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陶瓷激光加工技术伴随着材料技术的发展，在科研应用和工业应用领域中，陶瓷材料因为其优越的物理化学性能得到了越来越多的应用。
无论是精密的微电子，或者是航空船舶等重工业，亦或是老百姓的日常生活用品，几乎所有领域都有陶瓷材料的身影。
然而，陶瓷材料结构致密，并且具有一定的脆性，普通机械方式尽管可以加工，但是在加工过程中存在应力，尤其针对一些厚度很薄的陶瓷片，极易产生碎裂。
这使得陶瓷的加工成为了广泛应用的难点。
激光作为一种柔性加工方法，在陶瓷件加工工艺上展示出了非凡的能力。
以下，以微电子应用陶瓷电路基板的切割和钻孔为例做详细说明。
微电子行业中，传统工艺均使用PCB作为电路基底。
但是，随着行业的发展，越来越多的客户要求其微电子产品具备更加稳定的性能，包括机械结构的稳定性，电路的绝缘性能等等。
因此陶瓷材料收到了越来越多的应用。
目前主流的陶瓷材料是氧化铝和氮化铝，材料的主流厚度小于2mm。
为了实现更加复杂的电路设计，客户普遍要求双面设计电路，并且通过导通孔灌注银浆或溅镀金属后形成上下面的导通。
同时，为了满足外部封装的需求，电路元器件的外形也有各种变化，包括一些圆角或者其他异性。
对于这样的产品设计，机械加工的方法非常困难。
哪怕能够加工，其良品率也是非常之低。
而广泛引用的金属加工的化学蚀刻方法或者电火花加工方法，也因为陶瓷优越的物理化学性能而无法得到应用。
对此，激光的无接触式加工能够大大提高陶瓷激光加工的可行性及加工的良率。
以上便是使用江阴德力激光设备有限公司推出的陶瓷激光精细切割设备，针对0.635mm厚氧化铝以及0.8mm厚氮化铝异型切割的样品。
可以看到的是不仅切割边缘光滑没有崩边，切割边缘的热影响更能够得到有效的控制，哪怕陶瓷已经做好金属化，仍然能做到精准的切割而不伤到金属化部分。
当然，上世界七十年代，在美国已经出现陶瓷的激光直线划片加工。
但是可以看到的是，当今的陶瓷基板切割技术，已经得到了深远的发展。
传统的CO2高功率激光是目前在陶瓷直线切割应用中的传统工艺。
工程陶瓷材料孔加工技术的试验*靳晓丽1袁军堂1肖冰21南京理工大学2南京航空航天大学摘要:立足于传统加工方法,考虑加工的经济性、实用性和易操作性,采用新研制的单层高温钎焊金刚石套料钻及专用钻套夹具对工程陶瓷材料进行了钻孔加工试验,试验结果表明,该工艺方法可高效、简便地加工出高质量的陶瓷孔,具有实用和推广价值。
关键词:工程陶瓷,钎焊金刚石套料钻,专用钻套夹具Experimental S tudy on Drilling Technology for Engineering CeramicsJin Xiaoli Yuan Juntang Xiao BinAbstract:T aken into account the machining cost,practicability and maneuverability,based on the traditional machining technology,a kind of newly developed brazed diamond trepanning tool and special clamp were designed to machine engineering ce ramics.The testing resul ts show that high quality holes can be obtained efficiently and handy by this drilling technology,so it!s worth applying and generalizing.Keywords:engineering ceramics,brazed diamond trepanning tool,special clamp1引言工程陶瓷具有高强度、高硬度、耐高温、耐磨损、耐热、抗腐蚀、抗氧化、防核辐射等优异的性能,使之广泛应用于机械、电子、航空航天、能源、军事等领域。
