CN107000167A - 包括具有碳化硅的附聚物和无机粘结材料的研磨制品 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了包括本体的研磨制品，所述本体包括粘结材料、包含在粘结材料内的包括碳化硅的研磨附聚物以及至少60的渗透率，所述粘结材料具有包括陶瓷的无机材料。
Description
技术领域
下文涉及研磨制品，并且特别涉及包括包含碳化硅的附聚物和无机粘结材料的研磨制品。
背景技术
钛的研磨已证明是困难的，并且已考虑了各种类型的经粘结研磨制品。美国专利号2,216,728公开了通过粘结体保持在聚集体中的多个较小的金刚石或碳化硼晶粒的聚集体的形成，所述粘结体可为金属、粘土、玻璃或有机聚合物。聚集体的形成方法将根据所采用的粘结介质的性质而稍微改变。如果金属是粘结体，则金属粉末和细研磨颗粒例如金金刚石混合在一起，并且根据所使用的金属在700°至1500°的温度下热压。通过用常规液体将约5％粘土与95％细磨粒混合来制备陶瓷粘结聚集体，以给予混合物所需的一致性。然后将混合物在例如1250℃下烧制以使粘土粘结体玻璃化。
美国专利号3,183,071公开了具有小于5微米的粒径的非常细的结晶氧化铝的粘结颗粒。通过挤出细氧化铝颗粒和粘结体的混合物，将挤出物以所需尺寸切割，并且烧制未加工的丸粒，来形成各种横截面的研磨颗粒。该粘结体是硅酸盐玻璃，其具有10-25％氧化铝、50-70％二氧化硅、5-15％氧化钙、10-20％氧化镁和最多约3％杂质的最终烧制重量组成。烧制的丸粒被粘结到砂轮内，并且用于阻碍不锈钢的研磨。
美国专利号4,364,746公开了由通过树脂或聚合物粘结到较大研磨颗粒内的研磨材料如氧化铝或碳化硅的细颗粒组成的经预粘结研磨聚集体。不同强度的聚集颗粒通过将各种类型和量的填料材料掺入用于将细研磨颗粒保持在一起以形成较大的研磨附聚物的树脂或聚合物粘结剂中而制成。
美国专利号5,711,774号公开了用于研磨含钛材料的玻璃态经粘结研磨砂轮。轮包括碳化硅磨粒、中空陶瓷球和低温高强度粘结。轮显然具有改进的性能特征，这是由于氧化锂在粘结体中的降低含量和陶瓷成孔剂的使用。
美国专利号4,575,384公开了用于研磨钛金属及其合金的研磨产品。用于研磨钛的产品由砂轮组成，其中磨粒是用耐火粘结体如氮氧化硅或硅酸盐基材料粘结在一起的碳化硅颗粒的聚集体。
美国专利号5,118,326号公开了用于研磨含钛材料的玻璃态经粘结研磨砂轮。轮包括碳化硅和氧化铝磨粒的共混物。
所公开的研磨聚集体也与更常规类型的磨粒一起利用，所述磨粒例如熔融压碎氧化铝、氧化铝-氧化锆等等，包括碳化硅、碳化硼和金刚石。
发明内容
对于一个方面，研磨制品包括本体，所述本体包括包含具有不大于950℃的熔融温度的玻璃相的粘结材料，以及包含在粘结材料内的研磨附聚物，所述研磨附聚物包括碳化硅颗粒。
对于另一个方面，研磨制品包括本体，所述本体包括包含玻璃相和包括锆石的多晶相的粘结材料，以及包含在粘结材料内的研磨附聚物，所述研磨附聚物包括碳化硅颗粒。
附图说明
通过参考附图，本公开内容可得到更好地理解，并且其许多特征和优点对于本领域技术人员是显而易见的。
图1包括根据一个实施例提供形成研磨制品的方法的流程图。
图2包括根据一个实施例的研磨制品的一部分的图像。
图3包括示例性孔径分布曲线。
图4包括代表一个实施例的样品的孔径分布的图。
图5包括常规研磨制品的一部分的图像。
图6包括代表常规研磨制品的样品的孔径分布的图。
图7包括对于用于代表性样品和常规样品的研磨测试，在损坏之前去除的累积原料的图。
图8包括在使用代表性样品和常规样品的研磨测试期间进行的各种材料去除率的拐角半径的图。
图9包括在使用代表性样品和常规样品的研磨测试期间的轮磨损率相对于材料去除率的图。
图10包括在使用代表性样品和常规样品的研磨测试期间的G比率相对于材料去除率的图。
具体实施方式
下文涉及包括适合于研磨含钛金属的经粘结研磨制品的研磨制品，所述含钛金属包括但不限于钛基金属和钛基金属合金，例如钛铝合金(即，TiAl金属)。在许多具有商业重要性的金属和合金中，钛金属及其合金可能是最难以经由研磨加工的。由于它们非常易受氧化影响，尤其是在高温下(例如在研磨过程中产生的那些高温下)，含钛金属(包括钛基金属和钛基金属合金)可能是极难研磨的。氧化反应是高度放热的，从而生成大量的热量，其与经历研磨任何金属的正常研磨热相加。为了解决这一问题，与含铁金属相比，钛基金属通常具有相对较低的热导率，这导致在研磨表面处更高的热浓度。已发现包括碳化硅研磨颗粒的研磨制品相对于某些基于氧化物的研磨颗粒是有利的，因为碳化硅颗粒在研磨过程中对于溶解在热钛中有抵抗力。
图1包括说明根据一个实施例的形成研磨制品的方法的流程图。如所示的，在步骤101处，可通过形成在粘结剂中包括研磨颗粒的混合物来起始该方法。根据一个实施例，研磨颗粒可包括碳化硅。更具体地，研磨颗粒可为碳化硅基材料，使得研磨颗粒的主要含量包括碳化硅。在另外一个实施例中，研磨颗粒可基本上由碳化硅组成。
此外，粘结剂可包含可包括玻璃料的粉末材料。值得注意的是，粘结剂可包括无机材料，例如陶瓷。如本文使用的，对陶瓷的提及可包括包含至少一种金属元素和至少一种非金属元素的组合物。例如，陶瓷可包括材料例如氧化物、碳化物、氮化物、硼化物及其组合。更具体地，陶瓷材料可具有玻璃相、晶相、多晶相及其组合。
根据一个实施例，研磨颗粒可具有至少0.1微米，例如至少1微米、至少5微米、至少10微米、至少20微米、至少30微米、或甚至至少40微米的平均粒径。而且，在另一个非限制性实施例中，研磨颗粒可具有不大于5000微米，例如不大于4000微米、或甚至不大于3000微米、不大于2000微米的平均粒径、不大于1000微米、不大于500微米、不大于100微米、或甚至不大于约90微米的平均粒径。应了解，研磨颗粒可具有在包括任何最小值和最大值中任意者的范围内的平均粒径。
在一个实施例中，粘结剂可包括基于氧化物的材料，包括例如某些含量的二氧化硅、氧化硼及其组合。在至少一个实施例中，粘结剂可包括硼硅酸盐组合物。更具体地，粘结剂可具有包括二氧化硅(SiO2)、氧化硼(B2O3)、粘土和基于水玻璃的组合物其组合的组成。
根据一个特定实施例，包括粘结剂和研磨颗粒的混合物也可包括一种或多种填料材料。填料材料可不同于研磨颗粒，并且可具有的硬度小于研磨颗粒的硬度。填料材料可提供改进的机械性能，并且促进根据实施例的研磨附聚物的形成。在至少一个实施例中，填料材料可包括各种材料，例如纤维、织造材料、非织造材料、颗粒、矿物质、坚果、壳、氧化物、氧化铝、碳化物、氮化物、硼化物、有机材料、聚合物材料、天然存在的材料及其组合。在特定情况下、填料材料可包括材料例如硅灰石、莫来石、钢、铁、铜、黄铜、青铜、锡、铝、蓝晶石、红柱石、石榴石、石英、氟化物、云母、霞石正长岩、硫酸盐(例如硫酸钡)、碳酸盐(例如碳酸钙)、冰晶石、玻璃、玻璃纤维、钛酸盐(例如钛酸钾纤维)、岩棉、粘土、海泡石、硫化铁(例如Fe2S3、FeS2或其组合)、氟石(CaF2)、硫酸钾(K2SO4)、石墨、氟硼酸钾(KBF4)、氟化铝钾(KAlF4)、硫化锌(ZnS)、硼酸锌、硼砂、硼酸、细钢铝石粉末、P15A、鼓泡氧化铝、软木、玻璃球、银、SaranTM树脂、对二氯苯、草酸、碱金属卤化物、有机卤化物和凹凸棒石。
混合物的形成可包括形成干混合物或湿混合物。制备湿混合物以促进研磨颗粒在粘结剂内的合适分散可能是合适的。此外，应了解，混合物可包括其他材料，包括例如填料、添加剂、粘结剂和本领域已知的任何其他材料，以促进在形成玻璃化经粘结磨料之前形成混合物以产生未加工的产品。在至少一个实施例中，混合物基本上不含成孔剂。
参考图1，在步骤101处形成包括研磨颗粒和粘结剂的混合物之后，该过程可通过形成研磨颗粒和粘结剂的附聚物在步骤102除继续。如本文使用的，提及附聚物是对包含在粘结剂材料内包括较小颗粒(例如，研磨颗粒)的颗粒的提及，其可为在附聚体的体积自始至终基本上均匀且连续的三维材料相。粘结剂材料可包括一定含量的玻璃相。附聚物可不同于聚集体，所述聚集体是以颗粒物质的形式彼此粘结的各种尺寸的离散颗粒的复合物。值得注意的是，聚集体不包括在颗粒物质体积自始至终延伸的连续粘结剂。
形成研磨附聚物的过程可包括使粘结剂的至少一部分部分固化。形成研磨附聚物的过程可包括使粘结剂部分固化，其可包括在热处理期间将粘结剂的至少一部分转化为液相，使得足以将多个研磨颗粒粘结在一起以形成研磨附聚物。更具体地，形成研磨附聚物的方法可包括将混合物加热至至少100℃，例如至少125℃、至少150℃、至少175℃、至少200℃、至少250℃、甚至至少300℃的成形温度。而且，在另一个非限制性实施例中，成形温度可不大于500℃、不大于450℃、不大于400℃、不大于350℃、或甚至不大于300℃。应了解，成形温度可在包括上述最低温度和最高温度中任意者的范围内。在本文中提及成形温度可为材料的熔融温度，并且可适合于使粘结剂材料形成液相，其可促进研磨附聚物的形成。
加热过程可进行特定的持续时间，以促进研磨附聚物的形成。例如，研磨附聚物的形成可包括在形成温度下保持特定的持续时间，例如至少1分钟、至少3分钟、至少5分钟、或甚至至少10分钟。在另一个非限制性实施例中，加热过程可包括将混合物在成形温度下保持不大于30分钟，例如不大于20分钟、或甚至不大于15分钟，以促进研磨附聚物的形成。应了解，在成形温度下的持续时间可在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内。
根据一个实施例，研磨附聚物的形成可包括在氧化大气或非氧化大气中加热混合物。一些合适的非氧化大气可包括一种或多种惰性气体种类和/或氮。在至少一个实施例中，形成研磨附聚物的方法可包括在富氮大气中，且更特别是在基本上由氮组成的大气中加热该混合物，所述富氮大气可包括至少51体积％的氮。在另外一个实施例中，研磨附聚物的形成可包括在环境空气的大气中加热。
根据一个实施例，研磨附聚物可具有至少约至少50微米、至少60微米、至少70微米、至少80微米、至少90微米、至少100微米、至少110微米、至少120微米、至少130微米、至少140微米、或甚至至少150微米的平均粒径(D50)。而且，在另一个非限制性实施例中，研磨附聚物可具有不大于5000微米，例如不大于4000微米、不大于3000微米、或甚至不大于2000微米的平均粒径。应了解，研磨附聚物可具有在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的平均粒径。
再次参考图1，在步骤102处形成研磨颗粒和粘结剂的研磨附聚物之后，该过程可在步骤103处继续，所述步骤103可包括将研磨附聚物与粘结材料混合。值得注意的是，粘结材料可具有与粘结剂不同的组成。粘结材料也可称为前体粘结材料，其可为粉末材料的形式，直到其被热处理并且形成研磨制品的最终形成的粘结材料。更具体地，粘结材料可包括基于氧化物的组合物，其可包括一些含量的二氧化硅、氧化硼、氧化铝、锆石、氧化钠、氧化钾、氧化铁、氧化钛、氧化镁、氧化钙等等。前体粘结材料的组合物用于形成最终形成的经粘结磨料本体的粘结材料。最终形成的经粘结磨料本体的粘结材料的含量在下文中更详细地公开。粘结前体材料和最终形成的经粘结磨料本体的粘结材料的组成可基本上相同(即，前体粘结材料和最终形成的经粘结磨料本体的粘结材料之间的任何一种组分中的5％或更少的差异)或基本相同(即，前体粘结材料和最终形成的经粘结磨料本体的粘结材料之间的任何一种组分中的1％或更小的差异)。
根据一个实施例，粘结材料可包括锆石。在至少一个特定实施例中，粘结材料包括的锆石含量大于粘结剂内的锆石含量。此外，在至少一个实施例中，粘结剂可基本上不含锆石，并且粘结材料可包含相对于粘结材料的总重量至少5重量％的锆石。
