CN114845838A - 磨料制品及其形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种涂覆磨料制品，所述涂覆磨料制品包括基底和覆盖所述基底的多个磨料颗粒，其中至少5％的所述多个磨料颗粒为齿形磨料颗粒。

Description

磨料制品及其形成方法

技术领域

以下涉及涂覆磨料制品，并且具体地涉及包括齿形磨料颗粒的涂覆磨料制品。

背景技术

包含磨料颗粒的磨料制品可用于各种材料去除操作，包括研磨、精加工、抛光等等。根据磨料的类型不同，此类磨料颗粒可用于在制造商品中成形或研磨各种材料。迄今为止，已经配制了某些类型的磨料颗粒，它们具有特定的几何形状，诸如三角形磨料颗粒和包含此类物体的磨料制品。参见例如美国专利第5,201,916号、第5,366,523号和第5,984,988号。

之前，已经用于生产具有特定形状的磨料颗粒的三种基本技术是熔合、烧结和化学陶瓷。在熔合过程中，磨料颗粒可通过表面经过雕刻或不经雕刻的冷却辊、浇注熔融材料的模具或浸入氧化铝熔体中的散热材料成形。参见例如美国专利No.3,377,660。在烧结过程中，磨料颗粒可由粒度为直径最高达10微米的耐火粉末形成。可将粘结剂与润滑剂和合适的溶剂一起添加到粉末中，以形成可成形为具有各种长度和直径的片或棒的混合物。参见例如美国专利No.3,079,243。化学陶瓷技术涉及将胶体分散体或水溶胶(有时称为溶胶)转化为凝胶或任何其他物理状态，其限制组分的移动性、干燥和烧制以获得陶瓷材料。参见例如美国专利第4,744,802号和第4,848,041号。关于磨料颗粒及其相关形成方法以及结合有此类颗粒的磨料制品的其他相关公开内容可在以下网址获得：http://www.abel-ip.com/publications/。

本行业持续要求改进的磨料和磨料制品。

发明内容

根据一个方面，涂覆磨料制品包括基底和覆盖在基底上的多个磨料颗粒，其中至少5％的该多个磨料颗粒是齿形磨料颗粒。

根据另一方面，涂覆磨料制品包括基底和包括齿形磨料颗粒的多个磨料颗粒，其中至少5％的磨料颗粒具有大于44度的倾斜角。

附图说明

通过参考附图，可以更好地理解本公开，并且让本公开的众多特征和优点对于本领域的技术人员显而易见。

图1包括根据一个实施例的用于形成齿形磨料颗粒的系统的图示。

图2A包括多个齿形磨料颗粒的图像。

图2B包括来自第一透视图的齿形磨料颗粒在由本体的长度和宽度限定的平面中的图像。

图2C包括来自与第一透视图相反的第二透视图的齿形磨料颗粒在由本体的长度和宽度限定的平面中的图像。

图2D包括来自第一透视图的齿形磨料颗粒在由本体的长度和厚度限定的平面中的图像。

图2E包括来自与第一透视图相反的第二透视图的齿形磨料颗粒在由本体的长度和厚度限定的平面中的图像。

图2F包括根据一个实施例的齿形磨料颗粒的基部区域的一部分的视图。

图2G包括根据一个实施例的齿形磨料颗粒的基部区域的一部分的透视图。

图3包括根据一个实施例的涂覆磨料制品的一部分的横截面图示。

图4包括各种钩形磨料颗粒的图像。

图5包括根据一个实施例的涂覆磨料制品的一部分的顶视图图示。

图6包括根据一个实施例的涂覆磨料制品的一部分的俯视图图示。

图7包括根据一个实施例的涂覆磨料制品的一部分的俯视图图示。

图8包括根据一个实施例的背衬上的磨料颗粒的侧视图图示。

图9包括针对实例1的磨料颗粒和常规挤出颗粒的每从工件移除的总面积的中值作用力的直方图。

图10包括齿形磨料颗粒在长度和宽度的平面中的图像，其中在图像上拟合最佳拟合椭圆。

具体实施方式

提供结合附图的以下描述以帮助理解本文所公开的教导内容。以下论述将集中于本教导内容的具体实施方式和实施例。提供该重点是为了帮助描述教导内容，并且不应该被解释为是对本教导内容的范围或适用性的限制。然而，在本申请中当然可以使用其他教导内容。

如本文所用，术语“包括/包含(comprises/comprising/includes/including)”、“具有(has/having)”或其任何其他变型都旨在涵盖非排他性的包括。例如，包含特征列表的方法、制品或装置不一定仅限于那些特征，而是可以包括未明确列出的或这种方法、制品或装置固有的其他特征。此外，除非有明确的相反的说明，否则“或”是指包括性的“或”而非排他性的“或”。例如，以下任何一项均可满足条件A或B：A为真(或存在的)而B为假(或不存在的)、A为假(或不存在的)而B为真(或存在的)，以及A和B两者都为真(或存在的)。

而且，使用“一个”或“一种”来描述本文所述的要素和组分。这样做仅是为了方便并且给出本发明范围的一般性意义。除非很明显地另指他意，否则这种描述应被理解为包括一个或至少一个，并且单数也包括复数，或反之亦然。例如，当在本文描述单个实施例时，可使用多于一个实施例来代替单个实施例。类似地，在本文描述了多于一个实施例的情况下，单个实施例可以取代多于一个实施例。

除非另有定义，否则本文使用的所有技术术语和科技术语都与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。材料、方法和实例仅是说明性的而非限制性的。关于未描述的有关特定材料和加工方法的某些详细信息的方面，此类详细信息可包括常规方法，其可在制造领域的参考书及其他来源中找到。此外，除非另外指明，对任何量化值的提及将理解为基于统计相关样品量的平均值。

以下涉及包括齿形磨料颗粒的涂覆磨料制品、形成齿形磨料制品的方法和形成包括齿形磨料颗粒的涂覆磨料制品的方法。磨料制品可用于多种工件的多种材料去除操作中。

图1包括根据一个实施例的用于形成齿形磨料颗粒的系统的图示。应当理解，图1的示意图系统提供了用于形成齿形磨料颗粒的加工的解释，该实施例应解释为限制性的。其他加工可用于形成齿形磨料颗粒。一些合适的加工可包括但不限于替代的挤出技术、印刷、模制、铸造、冲压、压花、压裂或它们的任意组合。

再次参照图1，系统100可包括被设置和配置为围绕辊105、106、107和108(105-108)移动的生产工具101。生产工具可包括腔体，其可以延伸穿过生产工具101的整个厚度并且促进混合物113移动穿过腔体。可以通过挤出机103挤出混合物113穿过生产工具中的腔体，以促进混合物113的成型来形成前体齿形磨料颗粒。

在一个非限制性实施例中，混合物113可至少包括陶瓷材料和液体。特别地，混合物113可以是由陶瓷粉末材料和液体形成的凝胶，其中凝胶可以表征为即使在生坯状态(即未烧制或未干燥的凝胶)也具有保持给定形状的能力的形状稳定的材料。根据一个实施例，凝胶可以由陶瓷粉末材料形成为离散颗粒的集成网络。

在某些方面，某些加工条件的控制可能适合于形成齿形磨料颗粒。例如，混合物113可由特定含量的固体材料形成，以促进适当地形成齿形磨料颗粒。在一个实施例中，混合物113可具有高固体含量，包括例如混合物113的总重量的至少约25重量％，诸如至少约35重量％、至少约42重量％、至少约44重量％、至少约46重量％、至少约48重量％、至少约50重量％或至少约51重量％的固体含量。另外，在至少一个非限制性实施例中，混合物113的固体含量可以不大于约80重量％、不大于约75重量％、诸如不大于约70重量％、不大于约65重量％、不大于约60重量％、不大于约58重量％或不大于约56重量％。应当理解，混合物113中固体材料的含量可在上文提到的任何最小百分比至最大百分比之间的范围内。

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、超硬磨料材料或它们的任意组合。应当理解，在某些替代实施例中，可以选择使用陶瓷粉末材料的前体代替陶瓷粉末材料。前体可以是一种材料，该材料可以是也可以不是粉末形式，其被配置为在加工期间改变其组成或物理性质的至少一部分以形成陶瓷材料。在特定情况下，陶瓷材料可以包括氧化铝。更具体地，陶瓷材料可以包括勃姆石材料，其可以是α氧化铝的前体。术语“勃姆石”通常用于表示水合氧化铝，包括矿物勃姆石(通常为Al2O3·H2O并且具有15％左右的含水量)以及含水量高于15％(诸如占重量的20-38％)的拟薄水铝石。应当指出，勃姆石(包括拟薄水铝石)具有特定且可识别的晶体结构，并因此具有独特的X射线衍射图，因此与其他铝质材料区别开来，所述其他铝质材料包括其他水合氧化铝，诸如本文用于制造勃姆石微粒材料的一种常用的前体材料ATH(三氢氧化铝)。

此外，混合物113可以形成为具有特定含量的液体材料。一些合适的液体可以包括无机材料(诸如水)或各种有机材料(诸如酒精等)。根据一个实施例，混合物113可以形成为具有小于混合物113的固体含量的液体含量。在更特定情况下，混合物113可具有占混合物113总重量的至少约20重量％，诸如至少约25重量％的液体含量。在其他情况下，混合物113的液体的量可更大，诸如至少35重量％、至少约40重量％、至少约42重量％、或至少约44重量％、或至少约46重量％、或至少约48重量％或至少约50重量％。另外，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80重量％、诸如不大于约65重量％、不大于约60重量％或不大于约55重量％。应当理解，混合物113中液体的含量可在上文提到的任何最小百分比至最大百分比之间的范围内。

在一些情况下，混合物113可具有特定的流变特性，以促进形成齿形磨料颗粒。例如，混合物113可以具有特定的储能模量。在一个非限制性实施例中，混合物113可具有至少约1x104Pa、诸如至少约4x104Pa、诸如至少约8x104Pa、至少约1x105Pa、至少约5x106Pa、至少约1x106Pa、至少约5x106Pa或至少约1x107Pa的储能模量。在至少一个非限制性实施例中，混合物113可具有不大于约1x1010Pa、不大于约1x109Pa、不大于约1x108Pa或不大于约1x107Pa的储能模量。应当理解，混合物113的储能模量可在上文提到的任何最小值至最大值之间的范围内。

储能模量可以通过使用带有Peltier板温度控制系统的ARES或AR-G2旋转流变仪的平行板系统进行测量。为了测试，可以将混合物113挤出到两个板之间的间隙内，这两个板被设置为彼此相距大约8mm。在将凝胶挤出到间隙中之后，将限定间隙的两个板之间的距离减小到2mm，直到混合物113完全填充板之间的间隙。擦去多余的混合物后，将间隙减小0.1mm并开始测试。该测试是一种在0.01％到100％之间的应变范围的仪器设定下以6.28rad/s(1Hz)进行的振荡应变扫描测试，，使用25mm平行板，每十进制记录10个点。测试完成后1小时内，将间隙再次降低0.1mm并重复测试。测试可以重复至少6次。第一次测试可能与第二次和第三次测试不同。仅应该报导来自每个标本的第二次和第三次测试的结果。

在另一个非限制性实施例中，混合物113可具有促进齿形磨料颗粒的形成的特定粘度。例如，混合物113可具有至少约1x105Pa s、至少约5x105Pa s、至少约1x106Pa s、至少约5x106Pa s、至少约1x107Pa s、至少约5x107Pa s、至少约1x108Pa s、至少约5x108Pa s、至少约1x109Pa s、至少约5x109Pa s、至少约1x1010Pa s的粘度。在至少一个非限制性实施例中，混合物113可具有不大于约1x1015Pa s、不大于约1x1013Pa s、不大于约1x1012Pa s或甚至不大于约1x1010Pa s的粘度。应当理解，混合物113的粘度可在上文提到的任何最小值至最大值之间的范围内。粘度能以与上文描述的储能模量相同的方式测量。

在再一个非限制性实施例中，混合物113可以具有特定的屈服应力。例如，混合物113可以具有至少约1x102Pa、至少约5x102Pa、至少约1x104Pa、至少约5x104Pa、至少约1x105Pa、至少约5x105Pa、至少约1x106Pa s、至少约5x106Pa s、至少约1x107Pa、至少约5x107Pa或甚至至少约1x108Pa的屈服应力。在至少一个非限制性实施例中，混合物113可具有不大于约1x1010Pa、不大于约1x109Pa、不大于约1x108Pa或甚至不大于约1x107Pa的屈服应力。应当理解，混合物113的屈服应力可在上文提到的任何最小值至最大值之间的范围内。屈服应力能以与上述储能模量相同的方式测量。

混合物113的流变特性可以不同于常规混合物和凝胶，诸如某些参考文献中描述的那些。此外，混合物113可以形成为在一个或多个流变特性(例如粘度、屈服应力、储能模量等)之间具有一种特定关系以促进形成。值得注意的是，凝胶可能明显更“硬”，具有剪切稀化特性，这可能与其他成型方法中使用的混合物完全不同。

在一些可选实施例中，混合物113可形成为具有特定含量的有机材料，包括例如可不同于液体的有机添加剂，以促进根据本文的实施例的成形磨料颗粒的加工和形成。一些合适的有机添加剂可以包括稳定剂、粘结剂，诸如果糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖、UV固化树脂等。应当理解，混合物中所有材料(例如陶瓷粉末材料、水、添加剂等)的总含量加起来不超过100％。

