對于不同種類的可加工陶瓷，有不同的可加工機(jī)理，主要包括以下幾種：具有較低彈性模量的可加工陶瓷；復(fù)相陶瓷中由于熱失配導(dǎo)致的相間弱界面剝離；Mn+lAXn，類化合物的可加工性等。
具有大長徑比的針狀或片狀的云母晶體從玻璃相中均勻析出，形成相互交錯(cuò)的層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間結(jié)合較弱，在外力作用易發(fā)生解理。加工時(shí)在與刀具刃口相接觸的晶粒周圍產(chǎn)生多重微裂紋，裂紋分岔和橋聯(lián)，導(dǎo)致基質(zhì)晶粒的剝落。
Padture等通過研究指出，將弱界面、長晶粒以及內(nèi)部應(yīng)力引入SiC陶瓷中制成非均相SiC陶瓷。在具有晶界結(jié)構(gòu)的非均質(zhì)SiC材料中，起始裂紋會很容易地通過弱的晶間界分散到最大的可拉長壓力軌道上去，有效地控制了宏觀斷裂的形成。這種現(xiàn)象導(dǎo)致的結(jié)果是：局部面的開裂發(fā)生在表面的弱晶界處，導(dǎo)致產(chǎn)生了具有不連續(xù)缺陷分布的損傷層，就會通過接觸表面的單個(gè)晶粒的去除而發(fā)生材料的整體去除，這種結(jié)構(gòu)類似于在氧化鋁和玻璃陶瓷中所觀察到的現(xiàn)象。這些結(jié)構(gòu)可以顯著地改善SiC的可加工性。
在具有傳統(tǒng)微觀結(jié)構(gòu)的多孔Si3N1中，通過微觀設(shè)計(jì)使得柱狀B-Si3N1有選擇性地生長，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)：多孔Si3N4的彎曲強(qiáng)度與微觀結(jié)構(gòu)和相轉(zhuǎn)換有很大關(guān)系。對于多晶Si3N4陶瓷，其柱狀晶體在相對弱界面存在時(shí)可使韌性提高，此與弱界面偏轉(zhuǎn)裂紋濤發(fā)的橋聯(lián)機(jī)制密切相關(guān)。
對Ti3 SiC2壓頭周圍損傷機(jī)制的微觀結(jié)構(gòu)觀察表明，Ti3 SiC2是一種能夠在壓頭周圍一個(gè)小區(qū)域內(nèi)含有一定程度的微損壞的耐損傷材料。拋光面和斷口的掃描電子顯微照片(SEM)表明．Ti3 SiC2具有層狀結(jié)構(gòu)特征，Si層與TiC八面體之間存在著弱結(jié)合，該材料通過弱界面處多重能量吸收機(jī)制來抵抗損壞，其中包括：微裂紋的形成、擴(kuò)散、偏轉(zhuǎn)、晶粒的拔除，以及單個(gè)晶粒的彎曲等。
對于氧化物可加工陶瓷的研究，最初是受到由于通過在兩相之間的弱晶界的裂紋的形成和連接，氧化物和稀土磷酸鹽的兩相化合物應(yīng)該容易去除的啟發(fā)開始的。但是，盡管發(fā)現(xiàn)單相的LaPO4也可以加工，晶粒的去除并不是唯一的去除機(jī)理，另一種可能的機(jī)理與在LaPO4的接觸區(qū)以下單個(gè)晶粒中觀察到的變形帶有關(guān)。磷酸鹽和氧化物在結(jié)合時(shí)，形成了弱界面，材料中出現(xiàn)裂紋時(shí)，就會沿著這些弱界面進(jìn)行偏轉(zhuǎn)和擴(kuò)散，在加r過程中，阻止了裂紋進(jìn)一步向材料內(nèi)部擴(kuò)展．因而降低了加工過程中對材料的損傷。另外，由于這些微裂紋的存在，加工過程中，晶粒沿界
面的去除就會變得容易，加工后的粗糙度變小，提高了加工精度。
滅津大學(xué)的劉家臣等人認(rèn)為，在氧化物中引入CePO1后，在基體中形成了弱結(jié)合，這些弱結(jié)合界面會直接影響材料加工時(shí)的去除形式，由原來的以品粒碎屑去除為主變?yōu)橐跃ЯＨコ问綖橹鳌?/div>
新原皓一對制得的Si3N4/BN納米復(fù)相陶瓷進(jìn)行透射電子顯微鏡(TEM)研究發(fā)現(xiàn)，該復(fù)相陶瓷是由納米級六方氮化硼( h-BN)均勻彌散在Si3N1晶內(nèi)與晶界形成品內(nèi)/晶間混合型納米復(fù)合物。該材料熱震性能的改善是得益于BN的高溫性能，及其在基體中的均勻分布。可加工性能的獲得是由于在Si3N4/BN 復(fù)合物中，Si3N4與BN之間存在弱的晶界，以及h-BN具有像石墨一樣的層狀結(jié)構(gòu)，層
間作用力小，且h-BN以納米尺寸均勻分散在Si3N4的晶間與晶|人J，當(dāng)加工時(shí)刀具施加于材料的剪切應(yīng)力會使弱的晶界脫層或沿BN的層間劈開，從而賦了該樹料良好的可加工性。與其它改善材料的方法不同，該方法得到既具有高的力學(xué)強(qiáng)度、優(yōu)良的熱震性能、抗氧化，并具有良好的叮加工性的綜合性能優(yōu)異的材料。另外，新原皓一還發(fā)現(xiàn)，納米／納米結(jié)構(gòu)的復(fù)相陶瓷會賦嚴(yán)陶瓷材料新的性能，如像金屬一樣的易加工性與超塑性。
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本文“可加工陶瓷的可加工機(jī)理”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時(shí)間：2019-03-16 11:51:54
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