单颗粒划擦损伤模型硅碳棒独特的制备流程使其成品中包含大量微观结构，包括不同的晶粒形状、晶界、石墨相以及气孔等，如果直接将经典压痕断裂力学模型应用其中，而忽略硅碳棒微观结构对加工损伤的影响，会存在一定不合理性。具体分析硅碳棒内部微观结构的力学性能，可以更好地理解哪些缺陷是关键的，有助于优化硅碳棒的性能。根据赫兹接触理论，当一个球形磨粒压人工件表面时，假设接触面积是有限的，则此次接触可产生的最大接触应力为式中F为作用于磨粒上的总垂直力，a为接触区域的半径。对于碳化硅晶粒，其极限载荷二。可用其断裂韧性计算得到，公式为式中K为断裂韧性，A为微观裂纹长度。对于硅碳棒晶界，其临界断裂强度二a由受载荷处的应力因子K决定，而K又由剪切应力砰、最大拉应力端以及残余应力二R提供的应力因子合成。设有一长、宽均为C的正方形区域，以其受载荷点为原点建立坐标系以C为极轴半径，在此区域内的应力因子计算公式为式中:KF为剪切应力提供的应力因子，KM与KR同理是与裂纹尺寸相关的量纲为1的函数与同理。反推硅碳棒晶界理论临界断裂强度a计算公式为硅碳棒晶界的组成结构受限于碳化硅颗粒的生长方式，加上碳化硅颗粒排列具有不均匀性，容易在边界处产生位错、滑移等现象，这大幅降低了晶界处的理论临界断裂强度。石墨相是由碳化硅在高温环境中碳单质析出形成的，其极限载荷取决于石墨颗粒的形态、大小、分布以及所处位置，因此难以估计。但普遍来说，石墨相的理论临界断裂强度远低于碳化硅颗粒的理论临界断裂强度。

       当时，材料去除产生的裂纹不会继续拓展，裂纹系统趋于稳定;当时，裂纹会沿着晶界组织延伸，直至应力被消耗至此时的裂纹深度也为亚表面损伤最大深度;当时，已达到碳化硅颗粒的极限载荷且远大于晶界、石墨相等微观结构的极限载荷，此时破碎面积增大，这是硅碳棒磨削加工过程中更容易产生裂纹的重要原因。当硅碳棒发生破碎时，材料属于脆性去除。这一区域存在中位/径向裂纹以及横向裂纹2种裂纹形式，如图4所示。根据硬脆材料亚表面损伤深度模型，中位裂纹深度clTl以及横向裂纹深度c，的理论方程为式中:K,和Ko为理论系数，P为压痕载荷。假设亚表面损伤深度d和表面粗糙度的最大值Sz分别等同于中位裂纹深度和横向裂纹深度，综合式(5)、式(6)可消除参数P，则亚表面损伤深度表达。