1．機(jī)械加工

機(jī)械加工是陶瓷材料的傳統(tǒng)加工技術(shù)，也是應(yīng)用范圍最廣的加工方法。機(jī)械加工主要是指對(duì)陶瓷材料進(jìn)行車削、切割、磨削、鉆孔等。其工藝簡(jiǎn)單，加工效率高，但由于陶瓷材料的高硬、高脆，因此機(jī)械加工難以加工形狀復(fù)雜、尺寸精度高、表面粗糙度低、高可靠性的工程陶瓷部件。

（1）陶瓷材料的切削加工

切削加工是利用金剛石、立方氮化硼、硬質(zhì)合金等超硬刀具對(duì)陶瓷材料進(jìn)行平面加工，通常采用濕法切削，即不斷向刀具噴射切削液。使用切削液的主要目的是帶走切削碎屑、減少刀具與材料的摩擦，降低刀具和加工材料的溫度，延長(zhǎng)刀具使用壽命、減少材料表面損傷等。由于加工過(guò)程中，材料表面受到機(jī)械應(yīng)力作用，容易在材料表面產(chǎn)生凹坑、崩口、表面及表下層微裂紋。刀具、切削液的選擇，刀具切削進(jìn)給速度、進(jìn)給量等工藝參數(shù)的優(yōu)化，是陶瓷材料切削加工的研究熱點(diǎn)問(wèn)題。

（2）陶瓷材料的磨削、拋光加工

陶瓷燒結(jié)體表面，由于在成型、燒結(jié)以及加工過(guò)程中引人大量凹痕、微裂紋等缺陷，在工程使用及力學(xué)性能測(cè)試之前通常需經(jīng)過(guò)磨削、研磨和拋光處理。它們的加工機(jī)理都是通過(guò)磨料與陶瓷工件在一定壓力作用下，隨著磨料與材料表面的相互運(yùn)動(dòng)，磨料顆粒與工件表面凹凸峰相互摩擦以實(shí)現(xiàn)材料表面的平整性。磨料、磨削液的選擇，作用壓力和相互滑移速度的控制是該加工方法的關(guān)鍵。

（3）陶瓷材料的鉆孔加工

陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)、航天航空、化工機(jī)械等工程領(lǐng)域應(yīng)用的陶瓷零件，通常需要進(jìn)行孔洞的鉆削加工。尤其帶有螺紋的孔洞加工是陶瓷材料加工工藝中要求極高的工藝操作。目前機(jī)械鉆削方法只能加工數(shù)毫米的陶瓷孔洞。微小孔洞的加工需要超聲、激光、放電加工，以及機(jī)械加工等加工技術(shù)的復(fù)合加工。

2．放電加工

1947年B.R.Lazarenko等提出了放電加工硬質(zhì)金屬材料的新思路。80年代末，放電加工技術(shù)被引入陶瓷材料加工領(lǐng)域。研究表明：當(dāng)單相或陶瓷/陶瓷、陶瓷/金屬?gòu)?fù)合材料的電阻小于100Ω.m時(shí)，陶瓷材料可以進(jìn)行放電加工，加工原理略。

根據(jù)放電加工的基本原理，材料的可加工性能主要取決于電學(xué)、熱物理性能，如：電導(dǎo)率、熔點(diǎn)、比熱、導(dǎo)熱系數(shù)等。

放電加工是制備高尺寸精度、低表面粗糙度、復(fù)雜形狀高性能陶瓷元件很有應(yīng)用前景的加工技術(shù)，深入研究放電加工工藝控制步驟，設(shè)計(jì)和制備導(dǎo)電性能和力學(xué)性能俱佳的復(fù)相陶瓷材料是該方法未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵。

3．超聲波加工

超聲波加工是利用產(chǎn)生超聲振動(dòng)的工具(模具)，帶動(dòng)工具和陶瓷元件間的磨料懸浮液，沖擊和拋磨工件進(jìn)行加工。隨著工具在三維方向上的進(jìn)給，工具端部的形狀被逐步復(fù)制在陶瓷工件上。常用的磨料是碳化硼、碳化硅和氧化鋁等。一般選用的工作液為水，為提高材料表面的加工質(zhì)量，也可用煤油或機(jī)油作液體介質(zhì)。研究表明：用金剛石砂輪作超聲波振動(dòng)磨削陶瓷材料時(shí)，材料的去除速率隨加工強(qiáng)度的增大而增高，只有達(dá)到某一臨界壓強(qiáng)時(shí)，磨料對(duì)陶瓷材料才有磨削作用。超聲波加工的原理略。

