TWI513781B - 複合體以及其形成方法 - Google Patents

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Thomas J Tschernig
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Description

複合體以及其形成方法
本發明是針對複合體,且特定而言,是針對包含結合材料以及在結合材料內的孔的複合體。
通常將研磨劑用於各種機械加工操作中,範圍自細拋光至塊體材料移除以及切割。舉例而言,由鬆散粒子構成的自由研磨劑在漿料中用於拋光應用,諸如,在半導體行業中的化學機械拋光(chemical mechanical polishing;CMP)。替代地,研磨劑可呈固定研磨物品的形式,諸如,可包含諸如研磨輪、帶、輥、盤以及類似者的裝置的經結合以及經塗佈的研磨劑。
固定研磨劑通常不同於自由研磨劑,其不同之處在於,固定研磨劑利用在材料的基質內的研磨粒或粗粒,固定研磨劑將研磨粒的位置相對於彼此固定。普通固定研磨粗粒可包含氧化鋁、碳化矽、諸如石榴石的各種礦石以及諸如金剛石以及立方氮化硼(cBN)的超磨材料。特別關於複合體, 研磨粗粒在結合材料中相對於彼此固定。雖然可使用許多不同結合材料,但玻璃化結合材料(諸如,非晶相玻璃材料)是常見的。然而,具有玻璃化黏結劑的習知經結合研磨劑的效能性質受到黏結劑的本質、研磨粒的組成以及包圍黏結劑內的孔的材料的存在以及組成限制。值得注意地,黏結劑內的孔的性質(亦即,孔徑、孔隙度、孔徑分佈、包圍孔的材料的微結構)總體上影響研磨工具的微結構,在研磨或拋光製程的有效性中起到作用。
行業繼續需要具有改良的性質的經結合研磨劑。
根據第一態樣,提供一種複合體,其可包含可包 含陶瓷材料的結合材料以及在陶瓷材料內的孔。結合材料可包含在孔的表面處的區域。區域可包含界定不同於陶瓷材料的組成物的組成物的第一孔。第一孔界定組成物可具有不小於陶瓷材料的組成物的熔點的熔點。
根據第二態樣,提供一種複合體,其可包含可包 含陶瓷材料的結合材料以及在陶瓷材料內的孔。結合材料可包含界定孔的在表面處的周邊區域。周邊區域可延伸達一定深度至結合材料內。周邊區域可包含界定不同於陶瓷材料的組成物的組成物的第一孔。第一孔界定組成物可具有不小於陶瓷材料的組成物的熔點的熔點。
根據又一態樣,提供一種複合體,其可包含可包 含陶瓷材料的結合材料以及在陶瓷材料內的孔。結合材料可 包含在孔的表面處的區域。在孔的表面處的區域可包含界定不同於陶瓷材料的組成物的組成物的第一孔。第一孔界定組成物可具有第一熔點(Tm1),且陶瓷材料的組成物具有第二熔點(Tm2)。可將第一熔點與第二熔點之間的差熔點定義為[Tm1-Tm2]。差熔點可為至少約0.5℃且不大於約1000℃。
根據再一態樣,提供一種複合體,其可包含可包 含陶瓷材料的結合材料以及在陶瓷材料內的孔。結合材料可包含在孔的表面處的結合材料的區域。在孔的表面處的區域可包含界定不同於陶瓷材料的組成物的組成物的第一孔。第一孔界定組成物可具有第一硬度(H1),且陶瓷材料的組成物可具有第二硬度(H2)。第一硬度可不小於第二硬度。
根據又一態樣,一種形成複合體的方法可包含提 供複合體混合物,複合體混合物可包含結合材料前驅體粉末以及包括第一成孔劑組成物的成孔劑。方法進一步可包含使複合體混合物形成為複合體,複合體包括包含陶瓷材料的結合材料以及包圍結合材料中的孔的區域。陶瓷材料可包含組成物,且包圍孔的區域可包含第一孔界定組成物。第一孔界定組成物可具有不小於陶瓷材料的組成物的熔點的熔點。
101‧‧‧步驟
102‧‧‧步驟
200‧‧‧成孔劑
201‧‧‧主體
202‧‧‧內部空間
203‧‧‧厚度
205‧‧‧壁
300‧‧‧複合體
301‧‧‧主體
302‧‧‧結合材料
303‧‧‧研磨粒子
304‧‧‧孔
305‧‧‧內表面
306‧‧‧周邊區域
307‧‧‧深度
308‧‧‧直徑
400‧‧‧複合體
403‧‧‧結合材料
404‧‧‧孔
406‧‧‧孔界定區域
500‧‧‧複合體
503‧‧‧結合材料
504‧‧‧孔
506‧‧‧孔界定區域
藉由參考隨附圖式,可較好地理解本發明,且其眾多特徵以及優勢對熟習此項技術者而言變得顯而易見。
圖1包含說明根據一個實施例的用於形成複合體的製程的流程圖。
圖2包含根據實施例的成孔劑的橫截面說明。
圖3包含根據實施例的複合體的一部分的橫截面說明。
圖4A以及圖4B為說明成孔劑與結合材料的合併的習知複合體的區段的影像。
圖5為說明成孔劑在結合材料內的清晰分界的根據實施例的複合體的區段的影像。
在不同圖式中使用相同參考符號指示類似或相 同物件。
以下大體是針對複合體。詳言之,複合體可包含 一個以上組分,包含(例如)結合材料以及結合材料內含有的孔。在特定情況下,複合體可用於各種應用中,包含(例如)研磨劑(例如,固定研磨劑)、醫療行業、建築與施工行業、航空行業以及其組合。在一個特定實施例中,複合體可為經結合研磨體,其包含結合材料內含有的研磨粒子以及結合材料內含有的孔。
圖1包含根據實施例的形成複合體的方法的流程 圖。如圖1中所說明,在步驟101處,可藉由提供複合體混合物來起始製程100,複合體混合物可包含結合材料前驅體粉末以及可包含至少一第一成孔劑組成物的成孔劑。根據實施例,複合體混合物可為乾混合物。然而,在再其他實施例中,複合體混合物可為濕混合物,諸如,呈漿料的形式,其可有助於主體的特定形狀的形成。此外,如將瞭解以及本文中所 描述,複合體混合物可包含其他組分,包含(例如)研磨粒子、添加劑或其組合。
根據實施例,結合材料前驅體粉末可包含一或多 個粉末組分,其經組態以經處理以及形成為複合體的結合材料。值得注意地,如本文中將描述,自複合體混合物形成複合體可包含將結合材料前驅體粉末改變至可包含陶瓷材料的結合材料。
結合材料前驅體粉末可通常包含玻璃(非晶形) 粉末,使得不小於約80重量%的玻璃為非晶相。根據特定實施例,玻璃粉末可包含較大含量的非晶相,諸如,不小於約90重量%或甚至不小於約95重量%的非晶相。
通常,可藉由混合合適比例的原材料且在高溫下 熔化原材料的混合物以形成玻璃來完成玻璃粉末的形成。在玻璃的充分熔化且混合後,玻璃可經冷卻(淬火)且碾碎成粉末。玻璃粉末可經進一步處理(諸如,藉由碾磨製程),以提供具有合適的粒徑分佈的玻璃粉末。玻璃粉末可具有不大於約100微米的平均粒徑。在特定實施例中,玻璃粉末具有不大於75微米的平均粒徑,諸如,不大於約50微米或甚至不大於約10微米。然而,玻璃粉末的平均粒徑可在約5.0微米與約75微米之間的範圍內。
可使用方程式aM2O-bMO-cM2O3-dMO2描述玻 璃粉末的組成。如由所述方程式說明,玻璃粉末可包含一種以上金屬氧化物,使得這些氧化物作為複合氧化物材料而一起存在。在一個特定實施例中,玻璃粉末可包含具有單價陽 離子(1+)的金屬氧化物化合物,諸如,由通式M2O表示的彼等金屬氧化物化合物。由M2O表示的合適金屬氧化物組成物可包含諸如Li2O、Na2O、K2O以及Cs2O的化合物。
根據另一實施例,且如在一般方程式中所提供, 玻璃粉末可包含其他金屬氧化物化合物。詳言之,玻璃粉末可包含具有二價陽離子(2+)的金屬氧化物化合物,諸如,由通式MO表示的彼等金屬氧化物化合物。由MO表示的合適金屬氧化物化合物可包含諸如MgO、CaO、SrO、BaO以及ZnO的化合物。
另外,玻璃粉末可包含具有三價陽離子(3+)的 金屬氧化物化合物,特定而言,由通式M2O3表示的彼等金屬氧化物化合物。由M2O3表示的合適金屬氧化物化合物可包含諸如Al2O3、B2O3、Y2O3、Fe2O3、Bi2O3以及La2O3的化合物。
值得注意地,如在以上一般方程式中所指示,玻 璃粉末可包含具有4+價態的陽離子的金屬氧化物化合物,如由MO2表示。因而,合適的MO2化合物可包含SiO2、TiO2以及ZrO2。
進一步關於由一般方程式 aM2O-bMO-cM2O3-dMO2表示的玻璃粉末的組成,可提供係數(a、b、c以及d)以指示可存在於玻璃粉末內的不同類型的金屬氧化物化合物(M2O、MO、M2O3以及MO2)中的每一者的量(莫耳分率)。因而,係數“一”大體表示M2O金屬氧化物化合物在玻璃粉末內的總量。M2O金屬氧化物化合物在 玻璃粉末內的總量可大體在約0.30與約0.0之間的範圍內。 根據特定實施例,M2O金屬氧化物化合物的總量可存在於約0.15與約0.0的範圍內,且更特定而言,在約0.10與約0.0的範圍內。
關於含有二價陽離子的MO金屬氧化物化合物的 存在,此等化合物的總量(莫耳分率)可由係數“b”定義。通常,MO金屬氧化物化合物在玻璃粉末內的總量可在約0.60與約0.0之間的範圍內。根據特定實施例,MO金屬氧化物化合物的量可在約0.45與約0.0之間的範圍內,且更特定而言,在約0.35與約0.0之間的範圍內。
另外,含有三價陽離子物質的M2O3金屬氧化物 化合物在玻璃粉末內的量可由“c”表示。因而,M2O3氧化物化合物的總量(莫耳分率)可大體在約0.60與約0.0之間的範圍內。根據一個特定實施例,M2O3金屬氧化物化合物在玻璃粉末內的量可在約0.40與約0.0之間的範圍內,且更特定而言,在約0.30與約0.10之間的範圍內。
如在一般方程式aM2O-bMO-cM2O3-dMO2中描 述的含有4+陽離子物質的MO2金屬氧化物化合物的存在可由係數“d”表示。通常,MO2氧化物化合物在玻璃粉末內的總量(莫耳分率)可在約0.80與約0.20之間的範圍內。在一個特定實施例中,MO2金屬氧化物化合物在玻璃粉末內的量可在約0.75與約0.30之間的範圍內,且更特定而言,在約0.60與約0.40之間的範圍內。
特別關於MO2金屬氧化物化合物,特定實施例 可利用玻璃粉末,所述玻璃粉末可包含二氧化矽(SiO2)使得玻璃粉末可為基於矽酸鹽的組成物。特別關於僅二氧化矽在玻璃粉末內的存在,玻璃粉末可包含不大於約80莫耳%的二氧化矽。根據另一實施例,玻璃粉末可包含不大於約70莫耳%或甚至不大於約60莫耳%的二氧化矽。又,在特定實施例中,二氧化矽在玻璃粉末中的量可不小於約20莫耳%。因而,二氧化矽在玻璃粉末中的量可大體在約30莫耳%與約70莫耳%之間的範圍內,且特定而言,在約40莫耳%與約60莫耳%之間的範圍內。
進一步關於M2O3金屬氧化物化合物,特定而 言,除了二氧化矽之外,玻璃粉末的某些組成物亦包含氧化鋁(Al2O3),使得玻璃粉末可為矽酸鋁。因而,特別關於僅氧化鋁的存在,通常玻璃粉末可包含不大於約60莫耳%的Al2O3。在其他實施例中,玻璃粉末可包含更少量的氧化鋁,諸如,不大於約50莫耳%或甚至不大於約40莫耳%。玻璃粉末可併有在約5.0莫耳%至約40莫耳%之間的範圍內的氧化鋁,且特定而言,在約10莫耳%與約30莫耳%之間的範圍內。
根據特定實施例,除了二氧化矽之外,且更特定 而言,除了二氧化矽以及氧化鋁之外,玻璃粉末亦可包含氧化鎂以及氧化鋰中的至少一者。因而,氧化鎂在玻璃粉末內的量可大體不大於約45莫耳%,諸如,不大於40莫耳%,或甚至不大於35莫耳%。具有氧化鎂的玻璃粉末組成物可利用在約5莫耳%與約40莫耳%之間的範圍內的量,且特定而言,在約15莫耳%與約35莫耳%之間的範圍內的量。含鎂矽酸鋁 玻璃可被稱作具有矽酸鎂鋁組成物的MAS玻璃。
根據另一實施例,玻璃粉末可包含氧化鋰。因 而,氧化鋰在玻璃粉末內的量可大體不大於約45莫耳%,諸如,不大於30莫耳%,或甚至不大於20莫耳%。具有氧化鋰的玻璃粉末組成物可利用在約1.0莫耳%與約20莫耳%之間的範圍內的量,且特定而言,在約5.0莫耳%與約15莫耳%之間的範圍內的量。含鋰矽酸鋁玻璃可被稱作具有矽酸鋰鋁組成物的LAS玻璃。
在其他實施例中,玻璃粉末可包含氧化鋇。因 而,氧化鋇在玻璃粉末內的量可大體不大於約45莫耳%,諸如,不大於30莫耳%,或甚至不大於20莫耳%。具有氧化鋇的玻璃粉末組成物可利用在約0.1莫耳%與約20莫耳%之間的範圍內的量,且更特定而言,在約1.0莫耳%與約10莫耳%之間的範圍內的量。含鋇矽酸鋁玻璃可被稱作具有矽酸鋇鋁組成物的BAS玻璃。
在其他實施例中,玻璃粉末可包含氧化鈣。因 而,氧化鈣在玻璃粉末內的量可大體不大於約45莫耳%,諸如,不大於30莫耳%,或甚至不大於20莫耳%。具有氧化鈣的玻璃粉末組成物可利用在約0.5莫耳%與約20莫耳%之間的範圍內的量,且特定而言,在約1.0莫耳%與約10莫耳%之間的範圍內的量。在一些實施例中,氧化鈣可存在於利用以上所提到的其他金屬氧化物化合物的系統中,值得注意地,是與MAS或BAS玻璃共同地存在。氧化鈣可形成複合氧化物,例如,矽酸鈣鎂鋁(CMAS)或矽酸鈣鋇鎂鋁(CBAS)。
