常用结构陶瓷的种类介绍

二、性能对比与核心特性

1. 氧化铝陶瓷（Al₂O₃）

   1.1.优势：高硬度、耐腐蚀、低成本、绝缘性极佳。   

    1.2.短板：脆性大、抗热震性差。

   1.3.极端应用：半导体晶圆夹具（耐等离子体腐蚀）、高温炉衬板（1600°C氧化性环境）。

2. 氮化硅陶瓷（Si₃N₄）

  2.1.优势：高韧性、抗热震、低密度、自润滑性。  

  2.2.短板：高温下抗氧化性有限（＞1200°C需涂层）。  

  2.3.极端应用：燃气轮机叶片（高温高转速抗蠕变）、轴承滚珠（无润滑下寿命比钢轴承高5倍）。

3. 碳化硅陶瓷（SiC）

   3.1.优势：超高硬度、导热性最佳、耐辐照。  

   3.2.短板：韧性低、加工困难。  

   3.3.极端应用：核反应堆燃料包壳（耐中子辐照、高温）、火箭喷嘴（抗3000°C高温烧蚀）。

4. 氧化锆陶瓷（ZrO₂）

   4.1.优势：超高韧性（相变增韧）、生物相容性。  

   4.2.短板：高温相变失效（＞800°C需稳定化处理）。  

   4.3.极端应用：人工关节球头（耐磨、无金属离子释放）、精密剪刀（无磁、防静电，用于半导体切割）。

5. 碳化硼陶瓷（B₄C）

   5.1.优势：自然界最硬材料之一、中子吸收能力。  

   5.2.短板：脆性极大、抗冲击性差。  

   5.3.极端应用：防弹装甲（轻量化，硬度是钢的3倍）、核反应堆控制棒（吸收中子，耐辐射）。

6. 赛隆陶瓷（Sialon）

   6.1.优势：高温强度、耐熔融金属侵蚀。  

   6.2.短板：成本高、加工复杂。  

   6.3.极端应用：连铸铝液流槽（耐1600°C铝液腐蚀）、柴油发动机电热塞（快速升温，抗热震）。

三、应用差异与选型逻辑

在极端环境场景应用中，结构陶瓷也可以通过配方优化（如增韧、复合）和先进工艺（如CVD、HIP）持续突破性能边界，成为现代工业中不可替代的关键材料。

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