陶瓷轴承

全陶瓷轴承好，全陶瓷轴承的疲劳寿命可比全钢轴承长10到50倍，混合陶瓷轴承，寿命会比全钢轴承的寿命高3到5倍左右。使用寿命上，陶瓷轴承远远高于金属轴承。半陶瓷的硬度不是很高,承受压力的能力也不是很强,所以不要将其作为地砖来铺设,经常踩踏的话会破碎。

更早一些时候的陶瓷轴承使用的是复合氧化铝陶瓷，这种陶瓷的优点就是硬度很高，非常坚硬。另外，还有采用复合氧化硅的，但是使用这种材料的陶瓷轴承的硬度就稍微比氧化铝低一点，这些材料共同的特点就是脆性比较大。现在主要的陶瓷轴承材料使用的是不完全再结晶氧化锆，硬度非常坚硬，虽然这种材料比氧化铝的硬度稍微低一点，但是它的冲击强度是非常非常高的。

目前来说，现在普遍的陶瓷轴承的抗冲击已经不是问题了，普遍的陶瓷轴承都能达到这个标准，现在的主要问题还是没有合适的材料来做保持器。普遍情况是陶瓷轴承报废的情况一般都是保持器的损坏。现在的保持器的材料也是多种多样的，有高密度尼龙的材料，也有金属材料的。但是不论现在是哪种材料，都磨不过陶瓷材料的。

首先是粉体压制，分冷等静压和热等静压

之后就是毛坯的烧结

剩余工序就是磨平面、磨内孔、磨沟道、倒角，最后是合套，进入成品仓库待售出货。

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若是综合使用环境来说，陶瓷轴承有以下几点明显优势：

1、全陶瓷轴承的疲劳寿命可比全钢轴承长10到50倍，混合陶瓷轴承，寿命会比全钢轴承的寿命高3到5倍左右。使用寿命上，陶瓷轴承远远高于金属轴承。

2、陶瓷轴承的摩擦系数低，所以油润滑的陶瓷轴承，在润滑油变稀或缺少的情况下，其润滑能力仍不低于钢轴承常用的传统润滑剂。

3、陶瓷轴承钢性比金属轴承大，陶瓷材料的弹性模量高，其刚性比普通钢轴承大15-20％。

4、相比金属轴承，陶瓷轴承更加耐腐磨。因为自身本身材料的不一样，所以直接导致陶瓷轴承的耐腐蚀和耐磨性比金属轴承更加优异。

5、全陶瓷轴承拥有高精密的公差、设计独特的内部几何结构、高品质的轴承专用材料。RANUR系列陶瓷轴承具有：耐高温、耐寒、耐磨、耐腐蚀、抗磁电绝缘、无油自润滑、高转速等特性。可用于极度恶劣的环境及特殊工况。

(1)、高速轴承：

陶瓷轴承具有耐寒性、受力弹性小、抗压力大、导热性能差、自重轻、摩擦系数小等优点，可应用在12000转/分-75000转/分的高速主轴及其它高精度设备中；

（2）、耐高温轴承：材料本身具有耐高温度1200℃，且自润滑好，使用温度在100℃-800℃间不产生因温差造成的膨胀。可应用在炉窑，制塑、制钢等高温设备中；

（3）、耐腐蚀轴承：材料本身具有耐腐蚀的特性，可应用在强酸、强碱、无机、有机盐、海水等领域，如：电镀设备，电子设备，化工机械、船舶制造、医疗器械等。

（4）、防磁轴承：因无磁不吸粉尘，可减少轴承提前剥落、噪声大等。可用在退磁设备。精密仪器等领域。

（5）、电绝缘轴承：因电阻力高，可免电弧损伤轴承，可用在各种要求绝缘的电力设备中。

（6）、真空轴承：因陶瓷材料独具的无油自润滑特性，在超高真空环境中，可克服普通轴承无法实现润滑之难题。 注：以上五种类别轴承，同一套轴承可应用到高温、高速、酸碱、磁场、非绝缘中，但因材料性能有所不同（请参阅稀土陶瓷材料性能表）故请客户选择产品时，根据自己所应用的场合，来挑选材料最适合的陶瓷轴承。

2、按材料分：氧化锆全陶瓷轴承

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。套圈及滚动体采用氧化锆（ZrO2）陶瓷材料，保持器使用聚四氟乙烯（PTFE）作为标准配置，一般也可使用玻璃纤维增强的尼龙66（RPA66-25），特种工程塑料（PEEK，PI），不锈钢（AISISUS316），黄铜（Cu）等。