本文的实施例可使用可不同于某些类型的浆液的混合物113。例如，与混合物113中的其他组分相比，混合物113中有机材料的含量，特别是上述任何有机添加剂的含量可以是少量。在至少一个实施例中，混合物113可以形成为具有不大于混合物113总重量的约30重量％的有机材料。在其他情况下，有机材料的量可以更少，诸如不大于约15重量％、不大于约10重量％或甚至不大于约5重量％。另外，在至少一个非限制性实施例中，混合物113中有机材料的量可以是混合物113总重量的至少约0.5重量％。应当理解，混合物113中有机材料的量可在上文提到的任何最小值至最大值之间的范围内。在至少一个替代方面，混合物113可以基本上不含有机材料。

在一些实施例中，混合物113可以形成为具有特定含量的酸或碱，这可以促进加工。一些合适的酸或碱可以包括硝酸、硫酸、柠檬酸、盐酸、酒石酸、磷酸、硝酸铵和/或柠檬酸铵。根据一个特定实施例，使用硝酸添加剂，混合物113可以具有小于约5的pH，更具体地，在至少约2和不大于约4之间的范围内。或者，可以通过使用碱，诸如氢氧化铵、氢氧化钠、有机胺(诸如六亚甲基四胺等)将酸性凝胶转化为碱性凝胶来进一步改变酸性凝胶的流变性。

在一个实施例中，将混合物113从挤出机103挤出并穿过生产工具101中的腔体，可包括在混合物113上施加力以促进挤出。根据一个实施例，可在挤出期间使用特定压力。例如，该压力可为至少约10kPa，诸如至少约50kPa、至少约100kPa、至少约200kPa、或至少约300kPa、或至少约400kPa或至少约500kPa。另外，在至少一个非限制性实施例中，挤压时的压力可为不大于约10,000kPa、诸如不大于约8,000kPa、不大于约6,000kPa、或不大于约3,000kPa或不大于约1,000kPa或不大于约800kPa。应当理解，用于挤压混合物113的力可在上文提到的任何最小值至最大值之间的范围内。

根据一个实施例，混合物113可以具有至少约100N的线圈值。该线圈值可以在由Shimpo Instruments，Itasca Illinois制造的称为Shimpo压缩测试仪的仪器上测量，使用的样本混合物质量范围为30-60g，手动压入直径为2”的塑料/不锈钢圆筒中。在圆柱体的挤出端，带有圆柱形孔的塑料插入物建立了直径通常为0.25英寸的压缩挤出物尺寸。将柱塞滑入圆筒中，并且当测试开始时，一旦达到线圈力阈值，柱塞将挤出凝胶。当气缸组件就位时，Shimpo压缩测试仪以95-97mm/min的恒定速率将测力探头向下移向柱塞。当达到线圈力阈值时，凝胶从插入孔中挤出，并且输出仪表生产峰值力，即线圈值。在另一个实施例中，混合物113的线圈值可以是至少约200N，诸如至少约300N、至少约400N、至少约500N、至少约600N、至少约700N、至少约800N、至少约900N、至少约1000N。在一个非限制性实施例中，混合物113的线圈值可以不大于约3000N，诸如不大于约2500N或甚至不大于约2000N。因此，与常规混合物相比，根据本文实施例的某些混合物可以显着地更具流动阻力。

根据一个实施例，生产工具101可以包括孔形式的腔体，其延伸穿过生产工具101的厚度。生产工具101可以是用于连续操作的环形带的形式。此外，生产工具可以包括多个腔体，用于提高加工的生产能力。腔体可以具有任何二维形状和尺寸，这取决于齿形磨料颗粒的预期横截面形状。在一个特定实施例中，腔体可以具有在生产工具101的长度和宽度的平面中观察的四边形二维形状。

如图1中进一步所示，混合物113可以通过生产工具101中的腔体挤出。更具体地，在一个实施例中，当腔体平移通过挤出机103的模具开口时，混合物113可以从挤出机103中挤出并穿过生产工具101中的腔体。随着生产工具101继续平移，腔体通过模具开口，停止混合物113进一步挤出到填充的腔体中。可继续挤出到暴露于模具开口的下一组腔体中。挤压穿过腔体的混合物113可以在生产工具101的与邻近挤出机103的模具开口的生产工具101的一侧相对的一侧上穿过腔体突出。

在一个实施例中，可以控制生产工具101的平移速率以促进前体齿形磨料颗粒和具有本文实施例的一个或多个特征的齿形磨料颗粒的形成。在一个特定实施例中，生产工具101的平移速率可以相对于挤出速率来控制。

在一个非限制性实施例中，混合物113可以以至少0.0015cm/s，诸如至少0.005cm/s、至少0.008cm/s、至少0.01cm/s、至少0.015cm/s、至少0.02cm/s、至少0.05cm/s、至少0.08cm/s、至少0.10cm/s、至少0.20cm/s、至少0.30cm/s、至少0.40cm/s、至少0.50cm/s的挤出速率挤出。另外，在一个非限制性实施例中，混合物113可以以不大于5m/s，诸如不大于1m/s、不大于0.5m/s、不大于100cm/s、不大于50cm/s、不大于10cm/s、不大于1cm/s的挤出速率挤出。应当理解，混合物113可以介于上述最小值与最大值中的任意值之间的范围内的挤出速率挤出。

在一个非限制性实施例中，生产工具可以以至少0.10cm/s，诸如至少0.50cm/s、至少0.80cm/s、至少1.0cm/s、至少1.5cm/s、至少2cm/s、至少3cm/s、至少4cm/s、至少5cm/s、至少6cm/s、至少7cm/s、至少8cm/s、至少9cm/s的平移速率平移。另外，在一个非限制性实施例中，生产工具101可以以不大于5m/s，诸如不大于1m/s、不大于0.5m/s、不大于100cm/s、不大于50cm/s、不大于25cm/s、不大于15cm/s的速率平移。应当理解，生产工具可以以介于上述最小值与最大值中的任意值之间的范围内的速率平移。

具有本文实施例的特征的齿形磨料颗粒的形成是基于对多个加工变量之间相互关系的经验知识，包括但不限于例如混合物流变性、挤出速率、平移速率、磨料粒度或模具开口尺寸和环境条件(例如温度、湿度等)。此外，一个加工变量的不受控制的变化可能需要两个或多个其他过程变量参数的受控变化以适应不受控制的变化。此外，由于正在形成的形状的相对尺寸，该过程需要精度，该精度会受到一个或多个加工变量的不受控制的变化的影响，从而导致磨料颗粒不是齿形磨料颗粒。

生产工具101可以包括无机材料，包括但不限于例如陶瓷、金属、金属合金或它们的任意组合。在一个替代实施例中，生产工具101可以包括有机材料，诸如聚合物，包括例如含氟聚合物(诸如聚四氟乙烯(PTFE))。

在一个替代实施例中，生产工具101可以包括特定的成分，该成分可以赋予包含在腔体表面上的混合物113。例如，腔体的表面可以涂上添加剂。添加剂可以是无机材料、有机材料或它们的任意组合。在某些情况下，添加剂可以是掺杂剂。在此类实施例中，混合物113可以在挤出穿过生产工具101的腔体的同时被掺杂。

在挤出混合物113之后，挤出的混合物可以在生产工具101上平移，以在阶段109经受进一步可选的后成型加工。在阶段109的后成形加工的一些非限制性示例可以包括干燥、冷却、喷涂、掺杂、涂覆或它们的任意组合。

在阶段109进行任意可选的后成形加工之后，可以将挤出的混合物转移到释放区110，在该释放区中，挤出的混合物部分从生产工具101的腔体中释放以形成前体齿形磨料颗粒。挤出的混合物部分可以使用各种技术从生产工具101释放，包括但不限于机械操作、振动、气相或液相材料的冲击、温度变化(即加热、冷却、冷冻等)等。在优选的实施例中，挤出的混合物部分与刀片接合以促进该混合物部分从生产工具101分离。

根据一个实施例，在混合物113连接到生产工具101的持续时间内，混合物113的重量变化可经历小于混合物113总重量的约5％。在其他实施例中，混合物113的重量损失可更小，诸如小于约4％、小于约3％、小于约2％、小于约1％或甚至小于约0.5％。另外，在一个特定实施例中，在混合物113在生产工具101中的持续时间内，混合物113的重量可基本上没有变化。

此外，在加工期间，在混合物113连接到生产工具101的持续时间内，混合物113可经历有限的体积变化(例如，收缩)。例如，混合物113的体积变化可以小于占混合物113的总体积的约5％，诸如小于约4％、小于约3％、小于约2％、小于约1％或甚至小于约0.5％。在一个特定实施例中，在混合物113连接到生产工具101的整个持续时间内，混合物113的体积可基本上没有经历变化。

在一个非限制性实施例中，混合物113可以经历受控加热过程，同时混合物113连接到生产工具101。例如，加热过程可包括在高于室温的温度下加热混合物某个有限时间。该温度可为至少约30℃，诸如至少约35℃、至少约40℃、诸如至少约50℃、至少约60℃、或甚至至少约100℃。此外，该温度可为不大于约300℃，诸如不大于约200℃、或甚至不大于至少约150℃、或甚至不大于约100℃。加热的持续时间可能特别短，诸如不大于约10分钟，不大于约5分钟、不大于约3分钟、不大于约2分钟、或甚至不大于约1分钟。

加热过程可利用辐射热源(诸如红外灯)，以促进混合物113的受控加热。此外，加热过程可适于控制混合物的特性并促进根据本文实施例的成形磨料颗粒的特定方面。

在某些情况下，可以聚集前体齿形磨料颗粒并经受进一步加工。例如，进一步加工可以包括掺杂、煅烧、浸渍、干燥、烧结等。在一个实施例中，前体齿形磨料颗粒可以具有施加到一个或多个外表面的掺杂剂材料。根据一个实施例，施加掺杂剂材料可以包括施加特定材料，诸如盐，其可以是包括待结合到最终形成的成形磨料颗粒中的掺杂剂材料的前体盐材料。例如，金属盐可以包括作为掺杂剂材料的元素或化合物。应当理解，盐材料可以是液体形式，诸如在包含盐和液体载体的分散体中。该盐可以包括氮，更具体地，可以包括硝酸盐。在一个实施例中，该盐可以包括金属硝酸盐，更具体地，基本上由金属硝酸盐组成。

在一个实施例中，掺杂剂材料可以包括元素或化合物，诸如碱元素、碱土元素、稀土元素、铪、锆、铌、钽、钼、钒或它们的组合。在一个特定实施例中，掺杂剂材料包括元素或包括该元素的化合物，诸如锂、钠、钾、镁、钙、锶、钡、钪、钇、镧、铯、镨、铌、铪、锆、钽、钼、钒、铬、钴、铁、锗、锰、镍、钛、锌、硅、硼、碳和它们的组合。

在一个实施例中，前体齿形磨料颗粒可以干燥。干燥可以包括去除特定含量的材料，包括挥发物，诸如水。根据一个实施例，干燥过程可以在不大于约300℃的干燥温度下进行，诸如不大于约280℃，或甚至不大于约250℃。另外，在一个非限制性实施例中，干燥过程可以在至少约10℃的干燥温度下进行，诸如至少20℃或至少30℃或至少40℃。应当理解，干燥温度可以在上文提到的任何最低和最高温度之间的范围内。

根据一个实施例，形成齿形磨料颗粒的过程可以包括煅烧，其包括去除挥发物和材料中的相变，包括例如高温相材料(例如，α氧化铝)。在又一个实施例中，形成齿形磨料颗粒的过程可以包括用掺杂剂浸渍经煅烧的前体齿形磨料颗粒。在另一个实施例中，由前体齿形磨料颗粒形成齿形磨料颗粒可以包括烧结。可以进行烧结以致密化颗粒。在特定情况下，烧结过程可以促进高温相陶瓷材料的形成。例如，在一个实施例中，前体成形磨料颗粒前体可以烧结，从而形成氧化铝的高温相，诸如α氧化铝。应当理解，可以在生产工具101上完成某些额外的过程，诸如清洁，以促进定期和重复的过程。

在形成齿形磨料颗粒之后，可以将这种颗粒设置在基底上以形成固定磨料制品，例如涂覆磨料制品。本文描述了关于涂覆磨料制品和形成此类制品的方法的进一步细节。

现在参考图2A-2G，描述了齿形磨料颗粒的特征。图2A包括多个齿形磨料颗粒的图像。根据一个实施例，包括在涂覆磨料制品中的多个磨料颗粒可包括至少一部分齿形磨料颗粒。例如，在一个实施例中，基于颗粒数量计算，涂覆磨料制品上的多个磨料颗粒中的磨料颗粒可包括至少5％的齿形磨料颗粒。在其他实施例中，齿形磨料颗粒的含量可大于诸如至少10％或至少20％或至少30％或至少40％或至少50％或至少60％或至少70％或至少80％或至少90％或至少95％或至少99％。在一个实施例中，涂覆磨料上的多个磨料颗粒可以完全由齿形磨料颗粒组成。另外，在一个非限制性实施例中，根据多个磨料颗粒中的颗粒数计算，多个磨料颗粒可包含不大于99％的齿形磨料颗粒，诸如不大于95％或不大于90％或不大于80％或不大于70％或不大于60％或不大于50％。应当理解，多个磨料颗粒中存在的齿形磨料颗粒的百分比可在上文提到的任何最小值至最大值之间的范围内。上述百分比可表示基于磨料颗粒的总计数(以重量百分数计)的百分比，该总计数是基于多个磨料颗粒的总重量。

