可加工陶瓷研究背景及其進(jìn)展

        近年來，先進(jìn)陶瓷因其具有高強(qiáng)度、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化等優(yōu)點(diǎn)，從而可能成為21世紀(jì)最有前途的結(jié)構(gòu)與功能材料。但由于其自身化學(xué)鍵及微觀結(jié)構(gòu)決定使得它的韌性低與難以加工。一般陶瓷材料的結(jié)合鍵多為共價(jià)鍵或離子鍵，其結(jié)合鍵的鍵能高且具有方向性，而且由于陶瓷材料的晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在常溫下很難產(chǎn)生滑移、位錯及塑性變形，因此，一般的陶瓷材料很難用傳統(tǒng)的車、銑、刨、磨、鉆等金屬加工方法加工。鑒于此，人們在陶瓷增韌研究方面已進(jìn)行了大量的工作，并且取得了長足的發(fā)展。在改善陶瓷加工方面，研究工作著重以降低加工成本為目的，進(jìn)行加工工具、加工技術(shù)的改進(jìn)，以及優(yōu)化加工參數(shù)等研究工作。


 

        然而，直到目前為止，許多重要陶瓷部件制備的成本仍主要是陶瓷精加工成本（約占整個部件制備費(fèi)用的70%以上）。一些復(fù)雜形狀的陶瓷部件的機(jī)械加工問題仍一直限制和困擾著陶瓷村料的廣泛應(yīng)用。因此，如何降低陶瓷材料的加工成本就成了一個工程應(yīng)用中的關(guān)鍵性問題。為了降低陶瓷材料的加工成本，可以從兩方面著手：一方面通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)陶瓷的成分與顯微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其可以用傳統(tǒng)的金屬加工手段來加工；另一方面是開發(fā)新的加工手段，以降低加工成本。而從陶瓷材料的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，設(shè)計(jì)與研制具有可加工性能的陶瓷材料的研究雖在玻璃陶瓷方面有比較系統(tǒng)的工作，但就整個先進(jìn)陶瓷領(lǐng)域只是近十幾年才開展起來。從合理利用資源、降低能耗、保護(hù)環(huán)境等可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)出發(fā)，研究陶瓷材料的加工問題，尤其是從陶瓷材料的微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)，深入開展可加工陶瓷的研究工作具有十分重要的意義。