CN112969769B - 具有预定倾角的四面体成形磨料颗粒 - Google Patents

Abstract

本发明所公开的各种实施方案涉及一种成形磨料颗粒。成形磨料颗粒包括至少四个主面和接合四个主面的至少六个边。至少四个主面中的一个主面为第一倾斜面，至少四个主面中的第二主面为第二倾斜面。第一倾斜面和第二倾斜面主要沿着仅一个公共边接合。第一倾斜面和第二倾斜面之间的二面角在约71度至约170度的范围内。

Description

具有预定倾角的四面体成形磨料颗粒

背景技术

磨料颗粒和包括磨料颗粒的磨料制品可在产品制造过程中用于研磨、抛光或磨削多种材料和表面。因此，一直存在对磨料颗粒或磨料制品的成本、性能或寿命进行改善的需求。

发明内容

本发明所公开的各种实施方案涉及一种成形磨料颗粒。成形磨料颗粒包括至少四个主面和接合四个主面的至少六个边。至少四个主面中的一个主面为第一倾斜面，至少四个主面中的第二主面为第二倾斜面。第一倾斜面和第二倾斜面主要沿着仅一个公共边接合。第一倾斜面和第二倾斜面之间的二面角在约71度至约170度的范围内。

所公开的各种其它实施方案涉及一种制造成形磨料颗粒的方法。成形磨料颗粒包括至少四个主面和接合四个主面的至少六个边。至少四个主面中的一个主面为第一倾斜面，至少四个面中的第二面为第二倾斜面。第一倾斜面和第二倾斜面主要沿着仅一个公共边接合。第一倾斜面和第二倾斜面之间的二面角在约71度至约170度的范围内。该方法包括将磨料颗粒前体组合物设置在与成形磨料颗粒的负像相符合的模具腔中。该方法还包括干燥磨料颗粒前体，以形成该成形磨料颗粒。在一些实施方案中，磨料颗粒可任选地经焙烧工艺处理。

所公开的各种其它实施方案涉及一种磨料制品。磨料制品包括背衬。磨料制品还包括附接到背衬的成形磨料颗粒。成形磨料颗粒单独地包括至少四个主面和接合四个主面的至少六个边。至少四个面中的一个面为第一倾斜面，至少四个主面中的第二主面为第二倾斜面。第一倾斜面和第二倾斜面主要沿着仅一个公共边接合。第一倾斜面和第二倾斜面之间的二面角在约71度至约170度的范围内。

所公开的各种其它实施方案涉及一种制造磨料制品的方法。该方法包括将成形磨料颗粒粘附到背衬。成形磨料颗粒单独地包括至少四个主面和接合四个主面的至少六个边。至少四个主面中的一个主面为第一倾斜面，至少四个主面中的第二主面为第二倾斜面。第一倾斜面和第二倾斜面主要沿着仅一个公共边接合。第一倾斜面和第二倾斜面之间的二面角在约71度至约170度的范围内。

所公开的各种其它实施方案涉及一种使用磨料制品的方法。磨料制品包括背衬。磨料制品还包括附接到背衬的成形磨料颗粒。成形磨料颗粒单独地包括至少四个主面和接合四个面的至少六个边。至少四个主面中的一个主面为第一倾斜面，至少四个面中的第二面为第二倾斜面。第一倾斜面和第二倾斜面主要沿着仅一个公共边接合。第一倾斜面和第二倾斜面之间的二面角在约71度至约170度的范围内。该方法包括使成形磨料颗粒与工件接触。该方法还包括使磨料制品和工件中的至少一者相对于彼此在使用方向上移动。该方法还包括移除工件的至少一部分。

使用本文所述的成形磨料颗粒和包括成形磨料颗粒的制品有许多原因，包括以下非限制性原因。例如，根据各种实施方案，成形磨料颗粒的倾斜面之间的二面角或在磨料制品的背衬与成形磨料颗粒之间测量的倾角可被构造成极大地增强成形磨料颗粒的磨料性能。根据各种实施方案，控制磨料颗粒的二面角或磨料颗粒与磨料颗粒所附接的磨料制品的背衬之间的倾角可极大地影响颗粒和制品的磨料性能。例如，与没有所公开的二面角的对应颗粒或没有所公开的倾角的制品相比，成形磨料颗粒可移除更多的材料。根据各种实施方案，与正四面体的磨料颗粒或包括正四面体成形磨料颗粒的磨料制品相比，性能提高是显著的。

附图说明

附图通常以举例的方式示出，但不受限于本文档中讨论的各种实施方案。

图1A是根据各种实施方案的成形磨料颗粒的透视图。

图1B是根据各种实施方案的成形磨料颗粒的前视图。

图1C是根据各种实施方案的成形磨料颗粒的侧视图。

图1D是根据各种实施方案的成形磨料颗粒的顶视图。

图2A是根据各种实施方案的研磨带的侧视图。

图2B是根据各种实施方案的研磨带的前视图。

图2C是根据各种实施方案的研磨带的底视图。

图3是根据各种实施方案的研磨盘的底视图。

图4是示出根据各种实施方案的制造磨料制品的方法的示意图。

图5是示出根据各种实施方案的根据图4的方法的对成形磨料颗粒进行取向的方法的示意图。

图6是示出根据各种实施方案的根据图4的方法的对成形磨料颗粒进行取向的方法的示意图。

图7是示出根据各种实施方案的根据图4的方法的对成形磨料颗粒进行取向的方法的示意图。

具体实施方式

现在将详细参照本发明所公开主题的特定实施方案，其示例在附图中部分说明。虽然本发明所公开的主题将结合所列举的权利要求来描述，但应当理解，示例性主题不旨在将权利要求限制于本发明所公开的主题。

在整个该文档中，以一个范围格式表达的值应当以灵活的方式解释为不仅包括作为范围的极限明确列举的数值而且还包括涵盖在该范围内的所有单个数值或子范围，如同明确列举了每个数值和子范围一样。例如，范围“约0.1％至约5％”或“约0.1％至5％”应当解释为不仅包括约0.1％至约5％，而且还包括在指示范围内的单个值(例如，1％、2％、3％、和4％)和子范围(例如，0.1％至0.5％、1.1％至2.2％、3.3％至4.4％)。除非另外指明，否则表述“约X至Y”具有与“约X至约Y”相同的含义。同样，除非另外指明，否则表述“约X、Y或约Z”具有与“约X、约Y或约Z”相同的含义。

在该文档中，除非上下文清楚地指明，否则术语“一个”、“一种”或“该/所述”用于包括一个(种)或多于一个(种)。除非另外指明，否则术语“或”用于指非排他性的“或”。表述“A和B中的至少一者”具有与“A、B或者A和B”相同的含义。此外，应当理解，本文所用且未以其它方式定义的措辞或术语仅出于说明的目的而不具有限制性。部分标题的任何使用均旨在有助于文档的理解且不应当解释为是限制性的；与部分标题相关的信息可在该特定部分内或外出现。

在本文所述的方法中，除了明确列举了时间或操作序列之外，可以任何顺序进行各种行为而不脱离本发明原理。此外，规定的行为可同时进行，除非明确的权利要求语言暗示它们单独地进行。例如，进行X的受权利要求保护的行为和进行Y的受权利要求保护的行为可在单一操作中同时进行，并且所得的过程将落入受权利要求保护的过程的字面范围内。

如本文所用，术语“约”可允许例如数值或范围的一定程度的可变性，例如在所述值或所述范围极限的10％内、5％内或1％内，并且包括确切表述的值或范围。

如本文所用，术语“基本上”是指大部分或大多数，如至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.5％、99.9％、99.99％、或至少约99.999％或更多、或100％。

根据本公开的各种实施方案，成形磨料颗粒被设计成包括预定倾角。倾角可具有被选择用于提高成形磨料颗粒和包括一个或多个成形磨料颗粒的任何磨料制品的磨料性能的值。图1A至图1D提供了成形磨料颗粒100的各种视图。图1A至图1D示出了许多相同的特征并且同时进行讨论。图1A是成形磨料颗粒100的透视图。图1B是成形磨料颗粒100的前视图。图1C是成形磨料颗粒100的侧视图。图1D是成形磨料颗粒100的顶视图。

如图1A至图1D所示，成形磨料颗粒100为大致四面体颗粒。成形磨料颗粒100包括四个主面102(102A、102B、102C和102D)。成形磨料颗粒100还包括六个边104(104A、104B、104C、104D、104E和104F)。边104接合面102。在面102中，面102A和102B可以被指定为沿着公共边104A接合的倾斜面。如本文进一步所述，在倾斜面102A和102B之间跨公共边104A测量的二面角可被设计成提高成形磨料颗粒100和包括成形磨料颗粒100的任何磨料制品的磨料性能。

为了使成形磨料颗粒100具有四面体形状，面102中的每个面具有大致三角形形状。三角形形状由面102中的每个面形成，所述面由选自六个边中的任一个边的相应的第一边、第二边和第三边界定。三角形形状可符合直角三角形、标量三角形、等腰三角形、锐角三角形或钝角三角形。在一些实施方案中，三角形形状可基本上符合等边三角形，但在其它实施方案中，三角形形状中没有一个可以符合等边三角形。

每个面102的形状可部分地通过改变每个边104的长度来控制。尽管每个边可具有任何合适的长度，但每个边可大致具有在约0.01mm至10mm、约0.03mm至约5mm的范围内，小于、等于或大于约0.01mm、0.05mm、0.1mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm或10mm的长度。为了更好地展示控制边的能力，将参考界定第一面102A的第一边104A、第二边104B和第三边104C。尽管讨论了界定第一面102A的边，但该讨论同样适用于界定任何面102的相应边104。如图1A至图1D所示，第一边104A在长度上不同于第二边104B和第三边104C。如图所示，第二边104B和第三边104C具有基本上相同的长度。

如图所示，第一边104A比第二边104B和第三边104C长。第一边104A可相对于第二边104B和104C具有任何长度。例如，第一边104A的长度可在第二边104B和第三边104C的长度的约1.03倍至约2倍、约1.1倍至约1.4倍的范围内，可小于、等于或大于约1.03倍、1.04倍、1.05倍、1.06倍、1.07倍、1.08倍、1.09倍、1.10倍、1.15倍、1.20倍、1.25倍、1.30倍、1.35倍、1.40倍、1.45倍、1.50倍、1.55倍、1.60倍、1.65倍、1.70倍、1.75倍、1.80倍、1.85倍、1.90倍、1.95倍或约2倍。另选地，第一边104A可比第二边104B或第二边104C短。例如，第一边104A的长度可在第二边104B或第三边104C的长度的约0.6倍至约0.1倍、约0.5倍至约0.2倍的范围内，可小于、等于或大于约0.6倍、0.55倍、0.5倍、0.45倍、0.4倍、0.35倍、0.3倍、0.25倍、0.2倍、0.15倍或约0.1倍。

边104A、104B和104C的长度可在成形磨料颗粒100中产生多种角度。在其中第二边104B和第三边104C的长度相同的实施方案中，第一边104A与第二边104B和第三边104C中的每一者之间的角度106和108是基本上相等的。角度106和108可独立地在约30度至约80度、约45度至约60度的范围内，可小于、等于或大于约30度、35度、40度、45度、50度、55度、60度、65度、70度、75度或约80度。在第二边104B和第三边104C之间测量的角度110可与角度106和108不同，并且可在约30度至约80度、约45度至约60度的范围内，可小于、等于或大于约30度、35度、40度、45度、50度、55度、60度、65度、70度、75度或约80度。

在一些另外的实施方案中，第一边104A和第二边104B的长度可与第三边104C的长度不同。例如，第一边104A、第二边104B或两者的长度可比第三边104C的长度短。在另外的实施方案中，第一边104A或第二边104B中的一者的长度可大于第三边104C的长度，而另一个边的长度比第三边104C的长度短。在一些实施方案中，在第二边104B和第三边104C的长度不同的情况下，可以使在第二边104B和第三边104C之间的交汇处形成的顶点112偏移，使得该顶点不与第一边104A的中点对准。

