本书共有6 章。第1 章对陶瓷材料的分类及基本特征进行系统讲解，并对典型结构陶瓷材料、功能陶瓷材料的特点及性能进行介绍；第2 章重点介绍压划痕技术在陶瓷材料损伤及去除机理研究中的基础理论及应用；第3 章从先进陶瓷的磨削特点、表面的形成过程、磨削参数选择等方面展开，进而介绍多种适用于先进陶瓷加工的磨削技术；第4 章主要针对典型的多能场磨削技术，分别对超声辅助磨削技术、激光辅助磨削技术，以及在线电解修整磨削技术的原理、加工系统及其工艺应用进行详细介绍；第5 章对工程陶瓷加工的表面完整性进行介绍，包括磨削加工表面残余应力、表面变质层、表面相变、表面粗糙度，以及加工损伤等相关理论、检测技术及应用等；第6 章介绍陶瓷精密零件的应用。
本书可用作高等院校机械制造及相关专业高年级本科生及研究生的教科书或参考书，也可供陶瓷材料及加工技术研究和生产单位的科技人员参考。

涵盖工程陶瓷磨削加工知识及应用，全面掌握专业知识，成就更好未来

陶瓷是人类最早使用的人造材料，具有悠久的历史。随着科技的不断进步，先进陶瓷材料(以下简称陶瓷材料)以其优良的物理和化学性能，在航空、航天、航海、半导体、通信、石油化工、电力、冶金、机械及现代生物医学等高科技领域得到了广泛的应用，它与金属材料、高分子材料、复合材料并称为四大工程材料，陶瓷材料及其制品产业也得到蓬勃发展。陶瓷材料硬度高、脆性大、热导率低，是一种典型的难加工材料。为了满足工业界对陶瓷零件高精度、高表面质量、高效率和低成本的要求，磨削加工被视为最为常用的方法，广泛应用于陶瓷构件精密、超精密加工。因此，系统地研究陶瓷材料磨削理论、磨削工艺，对提升陶瓷制品加工质量以及拓展其应用具有重要的理论及实践意义。随着磨削加工技术的不断发展，陶瓷材料的磨削加工技术不仅成为加工现代尖端产品的重要生产手段，而且是一个国家能否在国际竞争中取胜的关键技术，陶瓷材料及其加工技术正迎来一个崭新的繁荣时代。
为了及时总结近年来陶瓷材料及加工技术的最新研究和应用成果，促进其更快更好地发展，我们在《工程陶瓷材料的加工技术及其应用》（机械工业出版社2007年出版）的基础上，重点针对磨削技术的最新成果编写了《先进陶瓷磨削技术》一书。本书较为全面和系统地阐述了近年来国内外陶瓷材料及其磨削加工技术的发展和取得的新成果，特别是天津大学先进陶瓷材料与加工技术重点实验室在陶瓷材料、加工机理、磨削加工工艺等方面取得的学术成果。本书以陶瓷材料划擦理论、磨削加工原理、磨削加工工艺、表面质量检测评价以及陶瓷材料的典型应用为主线，辅以国内外其他学者的新成果，内容丰富、素材翔实、特色鲜明。本书可用作高等院校机械制造及相关专业高年级本科生及研究生的教科书或参考书，也可供陶瓷材料及加工技术研究和生产单位的科技人员参考。
本书由隋天一与林彬担任主编，负责全书的构思、组稿和编审。参加本书编写的有赵鹏程、吕秉锐、周京国、李金洺、张子昂、侯贺天、张津硕、刘建彬、董宝昆、杜浩轩、王龙飞、鲍煊、丁建淳、王静涛和杨锦皓，另外还要特别感谢林滨、郭瑞松、曲远方三位老师对于本书编写的大力支持与帮助。
由于陶瓷磨削加工涉及范围广泛，而本书篇幅有限，因此在取材及论述方面难免存在不妥之处，敬请广大读者批评指正。在本书编写过程中，编者参阅并引用了一些国内外学者的著作、论文、论述及成果，得到同行专家的支持和帮助，也得到国家重点研发计划 半导体用高超精密晶舟及静电吸盘研制与应用（项目编号：2023YFB3711100）的资助，在此一并表示感谢。
编者
2024年8月

隋天一，天津大学机械学院副教授，博士生导师。累计发表SCI检索学术论文50余篇，研究成果应用于多型号装备，参编CRC Press出版社等英文论著2部。申请国家发明专利34项，已获得授权10项，主持国家重点研发计划、国家自然科学基金面上及青年项目、天津市自然科学基金重点项目、航空基金以及航天一院、三院等多项院技术/工艺攻关课题。担任中国刀协切削技术分会理事；硅酸盐学会特陶分会青工委委员；Viser出版社机械工程专业委员会委员；三江航天江北机械外聘专家，同时担任J. Adv. Manf. Sci. Tech., .Front. Chem.编委/青年编委。

