隨著社會進步和科學技術(shù)的高速發(fā)展，軸承的使用環(huán)境和條件越來越多樣化，對軸承的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和性能的要求也越來越高，一些高科技領(lǐng)域和某些特殊環(huán)境下工作的機械，如航空航天、核能、冶金、化工、石油、儀器、機械、電子、紡織、制藥等工業(yè)，需要在高溫、高速、高精度、真空、無磁性、無油潤滑、強酸、強堿等特殊環(huán)境下工作。這些新的要求僅僅依靠對傳統(tǒng)的金屬軸承改進結(jié)構(gòu)或改善潤滑條件已經(jīng)遠遠不能滿足，必須開發(fā)新型材料，從根本上進行突破和創(chuàng)新。國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)某些陶瓷材料具有優(yōu)異的性能，可以承受金屬材料和高分子材料難以勝任的嚴酷的工作環(huán)境，并且又具有軸承材料所要求的全部重要特性，因此將陶瓷材料應用于軸承制造，已成為世界高新技術(shù)開發(fā)與應用的熱點，成為機械工作材料技術(shù)革命的標志。

　　氮化硅陶瓷軸承主要用于4個方面：1、高速軸承；2、高溫軸承；3、真空用軸承，4、腐蝕用軸承。氮化硅陶瓷軸承之所以能夠在特殊環(huán)境和情況下工作，完全得益于氮化硅陶瓷的性能。氮化硅陶瓷使得陶瓷軸承具有以下優(yōu)點：

　　1、高速

　　陶瓷材料的重量僅為同等鋼材重量的40％，密度小這一特點，可實現(xiàn)軸承的輕量化和高速化，使得陶瓷軸承在高速旋轉(zhuǎn)時能夠抑制因離心力作用引起的滾動體載荷的增加和打滑，陶瓷軸承的轉(zhuǎn)速是鋼制軸承的1.3～1.5倍，其DN值可達300萬，例如角接觸球軸承，由于具有一定的接觸角，其滾動體與滾道面之間會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)滑動，當采用密度小的陶瓷滾動體時，不僅旋轉(zhuǎn)滑動小，而且對軸承發(fā)熱和表面損傷均起到有益的作用，對于航空航天飛行器也是非常有益的。

　　2、高剛性

　　氮化硅陶瓷的彈性模量比金屬高得多，是金屬的1.5倍，因而受力后的彈性變形小，相對載荷的剛性高，大約可提高剛度15％～20％，從而減輕了機床的振動。在高精密系統(tǒng)中獲得了良好的應用價值，如超精密機床的主軸、高精度的航天軸承等。

　　3、長壽命

　　由于陶瓷材料位錯少，遷移率低，且具有高的硬度，一般較金屬的硬度要高1倍多，能夠減少磨損，使得陶瓷軸承具有好的耐磨性。此外，氮化硅陶瓷的機械強度并不低，其抗拉強度和抗彎強度與金屬相當；而抗壓強度極高，大約是金屬材料的5～7倍，尤其是在高溫條件下，仍能保持高的強度和硬度，即使在1200℃時強度也基本保持不變，在有異物混入的情況下，陶瓷球很少產(chǎn)生剝落失效，因此，耐壓痕性好的陶瓷軸承通常具有更長的壽命，一般較鋼制軸承提高3～5倍。

　　4、低發(fā)熱

　　由于氮化硅陶瓷材料的摩擦系數(shù)較小，大約是標準軸承鋼的30％，所以與金屬材料相比，氮化硅陶瓷的導熱性能較差，因此陶瓷軸承工作時產(chǎn)生的熱量較小，可延長潤滑脂的壽命。

　　5、低熱膨脹

　　氮化硅陶瓷的熱膨脹系數(shù)大約是軸承鋼的20％，因此陶瓷軸承隨溫度變化的尺寸變化量小，且產(chǎn)生的熱預載較低，從而避免了過多的熱量聚集成疲勞剝落失效，有益于在溫度變化大的環(huán)境中使用。

　　6、耐蝕性

　　陶瓷性材料不活潑的化學特性，使陶瓷軸承具有一定的耐腐蝕性能，因此，陶瓷軸承可用于鋼制軸承由于缺乏耐化學性而提前失效的所有應用場合，如化工機械設備、食品、海洋等部門使用的機械以及原子能設備中的應用。

　　7、無磁性

　　在強磁環(huán)境中，使用鋼制軸承時，從軸承本身磨損下來的微粉被吸附在滾動體和滾道面之間，成為軸承提前剝落損壞、噪聲增大的主要原因，由于陶瓷軸承是完全非磁性，且具有正常的承載能力，所以可用于需要完全非磁性軸承的場合。

　　8、絕緣性

　　陶瓷材料的常退電阻率比較高，可作為較好的絕緣材料，使軸承免遭電弧損傷。

　　總之，采用陶瓷材料制造軸承，可極大地擴展?jié)L動軸承在各個領(lǐng)域的應用范圍。目前世界各國研究、生產(chǎn)、銷售陶瓷軸承的公司很多，但大多為混合軸承，即軸承滾動體為陶瓷材料，內(nèi)外圈為鋼制材料。我國在陶瓷軸承研究方面起步較晚，國家自八五開始將陶瓷球軸承研究與開發(fā)列入科技攻關(guān)項目，并注入了大量資金，一些科研院所和企業(yè)也做出了有益探索，取得了可喜的成果，但目前仍處于試驗研究階段。影響陶瓷材料在球軸承中廣泛應用的主要原因是它的難加工性和過高的制造成本。山東臨沂沂德鋼球制造有限責任公司科研人員對陶瓷軸承球的研究方面取得了很大進展，加工速度較國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)提高一倍以上，各項技術(shù)指標均達到或超過G5級標準要求。對我國陶瓷軸承實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和商品化的進程可起到一定的推進作用。當然，陶瓷軸承的研究還處于初期，其研究遠遠沒有結(jié)束，還需要在以下幾方面進一步研究、探索：

　　一是研究適應范圍更寬、潤滑條件更惡劣條件下陶瓷軸承的滾動接觸性能；

　　二是研究陶瓷軸承相關(guān)部件的結(jié)構(gòu)配合設計，以及加工的可靠性和經(jīng)濟性；

　　<