另外，研磨颗粒材料 1302可以基于经粘结磨料1300的本体的总体积的主要量(体积％)存在。可替代地，研磨颗粒材料1302可以基于经粘结磨料1300的本体的总体积的次要量(体积％)存在。

图13B包括包含本文实施例的研磨颗粒的经粘结研磨制品的图示。如所示，经粘结磨料1350可包括本体1351，所述本体1351包括研磨颗粒1360和包含在本体1351的粘结基质材料1352内的研磨颗粒1370。研磨颗粒1360可包括成形研磨颗粒1361、以及粘结到成形研磨颗粒1361的本体的至少第一主表面1363的多个研磨颗粒1362。值得注意的是，研磨颗粒1360可具有在经粘结磨料1350的本体1351的三维体积内的特定位置。此外，研磨颗粒1360 可具有相对于本体1351的径向轴线1381和/或横向轴线1382的受控和预定取向。根据一个实施例，研磨颗粒1360可具有被认为在本体1351内平卧的取向，因为成形研磨颗粒1361的本体的第一主表面1363基本上平行于径向轴线1381、或基本上平行于经粘结磨料1350的本体1351的主表面1354和1355。此外，成形研磨颗粒1361的第一主表面1363可基本上垂直于横向轴线1382。在某些情况下，经粘结磨料可在如研磨颗粒1360的取向上包括在本体内的一部分研磨颗粒，这可促进经粘结磨料的改进形成和/或改进经粘结磨料的性能。

如进一步所示，研磨颗粒1370可包括成形研磨颗粒1371、以及粘结到成形研磨颗粒1371的本体的至少第一主表面1373的多个研磨颗粒1372。值得注意的是，研磨颗粒1370可具有在经粘结磨料1350的本体1351的三维体积内的特定位置。此外，研磨颗粒1370可具有相对于本体1351的径向轴线1381 和/或侧向轴线1382的受控和预定取向。根据一个实施例，当成形研磨颗粒 1371的本体的第一主表面1373基本上平行于横向轴线1382，并且基本上垂直于经粘结磨料1350的本体1351的主表面1354和1355时，研磨颗粒1360 可具有被认为在本体1351内直立的取向。此外，成形研磨颗粒1371的第一主表面1373可基本上垂直于径向轴线1381。在其他情况下，研磨颗粒1370 可在本体1351内定向成使得其相对于横向轴线倾斜，以限定受控的倾斜角度。在这种情况下，研磨颗粒1371可具有基本上不垂直于径向轴线1381并且基本上不平行于横向轴线的第一主表面。这种受控的倾斜角度可包括5度和85 度之间的任何角度。如本文使用的，提及基本上平行或基本上垂直的取向是提及轴或平面与参考轴线之间不大于5度的差异。此外，如应了解的，研磨颗粒可具有围绕横向轴线1382和径向轴线1381的各种旋转取向。当提及倾斜角度时，应了解，可存在被定义为在径向轴线1381和径向向量之间形成的最小角度的径向倾斜角度，所述径向向量限定在径向方向上具有最大分量的主表面的方向。还可存在被定义为在横向轴线1382和向量之间形成的最小角度的横向倾斜角度，所述向量限定在横向方向上具有最大分量的主表面的方向。

许多不同方面和实施例是可能的。这些方面和实施例中的一些在本文中描述。在阅读本说明书后，技术人员应当理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。实施例可依照如下文列出的任何一项或多项。

项目：

项目1.一种研磨颗粒，所述研磨颗粒包括包含本体的成形研磨颗粒、以及粘结到所述成形研磨颗粒的本体的至少一个表面的多个研磨颗粒。

项目2.项目1的研磨颗粒，其中如在由所述本体的长度和宽度限定的平面中观察到的，所述成形研磨颗粒的本体包含选自下述的二维形状：多边形、椭圆形、数字、希腊字母字符、拉丁字母字符、俄语字母字符、具有多边形形状的组合的复杂形状及其组合。

项目3.项目1的研磨颗粒，其中所述多个研磨颗粒粘结到所述本体的主表面，或其中所述多个研磨颗粒粘结到所述本体的至少两个表面，或其中所述多个研磨颗粒粘结到所述本体的至少两个主表面。

项目4.项目1的研磨颗粒，其中所述多个研磨颗粒中的一部分颗粒被嵌入到所述成形研磨颗粒的本体的体积内、或其中所述多个研磨颗粒中的研磨颗粒的一部分被嵌入所述本体的至少一个表面内、或其中所述多个研磨颗粒被烧结粘结到所述成形研磨颗粒的本体的至少一个表面、或其中所述多个研磨颗粒中的研磨颗粒的一部分被烧结粘结到所述成形研磨颗粒的本体的至少一个表面。

项目5.项目4的研磨颗粒，其中所述一部分包括所述多个研磨颗粒中的小部分颗粒、或其中所述一部分包括所述多个研磨颗粒中的大部分颗粒。

项目6.项目1的研磨颗粒，其中所述多个研磨颗粒覆盖所述本体的总表面积的至少1％、或至少5％、或至少10％、或至少20％、或至少30％、或至少40％、或至少50％、或至少60％、或至少约70％、或至少约80％、或至少约90％、或至少约95％，并且其中所述多个研磨颗粒覆盖不大于95％、或不大于90％、或不大于80％、或不大于60％、或不大于50％、或不大于40％、或不大于30％、或所述本体的总表面积。

