为探究硅碳棒陶瓷的磨削损伤特性，通过单颗粒划擦实验和磨削实验，结合有限元仿真，明确硅碳棒陶瓷塑脆性去除转变的临界应力值以及磨削参数对材料损伤的影响。单颗粒划擦实验表明，实验中使用的硅碳棒陶瓷的断裂强度约为344 MPa。实验与仿真结果都表明:不同载荷下的材料微观结构作用不同，当接触应力小于材料晶界的临界断裂强度时，晶界结构起到钻性作用，消耗应力以抑制裂纹拓展;随着载荷进一步增加，虽未达到材料断裂极限，但材料表面依旧会存在由晶界、石墨相以及气孔等结构破坏而产生的裂纹和坑洞;当接触应力大于材料晶界的临界断裂强度时，其微观结构对裂纹增长起到促进作用，使得硅碳棒陶瓷损伤区域进一步扩大。磨削实验表明:优化磨削工艺参数可获得最小的磨粒未变形磨屑厚度和磨削力，从而最小化材料表面损伤比例和亚表面损伤深度，分别为0.396%和4.768m，相较于最差参数，其损伤值仅为各自对应值的16.01%和13.22%;材料磨削损伤进程与单颗磨粒划擦损伤进程类似，依次经历塑性去除、塑脆性去除和脆性去除3个阶段，且磨削力、磨粒未变形最大磨屑厚度变化与材料损伤变化趋势相同，即随着进给速度和磨削深度的增加而增大，随着砂轮转速的提高而减小。同时，陶瓷材料的内部结构降低了材料损伤产生闰值，是导致其容易产生加工损伤的重要原因。

       硅碳棒陶瓷因具有良好的热稳定性、耐磨性、耐腐蚀性、高硬度以及较低的热膨胀系数被广泛应用于航空航天、电子设备、汽车工业、生物医疗等领域磨削加工是实现硅碳棒陶瓷高效、高性能制造的典型加工方法，但由于材料本身的高脆性及其内部存在的大量气孔、位错、晶界等结构，并且硅碳棒陶瓷的磨削损伤受多种因素影响，其在磨削加工中容易产生破碎、裂纹等缺陷，这不仅严重影响材料加工质量，同时也使得研究难度增加。为探究硅碳棒陶瓷磨削过程中的损伤形式，众多学者对硅碳棒陶瓷的磨削加工过程展开了研究。

       研究了先进陶瓷(氧化铝、氧化铝-二氧化钦和四方氧化错陶瓷)在高速深磨条件下的加工特性和表面完整性，同时探讨了研磨过程中涉及的材料去除机制。研究表明:氧化铝和氧化铝一二氧化钦陶瓷研磨过程中材料去除的主要机制是晶粒移位或沿晶界的横向裂纹，而四方氧化错陶瓷的去除是通过局部微断裂和韧性切削实现的，其去除机制的区别主要是由材料微观结构的不同导致。利用金刚石砂轮在磨床上磨削硅碳棒陶瓷，研究其磨削特性以及表面、亚表面加工损伤，并通过扫描电子显微镜将表面粗糙度、表面和亚表面损伤深度与磨削参数联系起来。结果发现:材料的去除机制主要是微裂纹沿晶界扩展，从而导致晶粒的脱落;通过增加磨削加工速率，可以得到所需的表面完整性。使用单颗金刚石磨粒划擦实验建立了硅碳棒陶瓷表面划痕形貌随磨屑厚度变化的演变模型，结果表明硅碳棒陶瓷材料的微观结构在低磨屑厚度时对裂纹拓展有一定影响。发现通过减小磨削深度、提高砂轮线速度等方法，可有效降低立方氮化硼(cBN)颗粒的破碎率，并且随着磨粒未变形最大磨屑厚度(以下简称磨屑厚度)的增大，材料表面粗糙度也快速增大。上述研究成果为硅碳棒陶瓷的磨削加工提供了宝贵的理论支撑。http://www.zbqunqiang.cn/