高硬脆陶瓷激光加工技术的研究及进展
硬脆材料超精密加工关键技术研究
硬脆材料超精密加工关键技术研究随着科技的快速发展，超精密加工技术已经成为现代制造业中不可或缺的关键技术之一。
尤其是在硬脆材料的加工中，超精密加工技术的应用显得尤为重要。
本文将详细探讨硬脆材料超精密加工的关键技术，以期为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
超精密加工技术是指通过采用高精度的机床、工具和工艺方法，将原材料或半成品加工成精度高、表面质量好的最终产品。
从20世纪60年代开始，随着计算机、激光、新材料等技术的飞速发展，超精密加工技术也不断取得重大突破。
如今，超精密加工技术已经广泛应用于航空、航天、能源、医疗等领域。
在硬脆材料的加工中，超精密加工技术可以有效提高加工效率和产品质量。
例如，利用超精密加工技术可以制造出高精度的光学元件、半导体芯片、陶瓷零件等，这些产品在各自领域都具有重要的应用价值。
硬脆材料由于其硬度高、脆性大等特点，加工过程中容易出现裂纹、崩边、表面粗糙等问题。
因此，在硬脆材料的超精密加工中，需要解决以下难点：裂纹问题：硬脆材料在加工过程中容易产生裂纹，降低产品的合格率。
崩边问题：由于硬脆材料的硬度较高，加工时容易出现崩边现象，影响产品的精度和表面质量。
表面粗糙问题：硬脆材料在加工过程中容易出现表面粗糙的现象，影响产品的性能和使用寿命。
机床和工具的精度问题：由于硬脆材料的加工精度要求高，因此需要高精度的机床和工具来保证。
采用先进的加工工艺和工具，如激光加工、水刀切割、超声波加工等，以减少加工过程中对材料的损伤。
对硬脆材料进行预处理，如加热、冷却、加载等，以改善其加工性能。
采用高精度的机床和工具，并定期进行维护和校准，以保证加工的精度和稳定性。
对加工参数进行优化，如切削速度、切削深度、进给速度等，以提高加工效率和产品质量。
下面以光学元件和陶瓷零件的超精密加工为例，说明超精密加工技术在硬脆材料加工中的应用。
光学元件的超精密加工：光学元件是光学系统的基本组成部分，其精度和表面质量对整个光学系统的性能有着至关重要的影响。
超硬材料的特种加工文献综述
超硬材料的特种加工文献综述磨削加工是人类最早的生产加工手段，也是当今工业领域重要的加工手段，是精密加工和超精加工首选的加工方法，磨削加工广泛用于机床、工具、汽车、船舶、兵器、航空、航天、电子、能源、交通、建筑、地质、冶金、石油、煤炭、化工、轻工、纺工、仪表仪器、工程陶瓷、耐火材料、家具制造、食品等诸多领域。
如此广泛的应用使得磨料及磨削工具成为工业生产中必不可少的加工工具，具有“工业牙齿”之誉。
超硬材料加工的现状：随着科技发展以及先进材料不断涌现，现代化生产对加工方法的要求也不断提高，告诉、高校、高精磨以及越来越多的耐磨材料实施有效的磨削加工，成为现代化加工领域的发展方向。
以金刚石和立方氮化硼为代表超硬材料磨料磨削工具的出现，为磨削加工翻开了新的一页，超硬材料磨削工具已经在难加工材料（如硬质合金、陶瓷、玻璃、石材、难磨金属等）磨削及高速、高效、高精磨削方面呈现出巨大优势。
在超硬材料磨削工具，结合剂是主要组成部分，它的性能的优劣决定着磨削工具的强度、硬度、耐用度、自锐性、使用寿命等主要性能，同时还在较大程度上决定着磨削工具的制造工艺性能。
因此结合剂的性能直接影响着磨削工具的质量，影响着磨削加工行业的发展。
超硬材料磨削工具常用结合剂主要有树脂结合剂、技术结合剂和陶瓷结合剂，它们各自拥有其他结合剂无法代替的优势，但在实际的生产应用又都存在着不同程度的不足和缺陷。