项目7.项目1的研磨颗粒，其中所述本体包括第一主表面、第二主表面、以及在所述第一主表面和所述第二主表面之间延伸的侧表面，其中所述多个研磨颗粒粘结到所述第一主表面，并且所述侧表面基本上不含所述多个研磨颗粒中的研磨颗粒。

项目8.项目1的研磨颗粒，其中包括所述多个研磨颗粒的所述本体的表面包括在所述本体的主表面上的所述多个研磨颗粒的随机排列，并且其中所述本体的侧表面基本上不含所述多个研磨颗粒。

项目9.项目1的研磨颗粒，其中所述本体包括第一主表面和通过侧表面与所述第一主表面分开的第二主表面，其中所述多个研磨颗粒附着到所述第一主表面，并且所述第一主表面具有的表面粗糙度大于所述侧表面的表面粗糙度。

项目10.项目1的研磨颗粒，其中所述多个研磨颗粒选自氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、碳氧化物、氮氧化物、硼氧化物、天然矿物质、合成材料、碳基材料及其组合。

项目11.项目1的研磨颗粒，其中所述多个研磨颗粒选自压碎晶粒、不规则形状的晶粒、细长晶粒、附聚物、聚集体及其组合。

项目12.项目1的研磨颗粒，其中所述成形研磨颗粒的本体包含长度>宽度>高度，并且所述多个研磨颗粒包含中值粒径(D50)，并且其中所述中值粒径(D50)不大于所述成形研磨颗粒的本体的长度、或其中所述中值粒径(D50) 不大于所述成形研磨颗粒的本体的宽度、或其中所述中值粒径(D50)不大于所述成形研磨颗粒的本体的高度。

项目13.项目12的研磨颗粒，其中所述多个研磨颗粒包含不大于所述本体的长度的约90％或为所述本体的长度的至少约0.1％的中值粒径(D50)。

项目14.项目1的研磨颗粒，其中所述多个研磨颗粒占所述研磨颗粒的总重量的至少1重量％、或其中所述多个研磨颗粒占所述研磨颗粒的总重量的不大于约80重量％。

项目15.项目12的研磨颗粒，其中所述中值粒径(D50)不大于所述成形研磨颗粒的本体的宽度、或其中所述多个研磨颗粒包含的中值粒径(D50)不大于所述本体的宽度的约90％或为所述本体的宽度的至少约0.1％。

项目16.项目1的研磨颗粒，其中所述多个研磨颗粒包括具有的CTE与所述成形研磨颗粒的本体的CTE的差异不大于约50％的材料。

项目17.项目15的研磨颗粒，其中所述中值粒径(D50)不大于所述成形研磨颗粒的本体的高度、或其中所述多个研磨颗粒包含的中值粒径(D50)不大于所述本体的高度的约90％或为所述本体的高度的至少约0.1％。

项目18.项目1的研磨颗粒，其中所述多个研磨颗粒中的至少一部分包括细成形研磨颗粒、或其中所述多个研磨颗粒中的基本上全部都包括细成形研磨颗粒。

项目19.项目18的研磨颗粒，其中所述细成形研磨颗粒具有长度<宽度< 高度，其中所述细成形研磨颗粒的平均长度小于所述成形研磨颗粒的本体的长度。

项目20.项目19的研磨颗粒，其中所述细成形研磨颗粒包含的平均长度不大于所述本体的长度的约90％或为所述成形研磨颗粒的本体的长度的至少约0.1％。

项目21.项目19的研磨颗粒，其中所述细成形研磨颗粒包含的平均宽度小于所述成形研磨颗粒的本体的长度、或其中所述细成形研磨颗粒包含的平均高度小于所述成形研磨颗粒的本体的长度。

项目22.项目19的研磨颗粒，其中所述细成形研磨颗粒中的一部分相对于所述成形研磨颗粒的本体的表面以站立取向定位。

项目23：项目1的研磨颗粒，其中所述多个研磨颗粒以随机分布排列在所述本体的表面上。

项目24.项目1的研磨颗粒，其中所述多个研磨颗粒以受控分布排列在所述本体的表面上。

项目25.项目24的研磨颗粒，其中所述受控分布包括由多个重复单元限定的图案，其中所述多个重复单元中的每个重复单元相对于彼此是基本上相同的。

项目26.项目1的研磨颗粒，其中所述多个研磨颗粒中的研磨颗粒的一部分包括涂层，所述涂层包含选自无机、有机、无定形、结晶、多晶、陶瓷、金属、树脂、环氧树脂、聚合物、氧化物、碳化物、氮化物、硼化物或其组合的材料。

项目27.项目1的研磨颗粒，其中包括所述多个研磨颗粒的所述本体的表面包括在所述本体的主表面上的所述多个研磨颗粒的随机排列，并且其中所述本体的侧表面基本上不含所述多个研磨颗粒。

