氧化锆陶瓷制作手机背板有什么优势

氧化锆陶瓷不导热，室温下不导电，1500℃左右导电。

氧化锆陶瓷导热率很低，热稳定性好，具有优异的耐高温性能作为感应加热管、耐火材料、发热元件使用。

氧化锆陶瓷具有负的电阻温度系数，室温下是良好的电绝缘体，具有很高的电阻系数。但随着温度的上升，其电阻率急剧下降，1500℃已成为十分良好的导体。

由于氧化锆陶瓷具有高韧性、高抗弯强度和高耐磨性，优异的隔热性能，热膨胀系数接近于钢等优点，因此被广泛应用于结构陶瓷领域。主要有：Y-TZP磨球、分散和研磨介质、喷嘴、球阀球座、氧化锆模具、微型风扇轴心、光纤插针、光纤套筒、拉丝模和切割工具、耐磨刀具、服装纽扣、表壳及表带、手链及吊坠、滚珠轴承、高尔夫球的轻型击球棒及其它室温耐磨零器件等。

其实氧化锆陶瓷用处还是很多的，就说说氧化锆陶瓷进入手机为代表的消费电子，就有三个细分方向：

1、最主要的应用领域是后盖，这里主要是对塑料、玻璃、金属材料的升级和补充。

2、其次是用于指纹识别的贴片或可穿戴设备的外壳，主要受益于指纹识别器装机率的提升和对蓝宝石的替代。

3、最后是用于锁屏和音量键等小型结构件，这是对功能机时代就有的陶瓷按键业务的延续。

以上信息由金工精密 提供

氧化锆的应用

1.氧化锆耐火材料

氧化锆从20世纪20年代初就被应用于耐火材料领域，直至今天在耐火材料领域仍然占有一席之地。

氧化锆坩埚

如前所述氧化锆的熔点高达2700℃，即使加热到1900多摄氏度也不会与熔融的铝、铁、镍、铂等金属，硅酸盐和酸性炉渣等发生反应，所以用氧化锆材料制作的坩埚能成功地熔炼铂、钯、钌、铯等铂族贵金属及其合金，亦可用来熔炼钾、钠、石英玻璃以及氧化物和盐类等。

氧化锆耐火纤维

氧化锆纤维是唯一一种能够在1600℃以上超高温环境下长期使用的陶瓷纤维耐火材料，具有比氧化铝纤维、莫来石纤维、硅酸铝纤维等更高的使用温度和更好的隔热性能，并且高温化学性质稳定、耐腐蚀、抗氧化、不易挥发、无污染。这些优异特性决定了氧化锆纤维是一种顶尖的高档耐火纤维材由南京理工大学攻关的氧化锆纤维技术目前已经取得比较成熟的制备工艺。

氧化锆窑炉材料

氧化锆作为耐火材料主要用在大型玻璃池窑的关键部位，早期使用的锆质耐火材料，其氧化锆含量仅为33%~35%,日本旭硝子公司研制成功含氧化锆94%~95%的锆质耐火材料，将其使用在玻璃窑顶部和关键部位，大大提高了玻璃窑的寿命。

将氧化锆熔融、吹制后得到大小不同的氧化锆空心球，制备各种高级隔热砖，避免了陶瓷纤维老化后的粉尘污染问题，主要生产研发厂家有中国钢研科技集团有限公司（原钢铁研究总院）等。

2.氧化锆结构陶瓷

1975年澳大利亚R.G.Garvie以氧化钙为稳定剂制得部分稳定氧化锆，并首次利用氧化锆马氏体相变增韧的效应，提高了韧性和强度，极大的扩展了氧化锆在结构陶瓷领域的应用。

ZrO2增韧陶瓷实际上是由添加不同稳定剂组成的部分稳定ZrO2，其确定的晶体结构是以四方相（亚稳相）为主体的含有立方相和单斜相组成的多晶结构，它具有高的韧性、高的抗弯强度、高的硬度和耐磨性等特点，更显示出应用的广泛性。它在机械、电子、石油、化工、航天、纺织、精密测量仪器、精密机床、生物工程和医疗器械等行业有着广泛的应用前景。

由于部分稳定氧化锆具有低热导率、强度韧性好，低弹性模量，高抗热冲击性，高工作温度（1100℃），所以用于制造狄索尔发动机零件，内燃机零件。它具有小体积，重量轻，热效高，是一种有效的节能发动机。ZrO2增韧陶瓷在内燃机中的应用是成功的。美国绝热发动机计划的目标是取消水冷系统，对燃烧室绝热，利用排出的热能，提高热效率，减少发动机重量。在绝热内燃机中，韧性氧化锆还可用做汽缸内衬、活塞顶、气门导管、进气和排气阀座、轴承、挺杆、凸轮、凸轮随动件和`活塞环等零件。陶瓷绝热内燃机的热效率已达到 48%（普通内燃机为 30%） 。陶瓷绝热内燃机省去了散热器、水泵、冷却管等 360 个零件，质量减少 191 ㎏，增韧陶瓷在转缸式发动机中用做转子。日本、美国、德国等一些技术发达国家用韧性氧化锆制作发动机。同时还用制造计算机驱动组件，密封件，航空发动机的散热叶片等。

部分稳定氧化锆具有高的硬度和耐磨性，所以氧化锆在磨介和磨具领域中有着广泛的应用：如球磨球和球磨机内部衬里和耐磨部件，拉丝模等。我国关于韧性陶瓷在磨介领域占一半以上，而其中氧化锆球占绝对优势。