第一边104A和第二边104B可相对于第三边104C具有任何长度。例如，如果第一边104A、第二边104B或两者比第三边104C长，则第一边104A和第二边104B的长度可在第三边104C的长度的约1.03倍至约2倍、约1.1倍至约1.4倍的范围内，可小于、等于或大于约1.03倍、1.04倍、1.05倍、1.06倍、1.07倍、1.08倍、1.09倍、1.10倍、1.15倍、1.20倍、1.25倍、1.30倍、1.35倍、1.40倍、1.45倍、1.50倍、1.55倍、1.60倍、1.65倍、1.70倍、1.75倍、1.80倍、1.85倍、1.90倍、1.95倍或约2倍。另选地，如果第一边104A、第二边104B或两者比第三边104C短，则第一边104A或第二边104B可在比第二边104B或第三边104C短约0.6倍至约0.1倍、约0.5倍至约0.2倍的范围内，可小于、等于或大于约0.6倍、0.55倍、0.5倍、0.45倍、0.4倍、0.35倍、0.3倍、0.25倍、0.2倍、0.15倍或约0.1倍。

边104A、104B和104C的不同长度可产生在第一边104A和第二边104B之间测量的角度108以及在第一边104A和第三边104C之间测量的角度106的变化。角度的变化可有助于确定成形磨料颗粒100的偏移程度。第一边104A与第二边104B之间以及第一边104A与第三边104C之间的相应角度106和108可以在约30度至约85度、约50度至约75度的范围内，可以小于、等于或大于约30度、35度、40度、45度、50度、60度、70度、80度或85度。

第一倾斜面102A和第二倾斜面102B沿着第一边104A接合。成形磨料颗粒100被设计成在第一倾斜面102A与第二倾斜面102B之间实现某一二面角114。例如，根据各种实施方案，在第一倾斜面102A与第二倾斜面102B之间跨第一边104A测量的二面角可在约71度至约170度、约80度至约135度、约85度至约95度的范围内，可小于、等于或大于约71度、72度、73度、74度、75度、76度、77度、78度、79度、80度、81度、82度、83度、84度、85度、86度、87度、88度、89度、90度、91度、92度、93度、94度、95度、96度、97度、98度、99度、100度、101度、102度、103度、104度、105度、106度、107度、108度、109度、110度、111度、112度、113度、114度、115度、116度、117度、118度、119度、120度、121度、122度、123度、124度、125度、126度、127度、128度、129度、130度、130度、131度、132度、133度、134度、135度、136度、137度、138度、139度、140度、141度、142度、143度、144度、145度、146度、147度、148度、149度、150度、151度、152度、153度、154度、155度、156度、157度、158度、159度、161度、162度、163度、164度、165度、166度、167度、168度、169度或约170度。具有大于70度的二面角114确保成形磨料颗粒100不是正四面体。

二面角114的值可针对成形磨料颗粒100的预期目的进行选择。例如，如果二面角114等于或大于90度，则磨料颗粒100可非常适于从工件移除材料，在工件中实现深切削，或从工件移除大片材料。相反，如果二面角114小于90度，则成形磨料颗粒100仍可具有前述特性中的一些特性，但还可以更好地适于对工件的表面抛光。对二面角114的具体值的选择可取决于诸如工件的材料、将磨料颗粒施加到工件的压力以及磨料颗粒所附接的磨料制品的速度之类的因素。性能也可受到成形磨料颗粒100之间的相对间距的影响。

在一些实施方案中，在除了第一倾斜面102A和第二倾斜面102B之外的两个面之间测量的第二二面角116也可在约71度至约170度的范围内。例如，在第三面102C与第四倾斜面102D之间测量的第二二面角116可在约71度至约170度、约80度至约135度、约85度至约95度的范围内，可小于、等于或大于约71度、72度、73度、74度、75度、76度、77度、78度、79度、80度、81度、82度、83度、84度、85度、86度、87度、88度、89度、90度、91度、92度、93度、94度、95度、96度、97度、98度、99度、100度、101度、102度、103度、104度、105度、106度、107度、108度、109度、110度、111度、112度、113度、114度、115度、116度、117度、118度、119度、120度、121度、122度、123度、124度、125度、126度、127度、128度、129度、130度、130度、131度、132度、133度、134度、135度、136度、137度、138度、139度、140度、141度、142度、143度、144度、145度、146度、147度、148度、149度、150度、151度、152度、153度、154度、155度、156度、157度、158度、159度、161度、162度、163度、164度、165度、166度、167度、168度、169度或约170度。在一些实施方案中，第一倾斜面102A和第二面102B之间的二面角114与第二二面角116基本上相同。在另外的实施方案中，第一倾斜面102A和第二倾斜面102B之间的二面角114不同于除了第一倾斜面102A和第二倾斜面102B之外的至少两个面之间的第二二面角116。在一些实施方案中，除了二面角114和二面角116基本上相同之外，主面102中的每个主面的尺寸在表面积、最大尺寸和最大宽度尺寸中的至少一者方面可基本上相同。使二面角114和116基本上相等，并且任选地使所有主面102的尺寸相同的能力可允许成形磨料颗粒100在磨料制品的背衬上“自取向”，使得无论主面102中的哪一个主面与背衬接触，主面102中的一个主面与背衬之间的倾角都介于约10度至约170度之间。

如图1A至图1D所示，主面102中的每个主面的尺寸在表面积、最大长度尺寸和最大宽度尺寸中的至少一者方面相同。然而，在一些另外的实施方案中，可以使主面102中的至少一个主面的尺寸与至少一个其它主面102的尺寸不同。

如图1A至图1D所示，每个主面102是平面的，但是在另外的实施方案中，主面102中的任一个主面可以是基本上非平面的。例如，非平面主面102可具有凹形或凸形轮廓。无论主面102是平面的还是非平面的，成形磨料颗粒100都可包括形状特征。形状特征可位于主面102中的任一个主面或者边104上。形状特征可选自开口、凹表面、凸表面、凹槽、脊、断裂表面、低圆度系数或包括一个或多个具有尖锐顶端的拐角点的周边。

成形磨料颗粒100可由多种合适的材料或材料的组合形成。例如，成形磨料颗粒100可包含陶瓷材料或聚合物材料。如果成形磨料颗粒100包含陶瓷材料，则陶瓷材料可包括α氧化铝、溶胶-凝胶衍生的α氧化铝或它们的混合物。其它合适的材料包括、熔融氧化铝、热处理的氧化铝、陶瓷氧化铝、烧结的氧化铝、碳化硅、二硼化钛、碳化硼、碳化钨、碳化钛、金刚石、立方氮化硼、石榴石、熔融氧化铝-氧化锆、氧化铈、氧化锆、氧化钛以及它们的组合的材料。

包含聚合物材料的成形磨料颗粒100可表征为软磨料颗粒。本文所述的软成形磨料颗粒可包括任何合适的材料或材料的组合。例如，软成形磨料颗粒可包括包含一种或多种可聚合树脂的可聚合混合物的反应产物。该一种或多种可聚合树脂选自酚醛树脂、脲醛树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、乙烯基醚树脂、氨基塑料树脂(其可包括侧链α、β不饱和羰基)、丙烯酸酯树脂、丙烯酸酯化异氰脲酸酯树脂、异氰脲酸酯树脂、丙烯酸酯化聚氨酯树脂、丙烯酸酯化环氧树脂、烷基树脂、聚酯树脂、干性油、或它们的混合物。可聚合混合物可包括附加组分，诸如增塑剂、酸催化剂、交联剂、表面活性剂、柔和磨料、颜料、催化剂和抗菌剂。

在可聚合混合物中存在多种组分的情况下，这些组分可占混合物的任何合适的重量百分比。例如，可聚合树脂可在可聚合混合物的约35重量％至约99.9重量％、约40重量％至约95重量％的范围内，或者可小于、等于或大于约35重量％、40重量％、41重量％、42重量％、43重量％、44重量％、45重量％、46重量％、47重量％、48重量％、49重量％、50重量％、51重量％、52重量％、53重量％、54重量％、55重量％、56重量％、57重量％、58重量％、59重量％、60重量％、61重量％、62重量％、63重量％、64重量％、65重量％、66重量％、67重量％、68重量％、69重量％、70重量％、71重量％、72重量％、73重量％、74重量％、75重量％、76重量％、77重量％、78重量％、79重量％、80重量％、81重量％、82重量％、83重量％、84重量％、85重量％、86重量％、87重量％、88重量％、89重量％、90重量％、91重量％、92重量％、93重量％、94重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％或约99.9重量％。

如果存在交联剂的话，则该交联剂可在可聚合混合物的约2重量％至约60重量％、约5重量％至约10重量％的范围内，或者可小于、等于或大于约2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％或约15重量％。合适的交联剂的示例包括可以商品名CYMEL 303LF购自美国佐治亚州阿尔法利塔的湛新美国股份有限公司(Allnex USAInc.,Alpharetta,Georgia,USA)的交联剂；或以商品名CYMEL 385购自美国佐治亚州阿尔法利塔的湛新美国股份有限公司的交联剂。

如果存在柔和磨料的话，则该柔和磨料可在可聚合混合物的约5重量％至约65重量％、约10重量％至约20重量％的范围内，或者可小于、等于或大于约5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％、20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％、29重量％、30重量％、31重量％、32重量％、33重量％、34重量％、35重量％、36重量％、37重量％、38重量％、39重量％、40重量％、41重量％、42重量％、43重量％、44重量％、45重量％、46重量％、47重量％、48重量％、49重量％、50重量％、51重量％、52重量％、53重量％、54重量％、55重量％、56重量％、57重量％、58重量％、59重量％、60重量％、61重量％、62重量％、63重量％、64重量％或约65重量％。合适的柔和磨料的示例包括以商品名MINSTRON 353TALC购自美国蒙大拿州斯里福克斯的英格瓷滑石美国公司(Imerys Talc America,Inc.,Three Forks,Montana,USA)的柔和磨料；以商品名USG TERRA ALBA NO.1CALCIUM SULFATE购自美国伊利诺伊州芝加哥的USG公司(USGCorporation,Chicago,Illinois,USA)的柔和磨料；购自美国宾夕法尼亚州哈特菲尔德的ESCA工业有限公司(ESCA Industries,Ltd.,Hatfield,Pennsylvania,USA)的回收玻璃(40-70号砂)、二氧化硅、方解石、霞石、正长岩、碳酸钙或它们的混合物。

如果存在增塑剂的话，则该增塑剂可在可聚合混合物的约5重量％至约40重量％、约10重量％至约15重量％的范围内，或者小于、等于或大于约5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％、20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％、29重量％、30重量％、31重量％、32重量％、33重量％、34重量％、35重量％、36重量％、37重量％、38重量％、39重量％或40重量％。合适的增塑剂的示例包括丙烯酸类树脂或苯乙烯丁二烯树脂。丙烯酸类树脂的示例包括以商品名RHOPLEX GL-618购自美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司(DOW Chemical Company,Midland,Michigan,USA)的丙烯酸类树脂；以商品名HYCAR 2679购自美国俄亥俄州威克利夫的路博润公司(Lubrizol Corporation,Wickliffe,Ohio,USA)的丙烯酸类树脂；以商品名HYCAR26796购自美国俄亥俄州威克利夫的路博润公司的丙烯酸类树脂；以商品名ARCOLLG-650购自美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司的聚醚多元醇；或以商品名HYCAR 26315购自美国俄亥俄州威克利夫的路博润公司的丙烯酸类树脂。苯乙烯丁二烯树脂的示例包括以商品名ROVENE 5900购自美国北卡罗来纳州夏洛特的马拉德克里科聚合物公司(MallardCreek Polymers,Inc.,Charlotte,North Carolina,USA)的树脂。

