工程陶瓷因其优越的物理和化学性能而被广泛应用于机械、汽车、航空航天、能源、电子等领域。随着现代工业的不断进步,工业产品逐渐向高精尖方向发展,人们对陶瓷零部件的要求也越来越高,如高质量、高精度、高可靠性。然而由于工程陶瓷的高硬度和高脆性,在加工过程中难以避免的产生加工损伤和裂纹,大大降低了其可靠性,因此工程陶瓷材料的高效低损伤加工一直是大量学者们研究的重要课题。本文提出了一种事先对陶瓷材料加一个双向的压应力,然后再对其进行加工的新型加工方法。本文的主要工作如下:基于陶瓷材料压痕断裂力学理论,建立了陶瓷材料双向预压应力下划痕应力场分布理论模型,基于该模型分析了双向预压应力以及载荷比对SiC陶瓷划痕应力场分布状态的影响。采用SiC陶瓷为实验工件,选取了不同的双向预压应力以及法向载荷进行了划痕实验;用超景深显微镜对划痕表面/亚表面损伤及裂纹扩展状态进行了观察;分析了划痕过程中切向力以及声发射信号的变化规律;综合以上观察及分析结果,分析了双向预压应力对陶瓷材料划痕损伤以及裂纹扩展的影响。采用SiC陶瓷为实验工件,选取了不同的双向预压应力、磨削深度以及磨削方向进行了磨削实验;用扫描电镜观察了磨削表面形貌以及亚表面损伤情况;分析了双向预压应力对陶瓷磨削损伤、磨削力、磨削力比以及磨削表面质量的影响。采用Cluster方法建立了SiC陶瓷离散元模型;采用不同的双向预压应力以及划痕深度进行了SiC陶瓷划痕离散元模拟;分析了双向预压应力对划痕过程中裂纹扩展以及切向力的影响。从本文的研究结果来看,在陶瓷材料的加工过程中施加了双向预压应力以后,一定程度上限制了径向裂纹的扩展,改善了磨削表面质量,降低了材料加工损伤。若在陶瓷材料磨削加工过程中施加一定的双向预压应力,在采取较大的磨削深度下还可以得到较小的加工损伤,即可以实现陶瓷材料的高效低损伤加工。