陶瓷磨削的表面／亚表面损伤
结构陶瓷磨削表面损伤的研究
结构陶瓷磨削表面损伤的研究
王西彬;任敬心
【期刊名称】《硅酸盐学报》
【年(卷),期】1997(25)1
【摘要】分析陶瓷磨削过程并通过对Ａｌ２Ｏ３，Ｓｉ３Ｎ４＋ＺｒＯ２，ＰＳＺ等陶瓷磨削表面及次表面的ＳＥＭ观察，研究了磨削损伤的形成机理和特征。
结果表明：磨削损伤的主要形式有显微塑性变形磨痕、断裂剥落坑、磨削微裂纹和材料疏松区的塌坑；磨削损伤的特征取决于陶瓷力学性能。
【总页数】5页(P101-105)
【关键词】结构陶瓷;磨削;表面损伤;陶瓷
【作者】王西彬;任敬心
【作者单位】华中理工大学;西北工业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TQ174.758
【相关文献】
1.工程陶瓷磨削表面/亚表面损伤的产生及其控制 [J], 孔令志;赵波
2.陶瓷磨削机理及其对表面/亚表面损伤的影响 [J], 朱洪涛;林滨;吴辉;于思远;王志峰
3.工程陶瓷磨削表面/亚表面损伤的产生及其控制 [J], 孔令志;赵波
4.纳米结构陶瓷涂层的外圆磨削力以及磨削表面精度的实验研究 [J], 孟鉴;谢万刚;
张璧
5.ZrO2陶瓷切向超声辅助磨削表面及亚表面损伤机制 [J], 闫艳燕;张亚飞;张兆顷因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
工程陶瓷材料磨削加工技术的研究
工程陶瓷材料磨削加工技术的研究摘要：工程陶瓷具有许多优良的物理、化学、力学性能，在航空航天、石油化工等领域具有十分广阔的应用前景。
但工程陶瓷的热压、烧结、真空热挤压等成形工艺成形形状简单、精度低，而多为离子键和共价键组成的晶体结构决定了其硬脆性和难加工性，使成形后的加工成为一个研究热点。
关键词：工程陶瓷材料；磨削加工技术引言工程陶瓷材料具有优良的物理、化学、力学性能，在许多领域得到广泛应用。
目前，使用金刚石工具（主要是砂轮）的磨削加工是工程陶瓷去除加工的基本途径。
本文概述了陶瓷材料磨削加工技术的进展，并对磨削后的陶瓷工件表面损伤进行分析。
一、瓷砖薄板的加工铺贴瓷砖薄板（简称薄瓷板）是一种由高岭土黏土和其它无机非金属材料，经成形、经1200度高温煅烧等生产工艺制成的板状陶瓷制品。
1.1地面湿法铺贴其施工工艺流程为：基层处理→弹线分格→材料制备→薄板粘贴面清理→粘结剂施工→面材背涂→面材铺贴→平整度调整→表面清洁及保护1.2墙面湿挂铺贴其施工工艺流程：基层处理→弹线分格→材料制备→薄板粘贴面清理→粘结剂施工→薄板背涂→薄板铺贴→表面清洁及保护1.3墙面挂贴施工（外墙面24米以上）其施工工艺流程：薄板背贴挂件预固定→基层处理→弹线分格→材料制备→薄板粘贴面清理→粘结剂施工→薄板背涂→薄板铺贴→平整度调整→固定件与墙的固定→表面清洁及保护二、磨削加工机理磨削加工是目前陶瓷材料已有加工方法中应用最多的一种，特别适用于加工平面及柱形工件，所选用的砂轮一般是金刚石砂轮。
对金刚石砂轮磨削工程陶瓷的磨削机理有不同解释，有学者采用瞬间微观变形和破碎累计、压痕断裂力学模型近似、切削模型近似等理论对工程陶瓷材料磨削机理进行解释。
对工程陶瓷材料磨削机理的解释有很多，但有一个共同点，即塑性变形和脆性断裂是形成材料去除的主要原因。
随着科学技术的进步，加工机理研究已经深入到微观乃至纳观领域。
借助于SPM技术，国外学者对超精密加工机理进行研究：美国俄亥俄州立大学用 AFM 对单晶硅的（100）面在室温下进行微切削实验；德国布莱梅大学用 AFM 对金刚石车削单晶硅的加工表面进行成像研究；日本宇都宫大学用原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）对单点金刚石车削获得的硅表面及切屑检测。