如果存在酸催化剂的话，则该酸催化剂可在可聚合混合物的1重量％至约20重量％、约5重量％至约10重量％的范围内，或者可小于、等于或大于约1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％或约20重量％。合适的酸催化剂的示例包括氯化铝溶液或氯化铵溶液。

如果存在表面活性剂的话，则该表面活性剂可在可聚合混合物的约0.001重量％至约15重量％、约5重量％至约10重量％的范围内，或者可小于、等于或大于约0.001重量％、0.01重量％、0.5重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％或约15重量％。合适的表面活性剂的示例包括以商品名GEMTEX SC-85-P购自美国北卡罗来纳州索尔兹伯里的Innospec功能化学品公司(Innospec Performance Chemicals,Salisbury,NorthCarolina,USA)的表面活性剂；以商品名DYNOL 604购自美国宾夕法尼亚州阿伦敦的空气化工产品有限公司(Air Products and Chemicals,Inc.,Allentown,Pennsylvania,USA)的表面活性剂；以商品名ACRYSOL RM-8W购自美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司的表面活性剂；或以商品名XIAMETER AFE 1520购自美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司的表面活性剂。

如果存在抗微生物剂的话，则该抗微生物剂可在可聚合混合物的0.5重量％至约20重量％、约10重量％至约15重量％的范围内，或者可小于、等于或大于约0.5重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％或约20重量％。合适的抗微生物剂的示例包括吡啶硫酮锌。

如果存在颜料的话，则该颜料可在可聚合混合物的约0.1重量％至约10重量％、约3重量％至约5重量％的范围内，或者可小于、等于或大于约0.1重量％、0.2重量％、0.4重量％、0.6重量％、0.8重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、3重量％、3.5重量％、4重量％、4.5重量％、5重量％、5.5重量％、6重量％、6.5重量％、7重量％、7.5重量％、8重量％、8.5重量％、9重量％、9.5重量％或10重量％。合适的颜料的示例包括以商品名SUNSPERSE BLUE 15购自美国新泽西州帕西帕尼的太阳化学有限公司(Sun ChemicalCorporation,Parsippany,New Jersey,USA)的颜料分散体；以商品名SUNSPERSE VIOLET23购自美国新泽西州帕西帕尼的太阳化学有限公司的颜料分散体；以商品名SUN BLACK购自美国新泽西州帕西帕尼的太阳化学有限公司的颜料分散体；或以商品名BLUE PIGMENTB2G购自美国北卡罗来纳州夏洛特的科莱恩有限公司(Clariant Ltd.,Charlotte,NorthCarolina,USA)的颜料分散体。

除了已经描述的材料之外，可将至少一种磁性材料包含在成形磨料颗粒100内或涂覆到成形磨料颗粒上。磁性材料的示例包括铁；钴；镍；销售为各种等级的坡莫合金(Permalloy)的各种镍和铁的合金；销售为铁镍钴合金(Fernico)、科瓦铁镍钴合金(Kovar)、铁镍钴合金I(Fernico I)或铁镍钴合金II(Fernico II)的各种铁、镍和钴的合金；销售为各种等级的铝镍钴合金(Alnico)的各种铁、铝、镍、钴、以及(有时还有)铜和/或钛的合金；销售为铁铝硅合金的铁、硅和铝(按重量计约85:9:6)的合金；赫斯勒合金(例如，Cu₂MnSn)；锰铋化物(也称为铋化锰(Bismanol))；稀土可磁化材料，诸如钆、镝、钬、铕氧化物、以及钕、铁和硼的合金(例如，Nd₂Fe₁₄B)、以及钐和钴的合金(例如，SmCo₅)；MnSb；MnOFe₂O₃；Y₃Fe₅O₁₂；CrO₂；MnAs；铁氧体，诸如铁氧体、磁铁矿；锌铁氧体；镍铁氧体；钴铁氧体、镁铁氧体、钡铁氧体、以及锶铁氧体；钇铁石榴石；以及前述的组合。在一些实施方案中，可磁化材料是含有8重量％至12重量％的铝、15重量％至26重量％的镍、5重量％至24重量％的钴、高达6重量％的铜、至多1重量％的钛的合金，其中总计达100重量％的材料的余量为铁。在一些其它实施方案中，使用气相沉积技术诸如例如物理气相沉积(PVD)，包括磁控溅射，可在磨料颗粒100上沉积可磁化涂层。

包含这些可磁化材料可允许成形磨料颗粒100对磁场有响应。成形磨料颗粒100中的任一成形磨料颗粒可包含相同的材料或包含不同的材料。

成形磨料颗粒100为单片磨料颗粒。如图所示，成形磨料颗粒100不含粘结剂，并且不是通过粘结剂或其它粘合剂材料保持在一起的磨料颗粒团聚物。

成形磨料颗粒100可以许多合适的方式形成，例如，成形磨料颗粒100可根据多操作工艺制造。该方法可以使用任何材料或前体分散体材料进行。简而言之，对于其中成形磨料颗粒100是单片陶瓷颗粒的实施方案，该方法可包括以下操作：制备可被转变为对应物的有晶种或无晶种的前体分散体(例如，可转变为α氧化铝的勃姆石溶胶-凝胶)；用前体分散体填充具有成形磨料颗粒100的所需外形的一个或多个模具腔；干燥前体分散体以形成成形磨料颗粒前体；从模具腔中移除成形磨料颗粒100前体；煅烧成形磨料颗粒100前体以形成经煅烧的成形磨料颗粒100前体；然后烧结经煅烧的成形磨料颗粒100前体以形成成形磨料颗粒100。现在，将在含α-氧化铝的成形磨料颗粒100的上下文中对该方法进行更详细地描述。在其它实施方案中，模具腔可填充有三聚氰胺以形成三聚氰胺成形磨料颗粒。

该方法可包括提供能够转化为陶瓷的有晶种或无晶种的前体分散体的操作。在对前体加晶种的示例中，前体可引入晶种铁氧化物(例如，FeO)。前体分散体可包含作为挥发性组分的液体。在一个示例中，该挥发性组分是水。分散体可包含足量的液体，以使分散体的粘度足够低，从而能够填充模具腔并且复制模具表面，但是液体的量不能太多，因为会导致随后将液体从模具腔中移除的成本过高。在一个示例中，前体分散体包含2重量％至90重量％的能够转化为陶瓷的颗粒诸如一水合氧化铝(勃姆石)颗粒，以及至少10重量％、或50重量％至70重量％、或50重量％至60重量％的挥发性组分诸如水。反之，在一些实施方案中，前体分散体包含30重量％至50重量％、或40重量％至50重量％的固体。

合适的前体分散体的示例包括氧化锆溶胶、氧化钒溶胶、氧化铈溶胶、氧化铝溶胶以及它们的组合。合适的氧化铝分散体包括例如勃姆石分散体以及其它氧化铝水合物分散体。勃姆石可通过已知的技术来制备或者可商购获得。市售勃姆石的示例包括均购自沙索尔北美有限公司(Sasol North America,Inc.)的商品名为“DISPERAL”和“DISPAL”的产品，或购自BASF公司的商品名为“HIQ-40”的产品。这些一水合氧化铝是相对纯的；即，它们除了一水合物外只包含相对较少的(如果有的话)其它水合物相，并且具有高表面积。

所得成形磨料颗粒100的物理特性通常可取决于前体分散体中所用材料的类型。如本文所用，“凝胶”是分散在液体中的固体的三维网络。

前体分散体可包含改性添加剂或改性添加剂的前体。改性添加剂可用于增强磨料颗粒的某些所需特性，或者提高后续烧结步骤的效率。改性添加剂或改性添加剂的前体可呈可溶性盐的形式，诸如水溶性盐。它们可包括含金属的化合物，并且可以是镁、锌、铁、硅、钴、镍、锆、铪、铬、钇、镨、钐、镱、钕、镧、钆、铈、镝、铒、钛的氧化物的前体，以及它们的混合物。可存在于前体分散体中的这些添加剂的具体浓度可以变化。

引入改性添加剂或改性添加剂前体可导致前体分散体胶凝。也可以通过以下方式使前体分散体胶凝：在一定时期内进行加热，从而通过蒸发来减少分散体中的液体含量。前体分散体还可包含成核剂。适用于本公开的成核剂可以包括α氧化铝、α氧化铁或其前体、二氧化钛和钛酸盐、氧化铬的细粒，或者使所述转化成核的任何其它物质。如果使用成核剂的话，则其量应当足够多，以对α-氧化铝进行转化。

可将胶溶剂添加到前体分散体中以制备更稳定的水溶胶或胶态前体分散体。合适的胶溶剂为单质子酸或酸性化合物，诸如乙酸、盐酸、甲酸和硝酸。也可使用多质子酸，但是它们可能使前体分散体快速胶凝，从而使得难以对其进行处理或难以引入附加组分。某些商业来源的勃姆石包含有助于形成稳定前体分散体的酸滴度(例如，所吸收的甲酸或硝酸)。

前体分散体可通过任何合适的手段形成；例如，就溶胶-凝胶氧化铝前体而言，其可通过将氧化铝一水合物与含有胶溶剂的水简单地混合，或者通过形成添加有胶溶剂的氧化铝一水合物浆液而形成。

可添加消泡剂或其它合适的化学品，以降低混合时形成气泡或夹带空气的倾向。如果需要，可添加其它化学品，诸如润湿剂、醇类、或偶联剂。

进一步操作可包括提供模具，该模具具有至少一个模具腔，或形成于模具的至少一个主表面中的多个腔。在一些示例中，模具被形成为生产工具，其可以是例如带、片、连续纤维网、轮转凹辊等涂布辊、安装在涂布辊上的套筒、或者模头。在一个示例中，生产工具可包含聚合物材料。合适的聚合物材料的示例包括热塑性塑料，诸如聚酯、聚碳酸酯、聚(醚砜)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚氨酯、聚氯乙烯、聚烯烃、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯或它们的组合，或热固性材料。在一个示例中，整个模具由聚合物材料或热塑性材料制成。在另一个示例中，在干燥前体分散体时与前体分散体接触的模具的表面(诸如多个腔的表面)包含聚合物材料或热塑性材料，并且该模具的其它部分可以由其它材料制成。以举例的方式，可将合适的聚合物涂层施加到金属模具以改变其表面张力特性。

聚合物型或热塑性生产工具可以由金属母模工具复制而成。母模工具可具有生产工具所需的反向图案。母模工具可以与生产工具相同的方式制成。在一个示例中，母模工具由金属(例如镍)制成，并且经过金刚石车削。在一个示例中，母模工具至少部分地使用立体光照型技术形成。可将聚合物片状材料连同母模工具一起加热，使得通过将二者压制在一起而在聚合物材料上压印出母模工具图案。也可将聚合物或热塑性材料挤出或浇铸到母模工具上，并且然后对其进行压制。冷却热塑性材料以使其硬化，从而制得生产工具。如果利用热塑性生产工具，则应当注意不要产生过多热量，这些热量可使热塑性生产工具变形，从而限制其寿命。

从模具的顶部表面或底部表面中的开口均可进入腔中。在一些示例中，腔可延伸过模具的整个厚度。另选地，腔可仅延伸至模具的厚度的一部分。在一个示例中，顶部表面基本上平行于模具的底部表面，其中腔具有基本上均匀的深度。模具的至少一个侧面，即在其中形成腔的那一侧面可以在去除挥发性组分的步骤中保持暴露于周围大气环境。

腔具有特定的三维形状，以制备成形磨料颗粒100。深度尺寸等于从顶部表面到底部表面上最低点的垂直距离。给定腔的深度可为均匀的，或者可沿其长度和/或宽度而发生变化。给定模具的腔可具有相同的形状或不同的形状。

