【正文】 超聲波， 進而使 陶瓷元件和工具間的磨料懸浮液 震動 ， 對元件 進行 沖擊和拋磨 的加工技術(shù)叫 超聲波（ 即 振動 的 頻率 大于 16000 次 /s 的振動波）加工。高壓磨料水射流加工 是一種 高能 量 束 的機 加工技術(shù)， 它的 原理是陶瓷 外表 面在 2~3 倍音速的 粉 料 沖擊下，材料 在高強 的沖擊力 作用下，會使 表面產(chǎn)生 較多 的裂紋， 伴 隨著 高壓 流沖擊 波 的增 加 ，裂紋 會 不斷 延伸 ，陶瓷表面 會有 碎屑 掉 落。工程陶瓷 材料一般 為硬 度高 、強 度 高材料 ，單 純 利用 水射流加工 ，大約要用 700～ 1000MPa 的高壓， 這在實驗 中 都較 難實現(xiàn)， 單 磨料水射流 卻 可 以較快提高沖擊能 量 。 flanzi 博士 發(fā)表 了第一個 有關 水射流切割某某某某 大學學士學位論文 4 技術(shù) 的 專利 （ 高壓水射流 ） ， 即利用 高壓水磨料 的 射流 進行 加工 的 技術(shù)。 在 加工過程中 ，由于 模具 沒有 與工件 發(fā)生 直接接觸，故 沒有 機械應力作用 在 材料 的 表面 上 ，因此 ，放電加工 屬于一種較 理想的 用于 加工脆 性高 、 極 硬陶瓷材料 首選 方法，但放電加工 不適應于不導電材料。放電加工 屬于 無接觸式 的 精細加工技術(shù) 。研究 顯示 ：陶瓷材料可以 用 放電加工 進行加工的條件是 陶瓷 /陶瓷或金屬 /陶瓷復合材料的電阻 值比 100Ω （ 2）放電加工 1947 年 Lazarenko 等 對將 放電加工 用于 硬質(zhì)金屬材料 提出 了解決 的思路。機加工主要 包括 對陶瓷材料進行 的 車削、切削、磨削、鉆孔等 加工技術(shù) 。陶瓷 材料的不同的加工方法 的 選擇可根據(jù)材料的種類、工件形狀、加工精度、表面粗糙度、加工效率和加工成本等因素 決定 [4]，常見的加工方法有以下幾種 。如果能改善 SiC 陶瓷的機加工性和其與玻璃的粘結(jié)性，將在玻璃行業(yè)中有廣闊的發(fā)展前景，并能推動整個陶瓷行業(yè)的發(fā)展。石墨雖然可以耐高溫，但材質(zhì)疏松，高溫下易氧化，很容易損壞，材料消耗高。因為夾具在高溫環(huán)境中使用，因此要求工業(yè)玻璃部件燒制過程中的夾具材料必須耐 900℃ ～ 1100℃ 高溫； （ 4）工高溫環(huán)境下不與玻璃發(fā)生粘結(jié)、抗氧化性、導熱性、耐磨性良好； （ 5）夾具使用壽命達 500～ 1000 個周期； （ 6）力學性能：抗彎強度為 100MPa～ 180Mpa，滿足強度要求。燒結(jié)成陶瓷制品后易鉆孔、易切割等特性，只有材質(zhì)致密易于加工才能加工出高精度的夾具； （ 2）化學穩(wěn)定性好。因此需要研究開發(fā)一種既具有碳材料良好的可加工性又具有 SiC 材料良好的耐磨性、抗氧化性等優(yōu)點的復合材料來替代現(xiàn)有石墨材料，解決目前高溫玻璃夾具的難題 [3]。石墨雖然 具有 耐高溫 特性 ，但也 存在 諸 多的缺點：（ 1）材 料密度小 ， 易受破壞 ， 損耗大 ；（ 2）滿足 不了 急冷，急熱工作條件 要求；（ 3） 容 易 被 氧化， 且 氧化后， 由于 各個孔的定位 和其 本身幾何尺寸精度 滿足不了使用要求 ， 因而無法 繼續(xù)使用；（ 4）使用壽命短 ， 石墨夾具 最大 使用 壽命為 100 個周期； 普通 陶瓷夾具 的一些 材料 具有 揮發(fā)性 ，能附著 在金屬件 表面 上，影響夾具的 重復使用， 造成 維修困難等。同時，隨著玻璃制瓶和器皿業(yè)的高速發(fā)展，玻璃瓶罐的生產(chǎn) 開始以 高速和輕量化 為 方向發(fā)展， 導致用于 玻璃模具 的 材 料 日益受到重視，尤其 是一些合資 或 三資企業(yè)的生產(chǎn)玻璃 瓶罐 的 廠家， 由于 引進 了 國外先進的生產(chǎn)線 用于 制瓶， 因而 對玻璃模具的質(zhì)量 有了 更高的要求，對玻璃模具材 料 的要求也 逐漸嚴格 。由于它具有耐高溫、抗 磨損、耐腐蝕、耐輻照、硬度高、彈性模量高、熱導率高、高溫強度 優(yōu) 、熱膨脹系數(shù)小、抗熱震性好、臨界擊穿電場高、飽和電子漂移速度高、介電常數(shù)小和吸波性能好等 優(yōu)異 性能 ,可以承受金屬材料 和高分子材料難以承受的苛刻工作環(huán)境，因而成為許多新興科學技術(shù)得以實現(xiàn)的關鍵，也必將成為 21 世紀一項重要的材料研究方向 [2]。具有密度低、耐磨、抗氧化性及抗熱震性好等特點，使用溫度可達 1000℃ 以上。它既可以作為 高溫環(huán)境中使用的結(jié)構(gòu)材料 ，又可以作為高導電、高傳熱材料 在特殊場合發(fā)揮獨特的作用。 由于 SiC 陶瓷材料的 高硬度，是常見的磨料之一， 因而 可以制作砂輪和各種磨具；由于它的彈性模量高和密度低 ，保證 了它 擁 有很高的比 剛度， 因而可作為高科技 領域中的結(jié)構(gòu)材料； 由于其 導熱系數(shù)高、熱穩(wěn)定性 和 化學穩(wěn)定性好， 因而 常用作化工泵的耐磨、 抗 腐蝕密封 部 件；由于它的熱膨脹系數(shù) 幾乎 可以與 Si 和 GaAs 相 比 ，一些 SiC陶 瓷 亦 可用于封裝電子材料；由于碳和硅 的 原子序數(shù) 都比較低 ， 因而 SiC 陶瓷材料 可以 作為 原子反應堆的結(jié)構(gòu)材料； SiC 陶瓷材料還可用于高溫結(jié)構(gòu)材料 等國民經(jīng)濟生活中的許多領域 [1]。 SiC 陶瓷材料 同時 還具有高溫抗氧化性， 在高溫條件下， 表面 會有一層 致密的保護膜生成， 阻止 了 材料 的進一步氧化， 使其 具有優(yōu) 良 的抗氧化性能。 關鍵詞： Cp/SiC；高溫玻璃夾具；機加工性；力學性能 某某某某 大學學士學位論文 II ABSTRACT In this paper, we mainly study that the feasibility of the Silicon Carbide Matrix ceramic materials as the high temperature glass ceramic sample of carbon particles modified silicon carbide ceramic matrix posite (Cp/SiC) was synthesized via mechanochemical bination of pressureless sintering and characterized by XRD and SEM. Then we analysed that the different carbon content of C / SiC ceramic sintered had an influence on the rate of body