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第1章 工程陶瓷材料1

1.1 工程陶瓷材料概述1

1.1.1 引言1

1.1.2 陶瓷材料的分类及基本特征3

1.2 结构陶瓷材料5

1.2.1 结构陶瓷材料的基本特性与分类5

1.2.2 氧化物陶瓷5

1.2.3 非氧化物陶瓷19

1.3 功能陶瓷的分类及应用39

1.4 功能陶瓷材料41

1.4.1 氧化铝陶瓷41

1.4.2 滑石瓷48

1.4.3 BN陶瓷54

1.4.4 AlN陶瓷56

1.4.5 铁电介质陶瓷57

1.4.6 热敏电阻陶瓷68

1.4.7 压敏陶瓷73

1.4.8 压电陶瓷76

参考文献80

第2章 工程陶瓷材料的切削加工技术82

2.1 工程陶瓷材料的切削机理82

2.1.1 理论研究方法82

2.1.2 陶瓷材料的切削过程85

2.2 工程陶瓷材料的切削特性94

2.2.1 刀具磨损94

2.2.2 切削力99

2.2.3 切削表面101

2.2.4 切削温度102

2.3 工程陶瓷材料的车削、铣削与钻削工艺103

2.3.1 工程陶瓷材料的车削加工103

2.3.2 工程陶瓷材料的铣削加工113

2.3.3 可切削陶瓷材料的钻削加工118

2.4 金刚石切削工具的应用120

2.4.1 单晶金刚石刀具121

2.4.2 聚晶金刚石刀具125

参考文献126

第3章 工程陶瓷材料的磨削加工技术128

3.1 工程陶瓷材料的磨削机理128

3.1.1 概述128

3.1.2 压痕断裂力学模型129

3.1.3 加工观察法140

3.1.4 陶瓷材料的破碎去除机理144

3.1.5 陶瓷材料的延性域磨削149

3.1.6 陶瓷材料的粉末化去除151

3.1.7 总结153

3.2 金刚石砂轮的种类与选择154

3.2.1 金刚石砂轮的种类154

3.2.2 金刚石砂轮的特征及表示方法158

3.2.3 金刚石砂轮的选择162

3.3 金刚石砂轮的修整165

3.3.1 金刚石砂轮的修整目的165

3.3.2 金刚石砂轮的修整过程与基本方法166

3.3.3 金刚石砂轮的基本整形方法166

3.3.4 金刚石砂轮的基本修锐方法170

3.4 工程陶瓷材料的磨削特性174

3.4.1 磨削力175

3.4.2 比磨削刚度177

3.4.3 比磨削能177

3.4.4 表面粗糙度179

3.4.5 磨削温度181

3.4.6　磨削比182

3.4.7 结论182

3.5 工程陶瓷材料的端面磨削183

3.5.1 概述183

3.5.2 端面磨削陶瓷材料温度场的理论研究185

3.5.3 端面磨削陶瓷材料的试验研究196

3.6 工程陶瓷材料的大背吃刀量缓进给磨削211

3.6.1 概述211

3.6.2 大背吃刀量缓进给磨削工艺的特点212

3.6.3 大背吃刀量缓进给磨削的分类213

3.6.4 工程陶瓷大背吃刀量缓进给磨削机理213

3.6.5 大背吃刀量缓进给磨削工艺219

3.6.6 大背吃刀量缓进给工艺对磨床的要求224

3.7 工程陶瓷超精密磨削技术224

3.7.1 超精密磨削特点与机理224

3.7.2 超精密磨削砂轮及修整231

3.7.3 超精密磨削设备234

3.7.4 超精密测量技术234

3.7.5 环境条件控制技术235

3.8 高速磨削加工技术及其在先进陶瓷加工中的应用235

3.8.1 高速／超高速磨削加工技术的发展235

3.8.2 高速／超高速磨削加工技术的特点236

3.8.3 高速／超高速磨削工艺的典型形式237

3.8.4 高速磨削技术在陶瓷加工中的研究进展241

3.8.5 高速／超高速磨削的关键技术248

参考文献251

第4章 工程陶瓷材料的光整加工258

4.1 工程陶瓷材料的研磨与抛光加工技术258

4.1.1 工程陶瓷材料的研磨加工技术258

4.1.2 工程陶瓷材料的抛光加工技术260

4.1.3 研磨与抛光的主要工艺因素261

4.1.4 工程陶瓷材料珩磨加工技术269

4.2 工程陶瓷材料的非接触抛光276

4.2.1 弹性发射加工276

4.2.2 动压浮离抛光278

4.2.3 浮动抛光279

4.2.4 切断、开槽及端面抛光285

