可磁化磨料颗粒和包含可磁化磨料颗粒的磨料制品制造技术

技术编号:21373275 阅读:36 留言:0更新日期:2019-06-15 12:06
本发明专利技术提供一种可磁化磨料颗粒,该可磁化磨料颗粒包括具有外表面的陶瓷体和设置在外表面的一部分而非全部外表面上的可磁化层。陶瓷体包括具有两个相对的主面的片状物,该两个相对的主面通过多个侧面彼此连接。可磁化层完全覆盖两个相对的主面中的一个主面,并且可磁化层具有垂直于或平行于该可磁化层完全覆盖的面取向的磁偶极子。还公开了多个可磁化磨料颗粒和包含它们的磨料制品。还公开了制备前述的方法。

Magnetizable abrasive particles and abrasive products containing magnetizable abrasive particles

The invention provides a magnetizable abrasive particle, which comprises a ceramic body with an outer surface and a magnetizable layer arranged on a part of the outer surface rather than on all the outer surface. The ceramic body includes a sheet with two opposite principal planes, which are connected with each other through a plurality of sides. The magnetizable layer completely covers one of the two opposite principal surfaces, and the magnetizable layer has a magnetic dipole with a plane orientation perpendicular to or parallel to the fully covered principal surface of the magnetizable layer. Several magnetizable abrasive particles and abrasive products containing them are also disclosed. The method for preparing the aforementioned is also disclosed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可磁化磨料颗粒和包含可磁化磨料颗粒的磨料制品
本公开广泛地涉及磨料颗粒、磨料制品及其制备方法。
技术介绍
各种类型的磨料制品在本领域中是已知的。例如,涂覆的磨料制品通常具有通过树脂状粘结剂材料粘附到背衬的磨料颗粒。示例包括砂纸和结构化磨料,其具有粘附到背衬的精确成形的磨料复合物。磨料复合物通常包括磨料颗粒和树脂状粘结剂。粘结的磨料颗粒包括保留在粘结剂基质中的磨料颗粒,该粘结剂基质可以是树脂状或玻璃质的。示例包括磨石、切割轮、珩磨机和磨刀石。磨料制品(诸如例如涂覆的磨料制品和粘结的磨料制品)中磨料颗粒的精确放置和取向多年来一直是人们持续关注的焦点。例如,已经使用诸如磨料颗粒的静电涂覆的技术制备涂覆的磨料制品,以使压碎的磨料颗粒与垂直于背衬的纵向轴线对准。同样,已经通过如美国专利申请公布2013/0344786A1(Keipert)中公开的机械方法对成形磨料颗粒进行了对准。在专利文献中已经描述了粘结的磨料制品中磨料颗粒的精确放置和取向。例如,美国专利1,930,788(Buckner)描述了使用磁通量来将具有薄的铁灰尘涂层的磨料颗粒取向在粘结的磨料制品中。同样,英国(GB)专利396,231(Buckner)描述了使用磁场来取向具有薄的铁或钢灰尘涂层的磨料颗粒,以将磨料颗粒取向在粘结的磨料制品中。使用这种技术,磨料颗粒在粘结轮中径向取向。美国专利申请公布2008/0289262A1(Gao)公开了用于制备均匀分布、阵列图案和优选取向的磨料颗粒的设备。使用电流形成磁场,使得针状软磁金属棒吸收或释放镀有软磁材料的磨料颗粒。
