在這篇關(guān)于表殼材料的文章中，我們決定寫一篇關(guān)于陶瓷的文章。陶瓷可能是手表使用的材料中了解最少的。如今，許多制表師都在他們的表殼中使用陶瓷——這在瑞士雷達(dá)表 (Rado) 中廣受歡迎。現(xiàn)在 Chanel、Hublot、Omega、IWC 和許多其他公司都生產(chǎn)全部或部分陶瓷表殼的手表。

材料通常分為金屬、聚合物、陶瓷和復(fù)合材料。有時(shí)會(huì)添加泡沫等，但這四類是普遍接受的。所以陶瓷是三大類之一，復(fù)合材料是這三類的混合物。

陶瓷本質(zhì)上是無(wú)機(jī)固體（有機(jī)的是聚合物），也不是金屬。所以除了通常被認(rèn)為是“陶瓷”的東西外，玻璃、金剛石和石墨也被歸類為陶瓷。用作表鏡的藍(lán)寶石也是一種陶瓷。在工程方面，陶瓷分為四個(gè)部分。在這些“工程陶瓷”中，就是我們今天要介紹的內(nèi)容。剩下的三個(gè)部分就是我們?nèi)粘Ｉ钪兴熘奶沾桑床途摺⒋u、瓦等。工程陶瓷本身就有很多類，我們不可能在一篇文章中一一介紹。因此，我們將討論它們的一般特性和優(yōu)勢(shì)。與陶器（比較脆）不同，工程陶瓷是由非常純凈的材料制成的。這些純凈的成分確保可以始終如一地生產(chǎn)所需的特性。通常的成分是氧化物、碳化物、氮化物等，其中大部分是金屬與氧、氮、碳等的化合物。例如，Rado 表示他們的一些手表使用氧化鋯或碳化鈦。兩者都是極好的陶瓷。廣告留言廣告信息結(jié)束

工程陶瓷非常堅(jiān)硬。它們是已知材料中最硬的一類。因此，刮擦陶瓷表并不是什么大問(wèn)題。它們的硬度通常是不銹鋼的三到四倍以上。手表上的高科技涂層本質(zhì)上是陶瓷。實(shí)際上，陶瓷制成的工具正用于在磨床或車床上切割金屬。如果使用得當(dāng)，它們的使用壽命比傳統(tǒng)工具長(zhǎng)得多。與它們的硬度相關(guān)，它們?cè)谀湍バ苑矫嬉埠芎茫湍バ允侵覆牧显陂L(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)接觸時(shí)的損耗。這就是為什么紅寶石被用作手表機(jī)芯的軸承（21 顆珠寶？）。它們長(zhǎng)時(shí)間保持光滑的表面和低摩擦。因此，得益于陶瓷，機(jī)械表可以運(yùn)行多年。它們?cè)诒須ど系氖褂么_保我們心愛(ài)的鐘表上的劃痕大大減少。Hublot 最近開(kāi)發(fā)了一種陶瓷/黃金復(fù)合材料，有望使黃金變得更加堅(jiān)硬。

陶瓷也相當(dāng)輕，通常在 2 到 6 g/cc 之間，其中許多在 3 g/cc 左右。它們比不銹鋼 (8 g/cc) 和鈦 (4.5g/cc) 輕得多。它們的密度與鋁 (2.7 g/cc) 大致相同。這種低密度和高硬度使它們非常適合許多航空航天和軍事應(yīng)用，例如可以分解來(lái)襲射彈的輕質(zhì)裝甲層，或者它們本身被設(shè)計(jì)用來(lái)分解以分散高速?zèng)_擊的能量。因此，陶瓷手表非常輕，而且還有些防彈！

陶瓷也有很高的強(qiáng)度，但有一個(gè)很大的缺陷。這種力量只會(huì)受到壓力。在壓縮下，它們可以承受非常高的載荷，強(qiáng)度在 1000 到 4000 MPa 之間。鈦，我們認(rèn)為是非常堅(jiān)固的材料，只有 1000 MPa。4000 MPa 在任何金屬中都是聞所未聞的。然而，這只是壓縮。在張力下（想想柔韌性），陶瓷的強(qiáng)度下降了 15 倍，這使得它們?cè)谠S多應(yīng)用中變得無(wú)用。另一方面，金屬的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度差異很小。這種陶瓷的“阿喀琉斯之踵”，主要是因?yàn)樘沾傻难诱剐院晚g性不高。當(dāng)您用力擊打它們時(shí)，它們就會(huì)破裂。如果它們更堅(jiān)韌一些，它們本可以成為世界上適用于幾乎所有應(yīng)用的最佳材料。這種低韌性意味著您應(yīng)該保護(hù)您的陶瓷手表免受沖擊，否則它會(huì)碎裂。這就是為什么舊的石頭結(jié)構(gòu)有許多拱門，拱門確保荷載在自然界中是壓縮的。

