镀珠片材的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开设及包括金属、玻璃陶瓷和/或玻璃的片材基底，其中片材基底的表面包 括部分地嵌入的微球的层。
【附图说明】
[0002] 图IA是根据本公开的一个实施例的锻珠片材的剖视图；
[0003] 图IB是根据本公开的一个实施例的锻珠片材的剖视图；
[0004] 图2是根据本公开的一个实施例的锻珠片材的剖视图；
[0005] 图3是根据本公开的一个实施例的与压板38接触的锻珠片材30的剖视图；
[0006] 图4是根据本公开的一个实施例的锻珠片材40的剖视图；
[0007] 图5A是比较例A的光学显微图； 阳00引图5B-抓是实例1的光学显微图；
[0009] 图祀是实例2的光学显微图；
[0010] 图6是实例3的光学显微图；并且 W11]图7是用于实例1和比较例D的摩擦系数对法向力的图。
【发明内容】
[0012] 本公开旨在提供具有耐用和/或低摩擦表面的金属、玻璃陶瓷和/或玻璃基底。
[0013] 在一个实施例中，提供了一种锻珠片材，该锻珠片材包括：选自W下中的至少一者 的片材基底：金属、玻璃和玻璃陶瓷；W及微球的层，其中微球部分地嵌入到片材基底的表 面中使得每个微球的一部分从片材基底的表面向外突出，其中（a)微球的平均直径大于20 微米，并且/或者（b)微球基本上为球形。
[0014] 在另一个实施例中，提供了包括锻珠片材的制品，该锻珠片材包括：选自W下中的 至少一者的片材基底：金属、玻璃和玻璃陶瓷；W及微球的层，其中微球部分地嵌入到片材 基底的表面中使得每个微球的一部分从片材基底的表面向外突出，其中（a)微球的平均直 径大于20微米，并且/或者（b)微球基本上为球形。
[0015] 在另一个实施例中，提供了一种制备锻珠片材的方法，该方法包括：在片材基底上 施加微球的层，其中片材基底选自金属、玻璃和玻璃陶瓷化及它们的组合中的至少一个；W 及将微球嵌入到片材基底的表面中使得每个微球的一部分从片材基底的表面向外突出，其 中（a)微球的平均直径大于20微米，并且/或者化）微球基本上为球形。
[0016] 上述
【发明内容】
并非旨在描述每个实施例。本发明的一个或多个实施例的细节还在 下文的描述中示出。根据该描述和权利要求书，其它特征、目标和优点将显而易见。
[0017] 定义 阳01引如本文所用，术语
[0019] "一个（一种）"和"所述"可替换使用并意指一个或多个；并且
[0020] "和/或"用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括 (A和B)和（A或B)。
[0021] 如本文所用的"玻璃"是指表现出玻璃化转变溫度的无定形氧化物材料；"玻璃陶 瓷"是指在无定形基质中通过玻璃的热处理形成为成核陶瓷晶体的材料；并且"陶瓷"是指 具有强共价键的结晶无机材料。
[0022] 另外，本文中由端点表述的范围包括该范围内所包含的所有数值（例如，1至10包 括 1.4、1.9、2. 33、5. 75、9. 98 等）。
[0023] 另外，本文中"至少一个"的表述包括一个及W上的所有数目（例如，至少2个、至 少4个、至少6个、至少8个、至少10个、至少25个、至少50个、至少100个等）。
【具体实施方式】
[0024] 期望提供一种用于更加刚性的基底（例如金属、玻璃陶瓷和/或玻璃）的耐用、低 摩擦表面。例如，众所周知侣和不诱钢易刮擦。改善侣的表面硬度的标准技术是经由电化 学方法通过在表面上生长氧化侣的膜使其阳极化。然而，已知侣的阳极化层为易碎的并且 表面的滑动磨损特性由于较高的摩擦而不那么令人满意。因此，期望一种替代物。
[00巧]已将硬无机颗粒分散在金属和金属合金中来作为加固金属的手段，此类材料总体 上可被称为金属基质复合物。例如，美国专利5, 361，678 (Roopchand等人）公开将陶瓷颗 粒添加到侣合金中W形成复合物，并且日本专利公布S58-153706化iuchi)公开用于制备 复合物的=种不同的方法，该复合物包含分散的加固颗粒和金属。
[00%] 在本公开中，已发现通过将微球的层部分地嵌入到片材基底的表面中，使得部分 微球从表面突出，可得到具有增加的耐用性（例如，抗刮伤性）和/或更低表面摩擦的锻珠 片材。
[0027] 图IA中示出本公开的一个实施例。锻珠片材10包括嵌入到片材基底14中的微 球12。
[0028] 本公开的基底片材选自金属、玻璃、玻璃陶瓷、W及它们的组合。
[0029] 示例性金属包括：侣、铜、锡、儀、铭、儀、铁、铁、金属合金（例如，不诱钢）、W及它 们的组合。
