13、陶瓷/金属陶瓷在摩擦学中的应用与特性

陶瓷/金属陶瓷在摩擦学中的应用与特性

1. 定义

陶瓷是具有晶体结构的无机化合物，它们在摩擦学中有着广泛的应用。粘土虽然可以用来形成刚性固体，但它们不属于工程陶瓷。工程陶瓷通常包括氧化铝、碳化硅、氮化硅和锆氧化物等。这些材料以其优异的硬度和耐磨性著称，是许多磨损和侵蚀应用的理想选择。

2. 硬度

陶瓷材料的硬度远高于金属，通常不适用于罗克韦尔硬度标尺（HRC）。它们的硬度单位是吉帕（GPa）。例如，碳化硅是最硬的工程陶瓷之一，硬度可以达到20GPa以上，但它的脆性和易碎性限制了其应用范围。以下是几种常见工程陶瓷的硬度对比：

材料	硬度 (GPa)	备注
氧化铝	20	用于人体关节植入物和耐磨砖
碳化硅	25	用于高速切割工具
氮化硅	22	用于滚动元件轴承
氧化锆	12	用于摩擦腐蚀应用

3. 应用

氧化铝

氧化铝是一种广泛应用的工程陶瓷材