精加工陶瓷結(jié)構(gòu)部件幾何形狀輪廓測(cè)量圖像顯微鏡

復(fù)雜的陶瓷部件結(jié)構(gòu)

下面將對(duì)設(shè)計(jì)復(fù)雜陶瓷結(jié)構(gòu)部件幾何形狀和組織結(jié)構(gòu)時(shí)的特性加以
討論。

以陶瓷和加工為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)

為了能夠正確利用陶瓷材料的性能，必須考慮適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施
。由于完全缺乏塑性變形能力，在局部達(dá)到材料強(qiáng)度時(shí)，陶瓷會(huì)在組織
異質(zhì)性臨界區(qū)域突然損壞。特別是在小半徑、尖銳邊緣、臺(tái)階和根部以
及點(diǎn)或線傳導(dǎo)力的區(qū)域會(huì)出現(xiàn)較高的應(yīng)力。

由于有時(shí)會(huì)有相當(dāng)大的缺口效應(yīng)，因此這些部位會(huì)比可預(yù)期的組件
外部負(fù)載更早地達(dá)到材料的強(qiáng)度極限。因此，在設(shè)計(jì)陶瓷部件的結(jié)構(gòu)時(shí)
，應(yīng)避免所有會(huì)產(chǎn)生缺口效應(yīng)的幾何形狀(應(yīng)力集中)或至少只用能夠減
少缺口效應(yīng)或在缺口效應(yīng)方面優(yōu)化后的形狀。與此相反，陶瓷材料的特
殊優(yōu)點(diǎn)是具有較高的抗壓強(qiáng)度。設(shè)計(jì)陶瓷結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)當(dāng)最大程度上利用
這一特性，并使部件承受拉伸載荷或者彎曲載荷的區(qū)域盡可能小。尤為
重要的是，避免所有承載拉力的區(qū)域出現(xiàn)強(qiáng)烈的應(yīng)力集中。

適合加工的結(jié)構(gòu)包括，根據(jù)各種成型工藝中已經(jīng)描述的特殊性調(diào)整
部件的幾何形狀。因此諸如將特別復(fù)雜的形狀分割成幾個(gè)簡(jiǎn)單模塊的方
法是非常有意義的。此外，應(yīng)當(dāng)避免超規(guī)格的表面和不必要的緊公差。
一般情況下，應(yīng)當(dāng)將后續(xù)加工最小化，這樣只為后續(xù)加工確定較小的加
工余量，精加工優(yōu)先選擇綠色加工，只設(shè)定較小的殘留加工面，并確定
無(wú)需加工的圓角和倒角。

適合以陶瓷和生產(chǎn)為導(dǎo)向設(shè)計(jì)的上述措施對(duì)復(fù)雜的陶瓷部件幾何形
狀有著特殊的意義，因?yàn)楫a(chǎn)品特性所需的幾何形狀細(xì)節(jié)往往會(huì)與理想的
設(shè)計(jì)原則沖突。所以減少組件重量的方法是盡可能使用較薄的壁厚。作
為相互之間連接和支持的間隔板應(yīng)當(dāng)包含盡可能大的自由空間，以確保
空間、重量盡可能小的部件具有較大的內(nèi)表面。因此增加的機(jī)械性能并
不僅僅由主體材料的特性來(lái)確定，還取決于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的過(guò)渡部分。由于
不容易加工到且表面比例較高，因此無(wú)法通過(guò)后續(xù)機(jī)械加工進(jìn)行干預(yù)，
以盡可能減小表面缺陷。因此，這種方案必須采用近終型加工。

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