本書共有6 章。第1 章對陶瓷材料的分類及基本特征進行系統(tǒng)講解，并對典型結(jié)構(gòu)陶瓷材料、功能陶瓷材料的特點及性能進行介紹；第2 章重點介紹壓劃痕技術(shù)在陶瓷材料損傷及去除機理研究中的基礎(chǔ)理論及應(yīng)用；第3 章從先進陶瓷的磨削特點、表面的形成過程、磨削參數(shù)選擇等方面展開，進而介紹多種適用于先進陶瓷加工的磨削技術(shù)；第4 章主要針對典型的多能場磨削技術(shù)，分別對超聲輔助磨削技術(shù)、激光輔助磨削技術(shù)，以及在線電解修整磨削技術(shù)的原理、加工系統(tǒng)及其工藝應(yīng)用進行詳細介紹；第5 章對工程陶瓷加工的表面完整性進行介紹，包括磨削加工表面殘余應(yīng)力、表面變質(zhì)層、表面相變、表面粗糙度，以及加工損傷等相關(guān)理論、檢測技術(shù)及應(yīng)用等；第6 章介紹陶瓷精密零件的應(yīng)用。
本書可用作高等院校機械制造及相關(guān)專業(yè)高年級本科生及研究生的教科書或參考書，也可供陶瓷材料及加工技術(shù)研究和生產(chǎn)單位的科技人員參考。
涵蓋工程陶瓷磨削加工知識及應(yīng)用，全面掌握專業(yè)知識，成就更好未來
陶瓷是人類最早使用的人造材料，具有悠久的歷史。隨著科技的不斷進步，先進陶瓷材料(以下簡稱陶瓷材料)以其優(yōu)良的物理和化學(xué)性能，在航空、航天、航海、半導(dǎo)體、通信、石油化工、電力、冶金、機械及現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)等高科技領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，它與金屬材料、高分子材料、復(fù)合材料并稱為四大工程材料，陶瓷材料及其制品產(chǎn)業(yè)也得到蓬勃發(fā)展。陶瓷材料硬度高、脆性大、熱導(dǎo)率低，是一種典型的難加工材料。為了滿足工業(yè)界對陶瓷零件高精度、高表面質(zhì)量、高效率和低成本的要求，磨削加工被視為最為常用的方法，廣泛應(yīng)用于陶瓷構(gòu)件精密、超精密加工。因此，系統(tǒng)地研究陶瓷材料磨削理論、磨削工藝，對提升陶瓷制品加工質(zhì)量以及拓展其應(yīng)用具有重要的理論及實踐意義。隨著磨削加工技術(shù)的不斷發(fā)展，陶瓷材料的磨削加工技術(shù)不僅成為加工現(xiàn)代尖端產(chǎn)品的重要生產(chǎn)手段，而且是一個國家能否在國際競爭中取勝的關(guān)鍵技術(shù)，陶瓷材料及其加工技術(shù)正迎來一個嶄新的繁榮時代。
為了及時總結(jié)近年來陶瓷材料及加工技術(shù)的最新研究和應(yīng)用成果，促進其更快更好地發(fā)展，我們在《工程陶瓷材料的加工技術(shù)及其應(yīng)用》（機械工業(yè)出版社2007年出版）的基礎(chǔ)上，重點針對磨削技術(shù)的最新成果編寫了《先進陶瓷磨削技術(shù)》一書。本書較為全面和系統(tǒng)地闡述了近年來國內(nèi)外陶瓷材料及其磨削加工技術(shù)的發(fā)展和取得的新成果，特別是天津大學(xué)先進陶瓷材料與加工技術(shù)重點實驗室在陶瓷材料、加工機理、磨削加工工藝等方面取得的學(xué)術(shù)成果。本書以陶瓷材料劃擦理論、磨削加工原理、磨削加工工藝、表面質(zhì)量檢測評價以及陶瓷材料的典型應(yīng)用為主線，輔以國內(nèi)外其他學(xué)者的新成果，內(nèi)容豐富、素材翔實、特色鮮明。本書可用作高等院校機械制造及相關(guān)專業(yè)高年級本科生及研究生的教科書或參考書，也可供陶瓷材料及加工技術(shù)研究和生產(chǎn)單位的科技人員參考。
