陶瓷轴承原子结构，非金属固有的共价键。这在某种程度上预示着它们共享电子，此原子有强烈的吸附力，由于这个原因，陶瓷轴承提供一些好的性能比金属轴承。它们通常有很高的硬度，有弹性，轻巧。这在某种程度上预示着在形状改变时，负荷与提高耐磨特性一起应用。
陶瓷轴承运行免润滑。这是因为陶瓷材料不微焊接。微焊接发生时，通常与金属，当滚动元件和滚道表面上的瑕疵与另一种引起电弧相互作用。这降低了表面并大幅度的降低了轴承的寿命。陶瓷材料不具有这样的问题，这使得它们适合于需要一个自由润滑油环境的各种应用。他们通常在高温下这在某种程度上预示着有较少的热膨胀以稳定的方式行事。它需要大量的更多的能量，以增加一个共价键的键长相比，金属离子键。
陶瓷是非金属的，非铁材料。当暴露于水和其它有害化学品它们不以同样的方式作为金属腐蚀。它们的高的耐蚀性的允许它们在潮湿和非物理性腐蚀环境中优异的性能。许多工程陶瓷也具有低的密度，导致在轴承工作速度，这是改善由于低向心力和减少摩擦。由于缺乏在大多数陶瓷自由电子，它们是非磁性和优良的绝缘体。研究陶瓷轴承，当人们可能会注意到的第一件事情是，他们基本上比金属更加昂贵。有许多原因。
有与以达到高档原料烧结过程所需要的温度所需要的大量的能量有关极高能量和加工成本。由于陶瓷是这么辛苦，加工和磨削成本制造精密轴承时迅速增加。所有这一切都必须在一个干净的环境中具有熟练的劳动力来完成。陶瓷是在他们的毛孔杂质难以置信的敏感，所以任何污染物可能会导致过早失效。随着尺寸的增加，价格也增加了指数，因为成本高，加工方法的要求。这些包括，以克服在生坯的温度梯度，均匀施加压力的量在较大体积和所得机器成本需要较慢的烧结过程。
陶瓷轴承具有较低的承载能力相比，金属和对热冲击敏感。热冲击是当材料内的温度梯度会导致不同的膨胀，这会导致内部应力。这种压力可以超过这样的材料形成裂纹的实力。
陶瓷也更难以实现高品质的表面光洁度。它可以将它们研磨成镭0.1的表面光洁度，这允许实现一个P5精度等级。然而，由于近来的技术进步，精度更高的类是现在可以对卡特陶瓷轴承。总体来说九正五金网小编认为陶瓷轴承的优缺点可以归纳下面几点：
1、全陶瓷轴承的疲劳寿命可比全钢轴承长10－50倍，混合陶瓷轴承，寿命会比全钢轴承的寿命高3-5倍左右；常规使用的寿命上，陶瓷轴承远高于金属轴承。
2、陶瓷轴承的摩擦系数低，所以油润滑的陶瓷轴承，在润滑油变稀或缺少的情况下，其润滑能力仍不低于钢轴承常用的传统润滑剂；
3、陶瓷轴承钢性比金属轴承大，陶瓷材料的弹性模量高，其刚性比普通钢轴承大15-20％。
4、相比金属轴承，陶瓷轴承更加耐腐磨。因为自身本身材料的不一样，所以直接引发陶瓷轴承的耐腐蚀和耐磨性比金属轴承更加优异。
先进陶瓷的应用真不少。这类特殊的材料由离子键和共建件组合，不仅仅具备优异的耐高温、耐化学腐蚀、抗侵蚀、良好的生物相容性，还具备优秀能力特殊的电学、光学、磁学、压电和热电等功能特性，广泛应用于机械化工、生物医疗、电子电器、新能源、核电、航空航天、国防军工等领域。今天我们一起来看看它的一个细分门类：陶瓷轴承材料。
陶瓷轴承是一个总称呼，可细分为全陶瓷轴承和混合陶瓷轴承（半陶瓷轴承）两种。轴承中常见陶瓷材料有：氮化硅、氧化铝、氧化锆和碳化硅这几种。一、混合轴承混合陶瓷轴承一般由轴承钢制成的套圈和轴承级的氮化硅滚动体组装而成，具有电绝缘特性。与带钢滚动体的轴承相比，混合陶瓷轴承（下文主要以氮化硅滚动体为例说明）的优点包括：