金属陶瓷复合结合剂的研究目的是将超硬材料磨削工具用金属结合剂和陶瓷结合剂的优点加以综合，使复合结合剂不仅拥有陶瓷结合剂硬度高、气孔率可调、自锐性好、导热率高、耐热性、耐油性、耐水性、耐酸碱性好的特点，还拥有金属结合剂韧性好、强度高、形状保持性好、强度高、形状保持性好等特点。
特种加工的特点：1.不用机械能，与加工对象的机械性能无关，有些加工方法，如激光加工、电火花加工、离子弧加工、电化学加工等，是利用热能、化学能、电化学能等，这些加工方法与工件的硬度强度等机械性能无关，故可加工各种硬、软、脆、热敏、耐腐蚀、高熔点、高强度、特殊性能的金属和非金属材料。
超声加工技术的应用及发展趋势
1 序言近年来，先进工程材料在航空航天、汽车、半导体、3C和医疗等制造业领域中不断涌现，如钛合金、高温合金、工程陶瓷、陶瓷基复合材料以及蜂窝复合材料等，这些材料具有优异的使用性能，然而机械加工性能很差，属于典型的难加工材料[1]。
在使用传统的机械制造技术对这些材料进行精密加工时遇到了一定的瓶颈，一种新型的制造工艺技术——超声加工技术，即Ultrasonic Machining（UM），受到越来越多的关注并得到大量的应用。
超声加工技术是一种通过超声波振动能量实现难加工材料精密去除的工艺技术，该技术是将超声波振动能量通过一系列结构的传播和变换聚焦在刀具的工作区域，从而形成被切削材料的冲击去除效果，进而可以提高众多难加工材料的可加工性能。
该技术在加工过程中具有众多优点，如：降低切削力和减少切削热、减小刀具磨损和崩边毛刺、优化切屑形态、提高表面质量、降低亚表面损伤以及提高加工效率等（每个加工工艺具体的改善效果因超声刀具、材料、工艺等的不同而存在一定的差别）。
超声加工技术是一种基于功率超声技术发展起来的特种加工技术，它本质上是一个物理去除过程，不涉及材料性质的改变。
随着市场化的需求越来越强烈，超声加工技术中商用标准化系统也成为了目前市场需求的重点，相关的超声加工技术开始走出实验室，在众多典型难加工材料的精密加工中得到应用，如：光学玻璃、蓝宝石、陶瓷、氧化铝陶瓷、钛合金、高温合金、碳纤维复合材料以及铝基碳化硅复合材料等，其应用领域及典型案例如图1所示。
近几年，国内难加工材料的大量应用，带来了较多的超声加工技术应用需求，促使了该技术的市场化，多家科研机构和制造企业纷纷开始进行超声加工技术的产业化应用。
图1超声加工应用领域及典型案例2 超声加工技术发展现状“工欲善其事，必先利其器”，超声加工技术是针对难加工材料精密加工的利器。
在大多数切削加工领域，超声加工更确切的名称应该为“超声辅助精密加工”，即在传统切削加工技术上辅助超声振动，从而实现特殊的材料去除效果。
特种加工技术
特种加工技术1. 引言特种加工技术是指在工业生产过程中，利用先进的加工设备和工艺，对特殊材料或特殊形状的零件进行加工加工的技术方法。
特种加工技术在许多领域中都有广泛的应用，如航空航天、汽车制造、船舶建造等。
本文将介绍几种常见的特种加工技术，包括电火花加工、激光加工以及电化学加工。
2. 电火花加工电火花加工是一种利用电火花放电来进行加工的技术。
该技术主要用于加工高硬度和脆性材料，如硬质合金、陶瓷等。
其工作原理是利用高压脉冲电流在工件表面产生电火花放电，从而烧蚀掉工件表面的材料。
通过控制放电的时间和能量，可以实现对工件的精细加工。
电火花加工具有以下几个优点： - 能够加工高硬度和脆性材料； - 加工过程中不会产生机械应力； - 可以实现复杂形状的加工。
然而，电火花加工也存在一些限制：- 加工效率相对较低；- 加工精度受到局限。