由于氧化锆没有磁性、不导电、不生锈、耐磨，所以在生物医学器械领域和刀具工具领域中应用很广：如用于医学手术刀和剪磁带等有磁性物质的制品，制作人造骨骼、人造关节、人工牙齿等。近来部分稳定ZrO2通过粉末冶金方法，制备避磁的手表表壳、耐腐的表件和其它仪表另件。用来制作切菜刀、剪刀、螺丝刀、榔头、锯、斧头等，既更适宜于切生吃食物和熟食。日本近来开发出高铈氧化锆增韧陶瓷刀具，复合物用 Ce2O3作稳定剂，以取代金属陶瓷，断裂韧性是金属的 3 倍，切削能力提高 1.5 倍。CeO2—ZrO2可以形成很寛范围的四方氧化锆固溶体相区。添加摩尔分数为 15～20�O2可使四方相氧化锆的相变温度降低到 25℃以下。在军事上用作制造防弹盔甲等。在钢铁生产工业用的陶瓷扎辊和导辊，表面摩损很小。

结构陶瓷作为氧化锆的一个新型应用领域，目前越来越为人们所重视。中国目前的氧化锆结构陶瓷，有 70%的企业是由氧化锆铝陶瓷行业转化而来的。中国市场的部分稳定氧化锆的应用正处于起步发展阶段。主要为：光纤接插件及套管、氧化锆磨介、刀具、纺织及烟草机械承板等。其中磨介占据一半以上的份额。市场总量在 300～400 吨/年，其中用于光纤接插件插芯、套管、跳线的氧化锆等在 80～100 吨/年。长期以来，中国的部分稳定氧化锆的生产工艺不够完善、产品质量不高、粉末性能不好。另外，下家客户加工工艺未过关，所以，各使用客户只是试用，而不能正常应用，因此该产品的大部分原粉被日本产品所占领，特别是一些高端行业，如光纤接插件和高级结构陶瓷等，几乎都是用日本的产品。

光纤接插件和光纤跳接线：

用陶瓷制作的光纤连接器与光纤跳接线是光纤网路中应用面最广并且需求量最大的光无源器件。单模多模活动光纤连接器中核心零件,其中主要部件—二氧化锆陶瓷套管（即连接器精密针），它所用的材料就是氧化钇 Y2O3稳定的四方氧化锆粉末。其主要用途有：

氧化锆陶瓷轴承

氧化锆全陶瓷轴承具抗磁电绝缘、耐磨、耐腐蚀、无油自润滑、耐高温、耐高寒等特点，可用于极度恶劣环境及特殊工况。

目前氧化锆陶瓷轴承已被微型冷却风扇所采用，其产品寿命及噪音稳定性均优于传统的滚珠及滑动轴承系统，富士康公司率先在电脑散热风扇上采用了氧化锆陶瓷轴承。

氧化锆陶瓷阀门

目前，我国各个行业中普遍使用的阀门是金属阀门，金属阀门的使用也有100多年的历史，期间虽然也经历过材料及结构的改变，但由于受金属材料自身的限制，金属的腐蚀破坏对阀门耐磨性的作用期限、可靠性、使用寿命具有相当大的影响，机械和腐蚀的作用因素对金属的作用大大地增加了接触表面总的磨损量，阀门操作过程中，摩擦的表面由于同时的机械作用和金属与环境进行化学的或电化学的相互作用的结果产生磨损和破坏，对于阀门而言，其管道工作气候条件的复杂；石油、天然气和油层水等介质中硫化氢、二氧化碳和某些有机酸的出现，使其表面的破坏力增大，从而迅速失去工作能力。

氧化锆陶瓷阀门优良的耐磨性、防腐性、抗高温热震性，能够胜任这一领域。

氧化锆研磨材料

氧化锆磨球具有硬度大、磨损率小、使用寿命长、可大幅减少研磨原料的污染，能够很好地保证产品质量，同时氧化锆材料密度大，用做研磨介质时撞击能量强，可大大提高研磨分散效率，可有效缩短研磨时间。

良好的化学稳定性决定了其耐腐蚀性，可以在酸性和碱性介质中使用。

由中国建筑材料科学研究院研究开发的氧化锆陶瓷磨球，磨损率仅为0.04/24h，在球磨、振动磨、行星磨和搅拌磨等磨机中被广泛采用当作研磨介质。

3.氧化锆功能陶瓷

圆珠笔用氧化锆陶瓷球珠

我国是制笔大国，国际上每5支笔中有4支来自中国，已形成近800亿元/年的市场，一般情况下，圆珠笔用球珠主要是不锈钢和炭化钨材料，但这类球珠在书写过程中经常出现断线、掉珠、死珠、蘸头等现象，目前由河北省勇龙邦大新材料有限公司与清华大学新型陶瓷与工艺国家重点实验室共同研制的“圆珠笔用氧化锆陶瓷球珠”克服了以上缺陷，填补了国内空白，该科技成果已被列为国家制笔行业“十一五”国家重点推广新产品。

氧化锆陶瓷刀具

氧化锆陶瓷刀具具有高强度、耐磨损、无氧化、不生锈、耐酸碱、防静电、不会与食物发生反应的特点，同时刀体光泽如玉，是当今世界理想的高科技绿色刀具，目前市场主要产品有：氧化锆陶瓷餐刀、剪刀、剃须刀、手术刀等，近几年在欧、美、日、韩等地已开始流行。

氧化锆高温发热材料

氧化锆在常温下为绝缘材料，比电阻高达1015Ω·cm，温度升高至600℃可以导电，而在1000℃以上时是良导体，可作1800℃高温发热元件，最高工作温度可以达到2400℃，目前已经被成功地用于2000℃以上氧化气氛下的发热元件及其设备中，磁流体发电的电极材料也在积极的研究之中。

