先进陶瓷的硬度简述
先进陶瓷以其卓越的机械性能而闻名，硬度是其最显著和最有价值的特性之一。在航空航天、电子、医疗和工业领域的高性能应用中，硬度对耐磨性、表面耐久性和尺寸稳定性至关重要。本文探讨了陶瓷硬度的概念，将其与金属和塑料进行了比较，并提供了主要陶瓷材料的详细硬度数据。
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什么是硬度？
硬度是指材料抵抗局部塑性变形（例如压痕、刮擦或磨损）的能力。对于陶瓷，通常使用维氏硬度 (HV) 测试。在该测试中，将一个金刚石金字塔形压头在标准载荷下压入材料表面。压痕越小，材料越硬。由于其强大的离子/共价键和紧密堆积的晶体结构，先进陶瓷的硬度远超大多数金属和聚合物。
小贴士：硬度高不代表韧性高，比如碳化硅、氧化铝虽然很硬，但比金属脆，容易碎裂。
为什么硬度在先进陶瓷应用中如此重要
主要先进陶瓷的硬度数据
| Ceramic materials | 维氏硬度（HV） | 莫氏硬度 | 笔记 |
|---|---|---|---|
| Silicon Carbide (SiC) | 2,500 – 3,100 | 9.5 | 优异的耐磨性 |
| Aluminum oxide (Al₂O₃) | 1,800 – 2,200 | 9 | 价格实惠且高度耐用 |
| Silicon Nitride (Si₃N₄) | 1,400 – 1,800 | 8.5 – 9 | 坚韧且热稳定 |
| ZTA陶瓷 | 1,500 – 1,800 | – 9 | 兼具硬度和韧性 |
| Zirconium oxide (ZrO₂) | 1,200 – 1,400 | 8 – 8.5 | 高韧性，中等硬度 |
| Beryllium oxide (BeO) | 1,200 – 1,400 | ~9 | 高导热性 |
| Aluminum Nitride (AlN) | 1,100 – 1,300 | ~8.5 | thermal conductivity |
| 可加工玻璃陶瓷 | 450 – 600 | ~6 | easy processing |
| Boron nitride (h-BN) | 25 – 40 | 2 | 非常柔软，润滑性能 |
*Data is for reference only.
硬度对照表：陶瓷、金属和塑料
下面的条形图显示了各种工程材料的维氏硬度 (HV)——从超硬陶瓷到普通工业塑料，按从硬到软的顺序排列。
Ceramic
Metal
Plastic
*Data is for reference only.
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