3. 激光加工激光加工是利用高能量密度的激光束对工件进行加工的技术。
激光加工可以通过烧蚀、熔化、汽化等方式来剥离工件表面的材料。
激光加工具有以下几个特点： - 高加工精度和加工质量； - 高加工速度； - 可以实现对不同材料的加工。
激光加工在航空航天、汽车制造等领域有广泛的应用。
例如，在飞机制造中，激光加工可以用于切割、焊接、打孔等工艺操作。
激光加工的应用还面临一些挑战： - 高能量激光设备的成本较高； - 对工件材料的适应性有限。
4. 电化学加工电化学加工是利用电化学反应对工件进行加工的技术。
它通过在电解液中施加电压，使得工件表面发生氧化、溶解等反应，从而实现加工目的。
电化学加工具有以下优点： - 加工精度高； - 加工过程中不会产生机械应力； - 可以加工高硬度和脆性材料；电化学加工主要用于微小零件加工、细微结构加工、薄板加工等领域。
例如，在电子芯片制造中，电化学加工可以用于进行微细线路的蚀刻。
然而，电化学加工也存在一些限制： - 加工速度较慢； - 加工尺寸受到限制。
5. 总结特种加工技术在现代工业中起着重要作用。
基于光固化3D打印技术的陶瓷快速成形研究进展
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激光加工技术应用与发展
于比切割金属时功率较小的激光束 ，通过激光与材 化钨上加工几十微米的小孔 ， 在红 、 蓝宝石上加工几 料 的相互作用 ， 使材料局部熔化而粘结在一起 。 然而 百微米的深孔 以及金刚石拉丝模具 ，化学纤维的喷
《 装备制造技术＞ ） ２ ｏ １ ３ 年第 ４期
激光￣ ｊ ｎ － ｒ － ＿ 技 术应 用与发展
席大鹏 。 廖 敏
（ 湖北工业大学工程实训中心 ， 湖北 武昌 ４ ３ ０ ０ ６ ８）
摘 要： 激光加 工的应用技 术越来越广 泛 ， 就 需要 不断的提 高和 完善 ， 阐述 了几种常见 的激光加 工方 法和 应用 ， 以及在
质。 激光切割硬而脆的材料 ， 如玻璃 、 陶瓷等。 大量的 产品的防伪有特殊 的意义。全 固体紫外波段激光打 生产实践表 明， 切割金属时 ， 采用 同轴吹氧工艺 ， 可 标是近年来发展起来 的一项新技术 ，特别适用于金 以大大提高切割速度 。 ２ ． ２ 激 光焊接 激光焊接技术具有溶池净化效应 ，能纯净焊缝
属打标 ， 可实现亚微米打标 ， 已广泛用于微电子工业 和生 物工 程 。
利用激 光几乎 可以在 任何 材料 上打微型孔 ， 目
金属 ， 适用于相同和不同金属材料间的焊接。激光焊 前 以应用于火箭发动机和柴油机 的燃油喷嘴加工 ， 接能量密度高 ， 对高熔点 、 高反射率 、 高导热率和物 化学纤维喷丝板打孔 ，钟表及仪表中的宝石轴承打 理特性相差很大的金属焊接特别有利。 激光焊接 ， 用 孔 ， 高熔点金属钼板上加工微米量级孔径 ， 在硬质碳
我 国的 激 光 机 前 景 和 发 展 。
关键词 ： 激光加工 ； 技术； 应 用； 发展
中图分类号 ： Ｔ Ｎ ２ ４ ９
文献标识码 ： Ｂ
激光加工技术及其应用(精)
激光加工技术及其应用概述:激光加工(Laser Beam Machining,简称LBM是指利用能量密度非常高的激光束对工件进行加工的过程。
激光几乎能加工所有材料,例如,塑料、陶瓷、玻璃、金属、半导体材料、复合材料及生物、医用材料等。
在1960年12月,出生于伊朗的美国科学家贾万率人终于成功地制造并运转了全世界第一台气体激光器——氦氖激光器。
1962年,有三组科学家几乎同时发明了半导体激光器。
1966年,科学家们又研制成了波长可在一段范围内连续调节的有机染料激光器。
