先進(jìn)陶瓷加工導(dǎo)論

前言

工程陶瓷由于其高硬度、防腐耐磨、耐高溫、質(zhì)量輕等特性在航空航天、石油勘探、化工、國防等工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，可以預(yù)見，許多機(jī)械裝備上的關(guān)鍵零部件用陶瓷替代金屬已成為一種不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。但陶瓷由于其硬脆特性決定的加工難度大、加工效率低、成本高已成為阻礙工程陶瓷進(jìn)一步廣泛應(yīng)用的“瓶頸”。自20世紀(jì)80年代以來，對加工理論和技術(shù)的研究在國內(nèi)外一直處于熱點(diǎn)狀態(tài)。為了及時將近年來國外陶瓷材料加工的最新理論與技術(shù)呈現(xiàn)給國內(nèi)該領(lǐng)域的廣大科技工作者，促進(jìn)陶瓷加工技術(shù)更快、更好地發(fā)展，我們翻譯了《先進(jìn)陶瓷加工導(dǎo)論》。本書全面和系統(tǒng)地闡述了近年來國外特別是一些發(fā)達(dá)國家在陶瓷加工領(lǐng)域所取得的學(xué)術(shù)成果。本書以陶瓷加工的新理論、新技術(shù)、新工藝以及應(yīng)用為主要內(nèi)容，集結(jié)了一些國際上在陶瓷加工領(lǐng)域著名學(xué)者的最新研究成果，內(nèi)容豐富、層次分明、特色突出。在翻譯過程中，按照盡量尊重原著的原則，僅對個別章節(jié)出現(xiàn)的重復(fù)內(nèi)容做了局部調(diào)整。本書共分16章。內(nèi)容主要包括陶瓷的塑性磨削、用粗砂輪進(jìn)行精細(xì)陶瓷的塑性超精加工、陶瓷磨削機(jī)理、陶瓷磨削的強(qiáng)度和損傷深度、ELID磨削技術(shù)高效超精密加工結(jié)構(gòu)陶瓷零件、陶瓷材料的ELID磨削性能、ELID磨削陶瓷技術(shù)的應(yīng)用及其砂輪的在線監(jiān)測、陶瓷材料的高效砂帶磨削、陶瓷研磨的聲發(fā)射監(jiān)控、陶瓷材料的單晶和多晶金剛石研磨、陶瓷磨削的雙裂紋模型、金剛石砂輪雙面磨削、磁頭的超精密拋光、陶瓷的激光輔助磨削、陶瓷的超聲波加工以及陶瓷材料加工進(jìn)展等。本書由田欣利、張保國、吳志遠(yuǎn)任主譯，負(fù)責(zé)全書的組織和譯審，參加翻譯的有田欣利（第4章）、張保國（第1、13、15章）、吳志遠(yuǎn)（第12章）、姚巨坤（第2章）、唐修檢（第3章）、楊俊飛（第5、14、16章）、郭防（第6、第7章第2、3節(jié)）、許森（第8章）、王健全（第7章第1節(jié)、第9章）、劉超（第10、11章），王健全負(fù)責(zé)全書的文字校對與圖表修改。本書既可以作為高等院校陶瓷材料專業(yè)和機(jī)械制造專業(yè)的研究生、本科生的教材或參考書，也可供從事相關(guān)領(lǐng)域的研究人員和工程技術(shù)人員參考。由于譯者水平有限，書中不妥之處懇請讀者和專家批評指正。

內(nèi)容概要

　　《先進(jìn)陶瓷加工導(dǎo)論》共分16章。內(nèi)容主要包括陶瓷的塑性磨削，用粗砂輪進(jìn)行精細(xì)陶瓷的塑性超精加工，陶瓷磨削機(jī)理，陶瓷磨削的強(qiáng)度和損傷深度，ELID磨削技術(shù)高效超精密加工結(jié)構(gòu)陶瓷零件，陶瓷材料的EuD磨削性能，ELID磨削陶瓷技術(shù)的應(yīng)用及其砂輪的在線監(jiān)測，陶瓷材料的高效砂帶磨削，陶瓷研磨的聲發(fā)射監(jiān)控，陶瓷材料的單晶和多晶金剛石研磨，陶瓷磨削的雙裂紋模型，金剛石砂輪雙面磨削，磁頭的超精密拋光，陶瓷的激光輔助磨削，陶瓷的超聲波加工以及陶瓷材料加工進(jìn)展等?！　　断冗M(jìn)陶瓷加工導(dǎo)論》既可作為高等院校陶瓷材料專業(yè)和機(jī)械制造專業(yè)的研究生，本科生的教材或參考書，也可供從事相關(guān)領(lǐng)域的研究人員和工程技術(shù)人員參考。