氮化硅陶瓷件的激光加工与制造工艺研究氮化硅陶瓷件是一种在高温、高压和耐腐蚀环境下具有优良性能的工程陶瓷材料。
它具有高硬度、高强度、高热导率、低热膨胀系数和优良的耐磨性等特点，因此被广泛应用于航空航天、光电子、生物医学等领域。
而激光加工是一种具有高精度、无接触、无切削力的先进加工技术，已被广泛应用于陶瓷材料的加工与制造。
本文将探讨氮化硅陶瓷件的激光加工与制造工艺研究。
首先，激光加工的工艺流程包括激光切割、激光打孔、激光熔化、激光微细加工等几个主要过程。
在激光加工氮化硅陶瓷件时，需要根据具体任务要求选择合适的激光加工工艺。
例如，对于切割或打孔任务，可以选择适合的激光功率、激光脉冲频率和激光束直径，以实现精确的加工效果。
而对于熔化或微细加工任务，则需要选取适合的激光功率密度和扫描速度，以控制材料的熔化和重新凝固过程。
其次，激光加工氮化硅陶瓷件时需要考虑材料的特性和工艺参数对加工效果的影响。
氮化硅陶瓷具有较高的热导率和较低的热膨胀系数，因此在选择激光加工参数时需要避免过高的功率密度和过快的扫描速度，以防止产生过大的热应力导致材料开裂。
此外，氮化硅陶瓷具有较高的硬度，因此在激光加工过程中需要选择合适的激光波长和光束直径，以提高材料的加工效率和加工质量。
然后，传统的激光加工技术通常会产生较大的熔化区域和热影响区，导致材料的损伤和形变，降低材料的性能和寿命。
因此，为了减小激光加工对氮化硅陶瓷件的影响，近年来研究者们提出了一系列改进的激光加工方法。
例如，利用超短脉冲激光进行加工可以实现材料的冷加工，降低热影响区域的大小和材料的损伤。
而利用激光辅助热压方法可以在激光加工过程中加入额外的热压力，提高材料的抗裂性能和表面质量。
最后，激光加工氮化硅陶瓷件的制造工艺也是一个重要的研究方向。
氮化硅陶瓷件通常需要进行后续加工和组装，以满足具体应用需求。
例如，通过激光微细加工可以实现精确的螺纹加工和表面处理，提高氮化硅陶瓷件的连接性和密封性。
.激光加工陶瓷材料的研究激光是一种通过入射光子的激发使处于亚稳态的较高能级的原子、离子或分子跃迁到低能级时完成受激辐射所发出的光，它与引起这种受激辐射的入射光在相位、波长、频率和传播方向等几方面完全一致，因此激光除具有一般光源的共性之外，还具有亮度高、方向性好、单色性好和相干性好四大特性。
由于激光的单色性好和具有很小的发散角，因此在理论上可聚焦到尺寸与光波波长相近的小斑点上，温度可高至上万摄氏度，它是一种理想的切割热源，能使任何坚硬的材料如硬质合金、陶瓷、金刚石等，都将在瞬时 (<10-3s)被局部熔化和蒸发，并通过所产生的强烈冲击波被喷发出去。
因此，我们可以利用激光对各种材料进行切割等加工。
烧蚀或达到燃点，同时借与光束同轴的高速气流（即具有一定压力的辅助气体，常用气体有 N2、 O2、空气等，其主要作用是：在熔化切割时，依靠喷吹气体的压力把液态金属吹走形成切口；在氧气切割中，气体与切割金属反应放热，提供部分切割能量，同时又靠气体吹除反应物），吹除熔融物质，从而实现工件割开的一种热切割方法。
激光切割的原理激光切割系利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射处的材料迅即熔化、汽化、被割材料切割面激光切割的类型根据工件热物理特性和辅助气体的特性，激光切割可分为汽化切割、熔化切割、反应熔化切割和控制断裂切割四类。
其中激光汽化切割指在极高的激光功率密度（108W/cm2）的光束照射下，工件表面材料在极短时间内被加热到汽化点，并以气体或为气体冲击以液态、固态微粒形态逸出，形成割缝从而实现切割。
陶瓷的切割可采用汽化切割。
激光切割的主要特点（1）切割质量好由于激光的光斑小、能量密度高，切割速度又快，故能获得良好的切割质量。
①切缝窄，激光切割的割缝一般在0.10～ 0.20mm，节省材料。
