探析工程陶瓷材料加工技术现状 原焕强

陶瓷材料技术的发展及应用前景近年来，随着科技的日益进步，陶瓷材料技术得到了广泛的应用和发展。

在人们的日常生活中，我们可以看到许多陶瓷制品，比如餐具、卫生洁具、建筑材料等等。

那么，陶瓷材料技术在未来的发展中，将会有怎样的应用前景呢？首先，我们来看一下陶瓷材料的制作工艺。

陶瓷材料制作的过程主要分为原料的处理、成型、烧结等几个步骤，其中最关键的是烧结。

烧结是将陶瓷制品放入高温炉中，在高温和气氛的作用下进行化学反应和晶体生长，使陶瓷制品达到一定的硬度和强度。

因此，烧结技术是陶瓷制品中最关键的制造技术之一。

在烧结技术的基础上，现代陶瓷技术不断地改进和创新，使得陶瓷材料在应用上越来越广泛。

比如，在医疗领域中，陶瓷制品被广泛应用在人工骨骼、牙齿种植、假体等方面。

陶瓷材料不仅耐腐蚀、导热性好、磨损性能佳，更重要的是它具有良好的生物相容性，不会引起组织排斥和感染，因此，成为医疗行业的重要材料之一。

此外，在环保领域中，陶瓷材料制品也得到了广泛地应用。

比如，陶瓷膜过滤技术可以将水中的污染物去除，使水变得干净无害；陶瓷材料的抗腐蚀性能也可以用于工业废水的处理等方面。

当然，陶瓷材料在传统的应用领域中也得到了广泛的应用。

比如，在装饰建筑材料方面，陶瓷砖、马赛克等深受大众的喜爱。

随着人们对家居环境的要求越来越高，装饰材料行业也在不断地进行创新和提升，陶瓷制品也在不断地发展新产品，满足人们不断变化的需求。

总的说来，陶瓷材料技术的发展和应用前景是非常广泛的。

随着科技的不断进步，陶瓷材料的制作工艺不断创新和提升，陶瓷材料的应用范围也越来越广泛。

在医疗、环保、建筑等各个领域中，陶瓷材料都有着不可替代的作用。

相信在未来的发展中，陶瓷材料技术还会有更加美好的发展前景。

陶瓷的研究现状与发展展望分析陶瓷的研究现状与发展展望陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料.它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点.可用作结构材料、刀具材料,由于陶瓷还具有某些特殊的性能,又可作为功能材料.分类:普通陶瓷材料采用天然原料如长石、粘土和石英等烧结而成,是典型的硅酸盐材料,主要组成元素是硅、铝、氧,这三种元素占地壳元素总量的90%,普通陶瓷来源丰富、成本低、工艺成熟.这类陶瓷按性能特征和用途又可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、电绝缘陶瓷、化工陶瓷等.特种陶瓷材料采用高纯度人工合成的原料,利用精密控制工艺成形烧结制成,一般具有某些特殊性能,以适应各种需要.根据其主要成分,有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等；特种陶瓷具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能.本节主要介绍特种陶瓷.编辑本段性能特点力学性能陶瓷材料是工程材料中刚度最好、硬度最高的材料,其硬度大多在1500HV 以上.陶瓷的抗压强度较高,但抗拉强度较低,塑性和韧性很差.热性能陶瓷材料一般具有高的熔点（大多在2000℃以上）,且在高温下具有极好的化学稳定性；陶瓷的导热性低于金属材料,陶瓷还是良好的隔热材料.同时陶瓷的线膨胀系数比金属低,当温度发生变化时,陶瓷具有良好的尺寸稳定性.电性能大多数陶瓷具有良好的电绝缘性,因此大量用于制作各种电压（1kV~110kV）的绝缘器件.铁电陶瓷（钛酸钡BaTiO3）具有较高的介电常数,可用于制作电容器,铁电陶瓷在外电场的作用下,还能改变形状,将电能转换为机械能（具有压电材料的特性）,可用作扩音机、电唱机、超声波仪、声纳、医疗用声谱仪等.少数陶瓷还具有半导体的特性,可作整流器.化学性能陶瓷材料在高温下不易氧化,并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力.光学性能陶瓷材料还有独特的光学性能,可用作固体激光器材料、光导纤维材料、光储存器等,透明陶瓷可用于高压钠灯管等.