项目28.项目1的研磨颗粒，其中所述本体包括第一主表面和通过侧表面与所述第一主表面分开的第二主表面，其中所述多个研磨颗粒附着到至少所述第一主表面或所述第二主表面，并且所述侧表面基本上不含所述多个研磨颗粒。

项目29.项目1的研磨颗粒，其中所述本体包括第一主表面和通过侧表面与所述第一主表面分开的第二主表面，其中所述多个研磨颗粒附着到所述第一主表面和所述第二主表面，并且所述侧表面基本上不含所述多个研磨颗粒。

项目30.项目1的研磨颗粒，其中所述研磨颗粒掺入经固定研磨制品内。

项目31.项目1的研磨颗粒，所述研磨颗粒还包括包含基材和上覆所述基材的研磨颗粒的经涂布研磨制品，其中所述研磨颗粒具有在经涂布磨料上由包括所述多个研磨颗粒的至少一个表面相对于所述基材的纵向轴线或横向轴线的取向限定的预定取向。

项目32.项目1的研磨颗粒，所述研磨颗粒还包括经粘结研磨制品，其包括包含粘结基质材料的本体，其中所述研磨颗粒具有在所述本体内由包括所述多个研磨颗粒的至少一个表面相对于所述本体的纵向轴线或横向轴线的预定位置和取向限定的预定位置和取向。

项目33.一种研磨制品，所述研磨制品包括：粘结材料；以及联接到所述粘结材料的研磨颗粒的第一集合，其中所述第一集合中的每个颗粒包括：包含本体的成形研磨颗粒；以及粘结到所述成形研磨颗粒的本体的至少一个表面的多个研磨颗粒。

项目34.一种形成研磨颗粒的方法，所述方法包括形成混合物并且将多个研磨颗粒附着到所述混合物的至少一个表面，并且形成成形研磨颗粒，所述成形研磨颗粒具有本体以及粘结到所述本体的至少一个表面的多个研磨颗粒。

项目35.项目34的方法，其中形成混合物包括选自印刷、模塑、铸造、切割、烧蚀、冲压、干燥、开裂、烧结、加湿及其组合的至少一种过程。

项目36.项目34的方法，其中形成所述混合物包括形成前体成形研磨颗粒，并且将多个研磨颗粒附着到所述前体成形研磨颗粒的至少一个表面。

项目37.项目34的方法，其中形成所述混合物包括将所述混合物沉积到生产工具的开口内，并且将多个研磨颗粒附着到所述生产工具的开口中的所述混合物的至少一个表面。

项目38.项目34的方法，其中所述多个研磨颗粒在所述本体的基本干燥之前附着到所述混合物的本体。

项目39.项目34的方法，其中附着所述多个研磨颗粒包括将所述多个研磨颗粒沉积在所述本体的表面上，其中沉积包括选自喷砂、突出、压制、重力涂布、模塑、冲压及其组合的过程。

项目40.项目34的方法，其中所述混合物在包括包含所述多个研磨颗粒的研磨颗粒层的生产工具上形成。

项目41.项目34的方法，其中所述过程还包括在附着所述多个研磨颗粒之前，将水分施加到所述混合物的至少一个表面。

项目42.项目34的方法，其中附着所述多个研磨颗粒包括将沉积材料导向至少一个表面处，其中所述沉积材料包括所述多个研磨颗粒和载气。

项目43.项目42的方法，其中所述载气可包括水蒸气、蒸汽、惰性气体元素及其组合。

项目44.项目34的方法，其中所述混合物在包括包含所述多个研磨颗粒的研磨颗粒层的生产工具上形成。

项目45.项目34的方法，其中所述过程还包括在附着所述多个研磨颗粒之前，将水分施加到所述混合物的至少一个表面。

项目46.项目45的方法，其中施加水分包括在附着所述多个研磨颗粒之前，将气体导向所述混合物的至少一个表面。

项目47.项目45的方法，其中施加水分包括将蒸汽导向所述生产工具中的所述混合物的至少一个表面处。

项目48.项目45的方法，其中施加水分包括将所述混合物的至少一个表面润湿足够的时间，以相对于在与外部区域间隔开的内部区域处的所述混合物的粘度，改变所述至少一个表面的外部区域的粘度。

项目49.项目34的方法，其中所述方法还包括相对于与所述外部区域间隔开的所述混合物的内部区域的粘度，改变包括所述至少一个表面的所述本体的外部区域的粘度，并且将所述多个研磨颗粒施加到所述混合物的外部区域。

实例：

实例1

制备了三个成形研磨颗粒样品，并进行测试用于性能比较。第一比较样品(CS1)是作为3M984F从3M Corporation商购可得的常规成形研磨颗粒。本体具有1400微米的平均宽度和大约300微米的高度。样品CS1的成形研磨颗粒具有稀土元素掺杂的α-氧化铝组成、大约20微米的平均尖端锐度、大约606 MPa的平均强度、以及大约0.15的平均横截面形状因子。图14包括来自样品 CS1的成形研磨颗粒的图像。