②割缝边缘垂直度好，切割面光滑无毛刺，表面粗糙度一般控制在 Ra：12.5 以上。
③热影响区小：激光加工的激光割缝细、速度快、能量集中，因此传到被切割材料上的热量小，引起材料的变形也非常小，在某些场合，其热影响区宽度在 0.05mm 以下。
利用陶瓷材料制备光纤传感器的方法及性能研究光纤传感器是一种利用光纤作为传感元件，通过测量光的传输特性来实现对环境参数的监测的器件。
相对于传统传感器，光纤传感器具有体积小、抗干扰能力强、无电磁干扰等优点，因此在工业、医疗、环境监测等领域得到了广泛应用。
其中，利用陶瓷材料制备光纤传感器是一种常见的方法，本文将对这种方法及其性能进行详细研究。
陶瓷材料作为一种特殊的无机非金属材料，具有高温稳定性、化学稳定性和机械强度高的特点，因此在光纤传感器中的应用具有很大的潜力。
陶瓷材料制备光纤传感器的方法主要包括制备陶瓷材料、制备光纤传感器结构和性能测试三个方面。
首先，制备陶瓷材料是制备光纤传感器的关键一步。
常用的陶瓷材料有氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷等。
制备陶瓷材料可以采用传统的陶瓷制备方法，如干法压制、烧结等。
其中，干法压制是一种常用的方法，即将陶瓷材料粉末与添加剂混合均匀后，通过压制成型成绿坯，然后经过热处理形成陶瓷材料。
其次，制备光纤传感器结构是实现光纤传感器功能的关键一步。
常用的光纤传感器结构包括菲涅尔光纤传感器、微结构光纤传感器等。
菲涅尔光纤传感器是利用菲涅尔镜原理，在光纤末端加工出表面反射镜结构，通过光的反射特性来实现对环境参数的测量。
微结构光纤传感器是利用在光纤内部加工微米级的微结构，通过微结构对光的耦合和传输特性进行调控，实现对环境参数的测量。
最后，性能测试是评估光纤传感器质量的关键一步。
光纤传感器的性能测试主要包括灵敏度、响应速度、稳定性和抗干扰能力等指标的测试。
灵敏度是衡量光纤传感器对环境参数变化的敏感程度，一般通过改变环境参数并记录光纤传感器信号的变化来评估。
响应速度是衡量光纤传感器对环境参数变化的响应快慢程度，一般通过改变环境参数并记录光纤传感器信号的变化来评估。
稳定性是衡量光纤传感器长期工作状态的可靠程度，一般通过长时间稳定测量来评估。
抗干扰能力是衡量光纤传感器对外部干扰的抵抗能力，一般通过增加干扰源并记录光纤传感器信号的变化来评估。
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。
陶瓷的加工方案及技术措施引言陶瓷作为一种重要的材料，在众多领域中都有广泛的应用。
为了达到更高的加工质量和效率，制定适当的加工方案和采取科学的技术措施是必要的。
本文将介绍陶瓷的加工方案及技术措施，旨在为相关从业人员提供参考。
加工方案1. 制定加工流程根据具体的陶瓷材料和产品要求，制定合理的加工流程是保证加工质量和效率的关键。
主要包括以下几个步骤：- 原料准备：确保原料的纯度和质量，避免对最终产品产生不良影响。
- 成型：通过压制、注塑或其他成型方法将原料转化为预定形状的坯体。
- 烧结：将成型后的坯体进行高温处理，使其变得致密并获得所需的力学性能。
- 修磨：烧结后的陶瓷制品可能存在表面粗糙、尺寸不准确等问题，通过修磨达到精度要求。
- 表面处理：根据产品需要进行表面涂层、装饰、抛光等处理。
2. 选择合适的加工设备根据加工流程中的不同步骤，选择适当的加工设备是提高加工效率和加工质量的重要因素。
常用的加工设备包括：- 成型机械：如压力机、注塑机等，用于将原料进行成型。
- 烧结设备：如窑炉、烧结炉等，实现高温处理。
- 修磨机械：如抛光机、磨床等，用于修整烧结后的制品。
- 表面处理设备：如涂层机器、喷砂机等，可根据需要选用合适的设备。
3. 严格控制参数在陶瓷的加工过程中，控制参数对于最终加工效果至关重要。
主要包括以下几个方面：- 重要参数的测量和调整：如温度、湿度、压力、速度等，在加工过程中进行监测和调整，以确保加工的稳定性和一致性。