磁性陶瓷（铁氧体如：MgFe2O4、CuFe2O4、Fe3O4）在录音磁带、唱片、变压器铁芯、大型计算机记忆元件方面的应用有着广泛的前途.编辑本段常用特种陶瓷材料根据用途不同,特种陶瓷材料可分为结构陶瓷、工具陶瓷、功能陶瓷. 1．结构陶瓷氧化铝陶瓷主要组成物为Al2O3,一般含量大于45%.氧化铝陶瓷具有各种优良的性能.耐高温,一般可要1600℃长期使用,耐腐蚀,高强度,其强度为普通陶瓷的2~3倍,高者可达5~6倍.其缺点是脆性大,不能接受突然的环境温度变化.用途极为广泛,可用作坩埚、发动机火花塞、高温耐火材料、热电偶套管、密封环等,也可作刀具和模具.氮化硅陶瓷主要组成物是Si3N4,这是一种高温强度高、高硬度、耐磨、耐腐蚀并能自润滑的高温陶瓷,线膨胀系数在各种陶瓷中最小,使用温度高达1400℃,具有极好的耐腐蚀性,除氢氟酸外,能耐其它各种酸的腐蚀,并能耐碱、各种金属的腐蚀,并具有优良的电绝缘性和耐辐射性.可用作高温轴承、在腐蚀介质中使用的密封环、热电偶套管、也可用作金属切削刀具.碳化硅陶瓷主要组成物是SiC,这是一种高强度、高硬度的耐高温陶瓷,在1200℃~1400℃使用仍能保持高的抗弯强度,是目前高温强度最高的陶瓷,碳化硅陶瓷还具有良好的导热性、抗氧化性、导电性和高的冲击韧度.是良好的高温结构材料,可用于火箭尾喷管喷嘴、热电偶套管、炉管等高温下工作的部件；利用它的导热性可制作高温下的热交换器材料；利用它的高硬度和耐磨性制作砂轮、磨料等.六方氮化硼陶瓷主要成分为BN,晶体结构为六方晶系,六方氮化硼的结构和性能与石墨相似,故有“白石墨”之称,硬度较低,可以进行切削加工具有自润滑性,可制成自润滑高温轴承、玻璃成形模具等.2．工具陶瓷硬质合金主要成分为碳化物和粘结剂,碳化物主要有WC、TiC、TaC、NbC、VC等,粘结剂主要为钴（Co）.硬质合金与工具钢相比,硬度高（高达87~91HRA）,热硬性好（1000℃左右耐磨性优良）,用作刀具时,切削速度比高速钢提高4~7倍,寿命提高5~8倍,其缺点是硬度太高、性脆,很难被机械加工,因此常制成刀片并镶焊在刀杆上使用,硬质合金主要用于机械加工刀具；各种模具,包括拉伸模、拉拔模、冷镦模；矿山工具、地质和石油开采用各种钻头等.金刚石天然金刚石（钻石）作为名贵的装饰品,而合成金刚石在工业上广泛应用,金刚石是自然界最硬的材料,还具备极高的弹性模量；金刚石的导热率是已知材料中最高的；金刚石的绝缘性能很好.金刚石可用作钻头、刀具、磨具、拉丝模、修整工具；金刚石工具进行超精密加工,可达到镜面光洁度.但金刚石刀具的热稳定性差,与铁族元素的亲和力大,故不能用于加工铁、镍基合金,而主要加工非铁金属和非金属,广泛用于陶瓷、玻璃、石料、混凝土、宝石、玛瑙等的加工.立方氮化硼（CBN）具有立方晶体结构,其硬度高,仅次于金刚石,具热稳定性和化学稳定性比金刚石好,可用于淬火钢、耐磨铸铁、热喷涂材料和镍等难加工材料的切削加工.可制成刀具、磨具、拉丝模等其它工具陶瓷尚有氧化铝、氧化锆、氮化硅等陶瓷,但从综合性能及工程应用均不及上述三种工具陶瓷.3．功能陶瓷功能陶瓷通常具的特殊的物理性能,涉及的领域比较多,常用功能陶瓷的特性及应用见表.常用功能陶瓷的组成、特性及应用种类性能特征主要组成用途介电陶瓷绝缘性 Al2O3、Mg2SiO4 集成电路基板热电性 PbTiO3、BaTiO3 热敏电阻压电性 PbTiO3、LiNbO3 振荡器强介电性BaTiO3 电容器光学陶瓷荧光、发光性 Al2O3CrNd玻璃激光红外透过性CaAs、CdTe 红外线窗口高透明度 SiO2 光导纤维电发色效应 WO3 显示器磁性陶瓷软磁性 ZnFe2O、γ-Fe2O3 磁带、各种高频磁心硬磁性 SrO．6 Fe2O3 电声器件、仪表及控制器件的磁芯半导体陶瓷光电效应 CdS、Ca2Sx 太阳电池阻抗温度变化效应 VO2、NiO 温度传感器热电子放射效应 LaB6、BaO 热阴极(一)工程塑料的开发利用目前,主要的工程塑料制品已有10多种,其中聚酸胺、聚甲醛、聚磷酸酯、改性聚苯酸和热塑性聚酯被称为五大工程塑料．它们的产量较大．价格一般为传统通用塑料的2—6倍．而聚摧硫酸等特种工程塑料的价格为通用塑料的5一10倍.