代表本文实施例的两个样品(样品S1和样品S2)由包括大约45-50重量％勃姆石的凝胶混合物形成。勃姆石作为Catapal B得自Sasol Corp.，并且通过将按重量计30％Catapal B与去离子水和硝酸的混合物高压灭菌进行修饰。硝酸与勃姆石比率为大约0.025。然后将混合物放置在高压灭菌器中，并且在 100℃至250℃下处理范围为5分钟至24小时的时间。高压灭菌的Catapal B 溶胶通过常规方式进行干燥。还可使用作为DISPERAL由Sasol Corp.商购可得的替代勃姆石。勃姆石用相对于混合物的总氧化铝含量的1％α氧化铝种子混合且种植。α氧化铝种子通过使用例如在US 4,623,364中描述的常规技术研磨刚玉进行制备。混合物还包括45-50重量％水和2.5–4重量％另外的硝酸，用于形成凝胶混合物。成分在常规设计的行星式混合器中混合，并且在减压下混合以从混合物中去除气态元素(例如气泡)。

通过将凝胶沉积到不锈钢生产工具的开口内，手动形成样品S1。腔对生产工具的两侧开放，使得它们是延伸穿过生产工具的整个厚度的孔。如自顶而下观察到的，生产工具的腔或开口具有等边三角形二维形状，其中长度为大约2.77mm，宽度为大约2.4mm，并且深度为大约0.59mm。生产工具中的开口的表面用橄榄油的润滑剂进行涂布，以促进前体成形研磨颗粒从生产工具中的取出。

在沉积凝胶后，在位于生产工具的腔中之时，将混合物的第一侧用海绵加湿。用于在生产工具中形成混合物的相同凝胶混合物的多个干燥、未烧结的颗粒沉积在位于生产工具的腔中的混合物的加湿表面上。将多个未烧结的颗粒使用100US网(具有150微米的开口的ASTM E-11)筛分，使得多个未烧结颗粒的最大粒径小于100US网。多个研磨颗粒具有相对于颗粒的总重量大约10-15％的吸收的水分含量。

然后将生产工具倒置，并且在位于生产工具的腔中之时，将凝胶混合物的相对侧用海绵加湿。然后将多个研磨颗粒施加到加湿表面，使得生产工具的腔中暴露的凝胶混合物的两个主表面都涂布有多个研磨颗粒。去除过量的研磨颗粒，并且使用IR灯和风扇使混合物和多个研磨颗粒在腔中在大约50℃ 下干燥10分钟，以形成前体研磨颗粒。将前体研磨颗粒从生产工具中取出，并且在大约1325℃下烧结约10分钟，以达到至少98％的理论密度。所得到的研磨颗粒具有包括三角形二维形状的本体，其包括大约1550微米的长度、大约1350微米的宽度和大约300微米的高度。图11包括样品S1的代表性研磨颗粒的横截面图像。样品S1的研磨颗粒具有大约847MPa的平均强度、20 微米的平均尖端锐度、大约0.5的形状指数和大约29％平均横截面形状因子。

使用与上文对于样品S1所述的相同凝胶混合物形成样品S2。将凝胶混合物放置在模具中，并且挤出到由PEEK制成的生产工具的开口内，所述生产工具在模具下方平移，如本文实施例中所述。生产工具中的开口与上文对于样品S1中使用的生产工具所述的相同，除了生产工具具有大约0.54mm的厚度之外。在第一批样品S2(样品批料S2B1)中，在凝胶混合物位于生产工具的腔中之时，多个研磨颗粒经由重力沉积在凝胶混合物的单一侧面上。多个研磨颗粒与样品S1中使用的相同。图15包括样品批料S2B1的代表性研磨颗粒的自顶而下视图和侧视图。

在第二批样品S2(样品批料S2B2)中，在混合物位于生产工具的腔中之时，多个研磨颗粒沉积在混合物的两个主表面上。对于第一主表面，经由重力(例如，通过将颗粒喷洒在生产工具和在腔中的凝胶混合物上)沉积多个研磨颗粒。对于相对的主表面，多个研磨颗粒被包含在针对生产工具的底表面反复按压的表面上，以在凝胶混合物位于腔中之时，将研磨颗粒施加到凝胶混合物的底表面。因此，当凝胶混合物位于腔中之时，多个研磨颗粒被施加到凝胶混合物的两个主表面。多个研磨颗粒与样品S1中所述的相同。图16 包括样品批料S2B2的研磨颗粒的自顶而下图像和侧视图图像。

在两批样品S2中，生产工具平移通过一组辊，所述一组辊将压力施加到生产工具的顶表面和底表面，并且在凝胶混合物位于腔中之时，辅助将研磨颗粒嵌入凝胶混合物中。

对于两批样品S2，使用IR灯和风扇使混合物在大约50-55℃下干燥大约 5分钟。对于两批样品S2，将样品从生产工具中取出，并且根据如样品S1中提供的条件进行烧结。样品批料S1B1的研磨颗粒具有20微米的平均尖端锐度、大约0.5的形状指数和大约21％的平均横截面形状因子。样品批料S1B2 的研磨颗粒具有20微米的平均尖端锐度、大约0.5的形状指数和大约30％的平均横截面形状因子。

