涂镍金刚石颗粒及制备所述颗粒的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及涂覆小研磨颗粒的方法，尤其是涉及制备涂镍金刚石颗粒的方法。本 发明还涉及一种研磨制品，如包含涂镍金刚石颗粒的固结金刚石线。
【背景技术】
[0002] 用于太阳能设备的硅晶片或用于LED应用的蓝宝石晶片的切片需要具有通过树脂 或电镀粘结附接到线的微米尺寸小金刚石颗粒的固结金刚石线(FDW)。为使在硅和蓝宝石 晶片上锯切的过程中的切缝损失最小化并提供特别高的晶片质量而无表面损伤或表面损 伤极小并且需要的额外的下游加工极少，持续需要具有较小金刚石颗粒尺寸的较薄FDW。例 如，从20世纪90年代中叶到现在，线直径从180μπι降至通常120μπι，一些在研发水平的生产探 索甚至降至lOOwn和80μηι。
[0003] -种将小金刚石颗粒固结到线基材上的已知方法是通过无电镀用镍涂覆金刚石 颗粒并还经由镍电镀将涂镍金刚石颗粒附接到线网。鉴于金刚石颗粒尺寸的不断减小，变 得难以向金刚石颗粒施加均匀且连续的镍涂层。相应地，随着金刚石的粒度变得越来越小， 此类细研磨材料的操作、制造和生产将面临越来越多的挑战。工业上继续需要更细的研磨 材料以用于各种应用中。
【发明内容】
[0004] 根据一个方面，用于形成经涂覆研磨颗粒批料的方法包括提供研磨颗粒在浴中的 分散体，其中所述研磨颗粒的平均粒度< ?〇μπι;在所述浴中用涂覆材料涂覆所述研磨颗粒； 向所述浴施加超声能并调节超声能的功率以形成非团聚系数(NAF)为至少0.90的经涂覆研 磨颗粒批料，非团聚系数定义为比率(D50sa/D50b)，其中05(^表示该经涂覆研磨颗粒批料的 中值粒度而D50sa表示涂覆前研磨颗粒的中值粒度。在一个优选的方面，所述方法涉及形成 涂镍金刚石颗粒批料。
[0005] 根据另一个方面，用于制造研磨制品的方法包括提供基材并将经涂覆研磨颗粒批 料附接到所述基材，其中所述研磨颗粒批料具有至少约0.9的非团聚系数(NAF)，非团聚系 数定义为比率(D50sa/D50b)，其中D50b表示该经涂覆研磨颗粒批料的中值粒度而D50 sa表示 涂覆前研磨颗粒的中值粒度。在一个特别的实施例中，所述方法可涉及制造固结金刚石线 (FDff)〇
[0006] 在又一个方面，经涂覆研磨颗粒批料可具有< ΙΟμπι的平均粒度和至少0.90的非团 聚系数(NAF)，非团聚系数定义为比率(D50sa/D50b)，其中D50b表示该经涂覆研磨颗粒批料 的中值粒度而D50sa表示涂覆前研磨颗粒的中值粒度。优选地，所述研磨颗粒批料含涂镍金 刚石颗粒。
【附图说明】
[0007] 参考附图，本发明可得到更好地理解，并且其众多特征和优点将对本领域技术人 员显而易见。
[0008] 图1示出了直至达到无团聚阶段，涂镍金刚石颗粒的不同团聚阶段的一系列四个 SEM图像。该图像系列仅最后一个图像落在要求保护的本发明下。
[0009] 图2A为实验E1的颗粒样品的SEM图像；图2B为实验E1的样品的粒度分析图。实验1 的样品代表本发明。
[0010]图3A为实验E2的颗粒样品的SEM图像；图3B为实验E4的样品的粒度分析图。实验E2 的样品代表本发明。
[0011 ]图4A为实验E3的颗粒样品的SEM图像；图4B为实验E5的样品的粒度分析图。实验E3 的样品代表本发明。
[0012]图5A为实验E4的颗粒样品的SEM图像；图5B为实验E6的样品的粒度分析图。实验E4 的样品代表本发明。
[0013]图6A为实验E5的颗粒样品的SEM图像；图6B为实验E7的样品的粒度分析图。实验E5 的样品代表本发明。
[0014]图7A为实验E6的颗粒样品的SEM图像；图7B为实验E8的样品的粒度分析图。实验E6 的样品代表本发明。
[0015]图8A为对比实验C1的颗粒样品的SEM图像；图8B为对比实验C1的样品的粒度分析 图。
[0016]图9A为对比实验C2的颗粒样品的SEM图像；图9B为对比实验C2的样品的粒度分析 图。
[0017]图10A为对比实验C3的颗粒样品的SEM图像；图10B为对比实验C3的样品的粒度分 析图。
[0018] 图11A为对比实验C4的颗粒样品的SEM图像；图11B为对比实验C4的样品的粒度分 析图。
