高性能的陶瓷材料通常被用在无法采用金属材料的地方。在机械设备中，陶瓷材料具有出色的耐蚀性。它不仅在延长零部件的使用寿命方面有着突出的表现，而且这些优点很可能引伸出一些新的生产流程和产品。

氧化和非氧化工程陶瓷材料在许多性能方面都超过了金属材料，尤其是在减少摩擦、耐磨损和耐蚀性以及在耐高温性能方面表现尤为突出。机械设计人员利用陶瓷材料的这些优点来提高、改进流程工艺技术、增加零部件使用寿命，提高流程设备检测、控制仪器的工作性能。

陶瓷材料在流程工业领域的应用中，三氧化二铝（Al2O3）、二氧化锆(ZrO2)在零件的稳定性方面数一数二；烧结的碳化硅(SiC)材料和氮化硅(Si3N4)材料则因其特殊的性能可用于特殊场合。然而，长期以来用陶瓷材料制零件的成型技术很大程度上制约该行业的发展。对陶瓷材料的要求（如纳米技术对陶瓷材料提出的要求），还有食品和医药产品生产企业在纯净度方面对陶瓷材料提出的要求，都需要更好的陶瓷材料解决方案。FCT Fine陶瓷技术公司下属的两家子公司FCT 超硬加工技术公司和FCT 工程陶瓷技术公司在陶瓷材料解决方案上做出了自己的贡献。

陶瓷材料的正确选择

 三氧化二铝（Al2O3）作为陶瓷材料中的“主力军”，其用途十分广泛。其耐磨性比金属材料高50~100倍。由于其很高的弹性模量E，以及低断裂韧性和高硬度，使它多少显得有些脆，但耐蚀性能很好。

不完全稳定的二氧化锆材料（ZrO2-TZP）却显示出了很高的强度和断裂韧性，并且较低的弹性模量E加上低硬度，使之具有很高的抗震性。它具有与钢材类似的热膨胀性能。因此能够与钢材焊接在一起使用，加上低导热性，从而成为在隔热使用工况中理想的材料。基于这样的机械性能的组合，根据经验、实际检测的精确数据，它具有比三氧化二铝（Al2O3）材料更好的耐磨性。经等温静压挤压成型后，其强度还可提高约1/3。但其耐蚀性不及三氧化二铝（Al2O3），尤其是在热液条件下的耐蚀性较低。由三氧化二铝和二氧化锆（Al2O3-ZrO2）组合而成的复合材料ATZ在热液工作条件下，其耐蚀性较好。并且该合成材料的耐磨性能曲线与纯二氧化锆（ZrO2）材料相比也有不错的表现。

不同陶瓷材料与传统钢材性能的比较

烧结的碳化硅（SiC）材料的机械性能非常接近三氧化二铝（Al2O3）。但与三氧化二铝相比，烧结的碳化硅（SiC）材料具有较低的热膨胀系数和很高的热传导性。因此，由碳化硅（SiC）材料制造的零件对系统散热效果明显（如搅拌球磨机的散热等）。另外，由于碳化硅（SiC）有很高的硬度，使它有着很高的耐磨、耐蚀性（几乎对所有化学介质的耐蚀性）。较低的摩擦因数使之成为滑动轴承和滑动密封件最佳的制造材料。

氮化硅（Si3N4）的机械性能与二氧化锆（ZrO2）非常接近，在强度、韧性和硬度方面都有良好表现。由于其晶格结构的特性，使其具有强耐磨性。但在耐蚀性方面，碳化硅（SiC）略胜一筹。

通过FCT集团公司针对性的研发使我们今天能够经济的生产大型的、几何形状复杂的高性能陶瓷零件。也开创了一系列新的陶瓷材料技术和应用可能性。

 今天，高性能、大功率的磨碎设备，如搅拌球磨机就能够从纯粹的机械粉碎（以及机械－胶质化学的粉碎方法）转入最高级的流程工艺生产过程之中，如纳米领域(< 0.1μm 以及< 100nm)中的极精细粉碎领域；它在ZnO和TiO2的生产流程中也引起人们的注意；在二氧化硅涂层材料的生产中、在颜料和油漆的生产中、医药产品的生产、食品和营养品的生产中都有用武之地。

在陶瓷工艺的实践中已经成功的实现了磨碎后直径达到100μm的微小球粒（如ZrO2-TZP材料的颗粒）。为使得球磨机磨碎的颗粒达到这一等级，摩擦力非常大，输入的高能量导致高热能释放。通常情况下，这类设备都采用价格昂贵的冷却系统。为了提高散热效果，高耐热性的碳化硅（SiC）是最佳的材料选择。这种碳化硅（SiC）材料的球磨机目前直径已经达到了500mm，高度700mm，重量约70 kg，创造了新的世界记录。

更加令人吃惊的是其带有复杂球搅拌器的转子、导向机构和支承机构。类似这样的零件现在也能采用二氧化锆（ZrO2-TZP）、碳化硅（SiC）和氮化硅（Si3N4）来制造。这也是“绿色加工方案”和使用多轴CNC数控加工机床的前提条件。

 在压制易受污染的电极材料、颜料和油漆以及食品生产企业中使用的压片机械的辊轴中，新型陶瓷材料也有广泛的应用。利用碳化硅（SiC）和氮化硅（Si3N4）材料制造的机械设备零件直径尺寸可达400mm，长度可达900mm，壁厚尺寸达15~20mm，其最后加工成型的是一个略带弧形的精磨过的表面；经过珩磨的圆柱形内表面，其形状和位置公差都到达了微米级。

小结：上述例子表明，陶瓷材料零部件在流程设备的机械制造应用中有了长足的进步和发展。例如由FCT公司研发生产的大型、几何形状复杂的陶瓷材料零部件提高了机械设备的效率和经济性。