氧化锆生物陶瓷材料

烤瓷牙家族中的贵族—氧化锆烤瓷牙，烤瓷牙材料的好坏直接影响它的质量和患者身体健康，因烤瓷牙的内冠是由不同金属材料制作而成，金属内冠易与口腔唾液发生氧化反应，氧化锆材质的烤瓷牙由于没有金属内冠层，牙齿透明度好，光泽度极佳，更有效避免了牙齿过敏和牙龈黑线等问题，具有足够好的遮色能力，能够完美解决重度四环素牙患者的牙齿美容需求，而且氧化锆材质的强韧性弥补了普通烤瓷牙易蹦缺的缺点，生物相容性好，不刺激口腔粘膜组织，易于清洁，是目前国内外最优质的烤瓷牙。

氧化锆涂层材料

高性能Y2O3等稳定剂稳定的氧化锆热障陶瓷涂层材料，主要应用于高性能涡轮航空发动机。

氧化锆通讯材料

近年来随着信息及通信等新兴产业的发展，其产品越来越向高精密、小型化方向发展，增韧氧化锆陶瓷优良的力学性能、耐腐蚀及高绝缘性能能够胜任这一领域，目前已有氧化锆陶瓷插针和氧化锆陶瓷套筒产品问世。在陶瓷PC型光纤活动连接器中，二氧化锆插针体是其关键部件。

氧化锆氧传感器

汽车工业中在使用三效催化转化器降低排放污染的发动机上，氧传感器是必不可少的，目前使用的氧传感器有氧化钛式和氧化锆式两种，其中应用最多的就是氧化锆式氧传感器。

早在20世纪70年代中期，日本汽车生产技术完备却难以进入美国市场，但美国制定新政策限制汽车尾气污染给日本带来了机会，日本科学家把氧化锆制成多孔氧传感器，装在发动机里自动检测发动机里氧气与燃烧气体的比例，并自动控制输入气体和排出气体的比例，从而大大减少汽车排放的有害气体，使日本汽车一举打入美国市场。

4.氧化锆装饰材料

传统意义上的装饰陶瓷由普通硅酸盐系统材料制作而成，例如：陈设瓷中的花瓶、陶瓷画板、室内外装潢用陶瓷墙地砖等。氧化锆装饰材料开创了人类美化自身的新领域，目前主要应用于单纯的佩饰品及兼有应用功能的佩饰品。

氧化锆宝石材料

氧化锆宝石材料分为天然立方氧化锆和人工合成立方氧化锆两种。

自然状态下天然的立方氧化锆极难寻找到，决定了其具有了宝石材料稀有性的特点，自然形成的立方氧化锆颜色非常丰富，大颗优质的天然锆石价格决不在同等的钻石之下，是非常稀少的贵重天然宝石。

人工合成立方氧化锆光学性能良好，是廉价而有美丽的钻石替代品。

氧化锆陶瓷首饰

氧化锆陶瓷首饰目前主要有以下几种类型：

（1）镶嵌了氧化锆的银首饰，在这里氧化锆的范围就比较宽广，包括二氧化锆石、工业二氧化锆、高纯二氧化锆、稳定二氧化锆、超细二氧化锆、锆英砂、锆英粉等，镶有立方氧化锆的银镀铑的首饰特别受欧洲客户的青睐。

（2）单纯氧化锆材料佩饰品，是目前装饰陶瓷市场正悄然兴起的一类产品，国内已有陶瓷生产公司在研究、开发、销售这类产品过程中走在了同行业的前列，对这一产业政府也给予了高度重视，2006年北京市科技型中小企业技术创新基金无偿资助项目中就有彩色氧化锆结构陶瓷的研制，市面上有近300多种新的陶瓷佩饰产品，既包括各种新型的款式也包括各种色泽明快的颜色，而且该类产品在欧、美、日和中国香港等地区均有很好的市场，特别受到欧洲市场的青睐。

（3）兼有应用功能的佩饰品，典型的产品是陶瓷手表表壳、表圈、表带等产品，国际知名品牌Chanel/香奈尔、RADO/雷达等手表均有全陶瓷款式，而且价格不菲。

5.氧化锆其它应用

与氧化锆形成复相材料

与其它材料复合形成的复相材料，比如氧化锆与氧化铝、莫来石等材料形成的复相材料，得到了比单相材料具有更优异性能的新材料。

普通陶瓷添加剂

陶瓷色釉料方面的应用：氧化锆为黄绿色颜料良好的助色剂，若想获得性能较好的钒锆黄颜料，必须选用质纯的氧化锆，另外在釉料制造方面，纯的氧化锆可以提高釉的高温粘度和扩大高温粘度变化的温度范围，有较好的热稳定性，其含量为2%~3%时，能提高釉料的抗龟裂性能，还因氧化锆的化学惰性大，能提高釉料的化学稳定性和抗酸碱侵蚀的能力，有时也被用来制作乳浊釉。

制备铬酸盐原料

制备锆酸盐的原料，由二氧化锆和一些金属氧化物或金属碳酸盐反应生成，它们都是大分子结构，具有各种电性能，为高温、电子元器件等领域所应用。

陶瓷中氧化铍陶瓷的导热系数k最高。

陶瓷的导热系数k范围很宽，

25℃时部分陶瓷的导热系数k，单位 [W•／（m•℃）]