以塑料代替钢铁、木材、水泥三大传统基本材料,可以节省大量能源、人力和物力.(二)合成橡胶的开发利用由于生产合成橡胶的原料丰富,其良好的性能又可以满足当代科技发展对材料提出的某些特殊要求,所以合成橡胶出现几十年来,品种已很丰富,一般可将其分为通用合成橡胶和特种合成橡胶两类.通用合成橡胶性能与天然橡胶相似,用于制造一般的橡胶制品,如各种轮胎、传动带、胶管等工业用品和雨衣、胶鞋等生活用品.特种合成橡胶具有耐高温、耐低温耐酸碱等优点,多用于特殊环境和高科技领域,如航空、航天、军事等方面.(三)合成纤维的开发利用合成纤维的品种有几十种,但最常见的是六大种：聚酸胺纤维(商品名尼龙)、聚胺纤维(商品名涤纶)、聚乙烯纤维(商品名腈纶)、聚丙烯纤维(商品名丙纶)、聚乙烯酸纤维(商品名维纶)、聚氯乙烯纤维(商品名氨纶).高分子合成材料具有质量小、绝缘性能好等特点,所以发展很快,但又都有先天不足,即它们都在不同程度上对氧、热和光有敏感性.但是,随着高技术的迅速发展,高分子合成材料的大军必将在经济生活中扮演举足轻重的角色.四、陶瓷材料陶瓷材料中已崛起了精细陶瓷,它以抗高温、超强度、多功能等优良性能在新材料世界独领风骚.精细陶瓷是指以精制的高纯度人工合成的无机化合物为原料,采用精密控制工艺烧结的高性能陶瓷,因此又称先进陶瓷或新型陶瓷.精细陶瓷有许多种,它们大致可分成三类.(一)结构陶瓷.这种陶瓷主要用于制作结构零件.机械工业中的一些密封件、轴承、刀具、球阀、缸套等都是频繁经受摩擦而易磨损的零件,用金属和合金制造有时也是使用不了多久就会损坏,而先进的结构陶瓷零件就能经受住这种“磨难”.(二)电子陶瓷指用来生产电子元器件和电子系统结构零部件的功能性陶瓷.这些陶瓷除了具有高硬度等力学性能外,对周围环境的变化能“无动于衷”,即具有极好的稳定性,这对电子元件是很重要的性能,另外就是能耐高温.(三)生物陶瓷生物陶瓷是用于制造人体“骨骼一肌肉”系统,以修复或替换人体器官或组织的一种陶瓷材料.精细陶瓷是新型材料特别值中得注意的一种,它有广阔的发展前途.这种具有优良性能的精细陶瓷,有可能在很大的范围内代替钢铁以及其他金属而得到广泛应用,达到节约能源、提高效率、降低成本的目的；精细陶瓷和高分子合成材料相结合．可以使交通运输工具轻量化、小型化和高效化.精陶材料将成为名副其实的耐高温的高强度材料,从而可用作包括飞机发动机在内的各种热机材料、燃料电池发电部件材料、核聚变反应堆护壁材料、无公害的外燃式发动机材料等.精细陶瓷与高性能分子材料、新金属材料、复合材料并列为四大新材料.有些科学家预言．由于精细陶瓷的出现,人类将从钢铁时代重新进入陶瓷时代编辑本段更多信息原来的陶瓷就是指陶器和瓷器的通称.也就是通过成型和高温烧结所得到的成型烧结体.传统的陶瓷材料主要是指硅铝酸盐.刚开始的时候人们对硅铝酸盐的选择要求不高,纯度不大,颗粒的粒度也不均一,成型压强不高.这时得到陶瓷称为传统陶瓷.后来发展到纯度高,粒度小且均一,成型压强高,进行烧结得到的烧结体叫做精细陶瓷.接下来的阶段,人们研究构成陶瓷的陶瓷材料的基础,使陶瓷的概念发生了很大的变化.陶瓷内部的力学性能是与构成陶瓷的材料的化学键结构有关,在形成晶体时能够形成比较强的三维网状结构的化学物质都可以作为陶瓷的材料.这重要包括比较强的离子键的离子化合物,能够形成原子晶体的单质和化合物,以及形成金属晶体的物质.他们都可以作为陶瓷材料.其次人们借鉴三维成键的特点发展了纤维增强复合材料.更进一步拓宽了陶瓷材料的范围.因此陶瓷材料发展成了可以借助三维成键的材料的通称.陶瓷的概念就发展成为可以借助三维成键的材料,通过成型和高温烧结所得到的烧结体.（这个概念把玻璃也纳入了陶瓷的范围）研究陶瓷的结构和性能的理论也得到了展开：陶瓷材料,内部微结构（微晶晶面作用,多孔多相分布情况）对力学性能的影响得到了发展.材料（光,电,热,磁）性能和成形关系,以及粒度分布,胶着界面的关系也得到发展,陶瓷应当成为承载一定性能物质存在形态.这里应该和量子力学,纳米技术,表面化学等学科关联起来.陶瓷学科成为一个综合学科详细介绍----透明陶瓷材料陶瓷具有广大的发展前景，透明陶瓷以其优异的综合性能已成为一种新型的、备受瞩目的功能材料。

