单晶硅,压电石英以及工程陶瓷等硬脆性材料凭借其高硬度,耐高温,耐腐蚀等优点被广泛应用于航天、医学、汽车等领域。随着微细加工技术的进步,对材料的表面质量和尺寸精度要求也在不断提高。微细超声波加工作为一种微细加工手段,因为其加工过程不受材料导电性和导热性的限制而成为最适合加工硬脆材料的方法。许多学者通过其他加工手段如车削,铣削和磨削在脆性材料上已经观察到塑性加工的特征。本文采用的是微细超声波加工来探究脆性材料的塑性去除。传统意义上来说,微细超声波加工硬脆材料的模式大多属于脆性去除,加工表面常常覆盖许多崩碎的凹坑和裂纹,这样会大大降低材料的力学性能同时表面质量也难以满足要求。为克服这一加工缺点可以通过适当调整加工参数可以使微细超声波加工中的塑性去除比例提高,进而提高材料的表面质量。但是目前对于微细超声波加工的脆塑模式判别方式基本上是根据主观的判断,并未提出一个客观统一的判别方法。因此本文基于脆性固体断裂理论,通过工具不旋转的微细超声波加工进行大量实验,旨在找到这样一个有说服力的判别标准,经过图像观测,数据分析和验证实验,找到单晶硅<100>面在微细超声波加工的条件下脆塑转变的临界力范围：当单个磨粒最大冲击力小于0.065g时,加工表面呈现明显的塑性特征；当单个磨粒最大冲击力大于0.15g时,加工表面为脆性加工；当单个磨粒最大冲击力介于0.065g和0.15g之间,加工表面处于脆塑转变状态。然后通过表面轮廓仪对轮廓底面进行粗糙度分析,最终得出粗糙度Rpk可以作为微细超声波加工单晶硅<100>面脆塑转变的判别标准：当Rpk大于500nm时,加工表面由脆性模式去除；当Rpk小于450nm时,加工表面呈现明显的塑性去除特征；当Rpk介于450nm和500nm之间,加工表面兼具有脆性和塑性的去除特征,处于脆塑转变状态。此外,本文对于工具旋转的微细超声波加工单晶硅<100>的加工表面也做了关于脆塑转变方面的分析,结果表明粗糙度Rpk同样适用于工具旋转的微细超生波加工,并得出了在三种不同直径的磨粒加工下脆塑转变临界力的大致范围。同时改变加工条件如工具旋转与否,磨粒尺寸和振幅,发现工具旋转比不旋转的微细超声波加工对加工表面粗糙度的影响更小；而且在单个磨粒最大冲击力基本相同的情况下,直径大的磨粒比直径小的磨粒更容易产生粗糙度大的表面；振幅对加工表面质量影响不大。