アルミナセラミックスの機械加工の難しさはどこに反映されているのか

99 アルミナ セラミックとは、アルミナ含有量が 99% を超えるエンジニアリング セラミックを指します。規格によれば、99アルミナセラミック材料は、高硬度、高強度、低膨張係数、絶縁性、耐摩耗性、耐食性を備えています。機械製造、航空宇宙、精密機器、石油化学などの分野で幅広い用途に使用されています。
酸化アルミニウムセラミック部品は通常、ホットプレス焼結によって形成されます。焼結による変形と収縮のため、部品の寸法と形状の精度を確保するには、通常、さらに精密な機械加工が必要です。しかしながら、アルミナセラミック材料は、一般に、比較的高い弾性率、高い硬度、高い脆性、および強い亀裂感受性を有する。したがって、機械加工の難しさは主に加工の硬さと脆さに現れます。
AL203 には、主にアルファ、ベータ、ガンマの 3 つの結晶形があります。その中でもアルファAL203の結晶形は安定しており、1300度でI3結晶とガンマ結晶はほぼ完全にアルファ結晶に変化します。 AL203 の結晶形では、アルミニウム イオンと酸素イオンの間に形成される原子結合は、ほとんどが共有結合、イオン結合、または混合結合です。そのため、原子間の結合エネルギーが高く、方向性が強いため、材料脆性が高く、塑性変形が小さく、割れやすいという特性が現れます。
硬度は超硬合金と同等であり、鋼の数倍です。通常、高純度アルミナセラミックの密度は 3980 (Kg-m4)、引張強さは 260 (MPa)、弾性率は 350-400 (GPa)、圧縮強さは 2930 (MPa)、硬度99HRA。 99アルミナセラミックスの強度と硬度は低下しており、実験サンプルの測定によれば、室温での硬度も70HRAに達しています。
通常の状況下では、アルミナセラミックスの微細構造は等軸粒子であり、イオン結合または共有結合で構成される多結晶構造です。したがって、破壊靱性が低い。外部荷重がかかると、応力によってセラミック表面に微細な亀裂が発生し、それが急速に伝播して脆性破壊につながる可能性があります。そのため、アルミナセラミックスの切断工程においては、セラミック表面に小さな亀裂が生じるコラプス現象が発生することが多い。