Kde se projevuje obtížnost mechanického zpracování aluminové keramiky

99 aluminová keramika označuje technickou keramiku s obsahem oxidu hlinitého vyšším než 99 %. Keramický materiál 99 alumina má podle normy vysokou tvrdost, pevnost, nízký koeficient roztažnosti, izolaci, odolnost proti opotřebení a odolnost proti korozi. Má širokou škálu aplikací v mechanické výrobě, letectví, přesných přístrojích, petrochemii a dalších oborech.
Keramické díly z oxidu hlinitého jsou obvykle tvořeny lisováním a slinováním za tepla. Kvůli deformaci a smrštění způsobenému slinováním je obecně vyžadováno další přesné obrábění, aby byla zajištěna rozměrová a tvarová přesnost dílů. Avšak keramické materiály na bázi oxidu hlinitého mají obecně relativně vysoký modul pružnosti, vysokou tvrdost, vysokou křehkost a silnou citlivost na praskání. Jejich mechanická obtížnost se proto projevuje především v tvrdosti a křehkosti zpracování.
AL203 má hlavně tři krystalové formy: alfa, beta a gama. Mezi nimi je krystalová forma alfa AL203 stabilní a při 1300 stupních se krystaly I3 a gama téměř úplně přemění na krystaly alfa. V krystalické formě - AL203 jsou atomové vazby vytvořené mezi ionty hliníku a ionty kyslíku většinou kovalentní, iontové nebo smíšené vazby. Vazebná energie mezi atomy je proto vysoká a má silnou směrovost, která se projevuje jako vysoká křehkost materiálu, malá plastická deformace a snadné praskání.
Jeho tvrdost je ekvivalentní tvrdosti karbidových tvrdých slitin, několikanásobně vyšší než u oceli. Keramika z vysoce čistého oxidu hlinitého má obvykle hustotu 3980 (Kg-m4), pevnost v tahu 260 (MPa), modul pružnosti mezi 350-400 (GPa), pevnost v tlaku 2930 (MPa) a tvrdost 99HRA. Pevnost a tvrdost 99 aluminové keramiky se snížila a podle našich měření experimentálních vzorků jejich tvrdost při pokojové teplotě také dosáhla 70HRA.
Za normálních okolností jsou mikrostrukturou aluminové keramiky rovnoosá zrna, což jsou polykrystalické struktury složené z iontových nebo kovalentních vazeb. Proto je lomová houževnatost nízká. Při vnějším zatížení může napětí způsobit jemné praskliny na keramickém povrchu, které se mohou rychle šířit a vést ke křehkému lomu. Proto během procesu řezání hliníkové keramiky často dochází k jevu kolapsu, to znamená, že se na keramickém povrchu objevují malé trhliny.