如以上所描述,玻璃粉末可包含其他金屬氧化物 化合物。根據特定實施例,玻璃粉末可包含三氧化二硼。通常,三氧化二硼在玻璃粉末內的量可不大於約45莫耳%,諸如,不大於30莫耳%,或甚至不大於20莫耳%。具有三氧化二硼的玻璃粉末可利用在約0.5莫耳%與約20莫耳%之間的範圍內的量,且特定而言,在約2.0莫耳%與約10莫耳%之間的範圍內的量。
在另一特定實施例中,玻璃粉末可包含如以上所 描述的其他金屬氧化物,諸如,Na2O、K2O、Cs2O、Y2O3、Fe2O3、La2O3、SrO、ZnO、TiO2、P2O5以及ZrO2。此等金屬氧化物可作為改質劑添加以控制玻璃粉末以及所得結合材料的性質以及可加工性。此等改質劑可按不大於約20莫耳%的量存在於玻璃粉末中。根據另一實施例,此等改質劑可按不大於約20莫耳%(諸如,不大於約10莫耳%)的量存在於玻璃粉末中。具有改質劑的玻璃粉末組成物可利用在約1.0莫耳%與約20莫耳%之間的範圍內的量,且更特定而言,在約2.0莫耳%與約15莫耳%之間的範圍內的量。
如進一步所指示,複合體混合物可包含成孔劑。 根據實施例,成孔劑可為經組態以在最終形成的複合體中創造孔隙度的組分。值得注意地,成孔劑可具有特定大小以及形狀,其可有助於在最終形成的複合體內的特定大小以及形狀的孔隙度的形成。在某些情況下,成孔劑可自易於可用的商業來源獲得。且再其他實施例,成孔劑可獨立於複合體形成。舉例而言,在某些情況下,形成成孔劑的製程可包含獲 得合適大小以及形狀的前驅體孔形成試劑。前驅體成孔劑可為中空有機材料球,包含(例如)聚合物氣泡。
根據實施例,形成成孔劑的製程可進一步包含用 特定組成物塗佈前驅體孔形成試劑。在某些情況下,前驅體孔形成試劑可塗佈有包括至少第一孔形成組成物前驅體材料的漿料,所述第一孔形成組成物前驅體材料在進一步處理後可經組態以與前驅體孔形成試劑組合及/或轉換前驅體孔形成試劑以形成第一成孔劑組成物。在用第一孔形成組成物前驅體材料按合適方式塗佈前驅體孔形成試劑後,製程可藉由處理經塗佈的前驅體孔形成試劑以形成可包含第一成孔劑組成物的成孔劑而繼續。
用於處理經塗佈的前驅體形成試劑的某些例示 性製程可包含經塗佈的前驅體孔形成試劑至合適溫度的加熱以揮發前驅體孔形成試劑的聚合物組分且凝固或緻密第一孔形成組成物前驅體材料。因而,在特定情況下,加熱的製程可有助於聚合物材料的揮發以及第一成孔劑組成物前驅體材料的凝固以形成中空球,其中壁可由第一成孔劑組成物製成。在另外情況下,處理的製程可包含加熱製程以及受控制的冷卻製程以有助於成孔劑的形成,其中成孔劑的壁可由可包含多晶材料的第一成孔劑組成物製成。
在特定情況下,第一成孔劑組成物可包含陶瓷材 料。如本文中所使用,陶瓷材料可指無機組成物,包含(例如)金屬元素與非金屬元素的組合。此外,陶瓷材料可包含具有非晶相、結晶相、多晶相以及其組合的材料。在至少一 個實施例中,成孔劑的第一成孔劑組成物可包含非晶相材料(諸如,玻璃態材料)的含量。在再其他實施例中,成孔劑的第一成孔劑組成物可包含多晶材料。然而,應瞭解,在某些情況下,成孔劑的第一成孔劑組成物可包含非晶相材料與多晶相材料的組合。在再一實施例中,成孔劑的第一成孔劑組成物可包含包含選自由以下各者組成的群組的結晶材料的多晶材料:堇青石、六方堇青石、頑火輝石、假藍寶石、鈣長石、鋇長石、透輝石、尖晶石、β-鋰輝石以及其組合。
圖2包含根據實施例的成孔劑的橫截面圖。如所 說明,成孔劑200可包含主體201。主體可呈具有在主體201的內部內含有的空隙202的中空物件。在更特定實例中,成孔劑200可呈中空球狀體的形狀,大體具有球狀三維形狀。 根據至少一個實施例,成孔劑200可呈中空球狀體的形式,其中主體201包含限定內部空間202的壁205。如上所指出,主體201的壁205可包含第一成孔劑組成物。
此外,壁205可具有特定厚度203,諸如,不大 於約200μm的厚度。在其他實施例中,壁的厚度203可不大於約180μm、不大於約150μm、不大於約130μm、不大於約100μm或甚至不大於約80μm。仍然,在至少一個非限制性實施例中,壁的厚度203可為至少約1μm,諸如,至少5μm或甚至至少約10μm。應瞭解,壁205的厚度203可為在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內的任何值。
在混合物中提供的成孔劑的量可不大於約35體 積%。在另一實施例中,混合物可包含不大於約30體積%的 成孔劑,諸如,不大於約20體積%或甚至不大於約15體積%的成孔劑。根據特定實施例,混合物可包含在約1.0體積%與約35體積%之間的範圍中的量的成孔劑,且更特定而言,在約5.0體積%與約25體積%之間的範圍內的量的成孔劑。
如進一步指示,複合體混合物可進一步包含研磨 粒子。通常,複合體混合物可包含不小於約25體積%的研磨粒子。根據特定實施例,混合物可包含不小於約40體積%的研磨粒子,諸如,不小於約45體積%或甚至不小於約50體積%的研磨粒子。在再其他非限制性實施例中,研磨粒子的量可受到限制,使得複合體混合物可包含不大於約60體積%的研磨粒子。詳言之,在混合物內的研磨粒子可大體按在約30體積%與約55體積%之間的範圍內的量存在。
關於研磨粒子,通常,研磨粒子包含硬的研磨材 料,且特定而言,包含超磨材料。根據特定實施例,研磨粒子可為超磨粒子,使得其可為金剛石或立方氮化硼(cBN)。 在特定實施例中,研磨粒子包含立方氮化硼,且更特定而言,研磨粒子基本上由立方氮化硼組成。
研磨粒子可大體具有不大於約500微米(諸如, 不大於約400微米、不大於約300微米、不大於約250微米、不大於約200微米、不大於約180微米、不大於約160微米、不大於約140微米、不大於約120微米、不大於約100微米、不大於約80微米、不大於約60微米、不大於約40微米或甚至不大於約20微米)的平均粒度。根據其他非限制性實施例,研磨粒子可具有至少約1.0微米(諸如,至少約5微米、至少 約10微米、至少約15微米、至少約20微米、至少約25微米、至少約30微米、至少約35微米、至少約40微米、至少約60微米、至少約80微米或甚至至少約100微米)的平均粒度。應瞭解,研磨粒子可具有在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內的任何值的平均粒度。
根據另一實施例,研磨粒子可具有大組分的立方 氮化硼。在某些實施例中,大體可另外為立方氮化硼的某一百分比的研磨粒子可由取代的研磨粒子(諸如,氧化鋁、碳化矽、碳化硼、碳化鎢以及矽酸鋯)替換。因而,取代的研磨粒子的量可大體不大於全部研磨粒子的約40體積%,諸如,不大於約25體積%或甚至不大於約10體積%(針對全部體積的研磨粒子)。
關於與成孔劑以及研磨粒一起組合於複合體混 合物中的結合材料前驅體粉末的量,複合體混合物可包含不小於約10體積%的結合材料前驅體粉末,諸如,不小於約15體積%的結合材料前驅體粉末。仍然,結合材料前驅體粉末的量可受到限制,使得混合物可包含不大於約60體積%的結合材料前驅體粉末,諸如,不大於約50體積%的結合材料前驅體粉末或甚至不大於約40體積%的結合材料前驅體粉末。詳言之,混合物大體可包含在約10體積%與約30體積%之間的範圍內的量的結合材料前驅體粉末。
如進一步指示,複合體混合物可包含其他添加 劑,諸如,黏合劑。通常,黏合劑可為有機材料。合適的黏合劑材料可包含含有二醇(例如,聚乙二醇)、糊精、樹脂、 膠或醇(例如,聚乙烯醇)或其組合的有機材料。通常,混合物可包含不大於約15體積%的黏合劑,諸如,不大於約10體積%。根據一個特定實施例,可將在約2.0體積%與約10體積%之間的範圍內的黏合劑提供於混合物中。
返回參看圖1,在於步驟101中提供了複合體混 合物後,製程可在步驟102繼續使複合體混合物形成為包含結合材料的複合體。結合材料可包含陶瓷材料以及在結合材料內的至少一個孔,其中在孔的表面處的結合材料的區域可包含不同於陶瓷材料的第一孔界定組成物。值得注意地,第一孔界定組成物可與第一成孔劑組成物實質上相同。
根據實施例,形成的製程可包含任何合適製程, 諸如,模製、按壓、沈積、鑄造、擠出、加熱、冷卻、結晶、熔化以及其組合。舉例而言,在於步驟101提供複合體混合物後,步驟102可包含使複合體混合物形成為生坯品。使混合物形成為生坯品可包含給予生坯品所要的最終輪廓或實質上所要的最終輪廓的形成製程。如本文中所使用,術語“生坯品”指可能未完全處理(例如,熱處理)的零件。根據一個實施例,形成製程可為模製製程。
在形成生坯品後,步驟102可進一步包含預燒步 驟。通常,預燒步驟可包含加熱生坯品以促進演進型揮發(例如,水及/或有機材料或成孔劑)。因而,混合物的加熱通常可包含加熱至大於約室溫(22℃)的溫度。根據一個實施例,預燒製程可包含將生坯品加熱至不小於約100℃的溫度,諸如,不小於約200℃或甚至不小於約300℃。根據特定實施例, 加熱可在至少約22℃的溫度下完成,諸如,至少約50℃、至少約100℃、至少約150℃、至少約200℃、至少約250℃、至少約300℃、至少約400℃、至少約500℃、至少約600℃、至少約700℃、至少約800℃或甚至至少約900℃。根據再其他實施例,加熱可在不大於約1000℃的溫度下完成,諸如,不大於約950℃、不大於約900℃、不大於約850℃、不大於約800℃、不大於約700℃、不大於約600℃、不大於約500℃、不大於約400℃、不大於約300℃、不大於約200℃。應瞭解,加熱可發生在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內的溫度下。
在預燒生坯品後,步驟102可進一步包含將複合 體混合物加熱至足以將結合材料前驅體粉末改變至結合材料的三維基質的溫度。此製程可包含在足以熔化結合材料前驅體粉末的大部分的溫度下處理混合物。值得注意地,在一個態樣中,處理(更特定而言,混合物在溫度下的加熱)的製程可在足以維持第一成孔劑組成物的實質上固態的溫度下。 此加熱製程可進一步限制第一成孔劑組成物至結合材料的解離。根據實施例,製程可包含在溫度下處理混合物,其中結合材料前驅體粉末具有小於第一成孔劑組成物的黏度的黏度。在此等情況下,結合材料前驅體粉末可轉化至更液態以有助於材料在混合物的其他組分上的流動,以及有助於根據實施例的複合體的形成。
根據特定態樣,加熱複合體混合物可包含將混合 物加熱至低於第一成孔劑組成物的熔點的溫度。更特定而 言,加熱的製程可包含將混合物加熱至可高於結合材料前驅體粉末的熔點的溫度。
在某些實施例中,加熱複合體混合物可包含將生 坯品加熱至至少約600℃的溫度,諸如,至少約630℃、至少約650℃、至少約680℃、至少約700℃、至少約730℃、至少約750℃、至少約780℃、至少約800℃、至少約830℃、至少約850℃、至少約880℃、至少約900℃、至少約930℃、至少約950℃、至少約980℃、至少約1000℃、至少約1030℃、至少約1050℃、至少約1080℃、至少約1100℃、至少約1130℃、至少約1150℃、至少約1180℃、至少約1200℃、至少約1230℃、至少約1250℃、至少約1280℃、至少約1300℃、至少約1330℃、至少約1350℃、至少約1380℃、至少約1400℃、至少約1430℃、至少約1450℃、至少約1480℃、至少約1500℃、至少約1530℃、至少約1550℃或甚至至少約1580℃。根據再其他實施例,加熱複合體混合物可包含將生坯品加熱至不大於約1600℃的溫度,諸如,不大於約1580℃、不大於約1550℃、不大於約1530℃、不大於約1500℃、不大於約1480℃、不大於約1450℃、不大於約1430℃、不大於約1400℃、不大於約1380℃、不大於約1350℃、不大於約1330℃、不大於約1300℃、不大於約1280℃、不大於約1250℃、不大於約1230℃、不大於約1200℃、不大於約1180℃、不大於約1150℃、不大於約1130℃、不大於約1100℃、不大於約1080℃、不大於約1050℃、不大於約1030℃、不大於約1000℃、不大於約980℃、不大於約950℃、不大於約930℃、不 大於約900℃、不大於約880℃、不大於約850℃、不大於約830℃、不大於約800℃、不大於約780℃、不大於約750℃、不大於約730℃、不大於約700℃、不大於約680℃、不大於約650℃或甚至不大於約630℃。應瞭解,加熱複合體混合物可包含將生坯品加熱至在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內的任何溫度。