前言
第1章工程陶瓷材料
1.1工程陶瓷材料概述
1.1.1引言
1.1.2陶瓷材料的分类及基本特征
1.2结构陶瓷材料
1.2.1氧化物陶瓷
1.2.2非氧化物陶瓷
1.3功能陶瓷材料
1.3.1氧化铝陶瓷
1.3.2滑石瓷
1.3.3BN陶瓷
1.3.4AlN陶瓷
1.3.5铁电介质陶瓷
1.3.6热敏电阻陶瓷
1.3.7压敏陶瓷
1.3.8压电陶瓷
1.3.9高熵陶瓷
参考文献
第2章陶瓷材料压划痕理论
2.1概述
2.2压划痕断裂力学理论
2.2.1压划痕裂纹几何形貌
2.2.2压划痕应力场模型
2.2.3压划痕裂纹扩展模型
2.3压划痕仿真技术
2.3.1分子动力学压划痕仿真
2.3.2光滑粒子束压划痕仿真
2.3.3有限元压划痕仿真
2.3.4其他压划痕仿真分析方法
2.4压划痕试验技术
2.4.1压痕试验技术
2.4.2划擦试验技术
参考文献
第3章先进陶瓷材料的磨削原理
3.1先进陶瓷磨削技术概述
3.2先进陶瓷磨削砂轮选择与修整
3.2.1金刚石砂轮的种类
3.2.2金刚石砂轮的特征及表示方法
3.2.3金刚石砂轮的选择
3.2.4金刚石砂轮的修整
3.3先进陶瓷磨削表面的形成过程
3.3.1陶瓷材料的破碎去除机理
3.3.2陶瓷材料的延性域磨削
3.3.3陶瓷材料的粉末化去除
3.4先进陶瓷复合材料的磨削特性
3.4.1先进陶瓷复合材料的磨削机理分析
3.4.2先进陶瓷复合材料磨削力分析
3.4.3先进陶瓷复合材料的声发射特性分析
3.5先进陶瓷杯形砂轮端面磨削技术
3.5.1先进陶瓷端面磨削的特点
3.5.2端面磨削陶瓷材料温度场的理论研究
3.5.3端面磨削陶瓷材料的试验研究
3.6先进陶瓷平行砂轮磨削技术
3.6.1高速/超高速磨削
3.6.2缓进给磨削
3.6.3超精密磨削
3.6.4无心磨削
参考文献
第4章多能场磨削加工技术
4.1超声辅助磨削技术
4.1.1概述
4.1.2超声辅助磨削的特点与原理
4.1.3超声辅助磨削设备
4.1.4超声辅助磨削应用及其工艺
4.2激光辅助磨削技术
4.2.1概述
4.2.2激光辅助磨削原理与特点
4.2.3激光辅助工艺及其应用
4.2.4激光辅助磨削设备
4.3在线电解修整磨削技术
4.3.1概述
4.3.2在线电解修整磨削系统
4.3.3在线电解修整磨削技术原理
4.3.4在线电解修整磨削特性
4.3.5在线电解修整磨削方式
4.3.6在线电解修整磨削适用范围与特点
参考文献
第5章工程陶瓷加工的表面完整性
5.1陶瓷磨削表面残余应力
5.1.1残余应力的产生机理
5.1.2表面残余应力的表征方法
5.1.3磨削表面残余应力的理论模型
5.1.4磨削表面残余应力的有限元仿真
5.2陶瓷加工表面变质层
5.2.1陶瓷加工表面变质层的形成过程
5.2.2陶瓷加工表面变质层的微观组织
5.2.3陶瓷加工表面变质层的物相分析
5.2.4微晶的形成与结构模型的建立
5.3陶瓷磨削表面的相变
5.3.1相变机理
5.3.2相变过程
5.3.3磨削表面的相变分布
5.3.4磨削应力诱发马氏体转变
5.3.5陶瓷磨削表面的相变仿真
5.4陶瓷磨削表面粗糙度
5.4.1陶瓷材料表面粗糙度的评价方法
5.4.2陶瓷材料磨削表面形貌测量方法
5.4.3陶瓷加工性能与磨削表面粗糙度的关系
5.4.4砂轮粒度和磨削深度对陶瓷表面粗糙度的影响
5.4.5磨削表面粗糙度的数学模型
5.4.6陶瓷材料磨削表面形貌各向异性表征
5.5陶瓷表面缺陷检测
5.5.1陶瓷磨削表面无损检测技术
5.5.2陶瓷表面的加工损伤特征
5.5.3陶瓷表面损伤的机器视觉检测技术
5.5.4深度学习在陶瓷表面缺陷检测中的应用
5.5.5工程陶瓷表面加工损伤检测与评价
参考文献
第6章陶瓷精密零件的应用
6.1陶瓷精密零件在能源领域的应用
6.1.1陶瓷精密零件在电池领域的应用
6.1.2陶瓷精密零件在光伏领域的应用
6.1.3陶瓷精密零件在核能设备中的应用
6.2陶瓷精密零件在航空航天领域的应用
6.2.1陶瓷精密零件在航空领域的应用
6.2.2陶瓷精密零件在航天领域的应用
6.3陶瓷精密零件在电子行业的应用
6.3.1陶瓷精密零件在半导体中的应用
6.3.2陶瓷精密零件在传感器中的应用
6.3.3陶瓷精密零件在电子行业的其他应用
6.4陶瓷精密零件在交通领域的应用
6.4.1陶瓷精密零件在驱动系统中的应用
6.4.2陶瓷精密零件在制动系统中的应用
6.5陶瓷精密零件在其他领域中的应用
6.5.1陶瓷精密零件在化工行业中的应用
6.5.2陶瓷精密零件在军事领域中的应用
6.5.3陶瓷精密零件在液压元件中的应用
6.5.4陶瓷精密零件在轴承中的应用
参考文献