陶瓷基复合材料亚表面损伤
陶瓷基复合材料亚表面损伤
陶瓷基复合材料（Ceramic Matrix Composites，CMCs）具有高温性能、耐热性、高强度、高刚度和低密度等优点，在航空航天、汽车和能源等领域有广泛应用。
然而，其使用过程中亚表面损伤问题严重制约了其应用。
本文将针对陶瓷基复合材料亚表面损伤问题进行分析和探讨。
首先，陶瓷基复合材料亚表面损伤包括微裂纹、粒间剥离和界面断裂等。
这些损伤一般发生在外部载荷作用下，通过亚表面的微小缺陷逐渐扩展形成。
与宏观裂纹相比，亚表面损伤的开裂形式更加复杂，难以通过肉眼或传统的检测方法来发现和定位。
其次，针对陶瓷基复合材料的亚表面损伤问题，可以采用以下几种方法进行防范和修复。
一是加强材料表面的涂层设计，提高陶瓷的抗裂性和韧性，降低亚表面损伤的风险。
二是采用热处理、化学处理等方法，优化材料加工过程和微观结构，提高材料的力学性能和耐久性。
三是开发新的材料成分和结构设计，以满足特定领域的需求，例如高温环境下的耐热耐腐蚀等。
最后，应加强对陶瓷基复合材料亚表面损伤的研究和评估，建立完善的评估标准和检测方法。
此外，对于出现亚表面损伤的陶瓷基复合材
料，应进行及时修复和更换，以保障其正常使用和安全运行。
综上所述，陶瓷基复合材料亚表面损伤问题是其应用领域中的一大难题。
通过加强材料设计和加工技术、开发新的材料成分和结构设计、加强研究和评估等措施，可以有效降低亚表面损伤的风险并提高材料的耐久性和可靠性。
工程陶瓷材料磨削加工技术研究-02
工程陶瓷材料磨削加工技术及工艺研究摘要：工程陶瓷材料具有优良的物理、化学、力学性能，在许多领域得到广泛的应用。
磨削加工是工程陶瓷材料去除加工的基本途径，磨削加工工艺是现今最成熟的陶瓷材料加工工艺，本文概述了工程陶瓷材料磨削加工机理、加工方式、对磨削加工的影响因素，表面损伤（表面裂纹、残余应力）及测试，提出了其高效高精密加工的研究方向。
关键词：工程陶瓷；磨削机理；磨削方式；表面损伤Engineering Ceramics grinding technology and process researchAbstract: Engineering Ceramics material with excellent physical, chemical, mechanical had a wide range of applications in many fields. Grinding was the basic way to removal machining of engineering ceramics, grinding technology was the most sophisticated ceramic materials processing technology. This paper provides an overview of engineering Ceramic grinding mechanism, processing methods and affecting of the grinding, surface damage (cracks, residual stresses on the surface) and test, introduced its high efficiency and high precision machining research direction.Key words: ceramics; Grinding mechanism; Grinding mode; Cosmetic damage工程陶瓷具有高硬度、耐高温、耐磨损、耐腐蚀以及轻质量、导热性能好等诸多优点，是继金属和塑料之后的“第三代结构材料”，在国防、航空航天、电子、汽车等领域而得到了广泛的应用[1]。
