Πού αντανακλάται η δυσκολία μηχανικής επεξεργασίας κεραμικών αλουμίνας

Το 99 κεραμικό αλουμίνας αναφέρεται σε κεραμικά μηχανικής με περιεκτικότητα σε αλουμίνα μεγαλύτερη από 99%. Σύμφωνα με το πρότυπο, το κεραμικό υλικό αλουμίνας 99 έχει υψηλή σκληρότητα, αντοχή, χαμηλό συντελεστή διαστολής, μόνωση, αντοχή στη φθορά και αντοχή στη διάβρωση. Έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στη μηχανική κατασκευή, την αεροδιαστημική, τα όργανα ακριβείας, τα πετροχημικά και άλλους τομείς.
Τα κεραμικά μέρη οξειδίου του αλουμινίου σχηματίζονται συνήθως με πυροσυσσωμάτωση εν θερμώ συμπίεση. Λόγω της παραμόρφωσης και της συρρίκνωσης που προκαλείται από την πυροσυσσωμάτωση, απαιτείται γενικά περαιτέρω κατεργασία ακριβείας για να εξασφαλιστεί η ακρίβεια διαστάσεων και σχήματος των εξαρτημάτων. Ωστόσο, τα κεραμικά υλικά αλουμίνας έχουν γενικά σχετικά υψηλό μέτρο ελαστικότητας, υψηλή σκληρότητα, υψηλή ευθραυστότητα και ισχυρή ευαισθησία στις ρωγμές. Επομένως, η δυσκολία μηχανικής επεξεργασίας τους εκδηλώνεται κυρίως σε σκληρότητα επεξεργασίας και ευθραυστότητα.
Το AL203 έχει κυρίως τρεις κρυσταλλικές μορφές: άλφα, βήτα και γάμμα. Μεταξύ αυτών, η μορφή κρυστάλλου άλφα AL203 είναι σταθερή και στους 1300 βαθμούς, οι κρύσταλλοι I3 και γάμμα μετατρέπονται σχεδόν πλήρως σε άλφα κρυστάλλους. Στην κρυσταλλική μορφή του - AL203, οι ατομικοί δεσμοί που σχηματίζονται μεταξύ ιόντων αλουμινίου και ιόντων οξυγόνου είναι ως επί το πλείστον ομοιοπολικοί, ιοντικοί ή μικτές δεσμοί. Ως εκ τούτου, η ενέργεια δέσμευσης μεταξύ των ατόμων είναι υψηλή και έχει ισχυρή κατευθυντικότητα, η οποία εκδηλώνεται ως υψηλή ευθραυστότητα υλικού, μικρή πλαστική παραμόρφωση και εύκολο ράγισμα.
Η σκληρότητά του είναι ισοδύναμη με αυτή των σκληρών κραμάτων καρβιδίου, αρκετές φορές υψηλότερη από αυτή του χάλυβα. Συνήθως, τα κεραμικά αλουμίνας υψηλής καθαρότητας έχουν πυκνότητα 3980 (Kg-m4), αντοχή εφελκυσμού 260 (MPa), μέτρο ελαστικότητας μεταξύ 350-400 (GPa), αντοχή σε θλίψη 2930 (MPa) και σκληρότητα 99HRA. Η αντοχή και η σκληρότητα των 99 κεραμικών αλουμίνας έχουν μειωθεί και σύμφωνα με τις μετρήσεις μας στα πειραματικά δείγματα, η σκληρότητά τους σε θερμοκρασία δωματίου έχει επίσης φτάσει τα 70HRA.
Υπό κανονικές συνθήκες, η μικροδομή των κεραμικών αλουμίνας είναι ισοαξονικοί κόκκοι, οι οποίοι είναι πολυκρυσταλλικές δομές που αποτελούνται από ιοντικούς ή ομοιοπολικούς δεσμούς. Επομένως, η αντοχή σε θραύση είναι χαμηλή. Κάτω από εξωτερικά φορτία, η πίεση μπορεί να προκαλέσει λεπτές ρωγμές στην κεραμική επιφάνεια, οι οποίες μπορούν να διαδοθούν γρήγορα και να οδηγήσουν σε εύθραυστο κάταγμα. Επομένως, κατά τη διαδικασία κοπής των κεραμικών αλουμίνας εμφανίζεται συχνά το φαινόμενο της κατάρρευσης, δηλαδή εμφανίζονται μικρές ρωγμές στην κεραμική επιφάνεια.