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氮化铝陶瓷的机械性能与其共价键主导的晶体结构密切相关，展现出“高强度 + 高硬度”的特性，同时兼具一定脆性。
在机械强度方面，氮化铝陶瓷的抗弯强度通常为300 - 450 MPa，高于普通氧化铝陶瓷（300 - 350 MPa），接近部分结构陶瓷的水平。这种强度足以支撑其在半导体设备中作为承载部件（如晶圆载台）使用，能承受晶圆自重及加工过程中的轻微机械应力。不过，其抗拉强度较低（约100 - 150 MPa），抗冲击性能较弱，使用中需避免剧烈碰撞或拉伸载荷。
硬度方面，氮化铝陶瓷的维氏硬度为1200 - 1500 HV，远高于金属材料（如不锈钢约200 - 300 HV），仅略低于碳化硅（2800 - 3400 HV）和氮化硅（1600 - 2200 HV）。这一硬度使其具备优异的耐磨性，能抵御半导体制造中等离子体冲刷、化学试剂侵蚀带来的表面损耗，延长零部件使用寿命——例如在刻蚀机的陶瓷电极中，高硬度可减少离子轰击造成的材料剥落，避免污染晶圆。 
值得注意的是，氮化铝陶瓷的机械性能会受制备工艺影响：烧结密度越高、晶粒越细小，强度和硬度表现越优异。通过添加氧化钇等烧结助剂，可有效提升其致密度，进一步优化机械性能，使其在严苛工况下保持结构稳定。这种“硬而强”的特点，使其在兼顾绝缘、导热功能的同时，满足了半导体设备对零部件机械可靠性的要求。