除了在高溫下加熱之外,亦可通常在受控制的氣 氛下進行加熱。根據一個實施例,受控制的氣氛可包含非氧化氣氛。非氧化氣氛的實例可包含惰性氣氛,諸如,使用惰性氣體的氣氛。根據一個特定實施例,所述氣氛由氮組成,諸如,不小於約90體積%的氮。其他實施例利用較大濃度的氮,諸如,不小於氣氛的約95體積%或甚至不小於99.99體積%可為氮。根據一個實施例,在氮氣氛中的加熱的製程可開始於環境氣氛至不大於約0.05巴的減小壓力的初始抽空。在特定實施例中,可重複此製程,使得加熱腔室可被多次抽空。 在抽空後,可用無氧氮氣體淨化加熱腔室。
進一步關於加熱製程,通常可在特定持續時間內 進行加熱。因而,通常可在不小於約10分鐘的持續時間內進行加熱,諸如,在加熱溫度下不小於約60分鐘或甚至不小於約240分鐘。通常,可在介於約20分鐘至約4小時之間(且特定而言,介於約30分鐘與約2小時之間)的持續時間內進行加熱。
根據實施例,在加熱複合體混合物後,步驟102 可進一步包含受控制的冷卻以及結晶製程。可在加熱製程後 進行受控制的冷卻以及結晶製程。更特定而言,可在使結合材料前驅體粉末的至少一部分熔化後進行受控制的冷卻以及結晶製程以形成包括陶瓷材料的結合材料的三維基質。在一個態樣中,受控制的冷卻以及結晶製程的使用可有助於至少一個多晶相在結合材料內的形成。此外,受控制的冷卻製程可用以有助於至少一個結晶或多晶相在第一孔界定組成物內的形成。
通常,在加熱後,自加熱溫度的升溫速率可受到 控制以有助於結合材料的結晶。自加熱溫度的升溫速率可不大於約30℃/hr,諸如,不大於約25℃/hr,或甚至不大於約20℃/min。根據特定實施例,可按不大於約15℃/hr的速率進行冷卻。
另外,受控制的冷卻以及結晶製程可包含保持製 程,其中可將複合體保持在高於結合材料的玻璃轉移溫度(Tg)的結晶溫度。可將複合體冷卻至不小於Tg以上約100℃(諸如,不小於Tg以上約200℃或甚至不小於Tg以上約300℃)的溫度。通常,結晶溫度可不小於約800℃,諸如,不小於約900℃或甚至不小於約1000℃。特定而言,結晶溫度可在約900℃至約1300℃之間的範圍內,且更特定而言,在約950℃至約1200℃之間的範圍內。
在受控制的冷卻以及結晶製程期間,可大體將複 合體保持在結晶溫度下達不小於約10分鐘的持續時間。在一個實施例中,可將複合體保持在結晶溫度下達不小於約20分鐘,諸如,不小於約60分鐘或甚至不小於約2小時。將結合 的研磨劑保持在結晶溫度的典型持續時間可在約30分鐘至約4小時之間的範圍內,且特定而言,在約1小時至約2小時的範圍內。應瞭解,在此任選冷卻以及結晶製程期間的氣氛可與在加熱製程期間的氣氛相同,且因此可包含受控制的氣氛,特定而言,無氧富氮氣氛。
根據某些實施例,複合體通常可包含可不小於複 合體的總體積的約5.0體積%的孔隙度。孔隙度的量可更多,使得孔隙度可不小於約10體積%,諸如,不小於結合的研磨劑的總體積的約15體積%、約20體積%或甚至不小於約30體積%。仍然,孔隙度的量可受到限制,使得孔隙度可不大於約70體積%,諸如,不大於約60體積%或甚至不大於約50體積%。根據特定實施例,複合體的孔隙度可在介於約20體積%與約50體積%之間的範圍內。此孔隙度可通常為開放與閉合孔隙度兩者的組合。
應進一步理解,在某些實施例中,複合體混合物 可包含“天然孔隙度”或氣泡或孔在研磨粒、結合的材料前驅體粉末以及其他添加劑的混合物的質量內的存在。因此,可取決於形成技術將此天然孔隙度維持在最終複合體中。因而,在特定實施例中,除了成孔劑外,在混合物內的天然孔隙度亦可貫穿形成以及加熱製程利用以及維持以形成具有所要量的孔隙度的最終複合體。通常,混合物的天然孔隙度可不大於約40體積%。但,在特定實施例中,在混合物內的天然孔隙度可較小,諸如,不大於約25體積%或不大於約15體積%。通常,混合物內的天然孔隙度的量可在介於約5.0體積 %與約25體積%之間的範圍內。
進一步關於複合體的孔隙度,平均孔徑可通常不 大於約500微米,諸如,不大於約500微米,諸如,不大於約400微米、不大於約300、不大於約250微米、不大於約200微米、不大於約180微米、不大於約160微米、不大於約140微米、不大於約120微米、不大於約100微米、不大於約80微米、不大於約60微米、不大於約40微米或甚至不大於約20微米。根據其他非限制性實施例,複合體可具有至少約1.0微米(諸如,至少約5微米、至少約10微米、至少約15微米、至少約20微米、至少約25微米、至少約30微米、至少約35微米、至少約40微米、至少約60微米、至少約80微米或甚至至少約100微米)的平均孔徑。應瞭解,複合體可具有在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內的任何值的平均孔徑。
圖3包含如所說明的根據實施例的複合體的一部 分的橫截面圖,複合體300可包含主體301,其包含在三維基質中的結合材料302以及在結合材料302的三維基質內含有的研磨粒子303。如進一步說明,複合體300可包含至少一個孔304。在特定實施例中,多個孔304可遍及結合材料302分散。根據實施例,孔304可包含界定結合材料302內的孔的內表面305。如進一步說明,所述表面(詳言之,孔304的內表面305)可界定基本上與第一孔形成組成物相同的第一孔界定組成物。第一孔界定組成物可不同於界定結合材料302的陶瓷材料的組成物。
根據一個態樣,結合材料302在孔304的表面305 處的區域可界定具有不小於界定結合材料302的陶瓷材料的組成物的熔點的熔點的第一孔界定組成物。在更特定情況下,第一孔界定組成物可具有第一熔點(Tm1),且界定結合材料302的陶瓷材料的組成物可具有第二熔點(Tm2)。由式|(Tm1-Tm2)|定義的在第一熔點與第二熔點之間的差熔點可在介於至少約0.5℃與不大於約200℃之間的範圍內。仍然,在更特定情況下,第一熔點與第二熔點之間的差熔點可為至少約1℃,諸如,至少約2℃、至少約3℃、至少約4℃、至少約5℃、至少約6℃、至少約7℃、至少約8℃、至少約9℃、至少約10℃、至少約12℃、至少約15℃、至少約18℃、至少約20℃、至少約25℃、至少約30℃、至少約35℃、至少約40℃、至少約45℃、至少約50℃、至少約55℃、至少約100℃、至少約200℃、至少約300℃、至少約400℃、至少約500℃、至少約600℃、至少約700℃、至少約800℃或甚至至少約900℃。在又一非限制性實施例中,差熔點可不大於約1000℃、諸如,不大於約900℃、不大於約800℃、不大於約700℃、不大於約600℃、不大於約500℃、不大於約400℃、不大於約300℃、不大於約200℃、不大於約190℃、不大於約180℃、不大於約170℃、不大於約160℃、不大於約150℃、不大於約140℃、不大於約130℃、不大於約120℃、不大於約110℃、不大於約100℃、不大於約90℃、不大於約80℃、不大於約70℃、不大於約60℃或甚至不大於約50℃。 應瞭解,差熔點可為在介於以上指出的任何最小溫度與最大 溫度之間的範圍內的任何值。
根據實施例,第一孔界定組成物可具有至少約 1100℃的熔點(Tm1)。在再其他實施例中,第一孔界定組成物可具有可更大的熔點,諸如,至少約1200℃、至少約1300℃或甚至至少約1350℃。仍然,在另一非限制性實施例中,第一孔界定組成物可具有不大於約1800℃的熔點,諸如,不大於約1700℃或甚至不大於約1600℃。應瞭解,第一孔界定組成物可具有在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內的任何值的熔點。
根據實施例,陶瓷材料的組成物可具有特定熔 點。舉例而言,陶瓷材料的組成物可具有至少約1000℃的熔點,諸如,至少約1100℃、至少約1200℃或甚至至少約1300℃。仍然,在至少一個非限制性實施例中,陶瓷材料的組成物可具有不大於約1700℃的熔點,諸如,不大於約1600℃或甚至不大於約1500℃。應瞭解,陶瓷材料的組成物可具有在介於以上任何最小值與最大值之間的範圍內的熔點。
第一孔界定組成物可具有第一熔點(Tm1),且 陶瓷材料的組成物可具有第二熔點(Tm2),且可將第一熔點與第二熔點之間的百分比差定義為由式[|(Tm1-Tm2)|/(0.5*(Tm1+Tm2))]*100%定義的差熔點百分比。在特定情況下,差熔點百分比可為至少約1%,諸如,至少約2%、至少約3%、至少約5%、至少約8%、至少約10%、至少約12%、至少約15%、至少約18%、至少約20%、至少約22%、至少約25%、至少約28%或甚至至少約30%。仍然, 在一個非限制性實施例中,差熔點百分比可不大於約99%,諸如,不大於約90%、不大於約80%、不大於約70%、不大於約60%、不大於約50%、不大於約45%、不大於約40%、不大於約35%、不大於約30%、不大於約25%、不大於約20%、不大於約18%、不大於約15%、不大於約12%、不大於約10%或甚至不大於約8%。應瞭解,差熔點百分比可為在介於以上指出的任何最小百分比與最大百分比之間的範圍內的任何值。
如圖3中進一步說明,結合材料302可包含圍繞 界定孔304的表面305的至少一部分延伸的周邊區域306。此外,周邊區域306可界定表面305之間的深度以及至由第一孔界定組成物界定的結合材料的距離。值得注意地,第一孔界定組成物可不同於組成結合材料302的陶瓷材料的組成物。根據實施例,周邊區域306的深度307可不大於如由內表面305之間的最大距離界定的孔的直徑308,如在二維中所檢視(例如,通過SEM或其他光學顯微圖)。在再其他實施例中,周邊區域306的深度307可大於孔的直徑308。在再一替代實施例中,周邊區域306的深度307可實質上與成孔劑的壁厚度有關。在特定情況下,周邊區域306的深度307可不大於約200μm,諸如,不大於約180μm、不大於約150μm、不大於約100μm或甚至不大於約80μm。仍然,在其他非限制性實施例中,周邊區域306的深度307可為至少約1μm,諸如,至少約3μm、至少約5μm或甚至至少約10μm。應瞭解,周邊區域306的深度307可為在介於以上指出的任何最 小值與最大值之間的範圍內的任何值。此外,應瞭解周邊區域306的深度307可為自複合體內的多個孔的合適取樣量測以建立統計顯著平均值的平均深度307。
根據其他實施例,第一孔界定組成物可具有特定 硬度,包含(例如)第一硬度(H1),且陶瓷材料的組成物可具有第二硬度(H2)。在某些情況下,第一硬度可不小於第二硬度。更特定而言,第一硬度可基於式[|(H1-H2)|/(0.5*(H1+H2))]*100與第二硬度相差至少約1%。 在其他實施例中,第一硬度與第二硬度之間的硬度差可較大,諸如,至少約2%、至少約3%、至少約5%、至少約8%、至少約10%、至少約12%、至少約15%、至少約18%、至少約20%、至少約22%、至少約25%、至少約28%、至少約30%、至少約40%、至少約50%或甚至至少約60%。在再一實施例中,第一硬度與第二硬度之間的差可不大於約99%,諸如,不大於約90%、不大於約80%、不大於約70%、不大於約60%、不大於約50%、不大於約45%、不大於約40%、不大於約35%、不大於約30%、不大於約25%、不大於約20%、不大於約18%、不大於約15%、不大於約12%、不大於約10%或甚至不大於約8%。應瞭解,第一硬度與第二硬度之間的差可為在介於以上指出的任何最小百分比與最大百分比之間的範圍內的任何值。
根據實施例,第一硬度可為至少約400GPa,諸 如,至少約430GPa、至少約450GPa、至少約480GPa、至少約500GPa、至少約530GPa、至少約550GPa、至少約580 GPa、至少約600GPa、至少約630GPa、至少約650GPa、至少約680GPa、至少約700GPa、至少約730GPa、至少約750GPa、至少約780GPa、至少約800GPa、至少約830GPa、至少約850、至少約880GPa、至少約900GPa、至少約930GPa、至少約950GPa、至少約980GPa、至少約1000GPa、至少約1030GPa、至少約1050GPa、至少約1080GPa、至少約1100GPa、至少約1130GPa、至少約1150GPa、至少約1180GPa或甚至至少約1200GPa。根據再其他實施例,第一硬度可不大於約1250GPa,諸如,不大於約1200GPa、不大於約1150GPa、不大於約1100GPa、不大於約1000GPa、不大於約900GPa、不大於約800GPa或甚至不大於約700GPa。應瞭解,第一硬度可在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內。