浅析工程陶瓷的高效磨削技术
力 学 ” 型或 “ 削加 工 ” 型来 近 似处理 。 模 切 模 在 痕 断 裂 力 学” 型 中 ， 压 模 是把 陶瓷 磨 削 中
磨粒 与 工件 的相 互 作 用 看 作 小 规模 的 压痕 现 象
并保持元件表面的完整性。因此 陶瓷材料的机械
加工技 术也 越来 越 显 得 重要 ， 刚 石 砂 轮磨 削 是 金
关键 词 陶 瓷磨 削 ； 除机 理 ； 去 高效 磨 削
中 豳 分 类 号 ： Ｑ７ ． ５ Ｔ ４ ７ 文献标识码： Ｂ
随着 国民经 济 和 材 料科 学 的飞 速 发 展 ， 程 工 陶瓷 材料在 工业 领域 的应用 越来 越 多 。为满 足使
用要求 ， 必须 达 到一定 的 尺寸精 度和 表 面粗糙 度 ，
切 削厚度 （ ） 两者 均 与 陶 瓷材 料 的 硬 度 及 断裂 ａ ，
韧 性相 关 。当 载荷 （ 或切 削厚 度 ） 于这 一 临界 载 小 荷加 工 条件 时 ， 向裂纹 就不 会 出现 ， 横 材料 去除将 以塑 性 变 形 去 除 为 主 ， 获得 相 当 好 的 表 面质 量 。 根 据 磨 粒切 削 状 况 ， 砂轮 切 削深 度 为 ａ ｍｍ） 当 （ ，
浅析 工程 陶瓷 的高效磨 削技 术
许 小静
（ 江苏省新型陶瓷材料工程技术研 究中心 ， 宜兴 ２４ ２） １ ２ １
摘
要 陶瓷 具有 高硬 度和 高脆 性 ， 机械 加 工后 易产 生各种 类 型 的表 面或 亚表 面损 伤 ， 导致 陶瓷零
件 强度 降低 。为保 持 陶瓷零 件表 面完整 性和尺 寸精 度 ， 降低 加 工成 本 ， 文从 陶瓷磨 削机 理 ， 本 浅析 不 同 磨 削 工 艺条 件 下 选择 合 理 的磨 削参 数 以达到 陶 瓷 高 效磨 削 ， 绍 高速 超 高速 磨 削 、 介 深切 缓 进 给 磨 削、 Ｅ Ｉ 线修 整磨 削 等几种 工程 陶瓷的 高效磨 削加 工技 术 及特 点 。 ＬＤ在
先进陶瓷材料表面_亚表面缺陷无损检测_韩雷
用超声波的声速和衰减这 2个参量来获得有关材料微 观组织和力学性能的信息 。 声速可用于测定厚度 、裂纹 位置和体积 、残留应变 。 超声波衰减测量可灵敏地指示 出因材料微观组织的变化而引起的内部损耗 。
根据散 射理 论 , 超 声波 有可 能检 出尺 寸 为波 长 1.8%的缺陷 。 Reynolds等证明 25MH z聚焦探头能发 现碳化硅陶瓷中直径为 100μm 的空穴 , 而此时超声波 的波长约 400μm 。表明了较低频率超声渡检测陶瓷的 可行性 。黎润民等检出了距氮化硅 陶瓷表面 7mm 的 D0.05mm 的钨丝 。
近年来 , 用于陶瓷无损检测的方法有 :表面浸透检 测 (荧光法 、着色法 ), X射线层析成像 、红外热成像 、超 声 A 扫描及 c扫描 、声发射 、微焦点 X 射线 、超声显微 镜等 。 其中最常用的方法是超声检测 。 2. 3 超声检测原理和应用
超声检测原理是当超声波进入物体遇到缺陷时 , 一 部分声波会产生反射 , 发射和接收器可对反射波进行分 析 , 就能异常精确地测出缺陷来 [ 6] 。超声检测主要是应
作者简介 :韩雷 (1981— ), 男 , 河南唐河人 , 天津大学机械学院硕士研究生 , 研究方向为材料加工及检测等, (E -m ail)han feng1494@ sohu. com。
