耐磨陶瓷材料廣泛應(yīng)用于研磨拋光材料、耐磨涂層,、管道或設(shè)備內(nèi)襯,、結(jié)構(gòu)件等領(lǐng)域,，其耐磨性能直接決定機(jī)械設(shè)備和零件的安全使用壽命,。 常見(jiàn)的耐磨陶瓷材料有氧化鋯,、氧化鋁,、立方氮化硼,、氮化硅,、碳化硼、碳化硅等,。

        為了獲得耐磨性能更好的耐磨陶瓷材料,，許多學(xué)者對(duì)陶瓷材料的磨損機(jī)理及影響陶瓷耐磨性能的因素進(jìn)行了研究。 一般來(lái)說(shuō),，陶瓷的耐磨性受兩個(gè)因素影響,，一是材料本身的結(jié)構(gòu)，二是載荷,、溫度,、氣氛等外界因素。
 

        在早期對(duì)陶瓷材料耐磨性能的研究中,，認(rèn)為陶瓷材料的硬度與耐磨性能密切相關(guān)。 后來(lái)發(fā)現(xiàn),，陶瓷的硬度和磨損之間的關(guān)系并不是那么明顯,。 例如，氧化鋁陶瓷的硬度高于TZP氧化鋯陶瓷,，但耐磨性不一定高于TZP陶瓷,。

        雖然硬度在一定程度上可以反映晶界的結(jié)合強(qiáng)度，但磨損最終是由于材料脫離磨損面而形成的,，因此陶瓷材料的硬度不再作為衡量磨損的預(yù)測(cè)指標(biāo),。 有研究表明，隨著材料斷裂韌性和硬度的提高,，陶瓷的磨損率逐漸降低,，耐磨性更好。

 

        一般來(lái)說(shuō),，材料的微觀結(jié)構(gòu)往往對(duì)材料的宏觀性能有很大的影響。 陶瓷材料是由晶粒和晶間組成的燒結(jié)體,，其微觀結(jié)構(gòu)往往決定其宏觀性能,。 許多研究表明，陶瓷材料的耐磨性與晶粒尺寸,、晶界相組成,、晶界應(yīng)力分布、氣孔等微觀結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。
 

 

        在工業(yè)上,，金屬材料可以通過(guò)細(xì)化晶粒來(lái)提高其力學(xué)性能，稱為細(xì)晶強(qiáng)化,。 主要原理是晶粒尺寸越小,，晶界面積越大，晶界分布越呈鋸齒狀,，可有效增加裂紋擴(kuò)展路徑,，有利于分散材料中的應(yīng)力集中。 發(fā)現(xiàn)晶粒細(xì)化對(duì)陶瓷材料的耐磨性有一定的影響,。

 

        氣孔率對(duì)陶瓷的性能有非常重要的影響。 氣孔相當(dāng)于缺陷的存在,，會(huì)引起應(yīng)力集中,，加速裂紋擴(kuò)展，降低晶粒間的結(jié)合強(qiáng)度,，從而嚴(yán)重影響陶瓷的力學(xué)性能,。 在摩擦作用下，孔隙可能相互連接形成裂紋源,，加速材料磨損,。
 

 

        陶瓷由晶粒,、晶界相和氣孔組成,。 在燒結(jié)過(guò)程中，一些添加到陶瓷中的添加劑和雜質(zhì)主要以“第二相”或“玻璃相”的形式存在于晶界,，它們的存在會(huì)影響晶粒間的結(jié)合強(qiáng)度,。 在陶瓷摩擦磨損過(guò)程中，晶界處極易產(chǎn)生裂紋,。 晶界結(jié)合強(qiáng)度低,，在磨損過(guò)程中會(huì)造成沿晶粒的斷裂，導(dǎo)致整個(gè)晶粒被拉出,，造成嚴(yán)重的磨損,。

        多晶陶瓷的添加劑通常以玻璃相的形式存在于晶界上。 在摩擦過(guò)程中,，產(chǎn)生的高溫降低了玻璃的粘度,，導(dǎo)致塑性變形。 如果相鄰晶界的應(yīng)力不合適,，就會(huì)在晶界處產(chǎn)生裂紋，造成嚴(yán)重的磨損。

        如果適量的添加劑能在晶界形成第二相,，通常有利于材料的耐磨性,。 例如，在氧化鋁中加入氧化鋯制成氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷,，又稱ZTA陶瓷,。 由于T-ZrO2應(yīng)力誘發(fā)臨界應(yīng)力的增加有利于陶瓷材料斷裂韌性和強(qiáng)度的提高，氧化鋯和氧化鋁可以抑制晶粒長(zhǎng)大,，在微觀結(jié)構(gòu)上達(dá)到微晶化的效果,，從而進(jìn)一步 提高耐磨性。