另外的操作涉及使用前体分散体填充模具中的腔(例如，通过常规技术进行填充)。在一些示例中，可使用刀辊涂布机或真空槽模涂布机。如果需要，可使用脱模剂以有助于从模具移除颗粒。脱模剂的示例包括油类(诸如花生油或矿物油、鱼油)、有机硅、聚四氟乙烯、硬脂酸锌和石墨。一般来讲，将在液体诸如水或醇中的脱模剂诸如花生油施加到与前体分散体接触的生产模具的表面，使得当需要脱模时，每单位面积模具上存在约0.1mg/in²(0.6mg/cm²)至约3.0mg/in²(20mg/cm²)，或约0.1mg/in²(0.6mg/cm²)至约5.0mg/in²(30mg/cm²)的脱模剂。在一些实施方案中，模具的顶部表面涂覆有前体分散体。前体分散体可以被抽吸到该顶部表面上。

在另外的操作中，可以使用刮刀或平整棒将前体分散体完全压入模具的腔中。可将未进入腔中的前体分散体的其余部分从模具的顶部表面移除，并将其回收利用。在一些示例中，前体分散体的一小部分可以保留在顶部表面上，并且在其它示例中，顶部表面基本上不含分散体。刮刀或平整棒施加的压力可小于100psi(0.6MPa)、或小于50psi(0.3MPa)、或甚至小于10psi(60kPa)。在一些示例中，前体分散体的暴露表面基本上不会延伸超过顶部表面。

在期望使用腔的暴露表面形成成形陶瓷磨料颗粒的平面的那些示例中，可能需要使腔装填过满(例如，使用微喷嘴阵列)，并且使前体分散体缓慢地干燥。

另外的操作涉及去除挥发性组分，以干燥分散体。挥发性组分可以通过快速蒸发速率去除。在一些示例中，通过蒸发去除挥发性组分在高于挥发性组分的沸点的温度下进行。干燥温度的上限通常取决于制成模具的材料。就聚丙烯模具而言，温度应低于该塑料的熔点。在一个示例中，就含约40％至50％固体的水分散体以及聚丙烯模具而言，干燥温度可为约90℃至约165℃，或约105℃至约150℃，或约105℃至约120℃。更高的温度可导致改善的生产速度，但是也可导致聚丙烯模具的降解，从而限制其作为模具的使用寿命。

在干燥期间，前体分散体收缩，从而通常导致从腔壁回缩。例如，如果腔具有平面的壁，那么所得成形磨料颗粒100往往可具有至少三个凹形主侧面。目前发现，通过使腔壁成凹形(由此，腔容积增加)，可获得具有至少三个基本上平面的主侧面的成形磨料颗粒100。凹陷程度一般取决于前体分散体的固含量。

另外的操作涉及从模具腔中移除所得的成形磨料颗粒100前体。可通过使用下列方法从腔中移除成形磨料颗粒100前体：在模具上单独使用重力、振动、超声振动、真空或加压空气方法或者使用这些方法的组合从模具腔中移除颗粒。

成形磨料颗粒100前体可在模具外进一步干燥。如果在模具中将前体分散体干燥至所需程度，则该附加干燥步骤不是必要的。然而，在一些情况下，采用该附加干燥步骤来使前体分散体在模具中的停留时间最小化可能是经济的。成形磨料颗粒100前体将在50℃至160℃、或120℃至150℃的温度下干燥10分钟至480分钟、或120分钟至400分钟。

另外的操作涉及煅烧成形磨料颗粒100前体。在锻烧期间，基本上所有挥发性物质都被去除，并且存在于前体分散体中的各种组分均转化成金属氧化物。通常，将成形磨料颗粒100前体加热到400℃至800℃的温度，并且将其保持在该温度范围内，直至去除游离水和90重量％以上的任何结合的挥发性物质为止。在任选步骤中，可能期望通过浸渍方法引入改性添加剂。水溶性盐可通过将其注入到经煅烧的成形磨料颗粒100前体的孔中来引入。然后再次预烧成形磨料颗粒100前体。

另外的操作可涉及使经煅烧的成形磨料颗粒100前体进行烧结，以形成颗粒100。然而，在前体包含稀土金属的一些示例中，烧结可能并非必要。在烧结之前，经煅烧的成形磨料颗粒100前体并未完全致密化，因此缺乏用作成形磨料颗粒100所需的硬度。通过使经煅烧的成形磨料颗粒100前体加热到1000℃至1650℃的温度来进行烧结。为实现这种转化程度，经煅烧的成形磨料颗粒100前体在烧结温度下可暴露的时间长度取决于多种因素，但可为五秒至48小时。

在另一个实施方案中，烧结步骤的持续时间在一分钟至90分钟的范围内。烧结之后，成形磨料颗粒14可具有10GPa(吉帕斯卡)、16GPa、18GPa、20GPa或更大的维氏硬度。

可以使用附加操作来修改所述方法，该操作例如将材料从煅烧温度快速加热至烧结温度，并且对前体分散体进行离心以去除淤渣和/或废物。此外，如果需要，则可以通过组合这些方法步骤中的两个或更多个来修改该方法。

为了形成软成形磨料颗粒100，可将本文所述的可聚合混合物沉积在腔中。腔可具有与所需成形磨料颗粒100的阴印模相对应的形状。在将腔填充至所需程度之后，使可聚合混合物在腔中固化。固化可在室温(例如，约25℃)下或在高于室温的任何温度下发生。固化也可通过使可聚合混合物暴露于电磁辐射源或紫外线辐射源来实现。

成形磨料颗粒100可根据磨料行业公认的规定标称等级来独立地按尺寸分类。磨料行业公认的分级标准包括由ANSI(美国国家标准学会)、FEPA(欧洲磨料制造者联盟)和JIS(日本工业标准)颁布的那些标准。ANSI等级标号(即规定的标称等级)包括例如：ANSI4、ANSI 6、ANSI 8、ANSI 16、ANSI 24、ANSI 36、ANSI 46、ANSI 54、ANSI 60、ANSI 70、ANSI80、ANSI 90、ANSI 100、ANSI 120、ANSI 150、ANSI 180、ANSI 220、ANSI 240、ANSI 280、ANSI 320、ANSI 360、ANSI 400、和ANSI 600。FEPA等级标号包括F4、F5、F6、F7、F8、F10、F12、F14、F16、F18、F20、F22、F24、F30、F36、F40、F46、F54、F60、F70、F80、F90、F100、F120、F150、F180、F220、F230、F240、F280、F320、F360、F400、F500、F600、F800、F1000、F1200、F1500和F2000。JIS等级标号包括：JIS8、JIS12、JIS16、JIS24、JIS36、JIS46、JIS54、JIS60、JIS80、JIS100、JIS150、JIS180、JIS220、JIS240、JIS280、JIS320、JIS360、JIS400、JIS600、JIS800、JIS1000、JIS1500、JIS2500、JIS4000、JIS6000、JIS8000和JIS10,000。

根据本公开的各种实施方案，公开了一种磨料制品。该磨料制品可选自许多不同的磨料制品，诸如研磨带、研磨片或研磨盘。图2A至图2C是研磨带200的各种视图。图2A是带200的侧视图，图2B是带200的前视图，并且图2C是带200的底视图。图2A至图2C示出了许多相同的特征并且将同时进行讨论。如图2A至图2C所示，研磨带200具有z轴和正交于z轴的y轴。研磨带10的使用方向202在沿正交于z轴和y轴两者的x轴的一个方向上延伸。相对于图2A，使用方向202为从左到右；相对于图2B，使用方向202在图中朝向读者；相对于图2C，使用方向202为从图底部到图顶部。在使用方向202上运行带可适用于从工件移除材料。然而，根据各种实施方案，在与使用方向202相反(例如，180度)的方向上运行带可用于对工件的表面抛光。研磨带200包括其上附接有成形磨料颗粒100的背衬204。如图所示，至少一个成形磨料颗粒100的边104或主面102基本上与背衬204接触。在附加实施方案中，边104中的一个边或者边104中的一个边的部分可以不与背衬204接触。在附加实施方案中，主面102中的一个主面或者主面102中的一个主面的一部分也可以不与背衬204接触。

背衬204可具有任何期望程度的柔性。背衬204可包含任何合适的材料。例如，背衬204可包括聚合物膜、金属箔、织造织物、针织织物、纸材、硫化纤维、非织造物、泡沫、筛网、层合物或它们的组合。背衬204还可包含各种添加剂。合适的添加剂的示例包括着色剂、加工助剂、增强纤维、热稳定剂、紫外线稳定剂和抗氧化剂。可用的填料的示例包括粘土、碳酸钙、玻璃珠、滑石粉、黏土、云母、木屑和炭黑。

成形磨料颗粒100可相对于背衬204定位，以实现研磨带200的若干性能特性。成形磨料颗粒100的定位可通过成形磨料颗粒100相对于背衬204的多种不同角度来表征。

例如，倾角206可通过在背衬204和第一倾斜面102A或顶点112之间测量的角度来表征。如图1A所示，倾角206为约90度。然而，在其它实施方案中，倾角206可选自在约10度至约170度、约80度至约100度、约85度至约95度的范围内、或者小于、等于或大于约10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度、45度、50度、55度、60度、65度、70度、75度、80度、85度、90度、95度、100度、105度、110度、115度、120度、125度、130度、135度、140度、145度、150度、155度、160度、165度或约170度的值。倾角206的值可针对研磨带200的预期目的进行选择。例如，如果倾角206等于或小于90度，则磨料制品可非常适于从工件移除材料，在工件中实现深切削，或从工件移除大片切屑。根据一些实施方案，这些倾角值可用于研磨“较软”材料，诸如铝或木材。相反，如果倾角206大于90度，则研磨带200仍可具有前述特性中的一些特性，但还可以更好地适于对工件的表面抛光。根据一些实施方案，这些倾角值可用于研磨“较硬”材料，诸如钢或铬镍铁合金。

在研磨带200的一些实施方案中，可能期望一定百分比的成形磨料颗粒100具有基本上相同的倾角206。例如，在一些实施方案中，约50％至约100％、或约90％至约100％、或者小于、等于或大于约50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％的成形磨料颗粒的倾角206基本上相同。使研磨带200的100％的磨料颗粒100共享相同的倾角206对于在研磨带200中实现一致的性能可能是期望的。然而，在研磨带200的一些实施方案中，可能期望具有不同的倾角。例如，研磨带200的一些实施方案可包括多行磨料颗粒100。参照图2A，示出了三行208、210和212，但研磨带200的其它实施方案可包括更少或更多的行。如图所示，行208、210或212中的每个行在y方向上延伸，并且相邻行(例如，208和210以及210和212)在x方向上相对于彼此间隔开。虽然在x方向上的间距被示出为相邻成形磨料颗粒100之间的一致性，但该间距也可以是随机的。另外，相邻成形磨料颗粒之间在y方向上的间距可为一致的或随机的。在包括多行的实施方案中，一行中的每个磨料颗粒100可以具有相同的倾角206。例如，行208的成形磨料颗粒100中的每个成形磨料颗粒可具有相同的倾角206。此外，行210的成形磨料颗粒100中的每个成形磨料颗粒可具有相同的倾角206，但该倾角206可不同于行208的成形磨料颗粒100的倾角。此外，行212的成形磨料颗粒100中的每个成形磨料颗粒可具有相同的倾角206，但该倾角206可不同于行208和210的成形磨料颗粒100的倾角。以这种方式，可在研磨带200中形成倾角206的梯度。