根据一个非限制性实施例，多个磨料颗粒可包括不同类型磨料颗粒的共混物。共混物可以包括第一部分磨料颗粒和第二部分磨料颗粒。在一个实施例中，齿形磨料颗粒可存在于第一部分、第二部分或第一部分和第二部分两者中。在一种情况下，第一部分或第二部分可仅包括齿形磨料颗粒。根据一个实施例，共混物可以包括第一类型磨料颗粒的第一部分和第二类型磨料颗粒的第二部分，其中第一类型和第二类型基于至少一个选自平均粒度、平均硬度、脆性、韧性、硬度、二维形状、三维形状、本文实施例中描述的任何特征或其任意组合的组的磨料特性而彼此不同。

在一个非限制性方面，多个磨料颗粒可包括至少10g磨料颗粒，诸如至少100g磨料颗粒、至少500g磨料颗粒、至少1kg磨料颗粒或至少10kg磨料颗粒。

在另一方面，多个磨料颗粒可包括至少10个磨料颗粒，诸如至少20个磨料颗粒或至少30个磨料颗粒或至少50个磨料颗粒或至少100个磨料颗粒或至少500个磨料颗粒。应当理解，多个磨料颗粒中的磨料颗粒的数量可以在至少10个磨料颗粒到不大于十万个磨料颗粒的范围内，诸如在至少10个磨料颗粒至不大于一千个磨料颗粒的范围内或在至少20个磨料颗粒至不大于100个磨料颗粒的范围内。

在又一方面，多个磨料颗粒可包括固定磨料制品(诸如涂覆磨料制品)中的至少一部分，并且在一些情况下，包括全部磨料颗粒。在另一个实施例中，多个磨料颗粒可包括多个固定磨料制品中的所有磨料颗粒。

图2B包括来自第一透视图的齿形磨料颗粒在由本体的长度和宽度限定的平面中的图像。图2C包括来自与第一透视图相反的第二透视图的齿形磨料颗粒在由本体的长度和宽度限定的平面中的图像。图2D包括来自第一透视图的齿形磨料颗粒在由本体的长度和厚度限定的平面中的图像。图2E包括来自与第一透视图相反的第二透视图的齿形磨料颗粒在由本体的长度和厚度限定的平面中的图像。图2F包括图2B的齿形磨料颗粒的基部的透视图。图2G包括图2B的齿形磨料颗粒的基部的替代透视图像。

如图2B至图2G的非限制性实施例所示，齿形磨料颗粒200可包括具有长度(L)、宽度(W)和厚度(t)的本体201。在一个实施例中，长度可以大于宽度。在另一个实施例中，长度可以大于厚度。在又一个实施例中，宽度可以大于、等于或小于厚度。除非另外指明，本文提及的任何尺寸应理解为是指来自测量和/或颗粒的合适样品尺寸的平均值。例如，长度的参考包括沿纵向轴线280尽可能靠近本体201的中点测量的平均长度。应当注意，长度或平均长度可以不同于骨架长度，骨架长度是使用成像处理计算的并且在本文中更详细地描述。宽度可以在长度和宽度的平面中垂直于纵向轴线280的方向上测量。宽度可以在尽可能接近本体201的中点处测量，该中点可以假定为纵向轴线280与本体201的边缘相交的点之间的中点。如图2D和2E所示，厚度可以在尽可能接近本体201的中点处测量，该中点可以假定为纵向轴线280上的端点之间的中点，该纵向轴线由纵向轴线280与本体201的边缘的交点限定。

在一个非限制性实施例中，齿形磨料颗粒可包括本体201，该本体具有包括尖端211的尖端区域210和包括基部214的基部区域212。基部区域212可以位于沿着本体201的长度在本体的与尖端区域210相对的端部。在另一方面，本体201对于本体201的总长度的大部分可以是基本线性的。在另一方面，本体201对于本体201的总长度的大部分可以是基本线性的。如本文所用，术语基本线性是指本体偏离线性轴不超过20％，诸如不超过10％或不超过5％。

在一个非限制性方面，尖端211可以由本体201的至少两个表面的相交限定。例如，本体201可以包括在尖端区域210和基部区域212之间延伸的表面221、222、223和224(221-224)。在一个实施例中，表面(221-224)221中的至少两个表面可以相交以形成尖端211的至少一部分。在一些非限制性实例中，尖端211可以由表面223和表面224的相交限定，其通常限定本体201的厚度。在另一个实施例中，表面221和222可以在尖端211处通过尖端边缘213相交和彼此分开。在此类实施例中，尖端211可以是楔形的形式，其中本体201在厚度的维度上相交到尖端边缘213，并且限定本体201的宽度的表面221和222可以在尖端211通过尖端边缘213保持分开。如图2D和2E最佳示出，尖端211包括尖端边缘213，该尖端边缘主要由表面223和224的相交限定并且在表面221和222的终端拐角之间延伸。

在其他方面，尖端211可以由多于两个表面的相交限定，诸如本体201的至少三个表面或至少四个表面。在此类实施例中，尖端211可以具有由本体的至少三个或更多个表面的相交限定的尖端边缘。

根据一个非限制性实施例，尖端边缘213可具有尖端边缘长度233，该尖端边缘长度由外角231至232之间的最短距离限定，其小于本体201的平均厚度(t)，诸如不大于本体201平均厚度的95％或不大于90％或不大于85％或不大于80％或不大于75％或不大于70％或不大于60％或不大于50％或不大于40％或不大于30％。另外，在另一个非限制性实施例中，尖端边缘长度233可具有本体201的平均厚度的至少20％，诸如本体201的平均厚度的至少30％或至少40％或至少50％或至少60％或至少70％或至少80％或至少90％或至少95％。应当理解，尖端边缘长度233可以在上文提到的包括任何最小和最大百分比的范围内，包括例如在平均厚度的至少20％并且不大于95％的范围内，或包括在本体201平均厚度的至少50％不大于的95％的范围内。

在再一个非限制性实施例中，尖端边缘长度233可以与本体201的宽度具有特定关系。在一种情况下，尖端边缘长度233可以小于本体201的平均宽度。根据一个非限制性实例，尖端边缘长度233可为不大于本体201的平均宽度的99％，诸如不大于本体201的平均宽度的95％、或不大于90％、或不大于85％、或不大于80％、或不大于75％、或不大于70％、或不大于60％、或不大于50％、或不大于40％、或不大于30％。另外，在另一个非限制性实施例中，尖端边缘长度233可为本体201的平均宽度的至少0.1％，诸如本体201的平均宽度的至少30％、或至少40％、或至少50％、或至少60％、或至少70％、或至少80％、或至少90％、或至少95％。应当理解，尖端边缘长度233可以在包括上述任何最小和最大百分比的范围内，包括例如在平均宽度的至少20％且不大于95％的范围内，或在包括本体201的平均宽度的至少50％且不大于95％的范围内。另外，在另一个非限制性实施例中，尖端边缘长度233可以基本上类似于本体201的宽度平均宽度。

根据一个方面，尖端区域210可以由包括在尖端区域210中本体201的宽度和/或厚度的减小的锥形限定。根据一个实施例，尖端区域210可以包括在尖端区域210中本体201的宽度的减小。在另一个非限制性实施例中，尖端区域210可以包括在尖端区域210中本体201的厚度的减小。在另一个替代实施例中，尖端区域210可以由包括在尖端区域210中本体201的宽度和厚度的减小的锥形限定。另外，在另一个实施例中，尖端区域210可以由包括在尖端区域210中本体的宽度变化大于本体201的厚度变化的锥形限定。对于另一个实施例，尖端区域210可以由包括在尖端区域210中本体的厚度变化大于本体201的宽度变化的锥形限定。根据一个非限制性实施例，尖端区域210可以由包括本体201的厚度变化并且其中平均宽度在整个尖端区域210中基本上相同的锥形限定。对于至少一个其他非限制性实施例，尖端区域210可以由包括本体201的宽度变化并且其中平均厚度可以在整个尖端区域210中基本上相同的锥形限定。

在某些非限制性实施例中，尖端区域210可以具有不大于本体201的长度的90％的尖端区域长度，诸如不大于本体的总平均长度的80％、或不大于70％、或不大于60％、或不大于50％、或不大于40％、或不大于30％、或不大于20％、或不大于10％、或不大于5％。在又一个非限制性实施例中，尖端区域可以具有占为本体201的长度的至少5％的尖端区域长度，诸如至少10％或至少15％或至少20％或至少25％或至少30％或至少40％。应当理解，尖端区域长度可以在包括上述任何最小和最大百分比的范围内，包括例如但不限于在本体的长度的至少5％且不大于90％的范围内，或在包括本体的长度的至少15％且不大于50％的范围内。

根据另一个实施例，尖端区域210可以包括不对称锥形。通过一个表面与另一表面相比具有更大的角度或曲率来限定不对称锥形。在特定情况下，不对称锥形的特征可以在于与本体的另一表面(例如，表面221、222和/或表面223)相比，本体的第一表面(例如，表面224)具有不同的轮廓。例如，与第二表面相比，第一表面可以具有更大的曲率。在某些非限制性实施例中，第二表面可以是基本上线性的并且第一表面可以相对于第二表面呈成角度或弯曲的非平行关系。第一和第二表面可以在尖端211处会聚。在尖端区域210中，第一表面可以比第二表面长。

在另一个非限制性实施例中，齿形磨料颗粒可以具有特定的锥角。例如，在尖端区域210中具有最大曲率的表面(例如表面224)可以将锥角252限定为表面224上点255的切线与尖端211处距点255最远的点251之间的角度。点255限定表面224上锥形区域210的起点。根据一个实施例，锥角252可以是至少1度，诸如至少5度、或至少8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40度、或至少45度。在另一个非限制性实施例中，锥角252可为不大于90度，诸如不大于85度、或不大于80度、或不大于70度、或不大于60度、或不大于50度、或不大于40度、或不大于30度。应当理解，锥角252可在包括上述任何最小值和最大值之间的范围内，包括例如但不限于在包括至少5度且不大于90度、或至少5度且不大于70度、或至少10度且不大于50度的范围内。在某些情况下，但不是所有情况下，锥角可能仅在由本体201的长度和宽度限定的平面中明显。

如本文所述，齿形磨料颗粒中的每一个可以包括位于本体201的与尖端区域210相对的端部处的基部区域212。基部区域212可包括基部214。根据一个实施例，基部214可以包括从本体201延伸的突出部215。更具体地，突出部215可以沿远离纵向轴线280的方向从本体201延伸。在特定情况下，突出部215可以延伸远离尖端211。在一些实施例中，但不是所有实施例中，突出部215可能仅在从由本体201的长度和宽度限定的平面观察颗粒时是明显的。

在一个方面，齿形磨料颗粒的本体201可以具有底角261，该底角可以限定突出部从本体201延伸的角度。底角261可以是本体201的表面224和从基面216的外拐角217延伸的表面262之间的角度。在一个非限制性实施例中，底角261可以是钝角。例如，底角261可以是至少91度，诸如至少92度、或至少93度、或至少94度、或至少95度、或至少97度、或至少99度、或至少105度、或至少110度、或至少120度、或至少130度、或至少140度。在另一个非限制性实施例中，底角261可为不大于180度，诸如不大于178度、或不大于170度、或不大于160度、或不大于150度。应当理解，底角261可以在包括上文所述的任何最小值和最大值的范围内。

在另一个非限制性实施例中，基部214可以包括具有突出长度(Lp)的突出部215。突出长度可以是在除了基面216之外的基部区域212中突出部215的最长边的长度。例如，如图2B所示，突出长度可以测量为表面264的长度。在一个非限制性实施例中，表面264的长度可以从外拐角218测量。在一个非限制性实施例中，突出长度(Lp)可以小于本体201的平均长度(L)。在某些情况下，突出长度(Lp)可以不大于本体201的平均长度的90％，诸如不大于本体201的平均长度(L)的80％、或不大于70％、或不大于60％、或不大于50％、或不大于40％、或不大于30％、或不大于20％、或不大于10％、或不大于5％。在另一个非限制性实施例中，突出长度(Lp)可以是本体201的平均长度(L)的至少1％，诸如本体201的总平均长度(L)的至少3％、或至少5％、或至少8％、或至少10％、或至少15％。应当理解，突出长度(Lp)可在包括上文提到的任何最小值和最大值之间的范围内。

另一个非限制性实施例，基部214可以包括基面216。基面216可以在外拐角217和218之间延伸。外拐角217可以是基面216和表面224之间的拐角，其中表面224在某些情况下可以是尖端区域210中最弯曲的表面。外拐角217可以是上拐角217并且外拐角218可以是跨基面216的长度与上拐角间隔开的下拐角218。在一个实施例中，外拐角218可以是基部214上距尖端211最远的拐角。在另一个实施例中，外拐角218可以是基部214上与外拐角217相比更靠近纵向轴线280的拐角。

