包括涂层的磨料颗粒、包括磨料颗粒的磨料制品以及形成方法与流程

1.以下涉及包括覆盖在芯体的至少一部分上的涂层的磨料颗粒、包括该磨料颗粒的磨料制品以及形成方法。


背景技术：

2.磨料制品用于材料去除操作中，诸如对各种材料进行切割、研磨或成形。固结磨料制品包括保持在粘结材料中的磨料颗粒。粘结材料可包括有机材料和/或无机材料。有机粘结磨料制品通常在湿磨条件下表现不佳。具体而言，在湿磨操作中，磨料颗粒在消耗之前会从磨料制品中脱落。本行业持续要求改善的磨料制品。
附图说明
3.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。
4.图1包括示出根据一个实施例的涂覆磨料制品形成方法的流程图。
5.图2a和2b包括根据实施例的磨料颗粒的横截面的图示。
6.图3a至3c包括磨料颗粒样品的能量色散谱读数的图。
7.图4包括示出磨料样品的断裂模量(mor)的图。
8.图5包括示出磨料样品之间的mor的图。
9.图6包括示出磨料样品的干mor和湿mor以及mor保留的图。
10.图7a和7b包括示出磨料样品的g比率和材料去除率(mrr)的图。
11.图8a至8c包括磨料颗粒样品的原子力显微图像。
12.图9包括根据一个实施例的粘结磨料制品的横截面的图示。
13.图10包括根据一个实施例的形成磨料制品的方法的图示。
14.图11包括根据一个实施例的涂覆磨料制品的横截面的图示。
15.图12a至12d包括磨料颗粒的图像。
16.图13a和13b包括磨料颗粒的图像。
17.图14包括磨料样品的累积磨损率与累积材料去除的关系图。
18.本领域的技术人员应当认识到，为简单和清楚起见，图中示出的各元件并不一定按比例绘制。例如，图中一些元件的尺寸可相对于其他元件进行放大，以帮助增进对本发明实施例的理解。
具体实施方式
19.提供结合附图的以下描述，以帮助理解本文所提供的教导内容。以下公开内容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，在本技术中当然可以使用
其他教导内容。
20.如本文所用，术语“由...构成”、“包括”、“包含”、“具有”、“有”或它们的任何其他变型旨在涵盖非排他性的包含之意。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。另外，除非另有明确说明，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)。
21.而且，使用“一个”或“一种”来描述本文所述的元件和部件。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，当在本文描述单个项时，可以使用多于一个项来代替单个项。类似地，在本文描述了多于一个项的情况下，单个项可以取代多于一个项。
22.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。
23.实施例涉及磨料颗粒，其包括覆盖在芯体上的涂层。该磨料颗粒可适用于形成各种磨料制品，包括例如固结磨料制品，诸如粘结磨料、涂覆磨料和超硬磨料制品。该磨料颗粒可以具有与磨料制品中所含的粘结材料的改善的结合并促进磨料制品的改善的性能。
24.实施例还涉及形成磨料颗粒的方法。该方法可包括热处理以促进具有改善的性质的涂层的形成。例如，该方法可以形成具有改善的硅含量的涂层。在另一示例中，涂层可以促进界面的形成，该界面具有改善的磨料颗粒和磨料制品中的粘结材料之间的防潮性。
25.进一步的实施例涉及包括粘结材料和磨料颗粒的磨料制品。该磨料制品可以具有改善的粘结材料和磨料颗粒之间的结合，这又可以帮助改善磨料制品的性能和/或性质。例如，本文实施例的磨料制品可具有在潮湿条件下的改善的研磨性能、老化后改善的性能和延长的使用寿命。
26.该磨料制品可包括固结磨料制品，该固结磨料制品包括例如涂覆磨料(诸如带和盘)、粘结磨料(包括有机粘结材料和/或无机粘结材料)和超硬磨料工具。示例性粘结磨料制品可包括例如研磨轮、切断轮、超薄轮、组合轮、切割轮、裁断锯或它们的任意组合。
27.图1包括示出形成包括涂层的磨料颗粒的方法的流程图。在框101，该方法可包括形成覆盖在芯体的至少一部分上的涂层的第一部分。第一部分的形成可包括用包括二氧化硅的第一材料处理芯体。例如，第一材料可包括二氧化硅在溶剂中的分散体，并且芯体可以与该分散体混合。该溶剂可以是水性溶剂或有机溶剂。在另一个示例中，第一材料可包括含有二氧化硅的粉末，并且可以形成粉末和芯体的混合物。混合设备可用于促进芯体和第一材料的均匀混合物的形成。混合设备的实例可包括霍巴特混合器、哈德逊混合器等，或其他混合装置。
28.在特定实施例中，第一材料可包括胶态二氧化硅。在一方面，第一材料可包括胶态二氧化硅悬浮液。芯体可以用胶态二氧化硅悬浮液润湿。在另一方面，胶态二氧化硅可以与芯体混合，使得混合物可包括占芯体的总重量的特定含量的二氧化硅，这可以促进涂层的
改善的形成和性质。例如，混合物可包括占芯体的总重量的至少0.01wt.％的二氧化硅，诸如占芯体的总重量的至少0.02wt.％、至少0.03wt.％、至少0.04wt.％、至少0.05wt.％、至少0.06wt.％、至少0.07wt.％、至少0.08wt.％、至少0.09wt.％、至少0.1wt.％、至少0.15wt.％、至少0.16wt.％、至少0.17wt.％、至少0.18wt.％、至少0.19wt.％、至少0.2wt.％、至少0.25wt.％、至少0.26wt.％、至少0.27wt.％、至少0.28wt.％、至少0.29wt.％、或至少0.3wt.％。在另一个示例中，混合物可包括占芯体的总重量的不大于1wt.％的二氧化硅，诸如占芯体的总重量的不大于0.9wt.％、不大于0.8wt.％、不大于0.7wt.％、不大于0.6wt.％、不大于0.55wt.％、不大于0.5wt.％、不大于0.48wt.％、不大于0.46wt.％、不大于0.45wt.％、不大于0.43wt.％、不大于0.42wt.％、不大于0.41wt.％、不大于0.4wt.％、不大于0.38wt.％、不大于0.37wt.％、不大于0.36wt.％、不大于0.35wt.％、或不大于0.34wt.％。此外，混合物可包括含量包括本文提到的任何最小百分比和最大百分比的二氧化硅。
29.在一个实施例中，芯体可包括研磨材料，该研磨材料包括晶体材料，诸如多晶材料、单晶材料或它们的组合、非晶材料、陶瓷材料、玻璃-陶瓷材料、超硬磨料、矿物、碳基材料或它们的任意组合。在再一方面，烧结的陶瓷材料可包括氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、碳氧化物、氮氧化物、硅酸盐或它们的任意组合。例如，芯体可包括选自由以下项组成的组的材料：二氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆、燧石、石榴石、金刚砂、稀土氧化物、含稀土材料、氧化铈、溶胶-凝胶法制备的颗粒、石膏、氧化铁、含玻璃的颗粒和它们的任意组合。在另一个示例中，磨料颗粒还可以包括碳化硅(例如，green 39c和black 37c)、棕色熔融氧化铝(57a)、加晶种的凝胶磨料、含添加剂的烧结氧化铝、成形和烧结氧化铝、粉色氧化铝、红宝石氧化铝(例如，25a和86a)、电熔单晶氧化铝32a、ma88、氧化铝-氧化锆磨料(例如，来自saint-gobain公司的nz、nv和zf品牌)、挤压铝土矿、烧结铝土矿、立方氮化硼、金刚石、氮氧化铝、烧结氧化铝(例如，treibacher的cccsk)、挤出氧化铝(例如，可从saint-gobain公司获得的sr1、tg和tgii)或它们的任意组合。在另一实例中，芯体可具有至少7，诸如至少8，或甚至至少9的莫氏硬度。
30.在另一实施例中，芯体可包括非团聚颗粒、团聚物、聚集体、非成形磨料颗粒、成形磨料颗粒或它们的任意组合。例如，芯体可包括成形磨料颗粒，例如在us 20150291865、us 20150291866和us 20150291867中公开的。成形磨料颗粒形成为使得对于具有相同的二维形状和三维形状的成形磨料颗粒，每个颗粒都具有相对于彼此基本上相同的表面和边缘布置。因此，相对于具有相同的二维形状和三维形状的组的其他成形磨料颗粒，成形磨料颗粒在表面和边缘布置中可具有高的形状保真度和稳定性。相反，非成形磨料颗粒可通过不同的工艺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磨料颗粒，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，非成形磨料颗粒将具有表面和边缘的一般无规布置，并且通常在围绕主体的表面和边缘布置中缺乏任何可识别的二维形状或三维形状。此外，相同组或相同批次的非成形磨料颗粒通常相对于彼此缺乏一致的形状，使得当彼此相比时，表面和边缘是无规布置的。因此，与成形磨料颗粒相比，非成形晶粒或破碎晶粒具有显著更低的形状保真度。
31.在特定实施例中，芯体可包括具有特定平均晶粒尺寸的烧结的陶瓷材料。在一方面，平均晶粒尺寸可以小于1微米，诸如不大于0.9微米、不大于0.8微米、不大于0.7微米、不
大于0.6微米、不大于0.5微米、不大于0.4微米、不大于0.3微米、不大于0.2微米、不大于0.1微米、不大于0.09微米、不大于0.08微米、不大于0.07微米、不大于0.06微米、不大于0.05微米、不大于0.04微米、不大于0.03微米、不大于0.02微米、或不大于0.01微米。在另一方面，芯体201可包括烧结的陶瓷材料，该烧结的陶瓷材料具有至少0.01微米的平均晶粒尺寸，诸如至少0.02微米、至少0.03微米、至少0.04微米、至少0.05微米、至少0.06微米、至少0.07微米、至少0.08微米、至少0.09微米、至少0.1微米、至少0.11微米、至少0.12微米、至少0.13微米、至少0.14微米、至少0.15微米、至少0.16微米、至少0.17微米、至少0.18微米、至少0.19微米、至少0.2微米、至少0.3微米、至少0.4微米或至少0.5微米。此外，芯体可包括烧结的陶瓷材料，该烧结的陶瓷材料包括在包括本文提到的任何最小值和最大值的范围内的平均晶粒尺寸。例如，芯体可包括烧结的陶瓷材料，该烧结的陶瓷材料具有在以下范围内的平均晶粒尺寸：包括至少0.01微米且小于1微米的范围、包括至少0.03微米且不大于0.8微米的范围、包括至少0.05微米且不大于0.6微米的范围、包括至少0.08微米且不大于0.4微米的范围、或包括至少0.1微米且不大于0.2微米的范围。可以由sem显微照片通过未校正的截距法来测量平均晶粒尺寸。
32.烧结的陶瓷材料的一个特定实例可包括氧化铝(al2o3)，包括例如微晶氧化铝(例如溶胶-凝胶氧化铝)、纳米晶氧化铝、熔融氧化铝或它们的组合。特别地，氧化铝(al2o3)可包括α氧化铝(α-al2o3)。
33.在特定方面，芯体可包括多晶α氧化铝(α-al2o3)，并且更具体地，多晶α氧化铝(α-al2o3)可包括小于1微米的平均晶粒尺寸，诸如关于烧结的陶瓷材料所述的平均晶粒尺寸。在甚至更特定的方面，芯体可以基本上由包括小于1微米的平均晶粒尺寸的多晶α氧化铝(α-al2o3)组成。
34.在一个实施例中，芯体可包括其理论密度的至少80％的密度，诸如其理论密度的至少85％、至少88％、至少90％、至少92％、至少95％、或至少98％。在另一实施例中，芯体可包括占芯体的总体积的不大于10vol％的孔隙率，诸如占芯体的总体积的不大于9vol％、不大于8vol％、不大于7vol％、不大于6vol％、不大于5vol％、不大于4vol％、不大于3vol％、不大于2vol％、或不大于1vol％。在特定实施例中，芯体可基本上不包含孔隙。
35.在再一实施例中，芯体可以具有形成芯体的烧结的陶瓷材料的密度。例如，取决于烧结的陶瓷材料，芯体可包括至少2.10g/cm3、至少2.20g/cm3、2.30g/cm3、至少2.40g/cm3、至少2.50g/cm3、至少2.60g/cm3、至少2.70g/cm3、2.80g/cm3、至少2.90g/cm3、至少3.00g/cm3、至少3.10g/cm3、至少3.20g/cm3、至少3.30g/cm3、至少3.40g/cm3、3.50g/cm3、至少3.55g/cm3、至少3.60g/cm3、至少3.65g/cm3、至少3.70g/cm3、至少3.75g/cm3、至少3.80g/cm3、至少3.85g/cm3、至少3.90g/cm3、或至少3.95g/cm3的密度。附加地或另选地，芯体可包括不大于5.80g/cm3、不大于5.70g/cm3、不大于5.60g/cm3、不大于5.50g/cm3、不大于5.40g/cm3、不大于5.30g/cm3、不大于5.20g/cm3、不大于5.10g/cm3、不大于5.00g/cm3、不大于4.90g/cm3、不大于4.80g/cm3、不大于4.70g/cm3、不大于4.60g/cm3、不大于4.50g/cm3、不大于4.40g/cm3、不大于4.30g/cm3、不大于4.20g/cm3、不大于4.10g/cm3、不大于4.00g/cm3、或不大于3.97g/cm3的密度。在再一实例中，芯体可具有在包括本文提到的任何最小值和最大值的范围内的密度。
36.转向图1，在一方面，形成涂层的第一部分可进一步包括加热混合物，该混合物包
括用二氧化硅处理的芯体。特别地，可以在足以形成第一部分的温度下进行加热，该第一部分包括覆盖在芯体的至少一部分上的烧结的陶瓷材料。在一方面，加热可包括烧结二氧化硅。在特定方面，加热可包括烧结胶态二氧化硅。例如，可以在胶态二氧化硅的烧结温度下进行加热。在另一实例中，可以在至少800℃的温度下进行加热，诸如至少830℃、或至少850℃。在又一示例中，加热温度可不大于1100℃，诸如不大于1000℃、不大于950℃、不大于900℃、或不大于850℃。此外，加热温度可在包括本文提到的任何最小温度和最大温度的范围内。在特定情况下，加热温度可以在830℃至1200℃的范围内，或在850℃至1100℃的范围内，或在850℃至950℃的范围内，或在850℃至900℃的范围内。
37.在另一方面，加热可以进行一段足以形成烧结的二氧化硅的时间。例如，加热可包括将二氧化硅诸如胶态二氧化硅烧结至少5分钟，诸如至少10分钟、至少13分钟或至少15分钟。在另一示例中，烧结二氧化硅可以进行不超过60分钟，诸如不超过45分钟、不超过30分钟、不超过30分钟、或不超过15分钟。此外，加热可包括将二氧化硅烧结在包括本文提到的任何最小值和最大值的范围内的时间段。
38.在再一方面，形成涂层的第一部分可包括形成包括二氧化硅的烧结的陶瓷材料。在特定方面，形成涂层的第一部分可包括形成烧结的胶态二氧化硅。
39.在形成涂层的第一部分的特定示例性实施方式中，多晶α-氧化铝颗粒可以与胶态二氧化硅悬浮液混合。润湿的颗粒可以加热到830℃至1200℃，特别是830℃至850℃，烧结10到30分钟，然后在环境空气中冷却。形成的磨料颗粒包括覆盖在多晶α-氧化铝颗粒上的烧结的胶态二氧化硅。
