研磨喷砂介质及其形成和使用方法

研磨喷砂介质及其形成和使用方法
【专利摘要】本发明公开了包括成形磨粒的研磨喷砂介质和制备工件的表面的方法，所述方法包括在工件处导入研磨物质，所述研磨物质包括载体和多个成形磨粒，并且用研磨物质制备工件的表面。
【专利说明】
研磨喷砂介质及其形成和使用方法
技术领域
[0001] 下文涉及研磨喷砂介质，并且更特别地，涉及包括成形磨粒的研磨喷砂介质。
【背景技术】
[0002] 研磨制品可用于各种材料去除操作，包括碾磨、精整和抛光。取决于研磨材料的类 型，磨粒可用于在物品制造中成形或碾磨广泛多样的材料和表面。某些类型的磨粒已配制 为具有特定几何形状，如三角形磨粒以及掺入这种物体的研磨制品。参见例如美国专利号 5, 201，916、5, 366, 523 和 5, 984, 988。
[0003] 已用于产生具有指定形状的磨粒的三种基本技术为（1)熔化、（2)烧结和（3)化 学陶瓷。在熔化过程中，磨粒可由其面可为经雕刻的或未经雕刻的冷却辊、熔融材料被倒入 其中的模具、或浸入氧化铝熔体中的散热材料成形。参见例如公开了包括下述步骤的方法 的美国专利号3, 377, 660 :使熔融研磨材料从熔炉流动到冷却旋转浇铸缸体上，使材料快 速固化以形成薄的半固体弯曲片材，用压力辊使半固体材料致密化，并且随后通过用快速 驱动的冷却输送机将半固体材料条拉离缸体来逆转所述半固体材料条的曲率而部分破裂 半固体材料条。
[0004] 在烧结过程中，磨粒可由粒度为至多10微米直径的耐火粉末形成。可将粘结剂连 同润滑剂和合适的溶剂例如水添加至粉末中。所得的混合物、混合物或浆料可成形为具有 各种长度和直径的薄片或棒。参见例如美国专利号3, 079, 242,其公开了包括下述步骤的由 煅烧矾土材料制备磨粒的方法：（1)使材料粉碎为细粉，（2)将所述粉末的细粒在正压下压 紧并形成晶粒大小的结块，和（3)在矾土熔化温度以下的温度下烧结粒子的结块，以诱导 粒子的有限重结晶，由此直接产生一定大小的磨粒。
[0005] 化学陶瓷技术涉及将任选在具有其他金属氧化物前体的溶液的混合物中的胶体 分散体或水溶胶（有时称为溶胶）转化为凝胶或抑制组分的移动性的任何其他物理状态， 干燥，并烧制以获得陶瓷材料。参见例如美国专利号4, 744, 802和4, 848, 041。
[0006] 行业中仍存在改进磨粒以及采用磨粒的研磨制品的性能、寿命和功效的需要。

【发明内容】

[0007] 根据一个方面，本文描述了包括成形磨粒的研磨喷砂介质。成形磨粒可具有包括 长度⑴、宽度（w)和高度（hi)的本体，其中所述高度（hi)是本体的内部高度，并且其中w > 1和w > hi，此外，本体可具有如在由长度和宽度限定的平面中观察的二维多边形形状， 其中所述本体包含选自下述的形状：三角形、四边形、矩形、梯形、五边形、六边形、七边形、 六边形、八边形、九边形、十边形、五边形及其组合。本体可包含如在由本体的长度和宽度限 定的平面中观察的选自下述的二维形状：椭圆形、希腊字母字符、拉丁字母字符、俄语字母 字符及其组合。
[0008] 在另外一个方面，配置为发射于工件上的用于表面处理操作的喷砂介质的批料可 包括第一部分，所述第一部分包括多个成形磨粒。批料还可包括第二部分，所述第二部分包 括具有第二粒子特征的多个成形磨粒，并且其中所述第二粒子特征通过选自下述的至少一 个粒子特征而不同于第一粒子特征：平均粒度、平均晶粒尺寸、二维形状、组成、飞边百分比 (percent flashing)、粒子尺寸及其组合。
[0009] 根据另一个方面，制备工件的表面的方法包括在工件处导入研磨物质，所述研磨 物质包含载体和多个成形磨粒；并且用研磨物质制备工件的表面。
[0010] 在另外一个方面，制备工件的表面的方法包括在工件处导入研磨物质，所述研磨 物质包括载体和多个成形磨粒，从初始平均表面粗糙度增加工件的表面的平均表面粗糙度 (Ra)，并且相对于初始平均湿润角增加平均湿润角。
[0011] 对于一个特定方面，具有通过研磨喷砂介质修饰的表面的工件包括跨过表面随机 分布的沟，其中所述沟具有平均长度和平均宽度，并且还限定至少约2 : 1的平均长度：平 均宽度的纵横比。
[0012] 根据一个方面，研磨喷砂介质包括具有本体的成形磨粒，所述本体包括长度（1)、 宽度（w)和高度（hi)，其中所述高度（hi)是本体的内部高度，并且其中w> 1和w> hi， 并且还包含至少约80%的残存晶粒因子（surviving grain factor)。
【附图说明】
[0013] 通过参照附图，本公开可更好地得以理解，且本公开的许多特征和优点对于本领 域技术人员而言是显而易见的。
[0014] 图1A包括根据一个实施例的研磨喷砂介质的图示。
[0015] 图1B包括根据一个实施例的图1A的横截面图示。
[0016] 图2包括根据一个实施例的成形磨粒的侧视图。
[0017] 图3包括根据一个实施例的表面制备操作的图示，所述表面制备操作包括在工件 处导入的研磨物质。
[0018] 图4-9包括根据实施例的研磨喷砂介质成形磨粒的图示。
[0019] 图10a包括根据一个实施例的特定研磨喷砂介质的照片。
[0020] 图l〇b包括根据一个实施例的特定研磨喷砂介质的照片，所述特定研磨喷砂介质 包括成形磨粒。
[0021] 图11包括根据一个实施例的表面的照片，所述表面通过图10的研磨喷砂介质进 行修饰。
[0022] 图12包括图11的一部分的放大图像。
[0023] 图13-15包括常规研磨喷砂介质的图像。
[0024] 图16包括证实代表一个实施例的样品和两个常规样品的残存晶粒因子的图表。
[0025] 图17和18包括工件的图像，所述工件分别通过图13和15的常规研磨喷砂介质 进行修饰。
[0026] 图19包括证实代表一个实施例的样品和两个常规样品的残存晶粒因子的图表。
[0027] 图20包括根据一个实施例的成形磨粒的侧视图图像。
[0028] 图21包括根据一个实施例的成形磨粒的侧视图图像。
[0029] 图22包括根据一个实施例的成形磨粒的侧视图图像。
【具体实施方式】
[0030] 下文涉及研磨喷砂介质，形成研磨喷砂介质的方法，使用研磨喷砂介质的方法，使 用研磨喷砂介质制备工件的方法，以及根据一个实施例通过研磨喷砂介质制备的工件。
[0031] 根据一个方面，研磨喷砂介质可包括成形磨粒。更特别地，研磨喷砂介质可包括具 有本体的成形磨粒，所述本体可具有在三维中的预定形状。成形磨粒可不同于常规压碎晶 粒，其一般具有不规则和无规形状。当作为批料考虑时，成形磨粒可具有对于批料中的至少 大多数粒子基本上相同的一个或多个代表性尺寸特征。常规压碎晶粒的批料一般不显示出 对于批料中的至少大多数粒子基本上相同的一个或多个代表性尺寸特征。一个或多个代表 性尺寸特征可以，但不一定需要，联系一种或多种形成条件，使得一个或多个特征可从粒子 到粒子基本上复制。
[0032] 研磨喷砂介质的成形磨粒可通过多种加工方法获得，所述多种加工方法包括但不 限于印刷、模塑、压制、冲压、打孔、铸造、挤出、切割、压裂、加热、冷却、结晶、乳制、压花、沉 积、蚀刻、刻痕及其组合。根据一个特定实施例，成形磨粒可经由丝网印刷工艺形成。该工 艺可通过形成包括陶瓷材料和液体的混合物而开始。特别地，混合物可为由陶瓷粉末材料 和液体形成的凝胶，其中所述凝胶可表征为即使在未处理（即未经烧制）状态下也具有基 本上保持给定形状的能力的形状稳定材料。根据一个实施例，凝胶可由陶瓷粉末材料形成， 作为分立粒子的整体网络。混合物可含有一定含量的固体材料、液体材料和添加剂，使得它 具有形成尺寸上稳定的材料相的合适流变特征，所述尺寸上稳定的材料相可通过如本文所 述的方法形成。一般地，尺寸上稳定的材料相是可形成为具有特定形状并基本上维持该形 状的材料，使得该形状基本上存在于最终形成的物体中。
[0033] 陶瓷粉末材料可包括氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、碳氧化物、氮氧化物及其组 合。在特定情况下，陶瓷材料可包括氧化铝。术语"勃姆石"通常在本文用于表示氧化铝水 合物，包括矿物勃姆石（通常为A1 203 ? H20,并具有大约15 %的水含量），以及拟薄水铝石 (具有高于15%的水含量，例如20-38重量％ )。应注意，勃姆石（包括拟薄水铝石）具有 特定且可辨认的晶体结构，并因此具有独特的X射线衍射图案，且同样区别于其他铝土材 料，所述其他铝土材料包括其他水合氧化铝，例如ATH (氢氧化铝）（用于制造勃姆石颗粒材 料的本文所用的常见前体材料）。
[0034] 混合物可形成为具有特定含量的固体材料，例如陶瓷粉末材料。例如，在一个实施 例中，混合物可具有相对于混合物的总重量为至少约25重量％且不大于约75重量％的固 体含量。此外，混合物101可形成为具有特定含量的液体材料，包括例如相对于混合物的总 重量为至少约25重量％且不大于约75重量％的液体含量。
[0035] 为了有利于适当形成，混合物可具有特定的储能模量，例如至少约lxl04Pa、至少 约4xl0 4Pa或甚至至少约5xl04Pa的储能模量。然而，在至少一个非限制性实施例中，混合 物可具有不大于约lxl0 7Pa、例如不大于约2xl06Pa的储能模量。应了解，混合物的储能模 量可在上述最小值和最大值中的任意者之间的范围内。可使用具有Peltier板温度控制系 统的ARES或AR-G2旋转流变仪，经由平行板系统测量储能模量。为了测试，混合物可在两 个板之间的间隙内挤出，所述两个板设定为彼此分离大约8_。在将凝胶挤出至间隙中之 后，将限定间隙的两个板之间的距离降低至2_，直至混合物完全填充板之间的间隙。在擦 去过量的混合物之后，间隙减小0. 1mm，开始测试。测试为使用25-mm平行板且每十进位记 录10个点，在6. 28rad/s(lHz)下使用01 %至100%之间的应变范围的仪器设置进行的振 动应变扫描测试。在测试完成之后1小时内，再次减小间隙0.1mm并重复测试。测试可重 复至少6次。第一测试可不同于第二和第三测试。仅应该记录每个试样的来自第二和第三 测试的结果。
[0036] 此外，混合物可具有有利于加工的特定粘度。例如，混合物可具有为至少约 4xl03Pa s、至少约8xl03Pa s、至少约20xl03Pa s、至少约40xl03Pa s、或甚至至少约 65xl03Pa s的粘度。在至少一个非限制性实施例中，混合物可具有不大于约100xl03Pa s、 不大于约95xl03Pa s、或甚至不大于约85xl03Pa s的粘度。应了解，混合物的粘度可在上 述最小值和最大值中的任意者之间的范围内。可以与如上所述的储能模量相同的方式测量 粘度。
[0037] 混合物可形成为具有特定含量的有机材料，以有利于加工和形成根据本文实施例 的成形磨粒，所述有机材料包括例如可不同于液体的有机添加剂。一些合适的有机添加剂 可包括稳定剂、UV可固化树脂、粘结剂，例如果糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等。
[0038] 另外，相比于混合物内的其他组分，混合物内的有机材料的含量，特别是上述有机 添加剂中的任意者的含量可为较小量。在至少一个实施例中，混合物可形成为具有相对于 混合物的总重量不大于约30重量％的有机材料。此外，混合物可形成为具有特定含量的不 同于液体的酸或碱，以有利于加工和形成根据本文实施例的成形磨粒。一些合适的酸或碱 可包括硝酸、硫酸、柠檬酸、氯酸、酒石酸、磷酸、硝酸铵和柠檬酸铵。
[0039] 多种系统可用于使混合物成形且形成前体成形磨粒。在利用丝网印刷操作的一个 特定实施例中，混合物可挤出通过模口，并且在施加区内的挤出过程中，具有多个开口的丝 网可在模口下行进。根据一个实施例，开口可具有如在由丝网的长度（1)和宽度（w)限定的 平面中观察的二维形状，所述二维形状可包括多种形状，包括但不限于多边形、椭圆形、希 腊字母文字、拉丁字母文字、俄语字母字符、包括多边形形状的组合的复杂形状及其组合。 在特定情况下，开口可具有二维多边形形状，例如三角形、矩形、四边形、五边形、六边形、七 边形、八边形、九边形、十边形及其组合。开口的形状可有利于成形磨粒的一个或多个特征 的基本形成。
[0040] 在迫使混合物通过模口且进入丝网中的开口内之后，前体成形磨粒可印刷在设置 在丝网下的带上。在混合物挤出到丝网的开口内的过程期间，带可与丝网接触。作为另外 一种选择，带可与丝网间隔开。值得注意的是，混合物可以快速方式被迫通过丝网，使得在 开口内的混合物的平均停留时间可小于约2分钟、或甚至小于约20秒。在特定非限制性实 施例中，混合物在当它行进通过丝网开口时的印刷过程中可基本上不改变，因此不经历来 自原始混合物的组分的量的变化，并且值得注意的是，在丝网的开口中可不经历明显干燥。
