航空航天和国防工业关键陶瓷生产过程中表面粗糙度的评估

先进陶瓷被广泛应用于国防和航空航天工业。由于关键陶瓷部件的生产需要高度的工程专业知识和制造技术，工程师和制造商为特定应用定义、指定和生产“正确的”表面粗糙度的集体能力可能决定部件是否符合规格。图1显示了光学抛光碳化硅镜面。

图1所示。轻质碳化硅(SiC)镜面经过光学抛光，具有优越的现场性能。

陶瓷在航空航天和国防工业中的标准用途包括:

• 透明的窗户和穹顶
• 火箭组件
• 核组件
• 镜子(激光、望远镜)
• 罩体
• 采购产品燃气轮机部件(叶冠，叶片，叶片，叶盘)。

应用注意事项

为了理解如何在一个特定的应用程序中使用组件，熟悉光学考虑和强度是必要的。金刚石砂轮磨削是加工高级陶瓷零件以满足严格的尺寸和表面粗糙度要求的主要方法。

亚表面损伤是由金刚石砂轮磨削过程造成的，亚表面损伤直接影响零件的强度。许多参数如结合剂类型、砂轮磨砂、切割深度、进给速度和速度都会影响所造成的次表面损伤。在高应力区域，构件强度和磨线方向性影响构件强度。

严格的指导方针是遵循的试验样品加工的ASTM标准，定义了砂轮粒度，速度，和进给率。

在光学应用中，主要考虑的是最小的亚表面损伤，表面粗糙度是一个关键参数。光学元件具有非常严格的表面粗糙度规格，通常在亚纳米的Ra范围内，这需要越来越精细的磨料进行研磨和抛光，以消除亚表面损伤。

有许多先进的技术陶瓷，每一种都有其独特的粗糙度特性。有渗透材料、整体材料、复合材料和多孔材料。欧洲杯足球竞彩人们必须了解潜在的拉拔、反应层、孔隙率和“低级”材料的替代，因为材料的选择会对表面粗糙度产生重大影响。欧洲杯足球竞彩

成本和材料都是一个重要的因素。模糊或不必要的表面粗糙度要求可以显著增加成本和交货时间。

制造考虑因素

高级陶瓷的加工通常采用金刚石砂轮磨削、研磨和抛光。有几种类型的砂轮。这些包括:

• 树脂
• Metal-bonded
• 玻化
• 电镀。

研磨需要考虑的因素包括研磨剂的大小和浓度。磨削工艺参数，如切割深度、磨线方向、切入与往复式、砂轮整形/修整和火花也会对表面粗糙度产生很大影响。重要的是在磨削时权衡所有这些因素，以获得正确的表面粗糙度，同时确保零件将在其应用中正确发挥作用。

研磨是在两个被摩擦的表面之间使用一种松散的磨料，从而磨损零件。研磨用于达到标准磨削能力之外的表面粗糙度和平面度。接地部分和搭接部分之间的区别如图2所示。

图2。地面光洁度有非常明显的磨线与明确的方向。相比之下，抛光表面的线条很难通过目测来分辨，而且没有明确的方向。

磨料和搭接材料的类型是基于被搭接材料的类型，这是至关重要的，因为选择将影响材料的去除率，表面粗糙度，以及搭接保持其形式的好坏。随着圈数的变化，磨料尺寸相应减小，以获得更好的光洁度。

去除率也增加与自动化机械或专门设计加速过程与气动和更快的纺丝速度。尽管传统的手工研磨方法可以产生精确和可重复的结果，但这是一个耗时的过程。抛光和研磨是相似的，然而，去除微观表面粗糙度的过程是复杂的。抛光可以在原子水平上去除分子团簇。

采用氧化锆增韧氧化铝(ZTA基板)，用氧化铝(Al₂O_3.)，另一种则使用金刚石磨料，使两种表面具有镜面光洁度。然而，表面粗糙度剖面显示，如图3所示，这两个表面之间有主要的差异。

图3。虽然金刚石磨料比氧化铝(Al₂O_3.)，金刚石产生更好的表面粗糙度。

计量方面的考虑

在处理高级技术陶瓷时，计量对于定量和检查特定的表面粗糙度至关重要。有两种检验表面粗糙度的基本方法:接触和非接触。这两种方法都需要技术专家来理解何时以及如何使用它们。

最基本的方法是与已知标准进行视觉比较。这是相当粗糙的，错误是不可避免的。微米计是一种接触法，用于检查大于2微米的表面粗糙度值。该方法包括一个金刚石尖触针，它根据触针的垂直位移作为位置的函数来测量表面变化。

影响测量的各种参数包括触控笔半径的大小、导线的长度和设置的过滤器。Perthometer的优点包括它对表面污染、材料的颜色或材料的反射不敏感。

这种方法大多是便携式的，使在机器上的过程中检查，一个灵活和低成本的选择。要注意的是，钻石笔尖在陶瓷材料上磨损很快，而且笔尖可能会划伤一些部件。欧洲杯足球竞彩表面粗糙度如图4所示。

图4。用不同的方向和方法测量表面粗糙度。

白光干涉测量是一种光学的，非接触的方法，当规格要求的精度，无法实现的一个Perthometer。数据由光学轮廓仪在一个视场上收集，而不是一条否定研磨方向的线。

此外，也没有表面损坏的风险，收集的数据可以过滤或传输到软件进行解释。光学轮廓仪还可以从不同角度进行表面检测，并可以在亚纳米范围内(<0.04µin)进行测量。Ra)。缺点包括不能测量在机器上的工作和低反射率的表面。数据也被收集在一个相当小的区域，这可能不能代表整个表面。

结论

通常，大多数详细的图纸缺乏生产和检查成功陶瓷组件所需的规格。因此，开放的沟通是至关重要的。理解应用程序的人和生产部件的人之间持续的交互对最终组件的成功至关重要。此外，有效的研磨、抛光、研磨和计量需要有经验的工程和制造专业人员的结合，具有杰出的判断和最先进的设备。2020欧洲杯下注官网

这些信息来自PremaTech Advanced Ceramics提供的材料。欧洲杯足球竞彩

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