40.图2a包括磨料颗粒200的横截面的图示，该磨料颗粒包括覆盖在芯体201上的涂层的第一部分202。涂层的第一部分202可以与芯体201直接接触。在一个实施例中，涂层的第一部分202可以是覆盖在芯体201的整个表面上的层。在一个实施例中，涂层的第一部分202可以覆盖在芯体201的大部分表面上，并且芯体表面的一部分可以不被涂层的第一部分202覆盖。在另一实施例中，涂层的第一部分202可以具有基本均匀的厚度。在一个实施例中，涂层的第一部分202的厚度可以沿着芯体201的表面变化。
41.在另一实施例中，磨料颗粒200可包括涂层的第一部分202的平均厚度，该平均厚度可以促进磨料颗粒的改善的形成和性质。例如，第一部分202的平均厚度可为至少0.05微米、至少0.06微米、至少0.07微米、至少0.08微米、至少0.09微米、至少0.1微米、至少0.11微米、至少0.12微米、至少0.13微米、至少0.14微米、至少0.15微米、至少0.16微米、至少0.17微米、至少0.18微米、至少0.19微米、至少0.20微米、至少0.21微米、至少0.22微米、至少0.23微米或至少0.25微米。在另一示例中，第一部分202的平均厚度可为不大于5微米，诸如不大于3微米、不大于2微米、不大于1微米、不大于0.9微米、不大于0.8微米、不大于0.7微米、不大于0.6微米、不大于0.5微米、不大于0.4微米、不大于0.3微米、或不大于0.2微米。此外，第一部分202的平均厚度可在包括本文提到的任何最小值和最大值的范围内。
42.在一个实施例中，涂层的第一部分202可包括基本上由二氧化硅组成的陶瓷材料。在一方面，涂层的第一部分202可以基本上由包括二氧化硅的多晶材料组成。在另一方面，涂层的第一部分202可以基本上不含非晶相。
43.在另一实施例中，涂层的第一部分202可包括包含二氧化硅的玻璃质材料。在一方面，第一部分202可包括包含二氧化硅的非晶相。在特定方面，第一部分202可包括基本上由
二氧化硅组成的非晶相。在另一特定方面，第一部分202可包括特定量的非晶相，其可以促进磨料颗粒210和包括磨料颗粒210的磨料制品的改善的形成和性质。例如，第一部分202的总体积的至少1vol％可以为非晶相，诸如第一部分的至少3vol％、至少5vol％、至少10vol％、至少30vol％、至少35vol％、至少37vol％、至少39vol％、至少45vol％、至少50vol％、至少60vol％、至少65vol％、至少70vol％、至少75vol％、至少80vol％、至少85vol％、至少90vol％、或至少95vol％可以为非晶相。在再一特定方面，第一部分202的总体积的不大于99vol％可以为非晶相，诸如第一部分202的不大于97vol％、不大于95vol％、不大于90vol％、不大于85vol％、不大于80vol％、不大于75vol％、不大于70vol％、不大于65vol％、不大于60vol％、不大于50vol％、不大于45vol％、不大于40vol％、不大于33vol％、或不大于31vol％可以为非晶相。此外，第一部分202可包含在包括本文提到的任何最小百分比和最大百分比的范围内的非晶相。
44.在另一方面，第一部分202可包括非晶相的二氧化硅和晶相的二氧化硅。在另一特定方面，第一部分202可包括基本上由二氧化硅组成的非晶相和基本上由二氧化硅组成的晶相。
45.在一方面，第一部分202可包括第一部分202的总体积的至少1vol％的晶相，诸如第一部分的至少3vol％、至少5vol％、至少10vol％、至少20vol％、至少30vol％、至少35vol％、至少37vol％、至少39vol％、至少45vol％、至少50vol％、至少60vol％、至少65vol％、至少70vol％、至少75vol％、至少80vol％、至少85vol％、至少90vol％、或至少95vol％的晶相。在再一方面，第一部分202的总体积的不大于99vol％可以为晶相，诸如第一部分202的不大于97vol％、不大于95vol％、不大于90vol％、不大于85vol％、不大于80vol％、不大于75vol％、不大于70vol％、不大于65vol％、不大于63vol％、不大于61vol％、不大于50vol％、不大于40vol％、不大于33vol％、或不大于20vol％可以为晶相。此外，第一部分202可包含在包括本文提到的任何最小百分比和最大百分比的范围内的晶相。
46.在另一方面，第一部分202可包括特定结晶度，其可以促进磨料颗粒210和包括磨料颗粒210的磨料制品的改善的形成和性质。结晶度可以通过对如下制备的第一部分202的粉末样品进行x射线衍射(在本公开中也称为“xrd”)分析来确定。可将第一材料置于氧化铝坩埚中并在炉中以本文实施例中提到的烧结温度加热30分钟。然后可以将坩埚从炉中取出并在环境温度(即20℃至25℃)下冷却。固体可以从坩埚中回收并手动研磨，诸如使用研钵和研杵，以获得第一部分202的粉末样品。可以使用具有1.54埃的cu kα波长的铜x射线源以布拉格-布伦塔诺配置(粉末xrd的标准)获得xrd。晶相的鉴定可以使用eva bruker axs软件或其他等效软件以及icdd-pdf4 数据库(2020版)执行。结晶度可以使用来自bruker的topas 4.2软件或遵循corindon al2o3标准的其他等效软件通过rietveld细化来确定。
47.在特定方面，第一部分202可以包括至少1％、至少3％、至少5％、至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少55％、至少61％、或至少63％的结晶度百分比。在另一方面，第一部分202可包括不大于90％的结晶度，诸如不大于80％、不大于75％、不大于70％、不大于65％、不大于63％、不大于61％、不大于55％、不大于50％、不大于40％、不大于30％、不大于20％、不大于10％、不大于5％、或不大于3％的结晶度。此外，第一部分202可包含在包括本文提到的任何最小百分比和最大百分比的范围内的结晶度。
48.在再一方面，涂层的第一部分202的大部分可以是二氧化硅。例如，涂层的第一部分202的至少51wt.％可以是二氧化硅，诸如涂层的第一部分202的至少52wt.％、至少53wt.％、至少54wt.％、至少55wt.％、至少56wt.％、至少57wt.％、至少58wt.％、至少59wt.％、至少60wt.％、至少61wt.％、至少62wt.％、至少63wt.％、至少64wt.％、至少65wt.％、至少66wt.％、至少67wt.％、至少68wt.％、至少69wt.％，至少70wt.％、至少71wt.％、至少72wt.％、至少73wt.％、至少74wt.％、至少75wt.％、至少76wt.％、至少77wt.％、至少78wt.％、至少79wt.％、至少80wt.％、至少81wt.％、至少82wt.％、至少83wt.％、至少84wt.％、至少85wt.％、至少86wt.％、至少87wt.％、至少88wt.％、至少89wt.％、至少90wt.％、至少91wt.％、至少92wt.％、至少93wt.％、至少94wt.％、至少95wt.％、至少96wt.％、至少97wt.％、至少98wt.％、或至少99wt.％可以是二氧化硅。在另一方面，第一部分202可基本上由二氧化硅组成。
49.在一个实施例中，涂层的第一部分可包括具有特定平均晶畴尺寸的晶畴，这可以促进磨料颗粒的改善的形成和性能。
50.图8a至8c包括磨料颗粒的原子力显微(在本公开中也称为“afm”)相图。图8a包括包含晶粒810的芯体801的图像。图8b包括覆盖在芯体(未示出)上的涂层802的图像，其中涂层在大约250℃的温度下干燥。图8c包括根据一个实施例的涂层803的示例性第一部分的图像。涂层803的第一部分可以通过烧结形成。如图8c所示，涂层803的第一部分可包括晶畴830。如图所示，涂层803的第一部分可以具有比存在于涂层802中的晶畴820的平均晶畴尺寸更大的平均晶畴尺寸。
51.在一方面，涂层的第一部分可包括具有大于19nm的平均晶畴尺寸的晶畴，诸如至少20nm、至少22nm、至少25nm、或至少28nm。在另一方面，平均晶畴尺寸可以为至多130nm、至多126nm、至多120nm、至多100nm、至多90nm、至多85nm、至多83nm、至多80nm、至多78nm、至多75nm、至多72nm、至多70nm、至多68nm、至多65nm、至多62nm、至多60nm、至多58nm、至多55nm、至多52nm、或至多50nm。在另一特定方面，平均晶畴尺寸可以小于56nm。此外，涂层的第一部分可包括包含本文提到的任何最小值和最大值的平均晶畴尺寸。如本文所用，平均晶畴尺寸旨在指随机选择的磨料颗粒的相图中至少20个可识别晶畴的最大尺寸的平均值。
52.在一个实施例中，涂层的第一部分可包括特定粗糙度，这可以促进磨料颗粒的改善的形成和性能。在一方面，涂层的第一部分可包括平均均方根粗糙度(rq)。均方根粗糙度(rq)可以如下确定。afm扫描可以在磨料颗粒200的500
×
500nm2到2000
×
2000nm2的表面范围内获得。粗糙度是在5个随机区域(通常位于图像的中心、左上角、右上角、左下角和右下角)上的大约200
×
200nm2(即，190
×
190nm2到210
×
210nm2)的面积上确定的。从随机选择的磨料颗粒的至少20张图像中获得的均方根粗糙度(rq)的平均值称为平均均方根粗糙度(rq)。在一个实例中，平均均方根粗糙度(rq)可以小于6nm，诸如至多5.5nm、至多5nm、至多4.6nm、至多4nm、至多3.7nm、至多3.5nm，或至多3nm。在另一实例中，平均均方根粗糙度(rq)可以大于0.5nm，诸如大于1nm、至少1.5nm、至少2nm、至少2.5nm、至少2.8nm、或至少3nm。此外，涂层的第一部分可包含在包括本文提到的任何最小值和最大值的范围内的平均均方根粗糙度(rq)。
53.参照图1，在框102，该方法可包括形成覆盖在芯体的至少一部分上的涂层的第二部分。形成第二部分可包括用第二材料处理磨料颗粒200。在一个实施例中，第二材料可包
括偶联剂，例如，含硅化合物，诸如硅烷或另一种有机硅化合物。特别地，第二材料可包括有机硅偶联剂，其可以提供具有-oh官能团的表面与有机聚合材料之间的改善的结合。例如，第二材料可包括具有氨基、烷氧基、烷基烷氧基、烷基三烷氧基、乙烯基、丙烯基、甲基丙烯基、巯基或其他官能团或它们的任意组合的有机硅烷。硅烷的具体实例可包括氨基硅烷，包括例如双氨基硅烷、氨基烷基三烷氧基硅烷、氨基乙基三乙氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷、苯基氨基烷基三烷氧基硅烷或它们的任意组合。有机硅化合物的进一步实例可包括硅氧烷、硅氧烷流体、倍半硅氧烷等，或它们的任意组合。
54.在示例性实施方式中，磨料颗粒200可以用溶液润湿，该溶液包括在溶剂(诸如水或乙醇)中的硅烷。硅烷的浓度可以在例如2vol％至6vol％的范围内。在其他实施方式中，原位喷涂或本领域已知的其他方法可用于用第二材料涂覆磨料颗粒200。
55.形成涂层的第二部分可进一步包括干燥润湿的或以其他方式涂覆的磨料颗粒200。对于涂层的第二部分，可以在20℃至180℃的温度下干燥10分钟到至多36小时。
56.参照图2b，示出磨料颗粒210的横截面。磨料颗粒210包括芯体201和覆盖在芯体201上的涂层205。涂层205包括覆盖在芯体201上的第一部分202和覆盖在第一部分202和芯体201上的第二部分203。第一部分202在芯体201的表面和第二部分203之间。第二部分203可以与第一部分202直接接触。在一个实施例中，第二部分203可以覆盖在芯体201的整个表面上、整个第一部分202上或两者上。在一个实施例中，第二部分203可以覆盖在第一部分202的大部分上。例如，第一部分202的一部分可能不被第二部分203覆盖。在一个实施例中，芯体表面的一部分可以与第二部分203直接接触。在另一实施例中，第二部分203可以结合到第一部分202并且结合到芯体201。
57.在一个实施例中，涂层205的第二部分203可包括硅烷或硅烷反应产物。硅烷反应产物旨在指可在形成涂层的过程中形成的硅烷衍生物。
58.在一个实施例中，磨料颗粒210的涂层205可包括特定含量的硅，这可以促进磨料颗粒210的改善的形成和性质。在一方面，磨料颗粒210的硅含量可以通过能量色散谱确定并且可包括平均能量色散谱值。如本文所用，元素的平均能量色散谱值旨在指该元素的峰值的平均值，如至少5个磨料颗粒210的能量色散谱读数中所示。
59.在一个实例中，磨料颗粒210可包括至少0.39的平均硅能量色散谱值，诸如至少0.41、至少0.43、至少0.45、至少0.47、至少0.48、至少0.49、至少0.50、至少0.51、至少0.52、至少0.54、至少0.55、至少0.56、至少0.57、至少0.59、至少0.60、至少0.61、至少0.62、至少0.64、至少0.66、至少0.67、至少0.69、至少0.70、至少0.72、至少0.74、至少0.75、至少0.77、至少0.78、至少0.79、至少0.81、至少0.83、至少0.85、至少0.87、至少0.89、至少0.90、至少0.92、至少0.93、至少0.94、至少0.95、至少0.96、至少0.97、至少0.99、至少1.00、至少1.10、至少1.15、至少1.20、至少1.25、至少1.30、至少1.35、至少1.40、至少1.45、至少1.50、至少1.55、至少1.60、至少1.65、至少1.70、至少1.75、至少1.80、至少1.85、至少1.90、至少1.95、至少2.00、至少2.10、至少2.15、至少2.20、至少2.25、至少2.30、至少2.35、至少2.40、至少2.45、至少2.50、至少2.55、至少2.60、至少2.65、至少2.70、至少2.75、至少2.80、至少2.85、至少2.90、至少2.95、或至少3.00。在另一实例中，平均硅能量色散谱值可以不大于6.00、不大于5.95、不大于5.90、不大于5.85、不大于5.80、不大于5.75、不大于5.60、不大于5.50、不大于5.45、不大于5.35、不大于5.20、不大于5.10、不大于5.00、不大于4.95、不大于4.90、不
大于4.85、不大于4.80、不大于4.75、不大于4.60、不大于4.50、不大于4.45、不大于4.35、不大于4.20、不大于4.10、不大于4.00、不大于3.95、不大于3.90、不大于3.85、不大于3.80、不大于3.75、不大于3.60、不大于3.50、不大于3.45、不大于3.35、不大于3.20、或不大于3.10。此外，磨料颗粒210可包含在包括本文提到的任何最小值和最大值的范围内的平均硅能量色散谱值。