粘结材料可具有可促进研磨制品的合适形成和性能的特定熔融温度。在至少一种情况下，粘结材料(即，前体粘结材料而不是最终形成的粘结材料)可具有的熔融温度高于粘结剂的熔融温度。更具体地，如通过式[(Tbm-Tb)/Tbm]x100％计算的，粘结材料可具有的熔融温度比粘结剂后的熔融温度高至少约2％，其中Tbm表示粘结材料的熔融温度，并且Tb是粘结剂的熔融温度。在另一个非限制性实施例中，粘结材料可具有的熔融温度比粘结剂的熔融温度高至少约5％，例如高至少约10％、至少约20％、至少30％、至少40％、至少50％或甚至至少60％。在一个非限制性实施例中，粘结材料的熔融温度可比粘结剂的熔融温度高不大于90％，例如不大于80％、或甚至不大于70％，这可有利于合适的形成。应了解，粘结材料和粘结剂之间的熔融温度的差异可在包括上述最小百分比和最大百分比中任意者的范围内。
在某些情况下，可将未附聚的研磨颗粒加入到研磨附聚物和粘结材料的混合物中。未附聚的研磨颗粒可包括材料例如氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、碳基材料(例如金刚石)、碳氧化物、氮氧化物、硼氧化物及其组合。在某些情况下，未附聚的研磨颗粒可为特别硬的，具有例如至少6，例如至少6.5、至少7、至少8、至少8.5、至少9的莫氏硬度。根据一个实施例，未附聚的研磨颗粒可包括超级研磨材料。未附聚的研磨颗粒可包括选自二氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆、火石、石榴石、金刚砂、稀土元素氧化物、含稀土材料、氧化铈、溶胶-凝胶衍生的颗粒、石膏、氧化铁、含玻璃的颗粒及其组合的材料。在另一种情况下，未附聚的研磨颗粒还可包括碳化硅(例如，绿色39C和黑色37C)、棕色熔融氧化铝(57A)、晶种凝胶磨料、具有添加剂的烧结氧化铝、成型和烧结氧化铝、粉红色氧化铝、红宝石色氧化铝(例如25A和86A)、电熔单晶氧化铝32A、MA88、氧化铝氧化锆磨料(NZ、NV、ZF)、挤压铝土矿、立方氮化硼、金刚石、abral(氮氧化铝)、烧结氧化铝(Treibacher的CCCSK)、挤压氧化铝(例如SR1、TG和TGII)或其任何组合。根据一个特定实施例，未附聚的研磨颗粒基本上由碳化硅组成。未附聚的研磨颗粒可为稀释晶粒，其具有的硬度小于研磨附聚物，但仍比可能存在于研磨制品中的填料材料更硬。在另外其他情况下，研磨颗粒可包括成形的研磨颗粒，其与破碎的晶粒不同，每个成形研磨颗粒可具有相对于彼此的精确且基本上相似的形状。
对于至少一个实施例，未附聚的研磨颗粒可具有有利于形成研磨制品的特定平均粒径，并且可改进研磨制品的性能。例如，未附聚的研磨颗粒可具有至少1微米，例如至少5微米、至少10微米、至少20微米、至少30微米、至少40微米或甚至至少50微米的平均粒径(D50)。在一个非限制性实施例中，未附聚的研磨颗粒可具有不大于2600微米，例如不大于2550微米、不大于2500微米、不大于2300微米、不大于2000微米、不大于1800微米、不大于1500微米、不大于1200微米、不大于1000微米、不大于800微米、不大于600微米、不大于300微米、不大于200微米、不大于150微米或甚至不大于100微米的平均粒径(D50)。应了解，未附聚的研磨颗粒可具有在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的平均粒径。
在某些情况下，未附聚的研磨颗粒可具有相对于研磨附聚物的平均粒径(D50aa)具有特定关系的平均粒径(D50uap)。例如，未附聚的研磨颗粒可具有的平均粒径(D50uap)小于研磨附聚物的平均粒径(D50aa)。更具体地，本体可具有不大于1的比率(D50upa/D50aa)，例如大于0.95、不大于0.9、不大于0.8、不大于0.7、不大于0.6、不大于0.5、不大于0.4、或甚至不大于0.3。而且，在至少一个实施例中，比率(D50upa/D50aa)可为至少0.01、至少0.05、至少0.1、至少0.15、至少0.2、至少0.25、至少0.3、至少0.35、至少0.4、至少0.5。应了解，比率(D50upa/D50aa)可在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内。
混合物和因此最终形成的研磨制品可包含相对于研磨制品中研磨颗粒的总含量的未附聚的研磨颗粒的特定含量。例如，未附聚的研磨颗粒可以相对于研磨颗粒的总含量(即，研磨附聚物中的研磨颗粒和未附聚的研磨颗粒)至少1％的量存在，例如研磨颗粒的总含量的至少2％、至少5％、至少8％、至少10％、至少15％、至少20％、至少25％、至少30％、至少35％、至少40％、至少45％、或甚至至少50％。而且，在另一个实施例中，未附聚的研磨颗粒可以不大于60％，例如不大于55％、不大于50％、不大于45％、不大于40％、不大于35％、不大于30％、不大于25％、不大于20％、不大于15％、不大于12％、不大于10％、不大于8％、不大于6％、不大于4％、不大于2％、不大于1％的量存在。应了解，相对于本体中的研磨颗粒的总含量，未附聚的研磨颗粒的含量可在包括上述最小百分比和最大百分比中任意者的范围内。
在更具体的方面，粘结材料可具有至少800℃，例如至少825℃、甚至至少850℃的成形温度，其可为材料的熔融温度。而且，在另一个非限制性实施例中，粘结材料可具有不大于1000℃、不大于990℃、不大于980℃、不大于970℃、不大于960℃、或甚至不大于950℃的熔融温度。应了解，粘结材料可具有在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的熔融温度。
再次参考图1，在103的将研磨附聚物与粘结材料混合之后，形成研磨制品的过程可在步骤104处继续，所述步骤104包括热处理研磨附聚物和粘结材料以形成经粘结磨料。根据一个实施例，热处理过程可包括将研磨附聚物和粘结材料加热到足以使粘结剂和粘结材料混合以形成玻璃态粘结材料的温度。即，最终形成的经粘结磨料本体可包括具有其为粘结剂和粘结材料的共混物的组成的玻璃态粘结材料，其中热处理操作以适合于确保粘结剂和粘结材料的至少部分混合的方式进行。根据一个实施例，热处理可包括将研磨附聚物和粘结材料加热至不大于950℃，例如不大于940℃、或甚至不大于930℃的成形温度。而且，在至少一个非限制性实施例中，热处理过程可包括将研磨附聚物和粘结材料加热至至少850℃，例如至少875℃、或甚至至少900℃的成形温度。应了解，热处理过程可包括将研磨附聚物和粘结材料加热到包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的成形温度。成形温度可为熔融温度，因为前体粘结材料和粘结剂的熔融促进粘结剂和前体粘结材料的混合和组合，以形成最终形成的经粘结磨料的玻璃态粘结材料。
热处理还可包括在非氧化大气中加热附聚物和粘结材料。在至少另一个实施例中，热处理过程可包括在富氮大气中，且更特别是基本上由氮组成的大气中加热研磨附聚物和粘结材料。此外，应了解，非氧化大气可包括一种或多种惰性气体。而且，在另一个实施例中，热处理过程可在环境大气(即空气)中进行。
在热处理以形成经粘结磨料本体之后，经粘结磨料本体可掺入研磨制品内。应了解，经粘结磨料本体可具有如本领域已知的任何合适的尺寸和形状，并且可掺入各种类型的研磨制品内，以形成适合于进行材料去除操作的经粘结研磨制品，特别是对含钛金属和含钛金属合金，并且更特别是对钛基金属和金属合金，例如铝化钛、Ti-6Al-4V等等的去除操作。例如，经粘结磨料本体可附接到基材例如轮的轮毂，以促进经粘结研磨砂轮的形成。
本文公开的经粘结研磨制品还可用于对某些其他材料(例如含镍材料)进行的材料去除操作，所述含镍材料可为例如含镍金属和含镍金属合金，并且特别包括镍基金属和金属合金。在一个非限制性实施例中，含镍材料可包括合金617、合金625、合金合金706、合金718、合金718SPFTM、合金725、合金X-750、合金MA754、合金783、合金HX、合金42、合金75、合金80A、合金86、合金90、合金105、合金115、合金901、合金PE16、合金PK33、合金263、合金36、合金903、合金907、合金909、合金A-286、合金188、合金520、合金L-605、合金720、合金D-979、合金R41、Waspaloy、铸铁(例如灰铸铁、球墨铸铁和冷硬铸铁)。
除含钛材料或含镍材料外的某些类型的材料也可适合于利用本文公开的经粘结研磨制品的材料去除操作。在一个非限制性实施例中，这种材料可包括含铝材料(例如铝合金)、碳化物(例如碳化钨)、不锈钢、非铁金属和合金(例如铜、青铜、锡、黄铜、锌等等)、氮化金属、橡胶、塑料、复合材料、陶瓷和硬化钢。
图2包括根据一个实施例的经粘结磨料本体的一部分的图像。如所述的，经粘结磨料本体包括研磨附聚物201，其可包括研磨附聚物201、以粘结桥的形式连接研磨附聚物201的粘结材料202、以及在粘结材料202和研磨附聚物201之间延伸的孔203。应当注意，提及粘结材料202是由如本文实施例的方法中所述的粘结剂和粘结材料的混合物形成的玻璃态粘结材料。
经粘结磨料本体可包括特定含量的粘结材料，其可促进研磨制品的改进性能。根据一个实施例，经粘结磨料可具有包括相对于本体的总体积至少3体积％的粘结材料的本体。在另外其他实施例中，经粘结磨料本体可包括相对于本体的总体积至少4体积％或甚至至少5体积％的粘结材料。在另外一个非限制性实施例中，经粘结磨料的本体可具有相对于本体的总体积不大于20体积％的粘结材料，例如不大于18体积％、不大于15体积％、或甚至不大于12体积％的粘结材料。应了解，经粘结磨料本体可具有在包括上述最小百分比和最大百分比中任意者的范围内的粘结材料含量。
根据另一个实施例，经粘结磨料本体可具有特定含量的孔隙率和孔隙率类型，这促进研磨制品的改进性能。根据一个实施例，本体可包括相对于本体的总体积至少40体积％的孔隙率。在更特定的实施例中，本体可包括相对于本体的总体积至少42体积％的孔隙率，例如至少43体积％、至少44体积％、至少45体积％、至少46体积％、至少47体积％、至少48体积％、至少49体积％、至少50体积％、至少51体积％、至少52体积％、至少53体积％、至少54体积％、至少55体积％、至少56体积％、至少57体积％、至少58体积％、至少59体积％、至少60体积％、至少61体积％、或甚至至少62体积％的孔隙率。而且，在其他非限制性实施例中，本体可包括相对于本体的总体积不大于75体积％，例如不大于70体积％、不大于78体积％、不大于76体积％、不大于74体积％、不大于72体积％、不大于70体积％、不大于68体积％、不大于66体积％或甚至不大于64体积％的孔隙率。应了解，本体可包括在包括上述最小百分比和最大百分比中任意者的范围内的孔隙率含量。
根据一个实施例，经粘结磨料本体可具有特别大的孔，这可促进改进的性能。例如，本体可具有至少约70微米、至少80微米、至少85微米、至少90微米、至少95微米、至少100微米、至少110微米、至少120微米、至少130微米、至少140微米、至少150微米、或甚至至少160微米的平均孔径。而且，在另一个非限制性实施例中，本体可具有不大于2000微米，例如不大于1500微米、不大于1000微米、不大于900微米、不大于800微米或甚至不大于700微米的平均孔径。应了解，本体可具有在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的平均孔径。此外，可使用ASTM标准E112用于测定平均粒径的标准测试方法来测量平均孔径。在Hitachi显微镜上以60X放大率观察本体的横截面图像。确定孔长度的宏观遵循基于包括在图像上描绘6条等距间隔的线并且测定与孔相交的线的域来测量晶体大小的技术。测量与孔相交的线的区域。对于经粘结磨料本体的一部分的七个不同图像重复该过程。在分析所有图像之后，将该值求平均值以计算平均孔径。此外，应了解，提及平均孔径(average poresize)也可为提及平均孔径(mean pore size)。
