Waar wordt de moeilijkheid van de mechanische verwerking van aluminiumoxide-keramiek weerspiegeld

99 aluminiumoxide-keramiek verwijst naar technisch keramiek met een aluminiumoxidegehalte van meer dan 99%. Volgens de norm heeft 99 aluminiumoxide-keramisch materiaal een hoge hardheid, sterkte, lage uitzettingscoëfficiënt, isolatie, slijtvastheid en corrosieweerstand. Het heeft een breed scala aan toepassingen in de mechanische productie, ruimtevaart, precisie-instrumenten, petrochemie en andere gebieden.
Keramische onderdelen van aluminiumoxide worden meestal gevormd door heet persen en sinteren. Vanwege de vervorming en krimp veroorzaakt door sinteren, is doorgaans verdere precisiebewerking vereist om de maat- en vormnauwkeurigheid van de onderdelen te garanderen. Keramische materialen van aluminiumoxide hebben echter in het algemeen een relatief hoge elasticiteitsmodulus, hoge hardheid, hoge brosheid en sterke scheurgevoeligheid. Daarom manifesteren hun mechanische verwerkingsproblemen zich voornamelijk in verwerkingshardheid en brosheid.
AL203 heeft hoofdzakelijk drie kristalvormen: alfa, bèta en gamma. Onder hen is de alfa AL203-kristalvorm stabiel en bij 1300 graden transformeren I3- en gamma-kristallen bijna volledig in alfakristallen. In de kristallijne vorm van AL203 zijn de atomaire bindingen gevormd tussen aluminiumionen en zuurstofionen meestal covalente, ionische of gemengde bindingen. Daarom is de bindingsenergie tussen atomen hoog en heeft deze een sterke richtingsgevoeligheid, wat zich manifesteert als een hoge materiaalbrosheid, kleine plastische vervorming en gemakkelijk scheuren.
De hardheid is gelijk aan die van harde carbidelegeringen, meerdere malen hoger dan die van staal. Typisch heeft aluminiumoxide-keramiek met een hoge zuiverheid een dichtheid van 3980 (kg-m4), een treksterkte van 260 (MPa), een elastische modulus tussen 350-400 (GPa), een druksterkte van 2930 (MPa), en een hardheid van 99HRA. De sterkte en hardheid van 99 aluminiumoxide-keramiek zijn afgenomen, en volgens onze metingen van de experimentele monsters heeft hun hardheid bij kamertemperatuur ook 70HRA bereikt.
Onder normale omstandigheden bestaat de microstructuur van aluminiumoxide-keramiek uit gelijkassige korrels, dit zijn polykristallijne structuren die zijn samengesteld uit ionische of covalente bindingen. Daarom is de breuktaaiheid laag. Onder externe belastingen kan spanning fijne scheurtjes in het keramische oppervlak veroorzaken, die zich snel kunnen voortplanten en tot brosse breuken kunnen leiden. Daarom treedt tijdens het snijproces van aluminiumoxide-keramiek vaak het fenomeen van instorting op, dat wil zeggen dat er kleine scheurtjes op het keramische oppervlak verschijnen.