60.在再一实施例中，芯体201可包括陶瓷材料，该陶瓷材料包括形成陶瓷材料的阳离子的元素，并且磨料颗粒210可包括阳离子的平均能量色散谱值(也称为“eds
cation”)。磨料颗粒210可进一步包括特定的平均硅/阳离子能量色散谱百分比，其可以促进磨料颗粒210的改善的形成和性质。如本文所用，平均硅/阳离子能量色散谱百分比由公式[eds
si
/eds
cation
]x100％确定，其中eds
si
是平均硅能量色散谱值。
[0061]
例如，平均硅/阳离子能量色散谱百分比可以为至少0.87％，诸如至少0.9％、至少1.0％、至少1.2％、至少1.5％、至少1.7％、至少1.9％、至少2.0％、至少2.1％、至少2.2％、至少2.4％、至少2.7％、至少2.9％、至少3.0％、至少3.1％、至少3.3％、至少3.5％、至少3.7％、至少3.9％、至少4.1％、至少4.3％、至少4.5％、至少4.7％、至少4.9％、至少5.0％、至少5.1％、至少5.2％、至少5.4％、至少5.6％、至少5.8％、至少6.0％、至少6.1％、至少6.3％、至少6.5％、至少6.7％、至少6.9％、至少7.0％、或至少7.1％。在另一实例中，平均硅/阳离子能量色散谱百分比可以不大于10.0％、不大于9.9％、不大于9.7％、不大于9.5％、不大于9.3％、不大于9.1％、不大于9.0％、不大于8.9％、不大于8.7％、不大于8.5％、不大于8.4％、不大于8.3％、不大于8.1％、不大于8.0％、不大于7.9％、不大于7.8％、不大于7.6％、不大于7.5％、不大于7.4％、不大于7.3％、或不大于7.2％。此外，磨料颗粒210可包含在包括本文提到的任何最小百分比和最大百分比的范围内的平均硅/阳离子能量色散谱百分比。
[0062]
在一方面，形成阳离子的元素可包括铝、锆、镁或它们的组合。在特定方面，形成阳离子的元素可以由铝组成。在另一特定方面，磨料颗粒210可包括平均硅/铝能量色散谱百分比，该平均硅/铝能量色散谱百分比包括本文提到的任何平均硅/阳离子能量色散谱百分比。
[0063]
在一个实施例中，磨料颗粒210可包括选自由碱金属和碱土金属组成的组的元素的平均能量色散谱值，该平均能量色散谱值不大于2.0，诸如不大于1.9、不大于1.8、不大于1.7、不大于1.6、不大于1.5、不大于1.4、不大于1.3、不大于1.2、不大于1.1、不大于1.0、不大于0.9、不大于0.8、不大于0.7、或不大于0.6。在特定实施例中，涂层205可以基本上不含选自碱和碱土金属或它们的任意组合的元素。
[0064]
在一方面，磨料颗粒210可包括不大于1的平均钠能量色散谱值，诸如不大于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、不大于0.3、不大于0.2、不大于0.1、不大于0.09、不大于0.08、不大于0.07、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、或不大于0.01。在另一方面，磨料颗粒210可包括至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少11、至少12、至少13、至少14、至少15、至少16、至少17、至少18、至少19、至少20、至少30、至少31、至少32、至少34、至少35、至少36、至少37、至少38、至少39、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、或至少100的平均硅能量色散谱值与平均钠能量色散谱值的比率(也称为“硅/钠能量色散谱比率”)。在特定方面，涂层205
可基本上不含钠。
[0065]
在再一方面，磨料颗粒210可包括不大于1、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、不大于0.3、不大于0.2、不大于0.1、不大于0.09、不大于0.08、不大于0.07、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、或不大于0.01的平均钾能量色散谱值。在再一方面，磨料颗粒210可包括至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少11、至少12、至少13、至少14、至少15、至少16、至少17、至少18、至少19、至少20、至少30、至少31、至少32、至少34、至少35、至少36、至少37、至少38、至少39、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、或至少100的平均硅能量色散谱值与平均钾能量色散谱值的比率(也称为“硅/钾能量色散谱比率”)。在特定方面，涂层205可基本上不含钾。
[0066]
在一方面，磨料颗粒210可包括不大于1、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、不大于0.3、不大于0.2、不大于0.1、不大于0.09、不大于0.08、不大于0.07、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、或不大于0.01的平均钙能量色散谱值。在另一方面，磨料颗粒210可包括至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少11、至少12、至少13、至少14、至少15、至少16、至少17、至少18、至少19、至少20、至少30、至少31、至少32、至少34、至少35、至少36、至少37、至少38、至少39、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、或至少100的平均硅能量色散谱值与平均钙能量色散谱值的比率(也称为“二氧化硅/钙能量色散谱比率”)。在特定方面，涂层205可基本上不含钙。
[0067]
在一方面，磨料颗粒210可包括不大于1、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、不大于0.3、不大于0.2、不大于0.1、不大于0.09、不大于0.08、不大于0.07、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、或不大于0.01的平均镁能量色散谱值。在另一方面，磨料颗粒210可包括至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少11、至少12、至少13、至少14、至少15、至少16、至少17、至少18、至少19、至少20、至少30、至少31、至少32、至少34、至少35、至少36、至少37、至少38、至少39、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、或至少100的平均硅能量色散谱值与平均镁能量色散谱值的比率(也称为“二氧化硅/镁能量色散谱比率”)。在特定方面，涂层205可基本上不含镁。
[0068]
在一方面，磨料颗粒210可包括不大于1、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、不大于0.3、不大于0.2、不大于0.1、不大于0.09、不大于0.08、不大于0.07、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、或不大于0.01的平均钡能量色散谱值。在另一方面，磨料颗粒210可包括至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少11、至少12、至少13、至少14、至少15、至少16、至少17、至少18、至少19、至少20、至少30、至少31、至少32、至少34、至少35、至少36、至少37、至少38、至少39、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、或至少100的平均硅能量色散谱值与平均钡能量色散谱值的比率(也称为“硅/钡能量色散谱比率”)。在特定方面，涂层205可基本上不含钡。
[0069]
在一个实施例中，磨料颗粒210可包括不大于1、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、不大于0.3、不大于0.2、不大于0.1、不大于0.09、不
大于0.08、不大于0.07、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、或不大于0.01的平均硼能量色散谱值。在再一实施例中，磨料颗粒210可包括至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少11、至少12、至少13、至少14、至少15、至少16、至少17、至少18、至少19、至少20、至少30、至少31、至少32、至少34、至少35、至少36、至少37、至少38、至少39、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、或至少100的平均硅能量色散谱值与平均硼能量色散谱值的比率(也称为“硅/硼能量色散谱比率”)。在特定实施例中，涂层205可基本上不含硼。
[0070]
在一个实施例中，磨料颗粒210可包括选自过渡金属的元素的平均能量色散谱值，该平均能量色散谱值不大于1、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、不大于0.3、不大于0.2、不大于0.1、不大于0.09、不大于0.08、不大于0.07、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、或不大于0.01。在再一实施例中，磨料颗粒210可包括至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少11、至少12、至少13、至少14、至少15、至少16、至少17、至少18、至少19、至少20、至少30、至少31、至少32、至少34、至少35、至少36、至少37、至少38、至少39、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、或至少100的平均硅能量色散谱值与过渡金属的平均能量色散谱值的比率(也称为“硅/tm能量色散谱比率”)。在特定实施例中，涂层205可以基本上不含选自过渡金属或它们的任意组合的元素。例如，涂层205可以基本上不含铁、钴、镍、硼、铝或它们的任意组合。
[0071]
在一个实施例中，磨料颗粒210可包括涂层205的特定的平均含量，其可以促进磨料颗粒210的改善的形成和性质。例如，磨料颗粒210可包括占芯体201的重量的至少0.01wt.％的涂层205的平均含量，诸如占芯体201的重量的至少0.02wt.％、至少0.03wt.％、至少0.04wt.％、至少0.05wt.％、至少0.06wt.％、至少0.07wt.％、至少0.08wt.％、至少0.09wt.％、至少0.1wt.％、至少0.15wt.％、至少0.16wt.％、至少0.17wt.％、至少0.18wt.％、至少0.19wt.％、至少0.2wt.％、至少0.25wt.％、至少0.26wt.％、至少0.27wt.％、至少0.28wt.％、至少0.29wt.％、或至少0.3wt.％。如本文所用，涂层205的平均含量可以是至少5个磨料颗粒210的涂层含量的平均值。在另一示例中，磨料颗粒210可包括占芯体201的重量的不大于1wt.％的涂层205的平均含量，诸如占芯体201的重量的不大于0.9wt.％、不大于0.8wt.％、不大于0.7wt.％、不大于0.6wt.％、不大于0.55wt.％、不大于0.5wt.％、不大于0.48wt.％、不大于0.46wt.％、不大于0.45wt.％、不大于0.43wt.％、不大于0.42wt.％、不大于0.41wt.％、不大于0.4wt.％、不大于0.38wt.％、不大于0.37wt.％、不大于0.36wt.％、不大于0.35wt.％、或不大于0.34wt.％。此外，磨料颗粒210可包含在包括本文提到的任何最小百分比和最大百分比的范围内的涂层205的平均含量。
[0072]
在一个实施例中，磨料颗粒210可包括涂层205的特定的平均厚度，其可以促进磨料颗粒210的改善的形成和性质。例如，磨料颗粒210可包括不大于10微米、不大于9微米、不大于8微米、不大于7微米、不大于6微米、不大于5微米、不大于4微米、不大于3微米、不大于2微米、不大于1微米、不大于0.9微米、不大于0.8微米、不大于0.7微米、不大于0.6微米、不大于0.5微米、不大于0.4微米、不大于0.3微米、或不大于0.2微米的涂层205的平均厚度。在另一实例中，磨料颗粒210可包括至少0.05微米、至少0.06微米、至少0.07微米、至少0.08微
米、至少0.09微米、至少0.1微米、至少0.11微米、至少0.12微米、至少0.13微米、至少0.14微米、至少0.15微米、至少0.16微米、至少0.17微米、至少0.18微米、至少0.19微米、至少0.20微米、至少0.21微米、至少0.22微米、至少0.24微米、至少0.26微米、至少0.28微米、至少0.29微米、至少0.30微米或至少0.31微米的涂层205的平均厚度。此外，磨料颗粒210可包含在包括本文提到的任何最小百分比和最大百分比的范围内的涂层205的平均厚度。如本文所用，涂层205的平均厚度可以指至少5个磨料颗粒210的涂层205的厚度的平均值。
[0073]
在一个实施例中，磨料颗粒210可包括涂层205的平均厚度与芯体201的平均粒度的特定比，这可以促进磨料颗粒210的改善的形成和性质。例如，该比率可小于1，诸如不大于0.9、不大于0.7、不大于0.5、不大于0.4、不大于0.2、不大于0.1、不大于0.08、不大于0.06、不大于0.05、不大于0.03、不大于0.02、不大于0.01、不大于0.009、不大于0.008、不大于0.007、不大于0.006、不大于0.005、不大于0.004、不大于0.003、不大于0.002、或不大于0.1。在另一示例中，涂层205的平均厚度与芯体201的平均粒度的比率可以是至少0.0005、至少0.0007、至少0.0009、至少0.001、至少0.002、至少0.003、至少0.004、至少0.005、至少0.006、至少0.007、至少0.008、至少0.009、至少0.01、至少0.02、或至少0.03。此外，涂层205的平均厚度与芯体201的平均粒度的比率可以在包括本文提到的任何最小百分比和最大百分比的范围内。如本文所用，芯体201的平均粒度旨在指芯体201的d
50
。
[0074]