本書由隋天一與林彬擔任主編，負責全書的構(gòu)思、組稿和編審。參加本書編寫的有趙鵬程、呂秉銳、周京國、李金洺、張子昂、侯賀天、張津碩、劉建彬、董寶昆、杜浩軒、王龍飛、鮑煊、丁建淳、王靜濤和楊錦皓，另外還要特別感謝林濱、郭瑞松、曲遠方三位老師對于本書編寫的大力支持與幫助。
由于陶瓷磨削加工涉及范圍廣泛，而本書篇幅有限，因此在取材及論述方面難免存在不妥之處，敬請廣大讀者批評指正。在本書編寫過程中，編者參閱并引用了一些國內(nèi)外學(xué)者的著作、論文、論述及成果，得到同行專家的支持和幫助，也得到國家重點研發(fā)計劃 半導(dǎo)體用高超精密晶舟及靜電吸盤研制與應(yīng)用（項目編號：2023YFB3711100）的資助，在此一并表示感謝。
編者
2024年8月
隋天一，天津大學(xué)機械學(xué)院副教授，博士生導(dǎo)師。累計發(fā)表SCI檢索學(xué)術(shù)論文50余篇，研究成果應(yīng)用于多型號裝備，參編CRC Press出版社等英文論著2部。申請國家發(fā)明專利34項，已獲得授權(quán)10項，主持國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金面上及青年項目、天津市自然科學(xué)基金重點項目、航空基金以及航天一院、三院等多項院技術(shù)/工藝攻關(guān)課題。擔任中國刀協(xié)切削技術(shù)分會理事；硅酸鹽學(xué)會特陶分會青工委委員；Viser出版社機械工程專業(yè)委員會委員；三江航天江北機械外聘專家，同時擔任J. Adv. Manf. Sci. Tech., .Front. Chem.編委/青年編委。
前言
第1章工程陶瓷材料
1.1工程陶瓷材料概述
1.1.1引言
1.1.2陶瓷材料的分類及基本特征
1.2結(jié)構(gòu)陶瓷材料
1.2.1氧化物陶瓷
1.2.2非氧化物陶瓷
1.3功能陶瓷材料
1.3.1氧化鋁陶瓷
1.3.2滑石瓷
1.3.3BN陶瓷
1.3.4AlN陶瓷
1.3.5鐵電介質(zhì)陶瓷
1.3.6熱敏電阻陶瓷
1.3.7壓敏陶瓷
1.3.8壓電陶瓷
1.3.9高熵陶瓷
參考文獻
第2章陶瓷材料壓劃痕理論
2.1概述
2.2壓劃痕斷裂力學(xué)理論
2.2.1壓劃痕裂紋幾何形貌
2.2.2壓劃痕應(yīng)力場模型
2.2.3壓劃痕裂紋擴展模型
2.3壓劃痕仿真技術(shù)
2.3.1分子動力學(xué)壓劃痕仿真
2.3.2光滑粒子束壓劃痕仿真
2.3.3有限元壓劃痕仿真
2.3.4其他壓劃痕仿真分析方法
2.4壓劃痕試驗技術(shù)
2.4.1壓痕試驗技術(shù)
2.4.2劃擦試驗技術(shù)
參考文獻
第3章先進陶瓷材料的磨削原理
3.1先進陶瓷磨削技術(shù)概述
3.2先進陶瓷磨削砂輪選擇與修整
3.2.1金剛石砂輪的種類
3.2.2金剛石砂輪的特征及表示方法
3.2.3金剛石砂輪的選擇
3.2.4金剛石砂輪的修整
3.3先進陶瓷磨削表面的形成過程
3.3.1陶瓷材料的破碎去除機理
3.3.2陶瓷材料的延性域磨削
3.3.3陶瓷材料的粉末化去除
3.4先進陶瓷復(fù)合材料的磨削特性
3.4.1先進陶瓷復(fù)合材料的磨削機理分析
3.4.2先進陶瓷復(fù)合材料磨削力分析
3.4.3先進陶瓷復(fù)合材料的聲發(fā)射特性分析
3.5先進陶瓷杯形砂輪端面磨削技術(shù)
3.5.1先進陶瓷端面磨削的特點
3.5.2端面磨削陶瓷材料溫度場的理論研究
3.5.3端面磨削陶瓷材料的試驗研究
3.6先進陶瓷平行砂輪磨削技術(shù)
3.6.1高速/超高速磨削
3.6.2緩進給磨削
3.6.3超精密磨削
3.6.4無心磨削
參考文獻
第4章多能場磨削加工技術(shù)
4.1超聲輔助磨削技術(shù)
4.1.1概述
4.1.2超聲輔助磨削的特點與原理
4.1.3超聲輔助磨削設(shè)備