[0041] 前体成形磨粒可平移通过一系列区，在其中可进行各种处理过程。一些合适的示 例性处理过程可包括干燥、加热、固化、反应、放射、混合、搅拌、搅动、平坦化、煅烧、烧结、粉 碎、筛分、掺杂及其组合。根据一个实施例，前体成形磨粒可平移通过任选的成形区，粒子的 至少一个外表面可在其中如本文实施例中所述成形。此外，前体成形磨粒可平移通过施加 区，在其中一种或多种添加剂可施加于前体成形磨粒，这可以是如本文实施例中所述给原 材料粉末提供添加剂的相同过程。在施加区内，添加剂材料可利用多种方法施加，所述方法 包括例如喷雾、浸渍、沉积、浸没、转移、打孔、切割、压榨及其任何组合。并且进一步地，前体 成形磨粒可在带上平移通过后成型区，在其中可对前体成形磨粒进行各种过程，包括例如 干燥、焙烧和烧结，以形成成形磨粒。
[0042] 根据一个实施例，研磨喷砂介质的成形磨粒可具有特定形状。例如，成形磨粒可具 有包括长度（1)、宽度（w)和高度（hi)的本体，其中所述高度（hi)是本体的内部高度。宽 度可大于或等于长度，并且宽度可大于或等于高度。应了解，当在由长度和宽度限定的平面 中观察时，成形磨粒的本体一般可具有二维多边形形状，或接近多边形形状的形状。更特别 地，当在由长度和宽度限定的平面中观察时，本体可具有二维形状，所述二维形状具有：多 边形形状、椭圆形形状、数字、希腊字母字符、拉丁字母字符、俄语字母字符、使用多边形形 状的组合的复杂形状及其组合。特定的多边形形状包括三角形、矩形、四边形、五边形、六边 形、七边形、八边形、九边形、十边形、它们的任意组合。还可利用其他不规则的多边形形状， 包括例如星形粒子，十字形粒子，截头三角形形状的粒子等。
[0043] 根据一个实施例，研磨喷砂介质的本体可包括多晶材料。多晶材料可包括多个研 磨晶粒，其中晶粒各自可限定结晶晶粒，并且个别晶粒由晶界分开。在特定情况下，研磨晶 粒可包括材料例如氮化物、氧化物、碳化物、硼化物、碳氧化物、氮氧化物、硼氧化物、金刚石 及其组合。在至少一种特定情况下，研磨晶粒可包括氧化物材料，更特别地，氧化物例如氧 化铝、氧化错、氧化钛、氧化纪、氧化络、氧化锁、氧化娃及其组合。在一个特定实施例中，研 磨晶粒可包括氧化铝，更特别地可基本上由氧化铝例如a氧化铝组成。
[0044] 图1A包括根据一个实施例的研磨喷砂介质如成形磨粒的图示。另外，图1B包括 图1A的横截面图示。本体101包括上表面103、与上表面103相对的底部主表面104。上表 面103和底表面104可由侧表面105、106和107彼此分开。如所示，当在上表面103的平 面中观察时，成形磨粒100的本体101可具有大致三角形形状。本体101可包括宽度（w)， 所述宽度（w)可为本体沿着侧面延伸的最长尺寸，并且还可包括高度（h)，所述高度（h)可 为在由本体101的侧表面限定的方向上在垂直于长度和宽度的方向上延伸的本体101的尺 寸。值得注意的是，如在本文更详细地描述，取决于位置，本体101可由各种高度限定。在 具体情况下，宽度可大于或等于长度，长度可大于或等于高度，且宽度可大于或等于高度。
[0045] 特别地，本体101可具有如图1B所示的长度（Lmiddle)，所述长度（Lmiddle)可 在本体101的底表面104处测量，并从拐角113延伸通过本体101的中点181至本体的相 对边缘114处的中点。作为另外一种选择，本体可由第二长度或轮廓长度（Lp)限定，所述 第二长度或轮廓长度（Lp)可为来自上表面103处的侧视图的从第一拐角113到相邻拐角 112的本体尺寸的量度。值得注意的是，Lmiddle的尺寸可为限定拐角处的高度（he)与相 对于拐角的中点边缘处的高度（hm)之间的距离的长度。尺寸Lp可为限定hi与h2之间的 距离的沿着粒子的边的轮廓长度。本文对长度的提及可为对或Lmiddle或Lp的提及。
[0046] 此外，本文对任何尺寸特征（例如hl、h2、hi、w、Lmiddle、Lp等）的提及可为对批 料的单个粒子的尺寸、源自来自批料的粒子的合适取样的分析的中值或平均值的提及。除 非明确指出，否则本文对尺寸特征的提及可被认为是对中值的提及，所述中值基于源自来 自粒子批料的合适数量粒子的样品量（sample size)的统计显著值。值得注意的是，对于 本文的某些实施例，样品量可包括至少40个从粒子批料中无规选择的粒子。粒子批料可为 从单个工艺过程中收集的一组粒子，并且更特别地可包括一定量的适用于形成商业级研磨 产品的成形磨粒，例如至少约20镑的粒子。
[0047] 根据一个实施例，本体101可在由拐角113限定的本体的第一区域处具有第一拐 角高度（he)。值得注意的是，拐角113可表示本体101上的最大高度的点，但在拐角113 处的高度不必表示本体101上的最大高度的点。拐角113可限定为由上表面103和两个侧 表面105和107的连接而限定的本体101上的点或区域。本体101还可包括彼此间隔开的 其他拐角，包括例如拐角111和拐角112。如进一步所示，本体101可包括边缘114、115和 116,所述边缘114、115和116可通过拐角111、112和113而彼此分开。边缘114可由上 表面103与侧表面106的相交而限定。边缘115可由在拐角111和113之间的上表面103 和侧表面105的相交而限定。边缘116可由在拐角112和113之间的上表面103和侧表面 107的相交而限定。
[0048] 如进一步所示，本体101可在本体的第二端部处包括第二中点高度（hm)，所述本 体的第二端部可由边缘114的中点处的区域限定，所述区域可与由拐角113限定的第一端 部相对。轴线150可在本体101的两个端部之间延伸。图1B为沿着轴线150的本体101 的横截面图示，所述轴线150可沿着拐角113与边缘114的中点之间的长度（Lmiddle)的 维度延伸通过本体的中点181。
[0049] 根据一个实施例，本体101可具有平均高度差，所述平均高度差为he和hm之间的 差异的量度。对于本文约定，平均高度差一般鉴定为hc-hm，然而，它限定差异的绝对值，并 且应了解，当在边缘114的中点处的本体101的高度大于在拐角113处的高度时，平均高度 差可计算为hm-hc。更特别地，可基于来自合适样品量的多个成形磨粒，例如至少40个来自 如本文定义的批料的粒子，来计算平均高度差。粒子的高度he和hm可使用STIL (Sciences et Techniques Industrielles de la Lumiere-法国）Micro Measure 3D表面轮廓仪（白 光（LED)色差技术）测量，且平均高度差可基于来自样品的he和hm的平均值而计算得到。
[0050] 在一个特定实施例中，本体101可具有在本体的不同位置处的平均高度差。例如， 本体101可具有为至少约20微米的平均高度差，所述平均高度差可为第一拐角高度（he) 与第二中点高度（hm)之间的[hc-hm]的绝对值。应了解，当在边缘中点处的本体101的 高度大于在相对拐角处的高度时，平均高度差可计算为hm-hc。在其他情况下，平均高度差 [hc-hm]可为至少约25微米、至少约30微米、至少约36微米、至少约40微米、至少约60微 米，例如至少约65微米、至少约70微米、至少约75微米、至少约80微米、至少约90微米、 或甚至至少约100微米，在一个非限制性实施例中，平均高度差可不大于约300微米，例如 不大于约250微米、不大于约220微米、或甚至不大于约180微米。应了解，平均高度差可 在上述最小值和最大值中的任意者之间的范围内。
[0051] 此外，应了解，平均高度差可基于he的平均值。例如，在拐角处的本体101的平 均高度（Ahc)可通过测量在所有拐角处的本体高度并将值平均而计算得到，并可不同于在 一个拐角处的高度的单个值（he)。因此，平均高度差可通过等式[Ahc-hi]的绝对值而给 出。此外，应了解，可使用由来自成形磨粒批料的合适的样品量而计算得到的中值内部高度 (Mhi)以及在样品量中所有粒子的拐角处的平均高度来计算平均高度差。因此，平均高度差 可通过计算[Ahe-Mhi]的绝对值而给出。
[0052] 在特定情况下，本体101可形成为具有至少1 : 1的值的第一纵横比，所述第一纵 横比是表示为宽度：长度的比例。在其他情况下，可形成本体101，使得第一纵横比（w : 1) 为至少约1.5 : 1，例如至少约2 : 1、至少约4 : 1、或甚至至少约5 : 1。而且，在其他情 况下，可形成磨粒，使得本体具有的第一纵横比不大于约10 : 1，例如不大于9 : 1、不大于 约8 : 1、或甚至不大于约5 : 1。应了解，本体101可具有在上述比例中的任意者之间的 范围内的第一纵横比。此外，应了解，本文对高度的提及是磨粒可测量的最大高度。下文将 描述磨粒可在磨粒的本体101内的不同位置处具有不同高度。
[0053] 除第一纵横比之外，本体101可具有可限定为长度：高度的比例的第二纵横比， 其中所述高度为内部中值高度（Mhi)。在某些情况下，第二纵横比可在约5 : 1至约1 : 3 之间、例如在约4 : 1至约1 : 2之间或甚至在约3 : 1至约1 : 2之间的范围内。
[0054] 根据另一个实施例，本体101包含通过比例宽度：高度限定的第三纵横比，其中 所述高度为内部中值高度（Mhi)。本体101的第三纵横比可在约10 : 1至约1.5 : 1、例 如8 : 1至约1.5 : 1、例如约6 : 1至约1.5 : 1、或甚至约4 : 1至约1.5 : 1的范围 内。
[0055] 根据一个实施例，成形磨粒的本体101可具有可有利于改进性能的特定尺寸。例 如，在一种情况下，本体101可具有内部高度（hi)，所述内部高度（hi)可为如沿着任意拐角 与相对中点边缘之间的维度所测得的本体101高度的最小尺寸。在其中本体101为大致三 角形二维形状的特定情况下，内部高度（hi)可为在三个拐角中的每一个与相对中点边缘 之间进行的三次测量的高度（即底表面104与上表面103之间的量度）的最小尺寸。本体 101的内部高度（hi)的尺寸示于图1B中。根据一个实施例，内部高度（hi)可为宽度（w) 的至少约22%。任意粒子的高度（hi)可通过如下方式测得：将成形磨粒切片或固定并碾 磨，并且以足以确定本体101的内部内的最小高度（hi)的方式（例如光学显微镜或SEM) 观察。在一个特定实施例中，高度（hi)可为宽度的至少约25%，例如本体101宽度的至少 约28%、宽度的至少约29%，例如至少约30%或甚至至少约33%。对于一个非限制性实施 例，本体101的高度（hi)可不大于宽度的约80%，例如不大于约76%、不大于约73%、不大 于约70%、不大于约68%、不大于约56%、不大于约48%、或甚至不大于约40%。应了解， 本体101的高度（hi)可在上述最小百分比和最大百分比中的任意者之间的范围内。
[0056] 可为研磨喷砂介质批料的至少一部分的成形磨粒批料，可具有受控的中值内部高 度值（Mhi)，这可有利于改进的性能。特别地，批料的中值内部高度（hi)可以以与如上所述 相同的方式而与批料的成形磨粒的中值宽度相关。值得注意的是，中值内部高度（Mhi)可 为批料的成形磨粒的中值宽度的至少约22%，例如至少约28%、至少约29%、至少约30%、 或甚至至少约33%。对于一个非限制性实施例，本体的中值内部高度（Mhi)可不大于宽度 的约80%，例如不大于约76%、不大于约73%、不大于约70%、不大于约68%、不大于宽度 的约56%、不大于宽度的约48%、或甚至不大于中值宽度的约40%。应了解，本体的中值内 部高度（Mhi)可在上述最小百分比和最大百分比中的任意者之间的范围内。
[0057] 此外，如通过来自合适样品量的尺寸特征的标准差测量的，成形磨粒的批料和因 此研磨喷砂介质的至少一部分，可显示出改进的尺寸均匀性。根据一个实施例，批料可具有 内部高度变化（Vhi)，所述内部高度变化（Vhi)可计算为来自批料的粒子的合适样品量的 内部高度（hi)的标准差。根据一个实施例，内部高度变化可不大于约60微米，例如不大于 约58微米、不大于约56微米、或甚至不大于约54微米。在一个非限制性实施例中，内部高 度变化（Vhi)可为至少约2微米。应了解，本体的内部高度变化可在上述最小值和最大值 中的任意者之间的范围内。
[0058] 对于另一个实施例，本体101可具有为至少约400微米的内部高度（hi)。更特别 地，高度可为至少约450微米，例如至少约475微米、或甚至至少约500微米。在又一非限 制性实施例中，本体101的高度可不大于约3_，例如不大于约2_、不大于约1. 5_、不大于 约1_、不大于约800微米。应了解，本体101的高度可在上述最小值和最大值中的任意者 之间的范围内。此外，应了解如上值的范围可代表成形磨粒的批料的中值内部高度（Mhi) 值。
[0059] 某些研磨喷砂介质可包括具有特定宽度（w)的本体的成形磨粒。例如，宽度可为 至少约600微米，例如至少约700微米、至少约800微米、或甚至至少约900微米。在一种 非限制性的情况下，本体101可具有不大于约4_、例如不大于约3_、不大于约2. 5_、或甚 至不大于约2mm的宽度。应了解，本体101的宽度可在上述最小值和最大值中的任意者之 间的范围内。此外，应了解如上值的范围可代表成形磨粒的批料的中值宽度（Mw)。