shrinkage, density, bending strength, microhardness,fracture toughness and machinability mechanical the same time,we established the fuzzy prehensive evaluation model through the fuzzy mathematical theory. and try to predict the machinability of ceramic via the physical and mechanical properties,such as the fracture toughness, hardness and bending strength and so results were as follows:① The silicon carbide’ crystal of the C / SiC posite ceramics has transformed,and the crystallinity of αSiC is better than βSiC after sintering.② when the carbon content is 10%, the microstructure of C / SiC posite ceramics is the most dense, and the bination of carbon and silicon carbide is better in the range of 0 to 20% within the study area.③ With the increase of carbon content, the density of C / SiC sintered , the rate of volumetric shrinkage, and bending strength all gradually decreased. ④ With the increase of carbon content, the machinability of Cp/SiC gradually strengthened. Key words: Cp/SiC， Hightemperature glass fixture， machinability mechanical properties 某某某某 大學學士學位論文 III 目 錄 第一章 緒論 ................................................... 1 陶瓷材料概述 ............................................... 1 SiC 材料的性質(zhì)極其應用 .................................... 1 碳 碳化硅 復合陶瓷材料 ..................................... 1 項目研究背景 .................................................. 2 玻璃行業(yè)夾具材料現(xiàn)狀 ...................................... 2 作為玻璃夾具材料的 條件要求 ................................ 2 SiC 材料在玻璃行業(yè)的應用前景 .............................. 3 陶瓷的機加工方法 .............................................. 3 陶瓷材料可加工性的表征與影響因素 .............................. 5 陶瓷材料可加工性的表征與評估 ............................. 5 陶瓷材料機加工損傷的表征 ................................. 6 影響陶瓷材料可加工性的因素 ............................... 7 陶瓷機加工機理 ................................................ 8 研究的目的和意義 .............................................. 8 第二章 實驗 .................................................. 10 實驗所用原料及儀器 ........................................... 10 原料及其性能指標 ......................................... 10 實驗所用儀器及用途 ...................................... 11 實驗過程 ..................................................... 11 混料 ..................................................... 11 干燥 ..................................................... 12 成型 .................................................... 12 樣品燒結(jié) ................................................ 12 密度測量 ................................................ 13 試樣的磨切 .............................................. 13 力學性能檢測 ............................................. 14 機加工測試 .............................................. 14 某某某某 大學學士學位論文 IV 第 3 章 結(jié)果與討論 ............................................ 15 實驗結(jié)果分析 ................................................. 15 C/SiC 復相陶瓷的 XRD 物相組成分析 ......................... 15 C/SiC 復相陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)分析 ............................. 16 碳含量對 C/SiC 復相陶瓷密度的影響 .....................