工程陶瓷微波輔助塑性加工的研究.pdf

1、工程陶瓷材料以一系列優(yōu)越的物理性能、化學(xué)性能和機(jī)械性能滿足了科學(xué)技術(shù)發(fā)展對新材料的迫切需求，在大量工業(yè)領(lǐng)域取得了關(guān)鍵性的應(yīng)用。但陶瓷材料共有的硬、脆性使之成為了典型的難加工材料，并阻礙了工程陶瓷的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用。在工程陶瓷的加工工藝中，現(xiàn)有的磨削、超聲、激光等方法具有效率低、成本高的缺點(diǎn)，并不能很好地滿足工業(yè)應(yīng)用的實(shí)際需求。工程陶瓷的急速發(fā)展十分需要研究新的高效加工方法。為此，本論文將微波能應(yīng)用引入到陶瓷材料的機(jī)加工工藝中來，以對微波

2、輔助塑性加工這一新課題的基礎(chǔ)研究來推動工程陶瓷加工方法的進(jìn)步。
　　 論文首先以陶瓷材料微波塑性加工的應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，對比了工程陶瓷材料中機(jī)械磨削加工、特種加工以及塑性加工方法的不同特性。在回顧加工方法發(fā)展的基礎(chǔ)上講解了微波輔助加工這一新方法。其次，以晶體的滑移系和切變強(qiáng)度等理論對工程陶瓷的塑性變形機(jī)理做了研究。探討了陶瓷材料在受熱過程中由脆性轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄缘臈l件與變化規(guī)律，得到了產(chǎn)生塑性形變的溫度范圍。之后以微波和電介質(zhì)之間的相互作

3、用原理研究了陶瓷在微波場中的熱學(xué)特性，給出了描述耗散功率和溫度場的等式與方程。同時講解了輔助加工的作用裝置――微波同軸刀具的設(shè)計(jì)。在上述理論基礎(chǔ)之上，進(jìn)行了微波輔助加工過程的數(shù)值模擬計(jì)算與分析討論。計(jì)算結(jié)果包括電磁場及熱場的相關(guān)關(guān)鍵參數(shù)。最后介紹了陶瓷微波輔助加工試驗(yàn)樣機(jī)的設(shè)計(jì)工作。
　　 本文旨在研究微波電磁場中工程陶瓷在塑性狀態(tài)下的材料去除工藝與原理。該方向的研究工作可以為陶瓷加工提供新理論和新方法，也有助于其它硬脆材料，如