在一个实施例中，磨料颗粒210可包括至少10微米、至少30微米、至少40微米、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120微米、至少140微米、至少150微米、至少170微米、至少180微米、至少200微米、至少210微米、至少230微米、至少250微米、至少260微米、至少270微米、至少290微米、至少300微米、至少320微米、至少340微米、至少350微米、至少360微米、至少380微米、至少400微米、至少420微米、至少430微米、至少440微米、至少450微米、至少460微米、至少470微米、至少490微米、或至少500微米的平均粒度(即d
50
)。在另一实施例中，磨料颗粒210可包括不大于3mm的平均粒度，诸如不大于2mm、不大于1.8mm、不大于1.6mm、不大于1.5mm、不大于1.2mm、不大于1mm、不大于900微米、不大于850微米、不大于830微米、不大于800微米、不大于750微米、不大于700微米、不大于650微米、不大于600微米、不大于550微米、不大于500微米、不大于450微米、或不大于400微米。此外，磨料颗粒210可包含在包括本文提到的任何最小值和最大值的范围内的平均粒度。
[0075]
在一个实施例中，涂层205可包括多晶材料。在一方面，涂层205的大部分可以是多晶的。例如，涂层205的总体积的至少51vol％可以是多晶的，诸如涂层205的总体积的至少52vol％、至少53vol％、至少54vol％、至少55vol％、至少56vol％、至少57vol％、至少58vol％、至少59vol％、至少60vol％、至少61vol％、至少62vol％、至少63vol％、至少64vol％、至少65vol％、至少66vol％、至少67vol％、至少68vol％、至少69vol％，至少70vol％、至少71vol％、至少72vol％、至少73vol％、至少74vol％、至少75vol％、至少76vol％、至少77vol％、至少78vol％、至少79vol％、至少80vol％、至少81vol％、至少82vol％、至少83vol％、至少84vol％、至少85vol％、至少86vol％、至少87vol％、至少88vol％、至少89vol％、至少90vol％、至少91vol％、至少92vol％、至少93vol％、至少94vol％、至少95vol％、至少96vol％、至少97vol％、至少98vol％、或至少99vol％可以是多晶的。在特定方面，涂层205基本上由多晶材料组成。在另一特定方面，涂层205可以基本上
不含非晶相。
[0076]
在特定实施例中，涂层205的大部分可以是二氧化硅。例如，涂层205的总重量的至少51wt.％可以是二氧化硅，诸如涂层205的总重量的至少52wt.％、至少53wt.％、至少54wt.％、至少55wt.％、至少56wt.％、至少57wt.％、至少58wt.％、至少59wt.％、至少60wt.％、至少61wt.％、至少62wt.％、至少63wt.％、至少64wt.％、至少65wt.％、至少66wt.％、至少67wt.％、至少68wt.％、至少69wt.％，至少70wt.％、至少71wt.％、至少72wt.％、至少73wt.％、至少74wt.％、至少75wt.％、至少76wt.％、至少77wt.％、至少78wt.％、至少79wt.％、至少80wt.％、至少81wt.％、至少82wt.％、至少83wt.％、至少84wt.％、至少85wt.％、至少86wt.％、至少87wt.％、至少88wt.％、至少89wt.％、至少90wt.％、至少91wt.％、至少92wt.％、至少93wt.％、至少94wt.％、或至少95wt.％可以是二氧化硅。在特定方面，涂层205可基本上由二氧化硅组成。
[0077]
在再一实施例中，涂层205可以包括多晶材料，该多晶材料包括具有特定的平均晶粒尺寸的二氧化硅颗粒，其可以促进磨料颗粒210的改善的性质。例如，二氧化硅颗粒可具有至少0.01微米、至少0.02微米、至少0.03微米、至少0.04微米、至少0.05微米、至少0.06微米、至少0.07微米、至少0.08微米、至少0.09微米、至少0.1微米、至少0.11微米、至少0.12微米、至少0.13微米、至少0.14微米、至少0.15微米、至少0.16微米、至少0.17微米、至少0.18微米、至少0.19微米、至少0.2微米、至少0.3微米、至少0.4微米、至少0.5微米、至少0.6微米、至少0.7微米、至少0.8微米、至少0.9微米、至少1微米、至少1.2微米、至少1.4微米、至少1.6微米、至少1.8微米、至少2微米、至少2.3微米、至少2.6微米、至少2.8微米、至少3微米、至少3.2微米、至少3.4微米、至少3.6微米、至少3.8微米、至少4微米、至少4.2微米、至少4.5微米、至少4.8微米、至少5微米、至少5.2微米、至少5.4微米、至少5.5微米、至少5.7微米、至少6微米、至少6.2微米、至少6.3微米、至少6.5微米、至少6.7微米、至少6.8微米、至少7微米、至少7.2微米、至少7.4微米、至少7.5微米、至少7.8微米、至少8微米、至少8.1微米、至少8.3微米、至少8.5微米、至少8.6微米、至少8.7微米、至少8.9微米、至少9微米、至少9.1微米、至少9.3微米、至少9.4微米、至少9.6微米、至少9.8微米、或至少10微米的平均晶粒尺寸。在另一示例中，二氧化硅颗粒可具有不大于10微米、不大于9.8微米、不大于9.6微米、不大于9.4微米、不大于9.2微米、不大于9微米、不大于8.7微米、不大于8.5微米、不大于8.3微米、不大于8.1微米、不大于8微米、不大于7.8微米、不大于7.6微米、不大于7.4微米、不大于7.2微米、不大于7微米、不大于6.8微米、不大于6.6微米、不大于6.4微米、不大于6.3微米、不大于6.2微米、不大于6微米、不大于5.8微米、不大于5.6微米、不大于5.4微米、不大于5.3微米、不大于5微米、不大于4.8微米、不大于4.6微米、不大于4.4微米、不大于4.2微米、不大于4微米、不大于3.8微米、不大于3.6微米、不大于3.4微米、不大于3.2微米、不大于2.9微米、不大于2.8微米、不大于2.6微米、不大于2.4微米、不大于2.2微米、不大于2微米、不大于1.8微米、不大于1.6微米、不大于1.4微米、不大于1.2微米、不大于1微米、不大于0.9微米、不大于0.8微米、不大于0.7微米、不大于0.6微米、不大于0.5微米、不大于0.4微米、不大于0.3微米、不大于0.2微米、不大于0.1微米、不大于0.09微米、不大于0.08微米、不大于0.07微米、不大于0.06微米、不大于0.05微米、不大于0.04微米、不大于0.03微米、不大于0.02微米、或不大于0.01微米的平均晶粒尺寸。此外，涂层250可包括二氧化硅颗粒，该二氧化硅颗粒具有在包括本文提到的任何最小值和最大值的范围内的平均晶粒尺寸。
[0078]
在再一实施例中，涂层205的第一部分202可基本上由二氧化硅颗粒组成。在另一实施例中，涂层205的大部分可基本上由二氧化硅颗粒组成。在至少一个实施例中，涂层205可基本上由二氧化硅颗粒组成。
[0079]
图9包括包含主体901的粘结磨料制品900的截面图，该主体包括包含在粘结材料903内的磨料颗粒210。在至少一个实施例中，粘结材料903在主体901的整个体积中限定了互连且连续的相。在另一实施例中，粘结材料903可以形成三维矩阵。
[0080]
在一个实施例中，磨料颗粒210可结合到粘结材料903。在再一实施例中，涂层203的一部分可以交联到粘结材料903。例如，硅烷或硅烷衍生物可以在形成主体901的过程中交联到粘结材料。
[0081]
在一个实施例中，粘结材料903可包括有机材料、无机材料、陶瓷材料、玻璃质材料、金属或金属合金材料。在特定实施例中，粘结材料903可包括有机材料，诸如一种或多种天然有机材料、合成有机材料或它们的组合。在特定示例中，有机材料可由树脂制成，该树脂可以包括热固性塑料、热塑性塑料及它们的组合。例如，一些合适的树脂可包括酚醛树脂、环氧树脂、聚酯、氰酸酯、虫胶、聚氨酯、聚苯并恶嗪、聚双马来酰亚胺、聚酰亚胺、橡胶及它们的组合。
[0082]
酚醛树脂可以用固化剂或交联剂，诸如六亚甲基四胺改性。在超过约90℃的温度下，六亚甲基四胺的一些实例可以形成交联以形成有助于固化树脂的亚甲基和二亚甲基氨基桥。六亚甲基四胺可以均匀地分散在树脂内。更具体地，六亚甲基四胺可以均匀地分散在树脂区域内作为交联剂。甚至更具体地，酚醛树脂可以包含具有亚微米平均尺寸的交联域的树脂区域。
[0083]
在一个实施例中，主体901可包括某一含量的粘结材料903，其可以促进磨料制品的改善的形成。在一个示例中，主体901可包括占主体的总体积的不大于98vol％、或不大于95vol％、或不大于90vol％、或不大于85vol％、或不大于80vol％、或不大于75vol％、或不大于70vol％、或不大于65vol％、或不大于60vol％、或不大于55vol％、或不大于50vol％、或不大于45vol％、或不大于40vol％、或不大于35vol％、或不大于30vol％、或不大于25vol％的粘结材料903。在另一示例中，主体101可包括占主体的总体积的至少1vol％、或至少2vol％、或至少5vol％、或至少10vol％、或至少20vol％、或至少30vol％、或至少35vol％、或至少40vol％、或至少45vol％的粘结材料103。此外，主体901可包括含量包括本文提到的任何最小百分比和最大百分比的粘结材料903。
[0084]
在一个实施例中，主体901可包括某一含量的磨料颗粒210，其可以促进磨料制品的改善的性质和性能。在一个实例中，主体901可包括占主体901的总体积的不大于65vol％的磨料颗粒105，诸如不大于64vol％、或不大于62vol％、或不大于60vol％、或不大于58vol％、或不大于56vol％、或不大于54vol％、或不大于52vol％、或不大于50vol％、或不大于48vol％、或不大于46vol％、或不大于44vol％、或不大于42vol％、或不大于40vol％、或不大于38vol％、或不大于36vol％、或不大于34vol％、或不大于32vol％、或不大于30vol％、或不大于28vol％、或不大于26vol％、或不大于24vol％、或不大于22vol％、或不大于20vol％。在另一实例中，主体101可包括占主体的总体积的至少1vol％的磨料颗粒105，诸如占主体901的总体积的至少2vol％、或至少约4vol％、或至少6vol％、或至少8vol％、或至少10vol％、或至少12vol％、或至少14vol％、或至少16vol％、或至少18vol％、
或至少20vol％、或至少25vol％、或至少30vol％、或至少35vol％的磨料颗粒210。此外，主体901可包含在包括本文提到的任何最小百分比和最大百分比的范围内的磨料颗粒210的含量。
[0085]
在至少一个实施例中，主体901可包括磨料颗粒210，该磨料颗粒包括芯体201，该芯体具有至少一种不同的特性，包括组成、形状、硬度、粒度、脆性、韧性、晶粒尺寸或它们的任意组合。例如，芯体201可包括成形磨料颗粒和非成形颗粒或具有不同形状的磨料颗粒。在再一示例中，芯体201可包括第一类型的磨料颗粒和第二类型的磨料颗粒，该第一类型的磨料颗粒包括优质磨料颗粒(例如，熔融氧化铝、氧化铝-氧化锆、加晶种的溶胶凝胶氧化铝、成形磨料颗粒等)，而第二类型的磨料颗粒包括稀释剂磨料颗粒。
[0086]
参照图9，主体901进一步包括中心开口930和沿轴向延伸穿过中心开口930的轴向轴线131，该轴向轴线可以垂直于沿限定主体的直径(d)的方向延伸的径向轴线。应当理解，主体的任何其他填料和/或相(例如，孔隙率)可以包含在粘结材料903内。
[0087]
在一个实施例中，主体901可包括选自由以下项组成的组的孔隙率类型：闭合孔隙率、开口孔隙率和它们的组合。在一方面，大部分孔隙率可以是由离散孔限定的闭合孔隙率，并且在特定方面，孔隙率可以基本上由闭合孔隙率组成。在另一方面，大部分孔隙率可以是开口的，限定了延伸穿过主体的至少一部分的互连通道网络，并且在特定方面，基本上所有的孔隙率都可以是开口孔隙率。在又一方面，孔隙率可包括开口孔隙率和闭合孔隙率的组合。
[0088]
在一个实施例中，主体901可包括特定的孔隙率，其可以促进磨料制品的改善的性质和性能。在一个示例中，主体901可包括占主体的总体积的至少1vol％、或至少2vol％、或至少4vol％、或至少6vol％、或至少8vol％、或至少10vol％、或至少12vol％、或至少14vol％、或至少16vol％、或至少18vol％、或至少20vol％、或至少25vol％、或至少30vol％、或至少40vol％、或至少45vol％、或至少50vol％、或至少55vol％的孔隙率。在另一示例中，主体101可包括占主体的总体积的不大于80vol％、或不大于75vol％、或不大于70vol％、或不大于65vol％、或不大于60vol％、或不大于55vol％、或不大于50vol％、或不大于45vol％、或不大于40vol％、或不大于35vol％、或不大于30vol％、或不大于25vol％、或不大于20vol％、或不大于15vol％、或不大于10vol％、或不大于5vol％、或不大于2vol％的孔隙率。应当理解，主体901可包含在包括本文提到的任何最小百分比和最大百分比的范围内的孔隙率。
[0089]
在一个实施例中，主体901可包括填料。例如，主体901可包括占主体的总体积的不大于40vol％的填料。在特定示例中，主体901可以具有不大于35vol％，诸如不大于30vol％、或不大于25vol％、或不大于20vol％、或不大于15vol％、或不大于10vol％、或不大于8vol％、或不大于5vol％、或不大于4vol％、或甚至不大于3vol％的填料。对于至少一个实施例，主体901可能没有填料。根据一个非限制性实施例，主体901可以具有占主体901的总体积的至少0.05vol％的填料，诸如至少0.5vol％、或至少1vol％、或至少2vol％、或至少3vol％、或至少5vol％、或至少10vol％、或至少15vol％、或至少20vol％、或甚至至少30vol％的填料。此外，主体901内的填料可以在上文提到的任何最小百分比和最大百分比之间的范围内，包括例如但不限于在至少0.5vol％且不大于30vol％的范围内的含量。
[0090]
填料可以包括选自由粉末、晶粒、球体、纤维及它们的组合组成的组的材料。此外，