根据一个实施例，经粘结磨料本体可具有可促进改进性能的特定中值孔径。例如，本体可具有至少约45微米，例如至少50微米、至少55微米、至少60微米、至少65微米、至少70微米、至少75微米、至少75微米至少80微米、或甚至至少85微米的中值孔径。而且，在另一个非限制性实施例中，本体可具有不大于2000微米，例如不大于1500微米、不大于1000微米、不大于900微米、不大于800微米或甚至不大于700微米、不大于500微米、或甚至不大于200微米的中值孔径。应了解，本体可具有在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的中值孔径。此外，中值孔径可使用ASTM标准E112用于测定平均粒径的标准测试方法来测量。
对于某些其他实施例，经粘结磨料本体可具有上四分位孔径限度，其限定了限定本体中最大25％的孔的最小孔径(即在本体中的所有孔径的75％至100％的孔径)。换句话说，上四分位孔径限度是通过使用ASTM标准E112测量的本体的适当统计学抽样而获得的在本体孔径分布的第75百分位数处的孔的孔径。例如，本体可具有至少约85微米，例如至少90微米、至少100微米、至少110微米、至少120微米、至少130微米、至少130微米、至少140微米、至少150微米、至少160微米、至少170微米、至少180微米、至少190微米或甚至至少200微米的上四分位孔径限度。而且，在另一个非限制性实施例中，本体可具有不大于2000微米，例如不大于1500微米、不大于1000微米、不大于900微米、不大于800微米、不大于700微米、或甚至不大于500微米的上四分位孔径限度微米。应了解，本体可具有在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的上四分位孔径限度。
在一个实施例中，经粘结磨料本体也可具有特定的孔径标准差，其可促进研磨制品的改进性能。可由测量通过使用ASTM标准E112测量的本体的适当统计学采样而获得的本体孔径分布，并且计算来自孔径数据的标准差，来确定孔径标准差。例如，本体可具有至少约85微米，例如至少90微米、至少100微米、至少110微米、至少120微米、至少130微米、至少140微米、至少150微米、至少160微米、至少170微米、至少180微米、至少190微米、或甚至至少200微米的孔径标准差。而且，在另一个非限制性实施例中，本体的孔隙率可具有不大于2000微米，例如不大于1500微米、不大于1000微米、不大于900微米、不大于800微米、不大于700微米、不大于500微米、或甚至不大于400微米的孔径标准差。应了解，本体的孔隙率可具有在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的孔径标准差。
在另一个实施例中，经粘结磨料本体也可具有特别的孔径变化，其可促进研磨制品的改进性能。可由测量通过使用ASTM标准E112测量的本体的适当统计学采样而获得的本体孔径分布，并且计算来自孔径数据的变化，来确定孔径变化。例如，本体可具有至少约10微米2，例如至少15微米2、至少20微米2、至少25微米2、至少30微米2、至少35微米2或甚至至少40微米2的孔径变化。而且，在另一个非限制性实施例中，本体的孔隙率可具有不大于1000微米2，例如不大于500微米2、不大于200微米2、不大于100微米2、不大于90微米2、不大于80微米2、或甚至不大于70微米2的孔径变化。应了解，本体的孔隙率可具有在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的孔径变化。
根据一个实施例，经粘结磨料本体也可具有特定的最大孔径，其可促进研磨制品的改进性能。可通过使用ASTM标准E112测量的本体的适当统计学采样，并且确定测量的最大孔径，来获得最大孔径。例如，本体可具有至少约590微米，例如至少600微米、至少700微米、至少800微米、至少900微米、至少1000微米、至少1200微米、至少1500微米、至少1700微米、或甚至至少2000微米的最大孔径。而且，在另一个非限制性实施例中，本体可具有不大于6000微米，例如不大于5500微米、不大于5000微米、不大于4500微米、不大于4000微米、或甚至不大于3500微米的最大孔径。应了解，本体可具有在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的最大孔径。
在另外一种情况下，本体可包括特定含量的研磨附聚物201，这可促进研磨制品的改进性能。例如，本体可包括相对于本体的总体积至少25体积％的研磨附聚物。在至少一个其他实施例中，本体可包括相对于本体的总体积至少28体积％，例如至少30体积％、至少32体积％、或甚至至少34体积％的研磨附聚物。而且，在至少一个非限制性实施例中，本体可包括相对于本体的总体积不大于55体积％，例如不大于52体积％、不大于50体积％、不大于48体积％、不大于46体积％、或甚至不大于44体积％的研磨附聚物。应了解，本体内的研磨附聚物的总含量可在包括上述最小百分比和最大百分比中任意者的范围内。
研磨制品的本体可包括包含在研磨附聚物内的本体中所有研磨颗粒的总含量的特定含量，其可适合于研磨制品的改进形成和性能。例如，本体内研磨颗粒总含量(即，研磨附聚物中的研磨颗粒和未附聚的研磨颗粒)的至少40％可包含在研磨附聚物内，例如本体内研磨颗粒总含量的至少42％、至少45％、至少48％、至少50％、至少55％、至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％或甚至97％可包含在研磨附聚物内。而且，在另一个实施例中，基本上所有的研磨颗粒都可包含在研磨附聚物中。对于另外一个非限制性实施例，本体内研磨颗粒的总含量的不大于97％，例如不大于95％、不大于90％、不大于85％、不大于80％、不大于75％、不大于70％、不大于65％、不大于60％、不大于55％、不大于52％、不大于50％、不大于48％、不大于46％、不大于44％、或甚至不大于42％可包含在研磨附聚物中。应了解，研磨附聚物中包含的本体中的研磨颗粒的总含量可在包括上述最小百分比和最大百分比中任意者的范围内。
在某些情况下，本体可形成为具有如通过相对于本体的总体积的研磨附聚物体积％测量的研磨附聚物含量(Caa)。此外，本体可包括如相对于本体的总体积测量的体积％的粘结材料含量(Cbm)。对于某些实施例，本体可具有至少2的附聚物/粘结体比率(CBbm/Caa)。在其他情况下，附聚物/粘结体比率可为至少2.2，例如至少2.4、至少2.6、或甚至至少2.8。而且，在另一个非限制性实施例中，附聚物/粘结体比率可不大于12，例如不大于11、不大于10、或甚至不大于9。应了解，附聚物/粘结体比率可在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内。
在某些情况下，研磨附聚物201可包括特定含量的研磨颗粒材料(例如碳化硅)。例如，研磨附聚物201可包括相对于研磨附聚物中研磨颗粒的总含量至少91％的碳化硅。在另外其他情况下，研磨附聚物中的碳化硅含量可更大，例如相对于研磨附聚物中研磨颗粒的总含量至少92％、至少93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、或甚至至少99％的碳化硅。在至少一个非限制性实施例中，研磨附聚物包括研磨颗粒，并且基本上所有研磨颗粒都是碳化硅。而且，在另一个非限制性实施例中，研磨附聚物201可包括研磨颗粒，其中不大于99％，例如不大于97％、或甚至不大于95％的研磨颗粒包括碳化硅。应了解，研磨附聚物可包括在包括上述最小百分比和最大百分比中任意者的范围内的碳化硅含量。
此外，整体本体中至少91％的研磨颗粒可包括碳化硅。在其他情况下，在本体内包含碳化硅的研磨颗粒的含量可更大，例如至少92％、至少93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、或甚至至少99％的本体中的研磨颗粒可为碳化硅。在至少一种情况下，本体中的基本上所有的研磨颗粒都可包含碳化硅，并且更具体地，本体中的基本上所有的研磨颗粒都可由碳化硅组成。
根据一个实施例，研磨附聚物可包括某些有限含量的其他组合物，这可促进研磨制品的改进性能。例如，研磨附聚物可包括研磨颗粒，并且这样的研磨颗粒可基本上不含氧化物、氮化物、硼化物及其组合。在另一种情况下，研磨附聚物可包括研磨颗粒，其包括碳化硅(例如，绿色39C和黑色37C)、棕色熔融氧化铝(57A)、晶种凝胶磨料、具有添加剂的烧结氧化铝、成型和烧结氧化铝、粉红色氧化铝、红宝石色氧化铝(例如25A和86A)、电熔单晶氧化铝32A、MA88、氧化铝氧化锆磨料(NZ、NV、ZF)、挤压铝土矿、立方氮化硼、金刚石、abral(氮氧化铝)、烧结氧化铝(Treibacher的CCCSK)、挤压氧化铝(例如SR1、TG和TGII)或其任何组合。另外，研磨附聚物可包括可仅包括基于碳化物的材料的研磨颗粒。例如，研磨附聚物201的研磨颗粒可包括相对于研磨颗粒的总百分比不大于9％的氧化铝。在另一种情况下，研磨附聚物可包括相对于研磨附聚物中的研磨颗粒的总百分比不大于7％，例如不超过5％、不大于3％、或甚至不大于2％的氧化铝。在至少一个实施例中，研磨附聚物201的研磨颗粒可基本上不含氧化铝，并且更具体地，可基本上不含α氧化铝。此外，应了解，在某些情况下，经粘结磨料的本体可基本上不含α氧化铝。
在某些情况下，研磨制品的本体可具有有限含量的包含氧化铝的未附聚的研磨颗粒。例如，本体可包括相对于本体中的研磨颗粒的总百分比不大于9％的含氧化铝的未附聚的研磨颗粒。在另一种情况下，本体可包括相对于本体中的研磨颗粒的总百分比不大于7％，例如不超过5％、不大于3％、或甚至不大于2％的含氧化铝的未附聚的研磨颗粒。在至少一个实施例中，本体可基本上不含氧化铝，并且更具体地，可基本上不含α氧化铝研磨颗粒，包括含有α氧化铝的未附聚颗粒。
对于某些实施例，除研磨附聚物之外，研磨制品还可包括一些含量的未附聚的研磨颗粒。例如，未附聚的研磨颗粒的含量(Cuap)可小于研磨附聚物的含量(Caa)。值得注意的是，研磨制品可具有如相对于本体的整体体积的体积百分比测量的未附聚的研磨颗粒含量(Cuap)与如相对于本体的整体体积的体积百分比测量的研磨附聚物的含量(Caa)相比的比率(Cuap/Caa)。在一个实施例中，比率(Cuap/Caa)可不大于1.5，例如不大于1.4、不大于1.3、不大于1.2、不大于1.15、不大于1.12、不大于1.1、不大于1.08、不大于1.06、不大于1.04、不大于1.02、不大于1、不大于0.98、不大于0.95、不大于0.9、不大于0.85、不大于0.8、不大于0.75、不大于0.7、不大于0.65、不大于0.6、不大于0.55、不大于0.5、不大于0.45、不大于0.4、不大于0.35、不大于0.3、不大于0.25、不大于0.2、不大于0.15、不大于0.1、不大于0.08、不大于0.06、不大于0.05、不大于0.04、不大于0.03、不大于0.02、或甚至不大于0.01。而且，在至少一个具体实施例中，本体可具有至少0.01，例如至少0.02、至少0.03、至少0.04、至少0.05、至少0.06、至少0.07、至少0.08、至少0.09,至少0.1、至少0.12、至少0.15、至少0.18、至少0.2、至少0.22、至少0.25、至少0.28、至少0.3、至少0.32、至少0.35、至少0.38、至少0.4、至少0.45、至少0.5、至少0.55、至少0.6、至少0.65、至少0.7、至少0.75、至少0.8、至少0.85、至少0.9、至少0.95、至少0.98的比率(Cuap/Caa)。应了解，比率(Cuap/Caa)可在包括本文所指出的最小值和最大值中任意者的范围内。
