氧化铝陶瓷材料具有高的硬度、耐腐蚀、耐高温、耐磨损等优点,在微机电系统中有广泛的应用前景。预烧结是指在低于完全烧结的温度下进行的烧结。本文在预烧结陶瓷坯体上加工三维微结构,然后完全烧结得到所需的陶瓷微结构。预烧结加工可避免常规陶瓷加工中材料脆硬的缺点。本文在预烧结氧化铝陶瓷坯体上开展了微细结构的加工研究。主要研究了预烧结坯体制造工艺、加工间隙、烧结收缩率、刀具磨损补偿,加工了尺寸误差小的三层阶梯方腔。在单向施压的压力机上采用不同压力制备陶瓷生坯,分析了坯体压制压力对密度的影响,明确了压力与生坯密度之间的近似线性关系。得到随着压力增加,坯体密度增加量略有减小的结论。在800℃、10h条件下烧结得到预烧结坯体,测量了预烧结后坯体的密度。发现预烧结对坯体密度基本上没有影响,即坯体预烧结后不发生收缩。根据加工特点设计了刀具截面形状,设计的2刃立铣刀在加工腔体时未发现明显的径向磨损,端面磨损后形态好,高度差通常小于5μ m。使得加工的型腔底面沟壑高度差理论上小于2.6μm。在预烧结坯体上进行窄槽加工,采用先清理刀具表面加工屑,然后无切深进给清理残留加工屑,清屑效果明显。该方法提高了加工轮廓辨识度,为准确测量加工特征的尺寸创造了良好的条件。在预烧结坯体上进行了钻孔、铣削型腔实验,测定了孔和型腔的加工间隙。发现孔的加工间隙大于窄槽的加工间隙大于腔体加工间隙,表明排屑越难加工间隙越大。测定了孔、孔间距和型腔的烧结收缩率,孔的收缩率大于孔间距的收缩率,而孔间距的收缩率与型腔收缩率一致。研究了加工力对刀具磨损量的影响,发现当刀具端面磨损为弧面后,继续加工时刀具端面形状保持不变,刀具进入线性磨损状态,加工去除同样体积的材料时刀具磨损量与加工力线性相关。由于单个腔体的加工力总体稳定,因而刀具磨损速率认为是恒定的,为刀具磨损补偿提供了依据。制造了三层阶梯方腔,设计阶梯方腔烧结后的边长尺寸分别为800μm、1000μ m、1200μm,实际制造误差达到±2μm；设计烧结后的深度尺寸均为100μm,实际制造误差控制在了±4μ m之内。获得了令人满意的效果。