作者簡介

作者：(美國)馬里內(nèi)斯庫(loan D.Marinescu) 譯者：田欣利 張保國 吳志遠(yuǎn)

書籍目錄

第1章 陶瓷的塑性磨削：機(jī)床與加工過程1.1 陶瓷和金屬1.2 脆性材料的塑性磨削1.3 陶瓷塑性行為的加工過程觀察1.3.1 脆性模式的劃痕實(shí)驗(yàn)1.3.2 塑性模式的加工過程觀察1.4 陶瓷的延性域磨削1.5 陶瓷塑性磨削機(jī)床1.5.1 塑性微磨削機(jī)床的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1.5.2 塑性微磨削機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)參考文獻(xiàn)第2章 用金剛石粗砂輪實(shí)現(xiàn)精細(xì)陶瓷的塑性超精磨削2.1 引言2.2 采用140砂輪實(shí)現(xiàn)塑性磨削2.2.1 試驗(yàn)步驟2.2.2 工作臺速度的影響2.2.3 砂輪轉(zhuǎn)速的影響2.2.4 工件材料的影響2.3 超精磨削2.3.1 超精磨削方法2.3.2 超精磨削結(jié)果2.4 結(jié)論參考文獻(xiàn)第3章 陶瓷磨削機(jī)理3.1 引言3.2 壓痕斷裂力學(xué)方法3.2.1 中位／徑向裂紋：靜態(tài)壓頭3.2.2 中位／徑向裂紋：滑動壓頭3.2.3 側(cè)向裂紋與擠壓3.3 加工方法3.3.1 磨屑3.3.2 劃痕及磨削表面的微觀形貌3.3.3 磨削能與磨削機(jī)理3.4 結(jié)論參考文獻(xiàn)第4章 陶瓷磨削強(qiáng)度與損傷深度4.1 引言4.2 典型陶瓷材料的性能4.3 實(shí)驗(yàn)過程4.3.1 磨削試驗(yàn)方法4.3.2 磨粒的切深4.3.3 強(qiáng)度測試標(biāo)準(zhǔn)4.3.4 研磨試驗(yàn)方法4.3.5 磨削強(qiáng)度測試4.3.6 損傷深度測試4.4 試驗(yàn)結(jié)果及討論4.4.1 磨削強(qiáng)度4.4.2 損傷深度4.5 結(jié)論參考文獻(xiàn)第5章 ELID磨削技術(shù)高效超精密制造結(jié)構(gòu)陶瓷零件5.1 引言5.2 ELID磨削原理5.2.1 放電修整技術(shù)5.2.2 預(yù)修整中的電解反應(yīng)5.2.3 ELID磨削機(jī)理5.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)5.3.1 砂輪5.3.2 磨削液5.3.3 電源5.3.4 材料5.3.5 測試儀器5.4 結(jié)果與分析5.4.1 結(jié)合劑材料的影響5.4.2 電源的影響5.4.3 常規(guī)磨削與ELID磨削的對比5.4.4 改進(jìn)的ELID磨削5.4.5 青銅結(jié)合劑和鈷結(jié)合劑砂輪的磨削5.4.6 磨削比5.4.7 基于車削加工中心的高效外圓磨削5.4.8.ELID超精密磨削5.4.9 氮化硅的彎曲強(qiáng)度5.5 結(jié)論參考文獻(xiàn)第6章 陶瓷材料的ELID磨削性能6.1 氧化鋯陶瓷材料的高效、精密ELID無心磨削6.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置6.1.2 加工效果6.2 陶瓷球面透鏡的ELID磨削特性6.2.1 ELIDCG磨削機(jī)構(gòu)6.2.2 ELIDCG磨削的實(shí)驗(yàn)裝置6.2.3 陶瓷球面透鏡的ELIDCG磨削6.3 A1N陶瓷ELID磨削特性和表面改性作用6.3.1 ELID磨削A1N陶瓷的實(shí)驗(yàn)裝置6.3.2 ELID磨削表面的觀測6.3.3 ELID磨削的表面改性效應(yīng)6.3.4 ELID磨削改性表面的分析參考文獻(xiàn)第7章 ELID磨削陶瓷技術(shù)的應(yīng)用及砂輪的在線監(jiān)測7.1.ELID磨削陶瓷技術(shù)的應(yīng)用7.1.1 ELID單面磨削7.1.2 ELID雙面磨削7.1.3 ELID研磨7.1.4 陶瓷在立軸圓臺平面磨床的ELID磨削7.1.5 陶瓷在立式磨削中心上的ELID磨削7.1.6 陶瓷涂層的ELID磨削7.1.7 非球形鏡面的EuD超精密磨削7.1.8 微球面鏡頭的EuD磨削7.1.9 大型光學(xué)玻璃基板的EuD磨削7.1.10 EUD精密內(nèi)圓磨削7.1.11 化學(xué)氣相沉積碳化硅（CVD-SiC）的ELID磨削7.2 CCD系統(tǒng)在線監(jiān)測：ELID磨削過程砂輪的磨損7.2.1 引言7.2.2 實(shí)驗(yàn)方法7.