技术实现思路
本专利技术人已经发现,根据本公开的具有不完全可磁化层的可磁化磨料颗粒可使用磁场以不同于在其整个表面上具有层的磨料颗粒的方式进行操纵以提供各种磨料制品。在一个方面,本公开提供了一种可磁化磨料颗粒,该可磁化磨料颗粒包括具有外表面的陶瓷体和设置在外表面的一部分而非全部外表面上的可磁化层。在另一方面,本公开提供了多个根据本公开的可磁化磨料颗粒。在另一方面,本公开提供了保留在粘结剂材料中的多个根据本公开的可磁化磨料颗粒。如本文所用:术语“陶瓷”是指由至少一种与氧、碳、氮或硫组合的金属元素(可包括硅)制成的各种硬、脆、耐热和耐腐蚀材料中的任一种材料。例如,陶瓷可以是结晶的或多晶的。术语“亚铁磁体”是指表现出亚铁磁性的材料(整体)。亚铁磁性是一种发生在固体中的永久磁性,其中与单个原子相关联的磁场本身自发地对准、一些平行或沿相同方向(如铁磁性),而另一些通常是反平行的、或者沿相反的方向配对(如反铁磁性)。亚铁磁材料单晶的磁性行为可归因于平行对准;这些原子在反平行布置中的稀释效应使这些材料的磁强度通常小于纯铁磁固体诸如金属铁的磁强度。亚铁磁性主要发生在称为铁氧体的磁性氧化物中。产生亚铁磁性的自发对准在称为居里点的温度之上完全被破坏,这是每种亚铁磁材料的特征。当材料的温度低于居里点时,亚铁磁性就会恢复。术语“铁磁体”是指表现出铁磁性的材料(整体)。铁磁性是一种物理现象,其中某些不带电的材料强烈地吸引其它材料。与其它物质相比,铁磁材料易于磁化,并且在强磁场(例如,大于1000高斯(1kG),优选地大于3kG,更优选地大于5kG),并且更优选地大于7kG)中,磁化接近一个称为饱和的确定极限。当施加场并且然后移除场时,磁化不会返回其原始值。这种现象称为磁滞。当被加热到称为居里点的某个温度时,对于每种物质通常是不同的,铁磁性材料失去其特性并且不再是磁性的;然而,它们在冷却时再次变成铁磁性的。除非另有说明,否则术语“磁性”是指在20℃下是铁磁性或亚铁磁性的,或者能够制成铁磁性或亚铁磁性的。术语“可磁化”是指被引用的物品是磁性的或者可使用施加的磁场制成磁性的,并且优选地具有至少0.001电磁单位(emu),更优选地至少0.005emu,更优选地0.01emu,至多包括0.1emu的磁矩,虽然这不是必需的。术语“磁场”是指不是由任何一个或多个天体(例如,地球或太阳)产生的磁场。通常,在本公开的实践中使用的磁场在可磁化磨料颗粒被取向的区域中具有至少约10高斯(1mT),优选地至少约100高斯(10mT),并且更优选地至少约1000高斯(0.1T)的磁场强度。术语“可磁化”是指能够被磁化或已经处于磁化状态。术语“成形陶瓷体”是指在其制备期间在某点处有意成形(例如,挤出、模切、模塑、丝网印刷)的陶瓷体,使得所得陶瓷体是非随机形状的。如本文使用,术语“成形陶瓷体”不包括通过机械压碎或研磨操作获得的陶瓷体。术语“精确成形的陶瓷体”是指一种陶瓷体,其中陶瓷体的至少一部分具有从用于形成前体精确成形的陶瓷体的模具腔复制的预定形状,该前体精确成形的陶瓷体被烧结以形成精确成形的陶瓷体。精确成形的陶瓷体通常具有预定的几何形状,该几何形状基本上复制了用于形成成形磨料颗粒的模具腔。术语“长度”是指物体的最长尺寸。术语“宽度”是指物体的垂直于其长度的最长尺寸。术语“厚度”是指物体的垂直于其长度和宽度两者的最长尺寸。术语“纵横比”是指物体的长度/厚度比。术语“基本上”是指所述属性的35%(优选地在30%内,更优选地在25%内,更优选地在20%内,更优选地在10%内,并且更优选地在5%内)。在考虑具体实施方式以及所附权利要求书时,将进一步理解本公开的特征和优点。