陶瓷材料—k

氧化铍（BeO）瓷—243

氮化铝（AlN）—175

氮化硼六方（BN）—56.94

氧化镁（MgO）瓷—41.87

氧化铝（Al2O3）96％瓷—31.77

氧化铝（Al2O3）99％瓷—31.4

氮化硅（Si3N4）—12.56

（数据引自《电气电子绝缘技术手册》，P．482）

陶瓷的导热系数k大说明导热快，

目前电子设备中常用的的散热器材料是铝，铝的导热系数

k—204，

另外银，k—419，

铜，k—330，

金，k—292，

（引自《电子设备结构设计原理》，P．12）

可见氧化铍（BeO）瓷的导热系数比铝高，

如果用陶瓷制作散热器，也应根据不同的散热方式（如自然散热、强制散热等）设计不同的形状。

光纤接插件和光纤跳接线： 用陶瓷制作的光纤连接器与光纤跳接线是光纤网路中应用面最广并且需求量最大的光无源器件。单模多模活动光纤连接器中核心零件,其中主要部件—二氧化锆陶瓷套管（即连接器精密针），它所用的材料就是氧化钇 Y2O3 稳定的四方氧化锆粉末。其主要用途有： 氧化锆陶瓷轴承 氧化锆全陶瓷轴承具抗磁电绝缘、耐磨、耐腐蚀、无油自润滑、耐高温、耐高寒等特点，可用于极度恶劣环境及特殊工况。 目前氧化锆陶瓷轴承已被微型冷却风扇所采用，其产品寿命及噪音稳定性均优于传统的滚珠及滑动轴承系统，富士康公司率先在电脑散热风扇上采用了氧化锆陶瓷轴承。 氧化锆陶瓷阀门 目前，我国各个行业中普遍使用的阀门是金属阀门，金属阀门的使用也有100多年的历史，期间虽然也经历过材料及结构的改变，但由于受金属材料自身的限制，金属的腐蚀破坏对阀门耐磨性的作用期限、可靠性、使用寿命具有相当大的影响，机械和腐蚀的作用因素对金属的作用大大地增加了接触表面总的磨损量，阀门操作过程中，摩擦的表面由于同时的机械作用和金属与环境进行化学的或电化学的相互作用的结果产生磨损和破坏，对于阀门而言，其管道工作气候条件的复杂；石油、天然气和油层水等介质中硫化氢、二氧化碳和某些有机酸的出现，使其表面的破坏力增大，从而迅速失去工作能力。 氧化锆陶瓷阀门优良的耐磨性、防腐性、抗高温热震性，能够胜任这一领域。 氧化锆研磨材料 氧化锆磨球具有硬度大、磨损率小、使用寿命长、可大幅减少研磨原料的污染，能够很好地保证产品质量，同时氧化锆材料密度大，用做研磨介质时撞击能量强，可大大提高研磨分散效率，可有效缩短研磨时间。 良好的化学稳定性决定了其耐腐蚀性，可以在酸性和碱性介质中使用。 由中国建筑材料科学研究院研究开发的氧化锆陶瓷磨球，磨损率仅为0.04/24h，在球磨、振动磨、行星磨和搅拌磨等磨机中被广泛采用当作研磨介质。 3.氧化锆功能陶瓷 圆珠笔用氧化锆陶瓷球珠 我国是制笔大国，国际上每5支笔中有4支来自中国，已形成近800亿元/年的市场，一般情况下，圆珠笔用球珠主要是不锈钢和炭化钨材料，但这类球珠在书写过程中经常出现断线、掉珠、死珠、蘸头等现象，目前由河北省勇龙邦大新材料有限公司与清华大学新型陶瓷与工艺国家重点实验室共同研制的“圆珠笔用氧化锆陶瓷球珠”克服了以上缺陷，填补了国内空白，该科技成果已被列为国家制笔行业“十一五”国家重点推广新产品[3]。 氧化锆陶瓷刀具 氧化锆陶瓷刀具具有高强度、耐磨损、无氧化、不生锈、耐酸碱、防静电、不会与食物发生反应的特点，同时刀体光泽如玉，是当今世界理想的高科技绿色刀具，目前市场主要产品有：氧化锆陶瓷餐刀、剪刀、剃须刀、手术刀等，近几年在欧、美、日、韩等地已开始流行。 氧化锆高温发热材料 氧化锆在常温下为绝缘材料，比电阻高达1015Ω·cm，温度升高至600℃可以导电，而在1000℃以上时是良导体，可作1800℃高温发热元件，最高工作温度可以达到2400℃，目前已经被成功地用于2000℃以上氧化气氛下的发热元件及其设备中，磁流体发电的电极材料也在积极的研究之中。 氧化锆生物陶瓷材料 烤瓷牙家族中的贵族—氧化锆烤瓷牙，烤瓷牙材料的好坏直接影响它的质量和患者身体健康，因烤瓷牙的内冠是由不同金属材料制作而成，金属内冠易与口腔唾液发生氧化反应，氧化锆材质的烤瓷牙由于没有金属内冠层，牙齿透明度好，光泽度极佳，更有效避免了牙齿过敏和牙龈黑线等问题，具有足够好的遮色能力，能够完美解决重度四环素牙患者的牙齿美容需求，而且氧化锆材质的强韧性弥 补了普通烤瓷牙易蹦缺的缺点，生物相容性好，不刺激口腔粘膜组织，易于清洁，是目前国内外最优质的烤瓷牙。 氧化锆涂层材料 高性能Y2O3等稳定剂稳定的氧化锆热障陶瓷涂层材料，主要应用于高性能涡轮航空发动机。 氧化锆通讯材料 近年来随着信息及通信等新兴产业的发展，其产品越来越向高精密、小型化方向发展，增韧氧化锆陶瓷优良的力学性能、耐腐蚀及高绝缘性能能够胜任这一领域，目前已有氧化锆陶瓷插针和氧化锆陶瓷套筒产品问世。在陶瓷PC型光纤活动连接器中，二氧化锆插针体是其关键部件。 氧化锆氧传感器 汽车工业中在使用三效催化转化器降低排放污染的发动机上，氧传感器是必不可少的，目前使用的氧传感器有氧化钛式和氧化锆式两种，其中应用最多的就是氧化锆式氧传感器。 早在20世纪70年代中期，日本汽车生产技术完备却难以进入美国市场，但美国制定新政策限制汽车尾气污染给日本带来了机会，日本科学家把氧化锆制成多孔氧传感器，装在发动机里自动检测发动机里氧气与燃烧气体的比例，并自动控制输入气体和排出气体的比例，从而大大减少汽车排放的有害气体，使日本汽车一举打入美国市场。 4.氧化锆装饰材料 传统意义上的装饰陶瓷由普通硅酸盐系统材料制作而成，例如：陈设瓷中的花瓶、陶瓷画板、室内外装潢用陶瓷墙地砖等。氧化锆装饰材料开创了人类美化自身的新领域，目前主要应用于单纯的佩饰品及兼有应用功能的佩饰品。 氧化锆宝石材料 氧化锆宝石材料分为天然立方氧化锆和人工合成立方氧化锆两种。 自然状态下天然的立方氧化锆极难寻找到，决定了其具有了宝石材料稀有性的特点，自然形成的立方氧化锆颜色非常丰富，大颗优质的天然锆石价格决不在同等的钻石之下，是非常稀少的贵重天然宝石。 人工合成立方氧化锆光学性能良好，是廉价而有美丽的钻石替代品。 氧化锆陶瓷首饰 氧化锆陶瓷首饰目前主要有以下几种类型：（1）镶嵌了氧化锆的银首饰，在这里氧化锆的范围就比较宽广，包括二氧化锆石、工业二氧化锆、高纯二氧化锆、稳定二氧化锆、超细二氧化锆、锆英砂、锆英粉等，镶有立方氧化锆的银镀铑的首饰特别受欧洲客户的青睐。（2）单纯氧化锆材料佩饰品，是目前装饰陶瓷市场正悄然兴起的一类产品，国内已有陶瓷生产公司在研究、开发、销售这类产品过程中走在了同行业的前列，对这一产业政府也给予了高度重视，2006年北京市科技型中小企业技术创新基金无偿资助项目中就有彩色氧化锆结构陶瓷的研制，市面上有近300多种新的陶瓷佩饰产品，既包括各种新型的款式也包括各种色泽明快的颜色，而且该类产品在欧、美、日和中国香港等地区均有很好的市场，特别受到欧洲市场的青睐。（3）兼有应用功能的佩饰品，典型的产品是陶瓷手表表壳、表圈、表带等产品，国际知名品牌Chanel/香奈尔、RADO/雷达等手表均有全陶瓷款式，而且价格不菲。 5.氧化锆其它应用 与氧化锆形成复相材料 与其它材料复合形成的复相材料，比如氧化锆与氧化铝、莫来石等材料形成的复相材料，得到了比单相材料具有更优异性能的新材料。 普通陶瓷添加剂 陶瓷色釉料方面的应用：氧化锆为黄绿色颜料良好的助色剂，若想获得性能较好的钒锆黄颜料，必须选用质纯的氧化锆，另外在釉料制造方面，纯的氧化锆可以提高釉的高温粘度和扩大高温粘度变化的温度范围，有较好的热稳定性，其含量为2%~3%时，能提高釉料的抗龟裂性能，还因氧化锆的化学惰性大，能提高釉料的化学稳定性和抗酸碱侵蚀的能力，有时也被用来制作乳浊釉。 制备铬酸盐原料 制备锆酸盐的原料，由二氧化锆和一些金属氧化物或金属碳酸盐反应生成，它们都是大分子结构，具有各种电性能，为高温、电子元器件等领域所应用。 四、氧化锆的发展前景 高性能结构陶瓷的开发研究已引起世界工业先进国家的高度重视，并成为研究、投资、生产十分活跃的领域，尤其是日本、美国等国家都投入可观的经费。我国历来对发展新型陶瓷材料高度重视，并取得了许多重大成果。近几年有一些公司已经能够生产高质量氧化锆超细粉体，且大部分产品出口。但应该看到的是我国在原料粉体的生产方面整体还处于较落后的水平。今后的发展应朝着超细、高纯方向发展，产品制造方面应朝着新功能、新应用领域方向发展，不断扩大氧化锆应用领域。

