精加工陶瓷結構部件幾何形狀輪廓測量圖像顯微鏡
復雜的陶瓷部件結構
下面將對設計復雜陶瓷結構部件幾何形狀和組織結構時的特性加以
討論。
以陶瓷和加工為導向的設計
為了能夠正確利用陶瓷材料的性能，必須考慮適當的結構設計措施
。由于完全缺乏塑性變形能力，在局部達到材料強度時，陶瓷會在組織
異質性臨界區域突然損壞。特別是在小半徑、尖銳邊緣、臺階和根部以
及點或線傳導力的區域會出現較高的應力。
由于有時會有相當大的缺口效應，因此這些部位會比可預期的組件
外部負載更早地達到材料的強度極限。因此，在設計陶瓷部件的結構時
，應避免所有會產生缺口效應的幾何形狀(應力集中)或至少只用能夠減
少缺口效應或在缺口效應方面優化后的形狀。與此相反，陶瓷材料的特
殊優點是具有較高的抗壓強度。設計陶瓷結構時，應當較大程度上利用
這一特性，并使部件承受拉伸載荷或者彎曲載荷的區域盡可能小。尤為
重要的是，避免所有承載拉力的區域出現強烈的應力集中。
適合加工的結構包括，根據各種成型工藝中已經描述的特殊性調整
部件的幾何形狀。因此諸如將特別復雜的形狀分割成幾個簡單模塊的方
法是非常有意義的。此外，應當避免超規格的表面和不必要的緊公差。
一般情況下，應當將后續加工較小化，這樣只為后續加工確定較小的加
工余量，精加工優先選擇綠色加工，只設定較小的殘留加工面，并確定
無需加工的圓角和倒角。
適合以陶瓷和生產為導向設計的上述措施對復雜的陶瓷部件幾何形
狀有著特殊的意義，因為產品特性所需的幾何形狀細節往往會與理想的
設計原則沖突。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當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表面。因此增加的機械性能并
不僅僅由主體材料的特性來確定，還取決于內部結構的過渡部分。由于
不容易加工到且表面比例較高，因此無法通過后續機械加工進行干預，
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。