4．激光加工

在陶瓷材料上采用激光鉆孔和切割，一般所需激光功率為150W～15kW。但同放電加工一樣，由于陶瓷材料熱導(dǎo)率低，高能束可能會(huì)在材料表面產(chǎn)生熱應(yīng)力集中，形成微裂紋、大的碎屑、甚至材料斷裂。激光加工適合于在有機(jī)物和陶瓷等無(wú)機(jī)物材料上進(jìn)行微鉆孔、微切割、制作微結(jié)構(gòu)。目前已能加工直徑為4～5μm、深徑比達(dá)10以上的微孔。通常所用激光源為CO2和Nd：YAG激光。

5．復(fù)合加工

針對(duì)不同陶瓷材料及陶瓷材料的不同熱力學(xué)、物化性能，傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)不斷完善，同時(shí)新型加工技術(shù)層出不窮。傳統(tǒng)加工技術(shù)效率高、尺寸精度低、表面光潔度差，各種新型電、熱、化學(xué)、激光等加工技術(shù)適合加工精度要求高、形狀復(fù)雜同時(shí)具有特定性能(導(dǎo)電性、化學(xué)特性等)的陶瓷材料，但同時(shí)具有加工效率低、要求加工形狀尺寸小等。近年來(lái)，各種復(fù)合加工技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室及工程領(lǐng)域得到廣泛重視和應(yīng)用。各種復(fù)合加工技術(shù)包括：化學(xué)機(jī)械加工、電解磨削、超聲機(jī)械磨削、電火花磨削、超聲電火花復(fù)合加工、電解電火花復(fù)合加工、電解電火花機(jī)械磨削復(fù)合加工等。工程實(shí)踐表明：復(fù)合加工技術(shù)可提高材料的加工

效率和改善加工后材料的表面質(zhì)量，是陶瓷材料加工技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)之一。

下面以化學(xué)機(jī)械加工中的化學(xué)機(jī)械效應(yīng)(Chemmechanical)來(lái)說(shuō)明復(fù)合加工的優(yōu)勢(shì)。

在陶瓷材料的磨削、切削過(guò)程中，噴射的磨削、切削液通過(guò)與加工件表面的相互化學(xué)鍵合，對(duì)材料的去除率及表面光潔度有顯著的影響。由于加工摩擦產(chǎn)生的機(jī)械能，引發(fā)許多復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。這種所謂的“化學(xué)機(jī)械效應(yīng)”直接影響機(jī)加工過(guò)程中的摩擦系數(shù)、刀具或砂輪的磨損率、材料表面的粗糙度及力學(xué)性能、材料的去除率等。因此分析和研究磨削、切削液的理化性能對(duì)陶瓷材料加工性能的影響，選擇適當(dāng)?shù)那邢鳌⒛ハ饕阂卜浅Ｖ匾�。Liang H．等研究了切削液、磨削液與藍(lán)寶石、氧化鋁多晶材料、單晶硅、氮化硅、碳化硅和硅玻璃等在加工中的化學(xué)機(jī)械作用。研究表明：硼酸和硅酸的水溶液分別作為不同陶瓷材料的切削液，其鉆孔效率比水和商用切削液提高50％左右。Jahanmir S.等發(fā)現(xiàn)，在加工氧化鋁多晶材料時(shí)，硼酸替代水作切削液，鉆孔率提高，而硼酸對(duì)藍(lán)寶石和硅基陶瓷材料則末發(fā)現(xiàn)相同的效應(yīng)。估計(jì)可能是硼酸與氧化鋁多晶材料的無(wú)定形晶界相反應(yīng)，促使晶粒間發(fā)生斷裂，提高了材料加工過(guò)程中的去除率。另一種化合物硅酸不與氧化鋁相互作用，卻可提高單晶硅、氮化硅、碳化硅材料的加工性能，目前該化學(xué)機(jī)械作用的機(jī)理還不清楚。