氧化锆热导率(1000℃，2．09W／(m•K))

再详细一点

氧化锆熔点2700℃，莫氏硬度7，

有两种变体，1000℃以下为单斜晶系(密度5．68g／cm3)，1000℃时生成四方晶系(密度6．10g／cm3)，此晶型转变为可逆转变，冷却过程中晶型转化时伴有7％的体积膨胀，可导致制品开裂。加入稳定剂与Zr02生成立方晶系固溶体，可消除由上述晶型转化带来的体积膨胀。

氧化锆热导率(1000℃，2．09W／(m•K))，

线膨胀系数(25～1500℃ 9．4×10-6／℃)，

高温结构强度高，1000℃时耐压强度可达1200～1400MPa。

导电性好，具有负的电阻温度系数，电阻率1000℃时104Ω•cm，1700℃时6～7Ω•cm。

化学稳定性好，2000℃以下对多种熔融金属、硅酸盐、玻璃等不起作用。苛性碱、碳酸盐和各种酸(浓硫酸和氢氟酸除外)的溶液与氧化锆不起作用。

明睿氧化锆陶瓷厂：孔隙性试验，即吸红试验，它主要是考核瓷质结构是否致密。使用的氧化锆陶瓷出现吸红反应的话，应该是烧结不均匀导致的陶瓷内部结构出现问题，孔隙较多。一般大公司采购陶瓷结构件都会进行吸红测试，比如三星S7里面的陶瓷散热铜管（陶瓷中心棒），都会有吸红测试这项，采用等静压成型的结构件一般很少会出现致密不均匀的结果。

