先进陶瓷加工导论

《先进陶瓷加工导论》共分16章。内容主要包括陶瓷的塑性磨削，用粗砂轮进行精细陶瓷的塑性超精加工，陶瓷磨削机理，陶瓷磨削的强度和损伤深度，ELID磨削技术高效超精密加工结构陶瓷零件，陶瓷材料的EuD磨削性能，ELID磨削陶瓷技术的应用及其砂轮的在线监测，陶瓷材料的高效砂带磨削，陶瓷研磨的声发射监控，陶瓷材料的单晶和多晶金刚石研磨，陶瓷磨削的双裂纹模型，金刚石砂轮双面磨削，磁头的超精密抛光，陶瓷的激光辅助磨削，陶瓷的超声波加工以及陶瓷材料加工进展等。

工程陶瓷由于其高硬度、防腐耐磨、耐高温、质量轻等特性在航空航天、石油勘探、化工、国防等工业领域的应用越来越广泛，可以预见，许多机械装备上的关键零部件用陶瓷替代金属已成为一种不可逆转的发展趋势。但陶瓷由于其硬脆特性决定的加工难度大、加工效率低、成本高已成为阻碍工程陶瓷进一步广泛应用的“瓶颈”。自20世纪80年代以来，对加工理论和技术的研究在国内外一直处于热点状态。

为了及时将近年来国外陶瓷材料加工的最新理论与技术呈现给国内该领域的广大科技工作者，促进陶瓷加工技术更快、更好地发展，我们翻译了《先进陶瓷加工导论》。本书全面和系统地阐述了近年来国外特别是一些发达国家在陶瓷加工领域所取得的学术成果。本书以陶瓷加工的新理论、新技术、新工艺以及应用为主要内容，集结了一些国际上在陶瓷加工领域著名学者的最新研究成果，内容丰富、层次分明、特色突出。在翻译过程中，按照尽量尊重原著的原则，仅对个别章节出现的重复内容做了局部调整。

作　者：（美）马里内斯库 著 田欣利，张保国，吴志远 译出 版 社：国防工业出版社ISBN：9787118067996出版时间：2010-04-01版　次：1页　数：241装　帧：平装开　本：16开所属分类：图书 > 科技 > 化学工业

