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陶瓷轴承非常规应用领域探究

Release time : 2022-05-16 09:04:46

在我们的生活中,轴承无处不在。随着科学技术的日益进步,轴承的材料越来越表现出多元化。陶瓷轴承便是受欢迎的一种类别。在陶瓷滚动轴承的大家族中,有全陶瓷轴承,有不锈钢滚道与陶瓷球混合制作的陶瓷混合轴承;有氮化硅陶瓷轴承,有氧化锆陶瓷轴承等等。然而,不论哪种类别的陶瓷轴承,它们均是当今技术创新的重要组成部分。

陶瓷的应用历史悠久。自公元前25,000年左右,人类就开始将陶瓷用于家庭和工业应用中。陶瓷轴承之所以能够得以广泛应用,其主要原因在于其材料质地坚硬、耐磨损、化学稳定性和热稳定性良好,而且还具有电绝缘性,而所有这些优良性能是钢制轴承所无法企及的,尽管与钢制轴承相比,陶瓷轴承并不具备价格优势。在具体的应用中,陶瓷轴承可以减少摩擦,减轻重量,并有可能比传统的不锈钢轴承持续更长时间,特别是在许多恶劣的环境中。那么,陶瓷轴承可以应用于哪些特别的领域呢?下文将针对陶瓷轴承三个非常规应用领域进行深入探讨,分别为航天陶瓷轴承、精英赛陶瓷轴承以及医用陶瓷轴承。

(一)太空应用中的全陶瓷轴承

太空环境极其恶劣。在发射航天器的过程中,超高温、超高速以及轨道上变化多端的温度乃至宇宙辐射、真空等方面的因素为空间探索增加了一层壁垒,直接影响到空间探索设备的正常运行。因而,制造商在选择轴承和润滑剂时必须谨慎, 由于太空发射引发的巨大冲击会将任何一个小小的故障放大到无穷。在无数次太空测试中发现,全陶瓷轴承,便是航天级轴承的首选。全陶瓷轴承在没有润滑的情况下可以持续地进行高速运转,因此它们在真空中表现良好,因而有时也被称作真空陶瓷轴承。另外,全陶瓷轴承也具有一定的耐低温能力,正因为此,它们可以成为卫星及其他项目的理想轴承,比如在火星探测车中的应用便是一个极好的例子,尤其是火星可能面临低至125°C的温度。

(二)精英赛应用中的混合陶瓷轴承

陶瓷轴承最适合于那些对钢制轴承来说过于恶劣的环境,如极端温度、腐蚀性化学品或其他腐蚀性液体的环境。在海洋环境中,混合陶瓷轴承发挥其耐腐蚀的作用,可以在仍然保持高速和加速能力的情况下,提供出色的抗盐水能力例如,在开发赛艇时,陶瓷混合轴承可以应对更高的负载,性能不会因海水的侵袭而受到影响。此外,职业自行车运动员经常选择优质的混合陶瓷轴承,即可以被加工成紧密公差的钢圈加轻量级的高级陶瓷球的混合轴承。在自行车运动中,陶瓷混合轴承可以应付比赛的高速度,同时提供低滚动阻力,这意味着陶瓷混合轴承需要较少的努力来旋转车轮,从而节省运动员的能量。

(三)医用级陶瓷轴承

随着科技的日益进步,医疗技术正在以指数级的速度发展医生可以根据病人的扫描结果定制植入物,可以用机器人进行手术,并利用相关技术对病人进行远程诊断。制造商在为医疗和制药部门开发设备时必须满足严格的规定,以防止受到污染,因此他们必须为应用选择合适的轴承,即医疗行业专用轴承另外,一些医疗和外科设备在消毒过程中必须承受恶劣的化学物质的影响。钢制轴承在这种恶劣的环境中容易受到腐蚀,所以耐磨陶瓷轴承通常是延长设备寿命的更佳选择。此外,陶瓷轴承同样适用于洁净室,因为它们不需要润滑便能运转这样就进一步减少了污染的风险。

虽然陶瓷轴承比钢制轴承更硬,还能够提供更高的尺寸及具有更强的稳定性,并且具有耐腐蚀性和耐热性,但它们比钢制轴承要昂贵得多。因此,陶瓷轴承更适合于高价值的应用,如实验室设备必须满足精确的要求。在实验室设备中,错误部件的使用会增加受污染的风险,使整个研究处于危险之中。  

陶瓷是最古老的行业之一,我们使用这种材料已经有几千年的历史了。随着新陶瓷材料的设计与研发,陶瓷轴承也越来越彰显其优越性,诸如高性能、耐腐蚀等等诸多优势。正因为这些优势,陶瓷轴承能够在一系列恶劣环境的应用中脱颖而出,其应用涵盖海洋乃至其他星球。