陶瓷軸承球的發展和應用
研究人員應用航天和國防領域的科研成果，力求找出陶瓷脆弱的原因以及改進陶瓷性能的方法，由此得出的各種理論、方法和工藝改進了現有陶瓷，并合成了新的陶瓷材料，氮化硅陶瓷就是其中一例。
幾乎與此同時，軸承行業也為一級方程式賽車引進了幾個混合陶瓷軸承解決方案，以充分利用其牢固性能，適應賽車的邊界潤滑、重載和高速苛刻應用需求。
到了大約2000年，混合陶瓷軸承開始在泵和壓縮機行業得到應用，它不僅能適應邊界潤滑條件，而且可以使用制冷劑等密度比潤滑油低的液體作為潤滑劑。
此外，陶瓷優異的耐腐蝕性，讓它在含酸性氣體的壓縮機中有了用武之地。最近，可再生能源行業的風力發電機也已經開始使用陶瓷軸承，直徑47.625毫米的大型陶瓷球就是需求之一。
圖 對用于風力發電機的直徑47.625毫米陶瓷球（右）進行檢查。
高性能陶瓷軸承球的質量驗證
隨著時間的推移，研究人員已經為評估建立了相關測試程序。
一般來說，可以先做第一次材料評估，對坯料或成品球材料的斷面樣本按照裝配方式和拋光類別進行宏觀結構（圖4上）、微觀結構和同質性（圖4中）檢驗。另外，也可以相對快速地確定候選材料的硬度和抗壓痕斷裂性能。
研究人員已經開發了許多測試成品陶瓷球強度的新方法。特別是在高強度材料方面，已發現表面質量對強度有顯著影響，而且軸承球的表面質量比參考樣本彎曲棒的表面質量要好得多。
“缺口球”測試具有能直接在軸承球上評估強度的優點，而不是按照目前ISO 26602:2009標準規定的那樣，在彎曲棒上進行評估。
這些球帶有缺口，并承受垂直載荷，與彎曲棒的承載方式相似。有關該測試的細節已公開發表。這些研究顯示，表面缺陷（例如赫茲“C”破裂）對球的強度有顯著影響。
圖 陶瓷球抗彎強度評估的缺口球測試原理。
在一個球座中，由最上面的陶瓷球驅動下面三個鋼球，從而模仿出一個非常簡單的軸承。
圖 V形槽試驗機
下圖顯示了更大尺寸的7318角接觸球軸承壽命測試，這種混合陶瓷軸承使用潤滑脂潤滑，球直徑為31.7毫米。
運用這些正式方法就能驗證出混合陶瓷軸承中陶瓷滾動體的質量，從而可讓最終用戶在先進應用中對這些材料的性能胸有成竹。
隨著針對高性能應用場合而量身定制的陶瓷材料不斷開發成功，可以肯定的是，混合陶瓷軸承將繼續在具有性能要求的新行業中找到各自的用途。
來源： 演進Evolution、麒麟機械
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一、精密陶瓷產業鏈：
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3、陶瓷基板及封裝外殼：陶瓷封裝外殼、DPC、DBC、AMB、HTCC基板、LTCC基板、薄膜電路板、厚膜電路板、陶瓷封裝基座、熱沉、氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、氧化鈹、莫來石粉體及基板等；
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封裝測試設備：貼片機、引線鍵合機、封蓋機、平行縫焊封帽、切筋機、釬焊設備、激光調阻機、網絡分析儀、熱循環測試設備、測厚儀、氦氣檢漏儀、老化設備、外觀檢測、超聲波掃描顯微鏡、X-光檢測、激光打標、分選設備、測包編帶機等；
7、耗材：離型膜、載帶（塑料和紙質）、耐火材料、承燒板/匣缽（氧化鋁、剛玉莫來石、氮化硼等）、承燒網、發泡膠、研磨耗材（金剛石微粉、研磨液）、精密網版、清洗劑、電鍍藥水等。
二、熱管理產業鏈：
1、熱管理材料：氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、石墨烯、石墨、碳納米管、空心玻璃微珠、導熱粉體、散熱基板、熱沉（鎢銅、鉬銅、氮化鋁、金剛石等）、鋁碳化硅AlSiC、相變材料、導熱凝膠、導熱界面材料、導熱墊片、導熱膠帶、灌封膠、熱管/均熱板；
2、散熱器件：半導體制冷片（TEC）、IGBT散熱器（銅、鋁）、大功率晶體管散熱器、通信基站散熱殼體、液態金屬散熱器、插針式散熱器等;
3、設備：壓延機、涂布機、分條機、模切機、復卷機、切片機，CNC設備、壓鑄/沖壓設備、熱分析儀器、激光導熱儀、導熱系數儀、強度試驗機、檢測設備、自動化等。
三、功率半導體器件封裝產業鏈：
1、材料：碳化硅，陶瓷襯板（DBC、AMB）、封裝管殼、鍵合絲、散熱基板（銅、鋁碳化硅AlSiC）、導熱硅凝膠、環氧灌封膠、焊料（預制焊片）、銀膜/銀膏、散熱器（銅、鋁）、功率引出端子（銅端子）、外殼（工程塑料PPS、PBT、高溫尼龍）、清洗劑等；
2、設備及配件：真空焊接爐、貼片機、固晶機、引線鍵合機、X-ray、推拉力測試機、等離子清洗設備、點膠機、絲網印刷機、超聲波掃描設備、動靜態測試機、點/灌膠機、銀燒結設備、垂直固化爐、甲酸真空共晶爐、自動封蓋設備、高速插針機、彎折設備、超聲波焊接機、視覺檢測設備、推拉力測試機、高低溫沖擊設備、功率循環測試設備、打標機、檢驗平臺、治具等；
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原文始發于微信公眾號（陶瓷科技視野）：一文讀完陶瓷軸承發展史
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