样品CS1和S1根据单个砂粒研磨测试(SGGT)在主表面取向和侧取向上进行测试。在进行SGGT中，一个单个成形研磨颗粒通过环氧树脂的粘结材料保持在砂粒支架中。成形研磨颗粒以所需取向固定(即，主表面取向或侧表面取向)，并且跨越304不锈钢工件移动8英寸的划痕长度，使用22m/s 的轮速和30微米的初始划痕深度。成形研磨颗粒在工件中产生具有横截面面积(AR)的凹槽。对于每个样品组，每个成形研磨颗粒完成跨越8英寸长度的 15次经过，对于每个取向测试10个个别颗粒且分析结果。测试测量在与工件表面和凹槽方向平行的方向上，由砂粒对工件施加的切向力，并且测量从划痕长度开始到结束在凹槽的横截面面积中的净变化，以测定成形研磨颗粒磨损。可测量对于每次经过在凹槽的横截面面积中的净变化。对于SGGT，凹槽的净横截面面积定义为表面下方的凹槽的横截面面积和在表面上方位移的材料的横截面面积之间的差异。性能(Ft/A)定义为切向力与凹槽的净横截面面积的比率。

使用成形研磨颗粒相对于工件的两个不同取向进行SGGT。用以主表面取向的成形研磨颗粒的第一样品组进行SGGT，其中每个成形研磨颗粒的主表面与研磨方向垂直定向，使得主表面起始在工件上的研磨。使用以主表面取向的成形研磨颗粒的样品组的SGGT结果允许测量成形研磨颗粒在主表面取向上的研磨效率。

还用以侧表面取向的成形研磨颗粒的第二样品组进行SGGT，其中每个成形研磨颗粒的侧表面与研磨方向垂直定向，使得侧表面起始工件的研磨。使用以侧取向的成形研磨颗粒的样品组的SGGT测试的结果允许测量成形研磨颗粒在侧取向上的研磨效率。

图17包括对于样品CS1和样品S1，对于前取向(左手条)和侧取向(在右侧上的条)的力/从工件去除的总面积的图。力/去除的总面积是成形研磨颗粒的研磨效率的量度，其中更少的力/去除的总面积指示更有效的研磨性能。如所示，样品S1证实与样品CS1相比基本等价的性能。考虑到本领域技术人员先前已公开了研磨颗粒的最有效的切割作用可能是来自具有由尖锐边缘和光滑表面(即，像凿子)标记的高形状保真度的颗粒的结果，这个结果是非常惊人的。参见例如美国专利号4,261,706、5,603,738和美国专利公开20100319269。然而，根据研磨颗粒和具有相对光滑的侧面和尖锐边缘的常规研磨颗粒之间注意到的差异，与常规研磨颗粒相比，本文实施例的研磨颗粒已证实显著的性能差异。值得注意的是，本文的研磨颗粒具有特征在于不规则轮廓的表面，所述不规则轮廓包括在成形研磨颗粒的一个或多个表面上随机排列的突起和谷，这与提示应该使成形研磨颗粒的表面光滑且边缘尖锐用于最佳性能的现有技术的教导形成对比。

研磨颗粒样品批料S2B1形成为具有下文提供的构造的经涂布研磨制品。得到18磅/令的成品布的背衬，并且背衬用如表1中提供的包括酚醛树脂的底胶制剂涂布。然后，具有底胶的幅材随后为静电沉积工艺，施加40磅/令的来自样品批料S2B1的研磨颗粒。然后将有底胶的幅材和晶粒的该部分结构在烘箱中在80℃下干燥2小时。

表1：底胶制剂

底胶制剂组分	厂商	百分比
			填料NYAD Wollast 325	NYCO	34％
湿润Witcona 1260	Witco	0.10％
			树脂，Single Comp 94-908	Durez	57％
Nalco 2341消泡剂	Nalco	0.10％
			PET-3MP(PTM)	Bruno Bloc	5.70％
水	---	3.10％

然后将经涂布磨料结构用14磅/令的酚醛树脂复胶涂布。复胶的详细组成呈现于表2中。将幅材输送通过干燥器共2小时的时期，所述干燥器具有120℃ 的干球温度设定。

表2：复胶制剂

复胶制剂组分	厂商	百分比
			白色染料E-8046	Acrochem Corp	0.70％
湿Witcona 1260	Witco	0.20％
			Solmod Tamol 165A	Rohm&Haas	0.90％
填料Syn Cryolite	Solvay	42.40％
			树脂Single Comp 94-908	Durez	48.30％
Nalco 2341消泡剂	Nalco	0.10％
			PET-3MP Polythiol(PTM)	Bruno Bloc	2.50％
染料Unisperse Black	Ciba	0.20％
			水	---	4.80％

然后将经涂布磨料样品放置在对流烘箱中，以经历其中烘箱温度为125℃ 的共12小时的后固化步骤。

还制备了经涂布磨料的第三样品，样品S3。样品S3的研磨颗粒根据用于制备样品批料S2B1的研磨颗粒的过程进行制备，但不包括在成形研磨颗粒上沉积多个研磨颗粒。样品S3的经涂布磨料的构造与包括样品批料S2B1的颗粒的经涂布磨料相同。样品CS1的颗粒作为以984F从3M公司商购可得的常规经涂布研磨制品进行测试。