[0060] 在另一个方面，研磨喷砂介质可包括具有特定长度（1)的本体的成形磨粒。例如， 本体可具有为至少约0. 4_、例如至少约0. 6_、至少约0. 8_、或甚至至少约0. 9mm的长度 (Lmiddle或Lp)。而且，对于至少一个非限制性实施例，本体101可具有不大于约4mm、例 如不大于约3_、不大于约2. 5_、或甚至不大于约2mm的长度。应了解，本体101的长度可 在上述最小值和最大值中的任意者之间的范围内。此外，应了解如上值的范围可代表中值 长度（M1)，其可更特别地为成形磨粒的批料的中值中间长度（MLmiddle)或中值轮廓长度 (MLp)，并且因此可为包括成形磨粒的研磨喷砂介质的批料的至少一部分的中值中间长度 (MLmiddle)或中值轮廓长度（MLp)。
[0061] 根据另一实施例，研磨喷砂介质可包括具有本体的成形磨粒，所述本体可显示出 特定量的凹进，其中凹进值（d)可限定为拐角处的本体的平均高度（Ahc)相比于内部处的 本体的高度（hi)的最小尺寸之间的比例。拐角处的本体的平均高度（Ahc)可通过测量在 所有拐角处的本体高度并将值平均而计算得到，并可不同于在一个拐角处的高度的单个 值（he)。在拐角处或在内部处的本体的平均高度可使用STIL(Sciences et Techniques Industrielles de la Lumiere-法国）Micro Measure 3D表面轮廓仪（白光（LED)色差技 术）测量。或者，凹进可基于由来自批料的粒子的合适取样而计算得到的拐角处的粒子的 中值高度（Mhc)。同样，内部高度（hi)可为源自来自批料的粒子的合适取样的中值内部高 度（Mhi)。根据一个实施例，凹进值（d)可不大于约2,例如不大于约1. 9、不大于约1. 8、不 大于约1. 7、不大于约1. 6、不大于约1. 5、不大于约1. 25、不大于约1. 2、不大于约1. 15、或 不大于约1. 10。而且，在至少一个非限制性实施例中，凹进值（d)可为至少约0.9,例如至 少约1.0。应了解，凹进比例可在上述最小值和最大值中的任意者之间的范围内。此外，应 了解如上凹进值可代表成形磨粒的批料的中值凹进值（Md)，并且因此可代表包括成形磨粒 的研磨喷砂介质的批料的至少一部分的中值凹进值（Md)。
[0062] 本体101可具有限定底部面积（Ab)的底表面104。在特定情况下，底表面104可 为本体101的最大表面。底表面可具有比上表面103的表面积更大的限定为底部面积（A b) 的表面积。另外，本体101可具有限定垂直于底部面积并延伸通过粒子的中点181的平面 面积的横截面中点面积（AJ。在某些情况下，本体101可具有不大于约6的底部面积/中 点面积的面积比（A b/Aj。在更特别的情况下，面积比可不大于约5. 5,例如不大于约5、不大 于约4. 5、不大于约4、不大于约3. 5、或甚至不大于约3。而且，在一个非限制性实施例中， 面积比可为至少约1. 1，例如至少约1. 3、或甚至至少约1. 8。应了解，面积比可在上述最小 值和最大值中的任意者之间的范围内。此外，应了解如上面积比可代表成形磨粒的批料的 中值面积比，并且因此可代表包括成形磨粒的研磨喷砂介质的批料的至少一部分的中值面 积比。
[0063] 此外，掺入本文实施例的成形磨粒的研磨喷砂介质，包括例如图1B的粒子，可具 有不大于约0.3的标准化高度差。标准化高度差可通过等式[(hc-hmV(hi)]的绝对值限 定。在其他实施例中，标准化高度差可不大于约〇. 26,例如不大于约0. 22、或甚至不大于约 0. 19。而且，在一个特定实施例中，标准化高度差可为至少约0. 04,例如至少约0. 05、或甚 至至少约0. 06。应了解标准化高度差可在上述最小值和最大值中的任意者之间的范围内。 此外，应了解上述标准化高度值可代表成形磨粒的批料的中值标准化高度值，并且因此可 代表包括成形磨粒的研磨喷砂介质的批料的至少一部分的中值标准化高度值。
[0064] 在另一种情况下，本体可具有为至少约0. 04的轮廓比，其中所述轮廓比定义为成 形磨粒的平均高度差[hc-hm]与长度（Lmiddle)的比例，定义为[(hc_hm)/(Lmiddle)]的 绝对值。应了解，如图1B所示，本体的长度（Lmiddle)可为跨过本体101的距离。此外，该 长度可为由来自成形磨粒的批料的粒子的合适取样计算的平均长度或中值长度。根据一个 特定实施例，轮廓比可为至少约〇. 05、至少约0. 06、至少约0. 07、至少约0. 08、或甚至至少 约0. 09。而且，在一个非限制性实施例中，轮廓比可不大于约0. 3,例如不大于约0. 2、不大 于约0. 18、不大于约0. 16、或甚至不大于约0. 14。应了解轮廓比可在上述最小值和最大值 中的任意者之间的范围内。此外，应了解上述轮廓比可代表成形磨粒的批料的中值轮廓比。
[0065] 根据另一个实施例，本体可具有特定的倾角，所述倾角可限定为本体的底表面104 与侧表面105、106或107之间的角度。例如，倾角可在约1°至约80°之间的范围内。对于 本文的其他粒子，倾角可在约5°至55°之间、例如约10°至约50°之间、约15°至50° 之间、或甚至约20°至50°之间的范围内。具有这种倾角的磨粒的形成可改进研磨喷砂介 质的性能。
[0066] 根据另一个实施例，图1A和1B的研磨喷砂介质粒子可具有在本体101的上表面 103中的椭圆形区域117。椭圆形区域117可通过沟槽区域118限定，所述沟槽区域118可 在上表面103周围延伸并限定椭圆形区域117。椭圆形区域117可涵盖中点181。此外，认 为在上表面中限定的椭圆形区域117可为形成过程的人为产物，并且可由于在形成期间对 混合物施加的应力而形成。
[0067] 在一个方面，本体101可具有可有利于改进的性能的飞边百分比。值得注意的是， 飞边可由当沿着一侧观察时的粒子面积限定，如图2所示，其中飞边可在框202和203内从 本体的侧表面延伸。飞边可表示接近本体的上表面和底表面的锥形区域。例如，粒子的侧 表面可相对于在本体高度的方向上延伸的竖直轴逐渐变细。飞边可测量为如下：沿着包含 于在本体的侧表面的最内点（例如221)与侧表面上的最外点（例如222)之间延伸的框内 的侧表面的本体的面积的百分比。在一个特定情况下，本体可具有特定含量的飞边，所述含 量可为包含于框202和203内的本体的面积相比于包含于框202、203和204内的本体的总 面积的百分比。根据一个实施例，本体的飞边百分比（f)可为至少约10%。在另一个实施 例中，飞边百分比可更大，例如至少约12%、例如至少约14%、至少约16%、至少约18%、或 甚至至少约20%。而且，在一个非限制性实施例中，本体的飞边百分比可不大于约45%，例 如不大于约40%、或甚至不大于约36%。应了解，本体的飞边百分比可在上述最小百分比 和最大百分比中的任意者之间的范围内。此外，应了解如上飞边百分比可代表成形磨粒的 批料的平均飞边百分比或中值飞边百分比，并且因此可代表包括成形磨粒的研磨喷砂介质 的批料的至少一部分的平均飞边百分比或中值飞边百分比。
[0068] 飞边百分比可通过如下方式测得：以侧面固定粒子，并观察本体以产生黑白图像， 如图2所示。用于进行此类测量的合适程序包括ImageJ软件。飞边百分比可通过确定相 比于在侧面观察时的本体的总面积（总阴影面积）（包括中心204中和框内的面积）的框 202和203中的本体201的面积而计算得到。对于粒子的合适取样，可完成这种程序，以产 生平均值、中值和/或标准差值。
[0069] 根据本文实施例的研磨喷砂介质成形磨粒的批料可显示出改进的尺寸均匀性，如 通过来自批料的粒子的合适样品量的尺寸特征的标准差所测得。根据一个实施例，成形磨 粒的批料可具有飞边变化（Vf)，所述飞边变化（Vf)可计算为来自批料的粒子的合适样品 量的飞边百分比（f)的标准差。根据一个实施例，飞边变化可不大于约5. 5%，例如不大于 约5. 3%、不大于约5%、或不大于约4. 8%、不大于约4. 6%、或甚至不大于约4. 4%。在一 个非限制性实施例中，飞边变化（Vf)可为至少约0. 1%。应了解，飞边变化可在上述最小百 分比和最大百分比中的任意者之间的范围内。
[0070] 本文实施例的研磨喷砂介质成形磨粒可具有为至少4000的高度（hi)和飞边乘积 值（hiF)，其中hiF = (hi) (f)，"hi"表示如上所述的本体的最小内部高度，且"f "表示飞 边百分比。在一个特定情况下，本体的高度和飞边乘积值（hiF)可更大，例如至少约4500 微米％、至少约5000微米％、至少约6000微米％、至少约7000微米％、或甚至至少约8000 微米％。而且，在一个非限制性实施例中，高度和飞边乘积值可不大于约45000微米％，例 如不大于约30000微米％、不大于约25000微米％、不大于约20000微米％、或甚至不大于 约18000微米％。应了解，本体的高度和飞边乘积值可在上述最小值和最大值中的任意者 之间的范围内。此外，应了解如上乘积值可代表成形磨粒的批料的中值乘积值（MhiF)，并且 因此可代表包括成形磨粒的研磨喷砂介质的批料的至少一部分的中值乘积值（MhiF)。
[0071] 本文实施例的某些成形磨粒可具有如通过等式dF = (d) (F)计算的凹进（d)和飞 边（F)乘积值（dF)，其中dF不大于约90%，"d"表示凹进值，且"f"表示本体的飞边百分 比。在一个特定情况下，本体的凹进（d)和飞边（F)乘积值（dF)可不大于约70%，例如不 大于约60%、不大于约55%、不大于约48%、不大于约46%。而且，在一个非限制性实施例 中，凹进（d)和飞边（F)乘积值（dF)可为至少约10%，例如至少约15%、至少约20%、至 少约22%、至少约24%、或甚至至少约26%。应了解，本体的凹进（d)和飞边（F)乘积值 (dF)可在上述最小值和最大值中的任意者之间的范围内。此外，应了解如上乘积值可代表 成形磨粒的批料的中值乘积值（MdF)，并且因此可代表包括成形磨粒的研磨喷砂介质的批 料的至少一部分的中值乘积值（MdF)。
[0072] 根据一个实施例，本体可具有如通过等式hi/d = (hi)/(d)计算的高度和凹进比 (hi/d)，其中hi/d不大于约1000, "hi "表示如上所述的最小内部高度，且"d"表示本体的 凹进。在一个特定情况下，本体的比例（hi/d)可不大于约900微米、不大于约800微米、不 大于约700微米、或甚至不大于约650微米。而且，在一个非限制性实施例中，比例（hi/d) 可为至少约10微米，例如至少约50微米、至少约100微米、至少约150微米、至少约200微 米、至少约250微米、或甚至至少约275微米。应了解，本体的比例（hi/d)可在上述最小值 和最大值中的任意者之间的范围内。此外，应了解如上高度和凹进比可代表成形磨粒的批 料的中值高度和凹进比（Mhi/d)，并且因此可代表包括成形磨粒的研磨喷砂介质的批料的 至少一部分的中值高度和凹进比（Mhi/d)。
[0073] 研磨喷砂介质的本体可完全由多晶材料形成。即，在某些情况下，本体可基本上不 含粘结剂。此外，在其他情况下，本体可基本上不含任何有机材料，并且更特别地，本体可基 本上由至少一种无机材料组成。
[0074] 在另一个实施例中，本体可为复合材料，并且可包括至少两个不同类型的研磨晶 粒。例如，本体可包括第一层和覆在第一层上面的第二层，其中所述第一层包括第一组合 物，并且第二层包括不同于第一组合物的第二组合物。第一组合物和第二组合物可通过至 少一种元素而彼此不同。作为另外一种选择或另外地，第一组合物和第二组合物可通过组 合物内存在的特定元素的至少一个重量百分比而彼此不同。更特别地，第一组合物和第 二组合物之间的差异可为第一组合物和第二组合物内存在的至少一种元素的至少约2重 量％，例如至少约4重量％、至少约8重量％、至少约10重量％、至少约15重量％、或甚至 至少约20重量％。
[0075] 在可替代实施例中，本体可包括复合物，其中所述本体包括第一区域和不同于第 一区域的第二区域。值得注意的是，在某些情况下，第一区域可处于压缩中，并且第二区域 可处于张力中。在某些情况下，可通过利用包括第一组合物的第一区域和包括不同于第一 组合物的第二组合物的第二区域，来完成在第一区域和第二区域之间的压缩和张力中的差 异的促进。在其他情况下，应了解，第一区域和第二区域可以各种方式排列在成形磨粒的本 体内。例如，在一种情况下，第一区域可存在于围绕中点的本体的中心区域内，而第二区域 围绕第一区域且存在于本体的外周区域处。作为另外一种选择，第一区域可存在于外周区 域处，第二区域可存在于中心区域处。在另外一个实施例中，第一区域和第二区域可以层的 形式相对于彼此排列，其中第一区域采取第一层的形式，第二区域采取覆在第一区域上面 的第二层的形式。此外，应了解，本体可包括复合物，所述复合物包括超过第一区域和第二 区域，包括例如第三区域、第四区域、第五区域等。