氮化硅全陶瓷轴承

氮化硅全陶瓷轴承套圈及滚动体采用氮化硅（Si3N4）陶瓷材料，保持器使用聚四氟乙烯（PTFE）作为标准配置，一般也可使用RPA66-25，PEEK，PI，以及酚醛夹布胶木管等。SiN4制全陶瓷轴承相比较ZrO2材料可适用于更高转速及负荷能力，以及适用于更高的环境温度。同时可提供用于高速高精度高刚性主轴的精密陶瓷轴承，最高制造精度达P4至UP级。

满装球全陶瓷轴承

满装球型全陶瓷轴承一面带添球缺口，因采用无保持架结构设计，可以比标准结构的轴承装入多的陶瓷球，从而提高其负荷能力，另外还可避免因保持架材料的限制，可达到陶瓷保持架型全陶瓷轴承耐腐蚀及耐温效果。该系列轴承不适宜较高转速，安装时应注意将缺口面装于不承受轴向负荷的一端。

陶瓷保持架全陶瓷轴承

陶瓷制保持架具有耐磨损,高强度,耐腐蚀及自润滑的优点,采用陶瓷保持架制造的全陶瓷轴承可使用于极强腐蚀,超高低温及高真空等苛刻环境.常用陶瓷材料为ZrO2,Si3N4或SiC。

混合陶瓷球轴承

陶瓷球特别是氮化硅球具有低密度、高硬度、低摩擦系数，耐磨、自润滑及刚性好等特点，特别适合做高速、高精度及长寿命混合陶瓷球轴承的滚动体（内外圈为金属）。一般内外圈采用轴承钢（GCr15）或不锈钢（AISI440C），陶瓷球可选用ZrO2，Si3N4，或SiC材料。

3、按技术等级分：

（1）、深沟球轴 陶瓷轴承

陶瓷轴承图册

承（技术等级为：P4、P5、P6、P0） 深沟球轴承，最具代表性的滚动轴承，用途广泛，可承受径向负荷与双向轴向负荷。适用于高速旋转及要求低噪声、低振动的场合或钢质轴承所不能应用的高温、高寒、腐蚀、磁场、非绝缘等领域。

（2）、调心球轴承 调心球轴承的外圈滚道呈球面，自动调心，可补充不同心度和轴挠度造成的误差。用于产生轴与外壳的不同心或轴挠曲部位及高温、低寒、腐蚀、磁场非绝缘等要求的调心部位。注：倾斜度不能超过3度。

（3）、单列角接触球轴承（技术等级为：P4、P5、P6、P0） 角接触轴承适用于高速及高精度旋转，在高温、磁场、水中等不影响其精度，并可承受合成负荷。标准的接触角为15°、30°和40°，接触角越大轴向负荷能力越大，接触角越小轴承可承受径向负荷与单向轴向负荷。一般采取成对安装。请在选购时加以注意。

（4）、单向推力球轴承 单向推力球轴承，是由带有球滚动滚道的垫圈形套圈和组装着球的保持架组成。可以承受轴向负荷，但不能承受径向负荷。

日本有许多世界上最古老的公司。这个国家对于修缮有着独特的热爱，因此能将神宫修缮和祭祀仪式维持数千年之久。在这些国家，人们创造的许多文物和建筑，能够保存很久很久。每一件作品都能给我们带来一些启发。

在过去的20年里，我和恒今基金会（Long Now Foundation）合作，同计算机科学家希利斯（Danny Hillis）以及一个工程师团队一起，要建造出一座具有纪念碑意义规模惊人的“万年钟”，以警示人们注重长远考虑。我们的理念是铸造一座规模巨大、时间跨度很长的钟，当面对它时，会激起人们为长远未来考虑的想法。我们可以想象，要是在5年之内解决气候变化这样的问题，是十分困难的，因为时间跨度太小。但如果把时间跨度调整到500年，那么即使是最不可能的事情，也开始变得容易处理。

建造一座寿命能达一万年的机器，要参考过去和现在的经验，充分了解文物是怎么被保存下来的。虽然我们可以减慢时钟的工作速度，把一万年内指针滴答走过的格数控制到人类个体生命的长度。但是，万年钟要用什么材料打造，又该放到哪里呢？在过去的20年里，我一直在研究其他幸存建筑物的结构，探究它们耐久的秘诀。也尽我所能亲自去查看其中的一部分。一些遗址因被人遗忘或被掩埋等原因得到了保存；一些因纯粹的质量过硬，在人们的视野中得以保留下来；而另一些遗址则是应用了许多机巧的策略。

很少有人造物品和组织能维系几个世纪的，更不要说数千年了。能保留这么长时间的，只有故事、神话、宗教，还有少数的组织。建筑物以及文物留存下来也并不是有意为之，而是历史的偶然。人们现在建立了核废料场、基因族谱和种子储存库等，有意将时间跨度设置成千年之久。从历史和当下的经验中，我们学到了很多。如材料科学、工程学，乃至是思想意识方面的东西。在说到这些东西给我们建造万年钟的启发时，我会提到其中的几点。

