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鋼玉陶瓷耐磨管：氧化鋯陶瓷化學機械加工介紹
文章發布日期：2019-08-23 19:02
為了避免堅硬磨料對氧化鋯陶瓷加工面所造成的損傷，有關學者對化學機械加工產生了興趣。其基本思想是將化學作用與機械作用結合在一起，化學反應產生較軟的化合物或形成低熔點的共晶體，在機械作用下快速去除，由于去除力很小，沒有反應的基體不會受到損傷。磨粒與工件的微觀凸峰相接觸，在一定壓力作用下，工件凸峰刺入磨粒，產生高溫高壓，激活了兩者之間的化學反應，隨著磨粒與工件之間的相對運動，反應的產物被磨粒帶走。該工藝過程的關鍵是選擇合適的磨料，即保證磨粒與工件之間能發生化學反應，產生較軟的化合物或形成低熔點的共晶體。通過控制壓力和滑動速度可方便地實現工藝過程的控制。
目前的工藝數據表明，氧化鋯陶瓷精加工（拋光、研磨）合適的磨料是三氧化二鉻，加工三氧化二鋁合適的磨料是二氧化硅。Si3N4、SiC同Cr203作用產生CrN和CrSiz；氧化鋁作用則是形成低熔點的氧化鋁·2Si02莫來石晶體。
目前還沒有商業化的專用化學機械加工的工藝及設備，大多是利用金剛石工具加工的設備，僅僅改換磨料而實現的。由于要激活固相反應，需要在磨粒與工件凸峰之間產生壓力，因而懸浮磨料的拋光工藝僅改換磨料，加工效率低于金剛石磨料。原因在于化學反應較弱，因而需要對工藝裝置進行一定的改造。如增強磁磨粒拋光的磁場強度，設計專用的拋光工具頭等。到目前為止，化學機械拋光任意形狀的氧化鋯陶瓷表面，還沒有合適的工藝裝置，特別是內腔表面的拋光，有待于深入研究開發。