在特定示例中，填料可包括无机材料、有机材料、纤维、织造材料、非织造材料、颗粒、矿物、坚果、壳、氧化物、氧化铝、碳化物、氮化物、硼化物、聚合物材料、天然存在的材料和它们的组合。在某一个实施例中，填料可包括材料，诸如砂、氧化铝空心球、铬铁矿、菱镁矿、白云石、莫来石空心球、硼化物、二氧化钛、碳产品(例如，炭黑、焦炭或石墨)、碳化硅、木粉、粘土、滑石、六方氮化硼、二硫化钼、长石、霞石正长岩、玻璃球、玻璃纤维、caf2、kbf4、冰晶石(na3alf6)、钾冰晶石(k3alf6)、黄铁矿、zns、硫化铜、矿物油、氟化物、碳酸盐、碳酸钙、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)、钛酸盐(例如，钛酸钾纤维)、岩石棉、粘土、海泡石、硫化铁(例如，fe2s3、fes2或它们的组合)、氟硼酸钾(kbf4)、硼酸锌、硼砂、硼酸、细刚玉粉、p15a、软木、玻璃球、二氧化硅微球(z-光)、银、saran
tm
树脂、对二氯苯、草酸、碱卤化物、有机卤化物、凹凸棒石或它们的任意组合。
[0091]
在至少一个实施例中，填料可包括选自由以下项组成的组的材料：抗静电剂、润滑剂、孔隙率诱导剂、着色剂和它们的组合。在其中填料为颗粒材料的特定示例中，填料可以与磨料颗粒不同，其平均粒度明显小于磨料颗粒。
[0092]
主体901的横截面被示出为具有大致矩形形状，其可以代表具有中心开口930的轮形或盘形，使得它是环状物。应当理解，本文实施例的磨料制品可以具有可以是珩磨、圆锥、杯、凸缘形状、圆柱、轮、环以及它们的组合形式的主体。
[0093]
主体901可以具有从上向下看的大致圆形形状。应当理解，在三维上，主体901可以具有一定的厚度(t)，使得主体201具有盘状或圆柱形形状。如图所示，主体901可以具有延伸穿过主体901的中心的外径(d)。中心开口930可以延伸穿过主体901的整个厚度(t)，使得磨料制品900可以安装在心轴或其他机器上，以用于在操作期间使磨料制品900旋转。根据一个实施例，主体901可以具有厚度(t)和直径(d)之间的特定的关系，使得主体的纵横比(d:t)为至少10:1，诸如至少20:1、或至少30:1、或至少40:1、或至少50:1、或至少60:1、或至少70:1、或至少80:1、或至少90:1、或至少100:1。此外，在一个非限制性实施例中，纵横比(d:t)可以不大于1000:1、或不大于500:1。应当理解，纵横比(d:t)可在包括上文提到的任何最小值和最大值的范围内。
[0094]
图10包括形成包括主体的磨料制品的方法的图示。在框1001，该方法可包括形成包括粘结材料和/或粘结前体材料和磨料颗粒210的混合物。在一方面，形成混合物可包括形成磨料颗粒210。在示例性实施方式中，芯体201可以用包括二氧化硅的第一材料处理，诸如胶态二氧化硅在溶剂中的分散体。可在800℃至1200℃的温度下将润湿的芯体加热5至60分钟以形成烧结的陶瓷材料，诸如烧结的胶态二氧化硅。在特定实施方式中，可以在从830℃至850℃的温度下进行烧结。在形成第一部分202之后，可以用硅烷或另一种含硅化合物进一步处理涂覆的芯体201并干燥该芯体以形成涂层205的第二部分203。
[0095]
根据一个实施例，粘结材料和/或粘结前体材料可包括选自由有机材料、有机前体材料、无机材料、无机前体材料、天然材料和它们的组合组成的组的材料。在特定示例中，粘结材料可包括金属或金属合金(诸如粉末金属材料，或金属材料的前体)，其适合于在进一步加工期间形成金属结合基质材料。
[0096]
根据另一实施例，混合物可包括玻璃质材料或玻璃质材料的前体，其适合于在进一步加工期间形成玻璃质粘结材料。例如，混合物可包括粉末形式的玻璃质材料，包括例如
含氧材料、氧化物或氧化物复合体、玻璃料和它们的任意组合。
[0097]
在又一实施例中，混合物可包括陶瓷材料或陶瓷材料的前体，其适合于在进一步加工期间形成陶瓷粘结材料。例如，混合物可包括粉末形式的陶瓷材料，包括例如含氧材料、氧化物或氧化物复合体和它们的任意组合。
[0098]
根据另一个实施例，混合物可以包括有机材料或有机材料的前体，其适合于在进一步加工期间形成有机粘结材料。这种有机材料可以包括一种或多种天然有机材料、合成有机材料及它们的组合。在特定示例中，有机材料可由树脂制成，该树脂可以包括热固性塑料、热塑性塑料及它们的组合。例如，一些合适的树脂可包括酚醛树脂、环氧树脂、聚酯、氰酸酯、虫胶、聚氨酯、聚苯并恶嗪、聚双马来酰亚胺、聚酰亚胺、橡胶及它们的组合。在一个特定实施例中，混合物包括未固化的树脂材料，该未固化的树脂材料被配置为通过进一步加工形成酚醛树脂粘结材料。
[0099]
酚醛树脂可以用固化剂或交联剂，诸如六亚甲基四胺改性。在超过约90℃的温度下，六亚甲基四胺的一些实例可以形成交联以形成有助于固化树脂的亚甲基和二亚甲基氨基桥。六亚甲基四胺可以均匀地分散在树脂内。更具体地，六亚甲基四胺可以均匀地分散在树脂区域内作为交联剂。甚至更具体地，酚醛树脂可以包含具有亚微米平均尺寸的交联域的树脂区域。
[0100]
混合物中可包括其他材料，诸如填料。填料可以存在于或可以不存在于最终成形的磨料制品中。在形成混合物之后，形成磨料制品的方法可以进一步包括形成包含磨料颗粒的生坯，该磨料颗粒包含在粘结材料中。生坯为未加工的主体，可以在形成最终成形的磨料制品之前进行进一步加工。生坯的形成可包括以下技术，诸如压制、模制、铸造、印刷、喷涂，和它们的组合。在一个特定实施例中，生坯的形成可包括将混合物压制成特定形状，包括例如进行压制操作以形成呈研磨轮形式的生坯。
[0101]
还应当理解，一种或多种增强材料可以包括在混合物内，或在混合物的各部分之间，以形成复合体，该复合体包括一个或多个磨料部分(即，包含在粘结材料内的磨料颗粒以及孔隙率、填料等)和由增强材料制成的增强部分。增强材料的一些合适实例包括织造材料、非织造材料、玻璃纤维、纤维、天然材料、合成材料、无机材料、有机材料，或它们的任意组合。如本文所用，术语诸如“增强的”或“增强”等指增强材料的离散层或部分，这些离散层或部分与用于制造磨料部分的粘结材料和磨料不同。术语诸如“内部增强”或“内部增强的”等表示这些组分在磨料制品的主体内或嵌入磨料制品的主体。在切割轮中，内部增强组分可为例如具有中间开口以容纳轮的心轴孔的圆盘形状。在一些轮中，增强材料从心轴孔延伸至主体的外围。在其他情况下，增强材料可从主体的外围延伸至刚好位于用于固定主体的凸缘下面的一点。一些磨料制品可以为“区域增强的”，其中(内部)纤维增强组分在主体的心轴孔和凸缘区域周围(主体直径的大约50％)。
[0102]
在形成具有期望组分的混合物并将混合物施加至期望的加工设备之后，该方法可以继续通过处理混合物以形成最终形成的磨料制品。一些合适的处理实例可包括固化、加热、烧结、结晶、聚合、压制和它们的组合。在一个实例中，工艺可以包括粘结剂配料，混合磨料颗粒与粘结剂或粘结前体材料，填充模具，压制并加热或固化混合物。
[0103]
在完成处理过程之后，形成磨料制品，诸如磨料制品100，包括磨料颗粒和包含在粘结材料中的任何其他添加剂。
[0104]
图11包括涂覆的磨料制品1100的横截面图，其包括基底1101、覆盖在基底1101上的底胶层1102和磨料颗粒210。涂覆的磨料制品1100可任选地包括填料、添加剂或它们的任意组合。复胶层1103覆盖并结合到磨料颗粒210和底胶层1102。
[0105]
在一个实施例中，基底1101可包括有机材料、无机材料和它们的组合。在某些实例中，基底1101可包括织造材料。但是，基底1101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、纸或它们的任意组合。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。
[0106]
底胶层1102可在单个过程中施加至基底1101的表面，或另选地，磨料颗粒210可与底胶层1102材料结合并且底胶层1102和磨料颗粒210的组合可作为混合物施加至基底1101的表面。在某些示例中，通过将施加底胶层1102的过程与磨料颗粒210沉积在底胶层1102中的过程分开，可更好地适合磨料颗粒210在底胶层1102中的受控沉积或放置。另外，可以设想的是，可将此类过程结合。合适的底胶层1102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402可包括聚酯树脂。然后可加热带涂层基底，以将树脂和粘结磨料颗粒210固化至基底1101。通常，在此固化过程中，可将带涂层基底1101加热到约100℃至小于约250℃的温度。
[0107]
在充分地形成其中容纳了磨料颗粒210的底胶层1102之后，复胶层1103可形成为覆盖在粘结磨料颗粒210上并将该粘结磨料颗粒粘结至底胶层1102和基底1101。复胶层1103可包括有机材料，并且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。
[0108]
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。
[0109]
实施例
[0110]
实施例1.一种磨料颗粒，该磨料颗粒包含：
[0111]
芯体，该芯体包括陶瓷材料；
[0112]
涂层，该涂层覆盖在芯体上，其中该涂层包含：
[0113]
第一部分，该第一部分覆盖在芯体的至少一部分上，其中该第一部分包含烧结的胶态二氧化硅；和
[0114]
第二部分，该第二部分覆盖在芯体的至少一部分上，其中该第二部分包含硅烷或硅烷反应产物。
[0115]
实施例2.一种磨料颗粒，该磨料颗粒包含：
[0116]
芯体，该芯体包括陶瓷材料，该陶瓷材料包含小于1微米的平均晶粒尺寸；
[0117]
涂层，该涂层覆盖在芯体上，其中该涂层包含：
[0118]
第一部分，该第一部分覆盖在芯体的至少一部分上，其中该第一部分包含烧结的陶瓷材料；和
[0119]
第二部分，该第二部分覆盖在芯体的至少一部分上，其中该第二部分包含硅烷或硅烷反应产物。
[0120]
实施例3.多个磨料颗粒，其中该多个磨料颗粒中的每个磨料颗粒包含：
[0121]
芯体，该芯体包含陶瓷材料，该陶瓷材料包括形成陶瓷材料的阳离子的第一元素和小于1微米的平均晶粒尺寸；
[0122]
涂层，该涂层覆盖在芯体的至少一部分上，其中该涂层包含硅；和
[0123]
至少为0.87％的平均硅/阳离子能量色散谱百分比。
[0124]
实施例4.多个磨料颗粒，其中该多个磨料颗粒中的每个磨料颗粒包含：
[0125]
芯体，该芯体包含陶瓷材料，该陶瓷材料具有小于1微米的平均晶粒尺寸；和
[0126]
涂层，该涂层覆盖在芯体的至少一部分上，其中该涂层包含硅；和
[0127]
至少为0.39的平均硅能量色散谱值。
[0128]
实施例5.根据实施例1至实施例4中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该芯体包含多晶α-氧化铝，该多晶α-氧化铝包含小于1微米的平均晶粒尺寸。
[0129]
实施例6.根据实施例1至实施例5中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该芯体基本上由包括小于1微米的平均晶粒尺寸的多晶α-氧化铝组成。
[0130]
实施例7.根据实施例5或实施例6所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该多晶α-氧化铝包含至少0.01微米、至少0.02微米、至少0.03微米、至少0.04微米、至少0.05微米、至少0.06微米、至少0.07微米、至少0.08微米、至少0.09微米、至少0.1微米、至少0.11微米、至少0.12微米、至少0.13微米、至少0.14微米、至少0.15微米、至少0.16微米、至少0.17微米、至少0.18微米、至少0.19微米、至少0.2微米、至少0.3微米、至少0.4微米、或至少0.5微米的平均晶粒尺寸。
[0131]
实施例8.根据实施例5至实施例7中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该多晶α-氧化铝包含不大于0.9微米、不大于0.8微米、不大于0.7微米、不大于0.6微米、不大于0.5微米、不大于0.4微米、不大于0.3微米、不大于0.2微米、不大于0.1微米、不大于0.09微米、不大于0.08微米、不大于0.07微米、不大于0.06微米、不大于0.05微米、不大于0.04微米、不大于0.03微米、不大于0.02微米、或不大于0.01微米的平均晶粒尺寸。
[0132]
实施例9.根据实施例5至实施例8中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该多晶α-氧化铝包含在以下范围内的平均晶粒尺寸：包括至少0.01微米且小于1微米的范围、包括至少0.03微米且不大于0.8微米的范围、包括至少0.05微米且不大于0.6微米的范围、包括至少0.08微米且不大于0.4微米的范围、或包括至少0.1微米且不大于0.2微米的范围。
[0133]
实施例10.根据实施例1至实施例4中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该芯体包含烧结的陶瓷材料，该烧结的陶瓷材料包括氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、碳氧化物、氮氧化物、超硬磨料、碳基材料、团聚物、聚集体、成形磨料颗粒、微晶材料、纳米晶材料或它们的任意组合。
[0134]
实施例11.根据实施例1至实施例10中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该芯体包含至少2.10g/cm3、至少2.20g/cm3、2.30g/cm3、至少2.40g/cm3、至少2.50g/cm3、至少2.60g/cm3、至少2.70g/cm3、2.80g/cm3、至少2.90g/cm3、至少3.00g/cm3、至少3.10g/cm3、至少3.20g/cm3、至少3.30g/cm3、至少3.40g/cm3、3.50g/cm3、至少3.55g/cm3、至少
3.60g/cm3、至少3.65g/cm3、至少3.70g/cm3、至少3.75g/cm3、至少3.80g/cm3、至少3.85g/cm3、至少3.90g/cm3、或至少3.95g/cm3的密度。
[0135]
实施例12.根据实施例1至实施例10中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该芯体包含不大于5.80g/cm3、不大于5.70g/cm3、不大于5.60g/cm3、不大于5.50g/cm3、不大于5.40g/cm3、不大于5.30g/cm3、不大于5.20g/cm3、不大于5.10g/cm3、不大于5.00g/cm3、不大于4.90g/cm3、不大于4.80g/cm3、不大于4.70g/cm3、不大于4.60g/cm3、不大于4.50g/cm3、不大于4.40g/cm3、不大于4.30g/cm3、不大于4.20g/cm3、不大于4.10g/cm3、不大于4.00g/cm3、或不大于3.97g/cm3的密度。
[0136]
