碳化硅作为典型的硬脆材料之一,因其具有高温力学强度、高硬度、高耐磨性、高抗腐蚀性、良好的化学稳定性等优异性能,被广泛应用于航空航天、光电信息、机械、微电子、仪器仪表等领域。然而碳化硅材料在加工过程中容易产生变质层、表面及亚表面裂纹、残余应力、表面微破碎等多种形式的缺陷与损伤,并且加工效率较为低下。磨粒加工技术因其加工材料范围广、加工精度高、加工质量好等特点而被广泛应用于碳化硅材料精密与超精密加工过程中。为进一步理解磨粒加工技术中的碳化硅材料去除机理,探索磨粒与碳化硅材料的作用规律,本文基于单颗磨粒磨削行为对以碳化硅材料为代表的硬脆难加工材料的磨削机理进行了深入研究,通过理论分析、模型仿真、实验验证等研究方法,开展以下具体研究内容:1、基于压痕断裂力学原理,以单颗金刚石磨粒为研究对象分析磨粒与工件的运动学关系,对单颗磨粒磨削理论接触弧长、划痕长度、理论去除体积进行了计算,并建立单颗磨粒磨削过程中磨削力的预测模型,同时探究碳化硅材料磨削加工中裂纹产生与扩展的影响因素,明确了碳化硅材料在磨削过程中的主要材料去除方式。2、基于光滑粒子流体动力学（Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH）方法建立了单颗磨粒磨削碳化硅材料仿真模型,构建正十二面体、圆锥体、立方八面体三种不同几何形状的金刚石磨粒,进行了不同磨削深度和磨削速度下的仿真计算。通过分析单颗磨粒磨削仿真过程,得出磨粒与碳化硅工件间的作用规律,结合磨削仿真过程中的应力分析、磨削沟槽分析、磨削力分析以及材料去除率分析,探究了不同磨削参数对碳化硅磨削机理的影响规律。3、通过单颗金刚石磨粒划擦碳化硅实验验证了理论分析的合理性与仿真模型的可靠性,利用金相显微镜、共聚焦显微镜等仪器设备对划擦表面微观形貌进行观测与表征,分析提取了划擦沟槽宽度和深度数据,揭示了划擦法向载荷对碳化硅表面质量的影响规律,进而确定了碳化硅磨削过程中的材料去除方式,为单颗磨粒磨削碳化硅材料的磨削机理研究提供了可靠依据。