- 工艺参数的优化：通过试验和实践，不断优化工艺参数，以提高加工效率、降低能耗，并保证产品的质量。
- 质量监控：采用合适的检测技术和设备，对加工过程和成品进行质量监控，及时发现问题并采取相应措施。
技术措施1. 优化原料配方选择合适的原料和合理的配比对于陶瓷的加工至关重要。
通过调整原料配方，可以改善陶瓷的成形性能、烧结性能和力学性能。
同时，要严格控制原料的纯度和质量，杜绝杂质的存在。
先进陶瓷材料精密件加工工艺方法介绍五篇范文第一篇：先进陶瓷材料精密件加工工艺方法介绍先进陶瓷材料精密件加工方法-机械加工、电加工、超声波加工、激光加工及复合加工介绍内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.陶瓷材料根据性能要求不同有不同加工方法。
目前主要加更方法包括机械加工、电加工、超声波加工、激光加工及复合加工几大类。
下面简要介绍下几种陶瓷材料加工方法。
1、陶瓷材料的机械加工陶瓷材料机械加工主要包括车削加工、磨削加工、钻削加工、研磨和抛光等。
（1）陶瓷材料的车削加工车削加工主要是用金刚石刀具切削高硬度、高耐磨性的陶瓷材料。
多晶金刚石刀具难以产生光滑的切削刃,一般只用于粗加工;对陶瓷材料精车削时,使用天然单晶金刚石刀具,切削时采用微切削方式。
由于陶瓷材料硬度和脆性非常大,车削加工难以保证其精度要求,故车削加工应用不多,基本上还处于研究阶段。
（2）陶瓷材料的磨削加工陶瓷材料的磨削加工是目前已有加工方法中应用最多的一种。
磨削加工所用砂轮一般选用金刚石砂轮。
对金刚石砂轮磨削机理不同学者有不同的解释，但总的来看有一点是共同的,即脆性断裂是形成材料去除的主要原因。
磨削加工中,切屑的清除是一大问题,一般采用冷却工作液清洗。
冷却液不仅起到冲洗切屑粉末的作用,而且可以降低磨削区温度,提高磨削质量,减少磨粒周围粘结剂的热分解等。
磨削液一般选用清洗性能好、粘度低的磨削液。
金刚石砂轮因其选用结合剂种类、磨粒浓度的不同有不同的磨削特性。
金刚石颗粒大小是影响陶瓷工件表面质量的又一主要原因。
颗粒愈大,所加工表面粗糙度愈大,但加工效率愈高。
（3）陶瓷材料的钻削加工陶瓷材料钻削多采用掏料钻。
掏料钻的结构为一环形金刚石砂轮焊接到一中空的钢管上,焊接工艺为银焊。
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。
高性能陶瓷材料制备工艺的新技术与新方法随着科技的进步和工业的发展，高性能陶瓷材料在各个领域得到了广泛应用。
传统的陶瓷材料存在着制备过程复杂、成本高、尺寸难控制等问题，因此，研发新技术和新方法是提高陶瓷材料制备工艺性能的关键。
首先，化学合成法是一种制备高性能陶瓷材料的重要方法。
传统的制备工艺通常采用高温烧结方法，存在能耗高、设备复杂等问题。
而化学合成法通过溶液中的化学反应进行材料合成，可以在低温下制备出高纯度、均匀分散的纳米颗粒。
这种方法相对简单且能耗低，有利于提高陶瓷材料的性能，并且可以实现针对性的控制材料的形貌和尺寸。
例如，溶胶-凝胶法是一种常用的化学合成方法，通过水解和缩聚反应制备出陶瓷材料的前驱体，并通过热处理转化为陶瓷材料。
此外，溶胶凝胶法还可以控制前驱体的成分和结构，获取不同性能的陶瓷材料。
其次，电场辅助法是一种新兴的制备高性能陶瓷材料的技术。
这种方法是通过外加电场影响材料的结晶过程，实现陶瓷材料晶粒的定向排列和尺寸的控制。
通过电场辅助法可以制备出具有优异力学性能、高介电性能和磁性功能的陶瓷材料。
例如，电场辅助烧结法是一种通过应用外加电场促进陶瓷材料的烧结过程，实现晶粒的定向排列和尺寸的控制。
这种方法可以提高材料的致密度和力学性能，并且制备出具有优异的导热性能和磁性能的材料。
此外，激光选择性烧结技术是一种非常有前景的高性能陶瓷材料制备方法。
该方法利用激光束对材料进行选择性烧结，实现二维和三维结构的精确控制。