在一个非限制性实施例中，外拐角217可以具有小于尖端211的拐角半径的拐角半径。另外，在另一个实施例中，外拐角218可以具有小于尖端211的拐角半径的拐角半径。

在又一个实施例中，基面216可以以相对于本体201的纵向轴线280的一定角度延伸。例如，基面216可以相对于纵向轴线280成角度以限定基面角237。在一个实施例中，基面角237可以是锐角。根据一个非限制性实施例，基面角237可不大于90度，诸如不大于88度、或不大于86度、或不大于84度、或不大于82度、或不大于80度、或不大于75度、或不大于70度、或不大于65度、或不大于60度、或不大于55度、或不大于50度、或不大于45度、或不大于40度。在另一个非限制性实施例中，基面角237可为至少5度，诸如至少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、或至少40度、或至少45度、或至少50度、或至少55度。应当理解，基面角237可在包括上文所述的任何最小值和最大值的范围内。

在另一个实施例中，基部区域212可以在基面216和表面264之间的外拐角218处具有主峰角238。在一个方面，如在由本体201的长度和宽度限定的平面中所观察的，主峰角238可以是至少45度且不大于150度。根据一个方面，主峰角238可为至少50度，诸如至少55度、或至少60度、或至少65度、或至少70度、或至少75度、或至少80度、或至少85度、或至少90度、或至少95度、或至少100度。在另一个非限制性实施例中，主峰角238可不大于145度、或不大于140度、或不大于135度、或不大于130度、或不大于125度、或不大于120度、或不大于115度、或不大于110度、或不大于100度、或不大于95度。应当理解，主峰角238可在包括上文所述的任何最小值和最大值的范围内。

根据另一个实施例，如在由本体201的长度和宽度限定的平面中所观察的，外拐角218可以限定主峰。根据一个实施例，主峰可以具有可以通过主峰角238测量的尖端锐度，其小于本体201的尖端211的尖端锐度(其也可以通过在本体201的尖端211上的点251处的尖端角277来测量)。根据一个特定实施例，主峰角238可以比尖端角277小至少5％，诸如小至少8％、或小至少10％、或小至少12％、或小至少15％、或小至少20％、或小至少25％、或小至少30％、或小至少40％、或小至少50％、或小至少60％、或小至少70％、或小至少80％、或小至少90％。在一个非限制性实施例中，主峰角238可以比尖端角277小不大于99％，诸如小不大于95％、或小不大于90％、或小不大于80％、或小不大于60％、或小不大于40％。应当理解，主峰角238可在上文所述的任何最小值和最大值的范围内小于尖端角277。

在另一个方面，出乎意料的是，与尖端区域210相比，基部区域212将具有至少一个或多个更尖锐的尖端。这是特别值得注意的，因为与尖端区域210相比，基于基部区域212的横截面面积，基部区域212通常可以包括比尖端区域210更大体积的材料。

在一个非限制性方面，基面218可以具有特定的表面形态，这可以促进意想不到的和改进的性能。根据一个实施例，基面218可以包括至少一个峰233，诸如从基面218延伸的多个峰233。在另一个实施例中，基面218可以包括至少一个谷234，诸如跨基面218的至少一部分在多个峰233之间延伸的多个谷234。根据另一个非限制性实施例，多个峰233和谷234可以随机设置在基面218上。

在一些情况下，但不是所有情况下，基面218可以具有表面粗糙度，该表面粗糙度可以不同于本体201的表面(221-224)中的至少一个的表面粗糙度。在一个实施例中，基面218可以具有表面粗糙度，该表面粗糙度大于在本体201的尖端区域210或细长区域240中的本体(221-224)的侧表面的表面粗糙度。

根据另一个实施例，基面218可以包括多个峰233中的至少一个峰，该多个峰的尖端半径小于本体201的尖端211的尖端半径。另外，在另一个非限制性实施例中，基面218可以包括多个峰233中的至少两个峰，该多个峰的尖端半径小于本体201的尖端211的尖端半径。

在本文实施例的某些齿形磨料颗粒中，如在由本体201的长度和厚度的平面限定的二维中所观察的，基部区域212可包括第一峰235和第二峰236，如图2D和2E中所提供的。在一个非限制性实施例中，第一峰235和第二峰236可以通过第一谷239彼此分开。

根据另一个非限制性方面，基面216可以包括一个或多个小面241。小面241限定基面上基本上平坦的区域。在特定情况下，小面241可以在基面215的多个峰233和谷234之间延伸。在一些情况下，基面218可以包括至少两个小面，该至少两个小面彼此邻接并且限定在两个小面之间延伸的公共边缘。

如本文所述，某些实施例的齿形磨料颗粒可以包括尖端区域210、基部区域212和设置在尖端区域210和基部区域212之间的细长区域240。更具体地，细长区域240可以在尖端区域210和基部区域212之间延伸。在一个非限制性实施例中，尖端区域210和基部区域212之间的细长区域240具有基本上恒定的宽度。例如，在一个实施例中，细长区域240可以在细长区域240的长度上具有不大于10％的宽度变化，诸如不大于8％、或不大于5％、或不大于3％。在至少一个实施例中，细长区域240可以在细长区域240的长度上具有至少0.5％，诸如至少1％或至少2％的宽度变化。应当了解，细长区域240中本体201的宽度变化可以在包括上述任何最小与最大百分比的范围内。

在另一个实施例中，细长区域240可以在细长区域240的长度上具有不大于10％的厚度变化，诸如不大于8％、或不大于5％、或不大于3％。在至少一个实施例中，细长区域240可以在细长区域240的长度上具有至少0.5％，诸如至少1％或至少2％的厚度变化。应当了解，细长区域240中本体201的厚度变化可以在包括上述任何最小与最大百分比的范围内。

在其他情况下，齿形磨料颗粒可具有其他特征。例如，在一些情况下，本体可以包括条纹271。这种条纹可以存在于至少一个表面上，例如表面221-224。更具体地，条纹271可以存在于所有侧表面222-224的至少一部分上。在另一个非限制性实施例中，条纹271可以在本体201的长度方向上延伸。在又一个实施例中，条纹271可以在至少一个或多个表面221-224的大部分表面积上延伸。根据一个特定实施例，条纹271在所有表面221-224的大部分表面积上延伸。

根据一个实施例，齿形磨料颗粒的本体201可以具有特定的第一纵横比(长度/宽度)，其可以由所公开的形成过程产生并且还可以有利于某些特征和/或改进的性能。在一个方面，齿形磨料颗粒可以具有至少1.1、或至少1.2、或至少1.5、或至少2、或至少2.5、或至少3、或至少3.5、或至少4、或至少4.5、或至少5、或至少5.5、或至少6、或至少8、或至少10的第一纵横比(长度/宽度)。在另一个非限制性实施例中，本体201可具有不大于1000、或不大于100、或不大于50、或不大于20、或不大于10、或不大于5、或不大于3、或不大于2.8的第一纵横比(长度:宽度)。应当理解，本体201的第一纵横比可在包括上文提到的任何最小比率至最大比率的范围内。此外，应当理解，第一纵横比可以表示单个齿形磨料颗粒或多个齿形磨料颗粒的平均值的第一纵横比。

本文实施例的所有纵横比都是通过图像处理来测量的。将多个齿形磨料颗粒安装并设置在用于成像的台上。成像可以通过光学显微镜(例如DSX 700Olympus)以合适的放大倍率(例如2X-8X)完成。在对合适的统计相关样本大小的颗粒(例如，至少200个颗粒)拍摄合适的图像后，图像(RGB颜色或灰度)被保存为颗粒长度和宽度尺寸的代表图像。参看例如图10。然后将颗粒围绕纵向轴线旋转90度，使得每个颗粒的厚度尺寸可见。拍摄颗粒的图像并将其保存为与每个颗粒厚度相关。测量每个颗粒的长度、宽度和厚度，并通过图像处理软件(例如ImageJ)从图像计算平均长度、宽度和厚度。对于颗粒在长度和宽度平面中的第一图片，通过Otsu方法将图像转换为黑白图像，其中白色像素代表颗粒的本体。从黑白图像中，最佳拟合椭圆围绕颗粒的每个图像拟合。生成最佳拟合椭圆，以便保留区域的二阶矩。椭圆的垂直轴(即长轴和短轴)用于长度和宽度，其中较长的轴表示长度，较短的轴根据图像的平面表示宽度或厚度。定义长度的长轴定义为拟合椭圆的焦点所在的轴。定义本体的宽度的短轴垂直于拟合椭圆的长轴。由该图像计算多个颗粒的平均长度和平均宽度。图10包括齿形磨料颗粒在长度和宽度的平面中的图像，其中在图像上拟合最佳拟合椭圆。使用颗粒在长度和厚度的维度上的图像以相同方式测量颗粒的平均厚度。图像被更改为仅黑白图像，围绕每个颗粒的每个图像创建最佳拟合椭圆，并将厚度测量为椭圆最短轴的值。从所有测量的厚度值计算平均厚度。还从测量的长度、宽度和厚度值计算第一、第二和第三标准偏差。

根据一个实施例，齿形磨料颗粒的本体201可以具有特定的第二纵横比(长度/厚度)，其可以由所公开的形成工艺产生并且还可以有利于某些特征和/或改进的性能。在一个非限制性实施例中，本体201可以具有以长度/厚度表示的第二纵横比，其可以为至少1.1、或至少1.2、或至少1.5、或至少2、或至少2.5、或至少3、或至少3.5、或至少4、或至少4.5、或至少5、或至少5.5、或至少6、或至少8、或至少10。另外，在另一个非限制性实施例中，第二纵横比(长度/厚度)可不大于1000、或不大于100、或不大于50、或不大于20、或不大于10、或不大于5、或不大于3、或不大于2.8。应当理解，以长度/厚度表示的第二纵横比可在包括上文提到的任何最小比率至最大比率之间的范围内。此外，应当理解，第二纵横比可以表示单个齿形磨料颗粒或多个齿形磨料颗粒的平均值的第二纵横比。

根据一个实施例，齿形磨料颗粒的本体201可以具有特定的第三纵横比(长度/厚度)，其可以由所公开的形成工艺产生并且还可以有利于某些特征和/或改进的性能。在另一个实施例中，本体201可以具有至少0.5，诸如至少0.6、或至少0.7、或至少0.8、或至少0.9、或至少1.0、或至少1.1、或至少1.2、或至少1.3、或至少1.4、或至少1.5、或至少2、或至少2.5、或至少3、或至少4的第三纵横比(宽度/厚度)。在另一个非限制性实施例中，第三纵横比(宽度/厚度)可不大于10，诸如不大于8、或不大于5、或不大于3、或不大于2、或不大于1.5、或不大于1.3、或不大于1.1。应当理解，第三纵横比可在包括上文提到的任何最小比率至最大比率之间的范围内。应当理解，本体201的第三纵横比可在包括上文提到的任何最小比率至最大比率之间的范围内。此外，应当理解，第三纵横比可以表示单个齿形磨料颗粒或多个齿形磨料颗粒的平均值的第三纵横比。

本文实施例的齿形磨料颗粒可以具有包括结晶材料并且更具体地多晶材料的本体。值得注意的是，多晶材料可以包括磨粒(即，微晶)。在一个实施例中，齿形磨料颗粒的本体可以基本上不含有机材料，该有机材料包括例如粘结剂。在至少一个实施例中，齿形磨料颗粒可基本上由多晶材料组成。

容纳在齿形磨料颗粒的本体201内的磨粒(即，微晶)可以具有通常不大于20微米，诸如不大于18微米、或不大于16微米、或不大于14微米、或不大于12微米、或不大于10微米、或不大于8微米、或不大于5微米、或不大于2微米、或不大于1微米、或不大于0.9微米、或不大于0.8微米、或不大于0.7微米、或甚至不大于0.6微米、或甚至不大于0.2微米的平均晶粒尺寸。另外，容纳在齿形磨料颗粒的本体内的磨粒的平均晶粒尺寸可为至少0.01微米，诸如至少0.05微米、或至少0.06微米、或至少0.07微米、或至少0.08微米、或至少0.09微米、或至少0.1微米、或至少0.12微米、或至少0.15微米、或至少0.17微米、或至少0.2微米、或甚至至少0.5微米。应当理解，磨粒可具有在上文提到的任何最小值与最大值之间的范围内的平均晶粒尺寸。可以使用本领域技术人员已知的未校正截距法计算平均晶粒尺寸。

根据一个实施例，齿形磨料颗粒的本体201可具有如以本体上可测量的最大尺寸(即，长度)测量的至少约100微米的平均粒度。事实上，齿形磨料颗粒的本体201可具有至少150微米，诸如至少200微米、或至少300微米、或至少400微米、或至少500微米、或至少500微米、或至少600微米、或至少800微米、或甚至至少900微米的平均粒度。另外，齿形磨料颗粒的本体201可具有不大于5mm，诸如不大于3mm、不大于2mm、或甚至不大于1.5mm的平均粒度。应当理解，齿形磨料颗粒的本体可具有在包括上文提到的任何最小值和最大值的范围内的平均粒度。

