Onde se reflete a dificuldade de processamento mecânico de cerâmicas de alumina

Cerâmica de alumina 99 refere-se a cerâmicas de engenharia com teor de alumina superior a 99%. De acordo com o padrão, o material cerâmico de alumina 99 possui alta dureza, resistência, baixo coeficiente de expansão, isolamento, resistência ao desgaste e resistência à corrosão. Possui uma ampla gama de aplicações em fabricação mecânica, aeroespacial, instrumentos de precisão, petroquímica e outros campos.
As peças cerâmicas de óxido de alumínio são geralmente formadas por sinterização por prensagem a quente. Devido à deformação e encolhimento causados ​​pela sinterização, geralmente é necessária uma usinagem de precisão adicional para garantir a precisão dimensional e de formato das peças. No entanto, os materiais cerâmicos de alumina geralmente têm um módulo de elasticidade relativamente alto, alta dureza, alta fragilidade e forte sensibilidade a trincas. Portanto, sua dificuldade de processamento mecânico se manifesta principalmente no processamento de dureza e fragilidade.
AL203 possui principalmente três formas cristalinas: alfa, beta e gama. Entre eles, a forma do cristal alfa AL203 é estável e, a 1300 graus, os cristais I3 e gama transformam-se quase completamente em cristais alfa. Na forma cristalina de -AL203, as ligações atômicas formadas entre os íons de alumínio e os íons de oxigênio são principalmente ligações covalentes, iônicas ou mistas. Portanto, a energia de ligação entre os átomos é alta e tem forte direcionalidade, que se manifesta como alta fragilidade do material, pequena deformação plástica e fácil rachadura.
Sua dureza é equivalente à das ligas duras de metal duro, várias vezes superior à do aço. Normalmente, as cerâmicas de alumina de alta pureza têm uma densidade de 3.980 (Kg-m4), uma resistência à tração de 260 (MPa), um módulo de elasticidade entre 350-400 (GPa), uma resistência à compressão de 2.930 (MPa), e uma dureza de 99HRA. A resistência e a dureza das cerâmicas de alumina 99 diminuíram e, de acordo com nossas medições das amostras experimentais, sua dureza à temperatura ambiente também atingiu 70HRA.
Em circunstâncias normais, a microestrutura da cerâmica de alumina é formada por grãos equiaxiais, que são estruturas policristalinas compostas por ligações iônicas ou covalentes. Portanto, a tenacidade à fratura é baixa. Sob cargas externas, a tensão pode causar fissuras finas na superfície cerâmica, que podem se propagar rapidamente e levar à fratura frágil. Portanto, durante o processo de corte da cerâmica de alumina, muitas vezes ocorre o fenômeno de colapso, ou seja, aparecem pequenas fissuras na superfície da cerâmica.