陶瓷材料加工的概念

    如果說(shuō)材料科學(xué)是研究材料的結(jié)構(gòu)與性能的規(guī)律，那么材料加工的任務(wù)就是把材料加工成可供使用的產(chǎn)品。因此，材料加工實(shí)質(zhì)上就是材料工程。材料加工技術(shù)也取決于材料的結(jié)構(gòu)與性能，例如，采用鑄造和塑性加．1：技術(shù)可以得到直接的性能；而這樣得到的直接性能反過(guò)來(lái)也會(huì)影響材料隨后的加工與性能。因此必須把材料科學(xué)與材料加工緊密地結(jié)合起來(lái)。

 

    材料的加工方法會(huì)影響它的結(jié)構(gòu)。如果將鑄造與鍛壓成型方法相比，則銅棒的結(jié)構(gòu)會(huì)有很大的差別，在晶粒的形狀、尺寸和取向方面均有明鼴的區(qū)別。鑄造結(jié)構(gòu)中有可能包含孔洞，這是由于收縮和氣體逸出所致，并且還可能有非金屬夾雜物卷在結(jié)構(gòu)中。鍛壓成型的材料中有可能包含非金屬夾雜物和在原子排列方面的內(nèi)部缺陷。因此，鑄造產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)及其性能與鍛壓的產(chǎn)品相比，會(huì)有許多差別。
 

    另一方面，原始的結(jié)構(gòu)與性能則確定了人們將采用何種加一J：方法以得到所要求的形狀。鑄件含有很大收縮孑L時(shí)，會(huì)在隨后的加工過(guò)程中出現(xiàn)裂紋。經(jīng)過(guò)強(qiáng)化處理的合金在塑性變形過(guò)程中會(huì)變脆和失效。拉伸變形過(guò)程中拉長(zhǎng)的晶粒可以導(dǎo)致在隨后的塑性加r時(shí)，產(chǎn)生不均勻的形狀。熱硬性高分子聚合物是不能經(jīng)受塑性成型的；而熱塑性高分子聚合物則容易經(jīng)受塑性成型。
 

    1 陶瓷材料的可加工性

    從毛坯到產(chǎn)品，陶瓷材料需要二次加工。陶瓷的可加工性與其微觀結(jié)構(gòu)和材料去除形式密切相關(guān)，可根據(jù)陶瓷加工的材料去除原理，通過(guò)設(shè)計(jì)相應(yīng)的組分復(fù)合和熱處理工藝，控制和調(diào)整陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)及晶界應(yīng)力，使陶瓷內(nèi)部產(chǎn)生弱結(jié)合面來(lái)實(shí)現(xiàn)可加工性。

    影響陶瓷材料可如工性的參數(shù)主要有硬度、斷裂韌性、彈性模量、表面粗糙度、切削能、加工參數(shù)和加工方法等。硬度和斷裂韌性對(duì)陶瓷材料的可加工性起著決定作用，也是組分設(shè)計(jì)、性能優(yōu)化的著眼點(diǎn)。通常，塑性指數(shù)P被用來(lái)表征材料抵抗變形和斷裂的能力，P值越小，材料的可加1-性能越好；脆性指數(shù)B也可用來(lái)評(píng)價(jià)材料可加工性，B一硬度／斷裂韌性，材料脆性指數(shù)越高，可加工性能越差。

    所設(shè)計(jì)制備的可加工陶瓷材料是否具備可加工性，最終需要通過(guò)機(jī)械加工來(lái)

考察，通常用車削、切削、磨削、鉆削等機(jī)械加工的難易程度來(lái)定性表征；目前

工程領(lǐng)域，主要是利用特殊材料的鉆頭及刀具對(duì)可加工材料進(jìn)行鉆孑L、切削、拋

磨等，通過(guò)測(cè)定鉆頭等的進(jìn)給速度和材料的表面光潔度來(lái)評(píng)價(jià)材料的可加工

性能。

    2 先進(jìn)陶瓷材料加工技術(shù)簡(jiǎn)介

    陶瓷的加工技術(shù)多種多樣．視具體情況而定。常用的加-1：方法有：機(jī)械加一1：法、超聲波加工法、化學(xué)加工法、電化學(xué)及光化學(xué)加【法、光學(xué)加工法。機(jī)械加工又包括切削加- .T：、磨削加I：和研磨與拋光。陶瓷加工技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了先進(jìn)陶瓷材料的廣泛應(yīng)用，有其十分重要的實(shí)際意義。目前陶瓷加工技術(shù)的研究方向可以概括為兩方面：①對(duì)現(xiàn)有陶瓷加工技術(shù)進(jìn)行深入研究．開(kāi)發(fā)專用的陶瓷加工機(jī)床；優(yōu)化_I：藝參數(shù)，提高加工質(zhì)量和加jI：效率，降低生產(chǎn)成本，以擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。②開(kāi)發(fā)和推廣陶瓷加工新技術(shù)。目前主要是把兩種或幾種加工方法復(fù)合在一起形成一種新的加，【：方法，如超聲放電復(fù)合加工、電解放電復(fù)合加工、電解電火花磨削、電氣機(jī)械磨削等。隨著陶瓷加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，先進(jìn)陶瓷材料的應(yīng)用將不斷擴(kuò)大。