先进陶瓷的抗弯强度

抗弯强度，也称为弯曲强度或断裂模量，是一项关键的机械性能，它决定了材料在弯曲载荷下断裂前能够承受的应力大小。在先进陶瓷中，抗弯强度在决定其在结构、磨损和热冲击应用中的性能方面起着至关重要的作用。

与会先屈服后断裂的金属不同，陶瓷易碎，且不会发生塑性变形。因此，陶瓷的抗弯强度在设计和工程计算中尤为重要。

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为什么选择陶瓷作为高抗弯强度应用的材料？

先进陶瓷之所以成为高性能部件的首选，原因如下：

Vật liệu gốm sứ	Độ bền uốn (MPa)
Zirconium oxide (ZrO₂)	800–1200
Silicon nitride (Si₃N₄)	700–1200
ZTA (Zirconia-Toughened Alumina)	600–800
Silicon carbide (SiC)	400–600
氧化铝（Al₂O₃，99.7%）	300–500
Nitrua nhôm (AlN)	300–400
碳化硼（B₄C）	200–400
Oxit beo (BeO)	150–250
Glass ceramics that can be processed	100–150

*Dữ liệu chỉ mang tính tham khảo.

下面的柱状图按降序显示了各种工程材料的抗弯强度（MPa），从超硬陶瓷到常见的工业塑料。

Gốm sứ

Kim loại

Nhựa

*Dữ liệu chỉ mang tính tham khảo.

*结论：虽然许多金属都具有韧性和延展性，但只有少数金属（例如钛合金）的抗弯强度接近顶级陶瓷。塑料通常远远落后。

选择合适的高抗弯强度陶瓷材料对于确保长期可靠性和最佳性能至关重要。无论您需要氧化锆、氮化硅还是氧化铝基陶瓷，我们的材料都能提供业界领先的强度、耐用性和精度。

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应用：沉积或蚀刻室中的晶圆支撑板。
原因：这些板材要经受反复的热循环和机械负荷。
优点：陶瓷具有高抗弯强度（~900-1000 MPa）、优异的抗热震性和尺寸稳定性。
优点：防止高温加工过程中的翘曲或开裂，提高器件良率和工艺可靠性，延长恶劣环境下的使用寿命等。

应用：磨蚀性或腐蚀性流体泵中的柱塞组件
原因：柱塞在高压下承受周期性弯曲和压缩力。
优点：SSiC 的抗弯强度约为 800–1000 MPa，且具有出色的耐腐蚀性。
优点：在机械负荷下不会变形或断裂，在腐蚀性化学环境中性能优异，维护成本低，使用寿命长

应用：混合陶瓷球轴承
原因：球在运行过程中会受到径向载荷、离心力和微振动。
材料优势：氮化硅重量轻，具有优异的强度和抗疲劳性。
优点：转速更高，无热变形，与钢轴承相比使用寿命更长，在真空或高温条件下无需润滑即可运行。

应用：大功率 LED 基板和芯片载体
原因：薄陶瓷基板必须抵抗机械弯曲和热应力。
优点：AlN 的抗弯强度约为 300–400 MPa，热导率 >170 W/m·K。
优点：在热循环下保持结构完整性，支持功率器件小型化，实现高效散热，并具有长期可靠性。

应用：变电站的绝缘杆和结构支架
原因：风、电缆和环境压力产生的机械载荷需要高刚度。
优点：氧化铝陶瓷具有可靠的强度（300-450 MPa）和长期的户外耐久性。
优点：可靠的电气元件支撑结构，最大限度地减少户外条件下的老化，具有优异的机械和介电性能

应用：制动系统中的陶瓷摩擦元件
原因：刹车片必须在重复的热循环过程中抵抗剪切力和弯曲力。
优点：ZTA（氧化锆增韧氧化铝）具有增强的韧性和抗弯强度（~600-800 MPa）。
优点：耐磨性提高，与金属系统相比使用寿命更长，在极端制动条件下的安全性增强。

应用：CT、X射线和机器人设备中的结构支撑臂
原因：支撑臂在静态或动态载荷下需要精确的尺寸和刚度。
优点：MGC 的弯曲强度约为 150 MPa，并且可以加工至严格的公差。
优点：尺寸精度高、易于加工、电绝缘且热稳定，非常适合定制小批量生产。