[0076] 根据一个实施例，当根据一个实施例施加特定表面制备操作时，研磨喷砂介质可 包括至少约80%的残存晶粒因子。在某些实施例中，本文研磨喷砂介质的残存晶粒因子可 更大，例如至少约82 %、至少约84 %、至少约86 %、至少约88 %、或甚至至少约90 %。而且， 研磨喷砂介质可具有不大于99. 5%的残存晶粒因子。应了解，研磨喷砂介质可具有在上述 最小百分比和最大百分比中的任意者之间的范围内的残存晶粒因子。
[0077] 用于表征残存晶粒因子的表面制备操作配置为根据标准化条件进行，包括称重且 提供100克研磨喷砂介质的初始测试批料。在室温下，使用1巴的压力和具有直径8mm的 开口的喷砂喷嘴，在钢（例如304L不锈钢）工件处导入研磨喷砂介质的批料。喷砂喷嘴与 工件表面间隔开15cm。限定钻孔的内部轴的喷砂喷嘴轴和研磨喷砂介质的主要方向以相对 于工件表面的垂直角度附接。当整个研磨喷砂介质批料从喷砂喷嘴喷出于工件上而不再循 环时，一个循环完成。在每个循环后，将研磨喷砂介质回收且筛分。将回收的粒子再装载到 喷砂机内，并且用于根据上文条件的喷砂操作的另一个循环中。完成二十个（20)循环，并 且在再装载喷砂机前，将粒子回收且筛分。筛分工艺配置为去除100克初始测试批料的小 于60%初始平均粒度的粒子。与初始测试批料的重量（100克）相比较，通过在20个循环 和最终第20个筛分循环后的批料重量来计算残存晶粒因子。
[0078] 在另一个方面，研磨喷砂介质可为喷砂介质的批料的一部分。批料可包括第一部 分，所述第一部分可包括如由本文实施例描述的成形磨粒。此外，批料可包括第二部分，所 述第二部分包括第二磨粒，所述第二磨粒通过至少一个粒子特征而不同于成形磨粒，所述 至少一个粒子特征包括例如磨粒大小（即粒子内的结晶晶粒的平均尺寸）、硬度、韧度、脆 碎度、密度、多孔性、颜色、松装密度（LPD)及其任何组合。例如，第二部分可包括多个无规 形状的磨粒。此类无规形状的磨粒可通过常规技术使用或获得，所述常规技术包括但不限 于筛分、压碎及其组合。在一种特定情况下，第二部分可包括稀释剂研磨晶粒，其不仅可在 形状中相对于第一部分的成形磨粒改变，还可通过下述不同于成形磨粒：组成、平均粒度、 平均晶粒尺寸（即粒子内的结晶晶粒的平均尺寸）、硬度、韧度、脆碎度、密度、多孔性、颜 色、松装密度（LPD)及其组合。
[0079] 根据一个特定实施例，第一部分可以特定量（W1)存在，所述特定量（W1)可为相对 于喷砂介质批料总重量的第一部分的重量百分比的量度。此外，批料可包括特定含量的第 二部分（W2)，所述第二部分（W2)可以相对于喷砂介质批料的总重量的一定量（重量百分 比）存在。更特别地，批料可包括第一部分的量相对于第二部分的量的特定比。例如，W1和 W2可彼此不同。在一种情况下，W1可大于W2。在另外一个实施例中，W2可大于W1。作为 另外一种选择，W1和W2可基本上相同。
[0080] 根据一个实施例，批料可包括可为至少约0. 1的比（W1/W2)。在其他实施例中，比 (W1/W2)可更大，例如至少约0. 3,例如至少约0. 7、至少约1、至少约3、至少约5、或甚至至 少约10。而且，比（W1/W2)可为有限的，从而使得它不大于约100、不大于约95、不大于约 90、不大于约85、或甚至不大于约80。应了解，批料可包括可在上述值的任意者之间的范围 内的比（W1/W2)。
[0081] 而且，在其他实施例中，批料可利用包括成形磨粒的第一部分和包括成形磨粒的 第二部分。应了解，第二部分的成形磨粒可通过至少一个粒子特征而不同于第一部分的成 形磨粒，所述至少一个粒子特征包括例如二维形状、粒度、平均晶粒尺寸和与本文实施例的 成形磨粒相关的特征中的任一个。在特定情况下，与第二部分的磨粒的平均粒度相比较，第 一部分的多个成形磨粒可具有不同的平均粒度。例如，与第二部分的磨粒的平均粒度相比 较，第一部分的成形磨粒可具有更大的平均粒度。而且，在其他实施例中，与第一部分的成 形磨粒相比较，第二部分的磨粒可具有更大的平均粒度。
[0082] 根据一个特定实施例，研磨喷砂介质的本体可包括多个材料相，特别包括第一相 和第二相，所述第二相具有不同于第一相的组成。例如，本体可包括第一相，所述第一相包 括相对于第一相的总重量为至少约70重量％的氧化铝。另外，本体可包括相对于本体的总 重量为至少〇. 1重量％的第二相。
[0083] 根据一个实施例，本体可形成为具有第二相在本体体积内的特定分布。例如，第二 相可为本体内的整合相。此外，第二相可基本上均匀分散遍及本体的整个体积。作为另外 一种选择，第二相可非均匀地分散在本体内。例如，在一个实施例中，与在本体中心区域处 的第二相含量相比较，本体可具有在本体的外周区域处不同含量的第二相。
[0084] 第二相可设置在本体内存在的其他相中任一个的结构域内或结构域之间。结构域 可包括单个晶体或一组晶体，当在两个维度中观察时，所述一组晶体具有相同或基本上相 同的对齐。在一个实施例中，第二相可设置在其他相中任一个的晶界处，并且更特别地，第 二相的大部分可设置为在本文实施例中所述的相中任一个之间的晶间相（即，在晶界处的 晶粒之间）。例如，第二相总含量的至少60%可设置在第一相的晶界处。在其他实施例中， 设置在晶界处的第二相的量可更大，例如第二相的至少约70%、第二相的至少约80%、第 二相的至少约90 %，或甚至在一些情况下，第二相的基本上全部可设置在第一相的晶界处。
[0085] 第一相可具有一定含量的氧化铝，例如相对于第一相的总重量为至少约70重 量％的氧化铝。对于其他实施例，本体可包括相对于第一相的总重量为至少约71重量％的 氧化铝，例如至少约75重量％、至少约77重量％、至少约80重量％、至少约83重量％、至 少约85重量％、至少约88重量％、至少约90重量％、至少约93重量％、至少约95重量％、 或甚至基本上由氧化铝组成。
[0086] 此外，颗粒材料可具有本体，所述本体包括相对于本体的总重量为至少约70重 量％的第一相。在其他情况下，第一相的总含量可更大，例如相对于本体的总重量为至少约 75重量％、至少约77重量％、至少约80重量％、至少约83重量％、至少约85重量％、至少 约88重量％、至少约90重量％、至少约93重量％、或甚至至少约95重量％。而且，本体可 包括相对于本体的总重量不大于约99. 5重量％、不大于约99重量％、或甚至不大于约98 重量％的第一相。应了解，本体内的第一相的总含量可在上述最小百分比和最大百分比中 的任意者之间的范围内。
[0087] 根据一个特定实施例，第二相可包括磷酸盐，并且更特别地，可包括在至少一种稀 土元素中的主要含量的磷酸盐。在一种特定情况下，第二相可基本上由磷酸盐和至少一种 稀土元素组成，并且更特别地，可基本上由独居石（LaP0 4)组成。此外，第二相可包括结晶 材料，更特别地，可基本上由结晶材料组成。在其他情况下，第二相可包括单斜结晶结构，并 且更特别地，可基本上由单斜结晶结构组成。
[0088] 此外，本体可包括相对于本体的总重量为至少0. 1重量％的第二相。对于其他实 施例，本体内的第二相含量可更大，例如至少约〇. 2重量％、至少约0. 3重量％、至少约0. 5 重量％、至少约0. 6重量％、至少约0. 7重量％、至少约0. 9重量％、至少约1. 0重量％、或 甚至至少约1. 1重量％。而且，本体内的第二相含量可为有限的，使得它可不大于约30重 量％，例如不大于约20重量％、不大于约15重量％、不大于约13重量％、不大于约12重 量％、不大于约10重量％、不大于约9重量％、不大于约8重量％、不大于约7重量％、不大 于约6重量％、不大于约5重量％、不大于约4重量％、不大于约3重量％、或甚至不大于约 2重量％。应了解，本体内的第二相含量可在上述最小百分比和最大百分比中的任意者之间 的范围内。
[0089] 在另一个实施例中，研磨喷砂介质的本体可包括由（WP1/WP2)限定的第一相和第 二相的比，其中WP1代表相对于本体的总重量的第一相的重量百分比，WP2代表相对于本体 的总重量的第二相的重量百分比。在至少一个方面，比（WP1/WP2)可为至少约1，例如至少 约1. 1、至少约1. 5、至少约2、至少约3、至少约5、至少约8、至少约10、至少约15、至少约 20、至少约50、或甚至至少约70。而且，在另一个实施例中，比（WP1/WP2)可不大于约100、 或甚至不大于约95。应了解，本体可具有在上述最小值和最大值中的任意者之间的范围内 的比（WP1/WP2) 〇
[0090] 在另外一个实施例中，本体可为基于氧化铝的本体，使得它含有在本体内的主要 含量的氧化铝晶体和次要含量的主要添加剂组合物，其中所述主要添加剂组合物可不同于 氧化铝。在一种特定情况下，主要添加剂组合物可包括镁和钙的组合。更特别地，镁钙可以 特定添加剂比（Mg : Ca)存在。例如，添加剂比可在约1 : 1至约10 : 1的范围内。
[0091] 提及包括主要添加剂组合物的本体，所述本体可包括最小量的钙。例如，本体可包 括相对于本体的总重量为至少约〇. 2重量％的钙。应了解，钙的含量可以氧化物化合物的 形式存在，包括例如氧化钙。此外，应了解，镁的含量可以化合物的形式例如氧化物化合物 的形式存在，包括例如氧化镁。
[0092] 包括氧化铝和主要添加剂组合物的本体还可包括特定量的镁。例如，镁的量可不 大于约5重量％，例如不大于约4重量％、或甚至不大于约3重量％。而且，应了解本体可 包括最小量的镁，例如相对于本体的总重量为至少约〇. 1重量％、至少约〇. 2重量％、至少 约0. 4重量％、或甚至至少约1. 0重量％。应了解，本体内的镁含量可在上述最小百分比和 最大百分比中的任意者之间的范围内。
[0093] 进一步提及掺入氧化铝和主要添加剂组合物的本体，所述本体可基本上由氧化铝 晶体和主要添加剂组合物组成。此外，主要添加剂组合物中的大部分可优先定位于氧化铝 晶体的晶体边界处。例如，包括钙的添加剂可优先定位于氧化铝的晶体边界处。此外，主要 添加剂组合物内的镁可基本上均匀地分散在晶体内的本体各处和晶体边界处。应了解，主 要添加剂组合物可基本上由镁和钙组成。
[0094] 此外，根据本文实施例的某些研磨喷砂介质可基本上不含某些材料，包括但不限 于碱金属元素、碱土金属元素、钠、钇、锰和甚至铁。
[0095] 批料可包含在特定包装内用于销售且运送至消费者。例如，批料可包含在密封包 装例如袋或滚筒内。此外，批料可与使用说明书一起提供。说明书的特定方面可掺入密封包 装内。示例性说明书内容可包括使用说明，包括例如将研磨喷砂介质与其他磨粒（例如无 规形状的磨粒）组合的混合说明书。此类混合物可适合于实现特定工件的不同表面处理。 另外，说明书还可包括使用条件的建议。批料可与材料安全数据表（MSDS) -起提供，所述 材料安全数据表（MSDS)提供由消费者使用粒子的处理指导和安全信息。
[0096] 应了解，研磨喷砂介质的批料可配置为发射于工件上用于表面制备操作。表面制 备操作可包括从工件表面的至少一部分处去除材料，清洁工件表面的至少一部分，或使工 件表面的一部分塑性变形。适合与研磨喷砂介质一起使用的工件可包括金属、金属合金、玻 璃、陶瓷、有机材料、聚合物、树脂、环氧树脂及其组合。在特定情况下，工件可包括金属合 金，更特别地，基于铁的合金例如钢。根据一个特定实施例，工件可包含不锈钢。
[0097] 在一个方面，研磨喷砂介质的批料可通过如下用于对工件进行表面制备操作：首 先在工件处导入研磨物质，并且因此通过改变工件表面的至少一部分而制备工件表面。本 文提及研磨物质可包括研磨喷砂介质和载体。载体可用于将研磨喷砂介质递送至工件。特 别地，导入研磨物质的工艺可包括使研磨喷砂介质的批料的成形磨粒发射于工件处，作为 流中的游离磨粒。在某些情况下，载体可包括气态材料，包括例如空气。在特定情况下，载体 可基本上由空气组成。作为另外一种选择，载体可包括其他气态材料，包括例如惰性气体、 氮、氧及其他容易获得的气态材料。在可替代实施例中，载体可包括至少一种液相组分。
[0098] 在利用成形磨粒作为研磨喷砂介质之前，进行收集操作可以是适当的，所述收集 操作可包括分选操作，以根据某些所需粒子特征来分选研磨喷砂介质。用于磨料行业中的 粒子一般在使用前分级为给定粒度分布。此类分布通常具有从粗粒到细粒的一系列粒度。 在磨料领域中，该范围有时被称为"粗糙"、"控制"和"精细"级分。根据磨料行业公认的分 级标准来分级的磨粒对于每个标称级别规定数字限度内的粒度分布。此类行业公认的分级 标准（即磨料行业规定的标称级别）包括称为美国国家标准协会（ANSI)的标准、欧洲磨料 产品生产商联合会（FEPA)的标准和日本工业标准（JIS)标准的那些。