在磨料行业中使用的颗粒通常在使用前分级为给定的粒度分布。此类分布通常具有从粗颗粒到细颗粒的粒度范围。在磨料领域，该范围有时被称为“粗”、“控制”和“细”分数。根据磨料行业公认的分级标准分级的磨料颗粒规定了在数值范围内每个标称等级的粒度分布。此类行业公认的分级标准(即，磨料行业指定的标称等级)包括：美国国家标准学会(ANSI)标准、欧洲磨料制造者联盟(FEPA)标准和日本工业标准(JIS)标准。ANSI等级标号(即规定的标称等级)包括：ANSI 4、ANSI 6、ANSI 8、ANSI 16、ANSI 24、ANSI 36、ANSI 40、ANSI 50、ANSI 60、ANSI 80、ANSI 100、ANSI 120、ANSI 150、ANSI 180、ANSI 220、ANSI240、ANSI 280、ANSI 320、ANSI 360、ANSI 400和ANSI 600。FEPA等级标号包括P8、P12、P16、P24、P36、P40、P50、P60、P80、P100、P120、P150、P180、P220、P320、P400、P500、P600、P800、P1000和P1000。JIS等级标号包括JIS8、JIS12、JIS 16、JIS24、JIS36、JIS46、JIS54、JIS60、JIS80、JIS 100、JIS150、JIS180、JIS220、JIS240、JIS280、JIS320、JIS360、JIS400、JIS600、JIS800、JIS 1000、JIS 1500、JIS2500、JIS4000、JIS6000、JIS8000和JIS10,000。另选地，可使用美国标准将磨料颗粒分级至标称筛分等级。符合ASTM E-1 1的“针对测试目的的筛布和筛的标准规格”的美国标准试验筛被分级为标称筛分等级。ASTM E-1 1规定了试验筛的设计和构造需求，所述试验筛利用安装在框架中的织造筛布为介质根据指定的粒度对材料进行分类。典型标号可以表示为-18+20，其意指颗粒可通过符合18目筛的ASTM E-1 1规范的试验筛，并且保留在符合20目筛的ASTM E-1 1规范的试验筛上。在各种实施例中，颗粒材料可具有标称筛分等级，包含：-18+20、-20/+25、-25+30、-30+35、-35+40、-40+45、-45+50、50+60、-60+70、-70/+80、-80+100、-100+120、-120+140、-140+170、-170+200、-200+230、-230+270、-270+325、-325+400、-400+450、-450+500或-500+635。或者，可以使用诸如-90+100的定制目尺寸。颗粒材料的本体可为成形磨料颗粒的形式，如本文所详述。

用于齿形磨料颗粒的本体201的一些合适的材料可以包括陶瓷材料，包括但不限于氮化物、氧化物、碳化物、硼化物、氧氮化物、氧硼化物、氧碳化物、碳基材料、金刚石、天然生成的矿物、含稀土材料、天然矿物、合成材料或它们的任何组合。在特定情况下，齿形磨料颗粒可包括氧化物化合物，诸如氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化钇、氧化铬、氧化锶、氧化硅、氧化镁、稀土氧化物和它们的任何组合。

在一个特定实施例中，本体201可以包括占本体201的总重量的至少95重量％氧化铝。另外，在某些情况下，本体可以包括占本体的总重量的不大于99.5重量％氧化铝。在至少一个实施例中，本体201可以基本上由氧化铝组成，并且更具体地基本上由α氧化铝组成。在某些情况下，可形成本体201，使得其包括不大于任何低温氧化铝相的约1重量％。如本文所用，低温氧化铝相可包括过渡相氧化铝、矾土或水合氧化铝，包括例如三水铝石、勃姆石、水硬铝石以及包含此类化合物和矿物的混合物。某些低温氧化铝材料也可包括一定含量的氧化铁。此外，低温氧化铝相可包括其他矿物，诸如针铁矿、赤铁矿、高岭石和锐钛矿。

此外，在特定情况下，齿形磨料颗粒的本体201可由引晶溶胶-凝胶形成。在至少一个实施例中，本文实施例的任何齿形磨料颗粒的本体可以基本上不含铁、稀土氧化物和它们的组合。在本文中提及具有某些特征(例如，组成)的本体也将被理解为是指可以具有相同特征(例如，组成)的一批齿形磨料颗粒。

根据某些实施例，某些齿形磨料颗粒可以是组成复合材料，使得在齿形磨料颗粒的本体内容纳至少两种不同类型的晶粒。应当理解，不同类型的晶粒是彼此具有不同组成的微晶晶粒。例如，可以形成齿形磨料颗粒的本体，使得其包括至少两种不同类型的晶粒，其中晶粒类型选自由以下组成的组：氮化物、氧化物、碳化物、硼化物、氧氮化物、氧硼化物、碳氧化物、碳基材料、金刚石、天然生成的矿物、含稀土材料、天然矿物、合成材料和它们的组合。

齿形磨料颗粒的本体201可以包含添加剂，诸如掺杂剂，该添加剂可以是元素或化合物(例如，氧化物)的形式。某些合适的添加剂可以包括本文所述的任何材料。齿形磨料颗粒的本体可以包含特定含量的一种或多种添加剂(例如，掺杂剂)。例如，本体可以包含占本体的总重量的不大于约30重量％添加剂。在又一些实施例中，添加剂的量可以较少，诸如不大于约25重量％、或不大于约20重量％、或不大于约18重量％、或不大于约15重量％、或不大于约12重量％、或不大于约10重量％、或不大于约8重量％、或不大于5重量％或不大于2重量％。另外，添加剂的量可以为占本体的总重量的至少约0.5重量％，诸如至少约1重量％、至少约2重量％、或至少约3重量％、或至少约4重量％、或至少约5重量％、或至少约8重量％、或甚至至少约10重量％。应当理解，本体内的添加剂的量可以在包括上述任何最小百分比和最大百分比之间的范围内。

齿形磨料颗粒的本体可以特别致密。例如，本体可以具有至少约95％理论密度，诸如至少约96％、或至少97％、或至少98％或至少99％理论密度的密度。

本文实施例的齿形磨料颗粒是特定类型的成形磨料颗粒。可通过包括模制、印刷、浇铸、挤出等的特定过程来形成成形磨料颗粒。成形磨料颗粒可形成为使得每个颗粒均具有相对于彼此基本上相同的表面和边缘布置。例如，一组成形磨料颗粒的表面和边缘通常具有彼此相同的布置和方向和/或二维形状。因此，成形磨料颗粒相对于彼此在表面和边缘的布置中具有相对高的形状保真度和一致性。此外，等高磨料颗粒(CHAP)也可通过特定过程来形成，这些过程便于形成薄形本体，当从上向下观察主表面时，这些薄形本体可具有不规则的二维形状。CHAP可具有比成形磨料颗粒更小的形状保真度，但可具有由侧表面分开的大致平坦且平行的主平面。

相比之下，与成形磨料颗粒和CHAP相比，非成形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，通常通过粉碎工艺形成非成形颗粒，其中形成大量材料，然后破碎并筛分以获得一定尺寸的磨料颗粒。然而，非成形颗粒将具有表面和边缘的一般随机布置，并且通常在表面和边缘布置中缺乏任何可标识的二维形状或三维形状。此外，非成形颗粒不必具有彼此一致的形状，因此与成形磨料颗粒或CHAP相比，其形状保真度低得多。非成形颗粒通常由每个颗粒相对于其他非成形颗粒的表面和边缘的随机布置来限定。

图3包括根据一个实施例的结合有齿形磨料微粒的涂覆磨料制品的横截面图示。如图所示，涂覆磨料300可包括基底301和覆盖基底301的表面的底胶层303。在一个特定实施例中，涂覆磨料300还可包括多个磨料颗粒305。多个磨料颗粒305可以包括但不必包括不同类型的磨料颗粒。例如，多个磨料颗粒305可以包括第一类型的磨料颗粒406(例如，齿形磨料颗粒)、第二类型的磨料颗粒307(例如，未成形的或不规则的磨料颗粒)，以及任选地第三类型的磨料颗粒308(例如，稀释磨料颗粒)，其可以具有随机形状。涂覆磨料300可进一步包括覆盖并粘结至颗粒材料305和底胶层303的复胶层304。

根据一个实施例，基底301可包括有机材料、无机材料以及它们的组合。在某些实例中，基底301可包括织造材料。但是，基底301可由非织造材料制成。特别合适的基底材料可包括有机材料，其中包括聚合物，尤其是聚酯、聚氨酯、聚丙烯、聚酰亚胺诸如DuPont的KAPTON以及纸。一些合适的无机材料可包括金属、金属合金，尤其是铜、铝、钢及其组合的箔。

底胶层303可在单个工艺中施加于基底301的表面，或者另选地，多个磨料颗粒材料305可与底胶层303材料结合并作为混合物施加于基底301的表面。合适的底胶层303材料可包括有机材料，特别是聚合物材料，其包括例如，聚酯、环氧树脂、聚氨酯、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、硅树脂、醋酸纤维素、硝酸纤维素、天然橡胶、淀粉、虫胶以及它们的混合物。在一个实施例中，底胶层303可包括聚酯树脂。然后可加热涂覆基底，以将树脂和磨料微粒材料固化到基底上。通常，在此固化过程中，可将涂覆基底301加热到约100

至小于约250℃的温度。

此外，应当理解，涂覆磨料制品300可以在多个磨料颗粒305中包括一种或多种类型的磨料颗粒。不同类型的磨料颗粒在组成、二维形状、三维形状、晶粒尺寸、粒度、硬度、脆性、团聚或它们的任何组合方面可彼此不同。在一个实施例中，涂覆磨料制品300可以根据应用包括不同量的不同类型的磨料颗粒。应当理解，在一些实施例中，涂覆磨料可不必包括不同类型的成形磨料颗粒，而可基本上由单一类型的成形磨料颗粒组成。

根据一个特定实施例，多个磨料颗粒305可包含有限含量的团聚颗粒，并且更具体地包含有限含量的团聚齿形颗粒。一些齿形磨料颗粒的聚集体可以彼此接合或烧结结合。在一个方面，对于多个磨料颗粒305中的颗粒总计数，多个磨料颗粒305可以包括不大于50％的团聚颗粒，诸如不大于48％、或不大于46％、或不大于44％、或不大于42％、或不大于40％、或不大于38％、或不大于36％、或不大于34％、或不大于32％、或不大于30％、或不大于28％、或不大于26％、或不大于24％、或不大于22％、或不大于20％、或不大于18％、或不大于16％、或不大于14％、或不大于12％、或不大于10％、或不大于8％、或不大于6％、或不大于4％、或不大于2％。在一个特定的实施例中，多个磨料颗粒305可以不含团聚颗粒，并且更具体地不含彼此接合或烧结结合的齿形磨料颗粒。值得注意的是，在某些包括成形磨料颗粒的常规固结磨料制品中，固结磨料颗粒可以彼此烧结的颗粒的“双体”或“三体”的形式团聚。本文的方法可以促进形成成批磨料颗粒和包括具有有限含量的团聚颗粒的多个磨料颗粒的固结磨料。

此外，在一个实施例中，多个磨料颗粒305可包括有限含量的钩形磨料颗粒。钩形磨料颗粒可包括挤出的钩形磨料颗粒。钩形磨料颗粒的特征在于本体的至少一个端部显著地朝向颗粒向后卷曲以被表征为钩形。图4包括各种钩形磨料颗粒的图像。

可以使用各种方法将磨料颗粒放置在背衬(即基底)上，包括例如但不限于投射(例如机械或静电)、重力进给、生产工具(具有适当尺寸的开口以将磨料颗粒暂时保持在所需方向上，直到它们被转移到背衬或粘合剂层)、振动、拾取和放置系统等。某些方法可能更适合于控制磨料颗粒相对于彼此和背衬的位置和/或取向的一个或多个方面。

根据一个特定实施例，齿形磨料颗粒可具有特定取向，例如相对于基底301的垂直取向。如本文其他实施例中所述，齿形磨料颗粒306可以具有尖端区域210和跨本体的长度与尖端区域210相对的基部区域212。在一个方面，一定含量的齿形磨料颗粒306可以被定向为尖端区域210比基部区域212更靠近基底301。在至少一个实施例中，与其中基部区域212比尖端区域210更靠近基底301的齿形磨料颗粒含量相比，更大含量的齿形磨料颗粒可以使其尖端区域210比基部区域212更靠近基底301。根据一个特定实施例，至少60％(诸如至少70％或至少80％或至少90％)的齿形磨料颗粒的尖端区域210比其基部区域212更靠近基底301。

在充分形成其中容纳有多个磨料颗粒305的底胶层303之后，可形成复胶层304以覆盖多个磨料颗粒305并将其粘结到基底301。复胶层304可包括有机材料，可基本上由聚合物材料制成，并且值得注意的是，可使用聚酯、环氧树脂、聚氨酯、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、硅树脂、醋酸纤维素、硝酸纤维素、天然橡胶、淀粉、虫胶以及它们的混合物。

图5包括根据一个实施例的涂覆磨料制品的一部分的顶视图图示。如图所示，涂覆磨料制品500可以包括背衬501和多个磨料颗粒503，该多个磨料颗粒包括覆盖背衬501且更具体地耦合到背衬501的齿形磨料颗粒504、505、506、507和508(504-508)。应当理解，齿形磨料颗粒被描绘成圆形是为了便于参考，而不是为了形状的准确性。在一个实施例中，多个磨料颗粒503的至少一部分(诸如大部分或甚至全部)可以放置在背衬501上的预定位置。根据一个实施例，多个磨料颗粒503可以相对于彼此具有预定位置。在一个特定实施例中，多个磨料颗粒503可以相对于背衬501和相对于彼此具有预定横向位置、预定纵向位置、预定径向位置、预定旋转取向和/或预定倾斜角中的至少一者。在一个更特定实施例中，多个磨料颗粒503可以相对于背衬501和相对于彼此具有预定横向位置、预定纵向位置、预定径向位置、预定旋转取向和/或预定倾斜角中的两者或多者的组合。