离隙角214通过在边的相交点处在背衬204和顶点112之间测得的角度来表征。如图2A所示，离隙角214在背衬204和顶点112之间沿着边104D测量。在各种实施方案中，离隙角214可在约90度至约180度、约120度至约140度的范围内，或者可小于、等于或大于约90度、95度、100度、105度、110度、115度、120度、125度、130度、135度、140度、145度、150度、155度、160度、165度、170度、175度或约180度。在一些实施方案中，倾角206与离隙角214之间的差值可在约5度至约50度、约10度至约40度的范围内，或者可小于、等于或大于约5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度、45度或约50度。离隙角214的值可针对研磨带200的预期目的进行选择。例如，当离隙角214接近较高值时，研磨带200能够对表面抛光(例如，如果使用方向202与第二使用方向相反)。另外，如果离隙角214为较高值，则从工件移除的材料可以被顶出，从而有助于防止研磨带200堵塞。然而，在一些实施方案中，当在操作期间向研磨带200施加力时，离隙角214具有较低的值可有助于加强磨料颗粒100与背衬的附接。

在研磨带200的一些实施方案中，可能期望一定百分比的成形磨料颗粒100具有基本上相同的离隙角214。例如，在一些实施方案中，约50％至约100％、或约90％至约100％、或者小于、等于或大于约50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％的成形磨料颗粒的离隙角214基本上相同。使研磨带200的100％的磨料颗粒100共享相同的离隙角214对于在研磨带200中实现一致的性能可能是期望的。然而，在研磨带200的一些实施方案中，可能期望具有不同的离隙角214。例如，行208的成形磨料颗粒100中的每个成形磨料颗粒可具有相同的离隙角214。此外，行210的成形磨料颗粒100中的每个成形磨料颗粒可具有相同的离隙角214，但该离隙角214不同于行208的成形磨料颗粒100的离隙角。此外，行212的成形磨料颗粒100中的每个成形磨料颗粒可具有相同的离隙角214，但该离隙角214不同于行208和210的成形磨料颗粒100的离隙角。以这种方式，可在研磨带200中形成离隙角214的梯度。

表征成形磨料颗粒100的另一个角可以是z方向旋转角216。如图2C所示，z方向旋转角216可被限定在第一边104A和使用方向202之间。z方向旋转角216可在约10度至约170度、约80度至约100度、约85度至约95度的范围内，或者可小于、等于或大于约10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度、45度、50度、55度、60度、65度、70度、75度、80度、85度、90度、95度、100度、105度、110度、115度、120度、125度、130度、135度、140度、145度、150度、155度、160度、165度或约170度。

在研磨带200的一些实施方案中，可能期望一定百分比的成形磨料颗粒100具有基本上相同的z方向旋转角216。例如，在一些实施方案中，约50％至约100％、或约90％至约100％、或者小于、等于或大于约50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％的成形磨料颗粒的z方向旋转角216基本上相同。使研磨带200的100％的磨料颗粒100共享相同的z方向旋转角216对于在研磨带200中实现一致的性能可能是期望的。然而，在研磨带200的一些实施方案中，可能期望具有不同的z方向旋转角216。例如，行208的成形磨料颗粒100中的每个成形磨料颗粒可具有相同的z方向旋转角216。此外，行210的成形磨料颗粒100中的每个成形磨料颗粒可具有相同的z方向旋转角216，但该z方向旋转角216不同于行208的成形磨料颗粒100的z方向旋转角。此外，行212的成形磨料颗粒100中的每个成形磨料颗粒可具有相同的z方向旋转角216，但该z方向旋转角216不同于行208和210的成形磨料颗粒100的z方向旋转角。以这种方式，可在研磨带200中形成z方向旋转角216的梯度。另选地，同一行内的相邻成形磨料颗粒100的z方向旋转角216可以不同，以在y方向上形成梯度。

图2A至图2C示出了其中成形磨料颗粒100是适于线性运动的研磨带或研磨片的实施方案。然而，在其它实施方案中，磨料制品可以是适于旋转运动的研磨盘。图3是研磨盘300的底视图。研磨盘300适于围绕中心轴线302进行旋转运动。切向旋转使用方向304可用与研磨盘300的外周边306相切的线来确定。

在研磨盘300中，成形磨料颗粒100可具有与研磨带200的特性相同的特性。例如，成形磨料颗粒可具有本文参照图1A至图1D和图2A至图2C所述的相同倾角206、离隙角214和z方向旋转角216特性。倾角206和离隙角214中的每一者可按照与上文参照图1A至图1D和图2A至图2C所述的那些一致的方式来测量和确定。为了测量研磨盘300中的每个成形磨料颗粒100的z方向旋转角216，确定单个成形磨料颗粒100的质心308。线310从中心轴线302穿过质心308延伸到外周边306。将在线310和外周边306之间的交汇处与外周边306相切的线(表示使用方向304)加到成形磨料颗粒100上，以穿过质心308和第一倾斜面102A。然后在叠加切线304和线310之间测量z方向旋转角216。虽然每个成形磨料颗粒100的倾角206、离隙角214和z方向旋转角216示出为相同的，但在一些实施方案中，各个成形磨料颗粒100的倾角206、离隙角214和z方向旋转角216可具有不同的值。在一些实施方案中，每个成形磨料颗粒100的倾角206、离隙角214和z方向旋转角216的值可在彼此的约1％至约20％、约5％至约10％内，可小于、等于或大于约1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或约20％。

在一些实施方案中，成形磨料颗粒100可包括在随机轨道式砂光机或振动式砂光机中。在这些实施方案中，可能期望使成形磨料颗粒100无规取向(例如，具有不同或无规的z方向旋转角216)。这是因为这种磨料制品的使用方向是可变的。因此，无论随机轨道式砂光机或振动式砂光机的具体使用方向如何，随机取向成形磨料颗粒100都可有助于将合适量的成形磨料颗粒100的倾斜面102A或102B中的一者暴露于工件。

成形磨料颗粒100可占任何磨料制品中的磨料颗粒的100重量％。另选地，成形磨料颗粒100可以是分布在背衬204上的磨料颗粒的共混物的一部分。如果作为共混物的一部分存在，成形磨料颗粒100可在共混物的约5重量％至约95重量％、约10重量％至约80重量％、约30重量％至约50重量％、或者小于、等于或大于共混物的约5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％、90重量％或约95重量％的范围内。在共混物中，磨料颗粒的剩余部分可包含常规的粉碎磨料颗粒。粉碎磨料颗粒通常通过机械粉碎操作形成并且不具有复制的形状。磨料颗粒的剩余部分还可包含其它成形磨料颗粒，所述其它成形磨料颗粒可例如包括等边三角形形状(例如，平坦的三角形成形磨料颗粒或四面体成形磨料颗粒，其中四面体的每个面是等边三角形)。

任何成形磨料颗粒诸如研磨带200或研磨盘300可包括底胶层，以将成形磨料颗粒100或成形磨料颗粒100和粉碎磨料颗粒的共混物粘附到背衬204。磨料制品还可包括将成形磨料颗粒粘附至底胶层的复胶层。底胶层、复胶层或这两者可包含任何合适的树脂，诸如酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂、丙烯酸酯树脂、氨基塑料树脂、三聚氰胺甲醛树脂、丙烯酸改性环氧树脂、氨基甲酸乙酯树脂或它们的混合物。另外，底胶层、复胶层或这两者可包含填料、助磨剂、润湿剂、表面活性剂、染料、颜料、偶联剂、增粘剂或它们的混合物。填料的示例可包括碳酸钙、二氧化硅、滑石、粘土、偏硅酸钙、白云石、硫酸铝或它们的混合物。

本文所述的磨料制品可根据任何合适的方法制造。一般来讲，成形磨料颗粒可通过使成形磨料颗粒100的至少一部分在背衬204上取向以实现倾角206、z方向旋转角216、离隙角214或它们的组合中的至少一者来形成。该方法还可包括将成形磨料颗粒100粘附到背衬204。

对成形磨料颗粒100进行取向可例如通过在背衬204中包括一个或多个腔来实现。腔可以这样的方式成形：各个成形磨料颗粒100定位在背衬204上，使得倾角206、z方向旋转角216、离隙角214或它们的组合中的至少一者实现预定值。

在背衬204中包括腔可允许成形磨料颗粒100滴涂或静电涂覆到背衬204上，同时实现预期的取向。如通常所理解的那样，在滴涂技术中，大量供应的成形磨料颗粒100通过料斗进料，并且在重力作用下落到背衬204上并到达腔中。在没有腔的情况下，成形磨料颗粒100在接触背衬204时的空间取向在所有方向上将是完全随机的。然而，腔消除了随机空间取向。

在其它实施方案中，可使用分配工具或筛网来实现成形磨料颗粒100的精确取向。分配工具或筛网可包括由多个壁限定的一个或多个狭槽。狭槽在两端可以是开放的。一端可被构造成接纳成形磨料颗粒100，另一端可与背衬204接触。背衬204可任选地具有分布于其上的底胶层。狭槽被设计成使得各个成形磨料颗粒100定位在背衬204上，使得倾角206、z方向旋转角216、离隙角214或它们的组合中的至少一者实现预定值。未适当地进入腔的颗粒可从分配工具中扫出，并且另外的颗粒可与分配工具接触以进入空的狭槽。

当成形磨料颗粒100粘附到底胶层时，包括成形磨料颗粒100的分配工具可保持与背衬204接触任何合适的时间量。在经过足够长的时间以实现成形磨料颗粒100和底胶层之间的良好粘附之后，移除生产工具并且任选地将复胶层设置在成形磨料颗粒100上。

在其它实施方案中，可使用旋转生产工具实现成形磨料颗粒100的精确取向。旋转生产工具是圆形的并且包括外表面上的多个腔。所述腔中的每个腔被设计成在特定取向上接纳成形磨料颗粒100。为了增大每个腔被填充的概率，使过量的成形磨料颗粒100与生产工具接触。收集未进入腔的成形磨料颗粒100以供稍后使用。一旦固定在腔中，成形磨料颗粒100就与背衬204接触，该背衬可以幅材形式提供。背衬204可具有预先设置在其上的底胶层，使得在接触时，成形磨料颗粒100粘附到背衬204并从生产工具移除。

在其它实施方案中，可使用包括至少一些磁性材料的成形磨料颗粒来实现成形磨料颗粒100的精确取向。包括在磁性材料处的成形磨料颗粒可随机布置在背衬204上。然后，可以成形磨料颗粒100旋转z方向旋转角216的方式使成形磨料颗粒100暴露于磁场。一旦正确取向，就可用底胶层和任选的复胶层将成形磨料颗粒100粘附到背衬204。作为该方法的结果，各个成形磨料颗粒100定位在背衬204上，使得倾角206、z方向旋转角216、离隙角214或它们的组合中的至少一者实现预定值。该方法的示例将在下文参照图4至图7更详细地描述。

图4示出了包括背衬415的幅材410在顺维方向414(例如，加工方向)上沿着幅材路径412移动，该背衬具有设置在其上的底胶层前体420。幅材410具有垂直于顺维方向414的横维方向(未示出)。底胶层前体420包括第一可固化粘结剂前体(未示出)。可磁化颗粒432(具有对应于成形磨料颗粒100的结构)通过所施加的磁场440的一部分下落到底胶层前体420上。可磁化颗粒432中的至少一些是磨料颗粒。可磁化颗粒432在向下倾斜的分配表面485上向下行进之后主要沉积到幅材410上，该向下倾斜的分配表面从料斗475进料。当向下倾斜的分配表面485向下行进时，可磁化磨料颗粒(例如104A或104D)的最长边104趋于与施加的磁场440对准。各种幅材处理部件480(例如辊、传送带、进料辊和收卷辊)处理幅材410。

在整个方法中，至少在将可磁化磨料颗粒传送到底胶前体层之前，通过施加的磁场使可磁化颗粒连续地取向，其中可磁化颗粒的最长轴与磁场线465基本上平行(或反平行)对准。一旦被传送，施加的磁场可继续对可磁化磨料颗粒施加取向影响，但是这不是必需的。

