制作陶瓷球的常用材料為氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)、氧化鋁(Al2O3)和氧化鋯(ZrO2)。在這4種陶瓷材料軸承球中，氮化硅的綜合性能最好。
氮化硅具備耐高溫、耐腐蝕、電絕緣、無(wú)磁性、高強(qiáng)度、密度小等性能。氮化硅陶瓷球是在非氧化氣氛中高溫?zé)Y(jié)的精密陶瓷，具有高強(qiáng)度，高耐磨性，耐高溫，耐腐蝕，耐酸、堿、可在海水中長(zhǎng)期使用，并具有絕電絕磁的良好性能。在800。C時(shí)，強(qiáng)度、硬度幾乎不變，旋轉(zhuǎn)時(shí)離心力小，可以實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn)。還具有自潤(rùn)滑性，它可以使用到無(wú)潤(rùn)滑介質(zhì)高污染的環(huán)境中，是陶瓷軸承、混合陶瓷球軸承的首選球珠。
Si3N。是以共價(jià)鍵為主的化合物，鍵強(qiáng)大，鍵的方向性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)中缺陷的形成和遷移需要的能量大，具有穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu)，斷鍵非常困難，位錯(cuò)的滑移也很困難，因此具備較高的硬度。
氮化硅球與軸承鋼球的比較同體積狀態(tài)下，氮化硅球重量比鋼球輕59％，大大減少高速和加速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)旋轉(zhuǎn)軌道的離心力、碾壓及磨損，利于實(shí)現(xiàn)高速性能并可以提高旋壓環(huán)的使用壽命；彈性模量比鋼大44％，硬度是軸承鋼的2倍多，意味著受力時(shí)變形量相比鋼球大為減少，有利于提高銅管表面平整度。
應(yīng)用范圍：
一、在冶金工業(yè)中的應(yīng)用
1、燒結(jié)氮化硅，其線膨脹系數(shù)低，因此它具有良好的抗熱震性能，僅次于石英和微晶玻璃；
2、氮化硅的摩擦系數(shù)小并且具有自潤(rùn)滑性，它具有優(yōu)良的耐磨性，是出色的耐磨材料；
3、氮化硅具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，它的高溫蠕變性�。�
4、具有優(yōu)良的電絕緣性；
5、具有優(yōu)良的化學(xué)性能，能耐除氫氟酸以外的所有無(wú)機(jī)酸和某些堿的腐蝕。
二、在化工工業(yè)中的應(yīng)用
1、在煉鋁、銅、鋅等行業(yè)中的應(yīng)用
在鑄鋁連軋生產(chǎn)線和煉鋁、熔鋁作業(yè)中，氮化硅陶瓷可作為測(cè)溫?zé)犭娕继坠�，還可以作煉鋁熔煉爐爐襯、盛鋁液的“包子”內(nèi)襯、坩堝等，甚至輸送鋁液的泵、管道、閥門、鑄鋁的模具，全都可用氮化硅做成。
2、在煉鋼及軋鋼行業(yè)的應(yīng)用
氮化硅作為耐火材料在煉鋼行業(yè)中最重要的作用是作為水平連鑄的分離環(huán)。在水平連鑄中，分離環(huán)把鋼液流分成熔融鋼液區(qū)和鋼液開(kāi)始凝固區(qū)，起著分離鋼的液固界面的作用，對(duì)保持穩(wěn)定的鋼液凝固起點(diǎn)和鑄坯質(zhì)量起著極大的作用。
3、在煉鐵行業(yè)中的應(yīng)用
近年來(lái)，高爐用氮化硅及塞隆結(jié)合碳化硅制品有很快的發(fā)展。國(guó)內(nèi)已有約61%的高爐采用它，特別是爐缸直徑為12-15m的大型高爐。實(shí)驗(yàn)表明，氮化硅抗渣蝕性和抗氧化性良好。
4、在金屬熱處理行業(yè)的應(yīng)用
用氮化硅陶瓷做成心軸套住要處理的齒輪，在感應(yīng)爐內(nèi)于45s從室溫加熱至900℃，然后帶齒輪清油淬火，周而復(fù)始，每周操作5000次，連續(xù)使用一年多，到哪華貴陶瓷心軸僅有輕微的磨損。氮化硅陶瓷在真空熱處理中作為工件的夾具和發(fā)熱體的鉤等都是很合適的，因?yàn)樗哂心透邷睾透邷叵鲁叽绶�(wěn)定的特點(diǎn)。
5、用于多孔陶瓷的制備
多孔氮化硅陶瓷兼具氮化硅陶瓷與多孔材料的性質(zhì)，既具有氮化硅陶瓷的強(qiáng)度高、韌性好、抗蠕變性好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、抗雨蝕、抗熱沖擊性能優(yōu)良的特點(diǎn)，也具有多孔材料密度小，介電常數(shù)和介電損耗小的特性。因此，多孔氮化硅可以應(yīng)用于航空、航天領(lǐng)域，作為在惡劣環(huán)境下使用的天線罩材料。用氮化硅陶瓷制造的雷達(dá)天線罩可以在6-7Ma的高速飛行器使用，其強(qiáng)度高、抗熱震性和抗雨蝕性好。
三、在機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用
1、用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能減排
汽車的陶瓷材料是采用高純超細(xì)的氧化物、氮化物、硼化物等原料，經(jīng)過(guò)預(yù)處理、破碎、磨粉、混合、成形、干燥、燒結(jié)等特殊工藝而得到的結(jié)構(gòu)精細(xì)的無(wú)機(jī)非金屬材料。它具有高強(qiáng)度、高耐熱性、抗蝕性、高硬度、高耐磨性、密度小、變形小，抗熱沖擊等一系列優(yōu)點(diǎn)，特別是抗拉強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度可與金屬相比。用氮化硅陶瓷材料制造發(fā)動(dòng)機(jī)，由于溫度提高，可使燃料充分燃燒，排出的廢氣中污染成分大幅度的降低，不僅降低能耗，并且減少了環(huán)境污染。
四、在航天航空領(lǐng)域中的應(yīng)用
專家指出，航空發(fā)動(dòng)機(jī)平均使用時(shí)間超過(guò)上千個(gè)小時(shí)后，存在發(fā)動(dòng)機(jī)抗高溫的問(wèn)題，必須由隔熱陶瓷解決。同時(shí)，要減少油耗，就必須減輕飛機(jī)重量，陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)有助于實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。
五、在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用
在醫(yī)學(xué)工程上可以制成人工關(guān)節(jié)。