根據實施例,第二硬度可為至少約400GP,諸 如,至少約430GPa、至少約450GPa、至少約480GPa、至少約500GPa、至少約530GPa、至少約550GPa、至少約580GPa、至少約600GPa、至少約630GPa、至少約650GPa、至少約680GPa、至少約700GPa、至少約730GPa、至少約750GPa、至少約780GPa或甚至至少約800GPa。根據再其他實施例,第二硬度可不大於約800GPa、不大於約750GPa、不大於約700GPa、不大於約650GPa、不大於約600GPa或甚至不大於約500GPa。應瞭解,第二硬度可在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內。
在某些情況下,陶瓷材料的組成物可包含非晶相 材料、多晶相材料以及其組合的含量。在特定情況下,與非晶相材料的含量相比,陶瓷材料的組成物可包含較大含量的多晶材料。在再其他實施例中,非晶形材料的含量可大於結晶或多晶材料的含量。
在某一實施例中,陶瓷材料可包含不小於約50 體積%的多晶陶瓷相。根據特定實施例,陶瓷材料可包含不小於約75體積%的多晶陶瓷相,諸如,不小於約80體積%或甚至不小於約90體積%。根據特定實施例,陶瓷材料可基本上包含多晶陶瓷相。陶瓷材料的多晶陶瓷相可以在約60體積%與約100體積%之間的量存在。
通常,多晶陶瓷相可包含具有不小於約0.05微米 的平均大小的多個微晶或結晶晶粒。在一個特定實施例中,平均微晶大小可不小於約1.0微米,諸如,不小於約10微米或甚至不小於約20微米。仍然,平均微晶大小可通常不大於約100微米,使得平均微晶大小可在介於約1.0微米與100微米之間的範圍內。
通常,多晶陶瓷相的微晶的組成可包含二氧化 矽、氧化鋁或兩者的組合。因而,多晶陶瓷相的微晶可包含諸如β-石英的結晶,其可將在初始玻璃粉末中併入的其他金屬氧化物(諸如,例如Li2O、K2O、MgO、ZnO以及Al2O3)併入於固溶體中。詳言之,多晶陶瓷相可包含矽酸鋁相。根據另一特定實施例,多晶陶瓷相的微晶可包含複合氧化物結晶,諸如,堇青石、頑火輝石、假藍寶石、鈣長石、鋇長石、透輝石、尖晶石以及β-鋰輝石,其中β-鋰輝石特別可在固溶 體中發現。
除了多晶陶瓷相之外,陶瓷材料亦可包含非晶 相。非晶相如同多晶陶瓷相,可包含二氧化矽以及氧化鋁以及可在原始玻璃粉末內存在的額外金屬氧化物物質。非晶相可按不大於結合材料的總體積的約50體積%的量存在。因而,非晶相可通常按極少量存在,使得其可按不大於約40體積%(諸如,不大於約30體積%或以下,諸如,不大於約15體積%)的量存在。根據特定實施例,非晶相可按在約0體積%至約40體積%之間(且更特定而言,在介於約5.0體積%與約20體積%之間的範圍內)的量存在。
在某些其他實施例中,第一孔界定組成物可包含 特定含量的結晶材料,包含(例如)第一結晶含量(C1),且陶瓷材料的組成物可包含被定義為第二結晶含量(C2)的特定含量的結晶材料。本文中應瞭解,含量的量測可根據基於在複合體內的組成物的總重量或體積的重量百分比(重量%)或體積百分比(體積%)。在某些實施例中,第一結晶含量可不同於第二結晶含量。舉例而言,在某些情況下,第一結晶含量可大於第二結晶含量。在再其他實施例中,第一結晶含量可小於第二結晶含量。在至少一個實施例中,基於式[|(C1-C2)|/(0.5*(C1+C2))]*100%,第一結晶含量可與第二結晶含量相差至少約1%。在其他實施例中,第一結晶含量與第二結晶含量之間的結晶含量的差可較大,諸如,至少約2%、至少約3%、至少約5%、至少約10%、至少約20%、至少約30%、至少約40%、至少約50%、至少約60%、至少約70%、至少 約80%或甚至至少約90%。在再其他實施例中,第一結晶含量與第二結晶含量之間的結晶含量的差可不大於約99%,諸如,不大於約90%、不大於約80%、不大於約70%、不大於約60%、不大於約50%、不大於約40%、不大於約30%、不大於約20%、不大於約10%或甚至不大於約5%。應瞭解,第一結晶含量與第二結晶含量之間的差可為在介於以上指出的任何最小百分比與最大百分比之間的範圍內的任何值。
此外,第一孔界定組成物可包含被定義為第一非 晶形含量的特定含量的非晶相材料,且陶瓷材料的組成物可包含被定義為第二非晶形含量的特定含量的非晶相材料。本文中應瞭解,含量的量測可根據基於在複合體內的組成物的總重量或體積的重量百分比(重量%)或體積百分比(體積%)。根據一個實施例,第一非晶形含量可不同於第二非晶形含量。在再一實施例中,第一非晶形含量可大於第二非晶形含量。仍然,在替代實施例中,第一非晶形含量可小於第二非晶形含量。根據一個態樣,基於式[|(A1-A2)|/(0.5*(A1+A2))]*100%,第一非晶形含量可與第二非晶形含量相差至少約1%。在其他實施例中,第一非晶形含量與第二非晶形含量之間的非晶形含量的差可較大,諸如,至少約2%、至少約3%、至少約5%、至少約10%、至少約20%、至少約30%、至少約40%、至少約50%、至少約60%、至少約70%、至少約80%或甚至至少約90%。在再其他實施例中,第一非晶形含量與第二非晶形含量之間的非晶形含量的差可不大於約99%,諸如,不大於約90%、不大於約80%、不大 於約70%、不大於約60%、不大於約50%、不大於約40%、不大於約30%、不大於約20%、不大於約10%或甚至不大於約5%。應瞭解,第一非晶形含量與第二非晶形含量之間的差可為在介於以上指出的任何最小百分比與最大百分比之間的範圍內的任何值。
在至少一個態樣中,第一孔界定組成物可自具有 特定組成物的混合物形成以有助於根據實施例的複合體的形成。舉例而言,第一孔界定組成物可自包含至少約30重量%的二氧化矽(SiO2)(以混合物的總重量計)的混合物形成。 在其他實施例中,SiO2的含量可較大,諸如,至少約32重量%或甚至至少約34重量%。仍然,在一個實施例中,第一組成物可自具有不大於約50重量%的SiO2的混合物形成,諸如,針對第一混合物的總重量,不大於約48重量%或甚至不大於約46重量%的SiO2。
值得注意地,第一孔界定組成物可具有可不同於 結合材料302的陶瓷材料的組成物中的SiO2的含量的含量的SiO2。本文中應瞭解,含量的量測可根據基於在複合體內的組成物的總重量或體積的重量百分比(重量%)或體積百分比(體積%)舉例而言,第一組成物可自包含第一含量的SiO2的混合物形成,且陶瓷材料的組成物可包含不同於第一含量的第二含量的SiO2。第一含量可小於第二含量。在特定情況下,基於式[|(S1-S2)|/(0.5*(S1+S2))]*100%,第一含量(S1)可比第二含量(S2)小至少約1%。在至少一個實施例中,第一含量可比第二含量小至少約2%,諸如,至少3%、至少約 4%或甚至至少約5%。在再其他實施例中,第一含量可比第二含量小不大於約40%,諸如,不大於約35%或甚至不大於約30%。應瞭解,SiO2的第一含量與SiO2的第二含量的差可在介於任何以上最小百分比與最大百分比之間的範圍內。
在另一實施例中,第一孔界定組成物可自包括特 定含量的氧化鋁(Al3O2)的混合物形成。舉例而言,第一孔界定組成物可自包含至少約20重量%的Al3O2(以混合物的總重量計)的混合物形成。在其他實施例中,Al3O2的含量可較大,諸如,以混合物的總重量計,至少約22重量%或甚至至少約23重量%。在再一實施例中,第一孔界定組成物可包含不大於約38重量%(諸如,不大於約36重量%或甚至不大於約34重量%,以混合物的總重量計)的含量的Al3O2。 應瞭解,第一孔界定組成物可自包含在介於以上指出的任何最小百分比與最大百分比之間的範圍內的任何值的含量的Al3O2的混合物形成。
應瞭解,在特定情況下,第一孔界定組成物可自 具有第一含量的Al3O2的混合物形成,且組成結合材料302的陶瓷材料的組成物可自具有第二含量的Al3O2的混合物形成,第二含量可不同於第一含量。本文中應瞭解,含量的量測可根據基於在複合體內的組成物的總重量或體積的重量百分比(重量%)或體積百分比(體積%)。在另一態樣中,第一含量可大於第二含量。在再一實施例中,基於式[|(Al1-Al2)|/(0.5*(Al1+Al2))]*100%,第一含量可比第二含量大至少約1%。對於至少一個實施例,第一含量可比第二含量 大至少約2%,諸如,至少約3%、至少約4%或甚至至少約5%。 仍然,在另一實施例中,第一含量可比第二含量大不大於約40%,諸如,不大於約35%或甚至不大於約30%。應瞭解,第一含量可比第二含量大在介於以上指出的任何最小百分比與最大百分比之間的範圍內的百分比。
根據另一實施例,第一孔界定組成物可自具有特 定含量的二氧化鈦(TiO2)的混合物形成。舉例而言,第一孔界定組成物可具有不大於約0.05重量%的TiO2(以混合物的總重量計)。在其他實施例中,TiO2的總含量可較小,諸如,不大於約0.04重量%、不大於約0.02重量%,或在一些情況下,第一孔界定組成物可基本上無TiO2。
在某些情況下,第一孔界定組成物可自具有第一 含量的TiO2的混合物形成,陶瓷材料的組成物可自具有第二含量的TiO2的混合物形成。本文中應瞭解,含量的量測可根據基於複合體內的組成物的總重量或體積的重量百分比(重量%)或體積百分比(體積%)。值得注意地,第一含量與第二含量可相對於彼此不同。舉例而言,第一含量可小於第二含量。更特定而言,基於式[|(Ti1-Ti2)|/(0.5*(Ti1+Ti2))]*100%,第一含量可比第二含量小至少約1%。在至少一個實施例中,TiO2的第一含量可比TiO2的第二含量少至少約2%,諸如,至少約3%、至少約10%、至少約50%、至少約80%或甚至至少約90%。
第一孔界定組成物可包含特定含量的氧化鈣 (CaO)。舉例而言,第一孔界定組成物可自包含至少約2重 量%的CaO(以混合物的總重量計)的混合物形成。在其他實施例中,第一孔界定組成物可自包含至少約3重量%、至少約5重量%、至少約7重量%或甚至至少約8重量%的CaO(以混合物的總重量計)的混合物形成。在另一非限制性實施例中,第一孔界定組成物可自包含不大於約20重量%(諸如,不大於約18重量%或甚至不大於約16重量%)的CaO的混合物形成。應瞭解,第一孔界定組成物可自包含在介於以上指出的任何最小百分比與最大百分比之間的範圍內的含量的CaO的混合物形成。
在某些情況下,第一孔界定組成物可包含一定含 量的CaO以及SiO2,且更特定而言,第一孔界定組成物可自具有至少約0.1的CaO與SiO2的比率(CaO/SiO2)的混合物形成。在其他實施例中,第一孔界定組成物可自具有至少約0.3(諸如,至少約0.15或甚至至少約0.17)的CaO/SiO2比率的混合物形成。在再一非限制性實施例中,第一孔界定組成物可自具有可不大於約0.7(諸如,不大於約0.6、不大於約0.5或甚至不大於約0.45)的CaO/SiO2比率的混合物形成。 應瞭解,第一孔界定組成物可自具有在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內的任何值的CaO/SiO2比率的混合物形成。
此外,第一孔界定組成物可自具有由CaO的第一 含量定義的特定含量的CaO的混合物形成,且包含結合材料302的陶瓷材料的組成物可自具有特定第二含量的CaO的混合物形成。本文中應瞭解,含量的量測可根據基於在複合體 內的組成物的總重量或體積的重量百分比(重量%)或體積百分比(體積%)。CaO的第一含量可不同於CaO的第二含量。 舉例而言,第一含量可大於第二含量。更特定而言,基於式[|(Ca1-Ca2)|/(0.5*(Ca1+Ca2))]*100%,第一含量可比第二含量大至少約1%。應瞭解,在其他實施例中,CaO的第一含量可比CaO的第二含量大至少約2%,諸如,至少約3%、至少約4%、至少約5%、至少約10%或甚至至少約15%。仍然,在其他非限制性實施例中,CaO的第一含量可比CaO的第二含量大不大於約99%,諸如,不大於約95%。應瞭解,CaO的第一含量可比CaO的第二含量大在介於以上指出的任何最小百分比與最大百分比之間的範圍內的任何值的百分比。
在另一實施例中,第一孔界定組成物可包含特定 含量的氧化銫(Cs2O)。舉例而言,第一孔界定組成物可自包含至少約2重量%的Cs2O(以混合物的總重量計)的混合物形成。在其他實施例中,第一孔界定組成物可自包含至少約3重量%(諸如,至少5重量%或甚至至少約7重量%)的Cs2O(以混合物的總重量計)的混合物形成。然而,在其他情況下,第一孔界定組成物可自包含不大於約22重量%(諸如,不大於約20重量%或甚至不大於約18重量%)的Cs2O(以混合物的總重量計)的混合物形成。應瞭解,第一孔界定組成物可自具有在介於以上指出的任何最小百分比與最大百分比之間的範圍內的任何值的含量的Cs2O的混合物形成。
