硬脆材料广泛应用于航空航天、微电子工业等尖端领域,而微细磨削是硬脆材料微小零件和微细结构的主要加工方法之一。当前硬脆材料的微细磨削极易在微结构棱角边刃处产生裂纹、崩边、缺角等加工损伤问题,这制约了微细磨削加工技术的推广应用。本文将化学机械加工方法引入到微细磨削加工技术中,协同力、热、化学多能量场复合作用,弱化材料去除过程中的机械作用,以减少裂纹、崩边、缺角等加工损伤。基于上述分析,本文开展化学改性单晶硅微细磨削质量和摩擦磨损性能评价研究工作。分析了单晶硅化学改性机理及条件,讨论了化学改性条件对单晶硅微细磨削质量和摩擦磨损性能的影响,并采用灰色关联度法评价了影响单晶硅摩擦磨损性能的因素。具体包括:(1)分析单晶硅在不同化学改性条件时的反应机理,采用Spectro Blue等离子体光谱仪检测不同化学改性液中硅元素的析出量,分析酸性与碱性化学改性液成分及pH值对单晶硅化学改性程度的影响规律。(2)开展单晶硅微细磨削实验研究。讨论不同化学改性条件、进给率、主轴转速对单晶硅单边槽边刃微细磨削质量的影响。并以单边槽边刃上的平均边刃裂纹宽度为评价指标,分析化学改性条件、进给率、主轴转速对微细磨削边刃损伤尺度的影响规律。(3)开展单晶硅摩擦磨损实验研究。以金刚石磨块为摩擦副,化学改性条件、下试件滑动速度及法向载荷为实验因素,单晶硅的摩擦系数及磨痕横截面积为实验指标,分别设计三因素五水平正交试验及单因素实验。通过分析各实验条件下摩擦磨损性能,研究单晶硅在机械应力诱发下发生的化学改性。(4)采用灰色关联度的方法,以摩擦系数及磨痕横截面积为评价指标,评价化学改性条件、下试件滑动速度及法向载荷三因素对单晶硅摩擦磨损性能的影响程度。综上所述,本文研究表明化学改性可有效改善单晶硅的边刃微细磨削质量,且在弱碱化学改性条件下能改善边刃质量及摩擦磨损性能,机械应力有助于实现单晶硅化学改性,本文的研究成果为实现硬脆材料的化学机械微细磨削加工提供了实验及理论依据。