制作陶瓷球的常用材料为氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)和氧化锆(ZrO2)。在这4种陶瓷材料轴承球中，氮化硅的综合性能最好。

氮化硅具备耐高温、耐腐蚀、电绝缘、无磁性、高强度、密度小等性能。氮化硅陶瓷球是在非氧化气氛中高温烧结的精密陶瓷，具有高强度，高耐磨性，耐高温，耐腐蚀，耐酸、碱、可在海水中长期使用，并具有绝电绝磁的良好性能。在800。C时，强度、硬度几乎不变，旋转时离心力小，可以实现高速运转。还具有自润滑性，它可以使用到无润滑介质高污染的环境中，是陶瓷轴承、混合陶瓷球轴承的首选球珠。


Si3N。是以共价键为主的化合物，键强大，键的方向性强，结构中缺陷的形成和迁移需要的能量大，具有稳定的晶格结构，断键非常困难，位错的滑移也很困难，因此具备较高的硬度。


氮化硅球与轴承钢球的比较同体积状态下，氮化硅球重量比钢球轻59％，大大减少高速和加速运转时对旋转轨道的离心力、碾压及磨损，利于实现高速性能并可以提高旋压环的使用寿命；弹性模量比钢大44％，硬度是轴承钢的2倍多，意味着受力时变形量相比钢球大为减少，有利于提高铜管表面平整度。

应用范围：
一、在冶金工业中的应用


1、烧结氮化硅，其线膨胀系数低，因此它具有良好的抗热震性能，仅次于石英和微晶玻璃；


2、氮化硅的摩擦系数小并且具有自润滑性，它具有优良的耐磨性，是出色的耐磨材料；


3、氮化硅具有较高的机械强度，它的高温蠕变性小；


4、具有优良的电绝缘性；


5、具有优良的化学性能，能耐除氢氟酸以外的所有无机酸和某些碱的腐蚀。






二、在化工工业中的应用


1、在炼铝、铜、锌等行业中的应用


在铸铝连轧生产线和炼铝、熔铝作业中，氮化硅陶瓷可作为测温热电偶套管，还可以作炼铝熔炼炉炉衬、盛铝液的“包子”内衬、坩埚等，甚至输送铝液的泵、管道、阀门、铸铝的模具，全都可用氮化硅做成。


2、在炼钢及轧钢行业的应用


氮化硅作为耐火材料在炼钢行业中最重要的作用是作为水平连铸的分离环。在水平连铸中，分离环把钢液流分成熔融钢液区和钢液开始凝固区，起着分离钢的液固界面的作用，对保持稳定的钢液凝固起点和铸坯质量起着极大的作用。


3、在炼铁行业中的应用


近年来，高炉用氮化硅及塞隆结合碳化硅制品有很快的发展。国内已有约61%的高炉采用它，特别是炉缸直径为12-15m的大型高炉。实验表明，氮化硅抗渣蚀性和抗氧化性良好。


4、在金属热处理行业的应用


用氮化硅陶瓷做成心轴套住要处理的齿轮，在感应炉内于45s从室温加热至900℃，然后带齿轮清油淬火，周而复始，每周操作5000次，连续使用一年多，到哪华贵陶瓷心轴仅有轻微的磨损。氮化硅陶瓷在真空热处理中作为工件的夹具和发热体的钩等都是很合适的，因为它具有耐高温和高温下尺寸稳定的特点。


5、用于多孔陶瓷的制备


多孔氮化硅陶瓷兼具氮化硅陶瓷与多孔材料的性质，既具有氮化硅陶瓷的强度高、韧性好、抗蠕变性好、结构稳定性好、抗雨蚀、抗热冲击性能优良的特点，也具有多孔材料密度小，介电常数和介电损耗小的特性。因此，多孔氮化硅可以应用于航空、航天领域，作为在恶劣环境下使用的天线罩材料。用氮化硅陶瓷制造的雷达天线罩可以在6-7Ma的高速飞行器使用，其强度高、抗热震性和抗雨蚀性好。






三、在机械领域中的应用


1、用于汽车发动机节能减排


汽车的陶瓷材料是采用高纯超细的氧化物、氮化物、硼化物等原料，经过预处理、破碎、磨粉、混合、成形、干燥、烧结等特殊工艺而得到的结构精细的无机非金属材料。它具有高强度、高耐热性、抗蚀性、高硬度、高耐磨性、密度小、变形小，抗热冲击等一系列优点，特别是抗拉强度和弯曲强度可与金属相比。用氮化硅陶瓷材料制造发动机，由于温度提高，可使燃料充分燃烧，排出的废气中污染成分大幅度的降低，不仅降低能耗，并且减少了环境污染。






四、在航天航空领域中的应用


专家指出，航空发动机平均使用时间超过上千个小时后，存在发动机抗高温的问题，必须由隔热陶瓷解决。同时，要减少油耗，就必须减轻飞机重量，陶瓷发动机有助于实现这个目标。






五、在医学领域中的应用


在医学工程上可以制成人工关节。