①、防止电流腐蚀电机运行时，转轴两端之间或轴与轴之间产生的电位差叫做轴电压。若轴两端通过电机机座等构成回路，则在轴电压的作用下产生轴电流。轴电流是轴电压通过电机、轴承、定子机座或辅助装置构成闭合回路产生，因正常情况下轴电压较低，轴承内的润滑油膜能起到绝缘作用而扼制轴电流产生；但当轴电压较高，或电机起动瞬间油膜未稳定形成时，轴电压将使润滑油膜放电击穿形成通路产生轴电流。轴电流局部放电能量释放产生的高温，可以融化轴承内圈、外圈或滚珠上许多微小区域，并形成凹槽，从而产生噪声、振动，若不能及时发现处理将导致轴承失效，对生产带来极大影响。变频调速系统中高频轴电流对轴承的电蚀最显著的特征是在电机轴承内外圈、滚珠上产生“搓板”式密密的凹槽条纹。从根本上消除电机的轴电流有哪些办法呢？一是增加泄流装置，即加装旁路电刷，轴电流绕过轴承泄掉；二是采用绝缘轴承，阻断轴电流通过轴承的路径，为了阻断轴电流通路，电机至少有一端要用电绝缘轴承。
轴电流常会发生在轮对轴承和牵引电机（轨道车辆）、直流和交流电机（动力传输系统）及发电机（风电）上。轴电流会可能导致滚道和滚动体的损坏及润滑剂的老化，从而引起电机或发电机过早发生故障，造成维修费用的增加并带来停机停产等造成的损失。解决这些问题的最佳方案就是使用电绝缘轴承。无论是内圈还是外圈带陶瓷涂层的轴承都称为绝缘轴承。陶瓷涂层能够防止电流通过，具有绝缘的能力。混合式轴承的滚动体由陶瓷制成，由滚动体来防止电流通过，因此也具有绝缘能力，而且具备比陶瓷涂层更加持久的绝缘能力。
②、有效提高转速氮化硅滚动体的密度比相同尺寸的轴承钢滚动体的密度低60%。较轻的重量和惯性形成更高的速度性能，这使轴承的快速启动和停止能力出众。此外，陶瓷球具有无油自润滑属性,陶瓷球摩擦系数小,所以陶瓷球轴承具有很高的转速.计统计采用陶瓷球的轴承是一般轴承的转速1.5倍以上的转速。混合型陶瓷轴承已成功地应用于高速机床的主轴中，并已进入实用化阶段，如日本牧野等公司生产的HPM型超精密车床等，主轴转速为16000r/min，而美国MIKRO公司生产的HSM700高速加工中心，主轴转速已达到42000r/min，切削速度提高了5~10倍，此外，混合型陶瓷轴承还用应在电主轴、涡流分子泵等高转速的设备中。③、使用寿命长混合陶瓷轴承中摩擦产生的热量较低，特别是在高速下，这有助于延长轴承使用寿命和延长再润滑间隔，可以大大降低轴承检修带来的停工损失及维护成本增加。④、高硬度和高韧性氮化硅滚动体具有更高的硬度及极佳的韧性，这两个特性相结合可获得较好的表面粗糙度，而且能防止外界硬质粒子和冲击的损伤，耐磨损能力强。⑤、轴承刚度更高轴承的刚度是指在负荷作用下，轴承出现弹性变形的程度。刚度影响到轴承振动、噪声、寿命和旋转精度等各方面，是轴承分析中的一个重要性能参数。这种变形一般很小，可以忽略不计，但在某些应用，例如机床主轴的轴承或小齿轮轴承，刚度就非常重要。氮化硅陶瓷的硬度比轴承钢高1倍，弹性模量约高1/3，在相同载荷的条件下，氮化硅陶瓷的弹性变形小，所以，使用陶瓷球混合轴承的机床主轴具有良好的运转精度。⑥、对温度变化的敏感度较低氮化硅滚动体具有较低的热膨胀系数，热膨胀系数小有助于减小对温度变化的敏感性，从而防止卡死。对混合滚子轴承，可适用的运转速度范围更宽。目前陶瓷混合轴承广泛用于电动机、航空航天应用、高性能赛车、实验室设备、水下应用等。陶瓷混合轴承可轻松满足达到更高速度、更低摩擦和更长寿命的要求。二、全陶瓷轴承全陶瓷轴承的座圈和滚珠均由陶瓷材料制成，相比于混合轴承材料，全陶瓷轴承加工难度更大。尽管混合轴承在许多应用领域已经表现的很不错，但是在非常极端的少数领域。全陶瓷轴承分为带保持器及不带保持器的，不带保持器的全陶瓷轴承可以在极高的温度下继续运行，全陶瓷轴承具有高度的耐腐蚀性，可耐受大多数常见的酸，它们在暴露于水或盐水中时不会腐蚀。
全陶瓷轴承的一些典型应用领域有核磁共振设备，高度真空环境，半导体制造，放疗及其它需要抗腐蚀性、不导电或无磁性的应用环境。如下是几款典型的全陶瓷轴承的应用特点