根据一个特定实施例，非附聚的研磨颗粒可以相对于本体的总体积至少约1体积％，例如至少2体积％、至少3体积％、至少4体积％、甚至至少5体积％、至少6体积％、至少7体积％、至少8体积％、甚至至少9体积％、至少10体积％的量存在。在另外一个实施例中，未附聚的研磨颗粒可以相对于本体的总体积不大于30体积％，例如不大于28体积％、不大于26体积％、不大于24体积％、不大于22体积％、不大于20体积％、不大于18体积％、不大于16体积％、不大于14体积％、不大于12体积％、不大于10体积％、不大于8体积％、不大于6体积％的量存在。对于某些研磨制品，未附聚的研磨颗粒可以在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的量存在。而且，在一个特定实施例中，本体中的研磨颗粒的总含量基本上可由研磨附聚物组成，并且可基本上不含未附聚的研磨颗粒。
本文实施例的经粘结磨料本体可具有特定渗透率和孔隙率，其可促进研磨制品的改进性能。例如，本体可包括孔隙率，其中本体的总孔隙率的至少20％可为互连孔隙率。互连孔隙率限定了延伸穿过本体的一系列互连通道。互连孔隙率在本文中也称为开放的孔隙率。开放的孔隙率或互连孔隙率可与封闭的孔隙率不同，所述封闭的孔隙率被定义为不与相邻孔连接且不形成穿过本体的通道互连网络的在本体内的离散孔。封闭的孔隙率不允许流体自由地流过本体的体积。在另一种情况下，本体可包括相对于本体的总体积或孔隙率至少30％，例如至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、或甚至至少95％的互连孔隙率。在至少一个实施例中，本体的基本上所有孔隙率都可为互连孔隙率。而且，在至少一个非限制性实施例中，本体可具有不大于99％，例如不大于95％、或甚至不大于90％的总孔隙率可为互连孔隙率。应了解，本体可包括在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的互连孔隙率的含量。
根据另一个实施例，本文中的经粘结磨料本体可具有如通过平均达西数测量的特定含量的渗透率，其可促进改进研磨制品的性能。根据一个实施例，本体可具有至少60的渗透率。在其他情况下，渗透率可更大，例如至少65、至少70、至少80、至少90、至少100，在至少110、至少115、至少120、或甚至至少125。而且，在至少一个非限制性实施例中，经粘结磨料本体的渗透率可不大于300，例如不大于250、或不大于200。应了解，经粘结磨料本体可具有在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的渗透率。
达西数根据透气性测试进行测量，所述透气性测试如ASTM C577中详述，并且由小组委员会开发且发表在C08.03 Book of Standards Volume:15.01。将样品干燥装入来自Ithaca,NY的PMI Inc.的Gas Permeameter GP-100A内。样品具有平坦的表面和1.27cm的厚度。保持样品的O形环的直径决定样品直径，其为1.07cm。空气在室温下被迫流过测试样品。将0至3psi的一系列不同压力差施加于样品的表面，并且测量通过样品的空气流动。对于0至3psi的压力范围的流速测量和相应的压力降(压力差)用于计算平均达西数，其限定经粘结磨料本体的渗透率。
达西数(C)根据等式C＝(8FTV)/[πD2(P2-1)]进行计算，并且限定通过多孔介质的渗透率，其中“F”表示流量，“T”表示样品厚度(即1.27cm)，“V”表示流过样品的气体的粘度(即，具有0.0185mPa s的粘度的空气)，“D”表示样品的直径(即1.07cm)，“P“表示跨越样品厚度的压力梯度。
在某些情况下，本文实施例的经粘结磨料本体可具有确定主要孔径最大值的一定孔径分布。例如，参考图3，提供了体积百分比与孔直径的图以示出示例性孔径分布曲线。如图3的图中进一步所示，主要孔径最大值301是与孔径分布曲线上的最高峰(即模式)相关联的最大值。对于图3的图，主要孔径最大值301具有值“W”，因为它是孔径分布曲线上的点，其限定与如通过最大体积百分比值“Y”定义的主要孔径相关的最大值。最大值是在具有正斜率的最大值左侧的曲线一部分和具有负斜率值的最大值右侧的曲线一部分之间具有斜率零的曲线上的点。
根据一个实施例，经粘结磨料本体可具有至少180微米的主要孔径最大值。在其他实施例中，主要孔径最大值可为至少185微米，例如至少190微米、至少200微米、至少205微米、至少210微米、至少215微米、或甚至至少220微米。而且，在一个非限制性实施例中，经粘结磨料本体可具有不大于700微米，例如不大于600微米、不大于500微米、或不大于约450微米的主要孔径最大值。应了解，主要孔径最大值可在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内。
在图3中进一步示出的，孔径分布图还可包括次要孔径最大值302。次要孔径最大值302可由孔径分布曲线上的第二高峰限定。换句话说，次要孔径最大值302可为与具有第二高体积百分比值“Z”的孔径分布曲线上的最大值相关的孔直径值“X”。
根据一个实施例，经粘结磨料本体可具有至少180微米的次要孔径最大值。在其他情况下，经粘结磨料本体的次要孔径最大值可为至少185微米、至少190微米、至少200微米、至少210微米、至少220微米、至少230微米、至少240微米、至少250微米、至少260微米、至少270微米、或甚至至少280微米。而且，在一个非限制性实施例中，经粘结磨料本体可具有不大于700微米，例如不大于600微米、不大于500微米、或甚至不大于450微米的次要孔径最大值。应了解，次要孔径最大值可在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内。
在某些情况下，经粘结磨料本体可具有在次要孔径最大值(PSsm)中的主要孔径最大值(PSpm)，值得注意的是，次要孔径最大值可不同于主要孔径最大值。例如，再次参考图3，主要孔径最大值301具有值“W”，其中次要孔径最大值302具有值X。在更具体的情况下，可形成经粘结磨料本体，使得次要孔径最大值在值中大于主要孔径最大值。再次参考图3，次要孔径最大值302可具有值“X”，其大于与主要孔径最大值301相关的值“W”。
在至少一个特定实施例中，经粘结磨料本体可具有孔径最大值比(PSpm/PSsm)，其中孔径最大值比可不大于1。在其他情况下，孔径最大值比可不大于0.98，例如不大于0.95、不大于0.9、不大于0.85、不大于0.8、不大于0.7、不大于0.6、或甚至不大于0.5。而且，并且至少一个非限制性的实施例，经粘结磨料本体可具有至少0.1，例如至少0.2、至少0.25、至少0.3、至少0.35、或甚至至少0.4的孔径最大值比。应了解，经粘结磨料本体可具有在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的孔径最大值比。
在某些情况下，经粘结磨料本体可包括在粘结材料中包含的陶瓷成孔剂的含量。值得注意的是，本文的经粘结磨料本体可具有显著程度的孔隙率和渗透率，并且还具有显著低的含量陶瓷成孔材料。例如，本体可包括以相对于本体的总体积不大于约5体积％的量的陶瓷成孔剂。在其他情况下，陶瓷成孔剂的含量可更小，例如相对于本体的总体积不大于4.5体积％，例如不大于4体积％、不大于3.5体积％、不大于3体积％、不大于2.5体积％、不大于2体积％、不大于1.5体积％、不大于1体积％、或甚至不大于0.5体积％。在至少一种情况下，本体可基本上不含陶瓷成孔剂或任何成孔材料。而且，在另一个非限制性的实施例中，经粘结磨料本体可包括最小含量的成孔剂，例如陶瓷成孔剂，使得本体可包含相对于本体的总体积至少0.2体积％，例如至少0.5体积％、至少0.8体积％、或甚至至少1体积％的成孔剂，例如陶瓷成孔剂。应了解，本体可包括在包括上述最小百分比和最大百分比中任意者的范围内的成孔剂含量。
根据一个实施例，经粘结磨料本体的粘结材料可包括相对于粘结材料的总重量的特定含量的二氧化硅(SiO2或二氧化硅)，其可促进研磨制品的合适性能。例如，经粘结磨料本体可包括至少30重量％的二氧化硅，例如至少32重量％、至少34重量％、至少36重量％、至少37重量％、至少40重量％、至少42重量％、或甚至至少45重量％的二氧化硅。而且，在至少一个非限制性实施例中，经粘结磨料本体的粘结材料可包括相对于粘结材料的总重量不大于60重量％的二氧化硅，例如不大于58重量％、不大于55重量％、不大于52重量％、不大于50重量％、不大于49重量％、不大于48重量％、不大于47重量％、不大于46重量％、或甚至不大于45重量％的二氧化硅。应了解，粘结体内的二氧化硅含量可在包括上述最小百分比和最大百分比中任意者的范围内。
另外，经粘结磨料本体的粘结材料可包括相对于粘结材料的总重量的特定含量的氧化铝(Al2O3或氧化铝)，其可促进研磨制品的改进性能。例如，经粘结磨料本体的粘结材料可包括相对于粘结材料的总重量至少4重量％，例如至少5重量％、至少6重量％、至少7重量％、至少8重量％、至少9重量％、至少10重量％、或甚至至少11重量％的氧化铝。而且，在一个非限制性实施例中，经粘结磨料本体的粘结材料可包括相对于粘结材料的总重量不大于18重量％，例如不大于16重量％、不大于15重量％、不大于14重量％、不大于13重量％、或甚至不大于12重量％的氧化铝。应了解，粘结材料内的氧化铝含量可在上述任何最小百分比和最大百分比之间的范围内。
在至少一个实施例中，粘结材料可包括特定含量的铝和氧化铝，其可促进研磨制品的形成和改进的性能。例如，粘结材料可包括相对于粘结材料的总重量至少4重量％的氧化铝和铝金属(Al2O3/Al)。在另外其他情况下，粘结材料可包括相对于粘结材料的总重量至少5重量％，例如至少6重量％、或甚至至少7重量％的氧化铝和铝金属(Al2O3/Al)。在另一个非限制性实施例中，粘结材料可包括相对于粘结材料的总重量不大于22重量％，例如不大于21重量％、不大于20重量％、不大于19重量％、不大于18重量％、不大于17重量％、不大于16重量％、或甚至不大于15重量％的氧化铝和铝金属。应了解，粘结材料可包括在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的氧化铝和铝金属含量。