根据一个特定实施例，齿形磨料颗粒504-508中的每一个可以设置在背衬501上的预定位置。例如，齿形磨料颗粒504-508中的每一个可以相对于背衬501和相对于彼此具有预定横向位置、预定纵向位置、预定径向位置和/或预定旋转取向中的至少一者。在一个更特定的实施例中，齿形磨料颗粒504-508中的每一个可以相对于背衬501和相对于彼此具有预定横向位置、预定纵向位置、预定径向位置和/或预定旋转取向中的两者或多者的组合。

根据一个方面，齿形磨料颗粒504-508设置在背衬501上的预定横向和纵向位置。如图5的非限制性实施例中所示，齿形磨料颗粒504设置在预定位置514处，齿形磨料颗粒505设置在预定位置515处，齿形磨料颗粒506设置在预定位置516处，齿形磨料颗粒507设置在预定位置517处，并且齿形磨料颗粒508设置在预定位置518处。预定位置514、515、516、517和518(514-518)中的每一个分别限定了背衬上相对于纵向轴线580和横向轴线581的位置。纵向轴线580可沿背衬501延伸并限定长度，而横向轴线581可沿背衬501延伸并限定宽度。横向轴线581可以在背衬501的平面中垂直于纵向轴线580。应当理解，相邻磨料颗粒(例如，齿形磨料颗粒504-508)之间的间距可以根据磨料颗粒的含量和所需分布而改变。此外，还应当理解，这样的预定位置同样适用于椭圆形背衬，其不一定具有纵向轴线和横向轴线，而是具有延伸通过360度并距中心一定距离的径向轴线。

根据另一个实施例，涂覆磨料制品上的多个磨料颗粒503可以按自上而下观察时相对于彼此的预定分布布置。预定分布可以通过背衬上有目的地选择的预定位置的组合来限定。在一个实施例中，预定分布可以包括图案，使得预定位置可以限定二维阵列。在另一个实施例中，阵列可以包括具有由磨料颗粒单元限定的短程有序。在又一个方面，阵列也可以是图案，具有包括连接在一起的规则和重复单元的长程有序，使得布置可以是对称的和/或可预测的。在某些情况下，阵列可以具有可以通过数学公式预测的顺序。应当理解，二维阵列可以形成为多边形、省略号、装饰性标记、产品标记或其他设计的形状。

在另一个方面，预定分布还可以包括非遮蔽布置。例如，非遮蔽布置可以包括受控的非均匀分布、受控的均匀分布和它们的组合。在一些非限制性实例中，非遮蔽布置可包括放射状图案、螺旋状图案、叶状图案、不对称图案、自回避随机分布、自回避随机分布和它们的组合。在一个实施例中，非遮蔽布置可以包括磨料颗粒(即成形磨料颗粒和/或稀释颗粒)相对于彼此的特定布置，其中磨料颗粒在材料去除操作的初始阶段期间的重叠程度不大于约25％，诸如不大于约20％、不大于约15％、不大于约10％、或甚至不大于约5％。在特定情况下，非遮蔽布置可以包括磨料颗粒分布，其中在材料去除操作的初始阶段期间与工件接合时，磨料颗粒的一部分(例如，背衬上的所有成形磨料颗粒中的少数，背衬上的所有成形磨料颗粒中的大多数，或甚至基本上所有)接合工件表面的不同区域。非遮蔽布置可利用成形磨料颗粒相对于彼此和相对于研磨方向和/或背衬的一个或多个轴的特定分布。

在一个实施例中，预定分布可以是部分、基本上或完全不对称的。例如，根据一个实施例，预定分布可以覆盖整个磨料制品，可以基本上覆盖整个磨料制品(即，大于50％但小于100％)，覆盖磨料制品的多个部分，或覆盖磨料制品的一部分(即，小于制品表面积的50％)。如本文所用，“叶序图案”是指与叶序相关的图案。叶序是多种植物中叶、花、鳞片、小花和种子等侧生器官的排列。许多叶序图案的特征是具有弧形、螺旋形和螺环的显著图案的自然发生现象。向日葵头部的种子图案就是这种现象的一个例子。

图6包括根据一个实施例的涂覆磨料制品的一部分的俯视图图示。涂覆的磨料制品600包括背衬601和多个磨料颗粒602，该多个磨料颗粒可以包括一个或多个齿形磨料颗粒。在一个实施例中，多个磨料颗粒602中的至少一部分可以具有预定旋转取向，该旋转取向可以是磨料颗粒围绕垂直于背衬601的平面延伸的Z轴的取向。根据一个实施例，在第一位置613覆盖背衬601的磨料颗粒603可以具有相对于横向轴线681的旋转取向，该横向轴线限定背衬601的宽度。在特定方面，磨料颗粒603可以具有由旋转角620限定的预定旋转取向。旋转角620可以是在延伸通过中心点621的横向平面684和平行于颗粒的参考尺寸(例如，厚度或宽度)的也延伸通过中心点621的平分轴线631之间形成的最小角度，如自上而下所观察的。根据一个实施例，磨料颗粒602可以具有由旋转角620限定的预定旋转取向，该旋转角被测量为平分轴线631和横向平面184之间的最小角度。根据一个实施例，旋转角201可以是0度，诸如至少约2度、至少约5度、至少约10度、至少约15度、至少约20度、至少约25度，至少约30度，至少约35度，至少约40度，至少约45度，至少约50度，至少约55度，至少约60度，至少约70度，至少约80度，或甚至至少约85度。另外，由旋转角201限定的预定旋转取向可以不大于约90度，诸如不大于约85度、不大于约80度、不大于约75度、不大于约70度、不大于约65度、不大于约60度，诸如不大于约55度、不大于约50度、不大于约45度、不大于约40度、不大于约35度、不大于约30度、不大于约25度、不大于约20度，诸如不大于约15度、不大于约10度、或甚至不大于约5度。应当理解，预定旋转取向可以在任何最小值和最大值之间的范围内。

图7包括根据一个实施例的涂覆磨料制品的一部分的俯视图图示。在一个实施例中，涂覆磨料制品700可以包括背衬701，该背衬具有纵向轴线780和横向轴线781。涂覆磨料制品700可进一步包括多个区域，诸如第一区域710、第二区域720、第三区域730和第四区域740。在一个方面，区域710、720、730和740中的每一个均可由通道区域750分开，其中通道区域750限定背衬的不含颗粒的区域。通道区域750可具有任何尺寸和形状，并且对于去除切屑和改善研磨操作可能特别有用。在一个特定实施例中，通道区域750的长度(即，最长尺寸)和宽度(即，垂直于长度的最短尺寸)可大于区域710、720、730和740中的任一个区域中的紧邻磨料颗粒之间的平均间距。对于本文的实施例中的任何一个，通道区域750可以为可选的特征。

根据一个实施例，第一区域710可包括一组磨料颗粒711，该组磨料颗粒相对于彼此具有大体随机旋转取向。该组磨料颗粒711可相对于彼此以随机分布布置，使得关于该组磨料颗粒711的放置没有可辨别的短程或长程有序。在一个实施例中，该组磨料微粒711可基本上均匀地分布在第一区域710内，从而限制了团块(两个或更多个彼此接触的颗粒)的形成。

在另一个方面，第二区域720可包括一组磨料颗粒721，该组磨料颗粒相对于彼此以受控分布布置。对于一个实施例，该组磨料微粒721可具有相对于彼此规则的和受控的旋转取向。在一个实施例中，该组成形磨料颗粒721可具有与如由涂覆磨料701的背衬上的相同旋转角所限定的大体相同的旋转取向。在一个方面，该组成形磨料颗粒721可基本上均匀地分布在第二区域720内，从而限制了团块(两个或更多个彼此接触的颗粒)的形成。

根据另一个方面，第三区域730可包括一组磨料颗粒731和二次颗粒732。在一个实施例中，该组磨料颗粒731和二次颗粒732可相对于彼此以受控分布布置。例如，该组成形磨料颗粒731可具有相对于彼此规则的和受控的旋转取向。根据另一个非限制性实施例，该组成形磨料颗粒731在涂覆磨料701的背衬上一般可具有两种类型的旋转取向中的一种。在一种情况下，该组成形磨料颗粒731和二次颗粒732可在第三区域730内基本上均匀地分布，从而限制了团块(两个或更多个彼此接触的颗粒)的形成。

对于另一个方面，第四区域740可包括一组磨料颗粒741和二次颗粒742，该组磨料颗粒和二次颗粒相对于彼此具有大体随机分布。例如，该组磨料颗粒741可具有相对于彼此的随机旋转取向。在一个实施例中，该组磨料颗粒741和二次颗粒742可相对于彼此以随机分布布置，使得不存在可辨别的短程或长程有序。在另一个实施例中，该组成形磨料颗粒741和二次颗粒742可在第四区域740内基本上均匀地分布，从而限制了团块(两个或更多个彼此接触的颗粒)的形成。

涂覆磨料制品700可包括不同的区域710、720、730和740，其中的每一个均可包括不同组的颗粒，诸如成形颗粒和二次颗粒。涂覆磨料制品700旨在示出可使用本文的实施例的系统和过程产生的颗粒的不同类型的分组、布置和分布。该说明不旨在仅限于那些颗粒组，并且应当理解，可制成如图7中所示包括仅一个区域的涂覆磨料制品。还应当理解，可制成如图7中所示包括一个或多个区域的不同组合或布置的其他涂覆磨料制品。

图8包括根据一个实施例的背衬上的磨料颗粒的侧视图图示。在一个方面，本文实施例的涂覆磨料制品可具有多个具有受控倾斜角的磨料颗粒，这可有助于改进性能。为了更好地理解这些特征，图8提供处于各种取向的三种磨料颗粒的侧视图图示。应当理解，如本文更详细描述的，本文的实施例的涂覆磨料制品可具有处于所描绘取向的各种含量的颗粒。第一颗粒802可具有颗粒轴803，该颗粒轴相对于背衬801的表面以特定倾斜角804延伸。颗粒轴803可平行于限定第一颗粒802的长度的第一颗粒802的纵向轴线。第一颗粒802代表倾斜角804在大于71度至90度的范围内的直立取向的颗粒。第二颗粒811可具有颗粒轴812，该颗粒轴相对于背衬801的表面以特定倾斜角813延伸。颗粒轴812可平行于限定第二颗粒811的长度的第二颗粒811的纵向轴线。第二颗粒811代表倾斜角813在大于44度至71度的范围内的倾斜取向的颗粒。第三颗粒821可具有颗粒轴822，该颗粒轴相对于背衬801的表面以特定倾斜角823延伸。颗粒轴822可平行于限定第三颗粒821的长度的第三颗粒821的纵向轴线。第三颗粒821代表倾斜角823在0度至不大于44度的范围内的平坦取向的颗粒。应当理解，第一颗粒802、第二颗粒811和第三颗粒821分别可以是如本文的实施例中所述的任何类型的颗粒，包括但不限于齿形磨料颗粒。

根据一个方面，涂覆磨料上的多个磨料颗粒可以具有特定倾斜角，诸如至少2度，诸如至少5度、至少10度、至少15度、至少20度、至少25度、至少30度、至少35度，至少40度、至少45度、至少50度、至少55度、至少60度、至少70度、至少80度、或甚至至少85度。另外，倾斜角136可以不大于约90度，诸如不大于约85度、不大于约80度、不大于约75度、不大于约70度、不大于约65度、不大于约60度，诸如不大于约55度、不大于约50度、不大于约45度、不大于约40度、不大于约35度、不大于约30度、不大于约25度、不大于约20度，诸如不大于约15度、不大于约10度、或甚至不大于约5度。应当理解，倾斜角可以在任何上述最小角度与最大角度之间的范围内。倾斜角可以使用US2019/0160630中公开的技术来测量，该专利通过引用整体并入本文。

根据一个特定方面，可基于预期的应用来控制覆盖背衬的磨料颗粒的含量。例如，多个磨料颗粒可以覆盖背衬的总表面积的至少5％，诸如至少10％、或至少20％、或至少30％、或至少40％、或至少50％、或至少60％、或至少70％、或至少80％或至少90％。在再一个实施例中，涂覆磨料制品可基本上不含硅烷。

此外，本文的实施例的磨料制品可具有覆盖基底的特定含量的颗粒。在一个实施例中，这些颗粒可限定疏涂层磨料产品，其颗粒(即，磨料颗粒、二次颗粒或者磨料颗粒和二次颗粒两者)的涂层密度不大于约70个颗粒/cm2。在其他情况下，每平方厘米磨料制品的颗粒的密度可不大于约65个颗粒/cm2，诸如不大于约60个颗粒/cm2、不大于约55个颗粒/cm2、或甚至不大于约50个颗粒/cm2。另外，在一个非限制性实施例中，疏涂层涂覆磨料的密度可为至少约5个颗粒/cm2或甚至至少约10个颗粒/cm2。应当理解，每平方厘米磨料制品的颗粒的密度可在上述任何最小值和最大值之间的范围内。