实施例13.根据实施例1至实施例12中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该芯体包含其理论密度的至少80％、至少85％、至少88％、至少90％、至少92％、至少95％、或至少98％的密度。
[0137]
实施例14.根据实施例1至实施例13中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该芯体包含占芯体的总体积的不大于10vol％、不大于9vol％、不大于8vol％、不大于7vol％、不大于6vol％、不大于5vol％、不大于4vol％、不大于3vol％、不大于2vol％、或不大于1vol％的孔隙率。
[0138]
实施例15.根据实施例1至实施例14中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该芯体基本上不含孔隙。
[0139]
实施例16.根据实施例1至实施例15中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该磨料颗粒包含至少0.39、至少0.41、至少0.43、至少0.45、至少0.47、至少0.48、至少0.49、至少0.50、至少0.51、至少0.52、至少0.54、至少0.55、至少0.56、至少0.57、至少0.59、至少0.60、至少0.61、至少0.62、至少0.64、至少0.66、至少0.67、至少0.69、至少0.70、至少0.72、至少0.74、至少0.75、至少0.77、至少0.78、至少0.79、至少0.81、至少0.83、至少0.85、至少0.87、至少0.89、至少0.90、至少0.92、至少0.93、至少0.94、至少0.95、至少0.96、至少0.97、至少0.99、至少1.00、至少1.10、至少1.15、至少1.20、至少1.25、至少1.30、至少1.35、至少1.40、至少1.45、至少1.50、至少1.55、至少1.60、至少1.65、至少1.70、至少1.75、至少1.80、至少1.85、至少1.90、至少1.95、至少2.00、至少2.10、至少2.15、至少2.20、至少2.25、至少2.30、至少2.35、至少2.40、至少2.45、至少2.50、至少2.55、至少2.60、至少2.65、至少2.70、至少2.75、至少2.80、至少2.85、至少2.90、至少2.95、或至少3.00的平均硅能量色散谱值。
[0140]
实施例17.根据实施例1至实施例16中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该磨料颗粒包含不大于6.00、不大于5.95、不大于5.90、不大于5.85、不大于5.80、不大于5.75、不大于5.60、不大于5.50、不大于5.45、不大于5.35、不大于5.20、不大于5.10、不大于5.00、不大于4.95、不大于4.90、不大于4.85、不大于4.80、不大于4.75、不大于4.60、不大于4.50、不大于4.45、不大于4.35、不大于4.20、不大于4.10、不大于4.00、不大于3.95、不大于3.90、不大于3.85、不大于3.80、不大于3.75、不大于3.60、不大于3.50、不大于3.45、不大于3.35、不大于3.20、或不大于3.10的平均硅能量色散谱值。
[0141]
实施例18.根据实施例1至实施例17中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该芯体包含陶瓷材料，该陶瓷材料包括形成陶瓷材料的阳离子的第一元素，并且其中该磨料颗粒包含至少0.9％、至少1.0％、至少1.2％、至少1.5％、至少1.7％、至少1.9％、至少
2.0％、至少2.1％、至少2.2％、至少2.4％、至少2.7％、至少2.9％、至少3.0％、至少3.1％、至少3.3％、至少3.5％、至少3.7％、至少3.9％、至少4.1％、至少4.3％、至少4.5％、至少4.7％、至少4.9％、至少5.0％、至少5.1％、至少5.2％、至少5.4％、至少5.6％、至少5.8％、至少6.0％、至少6.1％、至少6.3％、至少6.5％、至少6.7％、至少6.9％、至少7.0％、或至少7.1％的平均硅/阳离子能量色散谱百分比。
[0142]
实施例19.根据实施例1至实施例18中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该芯体包含陶瓷材料，该陶瓷材料包括形成陶瓷材料的阳离子的第一元素，并且其中该磨料颗粒包含不大于10.0％、不大于9.9％、不大于9.7％、不大于9.5％、不大于9.3％、不大于9.1％、不大于9.0％、不大于8.9％、不大于8.7％、不大于8.5％、不大于8.4％、不大于8.3％、不大于8.1％、不大于8.0％、不大于7.9％、不大于7.8％、不大于7.6％、不大于7.5％、不大于7.4％、不大于7.3％、或不大于7.2％的平均硅/阳离子能量色散谱百分比。
[0143]
实施例20.根据实施例3、实施例18和实施例19中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中形成陶瓷材料的阳离子的第一元素包含铝、锆、镁或它们的组合。
[0144]
实施例21.根据实施例3和实施例18至实施例20中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中形成陶瓷材料的阳离子的第一元素由铝组成。
[0145]
实施例22.根据实施例1至实施例21中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该磨料颗粒包含选自由碱金属和碱土金属组成的组的元素的平均能量色散谱值，该平均能量色散谱值不大于2.0、不大于1.9、不大于1.8、不大于1.7、不大于1.6、不大于1.5、不大于1.4、不大于1.3、不大于1.2、不大于1.1、不大于1.0、不大于0.9、不大于0.8、不大于0.7或不大于0.6。
[0146]
实施例23.根据实施例1至实施例22中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该磨料颗粒包含不大于1、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、不大于0.3、不大于0.2、不大于0.1、不大于0.09、不大于0.08、不大于0.07、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、或不大于0.01的平均钠能量色散谱值。
[0147]
实施例24.根据实施例1至实施例23中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该磨料颗粒包含不大于1、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、不大于0.3、不大于0.2、不大于0.1、不大于0.09、不大于0.08、不大于0.07、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、或不大于0.01的平均钾能量色散谱值。
[0148]
实施例25.根据实施例1至实施例24中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该磨料颗粒包含不大于1、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、不大于0.3、不大于0.2、不大于0.1、不大于0.09、不大于0.08、不大于0.07、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、或不大于0.01的平均钙能量色散谱值。
[0149]
实施例26.根据实施例1至实施例25中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该磨料颗粒包含不大于1、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、不大于0.3、不大于0.2、不大于0.1、不大于0.09、不大于0.08、不大于0.07、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、或不大于0.01的平均镁能量色散
谱值。
[0150]
实施例27.根据实施例1至实施例26中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该磨料颗粒包含不大于1、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、不大于0.3、不大于0.2、不大于0.1、不大于0.09、不大于0.08、不大于0.07、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、或不大于0.01的平均钡能量色散谱值。
[0151]
实施例28.根据实施例1至实施例27中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该磨料颗粒包含不大于1、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、不大于0.3、不大于0.2、不大于0.1、不大于0.09、不大于0.08、不大于0.07、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、或不大于0.01的硼能量色散谱值。
[0152]
实施例29.根据实施例1至实施例28中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该磨料颗粒包含至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少11、至少12、至少13、至少14、至少15、至少16、至少17、至少18、至少19、至少20、至少30、至少31、至少32、至少34、至少35、至少36、至少37、至少38、至少39、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、或至少100的硅/硼能量色散谱比。
[0153]
实施例30.根据实施例1至实施例29中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该磨料颗粒包含至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少11、至少12、至少13、至少14、至少15、至少16、至少17、至少18、至少19、至少20、至少30、至少31、至少32、至少34、至少35、至少36、至少37、至少38、至少39、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、或至少100的硅/钠能量色散谱比。
[0154]
实施例31.根据实施例1至实施例30中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该磨料颗粒包含至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少11、至少12、至少13、至少14、至少15、至少16、至少17、至少18、至少19、至少20、至少30、至少31、至少32、至少34、至少35、至少36、至少37、至少38、至少39、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、或至少100的硅/钡能量色散谱比。
[0155]
实施例32.根据实施例1至实施例31中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该磨料颗粒包含至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少11、至少12、至少13、至少14、至少15、至少16、至少17、至少18、至少19、至少20、至少30、至少31、至少32、至少34、至少35、至少36、至少37、至少38、至少39、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、或至少100的硅/钾能量色散谱比。
[0156]
实施例33.根据实施例1至实施例32中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该磨料颗粒包含至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少11、至少12、至少13、至少14、至少15、至少16、至少17、至少18、至少19、至少20、至少30、至少31、至少32、至少34、至少35、至少36、至少37、至少38、至少39、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、或至少100的硅/钙能量色散谱比。
[0157]
实施例34.根据实施例1至实施例33中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该磨料颗粒包含选自过渡金属的元素的平均能量色散谱值，该平均能量色散谱值不大于1、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、不大于0.3、不大
于0.2、不大于0.1、不大于0.09、不大于0.08、不大于0.07、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、或不大于0.01。
[0158]
实施例35.根据实施例1至实施例34中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该涂层基本上不含选自碱和碱土金属的元素。
[0159]
实施例36.根据实施例1至实施例35中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该涂层基本上不含选自过渡金属的元素。
[0160]
实施例37.根据实施例1至实施例36中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该涂层基本上不含硼、铝或两者。
[0161]
实施例38.根据实施例3或实施例4所述的多个磨料颗粒，其中该涂层包含：
[0162]
第一部分，该第一部分覆盖在芯体的至少一部分上，其中该第一部分包含烧结的陶瓷材料，该烧结的陶瓷材料包括硅；和
[0163]
