高速磨削陶瓷的实验几何形状加工测量显微镜
一种高效低成本的陶瓷加工技术——激光加热辅助磨削热压氮
化硅陶瓷(HPSN)技术，并优选其加工参数和应用于此技术的专用砂
轮。
陶瓷材料被公认为是一种典型的硬脆材料，本研究目的是
通过对热压氮化硅陶瓷材料的预加热或同时加热以提高其塑性，采
用这种方法，可以将切削深度提高20倍，同时能够在不损伤表面和
亚表面的情况下保持陶瓷材料的塑性去除模式。作为硬脆材料的陶
瓷是典型的难加工材料，这是由于其具有高硬度、高脆性和高的耐
磨性等性能。已有的研究表明，要想获得高质量的加工表面，只有
使用金刚石砂轮对陶瓷进行塑性磨削。即磨削深度必须小于1微米
，这使得加工成本非常高。许多学者尝试用不同的方法来解决这一
难题，高速磨削陶瓷就是一种非常有效的加工方法，但加工成本仍
居高不下。多年来，人们一直都在探索一种既能够提高加工效率、
又能够降低成本的方法。
从高速磨削陶瓷的实验中，可以观察到磨削温度对陶瓷表
面质量的影响，并注意到提高陶瓷的表面温度有助于获得更好的表
面质量和更容易去除材料。
(1)激光辅助磨削陶瓷的摩擦学研究：
在激光加热陶瓷材料时摩擦系数与砂轮磨损间的关系。
(2)研究陶瓷熔化和软化的临界温度与达到较理想塑性表
面所需温度的相互关系。
(3)陶瓷性能与摩擦磨损现象之间的关系(从质、量两个角
度)。(4)实验中采用了小功率激光器，下一步研究应考察更大功率
激光器的加热效果。
尽管陶瓷零件在使用时可以长时间、高标准地保证其功能和质
量，但由于其加工成本太高，以至于这种材料无法得到广泛应用，
其中如磨削、珩磨、研磨和抛光等常规精加工方法占据加工成本的
主要部分。另外，目前仍然没有理想的方法来精确、经济地加工出
孔、凹槽、球面、刻槽等复杂形状。超声波研磨加工和电火花去除
加工比较适合加工这些复杂几何形状，但存在一些明显的缺点：电
火花加工只能用来加工导电材料，超声波研磨的局限性是材料去除
率低，模具磨损快，加工精度低。因此近年来以陶瓷材料的高精度
、低成本加工技术为研究对象，开展了许多卓有成效的研究和优化
。
