Unde se reflectă dificultatea prelucrării mecanice a ceramicii de alumină

Ceramica de alumină 99 se referă la ceramică de inginerie cu un conținut de alumină mai mare de 99%. Conform standardului, materialul ceramic de alumină 99 are duritate mare, rezistență, coeficient de expansiune scăzut, izolație, rezistență la uzură și rezistență la coroziune. Are o gamă largă de aplicații în producția mecanică, aerospațială, instrumente de precizie, petrochimie și alte domenii.
Piesele ceramice cu oxid de aluminiu sunt de obicei formate prin sinterizare prin presare la cald. Datorită deformării și contracției cauzate de sinterizare, este, în general, necesară o prelucrare suplimentară de precizie pentru a asigura acuratețea dimensională și a formei pieselor. Cu toate acestea, materialele ceramice de alumină au, în general, un modul elastic relativ ridicat, duritate mare, fragilitate ridicată și sensibilitate puternică la fisurare. Prin urmare, dificultatea lor mecanică de prelucrare se manifestă în principal în duritatea procesării și fragilitatea.
AL203 are în principal trei forme de cristal: alfa, beta și gamma. Printre acestea, forma de cristal alfa AL203 este stabilă, iar la 1300 de grade, cristalele I3 și gamma se transformă aproape complet în cristale alfa. În forma cristalină a - AL203, legăturile atomice formate între ionii de aluminiu și ionii de oxigen sunt în mare parte legături covalente, ionice sau mixte. Prin urmare, energia de legare între atomi este mare și are o direcționalitate puternică, care se manifestă prin fragilitate ridicată a materialului, deformare plastică mică și crăpare ușoară.
Duritatea sa este echivalentă cu cea a aliajelor dure de carbură, de câteva ori mai mare decât cea a oțelului. De obicei, ceramica cu alumină de înaltă puritate are o densitate de 3980 (Kg-m4), o rezistență la tracțiune de 260 (MPa), un modul elastic între 350-400 (GPa), o rezistență la compresiune de 2930 (MPa) și o duritate de 99HRA. Rezistența și duritatea ceramicii de 99 de alumină au scăzut și, conform măsurătorilor noastre ale probelor experimentale, duritatea lor la temperatura camerei a atins și 70HRA.
În condiții normale, microstructura ceramicii de alumină este granule echiaxiale, care sunt structuri policristaline compuse din legături ionice sau covalente. Prin urmare, duritatea la fractură este scăzută. Sub sarcini externe, stresul poate provoca fisuri fine pe suprafața ceramică, care se pot propaga rapid și pot duce la fracturi fragile. Prin urmare, în timpul procesului de tăiere a ceramicii cu alumină, apare adesea fenomenul de colaps, adică pe suprafața ceramicii apar mici fisuri.