在某些實施例中,第一孔界定組成物可自具有基 於用以形成第一孔界定組成物的混合物中的各別組分的重量 %的至少約0.1的Cs2O/SiO2比率的混合物形成。在其他實施例中,第一孔界定組成物可自具有至少約0.13(諸如,至少約0.15)的Cs2O/SiO2比率的混合物形成。在其他實施例中,組成物可自具有不大於約0.7(諸如,不大於約0.6或甚至不大於約0.55)的Cs2O/SiO2比率的混合物形成。應瞭解,第一孔界定組成物可自具有在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內任何值的Cs2O/SiO2比率的混合物形成。
在至少一個實施例中,第一孔界定組成物可自具 有第一含量的Cs2O的混合物形成,且陶瓷材料的組成物可自具有第二含量的Cs2O的混合物形成。本文中應瞭解,含量的量測可根據基於在複合體內的組成物的總重量或體積的重量百分比(重量%)或體積百分比(體積%)。在特定情況下,Cs2O的第一含量可不同於Cs2O的第二含量。更特定而言,第一含量可大於第二含量。舉例而言,基於式[|(Cs1-Cs2)|/(0.5*(Cs1+Cs2))]*100%,的第一含量可比Cs2O的第二含量大至少約1%。對於另一實施例,Cs2O的第一含量可比Cs2O的第二含量大至少約2%,諸如,至少約3%、至少約4%、至少約5%、至少約10%、至少約15%或甚至至少約20%。仍然,第一含量可比第二含量大不大於約90%或甚至不大於約95%。應瞭解,第一含量可與第二含量相差在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內的任何值。
在一個態樣中,第一孔界定組成物可包含特定含 量的氧化鋇(BaO)。舉例而言,第一孔界定組成物可自包含至少約2重量%(諸如,至少約3重量%、至少約5重量%或 甚至至少約7重量%的BaO(以混合物的總重量計)的混合物形成。在其他實施例中,第一孔界定組成物可自具有不大於約26重量%(諸如,不大於約24重量%或甚至不大於約22重量%)的BaO(以混合物的總重量計)的混合物形成。應瞭解,第一孔界定組成物可自具有在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內的任何值的含量的BaO的混合物形成。
在另一態樣中,第一孔界定組成物可自具有BaO 對SiO2的特定比率(例如,至少約的BaO/SiO2比率)的混合物形成。在其他情況下,第一孔界定組成物可自具有至少約0.15(諸如,至少約0.2)的BaO/SiO2比率的混合物形成。 仍然,在另一實施例中,第一孔界定組成物可自具有不大於約0.8(諸如,不大於約0.7或甚至不大於約0.68)的BaO/SiO2比率的混合物形成。應瞭解,第一孔界定組成物可自具有在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內的任何值的BaO/SiO2比率的混合物形成。
在某些情況下,第一孔界定組成物可包含第一含量的BaO,且陶瓷材料的組成物可由第二含量的BaO定義。本文中應瞭解,含量的量測可根據基於在複合體內的組成物的總重量或體積的重量百分比(重量%)或體積百分比(體積%)。BaO的第二含量可不同於BaO的第一含量。更特定而言,BaO的第一含量可大於BaO的第二含量。在一個實施例中,基於式[|(Ba1-Ba2)|/(0.5*(Ba1+Ba2))]*100%,BaO的第一含量可比BaO的第二含量大至少約1%。對於另一實施例,BaO的 第一含量可比第二含量大至少約2%,諸如,至少約3%、至少約4%、至少約5%、至少約10%或甚至至少約15%。仍然,在一個非限制性實施例中,BaO的第一含量可比BaO的第二含量大不大於約99%,諸如,不大於約95。應瞭解,BaO的第一含量可與BaO的第二含量相差在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內的任何值。
此外,在另一態樣中,第一孔界定組成物可自包 含特定含量的氧化鎂(MgO)的混合物形成。舉例而言,第一孔界定組成物可自包含至少約2重量%(諸如,至少約3重量%、至少約5重量%或甚至至少約7重量%的MgO(以混合物的總重量計)的混合物形成。在其他情況下,第一孔界定組成物可自包含不大於約20重量%(諸如,不大於約18重量%或甚至不大於約16重量%)的MgO(以混合物的總重量計)的混合物形成。將瞭解,第一孔界定組成物可包含在介於以上指出的任何最小百分比與最大百分比之間的範圍內的含量的MgO。
根據實施例,第一孔界定組成物可自具有至少約 0.1%的MgO/SiO2比率的混合物形成,其中MgO以及SiO2的含量可按以混合物的總重量計的重量%量測。在其他情況下,第一孔界定組成物可自至少約0.13(諸如,至少約0.15)的MgO/SiO2比率的混合物形成。仍然,第一孔界定組成物可自具有不大於約0.7(諸如,不大於約0.6、不大於約0.5或甚至不大於約0.45)的MgO/SiO2比率的混合物形成。應瞭解,第一孔界定組成物可自具有在介於以上指出的任何最小值與 最大值之間的範圍內的MgO/SiO2比率的混合物形成。
根據實施例,第一孔界定組成物可包含特定含量 的添加劑,包含(例如)基於氧化物的添加劑,諸如,MgO、CaO、BaO、ZrO2、Cs2O。在特定實施例中,第一孔界定組成物可包含群組MgO與CaO的僅一種添加劑。舉例而言,第一孔界定組成物可自包含MgO或替代地CaO的混合物形成。在至少一個實施例中,第一孔界定組成物可自不包含MgO以及CaO兩者的混合物形成。在另一實施例中,第一孔界定組成物可自可包含可基本上由CaO以及BaO組成的第一添加劑群組中的一者的混合物形成。替代地,第一孔界定組成物可包含包含MgO且(更特定而言)主要由MgO組成的第二添加劑群組。舉例而言,第一孔界定組成物可自第一添加劑群組或第二添加劑群組形成,特定而言,不需要必須包含第一添加劑群組以及第二添加劑群組兩者。
在更特定情況下,第一孔界定組成物可包含包含 CaO、BaO以及ZrO2(更特定而言,主要由CaO、BaO以及ZrO2組成)的第一添加劑群組中的僅一者。替代地,第一孔界定組成物可僅包含包含MgO以及Cs2O(更特定而言,主要由MgO以及Cs2O組成)的第二添加劑群組。應瞭解,在某些情況下,第一孔界定組成物可僅包含第一添加劑群組或第二添加劑群組中的一者,但不包含第一添加劑群組以及第二添加劑群組兩者。此外,應瞭解,添加劑可未必包含其他氧化物物質,諸如,SiO2、AlO2以及類似者。
根據實施例,第一孔界定組成物可自包含特定含 量的三氧化二硼(B2O)的混合物形成。舉例而言,第一孔界定組成物可自包含不大於約7重量%(諸如,不大於約6重量%、不大於約5重量%或甚至不大於約4重量%)的B2O(以混合物的總重量計)的混合物形成。在至少一個實施例中,第一孔界定組成物可自包含至少約0.05重量%的B2O混合物形成。應瞭解,第一孔界定組成物可自包含在介於以上指出的任何最小百分比與最大百分比之間的範圍內的任何值的含量的B2O的混合物形成。
在另一實施例中,第一孔界定組成物可包含特定 含量的ZrO2。舉例而言,第一孔界定組成物可自包含至少約1重量%(諸如,至少約1.5重量%、至少約2重量%或甚至至少約3重量%)的ZrO2(以混合物的總重量計)的混合物形成。在另一非限制性實施例中,第一孔界定組成物可自包含不大於約10重量%(諸如,不大於約8重量%或甚至不大於約6重量%)的ZrO2(以混合物的總重量計)的混合物形成。 應瞭解,第一孔界定組成物可自包含在介於以上指出的任何最小百分比與最大百分比之間的範圍內的任何值的含量的ZrO2的混合物形成。
在某些情況下,第一孔界定組成物可自包含第一 含量的ZrO2的混合物形成,且包含結合材料302的陶瓷材料的組成物可自第二含量的ZrO2混合物形成。本文中應瞭解,含量的量測可根據基於複合體內的組成物的總重量或體積的重量百分比(重量%)或體積百分比(體積%)。ZrO2的第一含量與ZrO2的第二含量可關於彼此不同。此外,應瞭解,可 將ZrO2的含量量測為ZrO2的重量%。根據實施例,第一含量可大於第二含量,且更特定而言,基於式[|(Zr1-Zr2)|/(0.5*(Zr1+Zr2))]*100%,第一含量可比第二含量大至少約1%。在一個實施例中,ZrO2的第一含量可比ZrO2的第二含量大至少約2%,諸如,至少約3%、至少約4%、至少約5%、至少約10%或甚至至少約15%。仍然,在另一非限制性實施例中,ZrO2的第一含量可比ZrO2的第二含量大不大於約99%,諸如,不大於約95%。應瞭解,在某些情況下,ZrO2的第一含量可比ZrO2的第二含量大在介於以上指出的任何最小百分比與最大百分比之間的範圍內的任何值。
在某些情況下,第一孔界定組成物可自具有特定 含量的氧化鈉(Na2O)的混合物形成。舉例而言,第一孔界定組成物可自具有第一含量的Na2O的混合物形成,且組成結合材料的陶瓷材料的組成物可自具有第二含量的Na2O的混合物形成。本文中應瞭解,含量的量測可根據基於在複合體內的組成物的總重量或體積的重量百分比(重量%)或體積百分比(體積%)。Na2O的第一含量與第二含量可關於彼此不同。更特定而言,Na2O的第一含量可小於Na2O的第二含量。 舉例而言,在一個實施例中,基於式[|(Na1-Na2)|/(0.5*(Na1+Na2))]*100%,Na2O的第一含量可比Na2O的第二含量少至少1%。在另一實施例中,Na2O的第一含量可比Na2O的第二含量少至少約2%,諸如,至少約3%、至少約4%、至少約5%、至少約10%或甚至至少約15%。然而,應瞭解,在一個非限制性實施例中,Na2O的第一含量可 比Na2O的第二含量少不大於約99%或甚至不大於約95%。應瞭解,第一含量可比Na2O的第二含量少在介於以上指出的任何最小百分比與最大百分比之間的範圍內的任何值。
在一個態樣中,第一孔界定組成物可自具有特 定含量的Na2O的混合物形成。舉例而言,在一個實施例中,第一孔界定組成物可自具有不大於約5重量%(諸如,不大於約4重量%、不大於約2重量%或甚至不大於約1重量%)(以混合物的總重量計)的含量的Na2O的混合物形成。在另一實施例中,第一孔界定組成物可自可基本上無Na2O的混合物形成。
在另一實施例中,第一孔界定組成物可自具有特 定含量的氧化鋰(Li2O)的混合物形成。舉例而言,基於材料在混合物中的重量%,第一孔界定組成物可自具有第一含量的Li2O的混合物形成,且組成結合材料302的陶瓷材料的組成物可自具有第二含量的Li2O的混合物形成。在一個態樣中,Li2O的第一含量可不同於Li2O的第二含量。更特定而言,Li2O的第一含量可少於Li2O的第二含量。舉例而言,基於式[|(Li1-Li2)|/(0.5*(Li1+Li2))]*100%,Li2O的第一含量可比Li2O的第二含量少至少1%。在另一實施例中,Li2O的第一含量可比Li2O的第二含量少至少約2%,諸如,至少約3%、至少約4%、至少約5%、至少約10%或甚至至少約15%。 仍然,在一個非限制性實施例中,Li2O的第一含量可比Li2O的第二含量少不大於約99%,諸如,不大於約95%。應瞭解,Li2O的第一含量可比Li2O的第二含量少在介於以上指出的 任何最小值與最大值之間的範圍內的任何值。
根據實施例,第一孔界定組成物可自具有特定含 量的Li2O的混合物形成。在一個特定實施例中,第一孔界定組成物可自可基本上無Li2O的混合物形成。
在另一實施例中,第一孔界定組成物可自具有特 定含量的氧化鐵(Fe2O3)的混合物形成。舉例而言,基於Fe2O3在混合物中的重量%,第一孔界定組成物可自具有第一含量的Fe2O3的混合物形成,且組成結合材料302的陶瓷材料的組成物可自具有第二含量的Fe2O3的混合物形成。對於至少一個實施例,Fe2O3的第一含量可不同於Fe2O3的第二含量。更特定而言,Fe2O3的第一含量可少於Fe2O3的第二含量。在一個特定實施例中,基於式[|(Fe1-Fe2)|/(0.5*(Fe1+Fe2))]*100%,Fe2O3的第一含量可比Fe2O3的第二含量少至少約1%。在一個實施例中,Fe2O3的第一含量可比Fe2O3的第二含量少至少約2%,諸如,至少約3%、至少約4%、至少約5%、至少約10%或甚至至少約15%。 在再一非限制性實施例中,Fe2O3的第一含量可比Fe2O3的第二含量少不大於約99%或甚至不大於約95%。應瞭解,Fe2O3的第一含量可比Fe2O3的第二含量少在介於以上指出的任何最小百分比與最大百分比之間的範圍內的百分比。
根據一個特定實施例,第一孔界定組成物可自具 有特定含量的Fe2O3的混合物形成。舉例而言,在某些情況下,第一孔界定組成物可自可基本上無Fe2O3的混合物形成。