附图说明图1是根据本公开的一个实施方案的示例性可磁化磨料颗粒100的示意性透视图。图1A是图1中的区域1A的放大视图。图2是根据本公开的一个实施方案的示例性可磁化磨料颗粒200的示意性透视图。图3是根据本公开的一个实施方案的示例性可磁化磨料颗粒300的示意性透视图。图4是根据本公开的示例性中心凹陷砂轮400的透视图。图5是根据本公开的示例性涂覆的磨料制品500的侧视图。图6是根据本公开的示例性涂覆的磨料制品600的侧视图。图7A是根据本公开的示例性非织造磨料制品700的透视图。图7B是图7A中的区域7B的放大视图。图8是在磁场中取向的实施例1的可磁化成形磨料颗粒的光学显微照片。图9是在磁场中取向的实施例1的可磁化成形磨料颗粒的光学显微照片。图10是实施例2的可磁化成形磨料颗粒的光学显微照片。图11是实施例3中制备的可磁化成形磨料颗粒的光学显微照片。图12是实施例2(右)和实施例3(左)中制备的可磁化成形磨料颗粒的光学显微照片。图13A和图13B是在磁场的不同区域中取向的实施例4的可磁化成形磨料颗粒的光学显微照片。图14A和图14B是在磁场的不同区域中取向的实施例5的可磁化成形磨料颗粒的光学显微照片。在说明书和附图中重复使用的参考符号旨在表示本公开的相同或类似的特征结构或元件。应当理解,本领域的技术人员可以设计出许多落入本公开原理的范围内及符合本公开原理的实质的其它修改形式和实施方案。附图可不按比例绘制。具体实施方式例如,根据本公开的可磁化磨料颗粒可具有图1至图3中所示的各种不同的基本构型。现在参考图1和图1A,可磁化磨料颗粒100包括精确成形的陶瓷体110和可磁化层120。可磁化层120优选地包括保留在粘结剂基质130(也简称为“粘结剂”)中的可磁化颗粒125。陶瓷体110具有两个相对的主表面160、162,该两个相对的主表面通过三个侧表面140a、140b、140c彼此连接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可磁化磨料颗粒,所述可磁化磨料颗粒包括具有外表面的陶瓷体和设置在所述外表面的一部分而非全部外表面上的可磁化层,其中所述陶瓷体包括具有两个相对的主面的片状物,所述两个相对的主面通过多个侧面彼此连接,其中所述可磁化层完全覆盖所述两个相对的主面中的一个主面,并且其中所述可磁化层具有垂直于或平行于所述可磁化层完全覆盖的面取向的磁偶极子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.25 US 62/412,4021.一种可磁化磨料颗粒,所述可磁化磨料颗粒包括具有外表面的陶瓷体和设置在所述外表面的一部分而非全部外表面上的可磁化层,其中所述陶瓷体包括具有两个相对的主面的片状物,所述两个相对的主面通过多个侧面彼此连接,其中所述可磁化层完全覆盖所述两个相对的主面中的一个主面,并且其中所述可磁化层具有垂直于或平行于所述可磁化层完全覆盖的面取向的磁偶极子。2.根据权利要求1所述的可磁化磨料颗粒,其中所述陶瓷体包括成形陶瓷体。3.根据权利要求2所述的可磁化磨料颗粒,其中所述成形陶瓷体包括精确成形的陶瓷体。4.根据权利要求1所述的可磁化磨料颗粒,其中所述可磁化层完全覆盖单一面。5.根据权利要求1所述的可磁化磨料颗粒,其中所述片状物是三角形的。6.根据权利要求1所述的可磁化磨料颗粒,其中所述可磁化层具有垂直于所述可磁化层完全覆盖的所述面取向的磁偶极子。7.根据权利要求1所述的可磁化磨料颗粒,其中所述可磁化层具有平行于所述可磁化...

【专利技术属性】
技术研发人员:托马斯·J·纳尔逊约瑟夫·B·埃克尔阿龙·K·尼纳贝尔雅伊梅·A·马丁内斯伊莱·A·戴维斯路易斯·S·莫伦
申请(专利权)人:三M创新有限公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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