工程陶瓷的激光熱裂法切割技術(shù)研究.pdf

1、工程陶瓷，在航空航天、國(guó)防、微機(jī)電系統(tǒng)及日常生活中的應(yīng)用日趨廣泛。由于其具有高脆性、低斷裂韌性及材料彈性極限與強(qiáng)度非常接近等特點(diǎn)，使得多數(shù)陶瓷材料的加工難度很大。關(guān)于工程陶瓷的熱裂法切割技術(shù)在近年的陶瓷加工領(lǐng)域受到普遍關(guān)注。陶瓷的激光熱裂法切割技術(shù)，具有加工高效、切割質(zhì)量好、加工環(huán)境清潔等特點(diǎn)?；谶B續(xù)YAG激光的陶瓷熱裂法切割技術(shù)，具有加工邊緣整齊、無(wú)毛刺、可避免微裂紋、激光熱效應(yīng)影響小的諸多優(yōu)點(diǎn)?；诖?，本文開(kāi)展了陶瓷激光熱裂法切割

2、技術(shù)的研究工作。
　　本文參考了近年來(lái)相關(guān)學(xué)者在陶瓷熱裂切割技術(shù)上的研究現(xiàn)狀。根據(jù)激光陶瓷熱作用的理論基礎(chǔ)，對(duì)YAG激光陶瓷切割技術(shù)進(jìn)行了理論分析和試驗(yàn)研究。
　　首先，用有限元分析方法分析了激光切割陶瓷過(guò)程中，溫度場(chǎng)及熱應(yīng)力場(chǎng)的變化分布情況。給出了陶瓷熱開(kāi)裂切割中裂紋產(chǎn)生的機(jī)理。仿真得到的陶瓷溫度場(chǎng)和實(shí)測(cè)溫度場(chǎng)進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)合仿真，對(duì)陶瓷切割過(guò)程中起始裂紋的軌跡偏移進(jìn)行了分析。
　　針對(duì)白色氧化鋯陶瓷對(duì)連續(xù)YAG激光

3、的低吸收率現(xiàn)象。采用表面涂抹石墨的方法，增加了其吸收率。
　　進(jìn)行了白色、黑色氧化鋯陶瓷、氧化鋁陶瓷、可加工陶瓷的激光熱裂法切割試驗(yàn)。對(duì)黑色氧化鋯陶瓷進(jìn)行了系列單因素試驗(yàn)。對(duì)切割軌跡邊緣和斷口的表面形貌進(jìn)行了檢測(cè)，包括納米壓痕檢測(cè)陶瓷激光掃描前后的機(jī)械性能；SEM分析斷口形貌，輪廓儀測(cè)量斷口粗糙度等。
　　根據(jù)單因素試驗(yàn)，給出了黑色氧化鋯陶瓷的最佳切割工藝參數(shù)曲線，針對(duì)黑色氧化鋯陶瓷的激光掃描后存在的變色區(qū)寬度進(jìn)行了測(cè)量。給