Wo spiegelt sich die Schwierigkeit der mechanischen Bearbeitung von Aluminiumoxidkeramik wider?

99 Aluminiumoxidkeramik bezieht sich auf technische Keramik mit einem Aluminiumoxidgehalt von mehr als 99 %. Gemäß der Norm weist 99-Aluminiumoxid-Keramikmaterial eine hohe Härte, Festigkeit, einen niedrigen Ausdehnungskoeffizienten, Isolierung, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit auf. Es hat ein breites Anwendungsspektrum in der mechanischen Fertigung, der Luft- und Raumfahrt, Präzisionsinstrumenten, der Petrochemie und anderen Bereichen.
Aluminiumoxid-Keramikteile werden üblicherweise durch Heißpressen und Sintern geformt. Aufgrund der durch das Sintern verursachten Verformung und Schrumpfung ist in der Regel eine weitere Präzisionsbearbeitung erforderlich, um die Maß- und Formgenauigkeit der Teile sicherzustellen. Allerdings weisen Aluminiumoxidkeramikmaterialien im Allgemeinen einen relativ hohen Elastizitätsmodul, eine hohe Härte, eine hohe Sprödigkeit und eine starke Rissempfindlichkeit auf. Ihre mechanische Bearbeitungsschwierigkeit äußert sich daher hauptsächlich in der Bearbeitungshärte und Sprödigkeit.
AL203 hat hauptsächlich drei Kristallformen: Alpha, Beta und Gamma. Unter ihnen ist die Alpha-AL203-Kristallform stabil, und bei 1300 Grad verwandeln sich I3- und Gamma-Kristalle fast vollständig in Alpha-Kristalle. In der kristallinen Form von - AL203 sind die zwischen Aluminiumionen und Sauerstoffionen gebildeten Atombindungen meist kovalente, ionische oder gemischte Bindungen. Daher ist die Bindungsenergie zwischen Atomen hoch und weist eine starke Richtungsabhängigkeit auf, was sich in einer hohen Materialsprödigkeit, einer geringen plastischen Verformung und einer leichten Rissbildung äußert.
Seine Härte entspricht der von Hartmetalllegierungen und ist um ein Vielfaches höher als die von Stahl. Typischerweise haben hochreine Aluminiumoxidkeramiken eine Dichte von 3980 (kg-m4), eine Zugfestigkeit von 260 (MPa), einen Elastizitätsmodul zwischen 350-400 (GPa), eine Druckfestigkeit von 2930 (MPa) und eine Härte von 99HRA. Die Festigkeit und Härte von 99 Aluminiumoxidkeramiken hat abgenommen, und nach unseren Messungen an den Versuchsproben hat auch ihre Härte bei Raumtemperatur 70 HRA erreicht.
Unter normalen Umständen besteht die Mikrostruktur von Aluminiumoxidkeramik aus gleichachsigen Körnern, bei denen es sich um polykristalline Strukturen handelt, die aus ionischen oder kovalenten Bindungen bestehen. Daher ist die Bruchzähigkeit gering. Unter äußeren Belastungen können durch Spannungen feine Risse auf der Keramikoberfläche entstehen, die sich schnell ausbreiten und zum Sprödbruch führen können. Daher kommt es beim Schneidprozess von Aluminiumoxidkeramik häufig zum Kollapsphänomen, d. h. es entstehen kleine Risse auf der Keramikoberfläche.