第一孔界定組成物可包含特定含量的氧化磷 (P2O3)。舉例而言,在一個實施例中,第一孔界定組成物可 自具有不大於約5重量%(諸如,不大於約4重量%、不大於約2重量%或甚至不大於約1重量%)(以混合物的總重量計)的第一含量的P2O3的混合物形成。在一個特定實施例中,第一孔界定組成物可自可基本上無P2O3的混合物形成。
在最終形成的複合體中,研磨粒通常包括不小於 複合體的總體積的約25體積%。根據實施例,研磨粒通常包括不小於最終形成的複合體的總體積的約35體積%,諸如,不小於約45體積%或甚至不小於約50體積%。根據一個特定實施例,研磨粒包括在最終形成的研磨物品的總體積的約35體積%與約60體積%之間。
通常,結合材料可按不大於最終形成的複合體的 總體積的約60體積%的量存在。因而,結合的研磨劑通常可包含不大於約50體積%的結合材料,諸如,不大於約40體積%或甚至不大於約30體積%。因此,結合材料可通常按在最終形成的複合體的總體積的約10體積%與約30體積%之間的量存在。
應瞭解,結合材料可包含彼等化合物,且特定而 言,如以上所描述的初始結合材料前驅體粉末以及玻璃粉末內的化合物的所述比率。亦即,結合材料包括實質上與結合材料前驅體粉末以及玻璃粉末的組成物相同的組成物,值得注意地,此可包含金屬氧化物化合物,特定而言,錯合金屬氧化物化合物,且更特定而言,基於矽酸鹽的組成物,諸如,矽酸鋁、MAS、LAS、BAS、CMAS或CBAS組成物。
此外,結合材料的熱膨脹係數可低,諸如,不大 於約80×10-7/K-1。根據特定實施例,結合材料具有不大於約60×10-7/K-1(諸如,不大於約50×10-7/K-1或甚至不大於約40×10-7/K-1)的熱膨脹係數。因而,結合材料的熱膨脹係數可在介於約10×10-7/K-1與約80×10-7/K-1之間的範圍內。
後加熱多晶結合材料通常具有不小於約80MPa 的撓曲強度。在其他實施例中,結合材料的撓曲強度可較大,諸如,不小於約90MPa、不小於約100MPa,或在一些情況下,不小於約110MPa。根據特定實施例,結合材料的撓曲強度可在介於約90MPa與約150MPa之間的範圍內。
除了此等特性之外,後加熱多晶結合材料通常具 有不小於約0.8MPa m1/2的韌性。在其他實施例中,結合材料的韌性可較大,諸如,不小於約1.5MPa m1/2或甚至不小於約2.0MPa m1/2。
關於複合體的性質,通常,形成的複合體具有不 小於約20MPa的斷裂模數(MOR)。然而,MOR可較大,諸如,不小於約30MPa或不小於約40MPa,諸如,不小於約50MPa或甚至不小於約60MPa。在一個特定實施例中,複合體的MOR可不小於約70MPa,且可在介於約50MPa與約150MPa之間的範圍內。
進一步關於複合體的性質,根據一個實施例,研 磨製品具有不小於約40GPa的彈性模數(MOE)。在另一實施例中,MOE可不小於約80GPa,諸如,不小於約100GPa,且甚至不小於約140GPa。通常,複合體的MOE可在介於約 40GPa與約200GPa之間的範圍內,且特定而言,在約60GPa與約140GPa之間的範圍內。
項目
項目1.一種複合體,其包括:結合材料,其包括陶瓷材料;及在陶瓷材料內的孔;其中結合材料在孔的表面處的區域界定不同於陶瓷材料的組成物的第一孔界定組成物,第一孔界定組成物具有不小於陶瓷材料的組成物的熔點的熔點。
項目2.一種複合體,其包括:結合材料,其包括陶瓷材料;及在結合材料的陶瓷材料內的孔;其中包含界定孔的表面的一部分且延伸達一定深度至結合材料內的結合材料的周邊區域具有不同於陶瓷材料的組成物的第一孔界定組成物,第一孔界定組成物具有不小於陶瓷材料的組成物的熔點的熔點。
項目3.一種複合體,其包括:結合材料,其包括陶瓷材料;及在陶瓷材料內的孔;其中結合材料在孔的表面處的區域界定不同於陶瓷材料的組成物的第一孔界定組成物;及其中第一孔界定組成物具有第一熔點(Tm1),且陶瓷材料的組成物具有第二熔點(Tm2),且第一熔點與第二熔點之 間的差熔點被定義為至少約0.5℃且不大於約1000℃的[Tm1-Tm2]。
項目4.一種複合體,其包括:結合材料,其包括陶瓷材料;及在陶瓷材料內的孔;其中結合材料在孔的表面處的區域界定不同於陶瓷材料的組成物的第一孔界定組成物;其中第一組成物具有第一硬度(H1),且陶瓷材料的組成物具有第二硬度(H2);且其中第一硬度不小於第二硬度。
項目5.項目1、2、3以及4中任一項的複合體,其中陶瓷材料包括選自由非晶相、多晶相以及其組合組成的群組的材料。
項目6.項目1、2、3以及4中任一項的複合體,其中第一孔界定組成物包括第一結晶含量(C1),且陶瓷材料包括第二結晶含量(C2),其中第一結晶含量不同於第二結晶含量,其中第一結晶含量大於第二結晶含量,其中第一結晶含量少於第二結晶含量,其中基於式[|(C1-C2)|/(0.5*(C1+C2))]*100%,第一結晶含量與第二結晶含量相差至少約1%。
項目7.項目1、2、3以及4中任一項的複合體,其中第一孔界定組成物包括第一非晶形含量(A1),且陶瓷材料包括第二非晶形含量(A2),其中第一非晶形含量不同於第二非晶形含量,其中第一非晶形含量大於第二非晶形含量, 其中第一非晶形含量小於第二非晶形含量,其中基於式[|(A1-A2)|/(0.5*(A1+A2))]*100%,第一非晶形含量與第二非晶形含量相差至少約1%。
項目8.項目1、2以及4中任一項的複合體,其 中第一孔界定組成物具有第一熔點(Tm1),且陶瓷材料的組成物具有第二熔點(Tm2),且被定義為[Tm1-Tm2]的第一熔點與第二熔點之間的差熔點為至少約0.5℃且不大於約1000℃。
項目9.項目3以及8中任一項的複合體,其中差 熔點為至少約1℃、至少約2℃、至少約3℃、至少約4℃、至少約5℃、至少約6℃、至少約7℃、至少約8℃、至少約9℃、至少約10℃、至少約12℃、至少約15℃、至少約18℃、至少約20℃、至少約25℃、至少約30℃、至少約35℃、至少約40℃、至少約45℃、至少約50℃、至少約55℃、至少約100℃、至少約200℃、至少約300℃、至少約400℃、至少約500℃、至少約600℃、至少約700℃、至少約800℃、至少約900℃,且其中差熔點不大於約1000℃、不大於約900℃、不大於約800℃、不大於約700℃、不大於約600℃、不大於約500℃、不大於約400℃、不大於約300℃、不大於約200℃、不大於約190℃、不大於約180℃、不大於約170℃、不大於約160℃、不大於約150℃、不大於約140℃、不大於約130℃、不大於約120℃、不大於約110℃、不大於約100℃、不大於約90℃、不大於約80℃、不大於約70℃、不大於約60℃、不大於約50℃。
項目10.項目3以及8中任一項的複合體,其中 第一孔界定組成物包括至少約1100℃、至少約1200℃、至少約1300℃、至少約1350℃的熔點,且其中第一孔界定組成物包括不大於約1800℃、不大於約1700℃、不大於約1600℃的熔點。
項目11.項目3以及8中任一項的複合體,其中 陶瓷材料的組成物包括至少約1000℃、至少約1100℃、至少約1200℃、至少約1300℃的熔點,且其中陶瓷材料的組成物包括不大於約1700℃、不大於約1600℃、不大於約1500℃的熔點。
項目12.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物具有第一熔點(Tm1),且陶瓷材料的組成物具有第二熔點(Tm2),且由式[|(Tm1-Tm2)|/(0.5*(Tm1+Tm2))]*100%定義的差熔點百分比為至少約1%、至少約2%、至少約3%、至少約5%、至少約8%、至少約10%、至少約12%、至少約15%、至少約18%、至少約20%、至少約22%、至少約25%、至少約28%、至少約30%。
項目13.項目12的複合體,其中由式 [|(Tm1-Tm2)|/(0.5*(Tm1+Tm2))]*100%定義的差熔點百分比不大於約99%、不大於約90%、不大於約80%、不大於約70%、不大於約60%、不大於約50%、不大於約45%、不大於約40%、不大於約35%、不大於約30%、不大於約25%、不大於約20%、不大於約18%、不大於約15%、不大於約12%、不大於約10%、 不大於約8%。
項目14.項目1、3以及4中任一項的複合體,其 中由界定開口的表面的至少一部分界定且延伸達一定深度至結合材料內的結合材料的周邊區域具有不同於陶瓷材料的組成物的第一孔界定組成物,第一孔界定組成物具有不小於陶瓷材料的組成物的熔點的熔點。
項目15.項目2以及14中任一項的複合體,其中 深度不大於孔的直徑,其中深度大於孔的直徑,其中深度不大於約200微米、不大於約180微米、不大於約150微米、不大於約100微米,且其中深度為至少約1微米、至少約3微米、至少約5微米、至少約10微米。
項目16.項目1、2以及3中任一項的複合體,其 中第一孔界定組成物具有第一硬度(H1),且陶瓷材料的組成物具有第二硬度(H2),且其中第一硬度不小於第二硬度。
項目17.項目4以及16中任一項的複合體,其中 基於式[|(H1-H2)|/(0.5*(H1+H2))]*100%,第一硬度與第二硬度相差至少約1%,其中第一硬度與第二硬度之間的硬度差為至少約2%、至少約3%、至少約5%、至少約8%、至少約10%、至少約12%、至少約15%、至少約18%、至少約20%、至少約22%、至少約25%、至少約28%、至少約30%、至少約40%、至少約50%、至少約60%。
項目18.項目17的複合體,其中第一硬度與第二 硬度相差不大於約99%、不大於約90%、不大於約80%、不大於約70%、不大於約60%、不大於約50%、不大於約45%、 不大於約40%、不大於約35%、不大於約30%、不大於約25%、不大於約20%、不大於約18%、不大於約15%、不大於約12%、不大於約10%、不大於約8%。
項目19.項目4以及16中任一項的複合體,其中 第一硬度為至少約400GPa、至少約430、至少約450GPa、至少約480GPa、至少約500GPa、至少約530GPa、至少約550GPa、至少約580GPa、至少約600GPa、至少約630GPa、至少約650GPa、至少約680GPa、至少約700GPa、至少約730GPa、至少約750GPa、至少約780GPa、至少約800GPa、至少約830GPa、至少約850GPa、至少約880GPa、至少約900GPa、至少約930GPa、至少約950GPa、至少約980GPa、至少約1000GPa、至少約1030GPa、至少約1050GPa、至少約1080GPa、至少約1100GPa、至少約1130GPa、至少約1150GPa、至少約1180GPa、至少約1200GPa、不大於約1250GPa、不大於約1200GPa、不大於約1150GPa、不大於約1100GPa、不大於約1000GPa、不大於約900GPa、不大於約800GPa、不大於約700GPa。
項目20.項目4以及16中任一項的複合體,其中 第二硬度為至少約400GPa、至少約430、至少約450GPa、至少約480GPa、至少約500GPa、至少約530GPa、至少約550GPa、至少約580GPa、至少約600GPa、至少約630GPa、至少約650GPa、至少約680GPa、至少約700GPa、至少約730GPa、至少約750GPa、至少約780GPa、至少約800GPa、至少約830GPa、至少約850GPa、至少約880GPa、至少約 900GPa、至少約930GPa、至少約950GPa、至少約980GPa、至少約1000GPa、至少約1030GPa、至少約1050GPa、至少約1080GPa、至少約1100GPa、至少約1130GPa、至少約1150GPa、至少約1180GPa、至少約1200GPa、不大於約1250GPa、不大於約1200GPa、不大於約1150GPa、不大於約1100GPa、不大於約1000GPa、不大於約900GPa、不大於約800GPa、不大於約700GPa。
項目21.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物包括選自由以下各者組成的群組的結晶相:堇青石、六方堇青石、頑火輝石、假藍寶石、鈣長石、鋇長石、透輝石、尖晶石、β-鋰輝石以及其組合。
項目22.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物自包括以混合物的總重量計的至少約30重量%且不大於約50重量%、至少約32重量%、至少約34重量%且不大於約48重量%、不大於約46重量%的二氧化矽(SiO2 )的混合物形成。