对于至少一个实施例，粘结材料可包括二氧化硅含量(相对于粘结材料的总重量的重量％)相对于铝和氧化铝含量(相对于粘结材料的总重量的重量％)的特定比率，其可促进研磨制品的形成和改进的性能。例如，粘结材料可包括至少2，例如至少2.1、至少2.2、至少2.3、至少2.4、或甚至至少2.5的比率(SiO2/(Al2O3和Al))。在另一个非限制性实施例中，粘结材料可包括不大于9，例如不大于8.8、不大于8.5、不大于8.2、不大于8.1、不大于8、或甚至不大于7.9的比率(SiO2/(Al2O3和Al))。应了解，粘结材料可包括在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的(SiO2/(Al2O3和Al))比率。
粘结材料可包括特定含量的氧化钙(CaO或氧化钙)，其可促进改进的性能。例如，粘结材料可包括相对于粘结材料的总重量不大于8重量％、不大于6重量％、不大于5重量％、不大于4重量％、不大于3重量％、或甚至不大于2重量％的氧化钙。而且，对于至少一个非限制性实施例，粘结材料可包括相对于粘结材料的总重量至少0.1重量％，例如至少0.5重量％、至少0.8重量％、或甚至至少1重量％的氧化钙。应了解，粘结材料内的氧化钙含量可在包括上述最小百分比和最大百分比中任意者的范围内。
根据一个示例性实施例，粘结材料可基本上不含氧化钙。此外，在其他情况下，粘结材料可基本上不含稀土元素氧化物。而且，在至少一个实施例中，粘结材料可基本上不含除了氧化钙(CaO)之外的碱土金属氧化物。在另外一种情况下，粘结材料可基本上不含金属，并且更具体地，可基本上不含氧化铝金属。此外，粘结材料可基本上不含其他元素和化合物，包括例如氧化镁(MgO)、氧化钾(K2O)、氧化铁(Fe2O3)和二氧化钛(TiO2)。另外，粘结材料可基本上不含聚合物，包括例如树脂材料、热塑性材料、热固性材料及其组合。被认为是基本上不含的化合物是指小于1重量％的含量，并且可为相对于粘结材料的总重量小于0.1重量％。
根据一个实施例，粘结材料可包括特定含量的氧化硼(B2O3)，其可促进研磨制品的形成并且提高性能。例如，粘结材料可包括相对于粘结材料的总重量至少5重量％，例如至少6重量％、至少7重量％、至少8重量％、或甚至至少9重量％的氧化硼。而且，在至少一个非限制性实施例中，粘结材料可包括相对于粘结材料的总重量不大于24重量％，例如不大于22重量％、不大于20重量％、不大于18重量％、不大于17重量％、或甚至不大于16重量％的氧化硼。应了解，粘结材料可包括在包括上述最小百分比和最大百分比中任意者的范围内的氧化硼含量。
根据另一个实施例，粘结材料可包括二氧化硅含量(相对于粘结材料的总重量的重量％)相对于氧化硼含量(相对于粘结材料的总重量的重量％)的特定比率，其可促进研磨制品的形成和改进的性能。例如，粘结材料可包括至少1.5，例如至少1.7、至少1.9、至少2、至少2.1、至少2.2、或甚至至少2.3的比率(SiO2/B2O3)。在另一个非限制性实施例中，粘结材料可包括不大于8，例如不大于7.8、不大于7.4、不大于7.2、不大于6.9、不大于6.8、不大于6.6、不大于6.4、不大于6.3、或甚至不大于6.2的比率(SiO2/B2O3)。应了解，粘结材料可具有在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的比率(SiO2/B2O3)。
在另外其他情况下，粘结材料可包括其他种类，包括例如氧化钠(Na2O)，其可促进研磨制品的改进的制造和性能。例如，粘结材料可包括相对于粘结材料的总重量至少0.5重量％，例如至少1重量％、至少2重量％、至少2.5重量％、至少3重量％、至少3.5重量％、至少4重量％、至少4.2重量％或甚至至少4.4重量％的氧化钠。在另外一个非限制性实施例中，粘结材料可包括相对于粘结材料的总重量不大于15重量％，例如不大于12重量％、不大于10重量％、不大于9重量％、不大于或8重量％、不大于7重量％、不大于6重量％、或甚至不大于5.8重量％的氧化钠。应了解，粘结材料可包括在包括上述任何最小百分比和最大百分比中任意者的范围内的氧化钠含量。
对于本文实施例的某些组合物，粘结材料可基本上不含碱金属氧化物化合物。而且，在至少一个实施例中，粘结材料可基本上不含除了氧化钠之外的碱金属氧化物。
根据另一个实施例，粘结材料可包括二氧化硅含量(相对于粘结材料的总重量的重量％)相对于氧化钠含量(相对于粘结材料的总重量的重量％)的特定比率，其可促进研磨制品的形成和改进的性能。例如，粘结材料可包括至少2，例如至少2.5、至少3、至少3.5、至少4或甚至至少4.5的比率(SiO2/Na2O)。在另一个非限制性实施例中，粘结材料可包括不大于30，例如不大于28、不大于26、不大于24、不大于22、不大于20、不大于19、或甚至不大于18.5的比率(SiO2/Na2O)。应了解，粘结材料可具有在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的比率(SiO2/Na2O)。
如本文所述，粘结材料可包括陶瓷材料。陶瓷材料可包括玻璃相、多晶相及其任何组合。在至少一个实施例中，粘结材料包括玻璃相和多晶相。多晶相可包括含二氧化硅化合物，并且更特别地，含锆化合物。在至少一个实施例中，多晶相可包括锆石(ZrSiO4)。例如，粘结材料可包括相对于粘结材料的总重量至少15重量％，例如至少17重量％、至少19重量％、至少20重量％、至少21重量％、至少22重量％、至少23重量％、或甚至至少24重量％的锆石。而且，在另一个非限制性实施例中，粘结材料可包括相对于粘结材料的总重量不大于44重量％、不大于42重量％、不大于40重量％、不大于38重量％、不大于36重量％、不大于35重量％、不大于34重量％、不大于33重量％、或甚至不大于32重量％的锆石。应了解，粘结材料可包括在包括上述最小百分比和最大百分比中任意者的范围内的锆石含量。
根据另一个实施例，粘结材料可包括二氧化硅含量(相对于粘结材料的总重量的重量％)相对于锆石的含量(相对于粘结材料的总重量的重量％)的特定比率，其可促进研磨制品的形成和改进的性能。例如，粘结材料可包括至少1，例如至少1.05或甚至至少1.10的比率(SiO2/ZrSiO4)。在另一个非限制性实施例中，粘结材料可包括不大于3，例如不大于2.8、不大于2.6、不大于2.4、不大于2.2、不大于2、或甚至不大于1.9的比率(SiO2/ZrSiO4)。应了解，粘结材料可具有在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的比率(SiO2/ZrSiO4)。
在某些情况下，粘结材料可包括陶瓷材料和金属材料的混合物。金属材料可包括铝，并且在至少一个实施例中，可基本上由铝组成。根据至少一个实施例，金属材料可以少数含量存在于粘结材料内，并且值得注意的是，其含量小于陶瓷材料的含量。例如，金属材料可以相对于粘结体的总重量不大于10重量％的量存在。在另外一个实施例中，金属材料可以相对于粘结体的总重量不大于9重量％、不大于8重量％、不大于7重量％、不大于6重量％、不大于5重量％，4.5重量％，例如不大于4重量％、不大于3.5重量％、不大于3重量％、或甚至不大于2.5重量％的量存在。而且，在至少一个非限制性实施例中，金属材料可以相对于粘结体的总重量至少0.3重量％，例如至少0.5重量％、至少0.8重量％、或甚至至少1重量％的量存在。应了解，粘结材料可包括在包括上述最小值和最大值中任意者的范围内的金属材料含量。
项目1.一种研磨制品，所述研磨制品包括：本体，所述本体包括：包含具有不大于950℃的熔融温度的玻璃相的粘结材料；以及包含在所述粘结材料内的研磨附聚物，所述研磨附聚物包括碳化硅颗粒。
项目2.一种研磨制品，所述研磨制品包括：本体，所述本体包括：包含玻璃相和包括锆石的多晶相的粘结材料；以及包含在所述粘结材料内的研磨附聚物，所述研磨附聚物包括碳化硅颗粒。
项目3.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包含相对于所述本体的总体积至少3体积％、或至少4体积％或至少5体积％的粘结材料。
项目4.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包含相对于所述本体的总体积不大于20体积％、或不大于18体积％、或不大于15体积％、或不大于12体积％的粘结材料。
项目5.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包括相对于所述本体的总体积至少40体积％的孔隙率。
项目6.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包含相对于所述本体的总体积至少42体积％、或至少43体积％、或至少44体积％、或至少45体积％、或至少46体积％、或至少47体积％、或至少48体积％、或至少49体积％、或至少50体积％、或至少51体积％、或至少52体积％、或至少53体积％、或至少54体积％的孔隙率。
项目7.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包含相对于所述本体的总体积不大于75体积％、或不大于70体积％、或不大于68体积％、或不大于65体积％、或不大于63体积％、或不大于60体积％的孔隙率。
项目8.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包含相对于所述本体的总体积至少25体积％、或至少28体积％、或至少30体积％、或至少32体积％、或至少34体积％的研磨附聚物。
项目9.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包含相对于所述本体的总体积不大于55体积％、或不大于52体积％、或不大于50体积％、或不大于48体积％、或不大于46体积％、或不大于44体积％的研磨附聚物。
项目10.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包含如以相对于所述本体的总体积的体积百分比测量的研磨附聚物含量(Caa)和粘结材料含量(Cbm)，并且其中所述本体包含至少2、或至少2.2、或至少2.4、或至少2.6、或至少2.8的附聚物/粘结体比率(Cbm/Caa)。
项目11.项目10的研磨制品，其中所述研磨附聚物/粘结体比率(Cbm/Caa)不大于12、或不大于11、或不大于10、或不大于9。
项目12.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述研磨附聚物包含相对于所述研磨附聚物中研磨颗粒的总含量至少91％、或至少92％、或至少93％、或至少94％、或至少95％、或至少96％、或至少97％、或至少98％、或至少99％的碳化硅。
项目13.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述研磨附聚物包括研磨颗粒，并且基本上所有研磨颗粒都是碳化硅。
项目14.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体中的研磨颗粒的至少91％、或至少92％、或至少93％、或至少94％、或至少95％、或至少96％、或至少97％、或至少98％、或至少99％包含碳化硅。
项目15.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述研磨附聚物包含研磨颗粒，并且所述研磨颗粒包含相对于所述研磨附聚物中研磨颗粒的总百分比不大于9％、或不大于7％、或不大于5％、或不大于3％、或不大于2％的氧化铝。
项目16.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包含相对于所述本体中研磨颗粒的总百分比不大于9％、或不大于7％、或不大于5％、或不大于3％、或不大于2％的含氧化铝的未附聚的研磨颗粒。
