Наиболее широко применяемый тип керамики. Обладает очень высокой устойчивостью к истиранию. Имеет низкий коэффициент теплового расширения (25% величины для стальных шаров) и малый вес (на 60% меньше, чем у стали). Имеет внутреннюю микроструктуру, специально разработанную для применений, где материал подвергается большому давлению. Не требует смазки, устойчив к коррозии, является антимагнитным и электроизолирующим материалом, его можно с успехом применять вплоть до +1400 °C. Сочетает исключительную твёрдость с высокой точностью производства. Шары, изготовленные из Si3N4 широко используются в прецизионных шарикоподшипниках в аэрокосмической промышленности, в механических станках, измерительном оборудовании, центрифугах, радарах и ракетах, насосах и компрессорах.
Данный материал имеет поликристаллическую структуру, обладает отличной устойчивостью к истиранию при высоких температурах. Устойчив к большинству коррозионно-активных веществ. Однако, его не рекомендуется использовать при контакте с соляной и плавиковой кислотами и сильных щелочных растворах. Шары из этого материала применяются в клапанах, насосах и шарикоподшипниках.
Этот материал имеет сравнительно высокую плотность и прочность на изгиб, что делает его особенно надёжным. Он имеет низкий модуль упругости (близкий к значению для стали) и очень низкую теплопроводность.
Этот материал имеет непористую монокристаллическую структуру. Используется в случаях, когда необходима исключительно высокая устойчивость к истиранию, твёрдость, а также малый удельный вес и химическая инертность. Материал состоит из чистого оксида алюминия с небольшой добавкой оксида хрома, что придаёт ему характерный красный цвет, а это — наиболее заметная особенность таких шаров во многих приложениях, таких, как измерительное и контрольное оборудование, клапаны и насосы.
Этот материал имеет монокристаллическую структуру и, в отличие от рубина, прозрачен. Из-за своих оптических свойств и высокого показателя преломления в настоящее время используется в химически инертных линзах.
| ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА | САПФИР, РУБИН | ОКСИД АЛЮМИНИЯ | НИТРИД КРЕМНИЯ | ОКСИД ЦИРКОНИЯ |
| СТРУКТУРА | монокристалл | поликристалл | поликристалл | поликристалл |
| ХИМИЧЕСКАЯ ФОРМУЛА | Аl2О3 | Аl2О3 | Si3N4 | ZrO2 |
| ЧИСТОТА % | 99,99 | 99,8 | 95,00 | 97,00 |
| ПЛОТНОСТЬ г/см 3 | 3,99 | 3,90 | 3,20 | 5,50 |
| ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА | САПФИР, РУБИН | ОКСИД АЛЮМИНИЯ | НИТРИД КРЕМНИЯ | ОКСИД ЦИРКОНИЯ |
| РАБОЧАЯ ТЕМПЕРАТУРА, °C | 1800 | 1100 | 1000 | |
| ТЕМЕРАТУРА ПЛАВЛЕНИЯ | 2050 °C | 2050 °C | 1900 °С | |
| ТЕМПЕРАТУРА РАЗМЯГЧЕНИЯ | 1800 °C | 1725 °С | 1400 °С | |
| УДЕЛЬНАЯ ТЕМЛОЁМКОСТЬ ПРИ 25 °C (кал/г/°C) ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ |
0,18 36 W/m°k |
0,25 29 W/m°k |
0,17 29 W/m°k |
9 W/m°k |
| МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА | САПФИР, РУБИН | ОКСИД АЛЮМИНИЯ | НИТРИД КРЕМНИЯ | ОКСИД ЦИРКОНИЯ |
| ТВЁРДОСТЬ ПО ВИККЕРСУ HV10 (Н/мм2) | 17000 | 16500 | 24000 | 20000 |
| МОДУЛЬ УПРУГОСТИ (Н/мм2) | 4,3х105 | 3,5х105 | 3,1х105 | 2х105 |
| ПОРОГ РАЗРУШЕНИЯ ПРИ 25 °C (Н/мм2) | 392 | 470 | 700 | 600 |
| ПРОЧНОСТЬ НА СЖАТИЕ ПРИ 25 °C (Н/мм2) | 2060 | 2354 | 2500 | 2100 |
| ХИМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ |
| САПФИР/РУБИН: устойчив к большинству кислот при больших температурах. |
| ОКСИД АЛЮМИНИЯ: устойчив к большинству кислот, однако, не рекомендуется применять в средах с присутствием соляной, плавиковой кислот или сильных щелочных растворов. |
| НИТРИД КРЕМНИЯ: устойчив к большинству кислот. |
| ОКСИД ЦИРКОНИЯ: устойчив к кислотам, за исключением фтористоводородной и концентрированной серной. |