三种不同的经涂布磨料样品各自根据表3中概括的条件进行测试。值得注意的是，在每种情况下测试了2个经涂布磨料样品，以得到结果。

表3

图18包括对于每个样品的比磨削能相对于去除(以4英寸³/分钟英寸的材料去除率)的累积材料的图。值得注意的是，利用样品批料S2B1的研磨颗粒的经涂布磨料比包括样品S3的研磨颗粒的经涂布磨料表现得更好，并且在性能上基本等价于包括样品CS1的研磨颗粒的经涂布磨料样品。

实例2

形成了新的研磨颗粒样品(样品S4)。样品S4的成形研磨颗粒由包括大约45-50重量％勃姆石的凝胶混合物形成。勃姆石作为Catapal B得自Sasol Corp.，并且通过将按重量计30％Catapal B与去离子水和硝酸的混合物高压灭菌进行修饰。硝酸与勃姆石比率在高压灭菌器中为大约0.025，并且在100℃ 至250℃下处理范围为5分钟至24小时的时间。高压灭菌的Catapal B溶胶通过常规方式进行干燥。勃姆石用相对于混合物的总氧化铝含量的1％α氧化铝种子混合且种植。α氧化铝种子通过使用例如在US 4,623,364中描述的常规技术研磨刚玉进行制备。混合物还包括45-50重量％水和2.5–4重量％另外的硝酸，用于形成凝胶混合物。成分在常规设计的行星式混合器中混合，并且在减压下混合以从混合物中去除气态元素(例如气泡)。

然后将凝胶置于模具中并且以相对于沉积速率的适当速度挤出到在模具下平移的生产工具的开口内，使得开口被充分地填充。腔对生产工具的两侧开放，使得它们是延伸穿过生产工具的整个厚度的孔。如自顶而下观察到的，生产工具的腔或开口具有等边三角形二维形状，其中长度为大约2.77mm，宽度为大约2.4mm，并且深度为大约0.60mm。生产工具具有大约0.60mm的厚度。生产工具中的开口的表面用芥花油的润滑剂进行涂布，以促进前体成形研磨颗粒从生产工具中的取出。

在将凝胶沉积到生产工具的开口内之后，沉积在开口中的相同凝胶材料的多个干燥的、未烧结的颗粒在生产工具中的凝胶的表面处突出。使用空气作为载体材料在40psi的近似压力下，将多个研磨颗粒朝向生产工具中的凝胶强制地喷射。施加多个研磨颗粒的过程在容器中完成，其中过量或未粘结的研磨颗粒中的绝大部分可被捕获并再循环用于未来的施加过程。在沉积多个研磨颗粒之前，凝胶不被加湿。在沉积之前，将多个干燥的、未烧结的颗粒使用100US网(具有150微米的开口的ASTM E-11)筛分，使得多个未烧结颗粒的最大粒径小于100US网。多个研磨颗粒具有相对于颗粒的总重量大约10-15％的吸收的水分含量。大约70％的前体研磨颗粒具有在第一主表面上的适当高的多个干燥的、未烧结颗粒的覆盖率。

去除过量的干燥的、未烧结颗粒，并且使用IR灯和风扇使混合物和多个研磨颗粒在腔中在大约50℃下干燥30秒，以形成前体研磨颗粒。将前体研磨颗粒从生产工具中取出，在800℃下预烧结并且在大约1320℃下烧结约15分钟，以达到98％的理论密度。所得到的研磨颗粒具有包括三角形二维形状的本体，其包括大约1550微米的长度、大约1350微米的宽度和大约300微米的高度。样品S4的研磨颗粒具有大约20.3MPa的平均强度、30微米的平均尖端锐度、大约0.5的形状指数。

以与上文对于样品S4所述的相同方式形成研磨颗粒的另一个样品(样品 CS4)，除了研磨颗粒不包括在成形研磨颗粒的表面上的多个研磨颗粒(即，未改性的成形研磨颗粒)之外。

由样品S4和CS4的研磨颗粒形成经涂布研磨制品的两个样品，以分别产生经涂布磨料样品CAS4和CACS4。经涂布磨料样品CAS4和CACS4以用于形成样品CS1和样品批料S2B1的实例1的经涂布磨料样品相同的方式形成。

根据下表4中概述的测试来测试每个经涂布磨料样品。在每种情况下测试经涂布磨料的两个样品，以得到结果。

表4

图19包括比磨削能相对于从工件去除的累积材料的图。如所示，与样品 CACS4相比，样品CAS4证实改进的累积材料去除和更低的比磨削能，尤其是接近测试结束时。

实例3

形成研磨颗粒的五个样品(S5-1、S5-2、S5-3、S5-4和S5-5)，以研究多个研磨颗粒的中值粒径对在成形研磨颗粒的至少一个表面上的研磨颗粒的覆盖百分比的影响。下表5概括了多个研磨颗粒的中值粒径对在具有大致三角形二维形状的成形研磨颗粒的第一主表面上的多个研磨颗粒的覆盖百分比的影响，所述成形研磨颗粒具有大约1550μm的长度、大约1350μm的宽度和大约320μm的高度。研磨颗粒以用于形成实例2的样品S4相同的方式形成，除了在沉积多个干燥的、未烧结的研磨颗粒之前，将生产工具中的凝胶的表面加湿之外。加湿过程利用导向在生产工具中的凝胶的表面处的蒸汽 (即，处于气态的水和悬浮液体颗粒的混合物)。