第二部分，该第二部分覆盖在芯体的至少一部分上，其中该第二部分包含硅烷。
[0164]
实施例39.根据实施例38所述的多个磨料颗粒，其中该涂层包含烧结的胶态二氧化硅。
[0165]
实施例40.根据实施例1和实施例39中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该第二部分覆盖在该第一部分的至少一部分上。
[0166]
实施例41.根据实施例1至实施例40中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该磨料颗粒包含占芯体的总重量的至少0.01wt.％、至少0.02wt.％、至少0.03wt.％、至少0.04wt.％、至少0.05wt.％、至少0.06wt.％、至少0.07wt.％、至少0.08wt.％、至少0.09wt.％、至少0.1wt.％、至少0.15wt.％、至少0.16wt.％、至少0.17wt.％、至少0.18wt.％、至少0.19wt.％、至少0.2wt.％、至少0.25wt.％、至少0.26wt.％、至少0.27wt.％、至少0.28wt.％、至少0.29wt.％、或至少0.3wt.％的涂层的含量。
[0167]
实施例42.根据实施例1至实施例41中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该磨料颗粒包含占芯体的总重量的不大于1wt.％、不大于0.9wt.％、不大于0.8wt.％、不大于0.7wt.％、不大于0.6wt.％、不大于0.55wt.％、不大于0.5wt.％、不大于0.48wt.％、不大于0.46wt.％、不大于0.45wt.％、不大于0.43wt.％、不大于0.42wt.％、不大于0.41wt.％、不大于0.4wt.％、不大于0.38wt.％、不大于0.37wt.％、不大于0.36wt.％、不大于0.35wt.％、或不大于0.34wt.％的涂层的含量。
[0168]
实施例43.根据实施例1至实施例42中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该涂层包含不大于10微米、不大于9微米、不大于8微米、不大于7微米、不大于6微米、不大于5微米、不大于4微米、不大于3微米、不大于2微米、不大于1微米、不大于0.9微米、不大于0.8微米、不大于0.7微米、不大于0.6微米、不大于0.5微米、不大于0.4微米、不大于0.3微米、或不大于0.2微米的厚度。
[0169]
实施例44.根据实施例1至实施例43中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该涂层包含至少0.05微米、至少0.06微米、至少0.07微米、至少0.08微米、至少0.09微米、至少0.1微米、至少0.11微米、至少0.12微米、至少0.13微米、至少0.14微米、至少0.15微米、至少0.16微米、至少0.17微米、至少0.18微米、至少0.19微米、至少0.20微米、至少0.21微米、至少0.22微米、至少0.24微米、至少0.26微米、至少0.28微米、至少0.29微米、至少0.30微米、或至少0.31微米的厚度。
[0170]
实施例45.根据实施例1至实施例44中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该磨料颗粒包含涂层的厚度与芯体的平均粒度的比率，其中该比率小于1、不大于0.9、不大于0.7、不大于0.5、不大于0.4、不大于0.2、不大于0.1、不大于0.08、不大于0.06、不大于0.05、不大于0.03、不大于0.02、不大于0.01、不大于0.009、不大于0.008、不大于0.007、不大于0.006、不大于0.005、不大于0.004、不大于0.003、不大于0.002、或不大于0.1。
[0171]
实施例46.根据实施例1至实施例45中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该磨料颗粒包含涂层的厚度与芯体的平均粒度的比率，其中该比率为至少0.0005、至少0.0007、至少0.0009、至少0.001、至少0.002、至少0.003、至少0.004、至少0.005、至少0.006、至少0.007、至少0.008、至少0.009、至少0.01、至少0.02、或至少0.03。
[0172]
实施例47.根据实施例1至实施例46中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该涂层包含多晶材料。
[0173]
实施例48.根据实施例1至实施例47中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该涂层的大部分是多晶的。
[0174]
实施例49.根据实施例1至实施例48中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中对于涂层的总体积，涂层的至少51vol％是多晶的，涂层的至少52vol％、至少53vol％、至少54vol％、至少55vol％、至少56vol％、至少57vol％、至少58vol％、至少59vol％、至少60vol％、至少61vol％、至少62vol％、至少63vol％、至少64vol％、至少65vol％、至少66vol％、至少67vol％、至少68vol％、至少69vol％，至少70vol％、至少71vol％、至少72vol％、至少73vol％、至少74vol％、至少75vol％、至少76vol％、至少77vol％、至少78vol％、至少79vol％、至少80vol％、至少81vol％、至少82vol％、至少83vol％、至少84vol％、至少85vol％、至少86vol％、至少87vol％、至少88vol％、至少89vol％、至少90vol％、至少91vol％、至少92vol％、至少93vol％、至少94vol％、至少95vol％、至少96vol％、至少97vol％、至少98vol％、或至少99vol％是多晶的。
[0175]
实施例50.根据实施例1至实施例49中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该涂层基本上由多晶材料组成。
[0176]
实施例51.根据实施例1至实施例50中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该涂层基本上不含非晶相。
[0177]
实施例52.根据实施例1至实施例51中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该涂层的大部分是二氧化硅。
[0178]
实施例53.根据实施例1至实施例52中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中对于涂层的总重量，涂层的至少51wt.％是二氧化硅，涂层的至少52wt.％、至少53wt.％、至少54wt.％、至少55wt.％、至少56wt.％、至少57wt.％、至少58wt.％、至少59wt.％、至少60wt.％、至少61wt.％、至少62wt.％、至少63wt.％、至少64wt.％、至少65wt.％、至少66wt.％、至少67wt.％、至少68wt.％、至少69wt.％、至少70wt.％、至少71wt.％、至少72wt.％、至少73wt.％、至少74wt.％、至少75wt.％、至少76wt.％、至少77wt.％、至少78wt.％、至少79wt.％、至少80wt.％、至少81wt.％、至少82wt.％、至少83wt.％、至少84wt.％、至少85wt.％、至少86wt.％、至少87wt.％、至少88wt.％、至少89wt.％、至少90wt.％、至少91wt.％、至少92wt.％、至少93wt.％、至少94wt.％、或至少95wt.％是二氧化硅。
[0179]
实施例54.根据实施例1至实施例53中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该涂层基本上由二氧化硅组成。
[0180]
实施例55.根据实施例1至实施例54中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该涂层包含具有至少0.01微米、至少0.02微米、至少0.03微米、至少0.04微米、至少0.05微米、至少0.06微米、至少0.07微米、至少0.08微米、至少0.09微米、至少0.1微米、至少0.11微米、至少0.12微米、至少0.13微米、至少0.14微米、至少0.15微米、至少0.16微米、至少0.17微米、至少0.18微米、至少0.19微米、至少0.2微米、至少0.3微米、至少0.4微米、至少0.5微米、至少0.6微米、至少0.7微米、至少0.8微米、至少0.9微米、至少1微米、至少1.2微米、至少1.4微米、至少1.6微米、至少1.8微米、至少2微米、至少2.3微米、至少2.6微米、至少2.8微米、至少3微米、至少3.2微米、至少3.4微米、至少3.6微米、至少3.8微米、至少4微米、至少4.2微米、至少4.5微米、至少4.8微米、至少5微米、至少5.2微米、至少5.4微米、至少5.5微米、至少5.7微米、至少6微米、至少6.2微米、至少6.3微米、至少6.5微米、至少6.7微米、至少6.8微米、至少7微米、至少7.2微米、至少7.4微米、至少7.5微米、至少7.8微米、至少8微米、至少8.1微米、至少8.3微米、至少8.5微米、至少8.6微米、至少8.7微米、至少8.9微米、至少9微米、至少9.1微米、至少9.3微米、至少9.4微米、至少9.6微米、至少9.8微米、或至少10微米的平均晶粒尺寸的二氧化硅颗粒。
[0181]
实施例56.根据实施例1至实施例55中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该涂层包含具有不大于10微米、不大于9.8微米、不大于9.6微米、不大于9.4微米、不大于9.2微米、不大于9微米、不大于8.7微米、不大于8.5微米、不大于8.3微米、不大于8.1微米、不大于8微米、不大于7.8微米、不大于7.6微米、不大于7.4微米、不大于7.2微米、不大于7微米、不大于6.8微米、不大于6.6微米、不大于6.4微米、不大于6.3微米、不大于6.2微米、不大于6微米、不大于5.8微米、不大于5.6微米、不大于5.4微米、不大于5.3微米、不大于5微米、不大于4.8微米、不大于4.6微米、不大于4.4微米、不大于4.2微米、不大于4微米、不大于3.8微米、不大于3.6微米、不大于3.4微米、不大于3.2微米、不大于2.9微米、不大于2.8微米、不大于2.6微米、不大于2.4微米、不大于2.2微米、不大于2微米、不大于1.8微米、不大于1.6微米、不大于1.4微米、不大于1.2微米、不大于1微米、不大于0.9微米、不大于0.8微米、不大于0.7微米、不大于0.6微米、不大于0.5微米、不大于0.4微米、不大于0.3微米、不大于0.2微米、不大于0.1微米、不大于0.09微米、不大于0.08微米、不大于0.07微米、不大于0.06微米、不大于0.05微米、不大于0.04微米、不大于0.03微米、不大于0.02微米、或不大于0.01微米的平均晶粒尺寸的二氧化硅颗粒。
[0182]
实施例57.根据实施例1至实施例56中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该涂层的大部分基本上由二氧化硅颗粒组成。
[0183]
实施例58.根据实施例1至实施例57中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该涂层基本上由二氧化硅颗粒组成。
[0184]
实施例59.根据实施例1至实施例58中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该磨料颗粒包含至少10微米、至少30微米、至少40微米、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120微米、至少140微米、至少150微米、至少170微米、至少180微米、至少200微米、至少210微米、至少230微米、至少250微米、至少260微米、至少270微米、至少290微米、至少300微米、至少320微米、至少340微米、至少350微米、
至少360微米、至少380微米、至少400微米、至少420微米、至少430微米、至少440微米、至少450微米、至少460微米、至少470微米、至少490微米、或至少500微米的平均粒度。
[0185]
实施例60.根据实施例1至实施例59中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该磨料颗粒包含不大于2000微米、不大于1800微米、不大于1600微米、不大于1500微米、不大于1400微米、不大于1300微米、不大于1200微米、不大于1100微米、不大于1000微米、不大于900微米、不大于850微米、不大于830微米、不大于800微米、不大于750微米、不大于700微米、不大于650微米、不大于600微米、不大于550微米、不大于500微米、不大于450微米、或不大于400微米的平均粒度。
[0186]
实施例61.根据实施例1至实施例60中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该涂层包含硅烷，其中该硅烷为有机-无机化合物的形式。
[0187]
实施例62.根据实施例61所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该化合物包含有机硅。
[0188]
实施例63.根据实施例61或实施例62所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该化合物包含氨基硅烷、双-氨基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷或它们的任意组合。
[0189]
实施例64.根据实施例1至实施例63中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该第一部分包含至少10nm、至少12nm、至少15nm、至少18nm、至少20nm、至少22nm、至少25nm或至少28nm的平均晶畴尺寸。
[0190]
实施例65.根据实施例1至实施例64中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该第一部分包含平均晶畴尺寸，该平均晶畴尺寸可以为至多130nm、至多120nm、至多100nm、至多90nm、至多85nm、至多83nm、至多80nm、至多78nm、至多75nm、至多72nm、至多70nm、至多68nm、至多65nm、至多62nm、至多60nm、至多58nm、至多55nm、至多52nm、或至多50nm。
