第1章 工程陶瓷材料及其加工特性 1
1.1 工程陶瓷材料 1
1.2 结构陶瓷材料 2
1.3 工程陶瓷的加工方法与特点 5
1.3.1 加工方法 6
1.3.2 磨削加工的特点 11
1.4 工程陶瓷加工技术的研究现状与发展展望 14
参考文献 18
第2章 基于金刚石刀具的陶瓷高效低成本加工新技术 19
2.1 小砂轮大切深轴向进给磨削陶瓷技术 19
2.1.1 加工原理与特点 19
2.1.2 砂轮磨损分析 20
2.1.3 工件的表面形貌 21
2.1.4 工件材料的损伤层形成机理 25
2.2 基于边缘碎裂效应的切割-推挤式加工陶瓷技术 27
2.2.1 加工原理与特点 27
2.2.2 单晶压头挤压破碎模拟的实验研究 29
2.2.3 实验研究和理论分析 34
2.3 粗磨粒金刚石砂轮高效磨削陶瓷技术 42
2.3.1 概述 42
2.3.2 试验条件与方法 43
2.3.3 磨削用量对陶瓷表面粗糙度的影响 43
2.3.4 磨削用量对陶瓷表面形貌的影响 45
2.4 高速深磨加工陶瓷技术 45
2.4.1 概述 45
2.4.2 比磨削能随hmax的变化情况及特征分析 47
2.4.3 磨削能形成及分配机制分析 49
2.5 陶瓷高效磨削液技术 52
2.5.1 磨削液概述 52
2.5.2 陶瓷专用磨削液的效能评价 54
2.5.3 基于润滑性能的陶瓷专用磨削液成分设计 56
2.5.4 陶瓷磨削过程中的堵塞及其防护 61
参考文献 64
第3章 工程陶瓷高效低成本非传统加工新技术 65
3.1 辅助电极法电火花加工陶瓷技术 65
3.1.1 加工原理 65
3.1.2 加工装置与条件 66
3.1.3 加工特性 67
3.2 电极引弧微爆炸加工技术 72
3.2.1 概述 72
3.2.2 加工过程的观察与机理分析 76
3.2.3 材料去除过程的观察与分析 80
3.3 高能量电容单脉冲放电高效加工陶瓷技术 84
3.3.1 加工原理 84
3.3.2 试验结果分析 85
3.3.3 加工表面形貌分析 92
3.4 喷雾电化学放电加工陶瓷技术 93
3.4.1 概述 94
3.4.2 单晶硅加工试验 96
3.4.3 氧化铝加工试验 98
3.5 双电极同步伺服电火花机械复合磨削陶瓷技术 100
3.5.1 工作原理与特点 101
3.5.2 加工参数的影响规律 102
3.5.3 加工Al2O3陶瓷温度场数值模拟 103
3.6 电解电火花铣削加工单晶硅技术 105
3.6.1 加工原理 106
3.6.2 实验结果与分析 107
3.7 超声振动辅助磨削脉冲放电高效复合加工陶瓷技术 108
3.7.1 概述 108
3.7.2 复合加工工艺 112
3.7.3 试验验证 113
3.8 超声ELID复合磨削陶瓷材料 114
3.8.1 加工原理 114
3.8.2 模型的建立 114
3.8.3 仿真分析 117
参考文献 118
第4章 工程陶瓷加工的边缘损伤及其控制技术 120
4.1 陶瓷磨削加工的边缘碎裂研究 120
4.1.1 产生机理与理论模型 120
4.1.2 准静态单晶压痕试验 126
4.1.3 力学特性 129
4.1.4 声发射特征 131
4.1.5 能量特征 144
4.1.6 损伤机理 147
4.1.7 损伤预报 150
4.2 陶瓷套料孔加工出口崩边的有限元分析 153
4.2.1 问题的提出 153
4.2.2 有限元模型 154
4.2.3 断裂过程仿真分析 155
4.3 旋转超声辅助陶瓷孔加工崩边的有限元分析 156
4.3.1 有限元模型 157
4.3.2 有限元仿真分析 159
4.4 超声辅助平面磨削陶瓷边缘损伤的研究 160
4.4.1 边缘损伤试验研究 160
4.4.2 提高陶瓷磨削边缘质量的措施 163
4.5 单向夹紧预应力磨削陶瓷技术 164
4.5.1 控制原理 164
4.5.2 离散元模拟 165
4.5.3 加工方法与试验 167
4.6 周向包封预应力加工陶瓷技术 169
4.6.1 原理及加工试验 169
4.6.2 机理分析 171
4.6.3 磨削试验 174
4.6.4 表面残余应力测试 175
4.7 激光加热辅助引弧微爆炸加工陶瓷技术 176
4.7.1 加工原理 176
4.7.2 激光工艺参数及对强度的影响 176
4.7.3 加工参数对边缘崩碎的影响 178
4.8 硬脆材料旋转超声辅助钻孔崩边的控制策略 180
4.8.1 构建分析模型 180
4.8.2 崩边机理 181
4.8.3 控制策略 183
参考文献 185
第5章 工程陶瓷磨削强度控制与恢复技术 187
5.1 磨削参数对陶瓷断裂强度的影响 187
5.1.1 磨削试验方案设计 187
5.1.2 磨削参数对强度的影响规律 188
5.2 磨削缺陷对陶瓷断裂强度的影响 191
5.2.1 磨削缺陷的应力集中效应 192
5.2.2 考虑磨削缺陷的断裂强度 194
5.2.3 磨削表面／亚表面缺陷检测 196
5.3 磨削表面完整性对陶瓷断裂强度的影响 199
5.3.1 磨削表面微观形貌对断裂强度的影响 199
5.3.2 磨削表面纹理特征对断裂强度的影响 201
5.3.3 磨削表面残余应力与断裂强度的关系 204
5.4 基于加工参数的陶瓷磨削强度控制与预测 207
5.4.1 磨削强度控制 207
5.4.2 磨削强度预测 209
5.5 退火处理恢复陶瓷磨削强度技术 210
5.5.1 退火处理恢复强度试验 211
5.5.2 退火处理表面的显微组织分析 212
5.5.3 退火处理表面的X射线衍射分析 214
5.5.4 退火处理表面的残余应力测试 215
5.6 激光表面加热恢复陶瓷磨削强度技术 216
5.6.1 激光加热参数对磨削强度的影响 216
5.6.2 激光加热恢复磨削强度的机理 219
5.7 表面抛光恢复陶瓷磨削强度技术 222
5.7.1 表面抛光试验 223
5.7.2 表面抛光处理的强度恢复机理 224
5.7.3 抛光时间对磨削强度的影响 225
5.8 弹性覆层喷丸恢复陶瓷磨削强度技术 226
5.8.1 弹性覆层喷丸试验 226
5.8.2 弹性覆层喷丸强化效果的影响因素分析 228
5.8.3 弹性覆层喷丸的陶瓷强度恢复机理 231
参考文献 233