[0030] 玻璃是指主要由Si〇2、P2〇5、B203、Al2〇3、Ge〇2、碱金属或碱±金属改性剂（例如， 胞2〇、而0、Li2〇、CaO、MgO)、W及它们的组合构成的无定形材料。在一个实施例中，玻璃可包 括其它组分，例如Ti〇2、Te〇2、REO(稀±氧化物）、ZnO等。示例性玻璃包括碱石灰娃酸盐玻 璃、棚娃酸盐、S-玻璃、E-玻璃、基于铁酸盐的玻璃化及基于侣酸盐的玻璃等。
[0031] 玻璃陶瓷是指通过无定形材料的受控结晶形成的多晶材料。结晶方法通常是在加 热和冷却控制的情况下玻璃的二次热处理。示例性玻璃陶瓷是裡娃酸盐、碱±金属娃侣酸 盐、碱±金属侣酸盐和稀±侣酸盐。
[0032] 在一个实施例中，片材基底可包括金属、玻璃和/或玻璃陶瓷的组合。例如，玻璃 基底可包括在它的主表面上的薄金属层，其中将在片材基底的主表面上的微球嵌入到金属 和玻璃材料两者中。另选地，金属基底可包括在它的主表面上的薄玻璃或玻璃陶瓷层，其中 将在片材基底的主表面上的微球嵌入到玻璃或玻璃陶瓷和金属材料两者中。
[0033] 因为将微球嵌入到片材基底中，所W片材基底必须充分地厚W允许微球的部分地 嵌入。一般来讲，片材基底具有至少10、25、50、100或甚至250 ^111(微米）或甚至更大（例 如，至少I厘米，或甚至I米）的厚度。除了能够适当地被处理和/或适配在组件中W用于 压制（例如，如果使用的话，压制机的间隙）之外，不具体地限定片材基底的厚度上限。
[0034] 微球被嵌入到片材基底的主表面中从而将有利的特性赋予片材基底的表面，该有 利的特性包括例如：改善的耐久性和/或降低表面的摩擦。
[0035] 本公开的微球可由玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷、金属、或它们的组合制成。
[0036] 见上文关于玻璃、玻璃陶瓷和金属的描述。例如，陶瓷包括氧化娃、氧化侣、氧化 锡、氧化锋、氧化祕、氧化铁、氧化错、铜系氧化物、它们的混合物等和其它金属盐，诸如碳酸 巧、侣酸巧、娃侣酸儀、铁酸钟、正憐酸姉、水合娃酸侣、它们的混合物等。
[0037] 在一个实施例中，本公开的微球不是氧化侣。
[0038] 为了形成改善的表面特性，即此类低摩擦表面和/或触感平滑表面，除了其它情 况，多个微球应当为基本上球形和/或表面平滑的。
[0039] 在本公开的一个实施例中，微球基本上为球形颗粒。球形度是指颗粒呈球形的程 度。颗粒的球形度的程度是设定体积的球体的表面积对具有相同体积的颗粒的表面积的比 率。基本上球形表示在完美球体的理论球形度为1. 0时，多个微球的平均球形度程度为至 少 0. 75、0. 8、0. 85、0. 9、0. 95 或甚至 0. 99。
[0040] 圆度是用来描述颗粒的另一个术语，运个术语是指颗粒的边缘和拐角的锐度。它 表示为拐角的平均半径对最大内切圆的半径的比率。可查询Krumbein和Sloss图来了解 球形度和圆度之间的关系。通常，本公开的微球具有高圆度程度，例如，至少0. 6、0. 7或甚 至 0. 9。
[0041] 在一个实施例中，在多个微球中的微球的表面基本上是平滑的。换句话讲，多个微 球具有小于1、〇. 75、0. 5、0. 25或甚至0. 1微米的平均粗糖度（Ra)。可用本领域已知的技术 测定粗糖度。通常，可用探针式轮廓仪、光学轮廓仪或扫描探头显微镜来描述表面的轮廓并 且用所得轮廓来计算Ra值。表面平滑的微球通常通过烙融过程、抛光（例如，火焰或机械 过程）和/或烧结制备。例如，在烙融过程中，珠通常是通过烙融原材料并且将烙体分散到 单个液滴中，随后冷却运些液滴而制备。在溶胶-凝胶过程中，溶胶从孔滴落，表面张力使 溶胶球化，然后赔烧并烧结该溶胶。
[0042] 在本公开中，本公开的微球可为实忍微球或空忍微球。理想的是，微球需要能够承 受压制的力使得微球的完整性保持完好。
[0043] 微球的硬度可根据所选择的片材基底和应用来选择。在一个实施例中，微球的硬 度大于片材基底的硬度。可使用维克斯硬度或本领域已知的其它此类技术测量表面的硬 度。例如，碱石灰娃酸盐玻璃通常具有460-500HV的维克斯硬度，而常常使用的侣片材金属 合金（像5005系列）具有46HV的维克斯硬度。如果意图增加片材基底的表面的耐久性， 那么具有比片材基底的硬度更大的微球硬度是尤其有用的。
[0044] 在本公开的一个实施例中，微球是未经涂覆的。
[0045] 在本公开的另一个实施例中，微球是经涂覆的。微球可为经涂覆的，例如，为改善 微球的可润湿性，和/或使微球与片材基底更加兼容。在一个实施例中，微球的表面包括W 下各项中至少一个：金属、金属氧化物、助烙剂、润湿层、W及它们的组合。
[0046] 在本公开的一个实施例中，微球优选地无缺陷。如本文所用，短语"无缺陷"表示 微