陶瓷的化學(xué)加工主要包括化學(xué)研磨、化學(xué)蝕刻、電化學(xué)中的電泳拋光及磨削。下面主要介紹化學(xué)研磨拋光和電泳拋光及磨削。

化學(xué)研磨拋光

在一定溶液中，不利用外接電源,靠化學(xué)溶液侵蝕作用完成材料表面的平整和光克過程的工藝稱為化學(xué)研磨拋光。該項(xiàng)工藝主要利用化學(xué)研磨批光液和待處理工件之同形成的化學(xué)電池原理對(duì)工件進(jìn)行研磨拋光：在工件表面粗糙不平處，峰高處相對(duì)峰谷處電動(dòng)勢(shì)較商，也更加易于與化學(xué)研磨拋光液產(chǎn)生激烈的化學(xué)反應(yīng)，即更易于被溶解去除，從而使其峰高值按近難于與溶液發(fā)生反應(yīng)的峰谷，達(dá)到平整光滑的研磨拋光目的(Reza Gbafarian.1998)。

通?；瘜W(xué)研磨拋光僅需要將工作液加熱到一定溫度 （100°C 以下)，并將工件在工作液中浸泡。攪拌工作液或搖動(dòng)工件，使其待處理表面與工作液充分接觸，一定時(shí)間后即可完成工藝。相對(duì)于機(jī)械拋光和電化學(xué)地光而言，工藝簡(jiǎn)單，易操作。

化學(xué)研磨拋光液通常是無機(jī)酸溶液，只要溶液能夠浸人的位置就可以完成反應(yīng)并達(dá)到工件表面研磨拋光處理的目的，可以用于處理各種外形復(fù)雜的工件。因此，處理工件外形不受限制。而采用傳統(tǒng)的機(jī)械拋光方法對(duì)工件進(jìn)行處理時(shí)，許多機(jī)械裝置不能接觸到的工件位置，比如內(nèi)腔、縫隙無法得到拋光處理。此外，機(jī)械拋光處理后的工件表面難免會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力變形、晶格組織破壞等現(xiàn)象，而化學(xué)研磨抽光不僅可 以避免上述現(xiàn)象，還可以修復(fù)由機(jī)械研磨破壞的工件表面微觀化學(xué)結(jié)構(gòu)。

氧化鋁陶瓷或藍(lán)寶石的化學(xué)研磨可以使用加熱的磷酸或硼砂溶液及V2O5等。為了除去機(jī)械加工而產(chǎn)生的加工層，也可使用該方法。

電泳拋光與磨削

1.電泳拋光

電泳拋光是將電泳現(xiàn)象應(yīng)用于陶瓷工件的一種非接觸無損拋光方法。電泳拋光的兩種原理如因 5-12 所示。圖 5-12（a）表示當(dāng)工件端為負(fù)極，拋光頭為正極時(shí)，微粒子將在電場(chǎng)作用下向拋光頭聚集，從而形成一個(gè)柔性磨粒層；當(dāng)工件旋轉(zhuǎn)時(shí)，磨粒與工件間將發(fā)生摩擦與碰撞，從而達(dá)到去除材料的目的。圖 5-12(b)表示當(dāng)工件端為正極，拋光頭為負(fù)極時(shí)，微粒子將在電場(chǎng)作用下向工件聚集，由于工件和拋光頭產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),因此拋光粉子對(duì)工件美而應(yīng)生沖士碰撞，達(dá)到拋光的目的。由于兩種拋光磨粒的作用機(jī)理不同,因此切削效率和被切削表面質(zhì)量都將不同。由于沒有外加載荷，脆硬性陶瓷材料的去除全部依賴粒子的碰撞和微切削來實(shí)現(xiàn)；連續(xù)的碰撞和微切削使陶瓷表面局部發(fā)生微疲勞剝落和板細(xì)微的型削。這兩種材料去除方式對(duì)被加工表面的性能影響可以忽略不計(jì),因此可稱為無損拋光。

影響電泳拋光效率和質(zhì)量的關(guān)鍵因素是拋光粒子的速度或動(dòng)能、沖擊角度。影響參數(shù)有材料參數(shù)和工況參數(shù)兩類。材料參數(shù)包括拋光粒子大小及材質(zhì)、拋光液種類、粒子濃度等；工況參數(shù)包括非接觸間隙寬度、施加電壓的大小及方向、拋光機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度等。

圖 5-13 表示硅晶片的電泳拋光裝置。實(shí)驗(yàn)基本參數(shù)為轉(zhuǎn)速 300 r/min,拋光間隙h=40 pm，電壓 600 V；結(jié)果表明：拋光效率與電壓近似成正比，與拋光間隙近似成反比,與拋光時(shí)間成正比。

2.電泳磨削

電泳磨削是利用超微磨粒的電泳特性，在加工過程中使磨粒在電場(chǎng)力作用下向工具表面運(yùn)勁并吸附在工真表面，形成一層超微細(xì)磨粒層，利用該吸附層隨工具運(yùn)動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行磨削加工，如因 5-14 所示。在電場(chǎng)力和磨削力的作用下，磨粒不斷吸附和脫落，只要根據(jù)磨削條件調(diào)節(jié)電泳的電場(chǎng)強(qiáng)度,就可以使脫落量與吸附量保持動(dòng)態(tài)平衡，從而穩(wěn)定吸附層的厚度。同時(shí)，工具每旋轉(zhuǎn)一周，磨粒層表面都有大量的新磨粒補(bǔ)充，使工具表面磨削始終保持鋒利尖銳。另外,由于磨粒層表面凹陷處局部電流大，新磨粒優(yōu)先在凹陷處沉積，從而使磨粒層表面處手出均勻狀態(tài),保持工具表面良好的等高性。所以，工具的實(shí)際工作表面始終保持良好的加工特性。

電泳磨削技術(shù)對(duì)硅單晶、玻璃等硬脆材料加工,可大大降低工件的表面粗糙度，以 SiO2膠體溶液為磨削液,對(duì)硅片和玻璃的電泳自進(jìn)給磨可獲得納米級(jí)的加工表面質(zhì)量；對(duì)于硬度更大的工程陶瓷,也具有一定效果。對(duì) Al203。陶瓷電泳磨削時(shí)，先用金剛石砂輪磨出基準(zhǔn)表面(Ra=1.69μm)后,再進(jìn)行2h 的電泳磨削,當(dāng)采用黃銅(60 mm X 50 mm 端面密布小孔)為磨具基體，硅溶膠(粒徑 R＜50 nm，質(zhì)量分?jǐn)?shù) 30％)為磨削溶液,模具與工件間隙0.5mm，主軸轉(zhuǎn)速為 750r/min 時(shí),電泳磨削后 Al203。陶瓷表面粗糙度Ra降至0.0623μm。

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