היכן בא לידי ביטוי הקושי בעיבוד מכני של קרמיקת אלומינה

99 אלומינה קרמיקה מתייחסת לקרמיקה הנדסית עם תכולת אלומינה גבוהה מ-99%. על פי התקן, לחומר קרמי 99 אלומינה יש קשיות גבוהה, חוזק, מקדם התפשטות נמוך, בידוד, עמידות בפני שחיקה ועמידות בפני קורוזיה. יש לו מגוון רחב של יישומים בייצור מכני, תעופה וחלל, מכשירים מדויקים, פטרוכימיה ותחומים אחרים.
חלקים קרמיים של תחמוצת אלומיניום נוצרים בדרך כלל על ידי סינטר לחיצה חמה. בשל העיוות וההתכווצות הנגרמים על ידי סינטר, נדרש בדרך כלל עיבוד מדויק נוסף כדי להבטיח את דיוק הממדים והצורה של החלקים. עם זאת, לחומרים קרמיים מאלומינה יש בדרך כלל מודול אלסטי גבוה יחסית, קשיות גבוהה, פריכות גבוהה ורגישות חזקה לסדקים. לכן, קושי העיבוד המכני שלהם מתבטא בעיקר בקשיות העיבוד והשבירות.
ל-AL203 יש בעיקר שלוש צורות גבישים: אלפא, בטא וגמא. ביניהם, צורת הגביש אלפא AL203 יציבה, וב-1300 מעלות, גבישי I3 וגמא הופכים כמעט לחלוטין לגבישי אלפא. בצורה הגבישית של - AL203, הקשרים האטומיים הנוצרים בין יוני אלומיניום ליוני חמצן הם בעיקר קשרים קוולנטיים, יוניים או מעורבים. לכן, אנרגיית הקישור בין אטומים גבוהה ובעלת כיווניות חזקה, המתבטאת בשבריריות חומר גבוהה, דפורמציה פלסטית קטנה ופיצוח קל.
הקשיות שלו מקבילה לזו של סגסוגות קשות של קרביד, גבוהה פי כמה מזו של פלדה. בדרך כלל, לקרמיקה של אלומינה בטוהר גבוה יש צפיפות של 3980 (Kg-m4), חוזק מתיחה של 260 (MPa), מודול אלסטי בין 350-400 (GPa), חוזק לחיצה של 2930 (MPa), ו קשיות של 99HRA. החוזק והקשיות של קרמיקת אלומינה 99 ירדו, ולפי המדידות שלנו של דגימות הניסוי, הקשיות שלהן בטמפרטורת החדר הגיעה גם ל-70HRA.
בנסיבות רגילות, המיקרו-מבנה של קרמיקה אלומינה הוא גרגירים שווי-צירים, שהם מבנים רב-גבישיים המורכבים מקשרים יוניים או קוולנטיים. לכן, קשיחות השבר נמוכה. תחת עומסים חיצוניים, מתח יכול לגרום לסדקים עדינים על פני הקרמיקה, שיכולים להתפשט במהירות ולהוביל לשבר שביר. לכן, במהלך תהליך החיתוך של קרמיקה אלומינה, לעתים קרובות מתרחשת תופעת הקריסה, כלומר, מופיעים סדקים קטנים על פני הקרמיקה.