Vì sao dao cắt gọt chế tạo bằng gốm lại cắt sắt thép như cắt bùn?

Trong thực tế cuộc sống hằng ngày ta thường tiếp xúc với nhiều loại đồ gốm sứ: chum, vại, chén, bát… Nói đến gốm sứ thường đi liền với khái niệm ““hàng dễ vỡ, nhẹ tay””. Thế liệu có thể dùng gốm sứ để chế tạo dao cắt gọt hay không? Có điều khiến người ta lấy làm lạ là không những có thể dùng gốm sứ chế tạo dao cắt gọt mà dao cắt gọt chế tạo bằng gốm sứ có thể ““cắt sắt thép như cắt bùn””.

Trong gia đình họ nhà gốm có không ít các thành viên có độ cứng và cường độ rất cao, có tính bền với nhiệt độ, có thể chế tạo các dao cắt gọt kim loại có nhiều tính năng khác nhau. Các loại gốm: Nhôm oxyt, gốm silic nitride nhiệt áp… là những ví dụ.

Gốm nhôm oxyt có thể chịu được nhiệt độ 2.000°C còn các kim loại nói chung chỉ cần ở nhiệt độ 1.500°C là đã mềm nhũn, còn có thể nói gì đến độ cứng. Thực tế thì gốm nhôm oxyt có độ cứng vượt quá bất kỳ kim loại nào. Dùng gốm nhôm oxyt làm dao cắt không chỉ cắt gọt được gang đúc mà còn có thể cắt gọt được thép cao tốc (thép gió) với tốc độ ăn dao rất lớn, tốc độ cắt nhanh. Vả lại khi dùng loại dao cắt này, người ta không cần phải đổi dao, mài dao nên có hiệu suất làm việc vượt xa dao hợp kim nhiều lần. Ngoài ra tuổi thọ của loại dao này lớn hơn dao hợp kim từ 3-6 lần.

Gốm silic nitride nhiệt áp (chế tạo ở nhiệt độ và áp suất cao) có cường độ chống uốn từ 80.000-100.000 N/cm². Khi tăng nhiệt độ đến 1.200°C thì cũng không làm thay đổi cường độ. Nếu thêm vào thành phần của gốm các oxyt như ytri oxyt và nhôm oxyt có thể tăng cường độ chống uốn đến 150.000 N/cm², tương đương với thép hợp kim có cường độ lớn nhất.

Nếu dùng gốm silic nitride nhiệt có độ bền nhiệt và độ cứng cao, mặt cắt bóng và bản thân dao ít bị mòn, vượt xa nhiều loại dao thép hợp kim cho nên người ta gọi đó là ““dao cắt quý””.

Vật liệu gốm còn dùng để chế tạo các ổ trục chịu mài mòn, chịu được nhiệt độ cao, để chế tạo cánh và trục quay của tuabin. Trong nhiều trường hợp, khó có vật liệu nào so sánh được vật liệu gốm với kim loại.