项目17.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述研磨附聚物包含研磨颗粒，并且所述研磨颗粒基本上不含氧化铝。
项目18.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体基本上不含α氧化铝。
项目19.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述研磨附聚物包含研磨颗粒，并且其中所述研磨颗粒仅包含基于碳化物的材料。
项目20.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述研磨附聚物包含研磨颗粒，并且其中所述研磨颗粒基本上不含氧化物、氮化物、硼化物及其组合。
项目21.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体还包含未附聚的研磨颗粒。
项目22.项目21的研磨制品，其中所述未附聚的研磨颗粒的含量(Cuap)小于研磨附聚物的含量(Caa)。
项目23.项目22的研磨制品，其中所述本体包含不大于1.5、或不大于1.4、或不大于1.3、或不大于1.2、或不大于1.15、或不大于1.12、或不大于1.1、或不大于1.08、或不大于1.06、或不大于1.04、或不大于1.02、或不大于1、或不大于0.98、或不大于0.95、或不大于0.9、或不大于0.8、或不大于0.75、或不大于0.7、或不大于0.65、或不大于0.6、或不大于0.55、或不大于0.5、或不大于0.45、或不大于0.4、或不大于0.35、或不大于0.3、或不大于0.25、或不大于0.2、或不大于0.15、或不大于0.1、或不大于0.08、或不大于0.06、或不大于0.05、或不大于0.04、或不大于0.03、或不大于0.02、或不大于0.01的未附聚的研磨颗粒的含量(Cuap)与研磨附聚物的含量(Caa)相比的比率(Cuap/Caa)。
项目24.项目22的研磨制品，其中所述本体包含至少0.01、或至少0.02、或至少0.03、或至少0.04、或至少0.5、或至少0.06、或至少0.07、或至少0.08、或至少0.09、或至少0.1的未附聚的研磨颗粒的含量(Cuap)与研磨附聚物的含量(Caa)相比的比率(Cuap/Caa)。
项目25.项目21的研磨制品，其中所述未附聚的研磨颗粒选自由氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、基于碳的材料、碳氧化物、氮氧化物、硼氧化物及其组合组成的材料组。
项目26.项目21的研磨制品，其中所述未附聚的研磨颗粒包含超级研磨材料。
项目27.项目21的研磨制品，其中所述未附聚的研磨颗粒具有至少6、或至少6.5、或至少7、或至少8、或至少8.5、或至少9的莫氏硬度。
项目28.项目21的研磨制品，其中所述未附聚的研磨颗粒包括选自二氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆、火石、石榴石、金刚砂、稀土元素氧化物、含稀土材料、氧化铈、溶胶-凝胶衍生的颗粒、石膏、氧化铁、含玻璃的颗粒及其组合的材料。
项目29.项目21的研磨制品，其中所述未附聚的研磨颗粒基本上由碳化硅组成。
项目30.项目21的研磨制品，其中所述未附聚的研磨颗粒以相对于所述本体中研磨颗粒的总含量至少约1％、或至少2％、或至少5％、或至少8％、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％、或相对于研磨颗粒的总含量至少50％的量存在。
项目31.项目21的研磨制品，其中所述未附聚的研磨颗粒以相对于所述本体中研磨颗粒的总含量不大于60％、或不大于55％、或不大于50％、或不大于45％、或不大于40％、或不大于35％、或不大于30％、或不大于25％、或不大于20％、或不大于15％、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％、或不大于1％的量存在。
项目32.项目21的研磨制品，其中所述未附聚的研磨颗粒包含至少1微米、或至少5微米、或至少10微米、或至少20微米、或至少30微米、或至少40微米、或至少50微米的平均粒径(D50)。
项目33.项目21的研磨制品，其中所述未附聚的研磨颗粒包含不大于2600微米、或不大于2000微米、或不大于1000微米、或不大于800微米、或不大于600微米、或不大于300微米、或不大于200微米、或不大于150微米、或不大于100微米的平均粒径(D50)。
项目34.项目21的研磨制品，其中所述未附聚的研磨颗粒包含的平均粒径(D50)小于所述附聚的研磨颗粒的平均粒径(D50)。
项目35.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体中研磨颗粒的总含量基本上由研磨附聚物组成，并且基本上不含未附聚的研磨颗粒。
项目36.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包括孔隙率，并且所述总孔隙率的至少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％是互连孔隙率。
项目37.项目36的研磨制品，其中所述本体的基本上所有孔隙率都是互连孔隙率。
项目38.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包括孔隙率，并且所述总孔隙率的不大于99％、或不大于95％、或不大于90％是互连孔隙率。
项目39.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包括至少60、或至少65、或至少70、或至少80、或至少90、或至少100、或至少110、或至少115、或至少120、或至少125的渗透率。
项目40.项目39的研磨制品，其中所述本体包括不大于300、或不大于250、或不大于200的渗透率。
项目41.项目21的研磨制品，其中所述本体包括包含在所述粘结材料内的成孔剂，所述成孔剂以相对于所述本体的总体积不大于4体积％、或不大于3.5体积％、或不大于3体积％、或不大于2.5体积％、或不大于2体积％、或不大于1.5体积％、或不大于1体积％、或不大于0.5体积％的量存在。
项目42.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体基本上不含成孔剂。
项目43.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包含相对于所述本体的总体积至少0.2体积％、至少0.5体积％、或至少0.8体积％、或至少1体积％的成孔剂。
项目44.项目2的研磨制品，其中所述粘结材料包括不大于950℃的成形温度。
项目45.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包含相对于所述粘结材料的总重量至少30重量％、或至少32重量％、或至少34重量％、或至少36重量％、或至少37重量％的二氧化硅(SiO2)。
项目46.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包含不大于60重量％、或不大于58重量％、或不大于55重量％的二氧化硅。
项目47.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包含相对于所述粘结材料的总重量至少4重量％的氧化铝(Al2O3)，或至少5重量％、或至少6重量％、或至少7重量％、或至少8重量％、或至少9重量％、或至少10重量％的氧化铝(Al2O3)。
项目48.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包含相对于所述粘结材料的总重量不大于18重量％、或不大于16重量％、或不大于15重量％、或不大于14重量％、或不大于13重量％、或不大于12重量％的氧化铝。
项目49.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包含相对于所述粘结材料的总重量至少4重量％、或至少5重量％、或至少6重量％、或至少7重量％的氧化铝和铝金属(Al2O3/Al)。
项目50.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包含相对于所述粘结材料的总重量不大于18重量％、或不大于16重量％、或不大于15重量％、或不大于14重量％、或不大于13重量％、或不大于12重量％的氧化铝和铝金属。
项目51.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包含至少2、或至少2.1、或至少2.2、或至少2.3、或至少2.4、或至少2.5的比率(SiO2/(Al2O3和Al))。
项目52.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包含不大于9、或不大于8.8、或不大于8.6、或不大于8.4、或不大于8.2、或不大于8的比率(SiO2/(Al2O3和Al))。
项目53.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包括相对于所述粘结材料的总重量不大于8重量％、或不大于6重量％、或不大于5重量％、或不大于4重量％、或不大于3重量％、或不大于2重量％的氧化钙(CaO)。
项目54.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包含相对于所述粘结材料的总重量至少0.1重量％、或至少0.5重量％、或至少0.8重量％、或至少1重量％的氧化钙(CaO)。
项目55.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料基本上不含氧化钙(CaO)。
项目56.项目1和2中任一项的研磨制品，其中粘结材料基本上不含稀土元素氧化物。
项目57.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料基本上不含除了氧化钙(CaO)之外的碱土金属氧化物。
项目58.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包含相对于所述粘结材料的总重量至少5重量％的氧化硼(B2O3)，或至少6重量％、或至少7重量％、或至少8重量％、或至少9重量％、或至少10重量％的氧化硼(B2O3)。
项目59.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包含相对于所述粘结材料的总重量不大于24重量％、或不大于22重量％、或不大于20重量％、或不大于18重量％、或不大于17重量％、或不大于16重量％的氧化硼(B2O3)。
项目60.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包含至少1.5、或至少1.7、或至少1.9、或至少2、或至少2.1、或至少2.3的比率(SiO2/B2O3)。
项目61.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包括不大于8、或不大于7.8、或不大于7.6、或不大于7.4、或不大于7.2、或不大于6.9、或不大于6.8、或不大于6.6、或不大于6.4的比率(SiO2/B2O3)。