此外,还有输出能量大、功率高,而且不依赖电网的化学激光器等纷纷问世。
与传统加工技术相比,激光加工技术有以下特点(1激光功率密度大,工件吸收激光后温度迅速升高而熔化或汽化,即使熔点高、硬度大和质脆的材料(如陶瓷、金刚石等也可用激光加工;(2、激光头与工件不接触,不存在加工工具磨损问题;(3、工件不受应力,不易污染;(4、可以对运动的工件或密封在玻璃壳内的材料加工;(5、激光束的发散角可小于1毫弧,光斑直径可小到微米量级,作用时间可以短到纳秒和皮秒,同时,大功率激光器的连续输出功率又可达千瓦至十千瓦量级,因而激光既适于精密微细加工,又适于大型材料加工;(6、激光束容易控制,易于与精密机械、精密测量技术和电子计算机相结合,实现加工的高度自动化和达到很高的加工精度;(7、在恶劣环境或其他人难以接近的地方,可用机器人进行激光加工。
2.基本原理激光被广泛应用是因为它具有的单色波长、同调性和平行光束等3大特性。
科学家在电管中以光或电流的能量来撞击某些晶体或原子易受激发的物质,使其原子的电子达到受激发的高能量状态。
当这些电子要回复到平静的低能量状态时,原子就会射出光子,以放出多余的能量。
这些被放出的光子又会撞击其它原子,激发更多的原子产生光子,引发一连串的连锁反应,并且都朝同一个方前进,进而形成集中的朝向某一方向的强烈光束。
由此可见,激光几乎是一种单色光波,频率范围极窄,又可在一个狭小的方向内集中高能量,所以利用聚焦后的激光束可以穿透各种材料。
浅析硬脆材料塑性加工技术的研究现状
１ 硬脆材料的特性 ｔ
塑形较 高的金 属材料 的维 氏硬度 值一 般为 ２ ５ ０ 左右 ， 而硬脆材料 的维氏硬度只有 ２ ０ １ １ ］ 。所以，在对此类材料进行加工时 ，由 于材料的塑形变形区小而增加 了加工难度 。 正是因为硬脆材料具有这种特性 。由此可见 在对 硬脆材 料进行塑形 加工 时其表 面的粗 糙 程度是要 比普通加 工塑形材 料 的粗糙度 低很多的。其次 ，因为塑形材料硬度高 ，因 此 在对其进 行加工 时就容易 给刀具 带来损 害，加工的难度也因此加大 了。例如 ， 玻璃 和陶瓷的硬度教较高 ，但是却很容易断裂 ， 而如果可以利用这些材料的镦裂纹 ， 在实施 切削加工的过程中需要的能量就可 以减少 。 最后 ，加工材料的过程中 。 材料的导热性也 是影 响加工效果的一个因素 ， 而硬脆 材料 的 导热性 比较差 ， 在进行加工时也容易导致刀 具磨损 。根据以上对硬脆材料的特性来看 ， 硬脆材料 的加工难 度确实要 比普通 材料 的 加工难度大 。 所以使用新的加工技术对硬脆 材料进行塑形加工是 十分有必要的。
引言 ： 当生产 技术和科 学技 术得 到了发 展之 时 ，各 种新 的科 技材料 也相应 的得到质合金等材
料无论 是在工业 领域和 军事领 域都得 到 了 应用。同时 ， 为 了能确保硬脆材料更好的使 用， 对硬脆材料进塑形加工 的技术水平也得 以提高 ， 所谓硬脆材料的塑形加工就是值通 过对 其微小材料 的去 除来保 障材料脆 性变 化可以得到控制。塑形加工技术可 以使得硬 脆材料表面不被破坏 ， 而且对 比较复杂 的曲 面工件也可 以进行加工。 采用塑形加工方法 对硬脆 材料进行 加工无 疑是一 个很好 的技 术 ，其前景必然是广阔的。
２硬脆材料塑形加工的几种技术
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《激光杂志》舞摄掣藁瓣辫激光加］琶漆嫠蔼蔬ｉ《；ｊ犁藐。
．２９．№．６．２。