激光选择性烧结技术具有制备复杂形状和高精度材料的优势，特别适用于制备微纳米尺度的陶瓷材料。
例如，通过激光选择性烧结技术可以制备出具有高光学透明性和低热膨胀系数的陶瓷材料，这在光电子领域有重要应用。
综上所述，化学合成法、电场辅助法和激光选择性烧结技术是近年来发展起来的新技术和新方法，可以有效地提高高性能陶瓷材料的制备工艺。
这些方法具有制备过程简单、能耗低、成本较低和材料性能优越的特点，为高性能陶瓷材料的发展开辟了新的途径。
工程陶瓷材料新型光整加工技术的研究
可
行
性
分
析
报
告
班级：
姓名：
学号：
时间：
景德镇陶瓷学院
一、基本情况：
1、项目名称：工程陶瓷材料新型光整加工技术的研究
2、目的和意义
工程陶瓷具有许多优良的性能，比如较高的硬度和强度，很强的耐腐蚀、耐磨损、耐高温能力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、英等国非常重视工程陶瓷的开发及应用。
80年代以来，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用。
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复杂的加工特性，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年代开始，国内外学者进行了大量的研究，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研究成果。
本文主要就陶瓷磨削的研究现状及发展状况进行了归纳和总结。
3、磨削机理的研究：
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复杂性，给磨削机理的研究带来了很大的困难。
在陶瓷磨削方面由于陶瓷的高硬度和高脆性，大多数研究都使用了“压痕断裂力学”模型或“切削加工”模型来近似处理。
20世纪80年代初，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研究模型，提出了应力强度因子公式K=aE·P/C2/3，根据脆性断裂力学条件K≥KC，导出了脆性断裂的临界载荷PBC ＝Cb·K ，他又根据材料的屈服条件s≥sY，导出了塑性变形模式下临界载荷PYYC=s3/g3(或PYYC=H3Y/g3)。
4、完成期限：
1、2012年08月，完成各单元最佳磨削参数的实验研究
2、2013年03月，完成砂轮工作轨迹的软件设计
3、2013年09月，完成用户试用
4、2013年10月，完成样机性能检测
5、2013年12月，样品技术鉴定
5、成果提供形式：
提供能够完成磨削的带砂轮样机和能指导生产的图纸和工艺文件一套
二、国内外技术发展与水平分析：
20世纪80年代初，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研究模型，提出了应力强度因子公式K=aE·P/C2/3，根据脆性断裂力学条件K≥KC，导出了脆性断裂的临界载荷PBC＝Cb·K ，他又根据材料的屈服条件s≥sY，导出了塑性变形模式下临界载荷PYYC=s3/g3(或PYYC=H3Y/g3)。
研究指出：陶瓷材料的去除机理通常为裂纹扩展和脆性断裂，而当材料硬度降低，压痕半径小，摩擦剧烈，并且载荷小时，就会出现塑性变形。
1987年，I.Inasaki 进一步提出，陶瓷材料以不同的方式被去除依赖于材料上缺陷的大小和密度，诸如裂纹、裂缝和应力场的大小。
海野邦昭也在其专著中提出材料的去除机理受到高温强度的影响。
1991年，东北大学郑焕文、蔡光起教授对含钼金属陶瓷进行磨削实验，通过测定单位磨削力，磨削能和磨削比，以及使用SEM对陶瓷表面和切削区域进行观察，探索了金属陶瓷材料的去除机理。