一般来讲，在本公开的实践中使用的施加的磁场在受影响(例如被吸引和/或被取向)的可磁化颗粒的区域中具有至少约10高斯(1mT)、至少约100高斯(10mT)或至少约1000高斯(0.1T)的场强，但这不是必需的。

施加的磁场可由例如一个或多个永磁体和/或电磁体或磁体和铁磁构件的组合提供。合适的永磁体包括含有上文所述可磁化材料的稀土磁体。施加的磁场可以是静态的或可变的(例如振荡)。各自具有北极(N)和南极(S)的上部磁性构件(452)和/或下部磁性构件(454)可为单片的，或者它们可由例如多个部件磁体(454A,454B)和/或可磁化主体构成。如果由多个磁体构成，则给定磁性构件中的多个磁体可相对于其部件磁体彼此最接近的磁场线相接和/或共同对准(例如，至少基本上平行)。不锈钢保持器456、458A和458B将磁体保持在适当位置。虽然不锈钢304或等同材料由于其非磁性特性而为优选的，但也可使用可磁化材料。低碳钢安装座462、464分别支撑不锈钢保持器456、458A和458B。虽然图4中示出了钢安装座，但安装座可由任何尺寸上稳定的材料制成，无论该材料是否可磁化。

向下倾斜的分配表面可以任何合适的角度倾斜，前提条件是可磁化颗粒可沿着表面向下行进并且分配到幅材上。合适的角度可在15度至60度的范围内，但也可使用其它角度。在一些情况下，可能期望振动该向下倾斜的分配表面以有利于颗粒移动。

向下倾斜的分配表面可由任何尺寸上稳定的材料构造，所述材料可以是不可磁化的材料。示例包括：金属，诸如铝；木材；以及塑料。

图5至图7示出了图4中的一般过程，示出了可磁化颗粒432在从向下倾斜的分配表面485传送到幅材410上的位置处的对准，这取决于向下倾斜的分配表面485在施加的磁场440中的位置。

例如，在图5所示的构型中，可磁化成形磨料颗粒432被分配到幅材410上，其中磁场线465A与幅材410形成小于90°的顺维角，使得当被传送到幅材时，它们实现其长边从右向左向上倾斜的取向。如图所示，可磁化成形磨料颗粒432在向下倾斜的分配表面485上向下滑动并且开始取向成其最长边与磁场线465对准。随着可磁化成形磨料颗粒432接触幅材410的底胶层前体420，它们顺维倾斜。重力和/或下部磁性构件导致磁性成形磨料颗粒坐置到底胶层前体420上，并且在固化之后，它们随后粘附到背衬415。大部分可磁化成形磨料颗粒432以标称倾角(即，背衬与指示方向(例如逆维或顺维)上的可磁化成形磨料颗粒的前缘之间在逆维方向上的约90度的角度)粘附。

现在参见图6所示的构型，可磁化成形磨料颗粒432对准，使得当传送到幅材410时，它们实现其最长边从右向左或从左向右向上倾斜的取向。可磁化成形磨料颗粒432在向下倾斜的分配表面485上向下滑动并且开始取向成其最长边与磁场线465B对准。可磁化成形磨料颗粒432被分配到幅材410上，其中磁场线465大致垂直于幅材410。可磁化成形磨料颗粒432设置到幅材410上，其中它们的最长边大致垂直于背衬。这允许颗粒围绕它们的最长边旋转。下部磁性构件和/或重力导致可磁化成形磨料颗粒432坐置到底胶层前体420上，并且在固化之后，它们随后粘附到背衬415。大致相等百分比的可磁化成形磨料颗粒具有面向顺维方向的标称90度倾角，就像面向逆维方向一样。

在图7所示的构型中，可磁化成形磨料颗粒432对准，使得当传送到幅材时，它们实现其长边从左至右向上倾斜的取向。随着可磁化成形磨料颗粒432在向下倾斜的分配表面485上向下滑动，它们开始取向成其最长边与磁场线465对准。可磁化成形磨料颗粒432被分配在背衬上，其中磁场线465与幅材400的逆维角大于90度。随着颗粒接触幅材，它们在顺维方向上向前倾斜。下部磁性构件和/或重力导致可磁化成形磨料颗粒432坐置到底胶层前体420上，并且在固化之后，它们随后粘附到背衬415。大部分可磁化成形磨料颗粒432在顺维方向上以约90度的倾角粘附到幅材410。

一旦将可磁化颗粒涂覆到可固化粘合剂前体上，可固化粘合剂前体就在第一固化站(未示出)处至少部分地固化，以便将可磁化颗粒牢固地保持在适当位置。在一些实施方案中，可在固化之前将另外的可磁化颗粒和/或不可磁化颗粒(例如填料磨料颗粒和/或助磨剂颗粒)施加到底胶层前体。

就带涂层磨料制品而言，可固化粘结剂前体包括底胶层前体，并且可磁化颗粒包括可磁化磨料颗粒。复胶层前体可施加到至少部分固化的底胶层前体以及可磁化磨料颗粒上，但这不是必需的。如果存在复胶层前体的话，则在第二固化站处至少部分地固化该复胶层前体，任选地进一步固化至少部分固化的底胶层前体。在一些实施方案中，顶胶层设置在至少部分固化的复胶层前体上。

根据各种实施方案，使用成形磨料颗粒诸如研磨带200或研磨盘300的方法包括使成形磨料颗粒100与工件或基底接触。工件或基底可包含许多不同的材料，诸如钢、钢合金、铝、塑料、木材或它们的组合。在接触时，磨料制品和工件中的一者相对于彼此在使用方向202或304上移动，并且工件的一部分被移除。

根据各种实施方案，在基底或工件中的切削深度可为至少约10μm、至少约20μm、至少约30μm、至少约40μm、至少约50μm或至少约60μm。基底或工件的一部分作为切屑被磨料制品移除。

根据各种实施方案，磨料制品的切削速度可为至少约100m/min、至少约110m/min、至少约120m/min、至少约130m/min、至少约140m/min、至少约150m/min、至少约160m/min、至少约170m/min、至少约180m/min、至少约190m/min、至少约200m/min、至少约300m/min、至少约400m/min、至少约500m/min、至少约1000m/min、至少约1500m/min、至少约2000m/min、至少约2500m/min、至少约3000m/min或至少约4000m/min。

使用方向202或304是如图2A至图2C和图3所示的第一方向。磨料制品可以在不同于使用方向202或304的第二方向上移动。第二方向可以在相对于使用方向202或304旋转约1度至360度、约160度至约200度、小于、等于或大于约1度、5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度、45度、50度、55度、60度、65度、70度、75度、80度、85度、90度、95度、100度、105度、110度、115度、120度、125度、130度、135度、140度、145度、150度、155度、160度、165度、170度、175度、180度、185度、190度、195度、200度、205度、210度、215度、220度、230度、240度、250度、260度、265度、270度、275度、280度、285度、290度、295度、300度、305度、310度、315度、320度、325度、330度、335度、340度、350度、355度或约360度的方向上。

根据各种实施方案，当在使用方向202上移动而不是在任何其它使用方向上移动时，本文所述的磨料制品可具有若干优点。例如，在相同的施加力、切削速度或它们的组合下，从工件移除的材料量、从工件移除的切屑长度、在工件中的切削深度、工件的表面粗糙度或它们的组合在第一方向上比在任何其它第二方向上更大。

例如，在第一使用方向上从基底或工件上多移除至少约10％、或至少约15％、至少约35％、至少约40％、至少约45％、至少约50％、至少约55％、至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％、至少约95％、至少约100％、至少约120％、至少约130％、至少约140％、至少约150％的材料。在一些实施方案中，在第一使用方向上多移除约15％至约500％、或约30％至约70％、或约40％至约60％、或者小于、等于或大于约15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、100％、105％、110％、115％、120％、125％、130％、135％、140％、145％、150％、155％、160％、165％、170％、175％、180％、185％、190％、195％、200％、205％、210％、215％、220％、225％、230％、235％、240％、245％、250％、255％、260％、265％、270％、275％、280％、285％、290％、295％、300％、305％、310％、315％、320％、325％、330％、335％、340％、345％、350％、355％、360％、365％、370％、375％、380％、385％、390％、395％、400％、405％、410％、415％、420％、425％、430％、435％、440％、445％、450％、455％、460％、465％、470％、475％、480％、485％、490％、495％或约500％的材料。移除的材料量可参考初始切削量(例如，切削循环的第一切削量)或总切削量(例如，在设定数量的切削循环内移除的材料量的总和)。

又如，在基底或工件中的切削深度可在第一使用方向上深至少约10％、或至少约30％、至少约35％、至少约40％、至少约45％、至少约50％、至少约55％、至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％、至少约95％、至少约100％、至少约120％、至少约130％、至少约140％、至少约150％。在一些实施方案中，在第一使用方向上深约10％至约500％、或约30％至约70％、或约40％至约60％、或者小于、等于或大于约15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、100％、105％、110％、115％、120％、125％、130％、135％、140％、145％、150％、155％、160％、165％、170％、175％、180％、185％、190％、195％、200％、205％、210％、215％、220％、225％、230％、235％、240％、245％、250％、255％、260％、265％、270％、275％、280％、285％、290％、295％、300％、305％、310％、315％、320％、325％、330％、335％、340％、345％、350％、355％、360％、365％、370％、375％、380％、385％、390％、395％、400％、405％、410％、415％、420％、425％、430％、435％、440％、445％、450％、455％、460％、465％、470％、475％、480％、485％、490％、495％或约500％。

又如，通过在第一使用方向202或304上移动磨料制品而切削的工件或基底的算术平均粗糙度值(Sa)可高于在完全相同的条件下但在第二移动方向上切削的对应基底或工件。例如，当在第一方向上切削工件或基底时，表面粗糙度可高约30％、或高约40％、高约50％、高约60％、高约70％、高约80％、高约90％、高约100％、高约110％、高约120％、高约130％、高约140％、高约150％、高约160％、高约170％、高约180％、高约190％、高约200％、高约210％、高约220％、高约230％、高约240％、高约250％、高约260％、高约270％、高约280％、高约290％、高约300％、高约310％、高约320％、高约330％、高约340％、高约350％、高约360％、高约370％、高约380％、高约390％、高约400％、高约410％、高约420％、高约430％、高约440％、高约450％、高约460％、高约470％、高约480％、高约490％或高约500％。算术平均粗糙度值可在约1000至约2000、约1000至约1100、或者小于、等于或大于约1000、1050、1100、1150、1200、1250、1300、1350、1400、1450、1500、1550、1600、1650、1700、1750、1800、1850、1900、1950或约2000的范围内。

尽管可能期望在第一使用方向202或304上移动磨料制品，但存在一些理由在除了第一使用方向202或304之外的第二移动方向上移动磨料制品。例如，使基底或工件与磨料制品接触并在第二方向上移动磨料制品可有益于对基底或工件抛光。虽然不旨在受任何特定理论的束缚，但发明人假设在第二方向上的移动可使基底或工件暴露于离隙角214，该离隙角具有与倾角206不同的值，这更适于抛光应用。

实施例

通过参考以举例说明的方式提供的以下实施例，可更好地理解本公开的各种实施方案。本公开不限于本文给出的实施例。

表1：材料

实施例1

使用物理气相沉积和磁控溅射用304不锈钢涂覆MIN1，304不锈钢溅射靶材(由Barbee等人在Thin Solid Films(固体薄膜，1979年，第63卷，第143-150页)中所述)沉积为磁性铁素体中心立方体形式。用于制备304不锈钢膜涂覆的磨料颗粒(例如可磁化磨料颗粒)的设备公开于美国专利号8,698,394(McCutcheon等人)中。将3592克MIN1置于颗粒搅拌器中，该搅拌器公开于美国专利号7,727,931(Brey等人，第13栏，第60行)中。叶片末端与搅拌器壁的间隙距离为1.7mm。以对MIN1为10毫托(1.33帕斯卡)的氩溅射气体压力，在5.0千瓦下执行气体物理气相沉积12小时。涂覆的MIN1的密度为3.912克/立方厘米(未涂覆的SAP的密度为3.887克/立方厘米)。涂覆的磨料颗粒中金属涂层的重量百分比为0.65％，并且涂层厚度为1微米。