一、轴承类型如何划分

无论对于铝挤散热器还是热管散热器来说，风扇就是散热的灵魂。而提到风扇，相信大家很快就会与静音、风量以及使用寿命等特性联系在一起。而能够决定风扇是否静音、风量大小以及使用寿命长短的正是轴承类型，因此不要轻视风扇轴承。因为这里面大有学问，要想挑选到一款贴合自己需求的散热风扇，了解一下轴承的特性必不可少。

因为不同轴承拥有不同的表现效果，不能一概而论，更不能道听途说。潜心学习一番之后，没准你还会对风扇轴承产生更加浓厚的兴趣，从而成为这方面的专家也不一定。为了方便大家学习和了解各类型风扇轴承的特性，笔者特收集并网罗了众多轴承资料（文中轴承解释语摘自百度搜索），和各位网友作一下分享。如有不妥之处还请大家能够斧正，或者有更好资料来源的玩家欢迎在评论当中回复支持。

轴承类型是指风冷散热器风扇所使用的轴承类形。在机械工程上，轴承的类形非常多，但在散热器产品上使用的也就那么几种：使用滑动摩擦的含油轴承(套筒轴承)和使用滚动摩擦的滚珠轴承以及两种轴承形式混合这三种。

近些年来各大散热器厂商在轴承方面推出的新技术，诸如纳米陶瓷轴承、来福轴承等也都是对上面这几种基本形式轴承加以改进而成，运作原理还是没有变化。普通风冷散热器上主要使用含油轴承和滚珠轴承。

含油轴承是使用滑动摩擦的套筒轴承，使用润滑油作为润滑剂和减阻剂。虽然噪音低，制造成本也低，但磨损严重，寿命较滚珠轴承有很大差距。而且使用时间一长，由于油封的原因，润滑油会逐渐挥发，而且灰尘也会进入轴承，从而引起风扇转速变慢，噪音增大等问题。要持续加油或换新。

滚珠轴承改变了轴承的摩擦方式，采用滚动摩擦，这一方式更为有效的降低了轴承面之间的摩擦现象，有效提升了风扇轴承的使用寿命，也因此将散热器的使用寿命延长。所带来的缺点就是工艺更为复杂，导致成本提升，同时也带来更高的工作噪音。

当前磁悬浮轴承(Magnetic Bearing)开始流行，事实上其还不能算做是一种单独的轴承方式。因为其具体应用还得配合其它的轴承形式，例如磁悬浮+滚珠轴承、磁悬浮+含油轴承、磁悬浮+汽化轴承等等。磁悬浮轴承是利用磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触。与传统的滚珠轴承、含油轴承相比，磁轴承不存在机械接触，转子可以运行到很高的转速，具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别适用于高速、真空、超净等特殊环境中。

二、轴承类型详细说明

近些年来各大散热器厂商在轴承方面推出的新技术，诸如磁浮轴承、流体保护系统轴承、液压轴承、来福轴承、纳米陶瓷轴承等也都是对上面这些基本的轴承形式加以改进而成，基本工作原理还是没有变化。

● 含油轴承

普通含油轴承填充较多油料

传统含油轴承油料容易挥发和沾染灰尘

含油轴承(Sleeve Bearing) 是使用滑动摩擦的套筒轴承，使用润滑油作为润滑剂和减阻剂，初期使用时运行噪音低，制造成本也低，但是这种轴承磨损严重，寿命较滚珠轴承有很大差距。而且这种轴承使用时间一长，由于油封的原因(电脑散热器产品都不可能使用高档油封，一般也就是普通的纸油封)，润滑油会逐渐挥发，而且灰尘也会进入轴承，从而引起风扇转速变慢，噪音增大等问题，严重的还会因为轴承磨损造成风扇偏心引发剧烈震动。出现这些现象，要么打开油封加油，要么就只有淘汰另购新风扇。

含油轴承示例

以金属粉末为主要原料，用粉末冶金法制作的烧结体，其本来就是多孔质的，而且具有在制造过程中可较自由调节孔隙的数量、大小、形状及分布等技术上的优点。 利用烧结体的多孔性，使之含浸10%-40%(体积分数)润滑油，于自行供油状态下使用。运转时，轴承温度升高，由于油的膨胀系数比金属大，因而自动进入滑动表面以润滑轴承，停止工作时油又随温度下降被吸回孔隙。

含油轴承具有成本低、能吸振、噪声小、在较长工作时间内不用加润滑油等特点，特别适用于不易润滑或不允许油脏污的工作环境。孔隙度是含油轴承的一个重要参数。在高速、轻载下工作的含油轴承要求含油量多，孔隙度宜高。在低速、载荷较大下工作的含油轴承要求强度高，孔隙度宜低。这种轴承发明于20世纪初，因其制造成本低、使用方便，得到了广泛应用，现在已成为汽车、家电、音响设备、办公设备、农业机械、精密机械等各种工业制品发展不可或缺的一类基础零件。

含油轴承分为铜基、铁基、铜铁基等。

● 单滚珠轴承

单滚珠轴承原理示例

单滚珠轴承(1 Ball+1 Sleeve Bearing) 是对传统含油轴承的改进，采用滑动摩擦和滚动摩擦混合的形式，其实就是用一个滚珠轴承搭配一个含油轴承的方式来降低双滚珠轴承的成本，它的转子与定子之间用滚珠进行润滑，并配以润滑油。它克服了含油轴承寿命短，运行不稳定的毛病，而成本上升极为有限。单滚珠轴承吸收了含油轴承和双滚珠轴承的优点，将轴承的使用寿命提升到了40000小时，缺点是在加入滚珠之后，运行噪声有所增大，但仍小于双滚珠轴承。

