陶瓷軸承分為全陶瓷軸承和混合陶瓷軸承兩大類，其中全陶瓷軸承的套圈及滾動(dòng)體均為陶瓷材料；混合陶瓷軸承僅滾動(dòng)體為陶瓷材料。全陶瓷球軸承具有質(zhì)量輕、耐磨損、耐高(低)溫、耐腐蝕、精度保持性好等優(yōu)良性能，在裝備制造、航空航天等先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。
圖?陶瓷軸承，來(lái)源：中材高新氮化物
一、全陶瓷軸承的種類
陶瓷材料以其低密度、耐高／低溫、耐磨、耐腐蝕、抗磁電絕緣、無(wú)油自潤(rùn)滑等特性，體現(xiàn)出優(yōu)于傳統(tǒng)金屬材料的物理化學(xué)性能。大量試驗(yàn)研究表明，工程陶瓷材料（氮化硅Si3N4、碳化硅SiC、氧化鋯ZrO2、氧化鋁Al2O3等）具有作為軸承基礎(chǔ)材料的優(yōu)良特性。目前，全陶瓷軸承的分類是根據(jù)軸承材料的種類而劃分。現(xiàn)如今國(guó)內(nèi)外常用氧化物和非氧化物全陶瓷軸承兩種。
表 常見(jiàn)軸承材料物理性能對(duì)比
1、氧化物全陶瓷軸承
氧化物全陶瓷軸承種類很多，由于氧化物陶瓷具有簡(jiǎn)單的生產(chǎn)工藝，良好的機(jī)械性能，很高的機(jī)械硬度，超強(qiáng)的耐化學(xué)腐蝕性能，因此曾被認(rèn)為陶瓷軸承的關(guān)鍵材料。目前常用的該類軸承主要有氧化鋁和氧化鋯全陶瓷軸承，除此之外還有莫來(lái)石和碳酸鋁材料構(gòu)成的軸承，其中氧化鋯全陶瓷軸承應(yīng)用最為廣泛。
對(duì)于氧化物陶瓷材料軸承最大的缺點(diǎn)是氧化物材料在高溫狀態(tài)下的蠕變性，隨著溫度1000℃繼續(xù)升高，蠕變速率也越來(lái)越大，相應(yīng)的該氧化物軸承的機(jī)械強(qiáng)度下降。
2、非氧化物全陶瓷軸承
非氧化物全陶瓷軸承種類也很多，利用非氧化物陶瓷軸承構(gòu)成材料原子間的共用一對(duì)原子的共價(jià)鍵相互作用，具有超高的硬度，很強(qiáng)的蠕變抗力，高模量，使得非氧化物陶瓷成為軸承材料最為重要的材料，逐漸取代了氧化物陶瓷軸承。
目前常用的非氧化物陶瓷軸承主要有氮化物和碳化物全陶瓷軸承，其中氮化硅和碳化硅兩種材料在陶瓷軸承的應(yīng)用中極為廣泛。以熱等靜壓氮化硅（HIPSN）陶瓷材料為例，其熱變形系數(shù)僅為軸承鋼材料的1/5至1/4，在高溫或低溫條件下具有良好穩(wěn)定性；在高低溫交變工況條件下陶瓷軸承服役性能突出，工作壽命更長(zhǎng)。
對(duì)于非氧化物陶瓷軸承最大的缺點(diǎn)是它們的燒結(jié)性，極其嚴(yán)格的燒結(jié)條件，極高的加工溫度，添加一定的燒結(jié)助劑才能得到高精度高密度的產(chǎn)品。
二、全陶瓷軸承的優(yōu)勢(shì)
1、較低的密度
高速轉(zhuǎn)動(dòng)工作時(shí)，離心載荷隨著滾動(dòng)體材料密度的降低而減小，這樣可提高設(shè)備的工作轉(zhuǎn)速；
2、中等的彈性模量
如果彈性模量的值較大就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，這將降低軸承的承受能力；
3、熱膨脹系數(shù)小
在相同條件下，熱膨脹系數(shù)較小時(shí)，熱變形量較小，能使陶瓷軸承的工作溫度范圍變得更寬；
4、抗壓強(qiáng)度較大
工作時(shí)，軸承承受的壓力較大，因而需要大的抗壓強(qiáng)度；
5、高硬度和高韌性
在高硬度和高韌性的環(huán)境下，不僅可以得到良好的表面粗糙度，還可以削弱外界顆粒對(duì)軸承沖擊造成的損害；
6、抗接觸疲勞性
陶瓷軸承有著優(yōu)異的抗接觸疲勞性，其失效形式易便于識(shí)別；
7、優(yōu)異的物理化學(xué)穩(wěn)定性
陶瓷軸承在某些特殊工作場(chǎng)合下如高溫、腐蝕性強(qiáng)等環(huán)境下具有優(yōu)異的物理化學(xué)穩(wěn)定性。
三、全陶瓷軸承的應(yīng)用
全陶瓷軸承與金屬材料軸承相比，有著明顯的優(yōu)勢(shì)，由于陶瓷材料的本身的特性，軸承應(yīng)用的陶瓷材料在各個(gè)領(lǐng)域得到更多的應(yīng)用。
表 ?全陶瓷軸承應(yīng)用領(lǐng)域
資料來(lái)源：
1.高速全陶瓷球軸承動(dòng)力學(xué)特性分析與應(yīng)用研究，朱玉生；
2.全陶瓷軸承的研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用前景，王重海,等；
3.全陶瓷球軸承高性能制造研究進(jìn)展，張珂,等.
長(zhǎng)按識(shí)別二維碼關(guān)注公眾號(hào)，點(diǎn)擊下方菜單欄左側(cè)“微信群”，申請(qǐng)加入交流群。