将若干MIN1颗粒放置在平滑塑料片的顶部上。在高于MAG1的顶表面10.0英寸的高度处，将平滑塑料片在MAG1上来回平移。颗粒对磁场有响应并保持接合两个面的边中的至少一个边与磁场线的方向平行对准。这导致颗粒组全部共享在颗粒的面和平滑塑料片之间测量的其倾角的共同旋转方向性。

实施例2

使用物理气相沉积和磁控溅射用304不锈钢涂覆MIN2，304不锈钢溅射靶材(由Barbee等人在Thin Solid Films(固体薄膜，1979年，第63卷，第143-150页)中所述)沉积为磁性铁素体中心立方体形式。用于制备304不锈钢膜涂覆的磨料颗粒(例如可磁化磨料颗粒)的设备公开于美国专利号8,698,394(McCutcheon等人)中。将3592克MIN1置于颗粒搅拌器中，该搅拌器公开于美国专利号7,727,931(Brey等人，第13栏，第60行)中。叶片末端与搅拌器壁的间隙距离为1.7mm。以对MIN1为10毫托(1.33帕斯卡)的氩溅射气体压力，在5.0千瓦下执行气体物理气相沉积12小时。涂覆的MIN1的密度为3.912克/立方厘米(未涂覆的SAP的密度为3.887克/立方厘米)。涂覆的磨粒中金属涂层的重量百分比为0.65％，涂层厚度为1微米。

使用与实施例1中的MIN1相同的方法，将MIN2颗粒搁置在平滑塑料片的顶部上并在MAG1的顶部上平移，同时保持高于磁体10英寸的距离。MIN2颗粒不共享在颗粒的面和平滑塑料片之间测量的其倾角的共同旋转方向性。

尽管将已采用的术语和表达用作描述而非限制术语，并且不旨在使用此类术语和表达排除所示和所描述的特征或其部分的任何等同物，但是已经认识到，在本发明实施方案的范围内的各种修改是可以的。因此，应当理解，尽管本公开已通过具体实施方案和任选的特征而具体公开，但是本领域普通技术人员可推出本文所公开的概念的修改和变型，并且此类修改和变型被认为在本发明的实施方案的范围内。

附加实施方案：

本发明提供了以下示例性实施方案，其编号不应当被解释为指定重要程度：

实施方案1提供一种成形磨料颗粒，包括：

至少四个主面；和

至少六个边，所述至少六个边接合所述四个主面；

所述至少四个主面中的一个主面为第一倾斜面；

所述至少四个主面中的第二主面为第二倾斜面；

所述第一倾斜面和所述第二倾斜面主要沿着仅一个公共边接合；

其中所述第一倾斜面和所述第二倾斜面之间的二面角在约71度至约170度的范围内。

实施方案2提供根据实施方案1所述的成形磨料颗粒，其中所述二面角在约80度至约135度的范围内。

实施方案3提供根据实施方案1或2中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述二面角在约85度至约95度的范围内。

实施方案4提供根据实施方案1至3中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述二面角为约90度。

实施方案5提供根据实施方案1至4中任一项所述的成形磨料颗粒，其中除了所述第一倾斜面和所述第二倾斜面之外的至少两个主面之间的二面角在约80度至约170度的范围内。

实施方案6提供根据实施方案5所述的成形磨料颗粒，其中所述二面角在约80度至约135度的范围内。

实施方案7提供根据实施方案5或6中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述二面角在约85度至约95度的范围内。

实施方案8提供根据实施方案5-7中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述二面角为约90度。

实施方案9提供根据实施方案1至8中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述第一倾斜面和所述第二倾斜面之间的二面角与除了所述第一倾斜面和所述第二倾斜面之外的所述至少两个主面之间的二面角基本上相同。

实施方案10提供根据实施方案1至9中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述至少六个边中的每个边独立地具有在约0.01mm至约10mm范围内的长度。

实施方案11提供根据实施方案1至10中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述至少六个边中的每个边独立地具有在约0.03mm至约5mm范围内的长度。

实施方案12提供根据实施方案1至11中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述至少四个主面中的每个主面包括由第一边、第二边和第三边界定的三角形形状。

实施方案13提供根据实施方案12所述的成形磨料颗粒，其中所述三角形形状包括直角三角形、不等边三角形、等腰三角形、锐角三角形或钝角三角形。

实施方案14提供根据实施方案12或13中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述三角形形状不含等边三角形。

实施方案15提供根据实施方案12至14中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述第一边独立地在长度上不同于所述第二边和所述第三边。

实施方案16提供根据实施方案15所述的成形磨料颗粒，其中所述第一边独立地比所述第二边和所述第三边短。

实施方案17提供根据实施方案16所述的成形磨料颗粒，其中所述第一边独立地在所述第二边和所述第三边的长度的约1.5倍至约10倍的范围内。

实施方案18提供根据实施方案16或17中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述第一边独立地在所述第二边和所述第三边的长度的约2倍至约5倍的范围内。

实施方案19提供根据实施方案15所述的成形磨料颗粒，其中所述第一边独立地比所述第二边和所述第三边长。

实施方案20提供根据实施方案19所述的成形磨料颗粒，其中所述第一边独立地在所述第二边和所述第三边的长度的约0.25倍至约0.97倍的范围内。

实施方案21提供根据实施方案19或20中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述第一边独立地在所述第二边和所述第三边的长度的约0.4倍至约0.97倍的范围内。

实施方案22提供根据实施方案15至21中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述第一边和所述第二边之间的角度以及所述第一边和所述第三边之间的角度是基本上相等的。

实施方案23提供根据实施方案22所述的成形磨料颗粒，其中所述第一边和所述第二边之间的角度以及所述第一边和所述第三边之间的角度在约30度至约80度的范围内。

实施方案24提供根据实施方案22或23中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述第一边和所述第二边之间的角度以及所述第一边和所述第三边之间的角度在约45度至约60度的范围内。

实施方案25提供根据实施方案24所述的成形磨料颗粒，其中所述第一边和所述第二边独立地在长度上与所述第三边不同。

实施方案26提供根据实施方案25所述的成形磨料颗粒，其中所述第一边和所述第二边独立地比所述第三边短。

实施方案27提供根据实施方案26所述的成形磨料颗粒，其中所述第一边和所述第二边独立地在短于所述第三边的长度的约0.25倍至约0.97倍的范围内。

实施方案28提供根据实施方案26或27中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述第一边和所述第二边独立地在短于所述第三边的长度的约0.4倍至约0.97倍的范围内。

实施方案29提供根据实施方案25所述的成形磨料颗粒，其中所述第一边和所述第二边独立地比所述第三边长。

实施方案30提供根据实施方案29所述的成形磨料颗粒，其中所述第一边和所述第二边独立地在长于所述第三边的长度的约0.25倍至约0.97倍的范围内。

实施方案31提供根据实施方案29或30中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述第一边和所述第二边独立地在长于所述第三边的长度的约0.4倍至约0.97倍的范围内。

实施方案32提供根据实施方案25至31中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述第一边和所述第二边之间的角度以及所述第一边和所述第三边之间的角度不同。

实施方案33提供根据实施方案25所述的成形磨料颗粒，其中所述第一边和所述第二边之间的角度以及所述第一边和所述第三边之间的角度独立地在约30度至约85度的范围内。

实施方案34提供根据实施方案25或33中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述第一边和所述第二边之间的角度以及所述第一边和所述第三边之间的角度独立地在约50度至约75度的范围内。

实施方案35提供根据实施方案1至34中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述成形磨料颗粒是陶瓷成形磨料颗粒。

实施方案36提供根据实施方案1至35中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述成形磨料颗粒包含α氧化铝、溶胶-凝胶衍生的α氧化铝或它们的混合物。

实施方案37提供根据实施方案1至36中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述成形磨料颗粒包含熔融氧化铝、热处理的氧化铝、陶瓷氧化铝、烧结的氧化铝、碳化硅材料、二硼化钛、碳化硼、碳化钨、碳化钛、金刚石、立方氮化硼、石榴石、熔融氧化铝-氧化锆、氧化铈、氧化锆、氧化钛或它们的组合。

实施方案38提供根据实施方案1至37中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述第一倾斜面和所述第二倾斜面的尺寸在表面积、最大长度尺寸和最大宽度尺寸中的至少一者方面相同。

实施方案39提供根据实施方案1至38中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述四个主面中的至少一个主面为平面的。

实施方案40提供根据实施方案1至39中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述四个主面中的至少一个主面为基本上非平面的。

实施方案41提供根据实施方案40所述的成形磨料颗粒，其中所述四个主面中的至少一个主面为凸面的。

实施方案42提供根据实施方案40或41中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述四个主面中的至少一个主面为凹面的。

实施方案43提供根据实施方案1至42中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述成形磨料颗粒包括至少一个形状特征，所述至少一个形状特征包括：开口、凹表面、凸表面、凹槽、脊、断裂表面、低圆度系数或包括具有尖锐顶端的一个或多个拐角点的周边。

实施方案44提供根据实施方案1至43中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述六个边中的至少一个边为锥形的。

实施方案45提供根据实施方案1至44中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述成形磨料颗粒对磁场有响应。

实施方案46提供根据实施方案1至45中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述成形磨料颗粒包含磁性材料。

实施方案47提供根据实施方案46所述的成形磨料颗粒，其中所述磁性材料至少部分地涂覆所述成形磨料颗粒。

48提供根据实施方案1至47中任一项所述的成形磨料颗粒，其中所述成形磨料颗粒是单片成形磨料颗粒。

实施方案49提供一种制备根据实施方案1至48中任一项所述的成形磨料颗粒的方法，所述方法包括：

将磨料颗粒前体组合物设置在与所述成形磨料颗粒的负像相符合的模具腔中；以及

干燥所述磨料颗粒前体，以形成所述成形磨料颗粒。

实施方案50提供一种制备根据实施方案1至49中任一项所述的成形磨料颗粒的方法，所述方法包括：

增材制造所述成形磨料颗粒。

实施方案51提供一种磨料制品，所述磨料制品包括：

背衬；以及

附接到所述背衬的多个根据实施方案1至48中任一项所述的或根据实施方案49或50中任一项所述的方法制造的成形磨料颗粒。

实施方案52提供根据实施方案51所述的磨料制品，其中单个成形磨料颗粒的所述第一倾斜面和所述第二倾斜面中的一者与所述背衬接触。

实施方案53提供根据实施方案51或52中任一项所述的磨料制品，其中所述背衬与单个成形磨料颗粒的所述第一倾斜面和所述第二倾斜面中的一者之间的二面角在约71度至约170度的范围内。

实施方案54提供根据实施方案53所述的磨料制品，其中所述背衬与单个成形磨料颗粒的所述第一倾斜面和所述第二倾斜面中的一者之间的二面角在约80度至约135度的范围内。

实施方案55提供根据实施方案53或54中任一项所述的磨料制品，其中所述背衬与单个成形磨料颗粒的所述第一倾斜面和所述第二倾斜面中的一者之间的二面角在约85度至约95度的范围内。