4.1.4超聲輔助磨削應(yīng)用及其工藝
4.2激光輔助磨削技術(shù)
4.2.1概述
4.2.2激光輔助磨削原理與特點
4.2.3激光輔助工藝及其應(yīng)用
4.2.4激光輔助磨削設(shè)備
4.3在線電解修整磨削技術(shù)
4.3.1概述
4.3.2在線電解修整磨削系統(tǒng)
4.3.3在線電解修整磨削技術(shù)原理
4.3.4在線電解修整磨削特性
4.3.5在線電解修整磨削方式
4.3.6在線電解修整磨削適用范圍與特點
參考文獻
第5章工程陶瓷加工的表面完整性
5.1陶瓷磨削表面殘余應(yīng)力
5.1.1殘余應(yīng)力的產(chǎn)生機理
5.1.2表面殘余應(yīng)力的表征方法
5.1.3磨削表面殘余應(yīng)力的理論模型
5.1.4磨削表面殘余應(yīng)力的有限元仿真
5.2陶瓷加工表面變質(zhì)層
5.2.1陶瓷加工表面變質(zhì)層的形成過程
5.2.2陶瓷加工表面變質(zhì)層的微觀組織
5.2.3陶瓷加工表面變質(zhì)層的物相分析
5.2.4微晶的形成與結(jié)構(gòu)模型的建立
5.3陶瓷磨削表面的相變
5.3.1相變機理
5.3.2相變過程
5.3.3磨削表面的相變分布
5.3.4磨削應(yīng)力誘發(fā)馬氏體轉(zhuǎn)變
5.3.5陶瓷磨削表面的相變仿真
5.4陶瓷磨削表面粗糙度
5.4.1陶瓷材料表面粗糙度的評價方法
5.4.2陶瓷材料磨削表面形貌測量方法
5.4.3陶瓷加工性能與磨削表面粗糙度的關(guān)系
5.4.4砂輪粒度和磨削深度對陶瓷表面粗糙度的影響
5.4.5磨削表面粗糙度的數(shù)學(xué)模型
5.4.6陶瓷材料磨削表面形貌各向異性表征
5.5陶瓷表面缺陷檢測
5.5.1陶瓷磨削表面無損檢測技術(shù)
5.5.2陶瓷表面的加工損傷特征
5.5.3陶瓷表面損傷的機器視覺檢測技術(shù)
5.5.4深度學(xué)習在陶瓷表面缺陷檢測中的應(yīng)用
5.5.5工程陶瓷表面加工損傷檢測與評價
參考文獻
第6章陶瓷精密零件的應(yīng)用
6.1陶瓷精密零件在能源領(lǐng)域的應(yīng)用
6.1.1陶瓷精密零件在電池領(lǐng)域的應(yīng)用
6.1.2陶瓷精密零件在光伏領(lǐng)域的應(yīng)用
6.1.3陶瓷精密零件在核能設(shè)備中的應(yīng)用
6.2陶瓷精密零件在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用
6.2.1陶瓷精密零件在航空領(lǐng)域的應(yīng)用
6.2.2陶瓷精密零件在航天領(lǐng)域的應(yīng)用
6.3陶瓷精密零件在電子行業(yè)的應(yīng)用
6.3.1陶瓷精密零件在半導(dǎo)體中的應(yīng)用
6.3.2陶瓷精密零件在傳感器中的應(yīng)用
6.3.3陶瓷精密零件在電子行業(yè)的其他應(yīng)用
6.4陶瓷精密零件在交通領(lǐng)域的應(yīng)用
6.4.1陶瓷精密零件在驅(qū)動系統(tǒng)中的應(yīng)用
6.4.2陶瓷精密零件在制動系統(tǒng)中的應(yīng)用
6.5陶瓷精密零件在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用
6.5.1陶瓷精密零件在化工行業(yè)中的應(yīng)用
6.5.2陶瓷精密零件在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用
6.5.3陶瓷精密零件在液壓元件中的應(yīng)用
6.5.4陶瓷精密零件在軸承中的應(yīng)用
參考文獻
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