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論7.2.4 從摩擦學(xué)角度研究EUD磨削7.2.5 小結(jié)參考文獻(xiàn)第8章 陶瓷材料的高效砂帶無心磨削8.1 引言8.2 問題的提出8.3 日標(biāo)8.4 陶瓷材料加工實(shí)驗(yàn)8.5 試驗(yàn)結(jié)果8.6 結(jié)論參考文獻(xiàn)第9章 研磨過程中的聲發(fā)射監(jiān)控9.1 引言9.2 相關(guān)工作9.2.1 托萊多大學(xué)從事的工作9.2.2 AMMC以外的工作9.3 研究方法9.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果9.4.1 試驗(yàn)流程9.4.2 數(shù)據(jù)分析9.5 小結(jié)第10章 陶瓷材料的單晶和多晶金剛石研磨10.1 引言10.2 實(shí)驗(yàn)方法10.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果……第11章 陶瓷研磨的雙裂紋模型第12章 金剛石砂輪雙面磨削先進(jìn)陶瓷第13章 磁頭的超精密拋光第14章 激光預(yù)熱輔助磨削陶瓷技術(shù)第15章 陶瓷的超聲加工第16章 陶瓷材料的加工進(jìn)展參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：由于精細(xì)陶瓷具有優(yōu)良的力學(xué)、電和光學(xué)性能，目前已被廣泛地應(yīng)用于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能部件中。例如，用作裝備和機(jī)器的高質(zhì)量部件。為了能夠更加充分地發(fā)揮陶瓷材料的優(yōu)異性能，加工后的精細(xì)陶瓷表面必須具有非常好的表面粗糙度和表面質(zhì)量。磨削加工是精細(xì)陶瓷獲得高質(zhì)量表面最有效的加工方法之一。但由于陶瓷材料具有硬脆的力學(xué)特性，很難通過塑性磨削來獲得無裂紋的低粗糙度表面。因此，對這方面的課題開展研究，以此來確定進(jìn)行塑性磨削加工的相應(yīng)條件是非常有必要的。一些研究人員已經(jīng)研究報(bào)道了可以用1500砂輪（砂粒直徑約10pen）來進(jìn)行陶瓷表面的塑性磨削。但問題是在實(shí)際使用中對精細(xì)砂粒砂輪的整形和修整難度非常大。而且，由于實(shí)際磨削中，即使在很小的磨削力作用下，起切削作用的砂輪顆粒也非常容易從砂輪表面脫落下來，需要將切削深度和工作臺速度限定在一個非常小的范圍內(nèi)。因此，采用1500砂輪進(jìn)行陶瓷材料的塑性磨削并不能夠解決陶瓷材料生產(chǎn)率低和加工費(fèi)用高的問題。但如果能夠采用粗顆粒如140砂輪（砂粒平均直徑約100um）來進(jìn)行精細(xì)陶瓷的塑性磨削，那么就可望在獲得更高的磨削質(zhì)量時，大大提高生產(chǎn)效率并顯著降低磨削費(fèi)用。本章介紹了采用140金剛石砂輪進(jìn)行精細(xì)陶瓷材料的超精磨削。首先，根據(jù)工作臺速度和磨削后工件表面質(zhì)量間的試驗(yàn)關(guān)系，我們討論分析了采用140金屬基金剛石砂輪來進(jìn)行精細(xì)陶瓷材料塑性磨削的可行性。其次，闡述了砂輪速度和工件材料對于塑性磨削方法的影響。最后，介紹了最新研究的采用粗砂輪進(jìn)行塑性超精磨削方法，這種方法磨削后可獲得表面粗糙度約為10nto（P-V）至1nm（RMS）的精細(xì)陶瓷表面。

編輯推薦

《先進(jìn)陶瓷加工導(dǎo)論》是由國防工業(yè)出版社出版的。

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