噪音低、寿命长是单滚珠轴承的特点，克服了双滚珠的高噪音，高成本，高难度的缺点。继承了双滚珠较长寿命的优点，吸收了油封轴承噪音低的优点，可以说是低价位里首选的轴承。与其媲美的有液压轴承，寿命在4~5万小时，优点在于长期使用噪音不会增加，无需添加润滑剂。单滚珠轴承在长期使用后噪音略微增加，可以添加润滑脂来解决问题。但是液压轴承不用，因此液压轴承难度高，价格高。

● 双滚珠轴承

双滚珠轴承原理示例

全封闭滚珠轴承

双滚珠轴承(2 Ball Bearing) 属于比较高档的轴承，采用滚动摩擦的形式，采用了两个滚珠轴承，轴承中有数颗微小钢珠围绕轴心，当扇页或轴心转动时，钢珠即跟着转动。因为都是球体，所以摩擦力较小，且不存在漏油的问题。双滚珠轴承的优点是寿命超长，大约在50000-100000小时。抗老化性能好，适合转速较高的风扇。

双滚珠轴承的缺点是制造成本高，并且在同样的转速水平下噪音最大。双滚珠轴承和液压轴承的封闭性较好，尤其是双滚珠轴承。双滚珠轴承被整个嵌在风扇中，转动部分没有与外界直接接触。在密封的环境中，轴承的工作环境比较稳定。因此5000转级别的大口径风扇几乎都使用双滚珠轴承。不过液压轴承由于具备独特的还回式油路，所以润滑油泄露的可能性较小，根本不用过多担心。

三、含油轴承家族

★ 液压轴承

液压轴承代表AVC风扇

液压轴承(Hydraulic Bearing) 是由AVC首创的技术，是在含油轴承的基础上改进而来的。液压轴承拥有比含油轴承更大的储油空间，并有独特的环回式供油回路。液压轴承风扇的工作噪音有明显的降低，使用寿命也非常长，可达到40000小时。液压轴承实质上仍然是一种含油轴承。但这种经过了改进，寿命比普通油封轴承大大延长了，并且继承了含油轴承的优点——运行噪音小。目前液压轴承已经在AVC散热器中得到了应用，但并非所有的AVC散热器都采用液压轴承风扇。

★ 来福轴承

酷冷至尊散热器使用来福轴承

左为含油轴承，右为来福轴承

来福轴承(Rifle Bearing) 技术的代表厂商是CoolerMaster，目前CoolerMaster已经将旗下的大部分传统含油轴承风扇升级到来福轴承。作为传统含油轴承的改进，来福轴承采用耐磨材料制成高含油中空轴承，减小了轴承与轴芯之间摩擦力，来福轴承还带有反向螺旋槽及挡油槽的轴芯，在风扇运转时含油将形成反向回游，从而避免含油流失，因此提升了轴承寿命。来福轴承风扇通过采用以上结构及零件，使得含油及保油能力大幅提升，并降低了噪音。

★ 流体动态轴承

大镰刀风扇偏爱使用流体动态轴承

流体动态轴承

流体动态轴承示例

流体动态轴承(Hypro Bearing) 其名称来源于HY(Hydrodynamic wave，流体力学波)PRO(Oil protection system，油护系统)，系知名散热器及风扇设计制造厂家ADDA的专利产品，也是在传统含油轴承基础之上进行多项改进而成。流体动态轴承与液压轴承可谓殊途同归，两种设计各自采用了一些独到的改进措施，但精髓同为循环油路系统，各方面的表现也基本相当。通常产品寿命可达50000小时以上。

★ 纳米陶瓷轴承

富士康散热器率先引入纳米陶瓷轴承

纳米陶瓷轴承外观

纳米陶瓷轴承(NANO Ceramic Bearing，NCB) 在本质上仍然是一种含油轴承，是由富士康在其产品中首先引入的。传统含油轴承风扇在使用过程中磨损比较严重，长时间使用时的可靠性较低。纳米轴承有效的克服了这个问题，陶瓷轴承技术采用了特殊的高分子材料与特殊添加剂充分融合。

纳米陶瓷轴承示例

纳米氧化锆在显微镜下的颗粒

轴承核心全面采用特殊的二氧化皓材料，使用冲模及烧结工艺制成，晶体颗粒由过去的60um下降到了0.3um，具有坚固、光滑、耐磨等特性。纳米陶瓷轴承具有很强的耐高温能力，不易挥发，这大大延长了风扇的使用寿命，纳米轴承的性质与陶瓷类似，越磨越光滑。据测试，采用纳米陶瓷轴承的风扇平均使用寿命都在15万小时以上。这项技术其实并非真正的纳米技术，所使用的材料也并非真正的纳米级材料，只不过是采用了纳米这样的字眼来吸引眼球罢了。

纳米级氧化锆物理特性

纳米级氧化锆粉具有大幅降低烧结温度、高硬度、高强度的特点。在热膨胀系数、摩擦系数、密度、硬度等方面的参数要远远高于油封轴承及滚珠轴承所使用的青铜以及轴承钢，甚至于有些参数已达到可与钻石系数相媲美的程度。利用这些特点使纳米陶瓷轴承本身可以将密度做到很小，使耐高温程度得以扩大，并且具有了极强的绝缘性及抗压、耐氧化、耐腐蚀的特性，大幅领先传统工艺风扇生产。