[0099] ANSI级别命名（即规定的标称级别）包括：ANSI 4、ANSI 6、ANSI 8、ANSI 16、 ANSI 24、ANSI 36、ANSI 40、ANSI 50、ANSI 60、ANSI 80、ANSI 100、ANSI 120、ANSI 150、 ANSI 180、ANSI 220、ANSI 240、ANSI 280、ANSI 320、ANSI 360、ANSI 400 和 ANSI 600。 FEPA 级别命名包括 P8、P12、P16、P24、P36、P40、P50、P60、P80、P100、P120、P150、P180、 P220、P320、P400、P500、P600、P800、P1000 和 P1200。JIS 级别命名包括 JIS8、JIS12、JIS 16、JIS24、JIS36、JIS46、JIS54、JIS60、JIS80、JIS 100、JIS150、JIS180、JIS220、JIS240、 JIS280、JIS320、JIS360、JIS400、JIS600、JIS800、JIS 1000、JIS 1500、JIS2500、JIS4000、 JIS6000、JIS8000和JIS10,000。作为另外一种选择，使用符合ASTM E-l r'测试用金属丝 布和筛的标准规范（Standard Specification for Wire Cloth and Sieves for Testing Purposes)"的美国标准测试筛，可将成形磨粒20分级为标称筛选级别。ASTM E-l 1规定 了用于设计和构建测试用筛的需求，根据指定粒度，使用固定在框架中的编织金属丝布的 介质用于材料分类。典型命名可表示为-18+20,意指粒子经过测试筛，从而满足编号18的 筛的ASTM E-l 1规格，并且保留在满足编号20的筛的ASTM E-l 1规格的测试筛上。在各 个实施例中，颗粒材料可具有标称筛选级别，包括：-18+20、-20+25、-25+30、-30+35、-35+40 、-40+45、-45+50、-50+60、-60+70、-70+80、-80+100、-100+120、-120+140、-140+170、-170+200、-2 00+230、-230+270、-270+325、-325+400、-400+450、-450+500 或-500+635。作为另外一种选 择，可使用定制网目尺寸，例如-90+100。如本文更详细地描述的，颗粒材料的本体可采取成 形磨粒的形式。
[0100] 图3包括根据一个实施例的表面制备操作的图示。如所示，研磨物质301可包括 研磨喷砂介质，所述研磨喷砂介质包含成形磨粒302,所述成形磨粒302经由载体303导向 工件304的表面305。特别地，如所示，研磨物质301可由喷嘴306喷出，所述喷嘴306可联 接至喷砂机308,所述喷砂机308可提供用于表面制备操作的受控操作参数（例如喷嘴大 小、压力、温度等）。
[0101] 在某些情况下，制备表面的过程可包括以其中控制研磨物质301速度的方式，将 研磨物质301导入工件304处。通过经由入口 312利用载体的特定压力，以控制在其下研磨 喷砂介质302由喷砂机排出于工件304上的速率，可选择研磨物质301的速度。利用对研 磨喷砂介质302的特定压力以有利于工件304的合适表面制备可以是合适的。例如，载体 的压力可在约0. 5巴（5xl04Pa)至约8. 0巴（80xl04Pa)的范围内，并且更特别地，在约0. 5 巴（5xl04Pa)至约6. 0巴（60xl04Pa)的范围内。
[0102] 此外，喷砂机308可利用再循环特征，包括配置为收集研磨喷砂介质302的收集制 品321，所述研磨喷砂介质302已从喷嘴306喷出且使用至少一次，以制备工件304的表面 305。所收集的研磨喷砂介质320可通过分选制品330再循环，所述分选制品330可包括一 个或多个筛。分选制品330可去除破裂的成形磨粒或某一最小尺寸的粒子。相应地，研磨 喷砂介质302的残存晶粒因子可定义为通过分选制品的特定循环数（例如20)残存的研磨 喷砂介质的粒子百分比。
[0103] 如根据图3进一步所示，在研磨喷砂介质302离开分选制品330后，研磨喷砂介质 302可置于漏斗310中，所述漏斗310配置为将研磨喷砂介质302递送至喷砂机308,用于 表面制备操作的另一个循环。
[0104] 根据一个实施例，制备工件表面的工艺可包括改变工件的平均表面粗糙度（Ra)。 在至少一个实施例中，制备工艺可包括根据等式[(Ra-Rao) /Rao] xlOO %，将工件的平均表 面粗糙度从初始平均表面粗糙度增加至少1. 〇%，其中Ra表示工件在进行表面制备操作后 的平均表面粗糙度，Rao表示工件在进行表面制备操作前的初始平均表面粗糙度。在其他实 施例中，工件的平均表面粗糙度中的变化可更大，例如至少约2%、至少约4%、至少约6%、 至少约10%、至少约20%、至少约30%、或甚至至少约35%。而且，平均表面粗糙度中的增 加可不大于约95%，例如不大于约90%、不大于约80%、或甚至不大于约70%。应了解，平 均表面粗糙度中的增加可在上述最小百分比和最大百分比中的任意者之间的范围内。
[0105] 此外，制备表面的工艺可包括改变工件的最大表面粗糙度（Rz)。在特定情况下， 制备工件表面的工艺可包括根据等式[(Rz-Rzo) /Rzo] x100 %，将工件的最大表面粗糙度从 初始最大表面粗糙度增加至少1%，其中Rz表示工件在进行表面制备操作后的最大表面粗 糙度，Rzo表示工件在进行表面制备操作前的初始最大表面粗糙度。在其他情况下，可进行 表面制备操作，以使最大表面粗糙度增加至少约2%，例如至少约4%、至少约6%、至少约 10%、至少约20%、或甚至至少约30%。而且，由于表面制备操作，最大表面粗糙度（Rz)中 的增加可不大于约95%，例如不大于约90%、不大于约80%、或甚至不大于约70%。应了 解，在表面制备操作期间，最大表面粗糙度中的增加可在上述最小百分比和最大百分比中 的任意者之间的范围内。
[0106] 此外，喷砂介质的批料可用于表面制备操作中，并且特征在于特定残存晶粒因 子。如本文所述，残存晶粒因子是研磨喷砂介质百分比的量度，所述研磨喷砂介质经受住根 据实例1的实施例进行的表面制备操作。根据一个实施例，在进行表面制备操作后，残存 晶粒因子可为至少约80%。在其他情况下，残存晶粒因子可更大，例如至少约82%、至少 约84%、至少约86%、至少约88%、或甚至至少约90%。而且，残存晶粒因子可不大于约 99. 5%。应了解，残存晶粒因子可在上文对于研磨喷砂介质的批料注明的最小百分比和最 大百分比中的任意者之间的范围内，所述研磨喷砂介质的批料用于根据本文实施例的表面 制备操作中。
[0107] 制备工件表面的工艺可包括根据座滴法（Sessile drop method)或ASTM D7334-08改变平均湿润角。在特定情况下，制备表面的工艺可包括在制备工艺前，相对于初 始湿润角增加平均湿润角。在更特定的情况下，制备表面的工艺可包括相对于初始湿润角 增加平均湿润角，并且还增加工件表面的表面粗糙度。
[0108] 根据至少一个实施例，制备工件表面的工艺可包括进行表面制备工艺，使得工件 具有大于约85度的平均湿润角。在某些情况下，制备工件表面的工艺可包括增加工件表面 的平均湿润角，使得在表面制备工艺后，湿润角是钝角。例如，在表面制备工艺后，工件的平 均湿润角可大于约90度，例如大于约91度、大于约95度、大于约100度、或甚至大于约110 度。而且，平均湿润角可为有限的，使得它不大于约170度，或甚至不大于约160度。应了 解，在进行如本文所述的表面制备工艺后，工件的平均湿润角可在上述最小值和最大值中 的任意者之间的范围内。
[0109] 此外，在进行表面制备操作后，湿润角可改变，并且更特别地，相对于初始湿润角 增加一定百分比。例如，在一个实施例中，表面可证实根据等式[(Wa-Wi) /Wi] xlOO%，相对 于初始湿润角至少约1%的湿润角增加，其中Wa表示在进行表面制备操作后的湿润角，Wi 表示在进行表面制备操作前的初始湿润角。在其他情况下，湿润角中的增加可更大，例如至 少约2%、至少约4%、至少约6%、至少约10%、至少约20%、或甚至至少约30%。
[0110] 虽然本文实施例的某些方面已涉及图1A和1B中所示的成形磨粒，还考虑了其他 形状。图4-9包括具有特殊轮廓和限定成形磨粒的示例性研磨喷砂介质成形磨粒，其可形 成本文实施例的研磨喷砂介质。如图4所示，粒子400可包括本体401，所述本体401为大 致棱形，具有第一端面402和第二端面404。另外，本体401可包括在第一端面402和第二 端面404之间延伸的第一侧面410。第二侧面412可与第一侧面410相邻，在第一端面402 和第二端面404之间延伸。如所示，本体401还可包括与第二侧面412和第一侧面410相 邻，在第一端面402和第二端面404之间延伸的第三侧面414。
[0111] 如图4所示，本体401还可包括在第一侧面410和第二侧面412之间的第一边缘 420。本体401还可包括在第二侧面412和第三侧面414之间的第二边缘422。另外，本体 401可包括在第三侧面414和第一侧面412之间的第三边缘424。
[0112] 如所示，本体401的每个端面402、404在形状中可为大致三角形。每个侧面410、 412、414在形状中可为大致矩形。另外，在与端面402、404平行的平面中，本体401的横截 面可为大致三角形。应了解，虽然通过与端面402、404平行的平面，本体401的横截面形状 示出为大致三角形，但其他形状是可能的，包括任何多边形形状，例如四边形、五边形、六边 形、七边形、八边形、九边形、十边形等。另外，成形磨粒的横截面形状可为凸出的、非凸出 的、凹入的或非凹入的。
[0113] 图5包括根据另一个实施例的研磨喷砂介质成形磨粒的图示。如所示，粒子500 可包括本体501，所述本体501可包括中心部分502,所述中心部分502沿着纵轴504延伸。 第一旋臂506可沿着中心部分502的长度，从中心部分502向外延伸。第二旋臂508可沿 着中心部分502的长度，从中心部分502向外延伸。第三旋臂510可沿着中心部分502的 长度，从中心部分502向外延伸。此外，第四旋臂512可沿着中心部分502的长度，从中心 部分502向外延伸。旋臂506、508、510、512可围绕粒子500的中心部分502相等间隔。
[0114] 如图5所示，第一旋臂506可包括大致箭头形状的远端520。第二旋臂508可包括 大致箭头形状的远端522。第三旋臂510可包括大致箭头形状的远端524。另外，第四旋臂 512可包括大致箭头形状的远端526。
[0115] 图5还指示本体501可形成为具有第一空隙530,所述第一空隙530在第一旋臂 506和第二旋臂508之间。可形成在第二旋臂508和第三旋臂510之间的第二空隙532。还 可形成在第三旋臂510和第四旋臂512之间的第三空隙534。另外，可形成在第四旋臂512 和第一旋臂506之间的第四空隙536。
[0116] 如图5所示，本体501可包括长度540、高度542和宽度544。在特定方面，长度 540大于高度542,高度542大于宽度544。在特定方面，本体501可限定第一纵横比，所述 第一纵横比是长度540与高度542的比（长度：宽度）。另外，本体501可限定第二纵横 比，所述第二纵横比是高度542与宽度544的比（宽度：高度）。最后，本体501可限定第 三纵横比，所述第三纵横比是长度540与宽度542的比（长度：高度）。
[0117] 根据一个实施例，成形磨粒可具有的第一纵横比为至少约1 : 1，例如至少约 1. 1 : 1、至少约1.5 : 1、至少约2 : 1、至少约2. 5 : 1、至少约3 : 1、至少约3. 5 : 1、至 少4 : 1、至少约4. 5 : 1、至少约5 : 1、至少约6 : 1、至少约7 : 1、至少约8 : 1、或甚 至至少约1〇 : 1。
[0118] 在另一种情况下，可形成成形磨粒，使得本体具有的第二纵横比为至少约 0. 5 : 1，例如至少约0. 8 : 1、至少约1 : 1、至少约1.5 : 1、至少约2 : 1、至少约2. 5 : 1、 至少约3 : 1、至少约3. 5 : 1、至少4 : 1、至少约4. 5 : 1、至少约5 : 1、至少约6 : 1、 至少约7 : 1、至少约8 : 1、或甚至至少约10 : 1。
[0119] 此外，某些成形磨粒可具有的第三纵横比为至少约1 : 1，例如至少约1.5 : 1、至 少约2 : 1、至少约2. 5 : 1、至少约3 : 1、至少约3. 5 : 1、至少4 : 1、至少约4. 5 : 1、 至少约5 : 1、至少约6 : 1、至少约7 : 1、至少约8 : 1、或甚至至少约10 : 1。
[0120] 本体501的某些实施例可具有相对于第一纵横比大致为矩形的形状，例如平面或 弯曲的。粒子500相对于第二纵横比的形状可为任何多面体形状，例如三角形、正方形、矩 形、五边形等。本体501相对于第二纵横比的形状也可为任何文字数字式字符的形状，例如 1、 2、3等，A、B、C等。另外，本体501相对于第二纵横比的轮廓可为选自下述的字符：希腊 字母、现代拉丁字母、古拉丁字母、俄文字母、任何其他字母或其任何组合。另外，本体501 相对于第二纵横比的形状可为汉字字符。
