[發明專利]用于制備成形陶瓷磨粒的激光法、成形陶瓷磨粒以及磨料制品

有效

• 申請號: 201511021520.1
• 申請日: 2011-10-21
• 公開（公告）號: CN105713568B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 丹尼斯·G·韋利甘;查爾斯·J·斯圖丁納四世;德懷特·D·埃里克森;斯科特·A·鮑姆;愛德華·J·吳;吳平凡;特拉維斯·L·波茨
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14;B23K26/38;B23K26/402
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 王靜;丁業平

1.一種用于制備成形陶瓷磨粒的方法，包括：

提供被支承于載體上的陶瓷前體材料層，其中所述陶瓷前體材料層包含陶瓷前體和游離水；以及

使用激光束對所述陶瓷前體材料層進行刻痕，從而得到有刻痕的陶瓷前體材料層；以及

使所述載體變形，使得潛在磨粒前體的緊密堆積陣列的各部分沿著刻痕線中的至少一些刻痕線破裂，從而形成成形陶瓷前體粒子。

2.根據權利要求1所述的方法，還包括：

沿刻痕線將所述有刻痕的陶瓷前體材料層破碎開，從而得到成形陶瓷前體粒子；

煅燒所述成形陶瓷前體粒子，從而得到煅燒過的成形陶瓷前體粒子；以及

燒結所述煅燒過的成形陶瓷前體粒子，從而得到成形陶瓷磨粒。

3.根據權利要求2所述的方法，其中所述有刻痕的陶瓷前體材料層被刻劃成使得其形成沿著所述陶瓷前體材料層中的刻痕線彼此接合的潛在型磨粒前體的緊密堆積陣列。

4.根據權利要求3所述的方法，還包括：

通過使用所述激光束切穿所述陶瓷前體材料層而在潛在型磨粒前體的所述緊密堆積陣列中形成邊界線，其中所述邊界線將潛在型磨粒前體的所述緊密堆積陣列的各部分分隔。

5.根據權利要求1所述的方法，還包括：

干燥所述有刻痕的陶瓷前體材料層，從而得到干燥的有刻痕的陶瓷前體材料層；

沿刻痕線將所述干燥的有刻痕的陶瓷前體材料層破碎開，從而得到干燥的成形陶瓷前體粒子；

煅燒所述干燥的成形陶瓷前體粒子，從而得到煅燒過的成形陶瓷前體粒子；以及

燒結所述煅燒過的成形陶瓷前體粒子，從而得到成形陶瓷磨粒。

6.根據權利要求5所述的方法，其中所述陶瓷前體材料層被刻劃成使得其形成沿著所述陶瓷前體材料層中的刻痕線彼此接合的潛在型干燥陶瓷前體粒子的緊密堆積陣列。

7.根據權利要求6所述的方法，還包括：

通過使用所述激光束切穿所述陶瓷前體材料層而在潛在型干燥陶瓷前體粒子的所述緊密堆積陣列中形成邊界線，其中所述邊界線將潛在型干燥陶瓷前體粒子的所述緊密堆積陣列的各部分分隔。

8.根據權利要求7所述的方法，其中所述沿刻痕線將所述有刻痕的陶瓷前體材料層破碎開是至少部分地由所述載體的變形引起的，使得潛在型陶瓷前體粒子的所述緊密堆積陣列的所述各部分沿著所述刻痕線中的至少一些刻痕線破裂，從而形成所述干燥的成形陶瓷前體粒子。

9.根據權利要求2所述的方法，其中所述成形陶瓷磨粒包括α-氧化鋁基成形陶瓷磨粒。

10.根據權利要求1所述的方法，其中通過部分地干燥溶膠-凝膠層而提供所述陶瓷前體材料層。

11.根據權利要求1所述的方法，其中所述陶瓷前體材料層不能由于重力而流動。

12.根據權利要求1所述的方法，其中所述陶瓷前體材料層的固體含量在60重量％至70重量％的范圍內。

13.根據權利要求1所述的方法，其中所述激光束通過紅外光纖激光器產生。

14.根據權利要求1所述的方法，其中所述陶瓷前體材料層還包含吸收劑，所述吸收劑吸收所述激光束的入射電磁輻射并將其轉變為熱。

15.根據權利要求14所述的方法，其中所述吸收劑在所述激光束的主波長下的摩爾消光系數為至少10000M^-1cm^-1。

16.根據權利要求14所述的方法，其中所述吸收劑以足以吸收所述激光束的所述入射電磁輻射的至少30％的量存在。