在某些情况下，磨料制品的疏涂层密度可不大于覆盖制品的外部磨料表面的颗粒(即，磨料颗粒或二次颗粒或者全部的磨料颗粒和二次颗粒)的约50％。在其他实施例中，相对于其上放置有颗粒的表面的总面积，颗粒的面积可不大于约40％，诸如不大于约30％、不大于约25％、或甚至不大于约20％。另外，在一个非限制性实施例中，相对于表面的总面积，颗粒的涂层百分比可为至少约5％，诸如至少约10％、至少约15％、至少约20％、至少约25％、至少约30％、至少约35％、或甚至至少约40％。应当理解，颗粒的覆盖百分比可在任何上述最小值与最大值之间的范围内。

对于给定面积(例如，令，其中1令＝30.66m2)的背衬，一些磨料制品可具有特定含量的颗粒(即，磨料颗粒或二次颗粒或者全部的磨料颗粒和二次颗粒)。例如，在一个实施例中，磨料制品可利用至少约1磅/令(14.8克/m2)，诸如至少5磅/令、或至少10磅/令、或至少约15磅/令、或至少约20磅/令、或至少约25磅/令、或甚至至少约30磅/令的归一化颗粒重量。另外，在一个非限制性实施例中，磨料制品可包含不大于约90磅/令(1333.8克/m2)，诸如不大于80磅/令、或不大于70磅/令、或不大于60磅/令、或不大于约50磅/令、或甚至不大于约45磅/令的归一化颗粒重量。应当理解，本文的实施例的磨料制品可利用在上述任何最小值和最大值之间的范围内的归一化颗粒重量。

在某些情况下，磨料制品可用在特定工件上。合适的示例性工件可包含无机材料、有机材料、天然材料和它们的组合。根据特定实施例，工件可包含金属或金属合金，诸如铁基材料、镍基材料等。在一个实施例中，工件可以是钢，并且更具体地，可基本上由不锈钢(例如，304不锈钢)组成。

许多不同的方面和实施例都是可能的。本文描述了这些方面和实施例中的一些。在阅读本说明书之后，本领域的技术人员会理解，那些方面和实施例仅是说明性的，并不限制本发明的范围。实施例可以根据下面列出的任何一个或多个实施例。

实施例

实施例1.一种涂覆磨料制品，其包括：

基底；以及

多个磨料颗粒，其覆盖基底，其中至少5％的多个磨料颗粒为齿形磨料颗粒。

实施例2.一种涂覆磨料制品，其包括：

基底；以及

多个磨料颗粒，其包括齿形磨料颗粒，其中至少5％的磨料颗粒具有大于44度的倾斜角。

实施例3.根据实施例2所述的涂覆磨料制品，其中至少5％的多个磨料颗粒为齿形磨料颗粒。

实施例4.根据实施例1至3中任一项所述的涂覆磨料制品，其中至少6％或至少8％或至少10％或至少12％或至少15％或至少18％或至少20％或至少22％或至少25％或至少28％或至少30％或至少32％或至少35％或至少38％或至少40％或至少42％或至少45％或至少48％或至少50％或至少52％或至少55％或至少58％或至少60％或至少62％或至少65％或至少68％或至少70％或至少72％或至少75％或至少78％或至少80％或至少82％或至少85％或至少88％或至少90％或至少92％或至少95％或至少98％或至少99％的磨料颗粒为齿形磨料颗粒。

实施例5.根据实施例1和3中任一项所述的涂覆磨料制品，其中多个磨料颗粒仅由齿形磨料颗粒组成。

实施例6.根据实施例1和3中任一项所述的涂覆磨料制品，其中多个磨料颗粒包括混合物，该混合物包括第一部分的磨料颗粒和第二部分的磨料颗粒，并且其中齿形磨料颗粒包括在第一部分、第二部分、或第一部分和第二部分两者中。

实施例7.根据实施例1所述的涂覆磨料制品，其中至少5％的磨料颗粒具有大于44度的倾斜角。

实施例8.根据实施例2和7中任一项所述的涂覆磨料制品，其中至少6％、或至少10％、或至少15％、或至少20％、或至少25％、或至少30％、或至少35％、或至少40％、或至少45％、或至少50％、或至少55％、或至少60％、或至少65％、或至少70％、或至少75％、或至少80％、或至少85％、或至少90％、或至少95％、或至少99％的磨料颗粒具有大于44度的倾斜角。

实施例9.根据实施例2和7中任一项所述的涂覆磨料制品，其中不大于99％或不大于95％或不大于90％或不大于85％的多个磨料颗粒具有大于44度的倾斜角。

实施例10.根据实施例2和7中任一项所述的涂覆磨料制品，其中至少5％、或至少10％、或至少15％、或至少20％、或至少25％、或至少30％、或至少35％、或至少40％、或至少45％、或至少50％、或至少55％、或至少60％、或至少65％、或至少70％、或至少75％、或至少80％、或至少85％、或至少90％、或至少95％、或至少99％的齿形磨料颗粒具有大于44度的倾斜角。

实施例11.根据实施例2和7中任一项所述的涂覆磨料制品，其中不大于99％或不大于95％或不大于90％或不大于85％的齿形磨料颗粒具有大于44度的倾斜角。

实施例12.根据实施例1和2中任一项所述的涂覆磨料制品，其中多个磨料颗粒包括至少10克磨料颗粒或至少100克磨料颗粒或至少500克磨料颗粒或至少1kg磨料颗粒或至少10kg磨料颗粒。

实施例13.根据实施例1和2中任一项所述的涂覆磨料制品，其中多个磨料颗粒包括至少10个磨料颗粒或至少20个磨料颗粒或至少30个磨料颗粒或至少50个磨料颗粒或至少100个磨料颗粒或至少500个磨料颗粒。

实施例14.根据实施例1和2中任一项所述的涂覆磨料制品，其中齿形磨料颗粒中的每一个包括具有长度、宽度和厚度的本体，其中长度>宽度>厚度。

实施例15.根据实施例1和2中任一项所述的涂覆磨料制品，其中齿形磨料颗粒包括具有尖端区域和基部区域的本体，该尖端区域包括本体的尖端，该基部区域包括本体的基部，其中基部区域位于沿本体的长度的本体的与尖端区域相对的端部处。

实施例16.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中尖端由本体的至少2个表面的会聚或本体的至少3个表面的会聚或本体的至少4个表面的会聚限定。

实施例17.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中尖端包括由本体的至少3个表面的会聚或由本体的至少4个表面的会聚限定的尖端边缘。

实施例18.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中尖端边缘限定由侧表面在颗粒的宽度维度上的会聚限定的楔形形状，其中尖端边缘长度基本上类似于本体的厚度。

实施例19.根据实施例18所述的涂覆磨料制品，其中尖端边缘长度不大于本体的平均厚度的99％，或不大于本体的平均厚度的95％、或90％、或85％、或80％、或75％、或70％、或60％、或50％、或40％、或30％。

实施例20.根据实施例18所述的涂覆磨料制品，其中尖端边缘长度为本体的平均厚度的至少20％、或至少30％、或至少40％、或至少50％、或至少60％、或至少70％、或至少80％、或至少90％、或至少95％。

实施例21.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中尖端包括尖端边缘，该尖端边缘具有小于本体的平均宽度的尖端边缘长度。

实施例22.根据实施例21所述的多个磨料颗粒，其中尖端边缘长度不大于本体的平均宽度的99％，或不大于平均宽度的95％、或90％、或85％、或80％、或75％、或70％、或60％、或50％、或40％、或30％。

实施例23.根据实施例22所述的多个磨料颗粒，其中尖端边缘长度为本体的平均宽度的至少20％、或至少30％、或至少40％、或至少50％、或至少60％、或至少70％、或至少80％、或至少90％、或至少95％。

实施例24.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中尖端包括尖端边缘，该尖端边缘具有基本上类似于本体的平均宽度的长度。

实施例25.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中尖端区域由包括在尖端区域长度上的本体的宽度的减小的锥形限定。

实施例26.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中尖端区域由包括在尖端区域长度上的本体的宽度和厚度的减小的锥形限定。

实施例27.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中尖端区域由包括本体的宽度的变化的锥形限定，该变化大于尖端区域中本体的厚度的变化。

实施例28.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中尖端区域由包括本体的宽度的变化的锥形限定，并且其中厚度在尖端区域的整个长度上基本相同。

实施例29.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中尖端区域具有不大于本体的总长度的90％，或不大于本体的总平均长度的80％、或70％、或60％、或50％、或40％、或30％、或20％、或10％、或5％的尖端区域长度(Ltr)。

实施例30.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中尖端区域具有的尖端区域长度(Ltr)为本体的总长度的至少5％或至少10％或至少15％或至少20％或至少25％或至少30％或至少40％。

实施例31.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中尖端区域包括具有第一表面和第二表面的不对称锥形，其中第一表面与第二表面相比具有不同的轮廓。

实施例32.根据实施例31所述的涂覆磨料制品，其中第一表面与第二表面相比具有更大的曲率。

实施例33.根据实施例31所述的涂覆磨料制品，其中第二表面基本上是线性的并且第一表面相对于第二表面以非平行关系成角度。

实施例34.根据实施例31所述的涂覆磨料制品，其中第一表面和第二表面在尖端处会聚。

实施例35.根据实施例31所述的涂覆磨料制品，其中第一表面比第二表面长。

实施例36.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中基部包括从本体延伸的突出部，其中突出部以相对于本体的纵向轴线的底角延伸，其中基部区域包括至少91度且不大于180度的底角。

实施例37.根据实施例33所述的涂覆磨料制品，其中突出部具有不大于本体的总平均长度(L)的90％，或不大于本体的总平均长度(L)的80％、或70％、或60％、或50％、或40％、或30％、或20％、或10％、或5％的长度(Lp)。

实施例38.根据实施例37所述的涂覆磨料制品，其中突出部具有的长度(Lp)为本体的总平均长度(L)的至少1％，或本体的总平均长度(L)的至少3％或至少5％或至少8％或至少为至少10％或至少15％。

实施例39.根据实施例33所述的涂覆磨料制品，其中突出部具有基面，该基面包括上拐角和跨基面的长度与上拐角间隔开的下拐角。

实施例40.根据实施例39所述的涂覆磨料制品，其中上拐角或下拐角包括小于尖端的拐角半径的拐角半径。

实施例41.根据实施例37所述的涂覆磨料制品，其中突出部以钝角底角延伸。

实施例42.根据实施例41所述的涂覆磨料制品，其中突出部以至少91度、或至少92度、或至少93度、或至少94度、或至少95度、或至少97度、或至少99度、或至少105度、或至少110度、或至少120度、或至少130度或至少140度的底角延伸。

实施例43.根据实施例42所述的涂覆磨料制品，其中突出部以不大于178度、或不大于170度、或不大于160度、或不大于150度的底角延伸。

实施例44.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中基部区域包括基部，该基部包括基面，其中基面相对于本体的纵向轴线成角度。

实施例45.根据实施例44所述的涂覆磨料制品，其中基面相对于本体的纵向轴线成锐角角度。

实施例46.根据实施例44所述的涂覆磨料制品，其中基面相对于本体的纵向轴线成不大于90度、或不大于88度、或不大于86度、或不大于84度、或不大于82度、或不大于80度、或不大于75度、或不大于70度、或不大于65度、或不大于60度、或不大于55度、或不大于50度、或不大于45度、或不大于40度的角度。

实施例47.根据实施例46所述的涂覆磨料制品，其中基面相对于本体的纵向轴线成至少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、或至少40度、或至少45度、或至少50度、或至少55度的角度。

实施例48.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中基部包括具有峰和谷的基面。

实施例49.根据实施例48所述的涂覆磨料制品，其中峰和谷的布置为峰和谷的随机布置。

实施例50.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中基部包括表面粗糙度大于在细长区域或尖端区域中本体的侧表面的表面粗糙度的基面。

实施例51.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中基部包括具有多个峰的基面，其中多个峰中的至少一个峰具有小于本体的尖端的尖端半径的尖端半径。

实施例52.根据实施例51所述的涂覆磨料制品，其中多个峰中的至少2个不同峰各自具有小于本体的尖端的尖端半径的尖端半径。

实施例53.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中如在由长度和宽度限定的二维中观察的，基部包括主峰，其中主峰包括至少45度且不大于150度的主峰角。

实施例54.根据实施例53所述的涂覆磨料制品，其中主峰角为至少50度、或至少55度、或至少60度、或至少65度、或至少70度、或至少75度、或至少80度、或至少85度、或至少90度、或至少95度、或至少100度。

实施例55.根据实施例54所述的涂覆磨料制品，其中主峰角不大于145度、或不大于140度、或不大于135度、或不大于130度、或不大于125度、或不大于120度、或不大于115度、或不大于110度、或不大于100度、或不大于95度。

实施例56.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中基面由具有朝基面的主峰延伸的基本上平坦的表面的一个或多个小面限定。

实施例57.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中基面包括至少两个小面，其彼此邻接并且限定在该两个小面之间延伸的共同边缘。