4.2.5 非接触化学抛光286

4.3 工程陶瓷材料的界面反应抛光287

4.3.1 机械化学固相反应288

4.3.2 水合反应289

4.3.3 界面反应抛光原理290

4.3.4 机械化学抛光290

4.3.5 水合抛光292

4.3.6 胶态SiO2抛光294

4.4 工程陶瓷材料的磁场辅助光整加工技术296

4.4.1 磁性磨料研磨加工296

4.4.2 磁流体抛光301

4.4.3 磁流变抛光305

参考文献309

第5章 工程陶瓷材料的特种加工技术310

5.1 超声波加工技术310

5.1.1 概述310

5.1.2 超声波加工原理与特点311

5.1.3 超声波加工设备313

5.1.4 工程陶瓷材料的超声波加工技术320

5.2 在线电解修锐加工技术335

5.2.1 ELID磨削系统的组成及其基本原理335

5.2.2 ELID磨削对砂轮的要求337

5.2.3 ELID磨削的磨削力特征338

5.2.4 ELID磨削中氧化膜的作用及影响其特性的因素340

5.2.5 陶瓷材料ELID磨削材料去除机理342

5.2.6 ELID磨削方式342

5.2.7 ELID磨削的适用范围及其优点344

5.2.8 ELID磨削发展概况345

5.3 电火花加工技术346

5.3.1 概述346

5.3.2 电火花加工机理与特点347

5.3.3 工程陶瓷的电火花加工技术348

5.3.4 陶瓷电火花加工的后处理360

5.3.5 陶瓷电火花的特种加工362

5.4 激光加工技术363

5.4.1 激光加工原理364

5.4.2 激光打孔368

5.4.3 激光切割372

5.4.4 激光加工陶瓷微裂纹分析375

5.4.5 陶瓷加工中激光技术的其他应用378

5.5 微细加工技术381

5.5.1 微机械及微细加工技术的概念与特点381

5.5.2 微细加工机理383

5.5.3 硅微细加工技术386

5.5.4 光刻加工技术389

5.5.5 LIGA技术及准LIGA技术390

5.5.6 准分子激光微细加工技术394

参考文献397

第6章 工程陶瓷加工的表面完整性401

6.1 陶瓷加工表面残余应力401

6.1.1 磨削表面残余应力的测试402

6.1.2 残余应力的产生机理406

6.1.3 磨削表面残余应力的理论模型413

6.2 陶瓷加工表面变质层415

6.2.1 电镜分析416

6.2.2 X射线衍射谱线与俄歇能谱分析416

6.2.3　玻璃态化合物（玻璃相）的产生机理417

6.2.4　微晶的形成与结构模型的建立418

6.2.5 表面变质层的细观—微观分析420

6.3 陶瓷磨削表面材料的相变423

6.3.1　相变机理423

6.3.2　磨削表面的相变分布424

6.3.3　磨削应力诱发马氏体相变425

6.4　陶瓷磨削表面粗糙度426

6.4.1 砂轮粒度和背吃刀量对陶瓷表面粗糙度的影响427

6.4.2　不同陶瓷材料的加工表面粗糙度428

6.4.3 陶瓷晶粒度与磨削表面粗糙度的关系428

6.4.4　磨削表面粗糙度的数学模型428

6.4.5 陶瓷材料的磨削表面形貌测量430

6.5 陶瓷磨削表面缺陷的无损检测441

6.5.1 概述441

6.5.2　陶瓷表面的加工损伤443

6.5.3 陶瓷表面损伤图像检测的主要步骤444

6.5.4　损伤图像检测的关键技术445

6.5.5　工程陶瓷表面加工损伤检测与评价451

6.5.6　工程陶瓷表面损伤图像处理系统的构成453

参考文献454

第7章 陶瓷精密零件的应用及发展前景458

7.1 工程陶瓷材料在机械工业中的应用458

7.1.1 陶瓷刀具458

7.1.2　陶瓷轴承474

7.1.3　其他陶瓷部件480

7.2　工程陶瓷材料在汽车工业中的应用487

7.2.1 工程陶瓷在发动机中的应用487

7.2.2　工程陶瓷在燃气轮机中的应用493

7.3 工程陶瓷材料在航空及航天领域中的应用496

7.3.1 工程陶瓷在航空领域的应用496

7.3.2 工程陶瓷在航天领域的应用498

7.4　在其他领域中的应用498

7.4.1 工程陶瓷材料在化工行业中的应用498

7.4.2　工程陶瓷材料在军事领域中的应用506

7.4.3　工程陶瓷在能源中的应用511

参考文献512