對(duì)于不同種類(lèi)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(lèi)化合物的可加工性等。
具有大長(zhǎng)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?chē)a(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(guò)研究指出，將弱界面、長(zhǎng)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(huì)很容易地通過(guò)弱的晶間界分散到最大的可拉長(zhǎng)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(kāi)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(huì)通過(guò)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(lèi)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(guò)微觀設(shè)計(jì)使得柱狀B-Si3N1有選擇性地生長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)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(duì)于多晶Si3N4陶瓷，其柱狀晶體在相對(duì)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(duì)Ti3 SiC2壓頭周?chē)鷵p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?chē)粋€(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(guò)弱界面處多重能量吸收機(jī)制來(lái)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(duì)于氧化物可加工陶瓷的研究，最初是受到由于通過(guò)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(kāi)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(huì)沿著這些弱界面進(jìn)行偏轉(zhuǎn)和擴(kuò)散，在加r過(guò)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(guò)程中對(duì)材料的損傷。另外，由于這些微裂紋的存在，加工過(guò)程中，晶粒沿界
面的去除就會(huì)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(huì)直接影響材料加工時(shí)的去除形式，由原來(lái)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(duì)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(jí)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(huì)使弱的晶界脫層或沿BN的層間劈開(kāi)，從而賦了該樹(shù)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(huì)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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