Où se reflète la difficulté du traitement mécanique de la céramique d'alumine

La céramique d'alumine 99 fait référence aux céramiques techniques avec une teneur en alumine supérieure à 99 %. Selon la norme, le matériau céramique d'alumine 99 présente une dureté, une résistance, un faible coefficient de dilatation, une isolation, une résistance à l'usure et une résistance à la corrosion élevées. Il a un large éventail d'applications dans la fabrication mécanique, l'aérospatiale, les instruments de précision, la pétrochimie et d'autres domaines.
Les pièces en céramique d'oxyde d'aluminium sont généralement formées par frittage par pressage à chaud. En raison de la déformation et du retrait provoqués par le frittage, un usinage de précision supplémentaire est généralement nécessaire pour garantir la précision dimensionnelle et de forme des pièces. Cependant, les matériaux céramiques d'alumine ont généralement un module élastique relativement élevé, une dureté élevée, une fragilité élevée et une forte sensibilité aux fissures. Par conséquent, leurs difficultés de traitement mécanique se manifestent principalement par la dureté et la fragilité du traitement.
AL203 a principalement trois formes cristallines : alpha, bêta et gamma. Parmi eux, la forme cristalline alpha AL203 est stable et, à 1 300 degrés, les cristaux I3 et gamma se transforment presque complètement en cristaux alpha. Sous la forme cristalline du - AL203, les liaisons atomiques formées entre les ions aluminium et les ions oxygène sont principalement des liaisons covalentes, ioniques ou mixtes. Par conséquent, l’énergie de liaison entre les atomes est élevée et présente une forte directionnalité, qui se manifeste par une fragilité élevée du matériau, une faible déformation plastique et une fissuration facile.
Sa dureté est équivalente à celle des alliages durs de carbure, plusieurs fois supérieure à celle de l'acier. Généralement, les céramiques d'alumine de haute pureté ont une densité de 3980 (Kg-m4), une résistance à la traction de 260 (MPa), un module d'élasticité compris entre 350-400 (GPa), une résistance à la compression de 2930 (MPa) et une dureté de 99HRA. La résistance et la dureté des céramiques d'alumine 99 ont diminué et, selon nos mesures sur les échantillons expérimentaux, leur dureté à température ambiante a également atteint 70HRA.
Dans des circonstances normales, la microstructure des céramiques d'alumine est constituée de grains équiaxes, qui sont des structures polycristallines composées de liaisons ioniques ou covalentes. La ténacité à la rupture est donc faible. Sous des charges externes, les contraintes peuvent provoquer de fines fissures sur la surface céramique, qui peuvent se propager rapidement et conduire à une fracture fragile. Par conséquent, lors du processus de découpe de la céramique d'alumine, le phénomène d'effondrement se produit souvent, c'est-à-dire que de petites fissures apparaissent sur la surface de la céramique.