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第1章 工程陶瓷材料及其加工特性1

1.1 工程陶瓷材料1

1.2 结构陶瓷材料2

1.3 工程陶瓷的加工方法与特点5

1.3.1 加工方法6

1.3.2 磨削加工的特点11

1.4 工程陶瓷加工技术的研究现状与发展展望14

参考文献18

第2章 基于金刚石刀具的陶瓷高效低成本加工新技术19

2.1 小砂轮大切深轴向进给磨削陶瓷技术19

2.1.1 加工原理与特点19

2.1.2 砂轮磨损分析20

2.1.3 工件的表面形貌21

2.1.4 工件材料的损伤层形成机理25

2.2 基于边缘碎裂效应的切割-推挤式加工陶瓷技术27

2.2.1 加工原理与特点27

2.2.2 单晶压头挤压破碎模拟的实验研究29

2.2.3 实验研究和理论分析34

2.3 粗磨粒金刚石砂轮高效磨削陶瓷技术42

2.3.1 概述42

2.3.2 试验条件与方法43

2.3.3 磨削用量对陶瓷表面粗糙度的影响43

2.3.4 磨削用量对陶瓷表面形貌的影响45

2.4 高速深磨加工陶瓷技术45

2.4.1 概述45

2.4.2 比磨削能随hmax的变化情况及特征分析47

2.4.3 磨削能形成及分配机制分析49

2.5 陶瓷高效磨削液技术52

2.5.1 磨削液概述52

2.5.2 陶瓷专用磨削液的效能评价54

2.5.3 基于润滑性能的陶瓷专用磨削液成分设计56

2.5.4 陶瓷磨削过程中的堵塞及其防护61

参考文献64

第3章 工程陶瓷高效低成本非传统加工新技术65

3.1 辅助电极法电火花加工陶瓷技术65

3.1.1 加工原理65

3.1.2 加工装置与条件66

3.1.3 加工特性67

3.2 电极引弧微爆炸加工技术72

3.2.1 概述72

3.2.2 加工过程的观察与机理分析76

3.2.3 材料去除过程的观察与分析80

3.3 高能量电容单脉冲放电高效加工陶瓷技术84

3.3.1 加工原理84

3.3.2 试验结果分析85

3.3.3 加工表面形貌分析92

3.4 喷雾电化学放电加工陶瓷技术93

3.4.1 概述94

3.4.2 单晶硅加工试验96

3.4.3 氧化铝加工试验98

3.5 双电极同步伺服电火花机械复合磨削陶瓷技术100

3.5.1 工作原理与特点101

3.5.2 加工参数的影响规律102

3.5.3 加工Al2O3陶瓷温度场数值模拟103

3.6 电解电火花铣削加工单晶硅技术105

3.6.1 加工原理106

3.6.2 实验结果与分析107

3.7 超声振动辅助磨削脉冲放电高效复合加工陶瓷技术108

3.7.1 概述108

3.7.2 复合加工工艺112

3.7.3 试验验证113

3.8 超声ELID复合磨削陶瓷材料114

3.8.1 加工原理114

3.8.2 模型的建立114

3.8.3 仿真分析117

参考文献118

第4章 工程陶瓷加工的边缘损伤及其控制技术120

4.1 陶瓷磨削加工的边缘碎裂研究120

4.1.1 产生机理与理论模型120

4.1.2 准静态单晶压痕试验126

4.1.3 力学特性129

4.1.4 声发射特征131

4.1.5 能量特征144

4.1.6 损伤机理147

4.1.7 损伤预报150

4.2 陶瓷套料孔加工出口崩边的有限元分析153

4.2.1 问题的提出153

4.2.2 有限元模型154

4.2.3 断裂过程仿真分析155

4.3 旋转超声辅助陶瓷孔加工崩边的有限元分析156

4.3.1 有限元模型157

4.3.2 有限元仿真分析159

4.4 超声辅助平面磨削陶瓷边缘损伤的研究160

4.4.1 边缘损伤试验研究160

4.4.2 提高陶瓷磨削边缘质量的措施163

4.5 单向夹紧预应力磨削陶瓷技术164

4.5.1 控制原理164

4.5.2 离散元模拟165

4.5.3 加工方法与试验167

4.6 周向包封预应力加工陶瓷技术169

4.6.1 原理及加工试验169

4.6.2 机理分析171

4.6.3 磨削试验174

4.6.4 表面残余应力测试175

4.7 激光加热辅助引弧微爆炸加工陶瓷技术176

4.7.1 加工原理176

4.7.2 激光工艺参数及对强度的影响176

4.7.3 加工参数对边缘崩碎的影响178

4.8 硬脆材料旋转超声辅助钻孔崩边的控制策略180

4.8.1 构建分析模型180

4.8.2 崩边机理181

4.8.3 控制策略183

参考文献185

第5章 工程陶瓷磨削强度控制与恢复技术187

5.1 磨削参数对陶瓷断裂强度的影响187

5.1.1 磨削试验方案设计187

5.1.2 磨削参数对强度的影响规律188

5.2 磨削缺陷对陶瓷断裂强度的影响191

5.2.1 磨削缺陷的应力集中效应192

5.2.2 考虑磨削缺陷的断裂强度194

5.2.3 磨削表面／亚表面缺陷检测196

5.3 磨削表面完整性对陶瓷断裂强度的影响199

5.3.1 磨削表面微观形貌对断裂强度的影响199

5.3.2 磨削表面纹理特征对断裂强度的影响201

5.3.3 磨削表面残余应力与断裂强度的关系204

5.4 基于加工参数的陶瓷磨削强度控制与预测207

5.4.1 磨削强度控制207

5.4.2 磨削强度预测209

5.5 退火处理恢复陶瓷磨削强度技术210

5.5.1 退火处理恢复强度试验211

5.5.2 退火处理表面的显微组织分析212

5.5.3 退火处理表面的X射线衍射分析214

5.5.4 退火处理表面的残余应力测试215

5.6 激光表面加热恢复陶瓷磨削强度技术216

5.6.1 激光加热参数对磨削强度的影响216

5.6.2 激光加热恢复磨削强度的机理219

5.7 表面抛光恢复陶瓷磨削强度技术222

5.7.1 表面抛光试验223

5.7.2 表面抛光处理的强度恢复机理224

5.7.3 抛光时间对磨削强度的影响225

5.8 弹性覆层喷丸恢复陶瓷磨削强度技术226

5.8.1 弹性覆层喷丸试验226

5.8.2 弹性覆层喷丸强化效果的影响因素分析228

5.8.3 弹性覆层喷丸的陶瓷强度恢复机理231

参考文献233