氧化锆陶瓷刀(dao)具(ju)有高(gao)(gao)熔点(dian)、高(gao)(gao)硬度、良好的(de)(de)(de)耐磨(mo)性及抗腐(fu)蚀性等优点(dian)，但也具(ju)有脆性大(da)、抗热震(zhen)性不高(gao)(gao)等缺点(dian)。功(gong)能(neng)陶(tao)瓷刀(dao)具(ju)由于其氧化锆(gao)陶(tao)瓷本身组分(fen)的(de)(de)(de)非均匀性，显(xian)著提高(gao)(gao)了(le)刀(dao)具(ju)材(cai)料的(de)(de)(de)机(ji)械物理性能(neng)。通过建立功(gong)能(neng)陶(tao)瓷刀(dao)具(ju)的(de)(de)(de)实际切削模型，利(li)用有限元法（FEM）计(ji)算(suan)了(le)在相同切削条件下，具(ju)有不同分(fen)布的(de)(de)(de)氧化锆(gao)陶(tao)瓷刀(dao)具(ju)的(de)(de)(de)应力场(chang)分(fen)布。计(ji)算(suan)结果表明，应力场(chang)的(de)(de)(de)分(fen)布及大(da)小与梯(ti)(ti)度分(fen)布指数n有关（分(fen)布指数n是(shi)设计(ji)、制备氧化锆(gao)陶(tao)瓷材(cai)料的(de)(de)(de)基(ji)本参数，用于描述氧化锆(gao)陶(tao)瓷材(cai)料中(zhong)某(mou)一组分(fen)含量沿坐标(biao)的(de)(de)(de)变(bian)化规(gui)律，n值的(de)(de)(de)大(da)小决定梯(ti)(ti)度变(bian)化的(de)(de)(de)快慢）。

　    氧化锆陶瓷分布形式的设计

　　氧化(hua)(hua)锆(gao)陶(tao)(tao)瓷功能材(cai)料(liao)(liao)是(shi)(shi)一种组分(fen)(fen)(fen)、结构和机械物(wu)理性(xing)能参数(shu)都(dou)呈连(lian)续(xu)变(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)非均匀性(xing)材(cai)料(liao)(liao)。从理论(lun)上(shang)讲，氧化(hua)(hua)锆(gao)陶(tao)(tao)瓷的(de)(de)(de)变(bian)化(hua)(hua)具有任意性(xing)，只(zhi)要这(zhei)种梯(ti)度构成形(xing)式在数(shu)学上(shang)是(shi)(shi)连(lian)续(xu)可(ke)导的(de)(de)(de)，就能够(gou)保证材(cai)料(liao)(liao)性(xing)质的(de)(de)(de)变(bian)化(hua)(hua)是(shi)(shi)连(lian)续(xu)的(de)(de)(de)。考虑到(dao)氧化(hua)(hua)锆(gao)陶(tao)(tao)瓷表达的(de)(de)(de)简明性(xing)和制(zhi)造工艺的(de)(de)(de)可(ke)行(xing)性(xing)（目前采(cai)(cai)用(yong)粉末冶金铺(pu)层工艺制(zhi)备梯(ti)度功能材(cai)料(liao)(liao)），采(cai)(cai)用(yong)了指(zhi)数(shu)分(fen)(fen)(fen)布(bu)形(xing)式的(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)锆(gao)陶(tao)(tao)瓷设计，同时考虑到(dao)氧化(hua)(hua)锆(gao)陶(tao)(tao)瓷刀具切削时的(de)(de)(de)实(shi)际情(qing)况，将梯(ti)度形(xing)式设计为(wei)对称型的(de)(de)(de)双指(zhi)数(shu)分(fen)(fen)(fen)布(bu)形(xing)式，假定梯(ti)度材(cai)料(liao)(liao)仅由A、B两种组分(fen)(fen)(fen)构成，其数(shu)学表达式式中　n——梯(ti)度分(fen)(fen)(fen)布(bu)指(zhi)数(shu)Z——沿梯(ti)度方向的(de)(de)(de)等(deng)效位置坐标f0，f1——分(fen)(fen)(fen)别为(wei)表面层和中间层B组分(fen)(fen)(fen)体积的(de)(de)(de)百分(fen)(fen)(fen)比含量由于(yu)实(shi)际制(zhi)造材(cai)料(liao)(liao)时采(cai)(cai)用(yong)分(fen)(fen)(fen)层制(zhi)备的(de)(de)(de)热压烧结工艺，所以(yi)难以(yi)得(de)到(dao)连(lian)续(xu)的(de)(de)(de)梯(ti)度分(fen)(fen)(fen)布(bu)，只(zhi)能采(cai)(cai)用(yong)离散的(de)(de)(de)铺(pu)层来拟合氧化(hua)(hua)锆(gao)陶(tao)(tao)瓷刀具曲线。