项目62.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包含相对于所述粘结材料的总重量至少0.5重量％、或至少1重量％、或至少2重量％、或至少2.5重量％、或至少3重量％、或至少3.5重量％、或至少4重量％、或至少4.2重量％、或至少4.4重量％的氧化钠(Na2O)。
项目63.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包含相对于所述粘结材料的总重量不大于15重量％、或不大于12重量％、或不大于10重量％、或不大于9重量％、或不大于8重量％、或不大于7重量％、或不大于6重量％、或不大于5.8重量％的氧化钠(Na2O)。
项目64.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包括至少2、或至少2.5、或至少3、或至少3.5、或至少4、或至少4.5的比率(SiO2/Na2O)。
项目65.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包括不大于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19、或不大于18.5的比率(SiO2/Na2O)。
项目66.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料基本上不含除了氧化钠(Na2O)之外的碱金属氧化物。
项目67.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包含玻璃相和多晶相。
项目68.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述多晶相包含锆石(ZrSiO4)。
项目69.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包含相对于所述粘结材料的总重量至少15重量％、或至少17重量％、或至少19重量％、或至少20重量％、或至少21重量％、或至少22重量％、或至少23重量％、或至少24重量％的锆石(ZrSiO4)。
项目70.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包含相对于所述粘结材料的总重量不大于44重量％、或不大于42重量％、或不大于40重量％、或不大于38重量％、或不大于36重量％、或不大于35重量％、或不大于34重量％、或不大于33重量％、或不大于32重量％的锆石(ZrSiO4)。
项目71.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包含至少1、或至少1.05、或至少1.10的比率(SiO2/ZrSiO4)。
项目72.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包括不大于3、或不大于2.8、或不大于2.6、或不大于2.4、或不大于2.2、或不大于2、或不大于1.9的比率(SiO2/ZrSiO4)。
项目73.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料基本上不含氧化镁(MgO)、氧化钾(K2O)、氧化铁(Fe2O3)和二氧化钛(TiO2)。
项目74.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结基本上不含金属。
项目75.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结基本上不含铝。
项目76.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料包含陶瓷材料和金属材料的混合物，其中所述金属材料以少数含量存在，其中所述金属包含铝，其中所述金属基本上由铝组成，其中所述金属材料以相对于粘结体的总重量不大于5重量％、或不大于4.5重量％、或不大于4重量％、或不大于3.5重量％、或不大于3重量％、或不大于2.5重量％的量存在。
项目77.项目76的研磨制品，其中粘结材料包含至少0.3重量％、或至少0.5重量％、或至少0.8重量％、或至少1重量％的金属材料。
项目78.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述粘结材料基本上不含树脂材料、热固性材料和热塑性材料。
项目79.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包含至少70微米、或至少80微米、或至少85微米、或至少90微米、或至少95微米、或至少100微米、或至少110微米、或至少120微米、或至少130微米、或至少140微米、或至少150微米、或甚至至少160微米的平均孔径。
项目80.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包含不大于2000微米、或不大于1500微米、或不大于1000微米、或不大于900微米、或不大于800微米、或不大于700微米的平均孔径。
项目81.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包含至少45微米、或至少50微米、或至少55微米、或至少60微米、或至少65微米、或至少70微米、或至少75微米、或至少80微米、或至少85微米的中值孔径。
项目82.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包含不大于2000微米、或不大于1500微米、或不大于1000微米、或不大于900微米、或不大于800微米、或不大于700微米、或不大于500微米、或不大于200微米的中值孔径。
项目83.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包含至少85微米、或至少90微米、或至少100微米、或至少110微米、或至少120微米、或至少130微米、或至少140微米、或至少150微米、或至少160微米、或至少170微米、或至少180微米、或至少190微米、或至少200微米的上四分位孔径限度。
项目84.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包含不大于2000微米、或不大于1500微米、或不大于1000微米、或不大于800微米、或不大于700微米、或不大于500微米的上四分位孔径限度。
项目85.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包含至少77微米、或至少85微米、或至少90微米、或至少100微米、或至少110微米、或至少120微米、或至少130微米、或至少140微米、或至少150微米、或至少160微米、或至少170微米、或至少180微米、或至少190微米、或至少200微米的孔径标准差。
项目86.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包含不大于2000微米、或不大于1500微米、或不大于1000微米、或不大于800微米、或不大于700微米、或不大于500微米、或不大于400微米的孔径标准差。
项目87.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包含至少10微米2、或至少15微米2、或至少20微米2、或至少25微米2、或至少30微米2、或至少35微米2、或至少40微米2的孔径变化。
项目88.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包含不大于1000微米2、或不大于500微米2、或不大于200微米2、或不大于100微米2、或不大于90微米2、或不大于80微米2、或不大于70微米2的孔径变化。
项目89.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包含至少590微米、或至少600微米、或至少700微米、或至少800微米、或至少900微米、或至少1000微米、或至少1200微米、或至少1500微米、或至少1700微米、或至少2000微米的最大孔径。
项目90.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述本体包含不大于6000微米、或不大于5500微米、或不大于5000微米、或不大于4500微米、或不大于4000微米、或不大于3500微米的最大孔径。
项目91.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述研磨附聚物包含具有至少0.1微米且不大于5000微米的平均粒径的研磨颗粒。
项目92.项目1和2中任一项的研磨制品，其中所述研磨附聚物具有至少50微米且不大于5000微米的平均粒径(D50)。
实例1
通过从Saint-Gobain Industrial Ceramics获得具有大约400微米的中值粒径的碳化硅颗粒(作为39C Crystolon商购可得)，形成研磨颗粒的示例性样品作为样品S1。将碳化硅颗粒、填料材料和粘结剂混合在一起，以制备如下表1中提供的混合物组成。填料材料包括粘土、硅灰石、莫来石和氧化铝。粘结剂包括碱金属硅酸盐和玻璃料。混合物中所有材料的总含量合计达100％。
表1
| SiC颗粒 | 86-90重量％ |
| 碱金属硅酸盐 | 6-9重量％ |
| 填料 | 1-5重量％ |
| 玻璃料 | 0.5-3重量％ |
然后使混合物在空气大气中在150℃下部分固化3至8分钟的持续时间。
将研磨附聚物与来自Saint-Gobain Corporation并且作为39C Crystolon可获得的未附聚的碳化硅颗粒和粘结材料组合，其也可称为前体粘结材料。该混合物包括相对于混合物的总重量60-65重量％的研磨附聚物、18-22重量％的未附聚的碳化硅颗粒、以及12-16重量％的前体粘结材料和0-3.5重量％的成孔剂。混合物中的组分总和等于100％。前体粘结材料的组成在下表2中提供。前体粘结材料具有大约900℃-950℃的成形温度。
表2
研磨附聚物、未附聚的碳化硅颗粒和前体粘结材料的混合物在空气大气中在大约915℃下热处理8小时。
热处理促进来自研磨附聚物的粘结剂和前体粘结材料的混合，以形成最终形成的经粘结磨料本体的玻璃态粘结材料(即粘结材料)。最终形成的粘结材料的组成在表3中提供。值得注意的是，本体具有大约133的渗透率、大约158微米的平均孔径、大约4-6体积％的粘结材料含量、大约36-40体积％的研磨附聚物和未附聚的研磨颗粒含量、以及大约54-58体积％的孔隙率含量，其中三种组分的总和等于100％。本体还具有大约209的孔隙标准差、大约89微米的中值孔径、大约208微米的上四分位孔径限度、以及大约2030微米的最大孔径。图2包括样品S1的一部分的图像。图4包括根据ASTM标准E112标准测量的样品S1的孔径分布的图。
表3
| SiO2 | 37-55 |
| Al2O3/Al | 7-15 |
| CaO | 0-2 |
| B2O3 | 9-16 |
| Na2O | 3-8 |
| ZrSiO4 | 24-32 |
*小于1重量％的MgO、K2O、Fe2O3、TiO2
