用于汽车与电动出行的先进陶瓷部件

用于汽车及电动出行系统的零部件必须能够承受频繁的启停、热循环、振动、油液或冷却液的侵蚀、摩擦以及电气负载。随着电驱动系统和功率电子技术的不断发展，绝缘性能、热管理、轻量化以及批次一致性的重要性日益凸显。

汽车用陶瓷部件可用于泵、阀门与流体控制、传感器绝缘、电驱动零部件、轴承与导轨、热管理以及生产工装等领域。根据图纸及工况要求，凌宇可提供由氧化铝、氧化锆、氮化硅、碳化硅、ZTA 及多孔陶瓷制成的结构件。

● 温度与热循环：发动机、电驱动系统、制动器及功率电子器件周围的零部件，必须在工作温度变化时保持规定的性能与尺寸稳定性。

● 磨损与摩擦：泵、阀门、密封件、轴承及导向部件必须能够承受长期的滑动、滚动或往复运动。

● 介质与腐蚀：零部件可能与燃料、润滑油、冷却液、水蒸气、清洗剂或其他工作介质接触。

● 电气绝缘：电驱动装置、传感器及高压系统周围的元器件需具备可靠的电气隔离性能和耐热性。

● 振动与循环载荷：零部件须在振动、冲击以及大量启停循环工况下，保持装配稳定性和功能稳定性。

● 低质量与高速运动：旋转及往复运动部件须在质量、刚度、表面状态和转动惯量等方面实现平衡。

● 一致性与可追溯性：生产方案通常要求在连续批次间保持关键尺寸、外观及检验文件的稳定性。

当某一部件需要同时兼具耐磨性、电绝缘性、耐热性、介质稳定性以及尺寸稳定性时，先进陶瓷可在特定的关键部位替代金属和工程塑料。

先进陶瓷与传统材料相比如何？

比较因素	先进陶瓷	金属或工程塑料的典型性能
磨损与摩擦	高硬度且稳定的表面适用于特定的滑动、滚动和往复运动工况。	金属可能发生磨损或咬合，而工程塑料通常在承载能力和耐温性能方面存在局限。
电气绝缘	大多数结构陶瓷能够在单一部件中同时实现绝缘、支撑和定位功能。	金属能够导电；塑料则具有绝缘性能，但其刚性和长期耐热性可能有限。
热稳定性和尺寸稳定性	在特定工况下，可选用低膨胀、高刚度、耐热震或导热性能优异的陶瓷材料。	金属表现出更为显著的热膨胀效应，而塑料在受热或承受持续载荷时则可能发生软化或蠕变。
介质与表面稳定性	所选陶瓷在油类、冷却液及清洗环境中表现出良好的稳定性。	金属可能发生腐蚀，而涂层和聚合物的介质耐受性则取决于配方及使用条件。

● 关键表面磨损缓慢：适用于泵、阀门、密封件、导向件以及部分高速运动部件。

● 将绝缘与结构支撑相结合：陶瓷元件既能实现电气隔离，又能对邻近结构进行定位或支撑。

● 耐受温度与介质变化：精选陶瓷材料可针对热循环、各类油品、冷却液及腐蚀性环境进行评估。

● 降低运动部件质量：在需要低惯性和高速运行的场合，可采用氮化硅等低密度材料。

● 支持长期的批次一致性：基于图纸的加工与检测有助于确保关键尺寸、基准及表面要求的稳定。

陶瓷材料	相关优势	典型组件或应用
氧化铝	电气绝缘性、耐磨性和耐腐蚀性，以及适用于孔、槽、平面和紧凑精密结构的特性	传感器绝缘子、隔离套管、泵与阀门零部件、基板坯料以及装配支撑件
氧化锆	良好的韧性和耐磨性、可实现的精细表面，以及适用于小型复杂零件	柱塞、阀芯、导向件、定位件及紧凑型易损件
氮化硅	相对较低的密度、良好的强度以及抗热震性能，适用于高速与循环载荷工况	电动驱动装置周围的承载元件、滚子、导轨及耐磨结构
碳化硅	高硬度、耐磨损与耐腐蚀、良好的导热性能以及高温稳定性	密封环、滑动环、热管理支撑件及高温耐磨部件
ZTA陶瓷复合材料	在同时承受冲击与磨损的工况下，相较于氧化铝材料，其韧性和耐磨性均有所提升。	使用衬套、工装定位器、导向块以及泵和阀门结构
多孔陶瓷	孔隙结构与流动特性可针对过滤、扩散或流量分配进行设计。	气液过滤器、流量分配件以及用于汽车铸件生产的过滤器