表5

图20A-20E分别包括样品S5-1、S5-2、S5-3、S5-4和S5-5的研磨颗粒的图像。值得注意的是，相对于成形研磨颗粒的尺寸的多个研磨颗粒的中值粒径对在成形研磨颗粒的表面上的多个研磨颗粒的覆盖百分比有影响。

实例6

如实例1所述，根据单个砂粒研磨测试，测试研磨颗粒的四个样品(样品S6-1、样品S6-2、CS1和样品S6-3)。样品S6-1、样品S6-2和样品S6-3 以与实例2的样品S4相同的方式形成，除了样品S6-1具有粘结到成形研磨颗粒的本体的主表面的平均32个研磨颗粒，并且样品S6-2具有粘结到成形研磨颗粒的本体的主表面的平均7个研磨颗粒之外。样品S6-3没有粘结到成形研磨颗粒的表面的多个研磨颗粒。

图21包括对于样品S6-1、S6-2、S6-3和CS1(与在实例1中提供的相同)，对于前取向(左手条)和侧取向(在右侧上的条)的力/从工件去除的总面积的图。令人惊讶的是，与样品S6-1相比，样品S6-2证实在前取向中的切割效率中的更大变化。在前取向中与样品S6-3和CS1相比，样品S6-1也证实在切割效率中的更小变化。

实例7

制备了研磨颗粒的两个样品。以用于形成实例2的样品S4相同的方式形成第一样品，样品S7-1，除了在沉积多个干燥的、未烧结的研磨颗粒之前，将生产工具中的凝胶的表面加湿之外。加湿过程利用导向在生产工具中的凝胶的表面处的蒸汽。附着到样品S7-1的成形研磨颗粒的第一主表面的多个研磨颗粒未被煅烧或烧结。第二样品，样品S7-2以用于形成样品S7-1相同的方式形成，除了经烧结的α氧化铝晶粒用于附着到成形研磨颗粒的第一主表面的多个研磨颗粒之外。样品S7-1证实显著更好的覆盖，其中与样品S7-2相比，90-95％的颗粒被多个研磨颗粒适当地覆盖，所述样品S7-2仅具有60-70％形成的总颗粒形成为含有用于成形研磨颗粒的第一主表面的多个研磨颗粒的合适覆盖。理论上，施加到样品S7-2的前体成形研磨颗粒的表面的经烧结研磨颗粒与表面并未良好粘结，但施加到样品S7-1的表面的未处理的、未烧结晶粒已改进了粘结，因为干燥的晶粒可在进一步加工之前用凝胶的湿润表面重新凝胶化。

实例8

制备了研磨颗粒的两个样品。以用于形成实例2的样品S4相同的方式形成第一样品，样品S8-1。附着到样品S8-1的成形研磨颗粒的第一主表面的多个研磨颗粒未被煅烧或烧结。第二样品，样品S8-2以用于形成样品S8-1相同的方式形成，除了在凝胶的表面或所得到的成形研磨颗粒上没有沉积研磨颗粒之外。

然后使用样品S8-1和S8-2的研磨颗粒产生具有7英寸直径的圆盘形式的经涂布研磨制品，以分别产生样品CAS8-1和CAS8-2。样品CAS8-1和CAS8-2 按照下述方法形成：

将如下表6中提供的底胶制剂施加于平均厚度为0.95mm的可得自 Sachsenroder的纤维背衬材料。底胶的湿沉积重量为9磅/令+/-0.3磅，并且使用双辊涂布法使用钢辊在65-72Shore A硬度计硬橡胶辊上施加。

表6：

组分	基于重量的％
		酚醛树脂(SI HRJ15993)	48.25
Solmod Silane A1100	0.44
		湿Witconate 1260	0.15
填料NYAD硅灰石400	48.25
		水	2.91

在100°F下使用水将制剂的粘度调节到9500至10500cps的范围。在施加底胶后，将样品S8-1和S8-2的研磨颗粒进行硅烷处理，并且经由静电投射施加到底胶。每个样品的目标晶粒重量为55磅/令+/-3磅。每个样品的颗粒在投射前被预热。

在将颗粒投射到底胶和背衬上之后，使用以下方法在花形烘箱(festoon oven)中固化底胶：步骤1)在150°F下42分钟；步骤2)在170°F下42分钟；步骤3)在200°F下38分钟；步骤4)在215°F下43分钟；和步骤5)在230°F 下23分钟。

在底胶固化后，将具有表7中提供的制剂的复胶施加到颗粒和固化底胶的表面。

表7

组分	基于重量的％
		酚醛树脂(SI HRJ15993)	53.04
Solmod Tamol 165A	0.84
		Air Prod DF70消泡剂	0.12
黑色颜料	2.41
		填料Syn Cryolite K	42.43
水	1.16

在100°F下使用水将复胶的制剂调节至5400至5600cps的粘度范围。使用与用于施加底胶相同的机器设置来施加复胶。视觉上相对于包括设定两辊涂布机的间隙的已知标准控制尺寸设定为0.045英寸。