浅析先进陶瓷材料的研究现状及发展趋势作者：孙彬来源：《科技资讯》2017年第27期摘要：随着现阶段各种高新技术日新月异的发展，先进陶瓷材料已经成为了新材料领域中的翘楚，也是很多技术创新领域需要用到的关键材料，受到了很多发达国家和工业化企业的极大关注，先进材料的发展以及应用也在很大程度上对于工业的发展和进步产生一定的影响。

本文旨在探讨先进陶瓷材料的研究现状及发展趋势。

关键词：工业陶瓷材料先进研究环保发达国家中图分类号：TQ174.7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）09（c）-0217-02随着先进陶瓷的各种优势越来越明显，很多自动化控制、人工智能、电子智能技术领域都需要先进陶瓷的入驻，可以说，先进陶瓷的市场产量和覆盖范围已经发展到了一个不可忽视的阶段。

1 先进陶瓷的具体应用以及性能优势对比先进陶瓷，根据各自的优点以及应用范围，大体可以分为两大类，也就是功能陶瓷和结构陶瓷，具体的应用范围以及性能优势，如表1所示。

2 国内外对于先进陶瓷材料的研究现状2.1 国外对于先进陶瓷材料的研究现状现阶段，全球各个国家对于先进陶瓷材料进行研究应用的趋势越来越明显。

举例来说，以美国和日本为代表，在对于先进陶瓷材料的研究和应用方面远远领先于其他国家。

美国的宇航局和航空局大规模的应用了先进陶瓷。

比如说在航空发动机上用陶瓷来替代其他材料；提出了关于先进陶瓷的多个计划，在每年对于先进材料的研究和应用上，投入多达35亿美元。

这些都是为了提高他们在国际上的综合竞争能力。

而日本也提出了对于先进陶瓷研究和开发的一项计划，名曰“月光计划”，另外，欧盟各国尤其是以工业闻名的德国，都对先进陶瓷进行了研究和开发，法国也紧随其后，主要集中在对新能源材料进行重点的研究和突破。

