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鄒小姐：13326633089 -
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軸承是一切旋轉機械的靈魂，被稱為機械工業的“芯片”。如果世界上沒了軸承，基本全部高端裝備及精密儀器都得罷工，如航空發動機、精密機床、高鐵、風力發電、電動汽車等。
氮化硅混合軸承
談到軸承，先進陶瓷行業的人們必然會想到一種與它緊密相連的材料——氮化硅(Si3N4)。因具備密度小、硬度高、耐高溫、耐腐蝕、電絕緣、不導磁、抗壓強度高、自潤滑性能好等諸多優點，氮化硅又被稱為“陶瓷王”。目前，以氮化硅球作為滾動體的軸承已是世界上研究最熱門、性能最優異、應用最廣泛的高端陶瓷軸承。
一、自行車中的氮化硅陶瓷球軸承
上方夸了氮化硅陶瓷球軸承那么多，大家是不是都認為如此高端的材料必須只能用在軍工或者風力發電等民用高端領域？其實也不一定，比如說在自行車中也是可以使用的，以下就是它的一些應用形式，多數出現在公路自行車及山地自行車中。
①陶瓷中軸
中軸，是安裝在自行車五通位置的軸承，是支撐牙盤曲柄組旋轉、降低摩擦系數的重要部件。它是找到陶瓷軸承最常見的地方之一，CeramicSpeed、C-Bear、Wheels Manufacturing和 FSA 等品牌提供了各種陶瓷軸承的中軸標準，或替代鋼軸承的陶瓷軸承套件的升級選項。
陶瓷中軸是一種相當普遍的升級方式
②花鼓陶瓷軸承
花鼓也是在自行車上使用陶瓷軸承最流行的地方之一。花鼓的軸承分為培林和珠擋兩種結構，培林實際上是一種封裝好的滾珠軸承，裝配時直接塞進花鼓即可，而珠擋結構需要一顆顆滾珠進行裝配，培林結構一般用于中高端軸承。
許多品牌提供帶有標準鋼制軸承或陶瓷軸承的花鼓或輪組。就像底架一樣，也有套件可以將現有的鋼制軸承換成陶瓷軸承
③陶瓷軸承后撥導輪
將后變速器上的滑輪（也稱為騎輪）升級為陶瓷軸承可以優化速度后撥鏈器，是減少能損耗的途徑之一，將標準滑輪換成超大的滑輪也是如此。
CeramicSpeed的OSPW超大陶瓷滑輪系統已經成為pro peloton中相當常見的景觀
④陶瓷碗組
碗組是位于前叉立管和車架之間的軸承，也分為培林和珠擋結構。為什么選擇陶瓷碗組軸承？畢竟，在這里節省瓦特并不是一個優先事項。但陶瓷軸承聲稱的無腐蝕性和持久的特性才是重要的，這可能有助于減少碗組維修和最終更換的頻率。
二、氮化硅陶瓷球軸承的優缺點
事實上，要不要在自行車中使用氮化硅軸承一直是個比較有爭議的話題。與鋼球軸承相比，氮化硅陶瓷球軸承的性能必然是能勝過前者的，比如說重量輕、極限轉速高、摩擦力矩小、運轉精度好、使用壽命長等，總結就是能讓自行車運動部件更輕松地轉動起來，而且維護成本更低。
當然，氮化硅陶瓷球軸承還是有“缺點”的，就是貴。有人認為，雖然陶瓷軸承確實減輕了重量（它們可以比鋼軸承輕 50%），但從整輛自行車的角度來看，重量的減輕幾乎完全可以忽略不計，但要擁有它們卻要付出比鋼軸承多十倍的金錢，如CeramicSpeed為螺紋車架五通設計的BSA外置旋入式中軸要價高達298英鎊。
氮化硅陶瓷球不僅是看起來像魚子醬，價格也很像
說了這么久還沒正式介紹一下CeramicSpeed，有些不應該。CeramicSpeed是2007年創立的一家丹麥公司，專注于設計制造自行車上使用的高性能陶瓷軸承，也是多個職業自行車隊選擇的軸承器材供應商。而氮化硅陶瓷球到底為什么這么貴，CeramicSpeed的高級技術和銷售教育專家 Paul Sollenberger其實有在一次訪談中給出過答案——他談到，CeramicSpeed的氮化硅陶瓷球制造過程足足要60-70天，具體內容可看下方（數據僅代表CeramicSpeed本身）：
1、與大多數陶瓷制品一樣，氮化硅球也用粉體制造，然后通過熱等靜壓制成氮化硅毛坯球，該過程約30小時，使材料接近所需的最終尺寸。接著進行同樣時間的冷卻和壓力釋放階段，以阻止軸承破碎或變脆。
（注：氮化硅毛坯球的制造技術對氮化硅陶瓷球的后續加工過程影響很大，毛坯球的尺寸公差及表面質量將決定著陶瓷球最終質量）。
2、軸承球冷卻完畢后將進行磨削加工，CeramicSpeed在該工序需要大約30天，這個過程將消除模具線，并使其更接近所需的最終尺寸。
3、最后階段是拋光，軸承球置于拋光液中以消除任何進一步的凸起部分，最后進行水拋光。Sollenberger稱：“這提供了‘最平滑的表面光潔度和0.001毫米以內的精確球形度’”。
看看CeramicSpeed氮化硅陶瓷軸承的表現
三、氮化硅陶瓷球軸承在自行車市場受歡迎嗎？
按CeramicSpeed官方的說法，對比普通的標配軸承，更換CeramicSpeed的花鼓、中軸和導輪軸承可以給你節省大約9瓦的功率。The Rider Firm的經理 Ollie Gray說：“這聽起來可能不是很多，但如果你問任何職業騎手，他們都會告訴你節省的10瓦可能就會導致不同的結果，尤其是在計時賽或單人突圍賽中。”
因此在最近幾年的大環賽中，在意微弱邊際性能提升的職業自行車手們，已經紛紛用上了各種各樣的陶瓷軸承。而職業車手的器材搭配一直是業余愛好者追隨模仿的對象，自然業余玩家也就越來越傾向于給自己的戰車升級陶瓷軸承。
不過既然有捧場的自然也會有反對的聲音。首先當然是“太貴”的問題，英國零部件制造商Hope的Alan Weatherill認為：“氮化硅陶瓷球軸承的運行摩擦力小，在以20000 rpm運行的工業應用中確實可提供顯著的優勢。但當陶瓷軸承只是以300 rpm的轉速運作時（如自行車花鼓），這種效率的細微提升對功率輸出產生的影響其實是微乎其微的。對比起大幅增加的成本而言，顯然是不值當的。”
Edco輪組的首席執行官，轉子動力學專家Paul Lew也支持Hope的觀點，同時他提到，一輛公路車理應能夠應付各種環境，比如有塵土、甚至雨天，這些都不符合陶瓷軸承球的適用條件。
總之在自行車屆，陶瓷軸承在受到一些人的追捧同時，也有人對它不屑一顧，您又是怎么看呢？
資料來源：
吳承偉,張偉,李東炬. 超精密高性能氮化硅軸承研究現狀與應用[J]. 精密制造與自動化,2020(1):1-3,11.
Are ceramic bearings actually worth it? By Stan Portus
粉體圈 Nana整理
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