历史上一些最独特、最有意义的文物，之所以能够保存下来，并不是人们刻意为之。相反地，人们曾经将其遗失了，在偶然的机缘之下又找了回来。比如：死海古卷（Dead Sea Scrolls）、罗塞塔石碑（Rosetta Stone）和安提基奇拉机械装置（Antikythera Device）等，如果没有开始的遗失，它是不可能保存到现在的。安提基奇拉机械装置对我有着特别的意义，因为它也是一个行星钟，而且它十分超前，领先那个时代几个世纪。人们在希腊的安提基奇拉附近发现了一艘2000年前的沉船，船上大量已经氧化的传动装置，就是后来的安提基齐拉器械装置。

在当时那个时代还没有发现过类似的装置。安提基齐拉器械装置的工艺、以及齿轮的传动和对天体运动的理解，都是十分了不起的。因为许多观点和机械原理直到1300年后欧洲开始走出中世纪，才得以重见天日。此外，构建这样的设施，是需要多次更新迭代的。因此，人们没有找到其它类似的设备，这也是一个更深层的谜题。我们只能这样解释：现在能看到这个装置，正是因为当时丢失了。当人们用X光射线研究它时，才揭示出真实身份，一种有效的天文模型，在发现其复杂性和用有途之前，安提基齐拉器械装置在储藏中黯淡了数十年。

此外，我们还有一个启发，那就是机械装置比电子设备更适合未来考古学家的自我记录。不难想象，2000年后若在地中海海底发现我们现在的电子设备，人们很难通过硅电路的意图推测出这个设备的用途。我们之所以要建造机械钟，很大程度上也是出于这个原因。假设整座钟只有若干配件能够存留一万年，后世也能通过其机械结构推测出这个设备的用途，如有需要，还能够将其修复。

城市是流动的。一座城市能够繁荣一千余年。然而，每过10年，城市的内涵就会改变。千年之前城市中铸造的文物，幸存的每一件，背后都有无数未能幸存的，因战争、变革、以及意外而毁掉的。相比之下，偏远地区更加利于这些制品的保存。像佩特拉和马丘比丘这些壮观的遗址，能够得以保存，就是因为它们远离了现代的都市。

偏远的另一个好处，是能够增加神秘感。几年前，我去了位于斯瓦尔巴特群岛（Svalbard）的全球种子库，它位于北纬78度，是有人类定居的最北端。这里有着世界农作物种子的后备存储，在设计时，人们希望种子库可以使用一千年。建造过程中，设计师并未意识到，种子库会引起世界人们的好奇心。全球种子库的设计并不是为了接待访问，政要们从各地飞来，却只能够参观其外部。而我把时间定在每年两次的种子存放时间，这时候，种子库的大门才会打开。登记访客记录上，我看到之前的访问团名单，其中包括美国前总统卡特（Jimmy Carter）、前任联合国秘书长潘基文等人的名字。地理位置偏远，让它成为令外界更加好奇的存在。

偏远地区并非自驾游景点。要前往这些地方，需要很强的目的性，也要花上很长时间。前往这些地方，无论来回，都需要一定的旅途时间。我们将万年钟的选址定在了西德克萨斯，离机场有数小时的车程，徒步则需要花上一天的时间。万年钟计划的目的，是要改变人们对时间的思考方式。偏远的选址既给了人们一个预期，也提供了一定的思考时间。如此距离上的隔离，让万年钟既能够保存良好，又能颇具神秘感。

很多保存完好的文物，大多数时间都是在地下度过的。地下环境能保护文物免受阳光照射，并且通常有着很稳定的温度。温度忽高忽低会加速文物氧化和老化的过程。实际上，工匠们在进行快速老化测试时，主要就是靠反复升降温度来完成的（其中也涉及化学反应，下文中会做讨论）。

埃及卢克索的华丽墓葬，法国西南部多尔多涅省莱塞济山谷的拉斯考克斯（Lascaux）洞穴壁画，以及死海古卷等精美艺术品，都曾在地下保存了数千年。难怪如今的全球种子库、核废料处置库以及各种档案馆等都建立在地表之下。

但是，要将保护工作搬到地下，存在一个很严重的问题——水。我曾参观过美国和欧洲的核废料处置库，也拜访过世界种子库、摩门教的家谱档案馆等，每个地方都饱受地下渗水的困扰。水是防不住的，千百年来一贯如此。如何成功调和与水的冲突？答案是：堵不如疏。几千年来，古老的亚洲稻农精心引水，稻田就是他们治水成功的有效证明。