[0121] 图6-7描述了一般命名为600的研磨喷砂介质成形磨粒的另一个实施例。如所 示，粒子600可包括具有大致立方体样形状的本体601。应了解，成形磨粒可形成为具有其 他多面体形状。本体601可具有第一端面602和第二端面604,在第一端面602和第二端面 604之间延伸的第一侧面606,在第一端面602和第二端面604之间延伸的第二侧面608。 另外，本体601可具有在第一端面602和第二端面604之间延伸的第三侧面610,以及在第 一端面602和第二端面604之间延伸的第四侧面612。
[0122] 如所示，第一端面602和第二端面604可彼此平行，并且由侧面606、608、610和 612分开，从而给予本体立方体样结构。然而，在特定方面，第一端面602可相对于第二端面 604旋转，以建立扭转角614。本体601的扭转可沿着一条或多条轴线，并且限定特定类型 的扭转角。例如，如图7中本体的自顶而下视图所示，往下看纵轴680限定与平面平行的在 端面602上的本体601的长度，所述平面由沿着本体601的宽度尺寸延伸的横轴681和沿 着本体601的高度尺寸延伸的竖直轴682限定。根据一个实施例，本体601可具有纵向扭 转角614,所述纵向扭转角614限定本体601中关于纵轴的扭转，使得端面602和604相对 于彼此旋转。如图7所示，扭转角614可测量为在第一边缘622和第二边缘624的切线之 间的角度，其中第一边缘622和第二边缘624通过共同边缘626连接且共享共同边缘626， 所述共同边缘626在侧面中的两个（610和612)之间纵向延伸。应了解，可形成其他成形 磨粒，以具有相对于横轴、竖直轴及其组合的扭转角。此类扭转角中的任一个均可具有如本 文描述的值。
[0123] 在特定方面，扭转角614为至少约1°。在其他情况下，扭转角可更大，例如至少约 2°、至少约5°、至少约8°、至少约10°、至少约12°、至少约15°、至少约18°、至少约 20°、至少约25°、至少约30°、至少约40°、至少约50°、至少约60°、至少约70°、至少 约80°、或甚至至少约90°。而且，根据某些实施例，扭转角614可不大于约360°，例如不 大于约330°，例如不大于约300°、不大于约270°、不大于约230°、不大于约200°、或甚 至不大于约180°。应了解，某些成形磨粒可具有在上述最小角度和最大角度中的任意者之 间的范围内的扭转角。
[0124] 另外，本体可包括开口，所述开口沿着纵轴、横轴或竖直轴之一，延伸穿过本体的 整个内部。
[0125] 图8包括研磨喷砂介质成形磨粒的另一个实施例的图示。如所示，粒子800可包 括大致金字塔形的本体801，所述本体801具有大致三角形的底面802。本体还可包括彼此 联接且联接至底面802的侧面816、817和818。应了解，虽然本体801示出为具有金字塔多 面体形状，但如本文描述的，其他形状是可能的。
[0126] 根据一个实施例，本体801可形成为具有洞804 (即开口），所述洞804可延伸穿过 本体801的至少一部分，并且更特别地，可延伸穿过本体801的整个体积。在特定方面，洞 804可限定经过洞804的中心的中心轴806。另外，粒子800还可限定经过本体801的中心 830的中心轴808。应了解，洞804可在本体801中形成，使得洞804的中心轴806与中心 轴808间隔距离810。像这样，本体801的质心可在本体801的几何中点830下方移动，其 中所述几何中点830可由纵轴809、竖直轴811和中心轴（即横轴）808的相交而限定。在 成形研磨晶粒的几何中点830下方移动质心可增加下述可能性：例如当底面802下落或以 其他方式沉积到背衬上时，粒子800在相同面上着陆，使得本体801具有预定的直立取向。
[0127] 在一个特定实施例中，质心从几何中点830移位一定距离，所述一定距离可为沿 着限定高度的本体802的竖直轴810的至少约0. 05高度（h)。在另一个实施例中，质心可 从几何中点830移位至少约0. 1 (h)的距离，例如至少约0. 15(h)、至少约0. 18(h)、至少约 0. 2 (h)、至少约 0. 22 (h)、至少约 0. 25 (h)、至少约 0. 27 (h)、至少约 0. 3 (h)、至少约 0. 32 (h)、 至少约0. 35(h)、或甚至至少约0. 38(h)。而且，本体801的质心可从几何中点830移位不大 于0. 5 (h)的距离，例如不大于0. 49 (h)、不大于0. 48 (h)、不大于0. 45 (h)、不大于0. 43 (h)、 不大于0. 40(h)、不大于0. 39(h)、或甚至不大于0. 38(h)。应了解，质心和几何中点之间的 移位可在上述最小值和最大值中的任意者之间的范围内。
[0128] 在特定情况下，质心可从几何中点830移位，使得当粒子800处于如图8所示的直 立取向时，质心比本体801的顶部更接近于基底，例如本体801的底面802。
[0129] 在另一个实施例中，质心可从几何中点830移位一定距离，所述一定距离为沿着 限定宽度的本体801的横轴808的至少约0. 05宽度（w)。在另一个方面，质心可从几何中点 830移位至少约0? 1 (w)的距离，例如至少约0? 15 (w)、至少约0? 18 (w)、至少约0? 2 (w)、至少 约0. 22 (w)、至少约0. 25 (w)、至少约0. 27 (w)、至少约0. 3 (w)、或甚至至少约0. 35 (w)。而且， 在一个实施例中，质心可从几何中点830移位不大于0. 5 (w)的距离，例如不大于0. 49 (w)、 不大于0. 45 (w)、不大于0. 43 (w)、不大于0. 40 (w)、或甚至不大于0. 38 (w)。
[0130] 在另一个实施例中，质心可沿着纵轴809从几何中点830移位至少约0. 05本体 801的长度（1)的距离（D1)。根据一个特定实施例，质心可从几何中点移位至少约0.1(1) 的距离，例如至少约0. 15(1)、至少约0. 18(1)、至少约0. 2(1)、至少约0. 25(1)、至少约 0. 3 (1)、至少约0. 35 (1)、或甚至至少约0. 38 (1)。而且，对于某些磨粒，质心可移位不大于 约0. 5 (1)的距离，例如不大于约0. 45 (1)、或甚至不大于约0. 40 (1)。
[0131] 图9包括根据一个实施例的研磨喷砂介质成形磨粒的图示。粒子900可包括本体 901，所述本体901包括基面902和上表面904,所述基面902和上表面904通过一个或多个 侧表面910、912和914彼此分离。根据一个特定实施例，可形成本体901，使得基面902具 有的平面形状不同于上表面904的平面形状，其中所述平面形状在由各自表面限定的平面 中观察。例如，如图9实施例所示，本体901可具有大致具有圆形形状的基面902和具有大 致三角形形状的上表面904。应了解，其他变化是可行的，包括在基面902和上表面904处 的任何形状组合。
[0132] 图10包括研磨喷砂介质的批料的照片，所述研磨喷砂介质包括成形磨粒。图11 包括在用图10的研磨喷砂介质进行表面制备操作后，工件表面的一部分的图像。如所示， 工件可具有表面1101，所述表面1101包括跨过表面随机分布的沟1102。此外，沟可具有特 定特征，所述特征可与研磨喷砂介质中使用的成形磨粒的某些方面相关。根据一个实施例 且如包括图11的一条沟的放大视图的图12所示，沟可具有平均长度（1)、平均宽度（w)，所 述平均长度（1)和平均宽度（w)可限定至少约2 : 1的平均长度：平均宽度的纵横比。如 图12所示，长度是当在两个维度中自顶而下观察时沟1102的最长尺寸，并且宽度是当在两 个维度中自顶而下观察时，在与长度垂直的方向上延伸的沟1102的最短尺寸。在其他实 施例中，平均长度与平均宽度的纵横比可更大，例如至少约3 : 1、至少约5 : 1或至少约 10 : 1〇
[0133] 沟1102可具有不大于约5mm的平均长度（la)，其中所述平均长度基于使用合适 的光学技术，在工件中的沟1102的随机和统计相关的样品量的测量。在其他实施例中，沟 1102可具有的平均长度更小，例如不大于约4mm、或甚至不大于3mm。而且，沟1102可具有 至少约0. 2mm或甚至至少约0. 5mm的平均长度。应了解，沟1102可具有在上述最小值和最 大值中的任意者之间的范围内的平均长度。
[0134] 如图11进一步所示，沟1102可具有不大于约1.0mm的平均宽度，其中所述平均宽 度基于使用合适的光学技术，在工件中的沟1102的随机和统计相关的样品量的测量。在其 他实施例中，沟1102可具有的平均宽度更小，例如不大于约0. 8mm或甚至不大于约0. 5_。 而且，沟1102可通过至少约0. 01mm或甚至至少0. 05mm的最小宽度限定。应了解，沟1102 可具有在上述最小值和最大值中的任意者之间的范围内的平均宽度。
[0135] 工件内的沟1102还可具有平均深度，所述平均深度可为在与由长度和宽度限定 的平面垂直的方向上，沟1102从在邻近沟1102在工件的上表面上的点延伸进入工件本体 内的最大距离的量度。根据一个实施例，平均深度可小于平均长度。此外，沟1102可具有 小于平均宽度的平均深度。在某些情况下，沟1102的特征可在于第二纵横比（la : da)，所 述第二纵横比（la : da)可为平均长度与平均深度的量度，并且还可具有至少约2 : 1的 值。在其他实施例中，第二纵横比可更大，例如至少约3 : 1或甚至至少约5 : 1。而且， 在至少一个实施例中，第二纵横比可不大于约100 : 1、不大于约10 : 1或甚至不大于约 8 : 1。应了解，沟1102的第二纵横比可在上述最小比和最大比中的任意者之间的范围内。
[0136] 在某些情况下，沟1102的特征可在于平均长度，所述平均长度与研磨喷砂介质中 使用的成形磨粒的至少一个方面相关。例如，表面上存在的沟1102中的大多数可具有平均 长度，所述平均长度不大于多个成形磨粒的平均宽度。在特定情况下，可显而易见的是沟 1102可对应于成形磨粒的某些尺寸。例如，沟可对应于通过多个成形磨粒的边缘沿着限定 宽度的粒子侧面作出的切割。
[0137] 在某些方面，成形磨粒可根据可替代方法形成，包括例如但不限于将"干硬性 (stiff)"混合物或凝胶挤出到成形组件的开口内，并且使用经由喷出材料从开口取出混合 物的特定方法的工艺。此外，此类形成工艺和喷出方式的控制可有利于成形磨粒的某些特 征的形成。
[0138] 例如，在一个实施例中，成形磨粒可包括具有弯曲轮廓的本体，所述弯曲轮廓可通 过替代形成工艺的特定方面得到促进。在特定情况下，弯曲轮廓可包括第一弯曲部分、第二 弯曲部分和平面部分，所述平面部分连接第一弯曲部分和第二弯曲部分。图20包括根据本 文实施例制备的成形磨粒的侧视图（反转颜色（inverted color))图像。成形磨粒2000可 包括本体2001，所述本体2001具有第一主表面2003、第二主表面2004和侧表面2005,所述 侧表面2005在第一主表面2003和第二主表面2004之间延伸，且分开第一主表面2003和 第二主表面2004。特别地且根据一个实施例，第一主表面2003可具有弯曲轮廓，所述弯曲 轮廓可包括第一弯曲部分2006、第二弯曲部分2008和基本上平面或线性的区域2007,所述 基本上平面或线性的区域2007连接第一弯曲部分2006和第二弯曲部分2008,且在第一弯 曲部分2006和第二弯曲部分2008之间延伸。在一个特定实施例中，第一弯曲部分2006可 限定基本上弓形的曲率，所述基本上弓形的曲率可包括基本上凸出的曲率。第二弯曲部分 2008可与第一弯曲部分2006间隔开，并且限定基本上弓形的曲率，且特别是基本上凹入的 部分。
[0139] 在某些实施例中，例如图20所示，根据与圆最佳拟合的曲线的一部分，第一弯曲 部分2006可限定第一曲率半径，并且第二弯曲部分2008可限定第二曲率半径。此类分析 可使用成像软件例如ImageJ完成。在一个实施例中，第一弯曲部分2006和第二弯曲部分 2008可具有彼此比较不同的曲率半径。在另外一个实施例中，与第一弯曲部分2006和第二 弯曲部分2008相关的曲率半径可为基本上相似的。此外，在另一个特定实施例中，已观察 到第一主表面2003的弯曲轮廓可包括第一弯曲部分2006,所述第一弯曲部分2006具有的 曲率半径大于本体2001的平均高度，其中所述高度可测量为第一主表面2003和第二主表 面2004之间的平均距离。另外，在另一个实施例中，已观察到第一主表面2004的弯曲轮廓 可包括第二弯曲部分2008,所述第二弯曲部分2008具有的曲率半径大于本体2001的平均 高度。
