陶瓷轴承在新能源车上的应用

一、电动车工作原理简介

燃料车的可动部件数量非常多，齿轮、活塞、阀门、曲轴很多。一般来说，可动部件越多，磨损导致车辆故障的部件越多。

电动汽车的动力传动有好几个可动部件，其中最重要的是电机轴上使用的轴承球。大部分的轴承球和轧钢元素都是由钢制成的，但是有些尖端材料专家相信有更好的选择。陶瓷，特别是氮化硅（Si3N4）可能最适合电动汽车。

二、在电动车上的陶瓷轴承

关于轴承，越轻越好。氮化硅比钢轻。陶瓷轴承球是钢的一半以下的重量。电动汽车工程师喜欢尽可能轻量化，但这并不是优点。陶瓷轴承球由于轴承组件产生的摩擦较少，所需的润滑剂、磨损、滑道压力和工作温度都会降低。

电动汽车相关的应用程序是一种可以承受非常高速的拖拉机移动轴承。高速的话，根据惯性，质量轻的优点会变大。陶瓷球不仅比钢轻，而且强度高，陶瓷轴承的硬度是钢的2倍，硬度高出钢的60%以上，不易变形。

这对于研究轴承寿命和轴承效率非常有用。金属制的薄片环在其制造工序上有固有的表面缺陷，球的表面非常硬，非常光滑。这些缺陷随着时间的流逝而消失。

三、电动车上陶瓷轴承优点

1、耐高温

陶瓷的另一个优点是耐高温。陶瓷轴承球可以在1000°C的高温下运行，远远超过汽车的运行要求。

2、电阻和寿命

电动汽车的话，陶瓷轴承球最大的优点之一是耐电。轴承不想流通电流，所以轴承的故障会加速。

氮化硅有电阻，这通常对所有轴承应用都有好处。汽车的高压牵引马达由于电流泄漏，轴承内部的电点腐蚀容易引起电点腐蚀，最终可能导致早期故障。使用钢轴承时，唯一的选择是用绝缘材料涂覆钢。这样一来，制造过程会变得复杂，品质可能会受到污染。

陶瓷轴承的使用年限比钢长，磨损后更换轴承非常麻烦，一套混合陶瓷可以使整个车辆的生命周期达到50万公里。

3、更多的球和圆柱系列

为了制作陶瓷球，配合了未经处理的氮化硅粉末，仔细控制了粒度、密度、对称性、含水率等特性。

在加入一些化学粘合剂后，粉末会在粉碎、跌倒和持续研磨之前形成空白。球在被称为热间静水压力压床的过程中，可以得到适当的微观结构的发展。这样可以提高硬度和韧性，减轻滚动接触疲劳。

事实上，大部分陶瓷轴承都可以看作是混合轴承，而陶瓷球和钢丝两用。纯陶瓷轴承也可以。陶瓷非常光滑，系统没有足够的摩擦。混合轴承如果不控制的话，陶瓷的平滑度也会有问题，如果球太滑的话，可能会无润滑。

陶瓷轴承球不是新点子。2001年，由航天飞机重新设计的氢涡轮泵使用了氮化硅球。自1970年代初以来，陶瓷的性能上的优点广为人知。钢铁轴承的使用非常普遍，理由很简单。成本，陶瓷轴承比钢铁贵，但价格下跌。历史上，故障总是成本的，但是由于电动汽车市场的成长，这个故障开始减少。电动汽车行业还在摇篮期，肯定会找到革新和改进电池、充电器、马达等主要技术的方法。但是，正如之前所看到的那样，硬而小的球体也有可能是电动汽车革命的一部分，陶瓷滚珠轴承也有可能是重要的。

四、新材料的读取器-陶瓷轴承

作为新素材轴承，陶瓷轴承发挥了金属轴承所没有的优秀性能。耐热性和超强度在新材料的世界里是最高的。滚动轴承由环、移动体、保持器、润滑脂、密封组成。如果移动体是陶瓷材料制成的，则该滚动轴承被定义为陶瓷滚珠轴承。

在高速精密轴承中，混合陶瓷球轴承被广泛使用。也就是说，压延元件使用热压的Si3N4陶瓷球，轴承环保持钢环。这种轴承具有高度的标准化，机床结构的细微变化，易于维护，特别适合高速行驶的机会。组装的高速电动主轴具有高速、高刚性、高输出、长寿的优点。

作为新的轴承材料，在温度变化的工作环境下，轴承为了维持正确的尺寸和正确的适合度，需要在各种温度下的尺寸稳定性。另外，特殊环境下的腐蚀和分解也需要有耐性能力。

最重要的要点：绝热材料。陶瓷球轴承可以将轴承的内圈和外圈绝缘。因为陶瓷球是绝缘体，所以在轴承的内环和外轮之间使用陶瓷球可以获得绝缘效果。这样，轴承可以在导电环境中使用。

陶瓷轴承在各个领域和产业中都被广泛使用。航空宇宙、航海、石油、化学工业、原子能产业、纤维工业、机械、冶金、电力、地铁、高速机床等，甚至还应用于国防和军事技术。请在高温、高温、低温、可燃性、易爆性、强腐蚀、真空、非磁性、干式摩擦等各种特殊且要求严格的条件下工作。