实施方案56提供根据实施方案53至55中任一项所述的磨料制品，其中所述背衬与单个成形磨料颗粒的所述第一倾斜面和所述第二倾斜面中的一者之间的二面角为约90度。

实施方案57提供根据实施方案53至56中任一项所述的磨料制品，其中约50％至约100％的所述成形磨料颗粒的所述二面角基本上相同。

实施方案58提供根据实施方案53至57中任一项所述的磨料制品，其中约90％至约100％的所述成形磨料颗粒的所述二面角基本上相同。

实施方案59提供根据实施方案1至58中任一项所述的磨料制品，其中所述磨料制品具有沿x轴的第一使用方向。

实施方案60提供根据实施方案59所述的磨料制品，其中单个成形磨料颗粒的所述第一倾斜面和所述第二倾斜面中的一者与使用方向基本上对准。

实施方案61提供根据实施方案59或60中任一项所述的磨料制品，其中单个成形磨料颗粒在平行于所述第一倾斜面和所述第二倾斜面的第一线和平行于所述磨料制品的使用方向的第二线之间的z方向旋转角在约10度至约170度的范围内。

实施方案62提供根据实施方案55或61中任一项所述的磨料制品，其中单个成形磨料颗粒在平行于所述第一倾斜面和所述第二倾斜面的第一线和平行于所述磨料制品的使用方向的第二线之间的z方向旋转角在约80度至约110度的范围内。

实施方案63提供根据实施方案61或62中任一项所述的磨料制品，其中约50％至约100％的所述成形磨料颗粒的z方向旋转角彼此独立地在约10度以内。

实施方案64提供根据实施方案61至63中任一项所述的磨料制品，其中约90％至约100％的所述成形磨料颗粒的z方向旋转角彼此独立地在约10度以内。

实施方案65提供根据实施方案51至64中任一项所述的磨料制品，其中所述多个成形磨料颗粒包括第一多个成形磨料颗粒，并且所述磨料制品还包括第二多个成形磨料颗粒，所述第二多个成形磨料颗粒没有在所述第一倾斜面和所述第二倾斜面之间的二面角。

实施方案66提供根据实施方案65所述的磨料制品，其中所述第二多个成形磨料颗粒包括四面体磨料颗粒、三角形磨料颗粒或它们的混合物。

实施方案67提供根据实施方案65或66中任一项所述的磨料制品，其中所述第一多个成形磨料颗粒在所述第一多个成形磨料颗粒和所述第二多个成形磨料颗粒的共混物的约5重量％至约99重量％的范围内。

实施方案68提供根据实施方案65至67中任一项所述的磨料制品，其中所述第一多个成形磨料颗粒在所述第一多个成形磨料颗粒和所述第二多个成形磨料颗粒的共混物的约50重量％至约95重量％的范围内。

实施方案69提供根据实施方案65至68中任一项所述的磨料制品，其中所述第一多个磨料颗粒和所述第二多个磨料颗粒包含相同的材料或材料的混合物。

实施方案70提供根据实施方案51至65中任一项所述的磨料制品，其中所述制品包含所述成形磨料颗粒和粉碎磨料颗粒的共混物。

实施方案71提供根据实施方案70所述的磨料制品，其中所述成形磨料颗粒和所述粉碎磨料颗粒包含相同的材料或材料的混合物。

实施方案72提供根据实施方案70所述的磨料制品，其中所述成形磨料颗粒在所述共混物的约5重量％至约99重量％的范围内。

实施方案73提供根据实施方案70或72中任一项所述的磨料制品，其中所述成形磨料颗粒在所述共混物的约50重量％至约95重量％的范围内。

实施方案74提供根据实施方案51至73中任一项所述的磨料制品，其中所述磨料制品包括带、盘或片。

实施方案75提供根据实施方案51至74中任一项所述的磨料制品，还包括将所述成形磨料颗粒粘附到所述背衬的底胶层。

实施方案76提供根据实施方案75所述的磨料制品，还包括将所述成形磨料颗粒粘附到所述底胶层的复胶层。

实施方案77提供根据实施方案75或76中任一项所述的磨料制品，其中所述底胶层和所述复胶层中的至少一者包含酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂、丙烯酸酯树脂、氨基塑料树脂、三聚氰胺树脂、丙烯酸酯化环氧树脂、氨基甲酸乙酯树脂或它们的混合物。

实施方案78提供根据实施方案75至77中任一项所述的磨料制品，其中所述底胶层和所述复胶层中的至少一者包含填料、助磨剂、润湿剂、表面活性剂、染料、颜料、偶联剂、增粘剂或它们的混合物。

实施方案79提供根据实施方案78所述的磨料制品，其中所述填料包括碳酸钙、二氧化硅、滑石、粘土、偏硅酸钙、白云石、硫酸铝或它们的混合物。

实施方案80提供根据实施方案78至79中任一项所述的磨料制品，其中所述磨料制品包括盘，并且所述z方向旋转角周向地定位前表面。

实施方案81提供根据实施方案78至80中任一项所述的磨料制品，其中所述磨料制品包括片或带，并且所述z方向旋转角以一定角度定位所述倾斜面，使得由所述成形磨料颗粒形成的图案包括多条平行线。

实施方案82提供根据实施方案51至81中任一项所述的磨料制品，其中所述背衬与100％的所述成形磨料颗粒的至少一个主面之间的二面角在约71度至约170度的范围内。

实施方案83提供一种制造根据实施方案51至82中任一项所述的磨料制品的方法，所述方法包括：

将所述成形磨料颗粒粘附到所述背衬。

实施方案84提供根据实施方案83所述的成形磨料颗粒，还包括对所述成形磨料颗粒中的至少一个成形磨料颗粒进行取向。

实施方案85提供根据实施方案84所述的方法，其中对所述成形磨料颗粒进行取向包括将所述成形磨料颗粒中的至少一个成形磨料颗粒沉积在所述背衬的腔中，所述腔被成形为使得至少一个成形磨料颗粒具有预定z方向旋转取向。

实施方案86提供根据实施方案84所述的方法，其中对所述成形磨料颗粒进行取向包括使所述成形磨料颗粒中的所述至少一个成形磨料颗粒穿过筛网以使得所述至少一个成形磨料颗粒具有预定z方向旋转取向。

实施方案87提供根据实施方案84所述的方法，其中对所述至少一个成形磨料颗粒进行取向包括将所述至少一个成形磨料颗粒放置在传送工具的单个腔中，并且使所述至少一个成形磨料颗粒与所述背衬接触以使得所述至少一个成形磨料颗粒具有预定z方向旋转取向。

实施方案88提供根据实施方案83所述的方法，其中对所述至少一个成形磨料颗粒进行取向包括使至少一个成形磨料颗粒暴露于磁场。

实施方案89提供根据实施方案88所述的方法，还包括使所述至少一个成形磨料颗粒在所述磁场中旋转。

实施方案90提供根据实施方案83至89中任一项所述的方法，其中将所述成形磨料颗粒粘附到所述背衬包括使所述成形磨料颗粒与设置在所述背衬的至少一部分上的底胶层接触。

实施方案91提供根据实施方案90所述的方法，其中将所述成形磨料颗粒粘附到所述背衬还包括将复胶层设置在所述成形磨料颗粒的至少一部分以及所述底胶层和所述背衬中的至少一者上。

实施方案92提供一种使用根据实施方案1至50中任一项所述的磨料制品或使用根据实施方案51至91中任一项所述的方法制造的磨料制品的方法，所述方法包括：

使所述成形磨料颗粒与工件接触；

使所述磨料制品和所述工件中的至少一者在所述使用方向上相对于彼此移动；以及

移除所述工件的一部分。

实施方案93提供根据实施方案92所述的方法，其中所述成形磨料颗粒中的所述至少一个成形磨料颗粒的切削尖端接触所述工件。

实施方案94提供根据实施方案92或93中任一项所述的方法，其中所述使用方向是第一方向，并且在相同的测试条件下，在所述第一方向上从所述工件移除的材料量大于在不同于所述第一方向的第二方向上移除的材料量。

实施方案95提供根据实施方案92至94中任一项所述的方法，其中所述使用方向是第一方向，并且在相同的测试条件下，从所述工件移除相同量的材料所需的力的量小于当所述使用方向是不同于所述第一方向的第二方向时以相同进料速率移除相同量的材料所需的力的量。

实施方案96提供根据实施方案92至95中任一项所述的方法，其中在所述第二方向上移动所述制品，以在所述工件上赋予比在所述第一方向上移动所述制品时赋予工件的光洁度更精细的光洁度。

实施方案97提供根据实施方案92至96中任一项所述的方法，其中所述使用方向是线性方向或旋转方向。

实施方案98提供根据实施方案97所述的方法，其中所述使用方向是旋转方向，并且所述z方向旋转角介于与所述倾斜面相交的线和与所述旋转方向相切的线之间。

实施方案99提供根据实施方案97所述的方法，其中所述磨料制品是带或片，并且所述使用方向沿着与y轴和z轴正交的x轴。

实施方案100提供根据实施方案92至99中任一项所述的方法，其中所述工件包含钢、铝、它们的合金、木材或它们的混合物。

实施方案101提供根据实施方案92至100中任一项所述的方法，其中在对所述磨料制品施加的力下移除的工件材料的量大于包含具有等边三角形的成形磨料颗粒的对应磨料制品。

Claims (12)

1.一种制造磨料制品的方法，所述方法包括：

对成形磨料颗粒进行取向，其中所述成形磨料颗粒为可磁化的四面体成形磨料颗粒，包括：

四个主面；和

六个边，所述六个边接合所述四个主面；

所述四个主面中的一个主面为第一倾斜面；

所述四个主面中的第二主面为第二倾斜面，另外两个主面分别为第三表面和第四表面；

所述第一倾斜面和所述第二倾斜面主要沿着仅一个公共边接合；

其中所述第一倾斜面和所述第二倾斜面之间的二面角为在71度至170度的范围内针对所述成形磨料颗粒的预期目的选择的值，

其中所述四个主面中的每个主面包括三角形形状，并且

其中连接所述第三表面和所述第四表面的边为接合主面的边中的最长边，

其中所述取向包括将所述成形磨料颗粒暴露于磁场，使得所述成形磨料颗粒对所述磁场响应而使所述最长边取向成与磁场线的方向平行对准；

通过重力和/或下部磁性构件使已取向的所述成形磨料颗粒坐置到设置于背衬上的底胶层前体上；以及

将所述底胶层前体固化，使得所述成形磨料颗粒粘附到所述背衬，其中所述第一倾斜面和所述第二倾斜面中的一者与使用方向对准。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述二面角在80度至135度的范围内。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述二面角为90度。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述六个边中的每个边独立地具有在0.01mm至10mm范围内的长度。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中除了所述第一倾斜面和所述第二倾斜面之外的两个主面之间的二面角在80度至170度的范围内。

6.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括：

将磨料颗粒前体组合物设置在与所述成形磨料颗粒的负像相符合的模具腔中；以及

干燥所述磨料颗粒前体，以形成所述成形磨料颗粒。

7.一种磨料制品，包括背衬和附接到所述背衬的多个成形磨料颗粒，所述磨料制品是通过根据权利要求1-6中任一项所述的方法制备的。

8.根据权利要求7所述的磨料制品，其中所述背衬与单个成形磨料颗粒的所述第一倾斜面和所述第二倾斜面中的一者之间的二面角在71度至170度的范围内。

9.根据权利要求7或8中任一项所述的磨料制品，其中所述背衬与单个成形磨料颗粒的所述第一倾斜面和所述第二倾斜面中的一者之间的二面角为90度。

10.根据权利要求7或8所述的磨料制品，其中50％至100％的所述成形磨料颗粒的所述二面角相同。

11.根据权利要求7或8所述的磨料制品，其中单个成形磨料颗粒的所述第一倾斜面和所述第二倾斜面中的一者与使用方向对准。

12.一种使用根据权利要求7至11中任一项所述的磨料制品或使用根据权利要求1-6中任一项所述的方法制造的磨料制品的方法，所述方法包括：

使所述成形磨料颗粒与工件接触；

使所述磨料制品和所述工件中的至少一者在所述使用方向上相对于彼此移动；以及

移除所述工件的一部分。

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