低韌性正是由于賦予它們高強(qiáng)度的原因——原子鍵。實(shí)際上，原子鍵幾乎決定了所有材料的所有特性。金屬具有“金屬鍵”。它們強(qiáng)度低，但沒(méi)有方向性。因此，金屬原子可以以任何角度與其他原子鍵合。這使它們具有韌性和韌性。陶瓷具有“共價(jià)”鍵和“離子”鍵。它們非常強(qiáng)大，但具有方向性。（其實(shí)比這個(gè)復(fù)雜多了，不過(guò)我們?cè)诤?jiǎn)化）。定向意味著很難將一個(gè)原子移動(dòng)到另一個(gè)原子周圍，因此陶瓷沒(méi)有延展性。Composites 主要是解決這個(gè)問(wèn)題的一種方法，將在另一篇文章中介紹。

工程師和科學(xué)家多年來(lái)一直致力于使陶瓷更堅(jiān)韌。一種有趣的解決方案是“氧化鋯增韌氧化鋁”和“氧化釔穩(wěn)定氧化鋯”。它是一類特殊的陶瓷。當(dāng)陶瓷在壓力下破裂時(shí)，它會(huì)在裂縫處顯微膨脹并阻止裂縫擴(kuò)大。從而提高韌性。盡管如此，它們的韌性相對(duì)于金屬還是很低的。如果你有一塊用這種陶瓷制成的手表，它們會(huì)比普通的陶瓷手表更耐沖擊。

它們的剛度從高到非常高，正如我們?cè)阝佄恼轮兴觯@與表殼無(wú)關(guān)，但對(duì)于機(jī)芯部件可能很重要。由于結(jié)合了良好的性能，最近在歐米茄機(jī)芯中使用了硅部件。而且，對(duì)于非常小和精密的零件，先進(jìn)的硅生產(chǎn)方法已經(jīng)存在。

陶瓷的一個(gè)無(wú)關(guān)特性是它們出色的耐高溫性。在金屬無(wú)法發(fā)揮作用的地方，陶瓷保留了大部分強(qiáng)度，因此它們被用于噴氣渦輪機(jī)、制動(dòng)盤、切削工具等。這與手表完全無(wú)關(guān)，但它是如此重要的特性，我不得不說(shuō)出來(lái).

陶瓷的生產(chǎn)方法主要基于粉末燒結(jié)。你可以把它想象成把雪壓成一個(gè)雪球，然后用手的熱量和壓力最終結(jié)冰。當(dāng)對(duì)陶瓷粉末使用類似的技術(shù)時(shí)，可以獲得具有所需形狀和特性的部件。需要非常高的溫度才能將粉末固結(jié)到接近全密度狀態(tài)。這種方法也適用于金屬。然而，我不知道有任何制表師將這種工藝用于金屬。對(duì)于大多數(shù)陶瓷來(lái)說(shuō)，機(jī)加工通常非常困難。然而，有一些特殊的陶瓷很容易加工。玻璃也被認(rèn)為是陶瓷，有先制成玻璃，再結(jié)晶成陶瓷的“玻璃陶瓷”。

這種燒結(jié)方法首先將陶瓷粉末成型為表殼（或其他形狀），施加大量壓力并加熱到非常高的溫度，這會(huì)熔化大多數(shù)金屬。因此，由于材料的純度和燒結(jié)難度，陶瓷外殼相當(dāng)昂貴。陶瓷表殼比鋼甚至鈦表殼貴是完全正常的。然而，它不太可能超過(guò)黃金或鉑金表殼的成本，因?yàn)樗貌牧喜⒉荒敲凑滟F。制造陶瓷零件的原材料很便宜，但制造它們的過(guò)程卻很昂貴。金屬通常是相反的，貴金屬材料價(jià)格昂貴，但用于加工它們的工藝成本較低。

與鈦一樣，陶瓷非常惰性，不會(huì)腐蝕或引起過(guò)敏反應(yīng)。實(shí)際上，使鈦如此惰性的是其表面的氧化層，它本質(zhì)上是一種陶瓷。如果刮擦它，下面的金屬會(huì)立即氧化并形成陶瓷層。不銹鋼也是如此。所以，你可以猜到陶瓷本身的惰性。因此，您可以期望陶瓷手表永遠(yuǎn)不會(huì)生銹或腐蝕。實(shí)際上，只要您保護(hù)它免受沖擊，它幾乎是堅(jiān)不可摧的。只要您能保護(hù)它免受撞擊，陶瓷手表是非常理想的。也許帶有陶瓷表圈的金屬手表更好。您可以獲得邊框的耐刮擦性和金屬的韌性。