综合来说，这些发达国家，比如美国、日本、欧盟，它们在先进陶瓷领域每年的平均增长率高达12%，其中欧盟较为领先，多达15%～18%，美国则是9.29%，日本是7.2%。

陶瓷材料磨削加工的技术讨论与进呈现状工程陶瓷具有很多优良的性能，比如较高的硬度和强度，很强的耐腐蚀、耐磨损、耐高温本领和良好的化学惰性等，因此在航空航天、化工、军事、机械、电子电器以及精密制造领域的应用日益广泛。

目前各发达国家如德、日、美、英等国特别重视工程陶瓷的开发及应用。

80时代以来，各国竞相投人大量的资金及人力，在工程陶瓷加工理论和技术、产品开发和应用等方面取得了很大的进展。

由于陶瓷材料的高硬度和高脆性，被加工陶瓷元件大多会产生各种类型的表面或亚表面损伤，这会导致陶瓷元件强度的降低，进而限制了大材料去除率的采纳。

对陶瓷高效磨削加工而言，根本目标就是在保持材料表面完整性和尺寸精度的同时获得最大的材料去除率。

目前陶瓷的加工成本己达到整个陶瓷元件成本的80%～90%，高加工成本以及难以测控的加工表面损伤层限制了陶瓷元件更广泛的应用。

陶瓷材料广阔的应用前景和多而杂的加工特性，都要求对陶瓷的磨削加工过程进行全面而深入的了解。

从上世纪90时代开始，国内外学者进行了大量的讨论，在陶瓷磨削的新型方式、陶瓷磨削的材料去除机理、磨削烧伤、磨削表面完整性等的影响因素、不同磨削条件的最佳磨削参数等多方面都取得了积极的讨论成果。

本文重要就陶瓷磨削的讨论现状及进展情形进行了归纳和总结。

1陶瓷材料磨削机理的进展1）磨削机理的讨论由于砂轮的磨粒尺寸、形状和磨粒分布的随机性以及磨削运动规律的多而杂性，给磨削机理的讨论带来了很大的困难。

在陶瓷磨削方面由于陶瓷的高硬度和高脆性，大多数讨论都使用了“压痕断裂力学”模型或“切削加工”模型来貌似处理。

20世纪80时代初，Frank和Lawn 首先建立了钝压痕器、尖锐压痕器和接触滑动三种机理分析讨论模型，提出了应力强度因子公式K=aEP/C2/3，依据脆性断裂力学条件KKC，导出了脆性断裂的临界载荷PBC＝CbK，他又依据材料的屈服条件ssY，导出了塑性变形模式下临界载荷PYYC=s3/g3（或PYYC=H3Y/g3）。