传统油封轴承风扇在使用过程中磨耗严重，使用寿命非常短，而且很容易随着温度的升高使内部受热膨胀而卡住轴心，出现风扇转速降低甚至停止转动的情况，对各种设备的芯片而言这是极其危险的。而采用纳米陶瓷轴承的风扇则具有非常强的耐高温能力，而且纳米级的粒子润滑剂同时又具有不易挥发的特点，使采用纳米陶瓷轴承的风扇寿命成倍延长。

与滚珠轴承风扇相比，纳米陶瓷轴承风扇的噪声也得到了很好的控制，所产生的噪声比双滚珠轴承低2—3dB。纳米陶瓷轴承风扇在组装过程中，也比滚珠轴承风扇的工序简单很多，从而在无形中使品质得到了提高，成本得以降低。由于纳米陶瓷轴承体积较小，所以在风扇的设计中便可加长电机的绕线，从而增大功率提高转速。相对于滚珠轴承风扇，其中心面积更小，有效增加了叶片空间面积，增大了空气流通量。

四、超静音——磁悬浮轴承

磁悬浮轴承

安耐美风扇采用磁浮轴承

磁悬浮轴承构造

磁悬浮轴承(Magnetic Bearing) 是利用磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触。其原理是磁感应线与磁浮线成垂直，轴芯与磁浮线是平行的，所以转子的重量就固定在运转的轨道上，利用几乎是无负载的轴芯往反磁浮线方向顶撑，形成整个转子悬空，在固定运转轨道上。与传统的滚珠轴承、含油轴承相比，磁轴承不存在机械接触，转子可以运行到很高的转速，具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别适用于高速、真空、超净等特殊环境中。磁悬浮事实上只是一种辅助功能，并非是独立的轴承形式，具体应用还得配合其它的轴承形式，例如磁悬浮+滚珠轴承、磁悬浮+含油轴承、磁悬浮+汽化轴承等等。这项技术并没有得到欧美国家的认可。

磁悬浮轴承工作原理

主动式磁悬浮轴承原理

拿一个简单的磁悬浮系统举例，它是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成，其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。假设在参考位置上，转子受到一个向下的扰动，就会偏离其参考位置，这时传感器检测出转子偏离参考点的位移，作为控制器的微处理器将检测的位移变换成控制信号，然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流，控制电流在执行磁铁中产生磁力，从而驱动转子返回到原来平衡位置。因此，不论转子受到向下或向上的扰动，转子始终能处于稳定的平衡状态。

磁悬浮轴承(Magnetic Bearing) 的马达采用磁悬浮(Magnetic System，MS)设计，其磁感应线与磁浮线成垂直，故轴芯与磁浮线是平行的，所以转子的重量就固定在运转的轨道上，利用几乎是无负载的轴芯往反磁浮线方向顶撑，形成整个转子悬空，在固定运转轨道上。因此，磁悬浮事实上只是一种辅助功能，并非是独立的轴承形式，具体应用还得配合其它的轴承形式，例如磁悬浮+滚珠轴承、磁悬浮+含油轴承、磁悬浮+汽化轴承等等。这项技术并没有得到欧美国家的认可。

★ 汽化轴承

华硕狮子王散热器采用vapo汽化轴承

汽化轴承(VAPO Bearing) 是由Sunon将磁悬浮技术改进而来的，就是把含油轴承的轴套硬度加强，并且采用特殊的材料，其内层表面也是经过特殊加工的，这样就克服了含油轴承不耐高温的缺点，再和磁悬浮技术配合，就大大延长了使用寿命。

随着控制理论的发展以及对磁悬浮轴承系统性能要求的不断提高，磁悬浮系统控制器需要实现的控制算法的复杂程度日渐加大。传统的模拟控制器虽然具有成本低、速度快、性能稳定、对PID控制算法适应良好等优点，但却难以满足用户日益增高的需求。于是数字控制成为磁轴系统控制的主流趋势, 台湾SUNON主要出品SUNON磁浮VAPO轴承风扇。

★ 特殊个体——外磁式轴承

外磁式风扇外观

外磁式风扇内部构造

外磁式（T.M.D）风扇的特点是将电机移到边框周围，中心只以很小的轴承支撑。带来的好处是显而易见的：增大了过风面积和极大地缩小了盲区。据称这种设计可增加30%的风量和静压，并且由于T.M.D技术还将专利扇叶和导流外环结合为一体，能够使气流更集中且减少湍流的产生，从而提高了散热效率并降低5%的噪音。一般而言配备滚珠会更合适一些，摩擦力小，使用寿命也更长。用液压轴承没什么不可以，只是轴承老化可能导致启动速度减慢，而且使用寿命也不及滚珠轴承。

五、轴承类型对比

对比数据

通过对比不难看出，伴随不断改进和完善，庞大的含油轴承家族已经能够胜任主流应用需求。当前应用最为广泛的液压风扇，寿命基本上在3万-5万小时之间，完全能够胜任普通应用需求。而静音效果也明显要好过滚珠风扇，因此玩家在选购风扇时无需盲目追求滚珠风扇。况且滚珠风扇的工艺难度相对较高，价格也更贵。不过对于追求寿命的玩家来说，倒不妨选购双滚珠风扇，还有纳米陶瓷轴承。而对于追求超静音的玩家来说，选购磁悬浮风扇则会更好一些，不过弊端就是工艺难度高，价格比较昂贵一些。

总结：

通过以上介绍不难发现，小小散热风扇挑选起来还是有很多门道可循。而且有时寿命与静音、静音与成本、寿命与成本之间是不成正比的，因此在挑选时一定要多加注意和区分。千万不要顾此失彼，当然也不要错过自己最需要的功能，建议结合消费能力、应用环境及风量大小等特点来进行挑选。