[0019] 图12A为对比实验C5的颗粒样品的SEM图像；图12B为对比实验C5的样品的粒度分 析图。
[0020] 图13A为对比实验C6的颗粒样品的SEM图像；图13B为对比实验C6的样品的粒度分 析图。
[0021] 图14为未涂覆小金刚石颗粒的粒度分析图，该颗粒为本说明书的实验中的参比样 品。
[0022]图15A为根据本发明的实例E6涂覆了均匀的20重量％镍涂层、NAF为0.985的涂镍 金刚石颗粒的SEM图像。
[0023]图15B为根据比较例C5在团聚的金刚石颗粒批料中涂覆、NAF为0.471的涂镍金刚 石颗粒的SHM图像。
[0024]图16A为比较例C7的颗粒样品在压碎和过筛前的SEM图像；图16B为比较例C7的颗 粒样品在压碎和过筛后的SEM图像。
[0025] 图17A和17B为示出平均粒度在ΙΟμπι以下、具有20重量％镍涂层且NAF大于0.9的涂 镍金刚石颗粒的一个实施例在通过10微米尺寸筛过筛前(17Α)和过筛后（17Β)的SEM图像。
[0026]图18示出了根据一个实施例的研磨制品的一部分的横截面示意。
【具体实施方式】
[0027] 如本文所用，术语"包含"、"包括"、"具有"或它们的任何其它变型意在涵盖非排他 性包括。例如，包括特征列表的工艺、方法、制品或装置不一定仅限于这些特征而是可包括 未明确列出的或此类工艺、方法、制品或装置所固有的其它特征。
[0028] 如本文所用，并且除非明确指出相反，否则"或"指包括性的或而非排他性的或。例 如，条件A或B由以下中的任何之一满足:A为真(或存在)而B为假(或不存在），A为假(或不存 在)而B为真(或存在），及A和B均为真(或存在）。
[0029] 此外，"一个"、"一种"的使用用来描述本文描述的要素和部件。这样做仅是为了方 便和给出本发明的范围的一般意义。此描述应理解为包括一种或至少一种并且单数还包括 复数，除非很明显是其它意思。
[0030] 下面将结合附图仅通过举例的方式描述本发明的各种实施例。
[0031] 如本文所用，"平均粒度"指体积平均粒度。
[0032] 如本文所用，"D50"指粒度分布的中值直径，其意味着50%的颗粒在D50值之上而 50%在050值之下。
[0033] 本说明书涉及经涂覆研磨颗粒批料和形成所述经涂覆研磨颗粒批料的方法。所述 方法包括提供平均粒度< 1〇μπι的研磨颗粒在浴中的分散体;在所述浴中用涂覆材料涂覆所 述研磨颗粒；向所述浴施加超声能并调节超声能的功率以形成非团聚系数(NAF)为至少 0.90的经涂覆研磨颗粒批料，非团聚系数定义为比率(D50sa/D50b)，其中D50 b表示该经涂覆 研磨颗粒批料的中值粒度而D50sa表示涂覆前研磨颗粒的中值粒度。
[0034] 研磨颗粒的材料可为以下列表中的任何材料，但不限于此列表:超级磨料，如金刚 石或立方氮化硼;和磨料，如碳化硅、碳化硼、氧化铝、氮化硅、碳化钨、氧化锆或它们的任何 组合。在至少一个实施例中，研磨颗粒基本由金刚石组成。
[0035] 在特别的情况下，研磨颗粒可具有至少约7、如至少约8、至少约8.5、至少约9或甚 至至少约9.5的莫氏硬度。在至少一个实施例中，莫氏硬度可在约7至约10的范围内或甚至 约9至10的范围内。
[0036] 经涂覆研磨颗粒的涂覆材料可为金属或金属合金，包括例如过渡金属。一些合适 的金属可包括镍、锌、钛、铜、络、青铜或它们的组合。在一个特别的方面，涂覆材料可为镍基 合金，使得涂层可含过半含量的镍，如基于涂层的总重量计至少60重量％的镍。在另一个实 施例中，涂层可基本由镍组成。
[0037]在某些情况下，浴及同样地涂层可含活化剂。合适的活化剂可包括金属，如银 (Ag)、钯(Pd)、锡(Sn)、锌(Zn)以及它们的组合。通常，此类活化剂可以较小的量如基于浴中 固体的总重量计低于约1重量％存在。在其它情况下，活化剂的量可更小，如低于约0.8重 量％、低于约0.5重量％、低于约0.2重量％或低于约0.1重量％。
[0038] 另外，浴及在一些情况下涂层可含较小含量的某些杂质，包括金属元素如铁(Fe)、 钴(Co)、铝(A1)、钙(Ca)、硼(B)、铬(Cr)以及它们的组合。所述杂质中的一者或多者可以较 小的量特别是低于约50ppm、低于约20pp