氮化硅陶瓷軸承球的原材料主要為氮化硅陶瓷。總體上看,我氮化硅陶瓷材料的供應比較短缺。
氮化硅陶瓷是種燒結時不收縮的無機材料。它是用硅粉作原料,先用通常成型的方法做成所需的形狀,在氮氣中及1200℃的高溫下進行初步氮化,使其中部分硅粉與氮反應生成氮化硅,這時整個坯體已經具有定的強度。然后在1350℃-1450℃的高溫爐中進行二次氮化,反應成氮化硅。用熱壓燒結法可制得達到理論密度99的氮化硅。
氮化硅(Si3N4)陶瓷因其熔點高,對于金屬及氧化物熔體具有相當的高溫穩定性,越來越多被應用于熱工各個域,如陶瓷燒成用棚板、輥棒,以及高溫軸承、渦輪葉片等。目前氮化硅陶瓷主要是作為高溫結構及工程材料被研究、開發、應用,在機械、化工、冶金、航空、能源、建材、半導體等域已經形成比較成熟的產品。內氮化硅年需求量在27萬噸以上,但內的生產量僅10萬噸左右,內市場存在較大的供應缺口。
際上研發的氮化硅粉末制備方法很多,有代表性的是SiO2的碳熱還原氮化法和際上普遍采用的硅粉直接氮化法。兩種工藝都需要很長的氮化時間,般為每周期72小時。所制備的氮化硅粉末價格也較高。美報導的硅粉氮化法制取氮化硅的價格為35美元/公斤。而際市場的氮化硅粉體的實際平均價格為45美元/公斤。但由于粉體性能原因,際市場普遍接受的粉末仍是日本Ube公司的產品(工藝上采用氨解法,產品價格是120美元/公斤)。近年來,內許多單位開發的制備納米氮化硅粉末的等離子體法由于產品價格和產量規模的原因,尚不具備形成較大產業的可能性。