項目23.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物自包括第一含量(S1)的二氧化矽(SiO2)的混合物形成且陶瓷材料的組成物包括不同於第一含量的第二含量(S2)的二氧化矽,其中第一含量少於第二含量,其中基於式[|(S1-S2)|/(0.5*(S1+S2))]*100%,第一含量比第二含量少至少約1%、至少約2%、至少約3%、至少約4%,且不大於約40%、不大於約35%、不大於約30%。
項目24.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物自包括以混合物的總重量計的至少約20重量%且不大於約38重量%、至少約22重量%且不大於約36重量%、不大於約34重量%的氧化鋁(Al3O2)的混合物形成。
項目25.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物自包括第一含量(Al1)的氧化鋁(Al3O2)的混合物形成且陶瓷材料的組成物包括不同於第一含量的第二含量(Al2)的氧化鋁,其中第一含量大於第二含量,其中基於式[|(Al1-Al2)|/(0.5*(Al1+Al2))]*100%,第一含量比第二含量大至少約1%、至少約2%、至少約3%、至少約4%,且不大於約40%、不大於約35%、不大於約30%。
項目26,項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物自包括以混合物的總重量計的不大於約0.05重量%、不大於約0.04重量%、不大於約0.02重量%的二氧化鈦(TiO2)的混合物形成,其中第一組成物基本上無二氧化鈦。
項目27.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物自包括第一含量(Ti1)的二氧化鈦(TiO2)的混合物形成,且陶瓷材料的組成物包括不同於第一含量的第二含量(Ti2)的二氧化鈦,其中第一含量少於第二含量,其中基於式[|(Ti1-Ti2)|/(0.5*(Ti1+Ti2))]*100%,第一含量比第二含量少至少約1%、至少約2%、至少約3%、至少約10%、至少約50%、至少約80%、至少約90%。
項目28.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物自包括以混合物的總重量計的至少約2重量%、至少約3重量%、至少約5重量%、至少約7重量%且不大於約20重量%、不大於約18重量%、不大於約16重量%的氧化鈣(CaO)的混合物形成。
項目29.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物包括氧化鈣(CaO)以及二氧化矽(SiO2),且其中第一孔界定組成物自具有至少約0.1、至少約0.13、至少約0.15的CaO/SiO2比率的混合物形成,且其中第一孔界定組成物自具有不大於約0.7、不大於約0.6、不大於約0.5、不大於約0.45的CaO/SiO2比率的混合物形成。
項目30.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物自包括第一含量(Ca1)的氧化鈣(CaO)的混合物形成,且陶瓷材料的組成物包括不同於第一含量的第二含量(Ca2)的氧化鈣,其中第一含量大於第二含量,其中基於式[|(Ca1-Ca2)|/(0.5*(Ca1+Ca2))]*100%,第一含量比第二含量大至少約1%、至少約2%、至少約3%、至少約4%、至少約5%、至少約10%、至少約15%,且不大於約99%、不大於約95%。
項目31.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物自包括以混合物的總重量計的至少約2重量%、至少約3重量%、至少約5重量%、至少約7重量%且不大於約22重量%、不大於約20重量%、不大於約18重量%的氧化銫(Cs2O)的混合物形成。
項目32.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物包括氧化銫(Cs2O)以及二氧化矽(SiO2),且其中第一孔界定組成物自具有至少約0.1、至少約0.13、至少約0.15的Cs2O/SiO2比率的混合物形成,且其中組成物自具有不大於約0.7、不大於約0.6、不大於約0.55的Cs2O/SiO2比率的混合物形成。
項目33.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物自包括第一含量(Cs1)的氧化銫(Cs2O)的混合物形成,且陶瓷材料的組成物包括不同於第一含量的第二含量(Cs2)的氧化銫,其中第一含量大於第二含量,其中基於式[|(Cs1-Cs2)|/(0.5*(Cs1+Cs2))]*100%,第一含量比第二含量大至少約1%、至少約2%、至少約3%、至少約4%、至少約5%、至少約10%、至少約15%且不大於約99%。
項目34.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物自包括以混合物的總重量計的至少約2重量%、至少約3重量%、至少約5重量%、至少約7重量%且不大於約26重量%、不大於約24重量%、不大於約22重量%的氧化鋇(BaO)的混合物形成。
項目35.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物包括氧化鋇(BaO)以及二氧化矽(SiO2),且其中第一孔界定組成物自具有至少約0.1、至少約0.15、至少約0.2的BaO/SiO2比率的混合物形成,且其中組成物自具有不大於約0.8、不大於約0.7、不大於約0.68的BaO/SiO2比率的混合物形成。
項目36.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物自包括第一含量(Ba1)的氧化鋇(BaO)的混合物形成,且陶瓷材料的組成物包括不同於第一含量的第二含量(Ba2)的氧化鋇,其中第一含量大於第二含量,其中基於式[|(Ba1-Ba2)|/(0.5*(Ba1+Ba2))]*100%,第一含量比第二含量大至少約1%、至少約2%、至少約3%、至少約4%、至少約5%、至少約10%、至少約15%,且不大於約99%、不大於約95%。
項目37.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物自包括以混合物的總重量計的至少約2重量%、至少約3重量%、至少約5重量%、至少約7重量%且不大於約20重量%、不大於約18重量%、不大於約16重量%的氧化鎂(MgO)的混合物形成。
項目38.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物包括氧化鎂(MgO)以及二氧化矽(SiO2),且其中第一孔界定組成物自具有至少約0.1、至少約0.13、至少約0.15的MgO/SiO2比率的混合物形成,且其中第一孔界定組成物自具有不大於約0.7、不大於約0.6、不大於約0.5、不大於約0.45的MgO/SiO2比率的混合物形成。
項目39.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物包括選自由氧化鎂(MgO)以及氧化鈣(CaO)組成的添加劑群組的僅一種添加劑。
項目40.項目1、2、3以及4中任一項的複合體,其中第一孔界定組成物僅包括下列中的一者:i)包含氧化鈣(CaO)以及氧化鋇(BaO)的第一添加劑 群組;以及ii)包含氧化鎂(MgO)的第二添加劑群組。
項目41.項目1、2、3以及4中任一項的複合體,其中第一孔界定組成物僅包括下列中的一者:i)包含氧化鈣(CaO)、氧化鋇(BaO)以及氧化鋯氧化物(ZrO2 )的第一添加劑群組;以及ii)包含氧化鎂(MgO)以及氧化銫(Cs2 O)的第二添加劑群組。
項目42.項目1、2、3以及4中任一項的複合體,其中第一孔界定組成物自包括以混合物的總重量計的不大於約7重量%以及不大於約6重量%、不大於約5重量%且至少約0.05重量%的三氧化二硼(B2 O3 )的混合物形成。
項目43.項目1、2、3以及4中任一項的複合體,其中第一孔界定組成物自包括以混合物的總重量計的至少約1重量%、至少約1.5重量%、至少約2重量%、至少約3重量%且不大於約10重量%、不大於約8重量%、不大於約6重量%的氧化鋯(Zr2 O)的混合物形成。
項目44.項目1、2、3以及4中任一項的複合體,其中第一孔界定組成物自包括第一含量(Zr1)的氧化鋯(Zr2O)的混合物形成,且陶瓷材料的組成物包括不同於第一含量的第二含量(Zr2)的氧化鋯,其中第一含量大於第二含量,其中基於式[|(Zr1-Zr2)|/(0.5*(Zr1+Zr2))]*100%,第一含量比第二含量大至少約1%、至少約2%、至少約3%、至少約4%、至少約5%、至少約10%、至少約15%,且不大於約 99%、不大於約95%。
項目45.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物自包括第一含量(Na1)的氧化鈉(Na2O)的混合物形成,且陶瓷材料的組成物包括不同於第一含量的第二含量(Na2)的氧化鈉,其中第一含量少於第二含量,其中基於式[|(Na1-Na2)|/(0.5*(Na1+Na2))]*100%,第一含量比第二含量少至少約1%、至少約2%、至少約3%、至少約4%、至少約5%、至少約10%、至少約15%,且不大於約99%、不大於約95%。
項目46.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物自包括不大於約5重量%、不大於約4重量%、不大於約2重量%、不大於約1重量%的第一含量(Na1)的氧化鈉(Na2O)的混合物形成,其中第一孔界定組成物基本上無氧化鈉。
項目47.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物自包括第一含量(Li1)的氧化鋰(Li2O)的混合物形成,且陶瓷材料的組成物包括不同於第一含量的第二含量(Li2)的氧化鋰,其中第一含量少於第二含量,其中基於式[|(Li1-Li2)|/(0.5*(Li1+Li2))]*100%,第一含量比第二含量少至少約1%、至少約2%、至少約3%、至少約4%、至少約5%、至少約10%、至少約15%,且不大於約99%、不大於約95%。
項目48.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物基本上無氧化鋰(Li2O)。
項目49.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物自包括第一含量(Fe1)的氧化鐵(Fe2O3)的混合物形成,且陶瓷材料的組成物包括不同於第一含量的第二含量(Fe2)的氧化鐵,其中第一含量少於第二含量,其中基於式[|(Fe1-Fe2)|/(0.5*(Fe1+Fe2))]*100%,第一含量比第二含量少至少約1%、至少約2%、至少約3%、至少約4%、至少約5%、至少約10%、至少約15%,且不大於約99%、不大於約95%。
項目50.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物基本上無氧化鐵(Fe2O3)。
項目51.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中第一孔界定組成物自包括不大於以混合物的總重量計的約5重量%、不大於約4重量%、不大於約2重量%、不大於約1重量%的第一含量(P1)的磷氧化物(P2O3)的混合物形成,其中第一孔界定組成物基本上無磷氧化物(P2O3)。
項目52.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其進一步包括結合材料內含有的研磨粒子,其中研磨粒子包含選自由氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、氮氧化物、碳氧化物、硼氧化物以及其組合組成的群組的材料,其中研磨粒子包括超磨材料,其中研磨粒子包含立方氮化硼,其中研磨粒子包括金剛石。
項目53.項目52的複合體,其進一步包括在研磨 粒子與結合材料之間的界面處的反應產物,其中反應產物包括氮化物,其中反應產物包括過渡金屬氮化物,其中過渡金 屬氮化物化合物是選自由TiN、CrN、VN、ZrN以及NbN組成的群組。
項目54.項目53的複合體,其中結合材料包括不 大於約15莫耳%的TiN。
