氮化硅陶瓷 高性能透波材料的突破与应用

  近年来，随着新能源汽车产业的迅猛发展，对汽车陶瓷零部件的需求也在一直增长。氮化硅陶瓷因其出色的耐高温、耐腐蚀、耐磨性能以及独特的电性能，在新能源汽车零部件领域备受青睐。这种材料不仅仅具备优异的机械性能，还具有非常好的耐热性和化学稳定性，因此在新能源汽车的制造中具有广泛的应用前景。随技术的慢慢的提升和新能源汽车市场的持续扩大，氮化硅陶瓷的需求量将会促进增加，成为未来汽车陶瓷零部件领域的重要发展方向。

  新能源汽车的电机轴承与传统轴承相比，具有更高的转速要求。为满足这一需求，需要用密度更低、相对更耐磨的材料。氮化硅陶瓷轴承中的球在轴承组件内产生的摩擦和热量较少，这使得陶瓷轴承具有更高的可靠性和耐久性。由于电机的交变电流引起周围电磁场变化，需要更好的绝缘性以减少轴承放电产生的电腐蚀。Si3N4作为一种天然的电绝缘体，在高频交流电环境下，陶瓷滚动体在轴承的内外圈之间起阻断作用，有效地防止了电流对轴承的腐蚀。Si3N4陶瓷的相对介电常数低，其电阻值很大，这使得陶瓷轴承在运行过程中可以有明显效果地地阻隔轴电流。因此，陶瓷轴承是阻隔轴电流的有效工具，进一步提升了新能源汽车电机系统的稳定性和可靠性。

  在电驱时代下，陶瓷轴承逐渐取代钢球轴承成为一种新的趋势。特斯拉的电机设计中，输出轴采用了陶瓷轴承，由NSK设计的混合陶瓷轴承组成，其中轴承滚珠由50个氮化硅球组成。这种设计具有更高的耐磨性和耐热性，可承受更高的转速，同时减少了摩擦和热量产生，提高了电机的效率和可靠性。奥迪ATA250电机位于内部的2个转子轴承也采用了陶瓷材质制成。陶瓷轴承具有更高的绝缘性和耐磨性，能够有效地防止电流对轴承的腐蚀，同时阻隔轴电流，进一步提升了电机系统的稳定性和可靠性。采用陶瓷轴承的电机设计展示了在新能源汽车领域中，陶瓷轴承的应用正在慢慢的变成为主流。这种趋势的出现主要是由于陶瓷轴承具有更高的耐磨性、耐热性和绝缘性，可提升电机的效率和可靠性，同时减少了维护和更换轴承的频率，降低了运营成本。

  在制备高端陶瓷球时，需要同时实现三个关键技术指标：高精度、长疲劳寿命和良好的表面上的质量。这些技术指标对于陶瓷球的性能和可靠性具有至关重要的影响。得益于“热等静压”高温度高压力烧结技术的持续不断的发展和成熟，目前长疲劳寿命陶瓷球毛坯的氮化硅毛坯球的制备技术已取得了突破。这种技术利用高温度高压力环境下的烧结过程，能够使陶瓷材料更加致密、均匀，来提升了陶瓷球的强度和耐久性。通过采用热等静压技术，制备出的氮化硅毛坯球具有高精度、长疲劳寿命和良好的表面上的质量。这种制备技术的成功应用，为高端陶瓷球的制备提供了新的解决方案，逐步推动了陶瓷轴承在新能源汽车等领域的应用和发展。

  尽管高端陶瓷轴承产品的生产仍主要由日本和欧美企业主导，但这一领域的国际市场占有率和未来发展趋势的引领力仍被国外有名的公司所控制。华瓷聚力(厦门)新材料有限公司隶属于兴核科学研究（福建）责任有限公司。兴核科学成立于2018年，企业具有一支高素质的人才队伍，同时聘请了中国原子能科学研究院及自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所等多个国内知名院所的专家学者为本公司客座研究员，并与西南科技大学、厦门大学等多家单位签订了产学研合作协议、研究生实习基地，致力于新型陶瓷材料研发与制造、生产的基本工艺自主研发设计等方面取得了多项国内领先的科技成果，目前是中国航天科工集团、中国电子集团、中国电科集团、中国宝武钢铁集团、中国核工业集团、等多家重点央企提供特种材料。