SiC_(f)/SiC陶瓷基复合材料单颗磨粒磨削试验研究

对碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(SiC/SiC)进行了单颗磨粒磨削试验,研究了脆性去除模式下磨削中侧边崩碎规律。研究结果表明:磨削SiC基体时,基体内裂纹易引发磨削中大块侧边崩碎;磨削纤维时,侧边崩碎宽度随纤维与磨削方向夹角的增大而增大;磨削90°纤维时,提高磨削速度可减小侧边崩碎程度;以50 m/s和90 m/s的磨削速度磨削造成的侧边崩碎宽度比以20 m/s磨削时的侧边崩碎宽度分别小30%和60%;在试验参数范围内,增大磨削用量不会增大磨削中侧边崩碎程度,但可以提高材料去除率。

基于偏振激光共聚焦的研磨石英玻璃亚表面损伤检测

石英玻璃在研磨过程中会不可避免地产生亚表面损伤,对石英玻璃亚表面损伤的检测一直是石英玻璃加工工艺优化中的热点。本文结合偏振激光散射法及激光散射共聚焦法,提出了基于偏振激光共聚焦的研磨石英玻璃亚表面损伤的无损检测方法。搭建无损检测系统,对采用不同金刚石研磨液研磨的石英玻璃亚表面损伤进行检测,并采用横截面显微有损检测法对同一批石英玻璃检测结果进行验证。对比无损和有损检测结果,亚表面损伤深度的相对误差在5%以内,亚表面裂纹构型基本一致。结果表明,偏振激光共聚焦无损检测方法可实现研磨石英玻璃亚表面损伤的定量、非破坏检测,可为后续石英玻璃的加工工艺优化提供有效的检测手段。

关于硬脆材料去除机理与加工损伤的理性思考

硬脆材料是典型的难加工材料。长期以来,实现“延性域”磨削被认为是消除加工损伤的重要途径。从“临界切深模型”和“延性域磨削条件下的损伤”两个角度分析了“延性域”磨削理论存在的问题,从“尺寸效应”、“应变率效应”和“温度效应”三个方面讨论了影响硬脆材料磨削加工损伤的主要因素,并基于位错理论对磨削加工材料去除机理、变形和断裂机制、加工损伤等重要问题进行了理性思考。旨在澄清“延性域”磨削加工的概念,并证明了“延性域”磨削并不代表没有加工损伤。硬脆材料的塑性变形或脆性断裂是“尺寸效应”、“温度效应”与“应变率效应”三者相互竞争、综合作用的结果,超高速磨削在降低硬脆材料加工损伤、提高加工效率方面有巨大的工程应用潜力。