[發(fā)明專利]研磨介質(zhì)和與其相關(guān)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680031858.8
• 申請日: 2006-07-28
• 公開（公告）號: CN101253129A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發(fā)明（設計）人: 羅伯特·J·多布斯
• 申請（專利權(quán)）人: 普里梅精密材料有限公司
• 主分類號: C04B35/56
• 分類號: C04B35/56;C09K3/14;B02C15/00;B24B1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 蔡勝有;劉繼富

對相關(guān)申請的交叉引用

本申請是2004年3月10日申請的題為“Multi-carbide?materialmanufacture?and?use”的共同未決的美國專利申請10/797,343的部分繼續(xù)申請，并且要求2003年3月11日申請的題為“spheres?imparting?high?wearrates”的美國臨時申請60/453,427的優(yōu)先權(quán)，二者均通過引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請一般涉及顆粒細化，更具體地，涉及研磨介質(zhì)及其相關(guān)方法以及小顆粒組合物。

背景技術(shù)

顆粒細化(也稱之為粉碎)是非常古老的技術(shù)，例如古人使用這樣的技術(shù)通過石輪研磨從谷物制得面粉。已開發(fā)了諸如研磨的更精細的技術(shù)以制備用于各種工業(yè)應用的更細和更規(guī)則的粉末。研磨工藝通常使用研磨介質(zhì)來將產(chǎn)品材料粉碎或擊打成更小的尺寸。例如，可以具有相對大的顆粒的形式提供產(chǎn)品材料，并可用研磨工藝來減小顆粒的尺寸。

研磨介質(zhì)可具有各種尺寸，從直徑幾英寸的礦石破碎物(ore?crusher)至用于研磨小得多的顆粒的較小顆粒。研磨介質(zhì)的形狀差異也很大，包括球形、半球形、扁球形、圓柱形、六面體形(diagonal)和棒狀，其它形狀包括不規(guī)則的自然形狀，例如沙粒狀。

在典型的研磨過程中，研磨介質(zhì)用于稱為磨(例如球磨、棒磨、立式球磨、攪拌介質(zhì)磨、礫磨機等)的設備中。磨通常的工作過程包括將產(chǎn)品材料分布在研磨介質(zhì)周圍并旋轉(zhuǎn)以在研磨介質(zhì)之間產(chǎn)生將產(chǎn)品材料顆粒破碎成更小尺寸的碰撞。

具有極小顆粒尺寸(例如納米尺寸或更小的尺寸)的顆粒組合物被證實對很多新用途有用。然而，當前的常規(guī)研磨技術(shù)在制備這類具有期望的顆粒尺寸和污染度的顆粒組合物的能力方面可能受到限制。還已經(jīng)使用其它用于制備小顆粒的工藝，例如化學沉淀。然而，沉淀工藝可能具有工藝和產(chǎn)品差異大、處理時間長以及成本高的特征。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供研磨介質(zhì)組合物與其相關(guān)的方法和小顆粒組合物。

在本發(fā)明的一方面中，提供研磨介質(zhì)。該研磨介質(zhì)包括由密度大于8g/cm³、硬度大于900kgf/mm²和斷裂韌性大于6MPa/m^1/2的材料形成的研磨介質(zhì)顆粒。

在本發(fā)明的另一方面中，提供研磨介質(zhì)。該研磨介質(zhì)包括由陶瓷材料形成的研磨介質(zhì)顆粒。陶瓷材料具有小于1250nm的層間距(interlamellarspacing)。

在本發(fā)明的另一方面中，提供研磨介質(zhì)。該研磨介質(zhì)包括平均顆粒尺寸小于約150微米的研磨介質(zhì)顆粒，其中所述顆粒由破度大于6MPa/m^1/2的材料形成。

在本發(fā)明的另一方面中，提供研磨介質(zhì)。該研磨介質(zhì)包括具有芯材和芯材上形成的涂層的研磨介質(zhì)顆粒。涂層包含多個層，該層中至少一層具有小于100nm的厚度。

在本發(fā)明的另一方面中，提供研磨介質(zhì)。該研磨介質(zhì)包括由包含分散在基體材料中的多個納米顆粒的納米晶體復合物形成的研磨介質(zhì)顆粒。

在本發(fā)明的另一方面中，提供研磨介質(zhì)。該研磨介質(zhì)包括由包含分散在基體材料中的多個顆粒的復合物形成的研磨介質(zhì)顆粒，其中分散的顆粒由密度大于8g/cm³的材料形成。

在本發(fā)明的另一方面中，提供研磨介質(zhì)。該研磨介質(zhì)包括由包含多于一種金屬元素的陶瓷復合物形成的研磨介質(zhì)顆粒，該顆粒具有小于約150微米的平均尺寸。

在本發(fā)明的另一方面中，提供研磨介質(zhì)。該研磨介質(zhì)包含能夠研磨無機進料顆粒以制備平均顆粒尺寸小于100nm和污染度小于500ppm的無機研磨顆粒組合物的研磨介質(zhì)顆粒。進料顆粒的平均顆粒尺寸大于研磨的顆粒組合物的平均顆粒尺寸的10倍。

在本發(fā)明的另一方面中，提供研磨介質(zhì)。該研磨介質(zhì)包含能夠以小于約25000kJ/kg的比能輸入研磨二氧化鈦進料顆粒以制備二氧化鈦已研磨顆粒組合物的研磨介質(zhì)顆粒。該二氧化鈦已研磨顆粒組合物具有小于約100nm的平均顆粒尺寸和小于500ppm的污染度。二氧化鈦進料顆粒的平均顆粒尺寸大于研磨的二氧化鈦顆粒組合物的平均顆粒尺寸的50倍。

在本發(fā)明的另一方面中，提供研磨介質(zhì)。該研磨介質(zhì)包含研磨介質(zhì)顆粒，使得至少70％的研磨介質(zhì)顆粒具有小于約150微米的平均顆粒尺寸并且能夠通過鋼板壓縮測試。

在本發(fā)明的另一方面中，提供已研磨顆粒組合物。該組合物包括平均顆粒尺寸小于100nm和污染度小于500nm的已研磨無機顆粒。