蓝宝石以其优良的物理性能、化学性能、电学性能、光学性能等,使其广泛地应用于多个领域。蓝宝石切割及研磨是蓝宝石加工过程中重要的加工工序,目前主要利用金刚石磨料工具来完成。但对于金刚石磨粒在微米尺度下与蓝宝石的相互作用机理,尚还未被完全解释清楚。本文利用金刚石磨粒单颗刻划的方法研究了蓝宝石材料的去除机理。试验利用两种不同顶锥角的金刚石磨粒在微米尺度下对A面和C面蓝宝石进行了压痕试验,平动刻划试验,转动刻划试验以及钟摆式刻划试验。跟踪采集了不同刻划速度,不同刻划深度下的法向力及切向力,观察了刻划后的工件表面形貌。比较分析了各刻划参数对材料去除的影响,以及不同晶面蓝宝石的刻划差异。全文主要研究成果概述如下:(1)蓝宝石材料在受到金刚石磨粒压痕作用的下方产生了沿一定方向的变形,而在磨粒作用的外部产生裂纹。晶体结构对蓝宝石受压时所产生的裂纹方向有明显的影响。C面蓝宝石的侧向裂纹长度略小于A面蓝宝石的侧向裂纹长度。(2)在所有的刻划试验中,磨粒顶锥角对刻划力有明显的影响,刻划力随着顶锥角的增大而增大,而C面的蓝宝石的刻划力大于A面蓝宝石的刻划力;(3)随着刻划深度的增加,刻划力明显随之增加,在低速情况下,刻划速度对刻划力没有明显的影响,但是在高速情况下,随着刻划速度的提高,刻划力略有所减小;(4)在微米尺度下,A面和C面蓝宝石主要以脆性断裂为主。在金刚石磨粒的作用下方,形成明显的裂纹和粉末化的破碎。对于A面蓝宝石,在磨粒的影响区,出现河流状的裂纹,对于C面蓝宝石则出现了台阶状的破碎。