第二常规样品CS2得自Saint-Gobain Abrasives，作为39C60E24VCC商购可得，用于研磨钛基金属。样品CS2具有36-38体积％的作为39C Crystolon从Saint-GobainAbrasives可获得的未附聚的碳化硅颗粒，其平均粒径为大约75微米。研磨制品具有大约4-6体积％的粘结材料含量、大约54-56体积％的孔隙率含量、以及5-6体积％的陶瓷成孔剂(Z-lite球)含量。样品CS2具有大约50的渗透率、62微米的平均孔径和具有下表4中提供的组成的玻璃态粘结体。样品CS2还具有大约72微米的孔隙标准差、大约40微米的中值孔径、大约80微米的上四分位孔径限度、以及大约575微米的最大孔径。图5包括样品CS2的一部分的图像。图6包括根据ASTM标准E112标准测量的样品CS2的孔径分布的图。
表4
实例2
除了研磨制品包括42-46体积％的磨料、11-14体积％的粘结材料和44-46体积％的孔隙率之外，根据与实例1对于样品S1提供的相同成形方法，制备另一种样品，样品S3，其中所有组分的总和等于100％。样品S3不包括成孔剂，并且总磨料含量的50重量％是研磨附聚物，并且研磨颗粒含量的50重量％是未附聚的研磨颗粒，使得最终研磨制品包括相对于研磨制品的本体的总重量大约40-44重量％的研磨附聚物、相对于研磨制品的本体的总重量40-44重量％的未附聚的研磨颗粒、以及相对于研磨制品的本体的总重量18-20重量％的粘结材料，其中所有组分等于100％。
第二比较样品CS4得自Saint-Gobain Abrasives，其作为39C60L8VK商购可得，具有48体积％的非附聚的碳化硅研磨颗粒、12体积％的粘结体和40体积％的孔隙率。样品CS4的渗透率低于样品CS2的渗透率。
样品各自经受研磨测试以比较研磨制品的性能。在具有双重显微结构和5英寸x2英寸x0.5英寸尺寸的热等静压的TiAl的工件上测试样品。研磨机是Elb Brilliant工具(10hp的最大主轴功率)，在槽研磨方向上具有非连续的修整操作，并且被配置为研磨工件的2英寸尺寸上的槽。样品轮各自具有8英寸(直径)x0.5英寸(厚度)x1.25英寸(洞直径)的尺寸。
所有研磨的轮速度为30m/s，研磨以增加的台速度进行。在0.006英寸切割深度时，台速度从50英寸/分钟增加到200英寸/分钟，导致从0.3到1.2(英寸3/分钟)/英寸的材料去除。在0.0012英寸切割深度时，台速度从25英寸/分钟增加到50英寸/分钟，导致0.3至0.6(英寸3/分钟)/英寸的材料去除率。对于每组条件，轮被测试至0.108英寸的总进料下降，或直到观察到材料损坏(即工件上的破裂或灼烧)。
图7包括样品S3与样品CS4相比，在工件损坏之前去除的累积原料的条形图。如所示的，在所有情况下，样品S3证实显著改进的原料去除能力。在每种情况下，样品CS4是上条，并且样品S3是下条，具有更大的长度并且证实从工件去除更多的累积材料。图8包括对于与样品CS4相比的样品S3，工件的拐角半径相对于样品S3的材料去除率的图。如由图8的数据所示，样品S3显示特别是在更高的材料去除率下较低的拐角半径的能力，和因此提高的拐角保持能力，显示与样品CS4相比，对于高材料去除率研磨操作提高的精确研磨能力。
实例3
根据一个实例的样品使用与实例1中对于样品S1提供的相同成形方法形成为S4-1和S4-2。除了制品S4-1和S4-2的粘结本体具有44体积％的研磨颗粒含量、11体积％的粘结材料含量和44-46体积％的孔隙率之外，研磨制品S4-1和S4-2的组成与S1相同，其中三种组分的总和等于100％。样品S4-1和S4-2的研磨颗粒包括相对于研磨颗粒的总重量50重量％的研磨附聚物和50重量％的未附聚的研磨颗粒，使得最终研磨制品包括相对于研磨制品的本体的总重量大约43.5重量％的研磨附聚物、相对于研磨制品的本体的总重量43.5重量％的未附聚的研磨颗粒、以及相对于研磨制品的本体的总重量13重量％的粘结材料，其中所有组分的总和等于100重量％。S4-1和S4-2的前体粘结材料和最终形成的粘结材料的组成与S1的相同。
比较样品，样品CS5-1和CS5-2，得自Saint-Gobain Abrasives，其作为39C60I8X14商购可得，具有48体积％的未附聚的碳化硅研磨颗粒、7.20体积％的粘结体和45体积％的孔隙率。
样品各自经受在Browne和Sharpe表面研磨机上的对铸铁的工件的湿表面研磨测试。所有研磨条件(例如，工件、冷却剂条件、修整参数和测试参数)显示于表5中。轮样品用单点金刚石修整，以3种不同的进给速率研磨，并且在每个进给速率之间修整。在研磨前和研磨后测量轮磨损和工件高度，以计算轮磨损率和材料去除率。
表5
图9包括与样品CS5-1和CS5-2相比，关于样品S4-1和S4-2的轮磨损率相对于材料去除率的图。如所示的，样品S4-1和S4-2证实显著更高的铸铁去除率，但较低的轮磨损率。图10包括与样品CS5-1和CS5-2相比，关于样品S4-1和S4-2的G比相对于材料去除率的图。如所示的，样品S4-1和S4-2证实显著提高的铸铁去除能力和显著更高的G比。
本文描述的实施例的详述和例证预期提供各个实施例的结构的一般理解。详述和例证不旨在充当仪器和系统的所有元件和特征的穷举和广泛描述，所述仪器和系统使用本文描述的结构或方法。分开的实施例还可在单个实施例中组合提供，并且相反，为了简洁起见，在单个实施例的背景下描述的各个特征也可分开或以任何子组合提供。此外，对以范围陈述的值的引用包括该范围内的每个和每一个值。仅在阅读本说明书后，许多其他实施例对于技术人员可为显而易见的。其他实施例可使用且来源于本公开内容，使得可作出结构替换、逻辑替换或另一种变化，而不背离本公开内容的范围。相应地，本公开内容应视为举例说明性的而不是限制性的。益处、其他优点和问题的解决方法已关于具体实施例如上进行描述。然而，益处、优点、问题的解决方法和可能使任何益处、优点或解决方法出现或变得更明显的任何特征不应被解释为任何权利要求或所有权利要求的关键、所需或必要特征。
本发明提供与附图组合的说明书，以帮助理解本文公开的教导。下述讨论集中于教导的具体实现和实施例。本发明提供了该焦点以帮助描述教导，并且该焦点不应解释为关于教导的范围或可应用性的限制。然而，其他教导当然可用于本专利申请中。
如本文使用的，术语“包含”、“包括”、“具有”或它们的任何其他变体旨在涵盖非排他性的包括。例如，包括一系列特征的方法、制品或装置不必仅限于那些特征，而是可包括未明确列出的或这种方法、制品或装置所固有的其他特征。此外，除非明确相反指出，“或”指包括性的或，而非排他性的或。例如，条件A或B由如下任一者满足：A为真(或存在)且B为假(或不存在)，A为假(或不存在)且B为真(或存在)，以及A和B均为真(或存在)。
此外，“一种”或“一个”的使用用于描述本文描述的元件和部件。这仅为了便利，并提供本发明的范围的一般含义。该描述应理解为包括一种或至少一种，并且单数也包括复数，反之亦然，除非其明显具有相反含义。例如，当本文描述单一项时，超过一个项可用于代替单一项。类似地，当本文描述超过一个项时，单一项可替换超过一个项。
除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语均具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解相同的含义。材料、方法和实例仅是举例说明性的，并且不预期是限制性的。至本文未描述的程度，关于具体材料和加工动作的许多细节是常规的，并且可在结构领域和相应制造领域内的参考书及其他来源中找到。
如上公开的主题被认为是说明性的而非限制性的，所附权利要求旨在涵盖落入本发明的真实范围内的所有这种修改、增强和其他实施例。因此，在法律允许的最大程度内，本发明的范围将由如下权利要求及其等同形式的最广允许解释确定，不应由如上具体实施方式限制或限定。
提供说明书摘要以符合专利法，在了解说明书摘要不用于解释或限定权利要求的范围或含义的情况下提交说明书摘要。另外，在如上附图的详细描述中，为了简化本公开内容，各个特征可在单个实施例中组合在一起或进行描述。本公开内容不解释为反映如下意图：所要求保护的实施例需要比在每个权利要求中明确记载的更多的特征。相反，如下述权利要求所反映，本发明的主题可涉及比所公开的实施例中的任意者的全部特征更少的特征。因此，如下权利要求引入附图的详细描述，每个权利要求本身分别限定所要求保护的主题。
Claims (15)
1.一种研磨制品，所述研磨制品包括：
本体，所述本体包括：
包含具有不大于950℃的熔融温度的玻璃相的粘结材料；和
包含在所述粘结材料内的研磨附聚物，所述研磨附聚物包括碳化硅颗粒。
2.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述粘结材料还包括多晶相。
3.根据权利要求2所述的研磨制品，其中所述多晶相包含锆石(ZrSiO4)。
4.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述本体包含相对于所述本体的总体积至少25体积％至不大于55体积％的研磨附聚物。
5.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述研磨附聚物包含相对于所述研磨附聚物中研磨颗粒的总含量至少91％的碳化硅。
6.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述粘结材料包含相对于所述粘结材料的总重量至少30重量％至不大于60重量％的二氧化硅(SiO2)。
7.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述粘结材料包含相对于所述粘结材料的总重量至少4重量％至不大于18重量％的氧化铝(Al2O3)。
8.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述粘结材料包含不大于8重量％的氧化钙(CaO)。
9.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述粘结材料包含相对于所述粘结材料的总重量至少5重量％至不大于24重量％的氧化硼(B2O3)。
10.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述粘结材料包含相对于所述粘结材料的总重量至少0.5重量％至不大于15重量％的氧化钠(Na2O)。
11.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述粘结材料包含相对于所述粘结材料的总重量至少15重量％至不大于44重量％的锆石(ZrSiO4)。
12.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述粘结材料基本上不含氧化镁(MgO)、氧化钾(K2O)、氧化铁(Fe2O3)和二氧化钛(TiO2)。
13.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述本体包含相对于所述本体的总体积至少40体积％至不大于75体积％的孔隙率。
14.一种研磨制品，所述研磨制品包括：
本体，所述本体包括：
包含玻璃相和包括锆石的多晶相的粘结材料；和
包含在所述粘结材料内的研磨附聚物，所述研磨附聚物包括碳化硅颗粒。
15.根据权利要求14所述的研磨制品，其中所述粘结材料包含不大于950℃的成形温度。
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