SiC磨削殘余應(yīng)力及其對彎曲強(qiáng)度的影響.pdf

1、磨削是SiC陶瓷主要的機(jī)械加工方式，磨削過程在陶瓷表面產(chǎn)生大量的殘余應(yīng)力，對SiC陶瓷的性能產(chǎn)生很大的影響。本文通過有限元模擬計(jì)算和X射線衍射測量的方法分析了不同磨削條件下磨削過程引入的殘余應(yīng)力。并且，采用拋光和熱處理對磨削后的試樣進(jìn)行處理，比較不同處理方法對磨削殘余應(yīng)力和彎曲強(qiáng)度的影響。
　　采用有限元模擬計(jì)算和X射線衍射的方法來分析磨削過程中的殘余應(yīng)力。通過移動(dòng)加載和移動(dòng)熱源模型來模擬磨削過程，分別計(jì)算出磨削過程中產(chǎn)生的機(jī)械殘

2、余應(yīng)力和熱殘余應(yīng)力。計(jì)算結(jié)果表明，在濕磨情況下，由于冷卻液的冷卻作用，熱殘余應(yīng)力幾乎可以忽略，試樣表面主要是機(jī)械殘余壓應(yīng)力且隨磨削深度的增加而減小。計(jì)算結(jié)果得到X射線衍射測量結(jié)果的證實(shí)。
　　不同的處理手段對材料的殘余應(yīng)力和特征強(qiáng)度的影響有較大的不同。退火、拋光等處理手段能有效的減小磨削后試樣中的殘余應(yīng)力數(shù)值，其中800℃退火后殘余應(yīng)力值最小。同時(shí)，韋伯模量的計(jì)算表明：退火、拋光過程能引起材料內(nèi)部裂紋的變化，韋伯模量越小，裂紋平均

3、尺寸越大，材料的彎曲強(qiáng)度越小，而磨削后的殘余壓應(yīng)力會(huì)提高材料的彎曲強(qiáng)度，殘余應(yīng)力和韋伯模量的雙重作用使得未作任何處理的磨削試樣的特征強(qiáng)度值最大；韋伯模量值較大的800℃退火特征強(qiáng)度次之；拋光過程殘余應(yīng)力對材料的強(qiáng)度沒有貢獻(xiàn)，但由于其韋伯模量大于1000℃退火，故特征強(qiáng)度第三，1000℃退火特征強(qiáng)度最小。
　　通過分析磨削表面狀態(tài)發(fā)現(xiàn)，在XPS分析中，磨削后試樣表面Si-O鍵峰比例占31.3％，與表面暴露于空氣中的SiC材料的Si-