亚表面损伤表征方法及其在磨削损伤检测中的应用的开题报告
一种陶瓷材料表面/亚表面损伤表征方法及其在磨削损伤检测中的应用的开题报告一、研究背景陶瓷材料作为一种特殊的高硬度、高强度无机非金属复合材料，在制造、冶金、航天、军工等领域已经得到了广泛应用。
然而，陶瓷材料的高硬度、脆性和无法修复的特性也造成了其易受磨损、割裂等表面损伤。
磨削是陶瓷材料表面处理的重要技术之一，但随之而来的磨削损伤问题也难以避免，因此检测和定量表征陶瓷材料表面和亚表面的损伤状态，对于保证其使用寿命、提高效率和降低生产成本具有重要意义。
目前，常见的表面/亚表面损伤检测方法主要有金相显微镜、荧光显微镜、扫描电镜、原子力显微镜等。
然而，这些方法都存在一定的局限性，比如不易处理大量样本、不易直接定量表征、需要复杂的准备工作等。
因此，需要开发一种快速、高效、直接定量表征陶瓷材料表面/亚表面损伤的方法，在磨削损伤检测中应用。
二、研究内容本研究旨在开发一种基于斯特列尔（Streler）聚焦脉冲激光散射技术的陶瓷材料表面/亚表面损伤表征方法，并在磨削损伤检测中进行应用。
具体研究内容如下：1、理论研究：建立激光散射理论模型，分析其与表面/亚表面损伤之间的关系，提出可行的表征方法。
（Streler）聚焦脉冲激光器的测试设备，并进行完善的系统控制与数据采集。
3、实验测试：选取不同类型、不同程度的陶瓷材料样本进行散射测试，对比分析样本不同区域的散射光谱，定量表征陶瓷材料表面/亚表面的损伤程度。
4、应用研究：将开发的方法应用于陶瓷材料的磨削损伤检测中，开展系统性实验研究，确定其有效性。
三、研究意义该研究的成果将具有以下重要意义：1、开发了一种快速、高效、直接定量表征陶瓷材料表面/亚表面损伤的新方法，弥补了现有表征方法的不足。
2、提高陶瓷材料表面/亚表面损伤检测的准确性和精度，为保证陶瓷材料的使用寿命和提高效率提供更好的技术手段。
3、该方法具有较强的可扩展性和适应性，可广泛应用于陶瓷材料的表面/亚表面损伤检测及其他领域的相关研究。
陶瓷材料的耐磨性评估
陶瓷材料的耐磨性评估陶瓷材料作为一种重要的结构材料，在各个领域中扮演着重要的角色。
然而，随着工程应用的推广，耐磨性成为评估陶瓷材料性能的关键指标之一。
本文将介绍陶瓷材料耐磨性评估的方法和技术，为陶瓷材料的应用提供参考。
一、磨损机理了解陶瓷材料的耐磨性评估方法之前，我们首先需要了解磨损机理。
陶瓷材料的耐磨性主要涉及到三种磨损机制：磨粒磨损、表面疲劳磨损和界面磨损。
磨粒磨损是指在摩擦接触中，硬度较高的杂质颗粒产生对陶瓷材料表面的切削和压痕，导致材料的质量损失。
表面疲劳磨损是指在循环载荷下，材料表面出现裂纹并逐渐扩展，最终导致材料疲劳断裂。
界面磨损是指在两个接触表面之间发生相对滑动时，由于表面结合力和化学反应而引起的材料失去。
二、硬度测试硬度是表征材料抵抗外界力量的能力，是评估陶瓷材料耐磨性的重要指标之一。
常见的硬度测试方法有洛氏硬度测试、维氏硬度测试和布氏硬度测试。
三、划痕试验划痕试验是评估陶瓷材料耐磨性的一种常用方法。
这种方法通过使用一定尺寸和硬度的刚性物体在材料表面划出划痕，来评估陶瓷材料的耐磨性能。
常见的划痕试验方法有洛氏硬度试验和布氏硬度试验。
四、磨损试验磨损试验是评估陶瓷材料耐磨性的重要手段之一。
常用的磨损试验方法包括滑动磨损试验、转轮磨损试验和磨料磨损试验。
滑动磨损试验是通过模拟材料在工程中的滑动接触磨损来评估材料的耐磨性能。
试验中将陶瓷样品与一定载荷的滑动磨损器械进行接触，然后测量样品的磨损量和摩擦系数。
转轮磨损试验是通过材料与一固定载荷的磨损转轮之间的相对运动来评估材料的耐磨性能。
试验中将陶瓷样品与转轮进行接触，然后测量样品表面的磨损量。