[0140] 根据一个特定实施例，弯曲轮廓可包括特定波形。波形可定义为具有弯曲轮廓的 任何表面的一部分，包括在线上方延伸的第一弯曲部分，并且还包含在线下方延伸的第二 弯曲部分。再次参考图20,在本体2001的第一主表面2003和侧表面2005的拐角之间画 出线2010。在某些情况下，如果相对主表面限定基本上平面的表面，例如图20所示的本体 2001的第二主表面2004,则线2010可与相对主表面平行。如所示，第一主表面可具有包 括波形的弯曲轮廓，其中第一弯曲部分2006包括第一主表面2003的区域，所述第一主表面 2003的区域在一个侧面上（即在所示取向下方）延伸，并且第二弯曲部分2008包括第一主 表面2003的区域，所述第一主表面2003的区域在线2010相对于第一主要部分2006的区 域的相对侧面上（即在所示取向上方）延伸。
[0141] 在一个特定实施例中，取决于弯曲部分2006和2008相对于线2010的关系，弯曲 部分可限定峰高度或谷高度。峰高度可为弯曲部分内的点和线2010之间的最大距离。例 如，第二弯曲部分2008可具有峰高度2020,作为第二弯曲部分2008内的第一主表面2002 上的点和线2010之间的最大距离，在与线垂直的方向上且一般在从侧面观察时粒子高度 的方向上延伸。根据一个实施例，峰高度2020可为本体2001的平均高度的至少约5%。在 其他情况下，它可更大，例如至少约10%、至少约15%、至少约20%、至少约25%、至少约 30%、至少约35%、至少约40%、或甚至至少约50%。在另外一个非限制性实施例中，峰高 度2020可为粒子平均高度的小于约150%，例如小于约90%。应了解，峰高度可在上述最 小百分比和最大百分比中的任意者之间的范围内。
[0142] 此外，虽然未示出，但第一弯曲部分2006可限定谷高度，作为线2010和第一弯曲 部分2006内的第一主表面2003的一部分之间的最大距离。谷高度可具有与和第二弯曲部 分2008相关的峰高度2020相同的特征。
[0143] 在另一个实施例中，弯曲轮廓可通过本体的一部分限定，其中沿着弯曲轮廓延伸 的痕迹线的斜率将来自限定痕迹线的正斜率的区域的斜率变为零斜率，变为负斜率。例如， 参考图20,痕迹线2012可沿着弯曲表面形成，且限定具有正斜率的第一区域2013、包括零 斜率的区域2014和其中痕迹线2012的斜率变为负值的区域。应了解，弯曲表面可包括斜 率中的另外变化，包括例如至具有零斜率的区域的另外过渡，和至具有正斜率或负斜率的 区域的过渡。此类特征可一般定义为正弦曲线样曲线，这不应解释为要求痕迹线2012顺应 正弦波函数的确切数学公式，而是应解释为痕迹线2012的曲率中的近似变化的描述。
[0144] 值得注意的是，如图20的实施例所示，弯曲轮廓可沿着本体2001的第一主表面 2003延伸，并且甚至在侧视图中，可使第一主表面2003的至少一部分上升超过侧表面的边 缘。然而，应了解，在其他实施例中，弯曲轮廓可沿着本体2001的其他表面延伸，所述本体 2001的其他表面包括但不限于第二主表面2004和侧表面2005。此外，应了解，根据本文实 施例的成形磨粒的本体2001的超过一个表面可显示出弯曲轮廓。
[0145] 弯曲轮廓可沿着本体2001的任何表面的至少一部分延伸。在特定情况下，弯曲 轮廓可沿着本体2001的至少一个表面（例如第一主表面2003、第二主表面2004或侧表面 2005)的大部分延伸。在更特定的情况下，弯曲轮廓可限定本体2001的至少一个表面的至 少约60%，例如至少约70%、至少约80%、至少约90%、或甚至基本上全部。
[0146] 此外，未显示出弯曲表面的其他表面可具有其他特征，包括本文实施例的其他特 征（例如断裂表面、箭头形状等）或甚至基本上平面的轮廓。例如，不具有弯曲表面的本 体2001的表面中的任何一个，包括但不限于第一主表面2003、第二主表面2004和侧表面 2005,可显示出基本上平面的表面。而且，应了解，显示出弯曲表面的表面可具有另外特征， 包括本文实施例的其他特征，包括例如断裂表面、箭头形状等。
[0147] 根据另一个方面，本体2001可具有包含第一高度的第一拐角2031，所述第一高度 测量为沿着侧表面2005在第一主表面2003和第二主表面2004之间的距离，并且更特别 地，为在与线2010垂直的高度的方向上在拐角2031和拐角2031之间的距离。本体2001 可具有在第二拐角2035处的第二高度，所述第二高度测量为沿着侧表面2005在第一主表 面2003和第二主表面2004之间的距离，并且更特别地，为在与线2010垂直的高度的方向 上在拐角2035和拐角2034之间的距离。特别地，第一高度可显著不同于第二高度。在某 些实施例中，第一高度可显著小于第二高度。图22包括作为此类特征进一步图示的此类成 形磨粒的批料的侧视图。值得注意的是，粒子的弯曲度是显而易见的。
[0148] 根据一个实施例，如图21所示，当从侧面观察时，成形磨粒2000的本体2001可包 括在第一主表面2003和侧表面2005之间的第一上角2041。第一上角2041可为至少约80 度，例如至少约85度。在其他实施例中，第一上角可不大于约110度。在至少一个实施例 中，侧表面2005可在相对于第一主表面2003和第二主表面2004中的至少一个为大致直角 的角度处延伸。更特别地，侧表面2005可在相对于第一主表面2003和第二主表面2004为 大致直角的角度处延伸。
[0149] 如图21所示，当从侧面观察时，成形磨粒2000的本体2001可包括在第二主表面 2003和侧表面2005之间的第二下角2042。第二下角2042可为至少约80度，例如至少约 85度。在其他实施例中，第二下角2042可不大于约110度。
[0150] 根据一个实施例，本体2001的飞边百分比（f)可不大于约10%，例如不大于约 9%、不大于约8%、不大于约7%、不大于约6%、不大于约5%、或甚至不大于约4%。而且， 在一个非限制性实施例中，飞边百分比可为至少约〇. 1 %。
[0151] 应了解，本文实施例的特征中的任一个可归于喷砂介质的批料。批料可包括但不 一定需要包括通过相同形成工艺制备的一组磨粒，例如成形磨粒。在另外一种情况下，喷 砂介质的批料可为研磨制品的一组成形磨粒，例如固定研磨制品，且更特别地，涂覆研磨制 品，其可独立于特定形成方法，但具有在特定粒子群体中存在的一个或多个限定特征。例 如，批料可包括一定量的适用于商业喷砂工艺的成形磨粒，例如至少约20镑。
[0152] 此外，本文实施例的特征中的任一个（例如纵横比、平面部分、弯曲轮廓等）可为 单一粒子的特征、来自批料粒子的取样的中值、或源自来自批料的粒子取样分析的平均值。 除非明确说明，否则本文提及特征可视为提及中值，所述中值基于源自合适数目的批料粒 子的随机取样的统计学显著值。值得注意的是，对于本文某些实施例，样品量可包括来自批 料的至少10个，例如至少约15个，且更通常至少40个随机选择的粒子。
[0153] 本文实施例中所述的特征中的任一个可代表存在于喷砂介质的批料的至少第一 部分中的特征。此外，根据一个实施例，控制一种或多种工艺参数可控制本文实施例的成形 磨粒的一个或多个特征的普遍率。
[0154] 第一部分可为批料中的粒子总数目的少数部分（例如小于50 %以及1 %至49 %之 间的任何整数），批料的粒子总数目的多数部分（例如50%或更多以及50%至99%之间的 任何整数），或甚至批料的基本上所有粒子（例如99%至100% )。批料的任何成形磨粒的 一个或多个特征的提供可有利于喷砂介质的可替代或改进性能。
[0155] 颗粒材料的批料可包括包含第一类型的成形磨粒的第一部分，以及包含第二类型 的成形磨粒的第二部分。在批料内的第一部分和第二部分的含量可以是控制的。具有第一 部分和第二部分的批料的提供可有利于可替代或改进性能。
[0156] 实例 1
[0157] 根据标准化表面制备操作评估五个研磨喷砂介质样品。样品S1代表根据一个实 施例的研磨喷砂介质的批料，其中所述批料基本上由图l〇a所示的成形磨粒组成。成形磨 粒是丝网印刷的粒子，具有大致三角形的二维形状，包含a氧化铝，且具有大于850微米的 平均宽度、大约400微米的内部高度（hi)、以及大约1. 38mm的中间长度（Lmiddle)。
[0158] 样品CS2是a氧化铝的常规、压碎和无规形状的磨粒，具有大约710微米至850 微米的平均粒度，作为38A Alundum从Saint-Gobain Corporation商购可得。样品CS2的 粒子的一部分的照片在图13中提供。
[0159] 样品CS3是a氧化铝的常规、压碎和无规形状的磨粒，具有大约500微米至600 微米的平均粒度，作为38A Alundum从Saint-Gobain Corporation商购可得。样品CS3的 粒子的一部分的照片在图14中提供。
[0160] 样品CS4是电熔氧化锆和二氧化硅的常规、压碎和无规形状的磨粒，具有大约600 微米至850微米的平均粒度，作为Zirgrit T20从Saint-Gobain ZirPro商购可得。样品 CS4的粒子的一部分的照片在图15中提供。
[0161] 样品CS5是a氧化铝的常规、压碎和无规形状的磨粒，具有大于850微米的平均 粒度，作为 38A Alundum 从 Saint-Gobain Corporation 商购可得。
[0162] 样品S2是研磨喷砂介质的批料，其中所述批料基本上由如图10b所示的成形磨粒 组成。成形磨粒是挤出的粒子，具有大致三角形的二维形状，包含a氧化铝，且具有大于 850微米的平均宽度且基本上无飞边。粒子是基本上平面的，但可已显示出一些轻微的凹 进，一般在约1. 10至1. 15的范围内。此外，粒子显示出如本文实施例公开的某一弯曲度。
[0163] 某些样品根据如本文详述的表面制备操作测试进行测试，以测定残存晶粒因子， 所述残存晶粒因子在包含不锈钢的工件上的20个循环后进行测定。工件为304L不锈钢 (AISI命名），具有大约0. 03 %碳、2%锰、1 %硅、18 %铬、10 %镍和剩余的铁。值得注意的 是，在循环3、6、9和20后测量批料的重量，以获得图16中提供的图表。基于每个样品的初 始平均粒度来计算残存晶粒因子。样品S1的残存晶粒因子基于平均粒度大于600微米的 粒子，样品CS2的残存晶粒因子基于平均粒度大于500微米的粒子，样品CS5的残存晶粒因 子基于平均粒度大于600微米的粒子。如图16所示，与样品CS2和CS5相比较，样品S1的 残存晶粒因子明显更佳。
[0164] 此外，下表1提供了实例1的样品Sl、S2、CS2、CS4和CS5的表面制备操作结果的 更多细节。如表1所示，与所有其他样品相比较，在完成表面制备操作后，样品S1证实明显 更小的断裂晶粒百分比。此外，如表1数据中进一步所示，在完成表面制备操作后，与使用 其他样品中任一种的工件的表面粗糙度相比较，使用样品S1的工件的表面粗糙度更大。还 有趣的是下述事实：虽然样品S2证实与样品CS2、CS4和CS5相比较大致相同的表面粗糙 度，但小于150微米的细粒（fine) %显著低于所有其他样品，这可使得材料对于某些用户 是期望的，所述用户关注喷砂环境中的细粒产生。此外，与相当样品相比较，样品S2的残存 晶粒百分比更佳。
[0165] 表 1
[0166]
[0167] 作为工件表面中的差异的进一步证据，图17和18提供了在分别使用样品CS2和 CS4进行表面制备操作后的工件表面的图像。图11代表在用样品S1进行表面制备操作后 的工件表面。图17和18中所示的工件表面看起来彼此比较相对相同。值得注意的是，图 17和19中的工件表面未证实沟，所述沟在图11中明确可见。
[0168] 实例 2
[0169] 某些样品（Sl、CS2、CS4、CS5和S2)根据如本文详述的表面制备操作进行测试。 工件为低碳钢，具有1008或1010AISI命名，以及0. 12%碳、0. 6%锰、0. 4%硅、0. 05%硫、 0. 04%磷和剩余为铁的一般组成。值得注意的是，在循环3、6、9和20后测量每个样品批料 的重量，以获得图19中提供的图表。基于每个样品的初始平均粒度，样品S1的残存晶粒因 子基于平均粒度大于600微米的粒子，样品CS2的残存晶粒因子基于平均粒度大于500微 米的粒子，样品CS5的残存晶粒因子基于平均粒度大于600微米的粒子。如图16所示，与 样品CS2和CS5相比较，样品S1的残存晶粒因子明显更佳。
[0170] 下表2提供了实例2的样品S1、CS2、CS4、CS5和S2的表面制备操作结果的更多细 节。如表2所示，与样品CS2、CS4和CS5相比较，在完成表面制备操作后，样品S1和S2证 实明显更小的断裂晶粒百分比，因此指示喷砂介质能够延长在断裂前的喷砂操作期限。此 外，如表2数据中进一步所示，在完成表面制备操作后，与使用其他样品中任一种的工件的 表面粗糙度相比较，使用样品S1的工件的表面粗糙度更大。而且，样品S2证实对于所有样 品小于150微米的最低细粒百分比，这可特别适合于希望降低细粒子含量的某些应用。