ZrO2全瓷轴承具有优良的耐高低温、耐高压、耐腐蚀、抗磁绝缘、自润滑等性能。因此，它能够在特殊环境下工作。 不带保持器的氧化锆陶瓷轴承可以在高达400℃的环境中使用。
Si3N4全瓷轴承除了具有ZrO2全瓷轴承的所有性能外，还具有重量轻、耐磨性好、硬度高等特点。与采用ZrO2材料的全瓷轴承相比，采用Si3N4材料的全瓷轴承更适合于高转速、高承载能力的轴承，并且能够抵抗比ZrO2材料更高的温度。此外，它具有良好的高温强度、机械抗氧化能力、高温承载能力，并能够抵抗腐蚀性气体。 不带保持器的氧化锆陶瓷轴承可以在高达1100℃的环境中使用。
与其他类型的陶瓷材料相比，全陶瓷轴承碳化硅材料具有更高的耐非物理性腐蚀性、更好的强度、更高的硬度、更高的耐磨性、低的摩擦性能，更适合于最高温度。 不带保持器的氧化锆陶瓷轴承可以在高达1400℃的环境中使用。
氧化铝陶瓷轴承采用氧化铝含量为99%的氧化铝陶瓷。其滚动体也采用氧化铝陶瓷。 不带保持器的氧化铝陶瓷轴承可以在高达1400℃的环境中使用。
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陶瓷这种材质在各行各业中有这广泛的应用，近年来，陶瓷也应用在轴承行业，陶瓷已经过测试并用于滚珠、滚子和滑动轴承（衬套）。它们抵抗疲劳、高温和润滑损失的潜力优于金属，这使得陶瓷对滚珠和滚子轴承具有吸引力。有许多商用陶瓷轴承类型，分为两类之一：全陶瓷或混合陶瓷。
混合轴承由钢制滚道中的陶瓷滚动体组成，而全陶瓷轴承的滚道和滚动体均由陶瓷制成。通常，全陶瓷轴承用于特殊的高温、高速应用，在这些应用中，设计要求非常严格，因此可能成本很高。
混合轴承在越来越多的高速机器中得到应用。其中包括由于离心力较低而采用陶瓷的机床主轴。可能导致打滑的离心效应与球的质量成正比，因此用氮化硅（密度 3.1 g/cm 3 ）代替钢球（密度 8 g/cm 3 ）大大降低了外部应力种族。混合材料的另一个应用是将氧化铝单晶用作钟表、陀螺仪和类似精密设备的“宝石”轴承材料。由于其耐磨性、硬度和机械强度，氧化铝还用于中央供暖系统、洗衣机和汽车冷却系统中的循环泵轴承。
与传统轴承元件相比，陶瓷滚动元件具有许多优势。这些包括改进的耐腐蚀性、更低的密度、更高的硬度、更高的抗压强度和更长的疲劳寿命。下表显示了已用于轴承材料的典型陶瓷及其一些机械性能。
早在 2000 年，科学家就在岩石中发现了锆石，这表明生命可能比之前认为的早了 5 亿年。这种令人难以置信的化合物产生了巨大的影响，其氧化物氧化锆 (ZrO 2 ) 用于制造全陶瓷轴承。但是增加的成本值得吗？
全陶瓷轴承通常比钢更圆、更光滑、更硬，具有出色的耐腐蚀性和耐热性、更高的尺寸稳定性和更低的密度。然而，这是有代价的。陶瓷轴承比钢制轴承贵得多。
实验室设备等高价值应用程序具有每次使用时都需要满足的确切要求。在此类设备中使用错误的组件可能会污染研究条件，或导致研究完全停止。这与医疗设备相同，陶瓷轴承的无污染和非磁性特性证明是至关重要的。
以磁共振成像 (MRI) 为例，这种成像技术主要与医院 MRI 扫描仪相关。该技术使用强磁场生成任何活体的二维或三维图像。由于其磁性，标准钢轴承不能用于这些扫描仪，因此陶瓷轴承是用于这些高价值应用的最佳选择。
同样，随着集成电路制造商努力使他们的芯片更快、更小和更便宜，半导体制造设备公司越来越依赖先进的陶瓷元件来实现所需的性能。
使用由氮化硅而非标准氧化铝（氧化铝）制成的轴承可提供电绝缘性和良好的耐腐蚀性。
氮化硅的电阻率和介电常数与氧化铝相似，但由于其微观结构，这种材料要坚固得多。全陶瓷轴承可以适应半导体生产阶段存在的许多具有挑战性的条件；从接近 1400 °C 的炉温到洁净室 1 的空气质量。突然之间，增加的成本显然是合理的。