陶瓷材料国内外发展现状陶瓷材料因其具有高强度、高耐磨、防腐蚀、绝缘等特点，在工业制造业中得到了广泛应用。

本文将围绕陶瓷材料在国内外的发展现状进行分步骤的阐述。

一、国内陶瓷材料的发展现状中国作为世界上最大的陶瓷生产国之一，陶瓷材料的发展具有一定的优势。

目前，国内陶瓷材料产业正在逐步向高端制造业转型升级，保持了较快的发展速度。

1. 生产规模上升近年来，中国陶瓷生产业的规模不断增大。

根据中国陶瓷工业协会发布的数据，中国的陶瓷产量在全球范围内位居前列，年产值超过1500亿元，占据了全球陶瓷市场的30%以上。

2. 技术创新提升国内陶瓷材料的技术创新已经开始逐步发力，通过引进国外技术和自主研发，国内陶瓷材料在表面处理、结构设计等方面已取得了显著的进展。

目前，国内企业已经开始在芦笋器材、工程陶瓷、生物陶瓷等领域进行技术攻关。

3. 行业整合加速我国陶瓷材料行业整合加速，企业间的并购重组越来越频繁。

这种趋势既有减少生产成本和提高品牌效应的作用，也有整合优势资源和实现产业升级的重要意义。

二、国外陶瓷材料的发展现状与国内陶瓷材料相比，国外陶瓷材料已经历了一个相对成熟的发展阶段。

世界上主要的陶瓷生产国家有日本、德国、美国、英国等。

1. 技术领先与国内相比，国外陶瓷材料的技术处于较领先的地位。

表面涂覆、高温共烧等新技术应用广泛，此外，新型工程陶瓷及其在光电子、自动化等领域的应用也进展顺利。

2. 产业结构不同国外陶瓷材料以大型企业和跨国公司为主导，对于品牌和质量的把控程度较高。

这种产业结构及其资金、技术、信息等方面的优势，为国外陶瓷材料的发展提供了一定的有利条件。

3. 紧跟市场需求国外陶瓷生产厂商一般较为灵活，能够紧跟市场需求。

同时，他们还会积极利用世界各地陶瓷厂商的资源、技术、人才等优势进行合作，提高竞争力。

综上所述，国内陶瓷材料的发展已逐渐走上正确的轨道。

虽然国外陶瓷材料相比较成熟，但中国正在通过持续的技术创新和产业转型升级，向着全球领先的陶瓷材料生产国之一的目标不断前进。

陶瓷材料加工技术的研究现状摘要陶瓷材料具有优良的理化性能，但属于典型的难加工材料，其加工技术已成为研究的热点。

本文综合了近年来陶瓷材料的各种加工技术，为陶瓷材料加工技术的进一步研究提供参考依据。

关键词脆性材料；工程陶瓷；陶瓷加工；特种加工0引言陶瓷材料具有良好的耐高温耐腐蚀性能、强度高、硬度高，是优良的高性能材料。

随着陶瓷材料学的发展，其制备技术也越来越多，陶瓷材料的性能也逐步得到提高。

陶瓷材料可以用到空间探测、航空航天等高技术领域中。

陶瓷材料的原子通过共价键、离子键结合，而金属材料通过金属键相结合，所以陶瓷材料与金属材料有完全不同的性质。

陶瓷材料在常温下对剪切应力的变形阻力很大，且硬度很高。

由于陶瓷晶体是由阳离子和阴离子以及它们之间的化学键组成的，化学键具有方向性、原子堆积密度低、原子间距大，使陶瓷显示出很大的脆性，加工产生的缺陷多，所以是典型的难加工材料。

发展高效低成本的加工技术十分重要。

1陶瓷材料的车磨削加工技术陶瓷材料的脆性极高，似乎很难将陶瓷与车削联系起来，但是陶瓷材料的压痕实验表明如果选用合适的金刚石刀具角度和切削参数仍然可以实现陶瓷材料的延性加工。

相关的实验也表明采用超硬刀具材料都可以加工陶瓷材料。

李湘钒超精密车削陶瓷材料的实验表明采用W-Co类硬质合金可以加工陶瓷零件。

日本的原昭夫曾采用聚晶金刚石刀具车削Al2O3和Si3N4陶瓷。

目前车削陶瓷材料主要选用金刚石刀具。

在刃磨性能上单晶金刚石刀具优于聚晶金刚石刀具，它们都属于微量切削，去除率较低，加工质量和精度难以保证，还有待于进一步的研究。

磨削可以满足硬金属的加工要求，因而也可以成为陶瓷材料的主要加工方法，其精度和效率比较适中。

磨削陶瓷材料一般选用金刚石砂轮，金刚石砂轮磨削材料时磨粒切人工件，磨粒切削刃前方的陶瓷表面材料受到挤压，当压力值超过陶瓷材料承受极限时被压溃，形成碎屑。

同时磨粒切人工件时，由于压应力和摩擦热的作用，磨粒下方的材料会产生局部塑性流动，形成变形层，当磨粒切出时，由于应力的消失，引起变形层从工件上脱离形成切屑。

工程陶瓷磨削力的研究现状与进展116024　大连理工大学机械工程学院　贺永　董海　马勇　张弘　摘要　本文综述了近几年来国内外关于工程陶瓷磨削加工中磨削力的研究现状及进展,包括磨削力与陶瓷材料的显微结构及性能、磨削用量、机床刚度、磨削砂轮及磨削液的关系的研究。

