浏览数量: 2 作者: 本站编辑 发布时间: 2025-09-04 来源: 本站
氧化铝陶瓷(Al₂O₃)是结构陶瓷中最常用的材料,堪称“基础款中的wang者”。它的核心优势是高硬度(莫氏硬度9级,接近金刚石)和耐腐蚀性(对酸、碱、盐等化学介质稳定,仅强碱和高温熔融碱能腐蚀)。此外,它的成本相对较低,工艺成熟,适合大规模应用。
举个例子:水泵的机械密封环,过去用金属或碳石墨,遇到含砂子的水很快磨损漏水;换上氧化铝陶瓷密封环后,硬度是金属的几十倍,砂子根本磨不动它。更巧妙的是,密封环表面常设计螺旋槽或人字槽(凹槽),运转时水被凹槽“带起”形成润滑膜,减少摩擦,密封更严实。
不过,氧化铝陶瓷也有短板:韧性较差(受冲击易断裂),耐高温性有限(长期使用温度不超过1200℃)。因此,它更适合“耐磨+耐腐蚀”的场景,如化工管道内衬、砂磨机耐磨块、电子绝缘部件等。
如果说氧化铝陶瓷是“硬核但单一”,氮化硅陶瓷(Si₃N₄)则是“全能型选手”。它的核心优势是综合性能强:耐高温(1200℃以上稳定)、抗热震性好(急冷急热不易开裂)、自润滑(摩擦系数低)、密度低(比金属轻)。
比如,火箭发动机喷嘴需要承受超高温燃气冲刷,传统金属喷嘴易烧蚀变形;而氮化硅陶瓷喷嘴不仅耐高温,还能通过“气膜冷却”设计(类似凹槽结构)减少热量传递,寿命大幅提升。再比如,汽车涡轮增压器轴承,转速高达每分钟10万转,金属轴承易磨损;氮化硅轴承因自润滑和耐高温特性,可长期稳定运行,成为高端汽车的“标配”。
氮化硅陶瓷的缺点是成本较高(原料纯度要求高、工艺复杂),因此更适合“高温+高速+高精度”的场景,如航天隔热瓦、高端机械轴承、核反应堆部件等。
选氧化铝陶瓷:场景以“耐磨+耐腐蚀”为主,成本敏感,温度不超过1200℃(如化工设备、电子绝缘);
选氮化硅陶瓷:场景需要“耐高温+抗热震+自润滑”,预算充足,追求性能(如航天、高端机械、核工业)。