）５高硬脆陶瓷激光加工技术的研究及进展闫胤洲，季凌飞，鲍勇，蒋毅坚（北京工业大学激光Ｚ－程研究院，北京１０００２２）提要：随着陶瓷材料应用领域的不断扩大，激光在陶瓷材料加工方面的巨大潜力日趋显现。
由于陶瓷材料本征的硬脆特性，使得该技术的发展中还存在许多匾待解决的问题。
根据近２０年有关激光宏观加工陶瓷的论文和发明专利，从加工方法的角度系统地总结分析了激光加工陶瓷材料减少热损伤的８种常用方法，并讨论了各种方法的优缺点，在此基础上对激光加工陶瓷材料的研究现状和发展前景进行评述并提出相关建议。
关键词：激光加工；陶瓷；激光切割；激光打孔中图分类号：Ｖ２６１．８；ＴＱｌ７４．７５文献标识码：Ａ文章编号：０２５３—２７４３（２０惦）嘶一０００５—０４ＲｅｓｅａｒｃｈｅｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｏｆＬａｓｅｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｃｅｒａｍｉｃｓｔｅｃｈｎｉｑｕｅＹＡＮＹｉｎ—ｚｈｏｕ。
ＪＩＬｉｎｇ—ｆｅｉ，ＢＡＯＹｏｎｇ。
ＪＩＡＮＧＹｉ—ｊｉａｎ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＬａｓｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅＯｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。
Ｂｅｉｊｉｎｇ，１０００２２。
Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌａｓｅｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｆｆｏｒｄｓｎｔｍｌｅｒｏｕｓｕｎｉｑｕｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｉｎｔｈｅｄｏｍａｉｎｏｆｃｅｒａｍｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓｍａｃｈｉｎｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｍｏｌｌａｎｄｍｏｒｅｗｉｄｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｅ－ｒａｍｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ．ｍａｎｙｐｒｏｂｌｅｍｓｓｈｏｕｌｄｂｅｓｏｌｖｅｄｉｎｔｈｅＣＯＯｌ，ＳｅｏｆｔｈｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｕｅｔｏｔｈｅｉｎｈｅｒｅｎｔｈａｒｄａｎｄｂｒｉｅｋｌｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｅｅｒａｉＴｌ—ｉｃｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ。
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近代陶瓷不论在成分、工艺、性能等方面，都有很大扩展。
广义上玻璃、搪瓷、珐琅、釉、水泥、单晶或其它无机化合物都属于陶瓷的范畴…。