[0191]
实施例66.根据实施例1至实施例65中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该第一部分包含小于6nm、至多5.5nm、或至多5nm的平均均方根粗糙度(rq)。
[0192]
实施例67.根据实施例1至实施例66中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒，其中该第一部分包含大于1nm、至少1.5nm、至少2nm、至少2.5nm、至少2.8nm或至少3nm的平均均方根粗糙度(rq)。
[0193]
实施例68.一种固结磨料制品，该固结磨料制品包含：
[0194]
主体，所述主体包括：
[0195]
粘结材料，该粘结材料包含有机材料；
[0196]
磨料颗粒，该磨料颗粒包含在该粘结材料中，其中该磨料颗粒包含根据权利要求1至权利要求67中任一项所述的磨料颗粒或多个磨料颗粒。
[0197]
实施例69.一种磨料颗粒，该磨料颗粒包含：
[0198]
芯体，该芯体包括陶瓷材料；
[0199]
涂层，该涂层覆盖在芯体上，其中该涂层包含：
[0200]
第一部分，该第一部分覆盖在该芯体的至少一部分上，其中该第一部分包含烧结的胶态二氧化硅以及不大于5nm的表面粗糙度和不大于60％的晶体含量；和
[0201]
第二部分，该第二部分覆盖在该芯体的至少一部分上，其中该第二部分包含硅烷或硅烷反应产物。
[0202]
实施例70.一种磨料颗粒，该磨料颗粒包含：
[0203]
芯体，该芯体包括陶瓷材料，该陶瓷材料包含小于1微米的平均晶粒尺寸；
[0204]
涂层，该涂层覆盖在芯体上，其中该涂层包含：
[0205]
第一部分，该第一部分覆盖在该芯体的至少一部分上，其中该第一部分包含烧结的陶瓷材料以及不大于5nm的表面粗糙度和不大于60％的晶体含量；和
[0206]
第二部分，该第二部分覆盖在该芯体的至少一部分上，其中该第二部分包含硅烷或硅烷反应产物。
[0207]
实施例71.多个磨料颗粒，该多个磨料颗粒包含根据实施例69或70所述的多个磨料颗粒。
[0208]
实施例72.根据实施例71所述的多个磨料颗粒，其中：
[0209]
该芯体包含陶瓷材料，该陶瓷材料包括形成该陶瓷材料的阳离子的第一元素；且
[0210]
该多个磨料颗粒包含：
[0211]
至少为0.87％的平均硅/阳离子能量色散谱百分比；
[0212]
至少为0.39的平均硅能量色散谱值；或
[0213]
它们的组合。
[0214]
实施例73.根据实施例71所述的多个磨料颗粒，其中该芯体包含多晶α-氧化铝，该多晶α-氧化铝包含小于1微米的平均晶粒尺寸。
[0215]
实施例74.根据实施例72所述的多个磨料颗粒，其中该平均硅能量色散谱值不大于6.00。
[0216]
实施例75.根据实施例72所述的多个磨料颗粒，其中该平均硅/阳离子能量色散谱百分比不大于10.0％。
[0217]
实施例76.根据实施例72所述的多个磨料颗粒，其中形成该陶瓷材料的阳离子的第一元素包含铝、锆、镁或它们的组合。
[0218]
实施例77.根据实施例71所述的多个磨料颗粒，其中该磨料颗粒包含占该芯体的总重量的至少0.01wt.％且不大于1wt.％的涂层的含量。
[0219]
实施例78.根据实施例71所述的多个磨料颗粒，其中该涂层包含至少0.05微米且不大于10微米的厚度。
[0220]
实施例79.根据实施例71所述的多个磨料颗粒，其中该涂层包含多晶材料，该多晶材料包括二氧化硅。
[0221]
实施例80.根据实施例71所述的多个磨料颗粒，其中该涂层进一步包含非晶相，该非晶相包括二氧化硅。
[0222]
实施例81.根据实施例71所述的多个磨料颗粒，其中该粗糙度为至少3nm。
[0223]
实施例82.根据实施例71所述的多个磨料颗粒，其中结晶度为至少3％。
[0224]
实施例83.一种磨料制品，该磨料制品包含主体，该主体包括粘结材料和包含在该粘结材料中的根据实施例71所述的多个磨料颗粒。
[0225]
实例
[0226]
实例1
[0227]
将氧化铝颗粒与胶态二氧化硅混合3至5分钟，其中二氧化硅含量占氧化铝颗粒的总重量的0.1wt.％。一部分润湿的颗粒在850℃下烧结15分钟以形成涂
覆的颗粒样品s3。另一部分润湿的颗粒在250℃下干燥以形成样品cs2。未处理的颗粒称为样品cs1。使用能量色散谱分析所有样品。每个样品的代表读数分别包括在图3a至3c中。如图所示，与样品cs1和cs2相比，样品s3展示了明显且更高的硅峰。
[0228]
基于对至少5个磨料颗粒的测试，一些元素的平均能量色散谱值包括在下表1中。
[0229]
表1
[0230][0231]
使用原子力显微镜进一步分析样品cs1、s3和cs2。图8a包括样本cs1的图像。图8b包括样品cs2的涂层部分的图像，并且图8c包括样品s3的涂层部分的图像。样品cs2具有比样品s3的平均晶畴尺寸更小的平均晶畴尺寸。
[0232]
表2包括样品的均方根粗糙度。
[0233]
表2
[0234]
样品rq粗糙度(nm)cs18.3cs211.9s34.6
[0235]
实例2
[0236]
将氧化铝颗粒与胶态二氧化硅悬浮液混合，其中二氧化硅含量占氧化铝颗粒的总重量的0.1wt.％。润湿的颗粒以30分钟从室温(约20℃至25℃)升温至850℃，在850℃下烧结15分钟，然后在空气中冷却。涂覆的氧化铝颗粒进一步用3-氨基丙基三乙氧基硅烷处理并干燥以形成代表本文实施例的磨料颗粒。磨料颗粒和未处理的氧化铝颗粒分别与酚醛树脂混合、压制和固化以形成棒材样品。包括代表性磨料颗粒的棒材样品称为样品s5，而包括未处理的氧化铝颗粒的棒材样品称为样品cs4。对所有棒材样品测试弯曲强度(即，mor)。
[0237]
如图4所示，样品s5展示了比样品cs4显着改善的mor。
[0238]
实例3
[0239]
如以下段落中所述进一步处理来自实施例1的颗粒样品cs1、cs2和s3。以与实施例2中所述相同的方式并使用3-氨基丙基三乙氧基硅烷进行硅烷涂布。以与实施例2中所述相同的方式形成棒材样品。
[0240]
cs1颗粒涂有硅烷并用于形成棒材样品cs7。
[0241]
使用kenwood混合器将样品cs2和s3的颗粒分别与水高速混合一小时。将水处理的cs2颗粒分成两部分。一部分涂有硅烷，并且然后用于形成棒材样品cs10，另一部分没有涂覆硅烷，而是直接用于形成棒材样品cs9。未处理的cs2颗粒涂有硅烷并用于形成棒材样品
cs8。
[0242]
未处理的s3颗粒涂有硅烷并用于形成棒材样品s11。一部分水处理的s3颗粒涂有硅烷并且形成棒材样品s13，而另一部分水处理的s3颗粒没有涂覆硅烷，而是直接用于形成棒材样品s12。
[0243]
每个样品中至少有3个棒材在50℃和90％相对湿度下老化，然后测试mor。每个样品中至少有3个未老化的棒材也测试了mor。图5包括所有样品的mor的图示。
[0244]
如图所示，与未老化的样品cs7相比，老化的样品cs7展示了41％的mor降低。与未老化的cs8相比，老化的样品cs8展示了约42％的mor降低。与未老化的样品cs9相比，老化的样品cs9展示了约46％的mor降低。与未老化的样品cs10相比，老化的样品cs10展示了约40％的mor降低。
[0245]
与未老化的样品s11相比，老化的样品s11展示了约21％的mor降低。与未老化的样品s12相比，老化的样品s12展示了约25％的mor降低。与未老化的样品s13相比，老化的样品s13展示了约22％的mor降低。
[0246]
实例4
[0247]
氧化铝颗粒用3-氨基丙基三乙氧基硅烷处理，然后在150℃下干燥。氨基硅烷涂覆的颗粒用于形成棒材样品cs14。以与实施例2中所述相同的方式形成所有棒材样品。
[0248]
以与实施例1中所述相同的方式，使用胶态二氧化硅悬浮液润湿额外的氧化铝颗粒。一部分润湿的颗粒在960℃下烧结并用于形成样品cs15。润湿的颗粒的第二部分在960℃下烧结，然后用3-氨基丙基三乙氧基硅烷涂覆并在150℃下干燥以形成代表本文实施例的磨料颗粒。使用代表性磨料颗粒形成棒材样品s16。
[0249]
润湿的颗粒的第三部分在150℃下干燥并用于形成棒材样品cs17。润湿的颗粒的第四部分在150℃下干燥，用3-氨基丙基三乙氧基硅烷涂覆，在150℃下再次干燥，然后用于形成棒材样品cs18。润湿的颗粒的第五部分在150℃下干燥，用3-氨基丙基三乙氧基硅烷涂覆，在室温(20至25℃)下干燥，然后用于形成棒材样品cs19。
[0250]
测试来自每个样品的棒材的湿mor和干mor两者。湿mor是指对已在水中煮沸150分钟的棒材测试的mor。图6包括所有样品在煮沸后的湿mor和干mor以及mor保留的图示。与样品cs14(14.6mpa；57％)、样品cs15(18.2mpa；50％)、样品cs17(8.3mpa；60％)、样品cs18(7.4mpa；63％)和样品cs19(7.1mpa；56％)的相应湿mor和mor保留相比，样品s16在煮沸后展示了最高的湿mor(29.2mpa)和mor保留(82％)。
[0251]
实例5
[0252]
使用氧化铝颗粒形成研磨轮样品cs20。以与实施例2中公开的相同的方式，用胶态二氧化硅然后用硅烷处理额外的氧化铝颗粒以形成代表性磨料颗粒，该等磨料颗粒用于形成研磨轮样品s21。来自每个轮样品的至少3个轮分别在研磨不锈钢工件和碳钢工件时进行了测试。图7a包括对不锈钢测试的样品的g比率与材料去除率的关系图。图7b包括对碳钢测试的样品的g比率与材料去除率的关系图。
[0253]
如图所示，与样品cs20相比，轮样品s21在两种类型的工件上都展示了改善的g比率和材料去除率。
[0254]
实例6
[0255]
将36号粒度的氧化铝颗粒与胶态二氧化硅混合3至5分钟，其中二氧化硅含量占氧化铝颗粒的总重量的0.1wt.％。一部分润湿的颗粒在850℃、960℃和1100℃下烧结15分钟以分别形成涂覆的颗粒样品s23、s24、s25。另一部分润湿的颗粒在250℃下干燥以形成样品cs22。根据本文实施例分析所有样品的粗糙度和晶畴尺寸，其包括在下表3中。根据本文实施例分析所有样品的结晶度，除了样品cs22的粉末样品是在250℃的加热温度下制备的。样品的afm相图包括在图12a至12d中。
[0256]
表3
[0257][0258]
使用包括浓度为26％的二氧化硅和8％的na2o的溶液，用硅酸钠涂覆平坦的纯结晶氧化铝基底(al2o3含量》99.5％)。硅酸钠包括76wt.％的二氧化硅和24wt.％的氧化钠。涂覆的基底在850℃和1100℃下加热以分别形成烧结的硅酸钠涂层样品cs26和cs27。以与本文实施例中关于第一部分所述的相同的方式测量烧结的硅酸钠涂层的平均粗糙度。如本文所公开制备的平坦纯结晶氧化铝基底上的烧结的涂层的平均粗糙度类似于磨料颗粒芯体上的烧结的涂层的粗糙度。根据本文实施例确定在850℃和1100℃下烧结的粉末硅酸钠的结晶度。样品cs26和cs27的afm相图分别包括在图13a和13b中。
[0259]
表4
[0260][0261][0262]
实例7
[0263]
将24号粒度的氧化铝颗粒与胶态二氧化硅混合3至5分钟，其中二氧化硅含量占氧化铝颗粒的总重量的0.1wt.％。一部分润湿的颗粒在850℃和960℃下烧结15分钟以形成涂覆的颗粒，然后将其分别用于形成带材样品s32和s33。另一部分润湿的
颗粒在250℃下干燥并用于形成带材样品cs31。用未处理的颗粒形成的带材样品称为样品cs30。样品cs30、cs31和s32在研磨橡胶时进行了测试。图14包括带材样品的平均累积磨损率与平均累积材料去除的关系图。图14中所示的每个数据点是至少3个带材样品的平均值。如图所示，在相同量的去除的材料的情况下，与样品cs30和cs31相比，样品s32展示了改善的累积磨损率。
[0264]
实例8
[0265]
将氧化铝颗粒与胶态二氧化硅混合3至5分钟，其中二氧化硅含量占氧化铝颗粒的总重量的0.1wt.％。一部分润湿的颗粒在500℃下干燥或在850℃或1200℃下烧结。使用涂覆的磨料颗粒形成磨料样品，并对磨料样品进行材料去除测试。与在500℃和1200℃下涂覆的磨料颗粒形成的磨料样品相比，预期在850℃下涂覆的磨料颗粒形成的样品具有改善的性能。
[0266]
上述实施例代表了与现有技术的不同之处。实施例涉及包括覆盖在芯体的至少一部分上的涂层的磨料颗粒，并且该涂层可包括第一部分和第二部分，该第一部分包括烧结的陶瓷材料，诸如烧结的胶态二氧化硅，并且该第二部分包括硅烷或硅烷反应产物并覆盖在芯体和第一部分上。特别地，第一部分可以具有特定的平均粗糙度和结晶度。不希望受限于任何理论，平均粗糙度和/或结晶度与本文实施例中提到的涂层的其他特性相结合可以帮助改善磨料颗粒的性能。与包括磨料颗粒(包括干燥的涂层)的磨料制品相比，用代表性磨料颗粒形成的磨料制品展示了改善的性能和性质，诸如湿mor、g比率和mmr。不希望受限于任何理论，磨料制品的改善的性质和性能可以通过一个或多个因素来促进，这些因素包括本文实施例的磨料颗粒涂层的组成、微观结构、厚度、二氧化硅含量、硅含量，其可以帮助形成粘结材料和磨料颗粒之间的改善的界面和改善的结合。
[0267]
上面已经参考具体实施例描述了益处、其他优点及问题的解决方案。然而，益处、优点、问题的解决方案及可使任何益处、优点或解决方案被想到或变得更加显著的任何特征都不被认为是任何或所有权利要求的关键、所需或必要的特征。本文提及的包括一种或多种组分的材料可解释为包括至少一个实施例，在该实施例中所述材料基本上由所指定的一种或多种组分组成。术语“基本上由...组成”应解释为包括成分，该成分包括所指定的那些材料，并排除除不显著改变材料特性的少数含量(例如，杂质含量)材料之外的所有其他材料。除此之外或替代性地，在某些非限制性实施例中，本文所指定的组成中的任一者可基本上不含未明确公开的材料。本文的实施例包括材料内某些组分的含量范围，并且应当理解，给定材料内组分的含量总计为100％。
[0268]
本文所述的实施例的说明书和图示旨在提供对各种实施例的结构的一般理解。说明书和图示并不旨在用作对使用了本文所述的结构或方法的装置和系统的所有元件和特征的详尽和全面的描述。单独的实施例也可在单个实施例中以组合的方式来提供，并且相反地，为简明起见而在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可单独地提供或以任何子组合的方式来提供。进一步地，对以范围表示的值的引用包括该范围内的每个值和所有各值。只有在阅读本说明书之后，许多其他实施例对于技术人员才是显而易见的。通过本公开内容可以利用和得到其他实施例，使得可在不脱离本公开的范围的情况下进行结构替换、逻辑替换或其他改变。因此，本公开应被视为说明性的而非限制性的。