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反应烧结碳化硅（RB-SiC）陶瓷具有优异的物理性能,其密度低、导热系数大、热膨胀系数小、高比刚度、耐化学腐蚀等特性使得SiC陶瓷能够应对较为恶劣的使用环境。因此,SiC陶瓷被广泛地应用于微电子机械系统、生物成像、军事、太空探索等领域,尤其是在空间光学镜选材时脱颖而出。为了获得较高的成像质量及使用寿命,往往要求光学元件具有大口径、超光滑表面及低亚表面损伤等特点。然而,RB-SiC陶瓷高硬度、脆性大导致超精密加工过程中易于引入表面/亚表面损伤,严重降低元件强度及使用性能。所以,为了抑制RB-SiC陶瓷磨削断裂损伤需要实现材料的塑性域去除加工。但是,目前对RB-SiC陶瓷去除机制、脆–塑转变的临界判据等相关基础问题还不清楚,从而制约了RB-SiC陶瓷的应用。为此,本文以RB-SiC陶瓷为研究对象,采用刻划实验、磨削实验、先进的力学性能测试方法和材料微观结构表征技术深入地研究了RB-SiC陶瓷磨削去除机制,探究了磨削表面及亚表面损伤形成机制,并进一步讨论了加工参数对RB-SiC陶瓷磨削去除特征的影响规律。然后,考虑砂轮磨粒分布特征和材料属性构建了磨削力模型。研究了如何利用激光加热辅助磨削方法获得高效低损伤的RB-SiC陶瓷磨削技术。本文研究对发展RB-SiC陶瓷等硬脆材料塑性域磨削加工具有重要意义。首先,本文采用单颗磨粒刻划的实验方法简化磨削过程,通过分析切屑形态及结构探究了RB-SiC陶瓷材料磨削去除机制。在此基础上,构建了RB-SiC陶瓷脆-塑转变临界切削深度模型,研究了脆-塑转变的影响因素。刻划实验发现RB-SiC陶瓷存在塑性变形和断裂两种去除模式,刻划切向应力诱导的SiC非晶相变是RB-SiC陶瓷产生塑性去除的主要机制,而断裂切屑及亚表面基体中并未发现SiC非晶相变。此外,刻划速度的增加可以提高RB-SiC陶瓷脆-塑转变的临界切削深度。相界及SiC颗粒晶界处是材料弱化区易于发生脆性断裂引起摩擦力波动,且随着断裂去除比例的增大摩擦系数波动增大。研究了砂轮磨粒分布特征对RB-SiC陶瓷磨削表面生成规律的影响,对砂轮表面三维形貌进行了表征,对砂轮表面磨粒突出高度进行了统计及参数检验,并建立了符合正态分布概率的砂轮表面磨粒出刃高度模型。然后,结合砂轮磨粒分布特征、材料属性及RB-SiC陶瓷塑性及断裂去除机制分别构建了有关磨削过程的弹性变形力、塑性变形力及脆性断裂力模型,更为准确地预测了硬脆陶瓷材料磨削力及加工质量。通过对RB-SiC陶瓷磨削亚表面中SiC相和Si相的微观结构分析,研究了RB-SiC陶瓷磨削塑性区域及脆性断裂区域的表面/亚表面损伤形式及形成机制。结果表明:RB-SiC陶瓷磨削表面损伤形式包括微凹坑、穿晶裂纹和沿晶裂纹。RB-SiC陶瓷材料包含的助烧剂、晶界及相界等缺陷处会导致位错塞积,当位错塞积引起的应力集中超过临界拉伸应力33.9-36.5GPa时RB-SiC陶瓷发生断裂。有关亚表面损伤方面,证实了RB-SiC陶瓷塑性区域SiC相的亚表面损伤包括基面<a>位错、堆垛层错及孪晶,且未发现SiC相的非晶态转变;Si相的亚表面损伤包括非晶转变及位错,由位错引起的各向异性应力是造成Si-I对应拉曼峰劈裂的主要原因。脆性断裂区域SiC相的亚表面损伤包括微裂纹和高密度位错,且未发现SiC相的非晶态转变。微裂纹以中位和侧向裂纹为主。位错主要是柏氏矢量为b=1/3<-2110>基面完全位错及柏氏矢量为b=1/3[1-100]和b=1/3[-1010]Shockley不完全位错。Si相的亚表面损伤主要包括非晶转变及{111}晶面位错。最后,探究了利用激光加热辅助磨削RB-SiC陶瓷抑制表面/亚表面损伤的相关技术问题,发现激光加热可以使RB-SiC陶瓷发生软化和增韧,从而提高磨削加工中塑性域去除比例。激光加热辅助磨削可以有效地降低亚表面裂纹损伤深度和表面粗糙度。普通磨削亚表面损伤裂纹包括中位裂纹和横向裂纹,而激光加热辅助磨削亚表面损伤以横向裂纹为主。同时,发现RB-SiC陶瓷加热表面存在SiO2非晶相,该结果说明适宜的激光加热温度可以诱导RB-SiC陶瓷发生氧化反应。