磨料磨损试验通常用于评估陶瓷材料的抗磨性能。
在试验中，将一定粒径和硬度的磨料与样品进行切削和研磨，然后通过测量材料的质量损失和表面形貌变化来评估耐磨性。
五、微观结构分析微观结构分析是评估陶瓷材料耐磨性的重要手段之一。
常用的方法包括扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)。
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第 ２ ９卷
第 ５ 期
湖 南 大
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｎ ｎ ｏ ｒ ａ ｆＨｕ ａ
Ｖ ｏ１
Ｎ Ｏ．５
２ ０ ０ ２ 年 １ 月 ０
Ｏｃ ｔ
０ ２ ０
文 章 编 号 ： ０ ０ ２ ７ （ ０ ２ ０ — ０ １ １ １ ０ — ４ ２ ２ ０ ） ５０ ６ —１
陶 瓷 磨 削 的 表 面 ／亚 表 面 损 伤
邓 朝 晖 ，张 璧 ，周 志雄 ，任 莹 晖 ，刘 建
（ 南大学 国家 高效磨 削工 程技 术研 究 中心 ． 南 长沙 湖 湖 ４ ０８ ） １ ０ ２
摘 要 ： 削 是 目前 工 程 陶 瓷 的 主 要 加 工 方 法 ， 文 主 要 对 国 内 外 在 陶 磨 本
ｖｉ ｅ ， ａ ｌ ｅ ａ ｓ ｕｓ ｅ ｅｗ ｄ ｎａ ｙｓ ｄ ｎｄ ｄｉｃ ｓ ｄ．Ｔ ｈｅ ｎｘ ｖ ｄ ｉ ， ｅ ｐｒ ｏｌ ｏｂｌ ｍ ｔ ｂｅ ｔ ｄｉ ｄ ｎ ｉｓ ｔ ｄｙｉ ｅ ｏ ｓ ｕ ｅ ａ ｄ ｔ ｓ ｕ ｎｇ ｍ ｅ ｈｏ ａｎ ｂ ｏ ｔ ｄ ｃ ｅ ｆ ｕｎｄ． Ｔ ｈｅ ｍ ｏ ｌｎｇ ｏｆｔ ｒ ｔｃ ｐｔ ｕｔａｎｄ ｃ ｉｉａ ｒ ｃ ｅ ｇｔ ｄｅ ｉ ｈｅ ｃ ｉｉａｌｄｅ ｈ ｏｆｃ ｒ ｔｃ ｌｃ ａ ｋ ｌ ｎ ｈ ｏｆｇｒｎｄｉ ｉ ｎｇ ｏｆｎａｎ ｔ ｕｃ ｕｒ ｄ ｃ ｒ ｍ ｉ ａｔ ｒａ ａ ｌ ｏ ｔ ｉ ｄ ｔ ｅａ ｉｈ ，ｗ ｈｉ ｈ ａ ｅ ｔ ｅ ｏｓ ｒ ｔ ｅ ｅ ａ ｃ ｍ ｅ ｉ ｌｗ ｓ ａ ｓ ｒｅ ｏ ｄ ｌｗ ｔ ｃ ｒ ｈ
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预 测 模 型 进 行 了分 析 ， 建 立 了 临 界 砂 轮 磨 粒 切 深 （ ） 论 模 型 ． 并 理
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瓷 磨 削后 工 件 表 面／ 表 面损 伤 （ 要 是 微 裂 纹 和 表 面 残 余应 力 ） 面所 作 亚 主 方 的研 究 成 果 进 行 了总 结 、 分析 和 讨 论 ， 出 了一 些 有 待 研 究 的 问题 及 其 研 究 提
思 路 ． 同 时 就 作 者 所 承 担 项 目“ 米 结 构 材 料 精 密 磨 削 及 其 预 报 ” 究 中 的 纳 研
关键词 ： 工程 陶 瓷 ； 刚 石 砂 轮 磨 削 ； 面／ 表 面 损 伤 ； 界 砂 轮 磨 粒 金 表 亚 临
切 深 ； 界 裂 纹 长 度 临
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中图 分 类 号 ： ＴＨ１ ６
文 献 标 识 码 ： Ａ
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工 程 陶瓷 因具 有 高耐 磨 损 、 硬 度 、耐 热 特 性 、 腐 蚀 、高 刚 度 重 量 比等 诸 多 优 越 性 高 抗