項目55.項目53的複合體,其中過渡金屬氮化物 化合物包括CrN,其中結合材料包括不大於約15莫耳%的CrN。
項目56.項目53的複合體,其中不小於約50體 積%的過渡金屬氮化物與研磨粒子直接接觸。
項目57.項目53的複合體,其中過渡金屬氮化物覆蓋研磨粒子的不小於約30%的表面積。
項目58.項目1、2、3以及4中任一項的複合體,其中結合材料包括不大於約80莫耳%的二氧化矽。
項目59.項目1、2、3以及4中任一項的複合體,其中結合材料包括不小於約10莫耳%的二氧化矽。
項目60.項目1、2、3以及4中任一項的複合體,其中結合材料包括不大於約60莫耳%的氧化鋁。
項目61.項目1、2、3以及4中任一項的複合體,其中結合材料進一步包括選自由以下各者組成的元素群組的至少一種元素:氧化鋰、氧化鎂、氧化鈣、氧化鋇、氧化鈉、氧化鉀、三氧化二硼、氧化鋯、三氧化鈦、氧化鋅、氧化釔、氧化鐵、氧化銫、氧化鑭以及氧化鉍。
項目62.項目1、2、3以及4中任一項的複合體,其中研磨粒子包括不小於複合體的總體積的約25體積%。
項目63.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中結合材料包括不大於經結合的研磨劑的總體積的約60體積%。
項目64.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中結合材料包括多晶相。
項目65.項目64的複合體,其中結合材料包括不 小於約50體積%的多晶陶瓷相。
項目66.項目64的複合體,其中多晶陶瓷相包括 具有不小於約0.05微米的平均微晶大小的微晶。
項目67,項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中結合材料包括非晶相。
項目68.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中不大於結合材料的總體積的約10體積%的量。
項目69.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中複合體包括複合體的總體積的至少約5體積%的孔隙度的含量。
項目70.項目69的複合體,其中孔隙度的含量不 大於經結合的研磨劑的總體積的約50體積%。
項目71.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中主體包括多個孔,且其中平均孔徑不大於約500微米。
項目72.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中主體包括不小於約20MPa的斷裂模數(MOR)。
項目73.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中主體包括不小於約40GPa的彈性模數(MOE)。
項目74.項目1、2、3以及4中任一項的複合體, 其中自包括由一般式aM2O-bMO-cM2O3-dMO2描述的金屬氧化物化合物的玻璃粉末形成,其中金屬氧化物化合物的量(莫耳分率)包括0.30>a>0、0.60>b>0、0.50>c>0且0.80>d>0.20。
項目75.項目74的複合體,其中玻璃粉末包括由 一般式aM2O-bMO-cM2O3-dMO2描述的金屬氧化物化合物,其中金屬氧化物化合物的量(莫耳分率)包括0.15>a>0、0.45>b>0、0.40>c>0且0.75>d>0.30。
項目76.項目74的複合體,其中玻璃粉末包括由 一般式aM2O-bMO-cM2O3-dMO2描述的金屬氧化物化合物,其中金屬氧化物化合物的量(莫耳分率)包括0.10>a>0、0.35>b>0.15、0.30>c>0.10且0.60>d>0.40。
項目77.項目74的複合體,其中金屬氧化物化合 物M2O包括選自由Li2O、Na2O、K2O以及Cs2O組成的群組的金屬氧化物化合物中的一者。
項目78.項目74的複合體,其中金屬氧化物化合 物MO包括選自由MgO、CaO、SrO、BaO以及ZnO組成的群組的金屬氧化物化合物中的一者。
項目79.項目74的複合體,其中金屬氧化物化合 物M2O3包括選自由Al2O3、B2O3、Y2O3、Fe2O3、Bi2O3以及La2O3組成的群組的金屬氧化物化合物中的一者。
項目80.項目74的複合體,其中金屬氧化物化合 物dMO2包括選自由SiO2、TiO2以及ZrO2組成的群組的金屬氧化物化合物中的一者。
項目81.項目1、2、3以及4中任一項的複合體,其中結合材料包括呈介於約40莫耳%與約60莫耳%之間的量的二氧化矽、呈在介於約10莫耳%與約30莫耳%之間的範圍內的量的氧化鋁以及呈在介於約15莫耳%與約35莫耳%之間的範圍內的量的氧化鎂。
項目82.一種形成複合體的方法,其包括:提供混合物,所述混合物包括:結合材料前驅體粉末;以及包括第一成孔劑組成物的成孔劑;使混合物形成為複合體,所述複合體包括包含陶瓷材料的結合材料以及包圍結合材料中的孔的區域,其中陶瓷材料包括組成物,且包圍孔的區域包括第一孔界定組成物,且其中第一孔界定組成物具有不小於陶瓷材料的組成物的熔點的熔點。
項目83.項目82的方法,其中成孔劑包括中空物件,其中成孔劑包括中空球狀體,其中成孔劑包括具有界定內部空間的壁的中空球狀體,且其中壁包括第一組成物。
項目84.項目83的方法,其中壁具有不大於約200微米、不大於約100微米且至少約1微米的平均厚度。
項目85.項目82的方法,其中第一成孔劑組成物包括陶瓷材料。
項目86.項目82的方法,其中第一成孔劑組成物包括選自由多晶材料、非晶相材料以及其組合組成的群組的 至少一種材料。
項目87.項目82的方法,其中第一成孔劑組成物 包括選自由以下各者組成的群組的結晶材料:堇青石、六方堇青石、頑火輝石、假藍寶石、鈣長石、鋇長石、透輝石、尖晶石、β-鋰輝石以及其組合。
項目88.項目82的方法,其中使混合物形成為複 合體包括選自由以下各者組成的群組的製程:模製、按壓、沈積、鑄造、擠壓、加熱、冷卻、結晶、熔化以及其組合。
項目89.項目82的方法,其中使混合物形成為複 合體包括將混合物加熱至低於第一成孔劑組成物的熔點的溫度。
項目90.項目82的方法,其中使混合物形成為複 合體包括在一溫度下處理混合物,其中結合材料前驅體粉末具有小於成孔劑的第一成孔劑組成物的黏度的黏度。
項目91.項目82的方法,其中使混合物形成為複 合物包括在足以熔化結合材料前驅體粉末的大部分同時維持成孔劑的第一成孔劑組成物的實質上固態的溫度下處理混合物。
項目92.項目82的方法,其中使混合物形成為複 合體包括在一溫度下處理混合物以將結合材料前驅體粉末改變至結合材料的三維基質且限制成孔劑至結合材料的解離。
項目93.項目82的方法,其中混合物進一步包括 研磨粒子。
項目94.項目82的方法,其中第一成孔劑組成物 具有第一硬度(H1),且陶瓷材料的組成物具有第二硬度(H2),且其中第一硬度不小於第二硬度。
項目95.項目82的方法,其中使混合物形成為複 合體包括在變換溫度下加熱生坯品以在玻璃體結合材料中形成研磨粒子,變換溫度將混合物的過渡金屬氧化物化合物改變至在混合物的研磨粒子與玻璃體結合材料的界面處的過渡金屬氮化物化合物。
項目96.項目82的方法,其中使混合物形成為複 合體包括在加熱後的受控制的冷卻以在結合材料內形成多晶材料。
項目97.項目82的方法,其中混合物進一步包括 選自由以下各者組成的有機材料群組的黏合劑:二醇、糊精、樹脂、聚乙烯、乙烯、丙二醇、膠以及聚乙烯醇。
實例
圖4A、圖4B以及圖5說明在習知複合體與包含如在本文中描述的實施例中繪示的孔形成材料的複合體中的孔形成材料之間的外觀差異。
圖4A以及圖4B說明複合體400,其具有結合材料403、在結合材料內的孔404以及包圍孔404的結合材料403的孔界定區域406。孔界定區域406繪示成孔劑的殘餘物,其在形成製程期間在混合物中與結合材料組合。如在圖4A中所繪示,習知複合體的孔界定區域406不維持成孔劑的原始形狀的分界,而相反地,孔界定區域合併至結合材料403內。
為了比較,圖5說明複合體500,其具有結合材 料503、在結合材料503內的孔504以及包圍孔504的結合材料503的孔界定區域506。孔界定區域506繪示成孔劑的殘餘物,其在形成製程期間在混合物中與結合材料組合。如在圖5中所繪示,孔界定區域506繪示成孔劑的原始形狀的殘餘物的清晰分界,其中極少(若無)滲入或混合至結合材料內。
通常,本文中提供的複合體展現改良的研磨效 能,特定而言,改良的複合體磨損、自由研磨行為、動力拉伸以及較低的每粗粒研磨力。
在前文中,對具體實施例以及某些組件的連接的提及為說明性的。應瞭解,將組件稱作耦接或連接意欲揭示在該等組件之間的直接連接或經由一或多個中間組件的間接連接,如進行本文中所論述的方法時應瞭解。因而,上文所揭示的標的物應被視為說明性而非限制性的,且所附申請專利範圍意欲覆蓋屬於本發明的真實範疇的所有此等修改、增強以及其他實施例。因此,在法律允許的最大程度上,本發明的範疇由以下申請專利範圍以及其等效物的最廣泛容許解釋判定,且不應受前述實施方式約束或限制。
提供本發明的摘要以遵守專利法,且應理解,其將不用於解釋或限制申請專利範圍的範疇或意義。此外,在前述實施方式中,出於精簡本發明的目的,可將各種特徵分群在一起或描述於單一實施例中。不應將本發明解釋為反映以下意圖:所主張的實施例需要比在每一申請專利範圍項中所明確敍述多的特徵。相反地,如以下申請專利範圍所反映, 本發明的標的物可有關少於所揭示的實施例中的任何者的全部特徵。因此,將以下申請專利範圍併入至實施方式中,其中各申請專利範圍項就其自身而言如同單獨界定所主張的標的物一般。
101‧‧‧步驟
102‧‧‧步驟

Claims (10)

  1. 一種複合體,其包括:一結合材料,其包括陶瓷材料;以及一孔,其位於所述陶瓷材料內;其中在所述孔的表面處的所述結合材料的一區域界定不同於所述陶瓷材料的組成物的一第一孔界定組成物,所述第一孔界定組成物具有不小於所述陶瓷材料的所述組成物熔點的熔點。
  2. 一種複合體,其包括:一結合材料,其包括陶瓷材料;以及一孔,其位於所述陶瓷材料內;其中在所述孔的表面處的所述結合材料的一區域界定不同於所述陶瓷材料的組成物的一第一孔界定組成物;其中所述第一組成物具有一第一硬度(H1),且所述陶瓷材料的所述組成物具有一第二硬度(H2);以及其中所述第一硬度不小於所述第二硬度。
  3. 如申請專利範圍第1項以及第2項中任一項所述的複合體,其中所述陶瓷材料包括選自由非晶相、多晶相以及其組合所組成的群組的材料。
  4. 如申請專利範圍第1項以及第2項中任一項所述的複合 體,其中所述第一孔界定組成物包括一第一結晶含量(C1),且所述陶瓷材料包括一第二結晶含量(C2),其中所述第一結晶含量不同於所述第二結晶含量。
  5. 如申請專利範圍第1項以及第2項中任一項所述的複合體,其中所述第一孔界定組成物包括一第一非晶形含量(A1),且所述陶瓷材料包括一第二非晶形含量(A2),其中所述第一非晶形含量不同於所述第二非晶形含量。
  6. 如申請專利範圍第1項以及第2項中任一項所述的複合體,其中所述第一孔界定組成物包括選自由以下各者組成的群組的結晶相:堇青石、六方堇青石、頑火輝石、假藍寶石、鈣長石、鋇長石、透輝石、尖晶石、β-鋰輝石以及其組合。
  7. 如申請專利範圍第1項以及第2項中任一項所述的複合體,其中所述第一孔界定組成物是由一混合物形成,所述混合物包括以所述混合物的總重量計的至少約30重量%且不大於約50重量%的二氧化矽(SiO2 )。
  8. 如申請專利範圍第1項以及第2項中任一項所述的複合體,其中所述第一孔界定組成物是由一混合物形成,所述 混合物包括以所述混合物的總重量計的至少約20重量%且不大於約38重量%的氧化鋁(Al3 O2 )。
  9. 一種形成複合體的方法,其包括:提供一混合物,所述混合物包括:一結合材料前驅體粉末;以及一成孔劑,其包括一第一成孔劑組成物;使所述混合物形成為一複合體,所述複合體包括包含一陶瓷材料的一結合材料以及包圍所述結合材料中的一孔的一區域,其中所述陶瓷材料包括一組成物,且包圍所述孔的所述區域包括一第一孔界定組成物,以及其中所述第一孔界定組成物具有不小於所述陶瓷材料的一組成物的熔點的熔點。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的方法,其中所述第一成孔劑組成物具有一第一硬度(H1),且所述陶瓷材料的所述組成物具有一第二硬度(H2),且其中所述第一硬度不小於所述第二硬度。
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