实施例58.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中如通过由本体的长度和厚度限定的平面在二维中所观察的或通过由本体的长度和宽度限定的平面在二维中所观察的，基部包括通过第一峰和通过第一谷而彼此分开的第二峰。

实施例59.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中如在由长度和宽度限定的二维中所观察的，基部包括主峰，其中主峰包括尖端锐度，该尖端锐度大于本体的尖端的尖端锐度。

实施例60.根据实施例59所述的涂覆磨料制品，其中如在由本体的长度和宽度的平面限定的二维中测量的主峰角比本体的尖端的尖端角(如由本体的长度和宽度的平面限定的二维中的尖端角所测量)小至少5％、或至少8％、或至少10％、或至少12％、或至少15％、或至少20％、或至少25％、或至少30％、或至少40％、或至少50％、或至少60％、或至少70％、或至少80％、或至少90％。

实施例61.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其进一步包括在尖端区域与基部区域之间延伸的细长区域。

实施例62.根据实施例61所述的涂覆磨料制品，其中细长区域限定在尖端区域与基部区域之间的具有基本恒定宽度的区域。

实施例63.根据实施例61所述的涂覆磨料制品，其中细长区域限定在尖端区域与基部区域之间的具有基本恒定厚度的区域。

实施例64.根据实施例61所述的涂覆磨料制品，其中细长区域限定宽度或厚度变化在细长区域的长度上不大于10％、或不大于8％、或不大于5％、或不大于3％的区域。

实施例65.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中本体对于其总长度的至少大部分是线性的。

实施例66.根据实施例15所述的涂覆磨料制品，其中本体在至少一个表面上包括条纹。

实施例67.根据实施例66所述的涂覆磨料制品，其中条纹在本体的长度的方向上延伸。

实施例68.根据实施例1和2中任一项所述的涂覆磨料制品，对于多个磨料颗粒中的颗粒的总计数，该涂覆磨料制品进一步包括不大于50％、或不大于48％、或不大于46％、或不大于44％、或不大于42％、或不大于40％、或不大于38％、或不大于36％、或不大于34％、或不大于32％、或不大于30％、或不大于28％、或不大于26％、或不大于24％、或不大于22％、或不大于20％、或不大于18％、或不大于16％、或不大于14％、或不大于12％、或不大于10％、或不大于8％、或不大于6％、或不大于4％、或不大于2％的团聚颗粒，其中多个磨料颗粒不含团聚颗粒。

实施例69.根据实施例1和2中任一项所述的涂覆磨料制品，其中齿形磨料颗粒中的每一个包括陶瓷材料。

实施例70.根据实施例69所述的涂覆磨料制品，其中陶瓷材料选自由以下项组成的组：氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、金刚石或它们的任意组合。

实施例71.根据实施例69所述的涂覆磨料制品，其中陶瓷材料包括大部分含量的α氧化铝。

实施例72.根据实施例69所述的涂覆磨料制品，其中对于齿形磨料颗粒中的每个本体的总体积，陶瓷材料包括至少90体积％的α氧化铝。

实施例73.根据实施例69所述的涂覆磨料制品，其中齿形磨料颗粒中的每一个都不含粘结剂材料或有机材料。

实施例74.根据实施例1和2中任一项所述的涂覆磨料制品，其中多个磨料颗粒相对于彼此具有预定位置。

实施例75.根据实施例74所述的涂覆磨料制品，其中多个磨料颗粒具有预定横向位置、预定纵向位置、预定径向位置、预定旋转取向或它们的任何组合。

实施例76.根据实施例1和2中任一项所述的涂覆磨料制品，其中对于多个磨料颗粒中的磨料颗粒的总数量，多个磨料颗粒包括不大于60％、或不大于58％、或不大于56％、或不大于54％、或不大于52％、或不大于50％、或不大于48％、或不大于46％、或不大于44％、或不大于42％、或不大于40％、或不大于38％、或不大于36％、或不大于34％、或不大于32％、或不大于30％、或不大于28％、或不大于26％、或不大于24％、或不大于22％、或不大于20％、或不大于18％、或不大于16％、或不大于14％、或不大于12％、或不大于10％、或不大于8％、或不大于6％、或不大于4％、或不大于2％的钩形颗粒，其中多个磨料颗粒不含钩形颗粒。

实施例77.根据实施例1和2中任一项所述的涂覆磨料制品，其中多个磨料颗粒以预定分布分布在基底上。

实施例78.根据实施例1和2中任一项所述的涂覆磨料制品，其中多个磨料颗粒具有随机旋转取向。

实施例79.根据实施例1和2中任一项所述的涂覆磨料制品，其中多个磨料颗粒布置成二维阵列。

实施例80.根据前述实施例中任一项所述的涂覆磨料制品，其中多个成形磨料颗粒中的每一个的每个本体包括选自由以下组成的组的横截面形状：正多边形、不规则多边形、椭圆形、圆形或它们的任意组合。

实例

实例1

根据以下条件制备齿形磨料颗粒。形成包含大约48重量％-55重量％勃姆石(得自Sasol Corporation)的混合物。一种合适类型的可商购勃姆石为分散体。将勃姆石与相对于混合物中的总氧化铝含量的1％α氧化铝混合并引晶。使用例如US 4,623,364中描述的常规技术通过研磨刚玉来制备α氧化铝晶种。该混合物还包含45重量％-52重量％的水和2.5重量％-7重量％的附加硝酸。将这些成分在具有常规设计的行星式搅拌机中混合，并在减压下混合以从混合物中去除气态元素(例如，气泡)。线圈值约为1000-1500N。

凝胶化后，将混合物挤入并穿过生产工具的腔体。精细控制生产工具的挤出速率和平移速率以促进形成具有高含量齿形磨料颗粒(例如，高于所有总颗粒的65％)的一批磨料颗粒。进一步使用筛分和分选技术来增加批次中齿形磨料颗粒的百分比。生产工具的腔体具有边长为0.5mm的四边形形状。凝胶混合物通过生产工具的腔体挤出并干燥大约8-30分钟，然后通过与生产工具的背面的刷子接触从腔体中移除。将前体成形磨料颗粒在1300℃至1350℃之间烧结大约10分钟。

示例性齿形磨料颗粒根据实例1形成并被提供在图2A的图像中。齿形磨料颗粒具有大约2mm的平均长度、大约0.5mm微米的平均宽度、大约0.5mm的平均厚度(即，如在宽度和厚度的平面的细长区域中观察到的方形横截面形状)。齿形磨料颗粒的本体基本上由平均晶粒大小小于至少1微米的引晶溶胶-凝胶氧化铝材料形成。

实例2

来自实例1(样品S1)的颗粒以两个不同取向按单磨粒研磨试验(SGGT)进行测试：1)尖端区域向上取向，其中尖端开始研磨工件；以及2)基部区域向上取向，其中基部开始研磨工件。在执行SGGT的过程中，通过环氧树脂粘结材料将单颗磨料颗粒固定在磨粒保持器中。将磨料颗粒固定在所需的取向(即尖端区域向上取向或基部区域向上取向)上，并利用22m/s的轮速在304不锈钢工件上移动，划痕长度为8英寸，并且初始划痕深度为30微米。磨料颗粒在工件上产生具有横截面积的凹槽。对于每个样品组，每个成形磨料颗粒在8英寸长的长度上完成15次通过，在每个取向上测试10颗单独的颗粒，并对结果进行分析。该测试测量磨粒对工件施加的力。切向力(Ft)位于平行于工件的表面的方向和凹槽的方向上。还测量垂直于工件表面的法向力(Fn)。以下组合用于确定成形磨料颗粒磨损：以微米间隔缓慢进给旋转颗粒的手动触发与从划痕长度开始到结束的凹槽的测得横截面积的净变化。可以测量每次通过时的凹槽的横截面积的净变化。对于SGGT，凹槽的净横截面积(A)定义为表面以下凹槽的横截面积与表面上方位移的材料的横截面积之间的差值。性能(Ft/A或Fn/A)定义为切向力或法向力与凹槽的净横截面积的比率。

如上所述，利用磨料颗粒相对于工件的两个不同取向进行SGGT。用第一样品组磨料颗粒在第一取向(例如，齿形磨料颗粒的尖端区域向上取向)进行SGGT。还用第二样品组磨料颗粒在第二取向(例如，齿形磨料颗粒的尖端区域向上取向)进行SGGT。

图9包括样品S1在尖端区域向上取向和基部区域向上取向上从工件移除的每总面积的中值力图。图9还包括常规挤出颗粒(样品C1)的SGGT结果，该颗粒可以Targa从Saint-Gobain Corporation购得并且通常根据US5,090,968A形成。值得注意且出乎意料的是，与尖端区域向上取向相比，样品S1的齿形磨料颗粒在基部区域向上取向上表现出更高效的研磨。此外，与样品C1的颗粒相比，样品S1的颗粒具有显著不同的性能。

以上公开的主题应该理解为示例性的而非限制性的，我们希望所附的权利要求涵盖所有落在本发明实质范围内的该等修改、提高和其他实施例。因此，在法律所允许的最大程度上，本发明的范围由所附权利要求及其等同物的最宽可允许解释限定，并且不受上述具体实施方式约束或限制。

提供本公开的摘要以符合专利法，并且以其将不被用于解释或限制权利要求的范围或含义的理解来提交。此外，在上述具体实施方式中，出于简化本公开的目的，可以将各种特征组合在一起或在单个实施例中描述。本公开不应理解为体现这样的意图：受权利要求书保护的实施例要求比每项权利要求中所明确列举的更多的特征。而是，如以下权利要求所反映的，发明主题可涉及少于本发明所公开的实施例的任一者的所有特征。因此，将以下权利要求并入到具体实施方式中，其中每项权利要求独立定义单独要求保护的主题。

Claims (15)

1.一种涂覆磨料制品，其包括：

基底；以及

覆盖所述基底的多个磨料颗粒，其中至少5％的所述多个磨料颗粒为齿形磨料颗粒。

2.根据权利要求1所述的涂覆磨料制品，其中所述齿形磨料颗粒中的每一个包括具有长度、宽度和厚度的本体，其中长度>宽度>厚度，并且其中所述齿形磨料颗粒包括包含尖端区域和基部区域的本体，所述尖端区域包括所述本体的尖端，所述基部区域包括所述本体的基部，其中所述基部区域位于沿所述本体的长度的所述本体的与所述尖端区域相对的端部处。

3.根据权利要求2所述的涂覆磨料制品，其中所述尖端区域包括不对称锥形，所述不对称锥形包括第一表面和第二表面，其中所述第一表面与所述第二表面相比具有不同的轮廓。

4.根据权利要求2所述的涂覆磨料制品，其中所述基部包括从所述本体延伸的突出部，其中所述突出部以相对于所述本体的纵向轴线的底角延伸，其中所述底角为至少91度且不大于180度。

5.根据权利要求4所述的涂覆磨料制品，其中所述突出部具有基面，所述基面包括上拐角和跨所述基面的长度与所述上拐角间隔开的下拐角，其中所述上拐角或所述下拐角包括小于所述尖端的拐角半径的拐角半径。

6.根据权利要求2所述的涂覆磨料制品，其中所述基部区域包括基部，所述基部包括基面，其中所述基面相对于所述本体的所述纵向轴线成锐角角度。

7.根据权利要求2所述的涂覆磨料制品，其中如通过由所述本体的所述长度和所述厚度限定的平面在二维中所观察的或通过由所述本体的所述长度和所述宽度限定的平面在二维中所观察的，所述基部包括第一峰和通过第一谷而彼此分开的第二峰。

8.根据权利要求6所述的涂覆磨料制品，其中如在由所述长度和所述宽度限定的二维中所观察的，所述基部包括主峰，其中所述主峰包括尖端锐度，所述尖端锐度大于所述本体的所述尖端的尖端锐度。

9.根据权利要求2所述的涂覆磨料制品，其进一步包括在所述尖端区域与所述基部区域之间延伸的细长区域，其中所述细长区域限定在所述细长区域的长度上具有不大于10％的宽度或厚度变化的区域。

10.一种涂覆磨料制品，其包括：

基底；以及

包括齿形磨料颗粒的多个磨料颗粒，其中至少5％的所述磨料颗粒具有大于44度的倾斜角。

11.根据权利要求10所述的涂覆磨料制品，其中所述多个磨料颗粒包括至少10克的磨料颗粒。

12.根据权利要求10所述的涂覆磨料制品，其中所述齿形磨料颗粒中的每一个包括具有长度、宽度和厚度的本体，其中长度>宽度>厚度，并且其中所述齿形磨料颗粒包括包含尖端区域和基部区域的本体，所述尖端区域包括所述本体的尖端，所述基部区域包括所述本体的基部，其中所述基部区域位于沿所述本体的长度的所述本体的与所述尖端区域相对的端部处。

13.根据权利要求12所述的涂覆磨料制品，其中所述尖端区域由锥形限定，所述锥形包括在尖端区域长度上的所述本体的所述宽度的减小。

14.根据权利要求12所述的涂覆磨料制品，其中所述基部包括从所述本体延伸的突出部，其中所述突出部以相对于所述本体的纵向轴线的底角延伸，其中所述基部区域包括至少91度且不大于180度的底角。

15.根据权利要求10所述的涂覆磨料制品，其中所述多个齿形磨料颗粒具有预定横向位置、预定纵向位置、预定径向位置、预定旋转取向或它们的任何组合。

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