市面上有许多陶瓷轴承类型，与传统轴承元件相比，它们都具有许多优势。用作轴承材料的典型陶瓷是氮化硅 (Si 3 N 4 ) 和氧化锆 (ZrO 2 )。
氮化硅是一种非常坚硬但也非常轻的材料。它具有出色的耐水、耐盐水和多种酸碱性能，还具有非常宽的温度范围，适用于高真空应用。
氮化硅的极高硬度也意味着更大的脆性，因此应尽量减少冲击或冲击载荷，以避免开裂的风险。
氮化硅已被部署为多种航空航天应用中的主要材料。值得注意的是，飞机最初是在涡轮泵内使用钢轴承制造的——当航天飞机，尤其是它的发动机承受巨大的载荷和温度时，这不是一个好的组合。
由于这些极端负载，由于氮化硅在真空环境中的优越性， 与钢制轴承相比， Si 3 N 4轴承的运行时间增加了 40%。
由 ZrO 2或二氧化锆制成的陶瓷轴承是一种坚韧的陶瓷材料，具有与钢非常相似的膨胀特性，尽管它们的重量要轻 30%。当考虑轴和轴承座在高温应用中的配合时，这是一个优势，在这种情况下，轴承膨胀可能意味着轴不再适合。
尽管它们通常被称为 ZrO 2 轴承，但它们实际上是由用氧化钇稳定的 ZrO 2制成的 ，这使材料在室温下具有更高的强度和抗断裂性。
它们还具有极强的防水性，这意味着它们经常用于海洋应用，特别是在设备完全浸没的情况下，或者传统钢轴承无法承受负载或速度的情况下。
权衡 Si 3 N 4轴承 还是 ZrO 2 轴承是正确的选择是一个复杂的决定，但一般来说，ZrO 2 轴承由于其极强的耐腐蚀性和更坚韧的特性而更常被指定。
当大多数人想到陶瓷轴承时，他们通常指的是混合版本。混合轴承位于陶瓷和钢的中间，通常包括不锈钢座圈或环和陶瓷球。
混合轴承的钢制内圈和外圈可以加工成非常小的公差，这意味着它们最适合电动机、实验室设备和机床等应用。
例如，在研磨机上，由于摩擦减少，通过添加陶瓷混合轴承和合成油脂润滑剂，可以将每分钟转数 (RPM) 提高 25%。采用混合陶瓷的磨削主轴可以毫无问题地运行 4000 小时，而采用钢轴承的则为 3000 小时。
混合轴承还可以将温度降低近 50%。在卧式加工中心，从传统轴承切换到混合替代方案已证明在 12,000 RPM 时轴承温度从 60 °C 降至 36 °C。
使用混合轴承组合允许比全陶瓷选项更高的速度，因为脆性较低的金属环在高速或负载下不容易突然发生灾难性故障。也就是说，与全陶瓷轴承相比，混合轴承的耐腐蚀性相形见绌。
为极端环境指定合适的轴承一直是一个复杂的问题。但就像氧化锆阐明了生命的起源一样，提出这三个问题将有助于决策过程。
陶瓷轴承由离子键和共建件组合，能够提供一些好的性能比金属轴承。它们通常有很高的硬度，有弹性，轻巧，还具备优秀能力特殊的电学、光学、磁学、压电和热电等功能特性，大范围的应用于机械化工、生物医疗、电子电器、新能源、核电、航空航天、国防军工等领域，
陶瓷轴承可细分为全陶瓷轴承和混合陶瓷轴承两种。轴承中常见陶瓷材料有：氮化硅、氧化铝、氧化锆和碳化硅这几种。
混合陶瓷轴承一般由轴承钢制成的套圈和轴承级的氮化硅滚动体组装而成，具有电绝缘特性。具有防止电流腐蚀、有效提高转速、常规使用的寿命长、高硬度和高韧性、轴承刚度更高、对温度变化的敏感度较低等特点；
全陶瓷轴承的座圈和滚珠均由陶瓷材料制造成，相比于混合轴承材料，全陶瓷轴承加工难度更大。全陶瓷轴承分为带保持器及不带保持器的，不带保持器的全陶瓷轴承可以在极高的温度下继续运行，全陶瓷轴承具有高度的耐腐的能力，可耐受大多数常见的酸，它们在暴露于水或盐水中时不会腐蚀。应用领域有核磁共振设备，高度真空环境，半导体制造，放疗及其它需要抗腐蚀性、不导电或无磁性的应用环境。