地下的万年钟不仅要保存到位，而且对计时也要求精准。金属会因温度变化膨胀收缩，因此我们需要一套巧妙的设计，让钟摆等配件的长度保持一致，以保证万年钟走时的精准。万年钟周围的温度变化越小，计时便会越精确。然而，在我参观过的几乎每个地下储存场所都存在防水的问题。因此，必需好好考虑如何解决这一问题。我们的地下基地建在山顶，是为了尽量避开地下排水区域，即使如此，我们认为水还是会渗进来。为了避免这种可能性，我们将以时钟为中心,让地表向四周倾斜，水可以从地基的底部流过,而不会堵在任何地方。我们无法阻止水流，但是我们能选择把它引向哪里。

我曾咨询过不少材料科学家，什么材质能打造维持数千年的物件。其中一位提出了一个令我十分信服的观点，他说：“万物都在以不同的速度燃烧。”我们眼中的老化，其实就是科学界所说的氧化。就像生锈一样。一提起某种材料能维持几千年，人们大多数想到的是石头和黄金等贵金属，这类东西不易氧化。但是，如果储存时的化学环境得当，即使是尸体也能保持上千年不腐。埃及的木乃伊就是一个例子。不久前，亚美尼亚发现了一双保存完好的皮鞋，距今已有5500多年。因此，一种材料的寿命往往不完全在于它本身，它所处的环境更加重要。就皮鞋而言，被发现时它埋在一个洞穴里，上面包裹着羊粪，这提供了一个完美的无氧环境，也保证了温度的稳定。

而我们要建造的万年钟，是要与人交互数千年的。如此一来，环境是不太好控制的。人类呼吸需要的氧气会降解材料，人们的衣物上必然携带尘土，皮肤上会覆盖油脂。因此，建造这座人人都可参观的万年钟，其材料本身必须足够耐久。

钟表的轴承可能是最好的例子。时钟的所有旋转部件都需要某种轴承表面，以便以最小的摩擦平稳地滚动。但是，传统的轴承存在几个问题。传统轴承一般是由一排硬钢球和两根制成特殊形状的轨道（滚道）组成的。时间一长，钢甚至是不锈钢制的轴承会简单地粘接在一起。如果两轴承的电势不同，那么还会出现金属的电偶腐蚀。如果你曾见过硬币放在金属表面的腐蚀方式，这就是电偶腐蚀。除了这些问题，普通轴承还需要润滑，润滑就意味着要定期维护，并能让轴承沾染尘土和沙砾。

20多年前，项目成立，我也开始寻找合适的轴承。我们那时找到了完美的解决方案：用于卫星和航天器的全陶瓷轴承。这种轴承的材料是工业陶瓷，硬度接近钻石，可以在太空的真空环境中实现永久无润滑的工作。当时，这种轴承的问题只有一个：刚知道有这种东西时，他们的价格高达数万美元，而且只用于航空航天。然而，随着万年钟项目的推进，全陶瓷轴承也越来越普遍。现在也应用于旱冰鞋和指尖陀螺，每个成本仅为10美元。

要延长使用寿命，还有一种策略，就是牺牲物体本身的某些属性。我们在大自然中也看过这样的例子：受到攻击的蜥蜴会断尾逃脱。

有的遗址也有类似的情况。比如埃及帝王谷（Egyptian Valley of Kings）的墓葬中，保存最为完好的雕刻和色彩画仿佛昨天才完成。盗墓者往往把时间花费在将金器运出墓葬上，并感觉已经将财物搜刮殆尽，把有价值的都挖出来了。然而，墓穴里的墙面艺术仍然完好无损。这与其它遗址相比是罕见的。

泰姬陵的墙壁上镶嵌了许多宝石，这也保护了建筑本身。抢劫者取出宝石后，会认为已经将这里的财富窃取完。这给万年钟的选址带来了一个有趣的问题。我们是否也应该弄一个相对容易拿走的“价值层”，万一被盗，也可以保护万年钟不受破坏？

建造万古长存的东西，最大的威胁是人类自己。近年来，仅是因为价值观或意识形态的冲突，就有人摧毁了世界上最古老的遗迹。其中最让人心碎的是塔利班摧毁阿富汗的巴米扬大佛（Buddhas of Bamiyan）。再也没有比佛像更加无害的宗教象征了，但它却成了塔利班的威胁，让他们不惜花费数周将悬崖边令人惊叹的文物炸毁。

那么，如何保护这些价值连城、颇具文化意义的东西，使之不被人所盗、不为人所毁呢？万年钟一类事物的建造，最为核心的问题其实正是这个。材料、运作之类的工程问题并不难解决，人类文明才是真正的难题。我们希望的文明，是能够着眼现在、关心未来的文明。我们希望万年钟的建造能打破技术上的壁垒，也能够提升人们的道德观。愿它能让我们挑战自己，成为子孙后代更为优秀的祖先。