最后提出了在工程陶瓷磨削力方面,今后应重点开展的研究工作。

关键词　工程陶瓷　磨削力　研究进展ABSTRACT　The present paper is intended to provide a summarization about the research development of grinding force during grinding engineering ceramics home and abroad in recent years,including the investigations about the relationship be2 tween grinding force and microstructure&characteristics of ceramics,grinding parameters,machine rigitity,diam ond wheels and grinding fluid.At the end of the paper,several new methods and research aspects concerning grinding force during grind2 ing engineering ceramics are brought forward.KE YWOR DS　Engineering ceramics　G rinding force　Research development1　前言工程陶瓷因其独特的分子构成而具有许多优良的物理、化学、机械性能,如较高的硬度和强度,较强的耐腐蚀、耐磨损、耐高温能力等,在航空航天、化工、军事、机械、电子等领域的应用前景十分广阔,它可用来制造发动机的耐热件、机械传动中的耐磨件、化工设备中的耐蚀件及密封件等等。

陶瓷原料的现状及未来五至十年发展前景随着科技的不断进步和工业的快速发展，陶瓷制品已经成为现代生活中不可或缺的一部分。

陶瓷原料作为陶瓷制品的基础，其质量和供应对整个产业的发展起着至关重要的作用。

本文将探讨陶瓷原料的现状以及未来五至十年的发展前景。

目前，陶瓷原料市场正呈现出不断扩大和多元化的趋势。

一方面，随着全球经济的蓬勃发展，陶瓷制品的需求量日益增长。

尤其是建筑陶瓷、电子陶瓷和特种陶瓷等领域的快速发展，对陶瓷原料的需求量提出了更高的要求。

另一方面，原材料供应链的全球化使得陶瓷原料的种类和来源更加多样化。

传统的陶瓷原料如瓷土、长石和石英等仍然是主要的原料，但新型材料如氧化铝、氮化硅、碳化硅等的应用也越来越广泛。

在未来五至十年，陶瓷原料市场的发展前景十分广阔。

首先，随着科技的进步，新型陶瓷原料的研发和应用将得到进一步加强。

这些新型原料具有更好的性能，如高温耐受、电绝缘、抗腐蚀等特点，能够满足不同行业对陶瓷制品的需求。

其次，环保和可持续发展已经成为全球关注的焦点，陶瓷原料的生产和利用也将朝着更加环保和可持续的方向发展。

例如，替代传统原料的绿色陶瓷原料的开发将成为行业的热点。

此外，陶瓷原料的生产技术也将不断改进，提高生产效率和质量。

然而，陶瓷原料市场也面临一些挑战和不确定性。

首先，原材料价格的波动和供需关系的变化可能会对市场带来一定的不稳定性。

短期内，原材料价格的上涨可能增加制造成本，对企业的盈利能力产生一定的影响。

其次，陶瓷制品市场的竞争日益激烈，要求陶瓷原料供应商提供更具竞争力的产品和服务。

此外，技术创新和专利保护也是制约陶瓷原料市场发展的因素之一。

总的来说，陶瓷原料市场在未来五至十年将保持稳定增长的态势，并且将朝着更加高效、环保和可持续的方向发展。

供应商需要以客户需求为导向，不断开发新型原料，提高生产技术，以满足市场的需求。

同时，政府、企业和学术界也应加强合作，推动陶瓷原料产业的创新和可持续发展，为陶瓷制品的研发和应用提供更高质量的原材料支持。

高性能新型陶瓷材料的介绍与研究现状高性能新型陶瓷材料是指具有优异性能的陶瓷材料，主要包括高强度、高韧性、高耐磨、高温稳定性、耐腐蚀性等特点，广泛应用于机械、电子、能源等领域。

