金刚石作为自然界中硬度最高的物质,以其优异的力学性能被作为切削刀具以及磨抛工具中的磨料,在精密、超精密加工中有着广泛的应用,特别是石材、晶体硅、陶瓷、混凝土、蓝宝石等硬脆性材料,利用金刚石工具仍然是重要的加工手段。硬脆性材料具有高强度、高硬度、高脆性、耐磨性和耐腐蚀性、低密度和低膨胀系数以及良好的化学稳定性等特点,与金属材料有很大的区别。在用金刚石工具对硬脆性材料加工时,由于剧烈的摩擦、高温等作用,金刚石工具不可避免的会产生磨损,不同程度的金刚石磨损对加工过程及加工结果的影响也是不同的:一方面,磨损的金刚石在加工过程中与工件的相互作用形式发生改变,进而影响到工件材料的去除过程;另一方面,金刚石的磨损也影响了金刚石工具的使用寿命。因此,研究磨损状态下的金刚石工具对硬脆性材料的加工过程的影响,对于合理选择工艺参数、提高金刚石工具在加工硬脆性材料时的使用性能和提高硬脆性材料加工质量具有重要意义。单颗金刚石磨粒划擦实验作为磨粒加工的一种简化形式,被众多的学者用来研究材料的加工过程,探究材料的去除机理。本文从金刚石单颗磨粒划擦实验入手,采用磨损状态下的金刚石压头对SiC陶瓷材料进行单颗磨粒划擦实验,同时引入数字图像处理技术对检测拍摄的磨损后的金刚石图像进行数字图像处理,经过相关数学计算,获取金刚石相应的磨损量,并探究这些磨损量对SiC陶瓷加工的影响。本文的主要工作内容和结论如下:(1)针对人工检测效率低和易产生主观误差的弊端,课题提出采用数字图像处理技术,分析处理相关金刚石的图像,以获取金刚石形状特征等信息;(2)提出了磨损高度、磨损面积、磨损体积、磨损锐度等量对金刚石磨损进行量化表征,并进行了相关性分析,最终选取磨损锐度作为金刚石磨损的表征量;(3)进行了一系列金刚石磨粒的磨损实验,最终选用机械磨损的方法来对实验所用金刚石压头进行磨损;(4)利用120°与90°的圆锥压头,进行了单颗磨粒平面划擦实验,并分析研究了磨损锐度对划痕表面形貌、划痕宽度、划痕底部Ra值和裂纹等的影响,发现在同一划擦深度下,随着压头的磨损,压头磨损锐度增大,划痕边缘的崩碎变小,划痕宽度比降低,划痕底部Ra值降低,其中,120°圆锥压头随磨损锐度增大对划痕形貌等的影响大于90°圆锥压头;(5)利用120°与90°的圆锥压头,进行了单颗磨粒平面划擦实验,并分析研究了磨损锐度与划擦力、力比、划擦比能等划擦过程量间的关系。发现划擦力、力比等基本都随磨损锐度的增加而增大。而划擦比能,120°圆锥压头随磨损锐度增大,其划擦比能先减小后增大;90°圆锥压头的比能则随磨损的进行逐渐减小,这应与压头磨损过程中出现的“破碎”情况有关。