陶瓷因具有耐磨损、耐腐蚀、耐高温、高绝缘、无磁性、比重小、自润滑及热膨胀系数小的独特优点，被广泛应用于冶金、机械、化工、石油、食品、电子、航天、环保、医疗等行业，在日常生活和工业生产中日益发挥着重要作用，增加了对陶瓷材料成型加工的需求。
由于陶瓷材料的硬脆特性使其在加工过程中极易发生裂纹乃至断裂等损害，大大增加了加工成本，寻找一种低成本高效率的加工手段一直是研究人员所追求的热点。
以激光作为加工能源，在硬脆性陶瓷材料加工方面的应用发展潜力已见端倪：它可以实现无接触式加工，减少了因接触应力而对陶瓷带来的损伤；聚焦的高能激光束作用于陶瓷局部区域的能量可达１０８Ｊ／ｅｍ２以上，加之陶瓷材料对长波长激光的吸收率很高，瞬问就可使材料熔化蒸发，实现高效率加工；由于聚焦光斑小，其热影响区小，可以达到精密加工的要求：激光的低电磁干扰以及易于导向聚焦的特点，方便实现三维及特殊面的激光加工。
但是由于热影响区导致的热应力的存在，而陶瓷材料在很大的温度范围内都是以弹性形变为主，因此裂纹仍是激光加工陶瓷尤其是厚板陶瓷的加工技术中最受关注的问题之一。
本文对近２０年来激光加工陶瓷技术的研究论文及发明专利进行了系统归纳和总结，将现有激光加工陶瓷技术方法分为８类，包括优化传统工艺参数法、热应力切割、双光束法、多道切割法、液体辅助切割法、材料预处理法，以及其它方法。
通过对比和分析各类方法的优势和劣势，希望为激光无损伤加工陶瓷技术的进一步探索和研究提出可行性思路。
１优化传统工艺参数法优化传统工艺参数法主要是借鉴激光在金属材料加工应用的成熟工艺，通过对加工参数的优化来实现对陶瓷材料收稿日期：２００８—１０—０５基金项目：国家自然科学基金（１０６７４０４１）；北京市教育委员会科技计划面上项目（ＪＣｌ０１０１２２００８０１）．作者简介：蒋毅坚，教授、博士生导师，从事激光材料加工与改性、激光拉曼光谱等研究。
的激光加：工，传统激光加工的主要工艺参数如图１所示。
图１传统激光加工主要参数尔意图１．激光光束（光束形态，输出模式，波长，功率，占空比，频率）；２．透镜（焦距）；３．焦点（尺寸，位置，焦深）；４．喷嘴（直径，形状，位置）；５．辅助气体（压力，种类，流餐）要进行参数优化，首先是确定激光输出的模式，激光输出的基本方式有两种：一种是连续输出，另一种是脉冲输出。
在玻璃薄片的激光切割中，工业上一般采用连续输出的方式，该方式输入到材料中的热量较高，可以提高激光切割速度，实现高速切割。
但是对于厚板玻璃和陶瓷来说，过多的热量注入到材料当中，会产生很大的热应力，导致产生裂纹以释放应力。
研究发现通过使用脉冲激光的输出方式【２Ｊ，提高峰值功率、降低脉宽至ｎｓ量级、减少重复频率、降低切割速度可以有效减少激光输入到材料中的热量【３‘５ｊ，减少材料产生过热的区域，降低陶瓷产生裂纹的几率。
其中在切割速度方面，Ｇ．Ｌｕ等给出了更为量化的经验公式，得到了激光功率与切割速度和材料厚度之间的关系：Ｐ≥１．７８Ｘ１０１１ｔ２・４１口，其中Ｐ为激光功率，ｔ为材料厚度，ｗ为切割速度，指出当功率一定时对于一定厚度的材料，存在一个最大切割速度，当速度小于这个最大速度时可以实现陶瓷材料的无裂纹切割【刮。
但是降低速度直接导致＿『激光加工的效率降低，抑制了激光作为快速加工工具的一大优点，为了提高切割速度，可以采用线聚焦方式，这种方式可以更好的增大切割方向的热输入量并减少垂直于切割方向的热影响区，实验证明在相同功率下切割速度相比点聚焦提高５倍以上【７Ｊ，但是在曲线切割方面，限制了这种方法的应用。
此外，由于辅助气体具有吹除熔渣增强冷却的效果，是激光切割陶瓷过程中一个重要的参数，使用超音速气流可以增大气体流量，有效减少热积累抑制切割过程中裂纹的产生【８］，但是超音速气流的气压万方数据６《激光杂志》舞摅‘犁雾霭罐雾擎断激光加王差盔枣蔼蔷谪；ｊ犁藐。