随着科技的进步和需求的增长，对高性能新型陶瓷材料的研究也日益重要。

本文将介绍高性能新型陶瓷材料的基本概念、特点以及研究现状。

一、高性能新型陶瓷材料的概念高性能新型陶瓷材料是指通过调控陶瓷材料的组成、结构和制备工艺，使其具有优异的物理、化学和力学性能的陶瓷材料。

与传统的陶瓷材料相比，高性能新型陶瓷材料具有更高的强度、韧性、耐磨性和高温稳定性，能够承受更严苛的工况和环境。

二、高性能新型陶瓷材料的特点1.高强度：高性能新型陶瓷材料具有出色的强度，能够承受较大的载荷，不易发生破裂和断裂。

2.高韧性：相较于传统陶瓷材料，高性能新型陶瓷材料具有更好的韧性，能够在受力时产生一定程度的变形，从而提高了其抗破裂能力。

3.高耐磨性：高性能新型陶瓷材料具有出色的耐磨性能，能够在高速运动和重负荷下长时间保持表面光洁度和密封性。

4.高温稳定性：高性能新型陶瓷材料能够在高温环境下保持其物理和化学性能的稳定，不易受热膨胀和热应力的影响。

5.耐腐蚀性：高性能新型陶瓷材料具有较强的耐腐蚀性能，能够在酸碱、高盐度和高湿度等恶劣环境中长时间使用。

三、高性能新型陶瓷材料的研究现状1.复合陶瓷材料：目前，研究者们主要通过在陶瓷基体中引入纳米粒子、纤维等低维材料，制备复合材料，以提高陶瓷材料的韧性和强度。

例子包括碳纳米管增强陶瓷、纤维增强陶瓷等。

2.稀土掺杂：通过引入稀土元素，如氧化铈、氧化镧等，来改善陶瓷材料的性能。

稀土元素能够提供额外的稳定性和触媒活性，改善材料的热稳定性和机械性能。

3.纳米陶瓷材料：纳米技术的应用使得纳米陶瓷材料成为了高性能新型陶瓷材料的一种重要研究方向。

通过控制材料的晶粒大小和分布，纳米陶瓷材料能够展示出优异的力学性能和热稳定性。

4.3D打印技术：进一步提高了陶瓷材料的设计和制备的灵活性。

工程陶瓷的加工技术目前实际生产中对工程陶瓷所采用的精加工方法通常为机械磨削，仅限于加工平面和回转曲面，极大地限制了工程陶瓷的应用。

所以，目前陶瓷材料的加工技术已成为世界各国研究的热点。

1 研制开发特种加工工艺陶瓷材料的电火花(EDM)加工技术陶瓷材料EDM加工技术的难度远远大于一般金属材料，这是因为陶瓷具有较大的电阻率，超过EDM可加工范围(电阻率ρ<100Ω·cm)：再者陶瓷的熔点很高(Tm>2000℃)，增加了加工的困难。

因此，必须采取以下措施，才有可能实现陶瓷材料的EDM加工：①增大加工电压以提高单个脉冲能量，达到加强电火花蚀除能力的目的：②改进伺服系统信号分辨能力，使其能对开路、放电、短路状态及时作出正确判别，以适应陶瓷加工的特殊要求。

与金属材料相比，陶瓷的组织结构要复杂得多。

因此，电火花加工是一个极其复杂的电、热、流体、化学等综合作用的过程。

电火花成型加工及电火花线切割HP-SiC陶瓷是可行的，但加工速度很低(一般低一个数量级或者更多)。

因此，建议用电火花加工工艺作为HP-SiC陶瓷小余量的型腔、型孔加工或修整手段。

还有文献报道，现在用EDM加工陶瓷的速度已接近用EDM加工金属的速度。

最近进行的实验所用材料包括从高导电陶瓷到各种绝缘陶瓷，绝缘陶瓷在加工时表面喷涂了如Ti-C或Ti-N化合物等导电材料。

采用这么高的速度加工陶瓷减小了材料表面的微观裂纹，提高了加工件的拉伸强度，使常用于减少小批量零件磨削时间的无余量成形不再像过去那么困难。

陶瓷材料的激光加工技术激光用于陶瓷这样超硬材料孔的加工，功率密度为107～108W/cm2，作用时间为10-3～10-5s，经济效益显著。

目前用CO2激光器可在Al2O3陶瓷上打出精确的孔，加工成本大大降低。

采用英国Frumpt公司生产的TLF750 CO2激光器打孔，孔径为，位置公差。

在美国机械工程师年会上，有人提出，CO2激光束热加工可能成为取代目前采用金刚石磨料的陶瓷加工的一种新方法，可以提高铣削工效10～30倍。