在施加复胶后，使用下述方法在花形烘箱中固化材料：步骤1)在130℉和 45％RH下20分钟；步骤2)在170°F下20分钟；步骤3)在190°F下20分钟；步骤4)在210°F下20分钟；和步骤5)在235°F下30分钟。然后将材料卷起并且在后固化烘箱中在250°F下固化12小时。

从后固化炉中取出卷筒后，背衬弯曲并且通过施加水再次增湿。

根据下表8中概括的条件测试每个经涂布磨料样品。

表8

图22包括相对于常规经涂布磨料样品(样品CACS8-3，可作为982C从 3MCorporation获得)，样品CAS8-1和CAS8-2的相对性能(％切割)的图。如所示，样品CAS8-1具有与常规经涂布磨料样品相比基本相同的性能。相比之下，样品CAS8-2证实与常规样品(样品CAS8-1)相比少大约20％的相对性能。

本文关于任何实施例的研磨颗粒提供的所有值、比率、百分比和/或定量数据还可为得自代表性研磨颗粒的随机和统计学相关的样品量的平均值。例如，关于在本体上的多个研磨颗粒的覆盖百分比，也可从研磨颗粒批料的随机和统计学相关的样品量来计算这些百分比。取决于批料的大小，样品量可不同。

值得注意的是，本文对“不含”另一种材料(例如材料Z)的组合物的提及可解释为可具有材料Z的痕量或杂质含量的组合物，但这些含量不会实质上影响组合物的性质。例如，材料可为“不含”特定种类，并且这种种类可以不大于0.1％、或不大于0.01％、或不大于0.001％的量存在。本段不应被解释为缩小前述实施例中的任何其他公开内容，并且仅旨在使用术语“不含”限定那些情况。此外，在其中特定种类未被明确鉴定的情况下，申请人保留进一步将材料限定为不含所述特定种类的权利。然而，除非明确地叙述了术语“不含”，否则这样的术语不能被解释为缩小使用包括性术语例如“包括”、“具有”、“包含” 等等来的那些实施例或权利要求。

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，在前述详细描述中，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，如下权利要求引入详细描述内，每个权利要求本身分别限定所要求保护的主题。

Claims

1.一种研磨颗粒，其包括：

本体；其包括由纵轴限定的长度、由横轴限定的宽度和由垂直轴线限定的高度；

其中所述本体具有至少1.1:1的长度:宽度的第一纵横比；以及

联接到所述研磨颗粒的所述本体的至少一个表面的多个研磨颗粒。

2.根据权利要求1所述的研磨颗粒，其中所述研磨颗粒是成形研磨颗粒。

3.根据权利要求2所述的研磨颗粒，其中所述本体包括第一端面、第二端面和在所述第一端面和所述第二端面之间延伸的侧表面。

4.根据权利要求3所述的研磨颗粒，其中所述本体的所述第一端面和所述第二端面包含如在由所述本体的长度和宽度限定的平面中观察到的二维形状，所述二维形状选自由以下组成的第一组：规则多边形、不规则多边形、椭圆形、数字、希腊字母字符、拉丁字母字符、俄语字母字符、具有多边形形状的组合的复杂形状、具有线性和弯曲部分的形状、及其组合。

5.根据权利要求3所述的研磨颗粒，其中所述多个研磨颗粒粘结到所述本体的至少两个表面。

6.根据权利要求1所述的研磨颗粒，其中所述多个研磨颗粒的部分嵌入在所述本体的所述至少一个表面内。

7.根据权利要求1所述的研磨颗粒，其中所述多个研磨颗粒的一部分直接粘结到所述本体的所述至少一个表面。

8.根据权利要求1所述的研磨颗粒，其中所述多个研磨颗粒中的研磨颗粒的一部分烧结粘结到所述研磨颗粒的本体的所述至少一个表面，并且所述多个研磨颗粒选自由以下组成的群组：氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、碳氧化物、氮氧化物、硼氧化物、天然矿物质、合成材料、碳基材料、及其组合。

9.根据权利要求3所述的研磨颗粒，所述第一端面相对于所述侧表面成角度。

10.根据权利要求1所述的研磨颗粒，其中所述研磨颗粒掺入经固定研磨制品内。

11.根据权利要求1所述的研磨颗粒，其中所述研磨颗粒是挤出的。

12.一种研磨颗粒，其包括：

经挤出拉长的本体，其包括第一端面、第二端面和在所述第一端面和所述第二端面之间延伸的侧表面；以及

13.根据权利要求12所述的研磨颗粒，其中所述多个研磨颗粒粘结到所述本体的所述侧表面的至少一部分。

14.根据权利要求13所述的研磨颗粒，其中所述多个研磨颗粒粘结到所述表面的至少一部分并且至少所述第一端面或第二端面基本上不含有所述多个研磨颗粒。

15.根据权利要求12所述的研磨颗粒，其中所述本体的所述第一端面或所述第二端面包含如在由所述本体的长度和宽度限定的平面中观察到的二维形状，所述二维形状选自由以下组成的第一组：规则多边形、不规则多边形、椭圆形、数字、希腊字母字符、拉丁字母字符、俄语字母字符、具有多边形形状的组合的复杂形状、具有线性和弯曲部分的形状、及其组合。