充分理解材料在纳米量级下的去除机理，有助于找到脆性材料切削过程中脆塑转变的原因，借此提高脆性材料的加工性能，抑制刀具磨损，提高加工效率，降低加工成本，最终提高加工表面质量和加工精度。本文的主要研究内容及成果如下：(1)分析了切削过程中刀具负前角对剪切面的影响，得出了临界负前角与摩擦系数之间的关系。根据能量最小原理研究了刀具刃口对材料塑性变形的影响，计算出了材料在刀具刃口处的分流点（即滞流点）与摩擦系数之间的关系；(2)从能量耗散角度结合材料尺寸效应研究了切削过程中的尺寸效应。随着切削深度的减小，需要较大的外加应力在材料内部生成位错或相变，以保证材料持续的塑性变形。较大外加应力增加了刀具刃口处的摩擦与磨损，大量的外界做功转化为切削热，提高了切削温度，在材料被软化的同时也加剧了刀具的磨损；(3)讨论了脆性材料斜切与车削过程中的一些基本理论。对单晶硅，砷化镓材料进行了超精密切削实验。利用显微拉曼光谱仪测量了加工表面的损伤。结果表明单晶硅的损伤层由非晶层和残余应力层构成。非晶层的厚度随着切削深度的增大而接近线性增加。残余应力层随切削深度的增大而增加，且切削厚度较大时残余应力变得不均匀，使得单晶峰退简并分裂为两个或是三个峰。车削表面塑性去除区域对应的切削厚度较小，测量到的表面非晶层厚度小于5纳米，表层有轻微残余压应力的存在；(4)利用便携式拉曼光谱测量单晶硅在切削过程中的相变情况，发现单晶硅向非晶硅的相变主导了切削过程中单晶硅的塑性变形，抑制了单晶硅的脆裂。较高的切削速度提高了切削温度，由于非晶硅具有较好的热塑性，使得单晶硅的脆塑转变厚度增大。非晶硅具有两种原子环境，一种为类固体原子，另一种为类流体原子。类流体原子是非晶硅塑性变形的载体，其塑性变形过程将体现部分流体特性，切削过程中材料的去除过程将以推挤方式进行。