[科普中国]-纳米陶瓷轴承

纳米陶瓷轴承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。纳米陶瓷轴承与普通风扇用轴承的最大区别在于采用了由纳米级氧化锆粉作为主材料制造的陶瓷轴承并且搭配了特殊的纳米级粒子润滑剂。

简介陶瓷轴承是近三十年来兴起、发展并逐步走向工程应用的一种高性能产品。现有全陶瓷轴承（套圈、支架、滚动体均为陶瓷）和复合陶瓷轴承（仅滚动体为陶瓷，套图、支架为金属或高分子材料）两种。陶瓷轴承具有高速（dn值达300万）、长寿命（约为钢制轴承的3－5倍）、耐摩擦、高刚度、重量轻（只有钢制轴承的60%）、防磁、绝缘和承受缺油润滑等优点，这是金属轴承所无法比拟的1。

外观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，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。

优点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2。

性能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也得到了提高，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。

在多次对纳米轴承风扇的环境测试中，纳米陶瓷轴承风扇在耐高温、耐寒、湿度和耐冲击等方面都表现出了极佳的性能。80℃及零下30℃的环境温度中，连续工作246h后，风扇无任何异样。而在温度为40℃和90%～95%的湿度环境中所有测试样品都完全通过了480h测试3。

应用在航空航天、核工业、石油工业、化学工业、轻纺工业、食品工业、机械工业等高温、高速、耐腐蚀、真空、电绝缘、无磁、干摩擦的特殊环境下，陶瓷轴承的不可替代作用正在被人们逐渐地认识。随着加工技术的不断进步和生产成本的不断下降，陶瓷轴承已经从过去仅在一些高、精、尖领域的小范围应用，逐步扩大到工业应用2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学