1994年，Keio大学R.Rentsch首先将分子动力学方法用于磨削机理的研究，给出了第一个磨削过程的仿真结果用来阐述磨削中磨屑堆积的现象，并指出了磨削过程仿真与切削过程仿真的异同点。
1996年，美国麻省理工学院S.Malkin 对陶瓷磨削机理进行了综述，认为深人研究磨削机理是陶瓷材料实现低成本高效率磨削的基础。
具体的研究方法概括为压痕断裂力学法和加工观察法。
压痕断裂力学模型是建立在理想化的裂纹系统和由压头所产生的变形的基础上的。
该法将磨粒和工件间的相互作用，用理想的小范围内的压痕表示，分析应力、变形及材料去除的关系。
而加工观察法包括磨削力的测定，加工表面形貌与切屑的显微观察。
两者均为陶瓷材料的磨削机理的研究提供了重要见解。
1999年，德国Kaiserslautern大学的G Warnecke指出，在磨削新型陶瓷和硬金属等硬脆材料时，磨削过程及结果与材料去除机理紧密相关。
材料去除机理是由材料特性、磨料几何形状、磨料切入运动以及作用在工件和磨粒上的机械及热载荷等因素的交互作用决定的。
另外，平面磨削过程还受到接触区动态特性的影响。
三、研究内容、技术关键，拟采取的技术方案与措施。
对普通磨削而言，在磨削机理和磨削工艺方面已经开展了广泛而深人的研究。
在精密及超精密磨削、高速高效磨削特别是针对有特殊加工性能的陶瓷和玻璃等工程材料的磨削机理和磨削工艺方面，国内外开展了一些研究，但还很不全面，尚未形成完整的理论体系，还需要进行更深入的研究，找出其内在的规律。
1、主要研究内容有：
1) 超声波磨削超声加工
2) ELID(在线电解修整金刚石砂轮)
3) MEEC(机械—电解—电火花磨削)
2、技术关键：
在陶瓷材料加工过程的研究中，最复杂的便是材料的去除机理。
研究表明，在陶瓷磨削加工过程中，材料去除主要基于以下几种去除机理：晶粒去除、剥落、脆性断裂、破碎、晶界微破碎等脆性去除方式，粉末化去除和塑性去除方式等。
3、研究方法：
利用本单位良好的实验条件得出相关结论，先研究出符合技术要求的实验磨削机，再进行机构设计、控制系统设计、分析软件设计，最后进行样品加工实验。
四、经济效益分析：
预计材料费用约3万元，参考目前市场国内外类似产品的价格，市场售价定在8—9万元，将受到各高校、研究所、陶瓷生产厂家的欢迎。
按市场总需求量为100台计，可实现毛利约500--600万元，具有较明显的经济效益。
另从替代进口、节约外汇角度看，社会效益也十分明显。
五、进度：
2012年03月完成调研
2012年08月完成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
的最佳磨削参数等实验研究
2013年03月完成分析软件的初稿
2013年08月完成样机的组装、调试、图纸资料等技术文件的编制
2013年09月完成用户试用
2013年10月完成样品表面性能测试
2013年12月技术鉴定
六、经费概算：
1、设备、仪器购置费 2.5 购高精度传感器和图像采集设备
2、材料样品费 3.0 含加工费、制作费
3、试验费 1.5 含检测费
4、资料费0.6
5、土建安装费--
6、调研费0.8
7、鉴定费0.8
8、其他费用0.8
9、合计10.0
10、申请资助8.0 拨款
七、承担单位基本情况及具备的条件：
景德镇陶瓷学院是国内唯一以陶瓷原材料、陶瓷工艺、陶瓷窑炉、陶瓷美术、陶瓷机械等为主要学科的高等院校。
承担了国家“九五”攻关项目，在新型陶瓷材料的科研方面已经取得了多项成果。
目前，已经成为江西省陶瓷工程中心的主持单位。
在陶瓷工业领域有较强的科研能力，有众多多次主持大型科研课题经验的科研技术人员。
本项目主要负责人多年从事陶瓷材料特别是工程陶瓷材料的新型加工技术研究工作，承担过多项省市级科研项目。
我院的材料工程系和机械电子工程系长期开展陶瓷新材料、新工艺、新配方、加工方法及控制等多方面的教学和科学技术研究，两系的实验室可提供各种实验设备，并可为本项目研究提供各种试验条件。
完全能够承担“工程材料的新型光整加工技术”课题的研究，并具备完成课题鉴定的能力。