．２９．№．６．２。
）大，作用在被加工材料上会产生类似于刀具加工的接触应力，容易使被加工材料发生断裂，专利号为ＣＮｌ２２２３８９Ｃ则提出一种超音速喷嘴，可使气体通过该喷嘴作用于材料表面的净力为零，抑制由于超音速气流带来机械力损伤１９］，采用这种喷嘴就可以最大限度的利用气体流量冷却加工材料而无需考虑气体压力对材料的影响。
上述的传统优化参数方法都是对不超过５ｍｍ厚的陶瓷进行研究。
Ｉ．Ｂｌａｃｋ等对８．５ｍｍ和９．２ｍｍ厚的驰咄基瓷砖进行切割，通过优化切割速度、脉宽、喷嘴直径、气体类型及压力以及采用“水下切割”和“多道切割”的方法减低切割中的热应力，抑制激光切割厚板陶瓷产生裂纹，证明了传统激光切割厚陶瓷的可能性，并通过经验模型的建立预测了不同厚板陶瓷厚度的无裂纹切割速度，但他也指出切割尖角时由于过烧产生的裂纹很难控制和避免【ｌｏ，１１Ｊ，这也成为厚板陶瓷复杂图形激光切割的一个重要问题。
除此之外，比较其他氧化物陶瓷，业０３陶瓷具有热膨胀系数低及杨氏模量低的特点，对热应力产生的断裂阻力高，不容易产生断裂［１２Ｊ，对Ａ１２０３陶瓷厚板的激光切割的成功并不代表对所有陶瓷材料都可以采用类似的切割方法。
对于更多种类更易产生裂纹的陶瓷，尤其是切割带有尖角的复杂图形时激光切割的可行性以及加工参数的优化还需要进一步研究。
２热应力切割热应力切割是通过激光辐照与陶瓷材料表面在切割方向产生拉应力进而产生断裂而完成切割的过程，在其过程中不将工件熔化或汽化，完全是通过激光加热并通过冷却气体淬火来实现应力切割。
相对于传统的汽化或熔化切透切割，热应力切割更适合小功率激光厚板切割。
热应力切割研究的初期通过有限元分析玻璃板在激光扫描过程中的瞬态温度场和应力场，发现在光斑前后以及冷却点附近的确存在一个拉应力区（如图２所示），促使材料加工处形成裂纹并扩展从而完成切割过程，这种方法很快应用于实际生产中【ｌ制。
热应力切割中的激光功率和激光扫描速度是影响切割质量的两个关键参数，殷苏民等通过实验实现了用１００Ｗ激光完成切割３ｍｍ厚的普通玻璃，并确定了激光热应力切割玻璃的最佳速度是４００肼ｎ／ｓ【ｌ引。
在此后的研究中发现使用椭圆光斑并增大光斑尺寸可以减少断面上的热影响区，增大冷却气体流量和减少冷却点与光斑距离可以增大拉应力值Ｌ１引，Ｙｕ—ＺａｎＷａｎｇ等通过有限元方法研究了线聚焦激光光束切割玻璃，指出在直线切割方向，使用线聚焦可以得到很大的温度梯度进行热劈裂加工ｌｌ引。
此外通过提前弯曲的方法（如图３所示）使材料内部产生预应力，也可以更好的控制裂纹的断裂方向，加快切割速度【１８Ｊ。
在辐照在材料表面的激光束形态方面，专利号为ＣＮｌ４５４８５８提出通过使用低能量密度的前端光束和高能量密度的后端光束，从而增大在工件表面的热冲击力，进而实现增快切割速度的效果［１９Ｊ。
热应力切割利用温度梯度产生的热应力对材料进行切割，虽然使用的激光功率小热影响低，但是由于是利用裂纹的扩展进行切割，对裂纹的控制至关重要，由于裂纹扩展的复杂性和不确定性，现阶段在直线切割方面这种切割方法具有很大的优势，充分体现了激光切割的高速性，但不适用于较复杂图案的切割（如图４所示）。
３多道切割法多道切割法即采用激光多次扫描同一切割轨迹达到对材料进行去除的目的，其优点在于由于在每道切割时单位长度输入的能量小，可以降低热载荷抑制裂纹的扩展。
洪蕾等通过调Ｑ的０吨激光直接进行汽化多道切割以减少熔渣的形成，同时利用传统切割的研究成果——采用ｒ．ｓ级脉宽抑制裂纹的产生１２１］。