第1章 陶瓷的塑性磨削:机床与加工过程……1

1.1 陶瓷和金属……1

1.2 脆性材料的塑性磨削……3

1.3 陶瓷塑性行为的加工过程观察……7

1.3.1 脆性模式的划痕实验……8

1.3.2 塑性模式的加工过程观察……9

1.4 陶瓷的延性域磨削……11

1.5 陶瓷塑性磨削机床……14

1.5.1 塑性微磨削机床的设计标准……14

1.5.2 塑性微磨削机床的关键技术……16

参考文献……21

第2章 用金刚石粗砂轮实现精细陶瓷的塑性超精磨削……23

2.1 引言……23

2.2 采用140#砂轮实现塑性磨削……24

2.2.1 试验步骤……24

2.2.2 工作台速度的影响……26

2.2.3 砂轮转速的影响……31

2.2.4 工件材料的影响……34

2.3 超精磨削……39

2.3.1 超精磨削方法……39

2.3.2 超精磨削结果……41

2.4 结论……43

参考文献……44

第3章 陶瓷磨削机理……45

3.1 引言……45

3.2 压痕断裂力学方法……45

3.2.1 中位/径向裂纹:静态压头……46

3.2.2 中位/径向裂纹:滑动压头……49

3.2.3 侧向裂纹与挤压……52

3.3 加工方法……53

3.3.1 磨屑……53

3.3.2 划痕及磨削表面的微观形貌……55

3.3.3 磨削能与磨削机理……56

3.4 结论……65

参考文献……66

第4章 陶瓷磨削强度与损伤深度……71

4.1 引言……71

4.2 典型陶瓷材料的性能……72

4.3 实验过程……73

4.3.1 磨削试验方法……73

4.3.2 磨粒的切深……73

4.3.3 强度测试标准……74

4.3.4 研磨试验方法……74

4.3.5 磨削强度测试……75

4.3.6 损伤深度测试……76

4.4 试验结果及讨论……78

4.4.1 磨削强度……78

4.4.2 损伤深度……82

4.5 结论……85

参考文献……86

第5章 ELID磨削技术高效超精密制造结构陶瓷零件……88

5.1 引言……88

5.2 ELID磨削原理……89

5.2.1 放电修整技术……92

5.2.2 预修整中的电解反应……93

5.2.3 ELID磨削机理……93

5.3 实验系统……94

5.3.1 砂轮……95

5.3.2 磨削液……95

5.3.3 电源……95

5.3.4 材料……96

5.3.5 测试仪器……96

5.4 结果与分析……96

5.4.1 结合剂材料的影响……96

5.4.2 电源的影响……98

5.4.3 常规磨削与ELID磨削的对比……99

5.4.4 改进的ELID磨削……101

5.4.5 青铜结合剂和钴结合剂砂轮的磨削……102

5.4.6 磨削比……104

5.4.7 基于车削加工中心的高效外圆磨削……106

5.4.8 ELID超精密磨削……106

5.4.9 氮化硅的弯曲强度……109

5.5 结论……111

参考文献……112

第6章 陶瓷材料的ELID磨削性能……115

6.1 氧化锆陶瓷材料的高效、精密ELID无心磨削……115

6.1.1 实验装置……115

6.1.2 加工效果……116

6.2 陶瓷球面透镜的ELID磨削特性……119

6.2.1 ELIDCG磨削机构……119

6.2.2 ELIDCG磨削的实验装置……119

6.2.3 陶瓷球面透镜的ELIDCG磨削……120

6.3 AlN陶瓷ELID磨削特性和表面改性作用……121

6.3.1 ELID磨削AlN陶瓷的实验装置……121

6.3.2 ELID磨削表面的观测……124

6.3.3 ELID磨削的表面改性效应……127

6.3.4 ELID磨削改性表面的分析……128

参考文献……129

第7章 ELID磨削陶瓷技术的应用及砂轮的在线监测……132

7.1 ELID磨削陶瓷技术的应用……132

7.1.1 ELID单面磨削……132

7.1.2 ELID双面磨削……133

7.1.3 ELID研磨……135

7.1.4 陶瓷在立轴圆台平面磨床的ELID磨削……136

7.1.5 陶瓷在立式磨削中心上的ELID磨削……137

7.1.6 陶瓷涂层的ELID磨削……140

7.1.7 非球形镜面的ELID超精密磨削……141

7.1.8 微球面镜头的ELID磨削……141

7.1.9 大型光学玻璃基板的ELID磨削……141

7.1.10 ELID精密内圆磨削……142

7.1.11 化学气相沉积碳化硅(CVD-SiC)的ELID磨削……143

7.2 CCD系统在线监测ELID磨削过程砂轮的磨损……143

7.2.1 引言……143

7.2.2 实验方法……144

7.2.3 实验结果及讨论……144

7.2.4 从摩擦学角度研究ELID磨削……148

7.2.5 小结……150

参考文献……150

第8章 陶瓷材料的高效砂带无心磨削……154

8.1 引言……154

8.2 问题的提出……155

8.3 目标……156

8.4 陶瓷材料加工实验……156

8.5 试验结果……157

8.6 结论……165

参考文献……165

第9章 研磨过程中的声发射监控……166

9.1 引言……166

9.2 相关工作……166

9.2.1 托莱多大学从事的工作……166

9.2.2 AMMC以外的工作……167

9.3 研究方法……167

9.4 实验结果……169

9.4.1 试验流程……169

9.4.2 数据分析……170

9.5 小结……172

第10章 陶瓷材料的单晶和多晶金刚石研磨……173

10.1 引言……173

10.2 实验方法……174

10.3 实验结果……174

参考文献……180

第11章 陶瓷研磨的双裂纹模型……182

11.1 引言……182

11.2 双裂纹模型……182

11.3 实验过程……184

11.3.1 实验材料……184

11.3.2 试验设备……185

11.3.3 试验方法……185

第12章 金刚石砂轮双面磨削先进陶瓷……186

12.1 引言……186

12.2 双面磨削运动学模型……187

12.3 轨迹模拟……192

12.4 实验验证……195

12.5 结果讨论……197

12.6 结论……198

参考文献……198

第13章 磁头的超精密抛光……200

13.1 引言……200

13.2 相关研究……200

13.2.1 托莱多大学精密微加工中心……200

13.2.2 其他研究机构……200

13.3 实验……201

13.4 实验结果……202

13.4.1 材料去除量……202

13.4.2 粗糙度和表面形貌……202

第14章 激光预热辅助磨削陶瓷技术……207

14.1 引言……207

14.2 问题综述……207

14.2.1 概述……207

14.2.2 实验设计……207

14.2.3 试验结果及讨论……208

14.3 切削去除机理……210

14.4 结论……211

14.5 研究前景……211

参考文献……212

第15章 陶瓷的超声加工……213

15.1 引言……213

15.2 超声技术……213

15.3 超声研磨技术……215

15.3.1 基础理论……215

15.3.2 陶瓷材料的切削加工性……218

15.3.3 常规超声研磨加工……218

15.3.4 旋转超声研磨加工……221

15.3.5 附加直线运动的旋转超声研磨加工……221

15.4 超声辅助磨削……223

15.4.1 基本原理……223

15.4.2 陶瓷材料的可加工性……224

15.4.3 平面磨削……225

15.4.4 端面磨削……225

15.4.5 超声辅助复合圆周磨削……227

15.5 工艺过程比较……228

参考文献……229

第16章 陶瓷材料的加工进展……232

16.1 引言……232

16.2 珩磨……232

16.2.1 概述……232

16.2.2 技术调查……233

16.2.3 陶瓷材料和结构性能的影响……234

16.3 动态研磨性磨削技术……234

16.3.1 工艺技术……234

16.3.2 加工过程……235

16.3.3 应用与前景……235

16.4 陶瓷材料磨削中的冷却润滑……236

16.4.1 基本现状……236

16.4.2 冷却润滑液的选择……236

16.4.3 供液系统的设计……238

16.4.4 清洁装置的设计……239

参考文献……239

陶瓷加工（Ceramic Machining）

陶瓷加工是对陶瓷坯料进行加工，使其达到图纸要求的活动。

1、陶瓷都有尺寸和表面精度要求，但由于烧结收缩率大，无法保证烧结后瓷体尺寸的精确度，因此烧结后需要再加工；

2、陶瓷材料有高硬度、高强度、脆性大的特性，属于难加工材料。

对于陶瓷材料，由于其特殊的物理机械性能，最初只能采用磨削方法进行加工，随着机械加工技术的发展，目前已可采用类似金属加工的多种工艺来加工陶瓷材料。

1、磨料加工：研磨加工、抛光加工、砂带加工、滚筒加工、超声加工、喷丸加工、粘弹性流动加工；

2、塑性加工：金刚石塑性加工、金刚石塑性磨削；

3、化学加工：蚀刻、化学研磨、化学抛光；

4、电加工：电火花加工、电子束加工、离子束加工、等离子体加工；

5、复合加工：光刻加工、ELID磨削、超声波磨削、超声波研磨、超声波电火花加工；

6、光学加工：激光加工。2100433B