Kus kajastub alumiiniumoksiidi keraamika mehaanilise töötlemise raskus

99 alumiiniumoksiidi keraamika viitab insenerkeraamikale, mille alumiiniumoksiidi sisaldus on üle 99%. Vastavalt standardile on 99 alumiiniumoksiidi keraamilisel materjalil kõrge kõvadus, tugevus, madal paisumiskoefitsient, isolatsioon, kulumiskindlus ja korrosioonikindlus. Sellel on lai valik rakendusi mehaanilises tootmises, kosmosetööstuses, täppisinstrumentides, naftakeemiatööstuses ja muudes valdkondades.
Alumiiniumoksiidkeraamilised osad moodustatakse tavaliselt kuumpressimise paagutamise teel. Paagutamisel tekkiva deformatsiooni ja kokkutõmbumise tõttu on detailide mõõtmete ja kuju täpsuse tagamiseks üldjuhul vaja täiendavat täppistöötlust. Alumiiniumoksiidi keraamilistel materjalidel on aga üldiselt suhteliselt kõrge elastsusmoodul, kõrge kõvadus, kõrge rabedus ja tugev pragude tundlikkus. Seetõttu väljendub nende mehaanilise töötlemise raskus peamiselt töötlemise kõvaduses ja rabeduses.
AL203-l on peamiselt kolm kristallivormi: alfa, beeta ja gamma. Nende hulgas on alfa AL203 kristallvorm stabiilne ja 1300 kraadi juures muutuvad I3 ja gamma kristallid peaaegu täielikult alfakristallideks. Kristallilisel kujul -AL203 on alumiiniumioonide ja hapnikuioonide vahel moodustunud aatomsidemed enamasti kovalentsed, ioonsed või segasidemed. Seetõttu on aatomitevaheline sidumisenergia kõrge ja tugeva suunalisusega, mis väljendub materjali kõrge rabeduse, väikese plastilise deformatsiooni ja kerge pragunemisena.
Selle kõvadus on samaväärne karbiidkõvade sulamite kõvadusega, mitu korda kõrgem kui terasel. Tavaliselt on kõrge puhtusastmega alumiiniumoksiidi keraamika tihedus 3980 (kg-m4), tõmbetugevus 260 (MPa), elastsusmoodul vahemikus 350-400 (GPa), survetugevus 2930 (MPa) ja kõvadus 99HRA. 99 alumiiniumoksiidkeraamika tugevus ja kõvadus on langenud ning meie poolt tehtud katseproovide mõõtmiste järgi on nende kõvadus toatemperatuuril jõudnud ka 70HRA-ni.
Tavalistes tingimustes on alumiiniumoksiidi keraamika mikrostruktuur võrdsed terad, mis on ioon- või kovalentsetest sidemetest koosnevad polükristallilised struktuurid. Seetõttu on murdumistugevus madal. Väliskoormuste mõjul võib pinge tekitada keraamilisele pinnale peeneid pragusid, mis võivad kiiresti levida ja põhjustada hapraid purunemisi. Seetõttu esineb alumiiniumoksiidi keraamika lõikamisprotsessis sageli kokkuvarisemise nähtus, st keraamilisele pinnale tekivad väikesed praod.