陶瓷由于自身具備耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、高硬度等一系列優(yōu)點而備受關(guān)注, 并被作為最重要的高溫耐磨抗氧化材料。目前磨損和氧化是仍不可忽視的問題。

一：磨損機理

力學(xué)性能對陶瓷材料的磨損影響很大。對于低韌性陶瓷材料, 其磨損機理主要是微犁耕、輕微刮擦；高韌性陶瓷材料的主要磨損機理是裂紋擴展和剝落。韌性對制品的磨損影響并不顯 著，韌性的提高并不能提高制品的耐磨性,反而會降低制品的耐磨性。大多數(shù)情況下, 材料的硬度越高,耐磨性就越好, 但耐磨性不能僅以硬度、抗彎強度或斷裂韌性等來表征。

至今研究表明,陶瓷材料的力學(xué)性能和耐磨性之間尚未找出完全對應(yīng)的關(guān)系, 力學(xué)性能對陶瓷材料耐磨性的影響有待于進一步研究。另外,陶瓷耐磨性更主要是取決于它的顯微組織與相組成。通過對四方氧化鋯多晶體中晶粒尺寸對滑動摩擦磨損的研究發(fā)現(xiàn)在與普通鋼對磨條件下, 晶粒尺寸由1.5m減小到0.18m，其耐磨性增加8倍。當(dāng)晶粒尺寸小于0.7m時，耐磨性和晶粒尺寸符合這時主要的磨損機理是塑性變形和微裂紋擴展。

觀察干摩擦和水潤滑條件下的磨損情況,發(fā)現(xiàn)在亞表面層處有四方相一單斜相一相變發(fā)生， 但是相變對材料耐磨性的影響仍不十分清楚, 其磨損機理還有待于深人研究。

二：高溫氧化機理

陶瓷材料在高溫下氧化存在2種形式鈍性氧化與活性氧化。前者形成致密氧化層,后者引起材料的損失。系統(tǒng)研究了鈍性氧化和活性氧化過程中的反應(yīng)熱力學(xué)、擴散機制以及兩者的轉(zhuǎn)變區(qū)域, 發(fā)現(xiàn)兩者之間的轉(zhuǎn)變主要受氧分壓和溫度的影響，而鈍性氧化有助于提高材料的高溫抗氧化性和耐磨性。不論哪種氧化形式,材料氧化過程具體可分為3個階段，第1階段是氧與材料表面活性粒子之間的化學(xué)反應(yīng)。從晶體學(xué)角度來說，材料表面本身就是一個缺陷，表面分子活度大在高溫下易于發(fā)生化學(xué)反應(yīng),主要由氧分壓及材料表面分子活度控制，這一階段的氧化腐蝕最嚴(yán)重。第2階段是由化學(xué)反應(yīng)向擴散控制轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變溫度因材料不同有較大變化，這一過程由氧擴散速率控制，通過第一階段生成氧化膜可以阻礙氧的擴散。第3階段則是在高于轉(zhuǎn)變溫度下氧通過邊界氣體層向材料基體內(nèi)部滲透氧化, 這一過程主要由基體與氧化層之間的擴散速率以及擴散通道控制。如何改變氣相擴散通道, 降低氧化速率，還有待于進一步研究和完善。