[0171] 表 2
[0172]
[0173] 实例 3
[0174] 在进行实例1和实例2的表面制备操作后，对于某些样品，根据ASTM D7334-08计 算工件各自的平均湿润角。特别地，平均湿润角值源自在工件表面上的随机位置处获得的 10次测量。表3和4分别提供了对不锈钢（实例1)和低碳钢（实例2)进行的样品的湿润 角和湿润角变化百分比的结果。未经处理的不锈钢样品的平均湿润角为18度，所述未经处 理的不锈钢样品未遭受使用样品中任一个的表面制备操作。未经处理的低碳钢工件样品的 平均湿润角为27度，所述未经处理的低碳钢工件样品未遭受使用样品中任一个的表面制 备操作。使用[(Wat-Wai)/Wai]x100 %计算相对于初始湿润角的变化百分比，其中Wat是在 用研磨喷砂介质的样品处理后的平均湿润角，Wai代表在用样品进行表面制备操作前，工件 材料的初始湿润角。
[0175] 与样品CS2、CS3和CS4的结果相比较，样品S1证实令人惊讶的结果。特别地，样 品S1证实产生相对于初始值显著增加的表面粗糙度的能力，然而，样品还证实可湿性中的 减少（即，湿润角中的增加）。一般地，随着表面粗糙度增加，预期可湿性增加。相应地，虽 然未完全理解，但样品S1的研磨喷砂介质修饰工件表面，以具有出乎意料的特征组合。此 外，如表3和4中证实的，样品S1的初始湿润角中的变化百分比显著大于所有相当例子，并 且在一些情况下，大约25 %差异。

[0180] 实例 4
[0181] 对于实例4进行实例3的相同测试，与实例3的样品相比较，对不同不锈钢工件使 用样品S1、S2和CS2。测试结果在下表5中提供。值得注意的是，虽然与样品S1和CS2的 实例3结果相比较，湿润角的绝对值不同，但趋势是相同和显著的。
[0182] 表 5
[0183]
[0184] 对于实例4进行实例3的相同测试，与实例3的样品相比较，对不同低碳钢工件使 用样品S2和CS2。测试结果在下表6中提供。值得注意的是，虽然与样品S1和CS2的实例 3结果相比较，湿润角的绝对值不同，但趋势是相同和显著的。
[0185] 表 6
[0186]
[0187] 本专利申请表示了对现有技术的偏离。行业已趋于利用具有圆形或不规则取向的 压碎晶粒用于研磨喷砂介质。然而，已发现包括成形磨粒的研磨喷砂介质的利用可有利于 在工件上形成独特表面特征的组合。此外，应注意，包括成形磨粒的研磨喷砂介质可具有独 特特性，例如残存晶粒因子。另外，研磨喷砂介质的成形磨粒可具有独特特征的组合，包括 但不限于组成、添加剂、形态、二维形状、三维形状、相分布、高度差、高度轮廓差异、飞边百 分比、高度、凹进等。并且事实上，本文实施例的颗粒材料已证明导致显著和出乎意料的性 能。
[0188] 如上公开的主题被认为是说明性的而非限制性的，所附权利要求书旨在涵盖落入 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和它们的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。
[0189] 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【具体实施方式】中，为了简化本公开，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，如如下权利要求所 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【具体实施方式】，每个权利要求本身分别限定所要求保护的主题。
【主权项】
1. 一种研磨喷砂介质，所述研磨喷砂介质包含成形磨粒。2. 根据权利要求1所述的研磨喷砂介质，其中所述成形磨粒包含本体，所述本体包括 长度（1)、宽度（w)和高度（hi)，其中所述高度（hi)是所述本体的内部高度，并且其中w》1 和 w ^ hi。3. 根据权利要求2所述的研磨喷砂介质，其中所述本体包含如在由长度和宽度限定的 平面中观察的二维多边形形状。4. 根据权利要求2所述的研磨喷砂介质，其中所述本体包含选自下述材料的研磨晶 粒：氮化物、氧化物、碳化物、硼化物、氮氧化物、金刚石及其组合。5. 根据权利要求2所述的研磨喷砂介质，其中所述内部高度为所述宽度的至少约 22%〇6. 根据权利要求2所述的研磨喷砂介质，其中所述本体包含相对于所述本体的总侧面 积为至少约10%的飞边百分比（f)。7. 根据权利要求2所述的研磨喷砂介质，其中所述本体包含相对于所述本体的总侧面 积不大于约45%的飞边百分比（f)。8. 根据权利要求2所述的研磨喷砂介质，其中所述本体包含盘状粒子，其中所述本体 包含不大于约2的凹进值（d)。9. 根据权利要求2所述的研磨喷砂介质，其中所述本体包含至少约0. 1的凹进值（d)。10. 根据权利要求2所述的研磨喷砂介质，其中所述本体包含至少约0. 04的轮廓比，其 中所述轮廓比定义为高度中的平均差异和轮廓长度之间的比[(hc-hm) ALmiddle)]，其中 所述轮廓比不大于约0.3。11. 根据权利要求2所述的研磨喷砂介质，其中所述第一侧表面和第二侧表面相对于 在所述本体的高度的方向上延伸的竖直轴逐渐变细。12. 根据权利要求2所述的研磨喷砂介质，其中所述本体包含第一区域和不同于所述 第一区域的第二区域，其中所述第一区域处于压缩中，并且所述第二区域处于张力中，其中 所述第一区域包含第一组合物，所述第二区域包含第二组合物，并且其中所述第一组合物 不同于所述第二组合物。13. 根据权利要求1所述的研磨喷砂介质，所述研磨喷砂介质还包含至少约80%的残 存晶粒因子。14. 根据权利要求1所述的研磨喷砂介质，其中所述研磨喷砂介质是喷砂介质的批料 的一部分，所述喷砂介质的批料包含： 包含所述成形磨粒的第一部分；和 包含第二磨粒的第二部分，其中所述第二磨粒基于选自下述的至少一个粒子特征而不 同于所述成形磨粒：平均粒度、平均晶粒尺寸、二维形状、组成、飞边百分比、粒子尺寸及其 组合。15. -种制备工件的表面的方法，所述方法包括： 在工件处导入研磨物质，所述研磨物质包含载体和多个成形磨粒，所述载体包含气态 材料；和 用所述研磨物质制备所述工件的表面。16. 根据权利要求15所述的方法，其中导入包括控制所述研磨物质的速度，其中控制 所述研磨物质的速度包括控制所述载体的压力，其中所述载体的压力在0.5巴（5xl04Pa) 至约8巴（8xl05Pa)的范围内。17. 根据权利要求15所述的方法，其中制备包括改变所述工件的平均表面粗糙度 (Ra)，其中制备包括根据等式[(Ra-Rao)/Rao]x100 %，将所述工件的平均表面粗糙度（Ra) 从初始平均表面粗糙度增加至少1%，其中Ra表示所述工件在进行表面处理操作后的平均 表面粗糙度，Rao表示所述工件在进行所述表面处理操作前的初始平均表面粗糙度。18. 根据权利要求15所述的方法，其中制备包括改变所述工件的最大表面粗糙度 (Rz)，其中制备包括根据等式[(Rz-Rz0)/Rz 〇]xlOO%，将所述工件的最大表面粗糙度（Rz) 从初始最大表面粗糙度增加至少约1%，其中Rz表示所述工件在进行表面处理操作后的最 大表面粗糙度，Rzo表示所述工件在进行所述表面处理操作前的初始最大表面粗糙度。19. 根据权利要求15所述的方法，其中在制备后，所述工件包含大于约85度的平均湿 润角。20. 根据权利要求15所述的方法，其中所述湿润角根据等式[(Wa-Wi)/Wi] XlOO %，相 对于初始湿润角增加至少约1%，其中Wa表示在进行表面处理操作后的湿润角，Wi表示在 进行所述表面处理操作前的初始湿润角。21. 根据权利要求15所述的方法，其中所述工件的表面包含沟。22. 根据权利要求21所述的方法，其中所述沟跨过所述表面随机分布。23. 根据权利要求21所述的方法，其中所述沟具有平均长度和平均宽度，并且其中所 述沟具有至少约2 : 1的平均长度：平均宽度的平均纵横比。24. 根据权利要求21所述的方法，其中所述沟对应于通过所述多个成形磨粒的边缘作 出的切割。25. -种制备工件的表面的方法，所述方法包括： 在工件处导入研磨物质，所述研磨物质包含载体和多个成形磨粒； 从初始平均表面粗糙度增加所述工件的表面的平均表面粗糙度（Ra);和 相对于初始平均湿润角增加平均湿润角。26. 根据权利要求25所述的方法，其中所述载体包含气态材料。27. 根据权利要求25所述的方法，所述方法还包括收集多个成形磨粒作为游离磨料的 批料，所述方法还包括分选所述多个成形磨粒。28. 根据权利要求25所述的方法，其中导入包括发射所述多个成形磨粒的每一个成形 磨粒，作为具有所述载体的流中的游离磨粒。29. 根据权利要求25所述的方法，其中增加所述平均表面粗糙度包括根据等式 [(Ra-Rao) /Rao] XlOO %，将所述工件的平均表面粗糙度（Ra)从初始平均表面粗糙度增加 至少1 %，其中Ra表示所述工件在进行表面处理操作后的平均表面粗糙度，Rao表示所述工 件在进行所述表面处理操作前的初始平均表面粗糙度。30. 根据权利要求25所述的方法，所述方法还包括在制备所述工件的表面的工艺 期间，改变所述工件的最大表面粗糙度（Rz)，其中改变包括根据等式[(Rz-Rzo)/Rzo] xlOO%，将所述工件的最大表面粗糙度（Rz)从初始最大表面粗糙度增加至少约1%，其中 Rz表示所述工件在进行表面处理操作后的最大表面粗糙度，Rzo表示所述工件在进行所述 表面处理操作前的初始最大表面粗糙度。31. 根据权利要求25所述的方法，所述方法还包括在制备后回收所述多个成形磨粒的 至少一部分，其中在进行表面处理操作后，残存晶粒因子为至少约80%。32. 根据权利要求25所述的方法，其中增加所述平均湿润角包括使所述平均湿润角增 加至钝值。33. 根据权利要求25所述的方法，其中增加所述平均湿润角包括根据等式[(Wa-Wi) / Wi]xlOO%，相对于平均初始湿润角，使所述平均湿润角增加至少约1 %，其中Wa表示在进 行表面处理操作后的平均湿润角，Wi表示在进行表面处理操作前的初始平均湿润角。34. 根据权利要求25所述的方法，其中所述多个成形磨粒的每个成形磨粒包含本体， 所述本体具有长度（1)、宽度（w)和高度（hi)，其中所述高度（hi)是所述本体的内部高度， 并且其中w > 1和w > hi。35. 根据权利要求34所述的方法，其中所述本体包含选自下述的形状：三角形、四边 形、矩形、梯形、五边形、六边形、七边形、六边形、八边形、九边形、十边形、五边形及其组合。36. 根据权利要求34所述的方法，其中所述本体包含从侧表面延伸的飞边，其中所述 本体包含相对于所述本体的总侧面积为至少约10%且不大于约45%的飞边百分比（f)。37. -种具有由研磨喷砂介质修饰的表面的工件，所述工件包含跨过所述表面随机分 布的沟，其中所述沟具有平均长度和平均宽度，并且还限定至少约2 : 1的平均长度：平均 宽度的纵横比。38. 根据权利要求37所述的工件，其中所述工件包含选自下述的材料：金属、金属合 金、陶瓷、玻璃、复合物、有机材料及其组合。39. 根据权利要求37所述的工件，其中所述沟包含不大于约5_的平均长度。40. 根据权利要求37所述的工件，其中所述沟包含不大于约Imm的平均宽度。41. 根据权利要求37所述的工件，其中所述沟包含小于所述平均长度的平均深度。42. 根据权利要求37所述的工件，其中所述研磨喷砂介质包含成形磨粒。43. 根据权利要求37所述的工件，其中所述表面进行修饰，以根据等式[(Ra-Rao)/ Rao] XlOO%，具有从初始平均表面粗糙度至少1 %的平均表面粗糙度（Ra)增加，其中Ra表 示所述工件在进行表面处理操作后的平均表面粗糙度，Rao表示所述工件在进行所述表面 处理操作前的初始平均表面粗糙度。44. 根据权利要求37所述的工件，其中所述表面进行修饰，以根据等式[(Rz-Rz0)/ RZ〇]xlOO%，具有从初始最大表面粗糙度至少约1%的最大表面粗糙度（Rz)增加，其中Rz 表示所述工件在进行表面处理操作后的最大表面粗糙度，Rzo表示所述工件在进行所述表 面处理操作前的初始最大表面粗糙度。45. 根据权利要求37所述的工件，其中所述表面包含大于约85度的平均湿润角。46. 根据权利要求37所述的工件，其中所述表面进行修饰，以根据等式[(Wa-WiVWi] xl00%，具有相对于初始湿润角至少约i %的湿润角增加，其中Wa表示在进行表面处理操 作后的湿润角，Wi表示在进行所述表面处理操作前的初始湿润角。
【文档编号】C09K3/14GK105899331SQ201380072939
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2013年12月30日
【发明人】T·G·菲尔德三世, A-L·博多内, S·S·玛莲
【申请人】圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司