中国粉体网讯 陶瓷除了能插花、做茶碗，工业用途同样很广泛。但用陶瓷造一台发动机出来，谁都没敢这样想，除了脑洞奇大无比的工程师。
为了提升发动机热效率，工程师为发动机加入一堆技术，才能到目前最高的41%的热效率，马自达的Skyactiv-X准备达到更高的48%。尽管如此，它们在陶瓷发动机面前也还差的很远。
一项技术顶上天
发动机最常用的材料，主要是铁或者铝，在大规模生产当中最为合适。但是，金属制造的发动机缺点也不少，不仅高温时强度不足，而且容易产生金属疲劳，耐磨性、耐腐蚀性都比较一般。因此，尽管现在的材料技术已经可以让这些金属有更强的性能，但总是被瓶颈所限制。
生活中接触到的陶瓷，本身也能看到不少的优势，因此在工业上也很有优势。首先陶瓷特别耐高温，在1000多摄氏度的环境下可变保持不变形，强度能达到1500HV（一般只有400HV左右），还能保持比金属更低的膨胀系数，散热系统也可以更简化。
发动机需要长期面对摩擦及燃烧，燃油中的积碳也会对发动机零部件造成腐蚀，陶瓷材质耐腐蚀、耐磨、抗疲劳等特性，也比一般金属材料要更好，对油品质量的要求更低，更加经久耐用。
不仅如此，陶瓷的密度虽然没有铝材那么低（铝材密度：2.702g/cm3，陶瓷在3-4g/cm3不等），但比钢材要低不少（钢材密度：7.85g/cm3）。密度更低，意味着发动机可以减轻重量，结合散热系统简化所减轻的重量，陶瓷发动机的重量可以做得比金属发动机更轻巧。
陶瓷与热效率有什么关系呢？其实，发动机做功产生的能量，大部分是通过散热、摩擦等方式流失，陶瓷发动机具有更高的温度极限，恰好可以减少散热所造成能量的损失，热效率大幅提升了35%。并且空气与燃料的混合比例可以更稀薄，燃烧更充分，降低污染物排放。
其实，无论海外还是国内，已经有科学家研究这种材料在发动机上的应用。1990 年上海曾经研发出一台无水冷陶瓷发动机，做过400多个小时的台架试验以及上海到北京的实车长距离试验，基本验证了它的可靠性以及实用价值。
一个缺点毁所有
但是，材料性能优秀的陶瓷并非完美无缺。陶瓷自身有很多肉眼看不到的细纹，一旦遇到冲击，很容易让这些细纹蔓延，造就陶瓷质地较脆的材料特性。要解决这种问题，不是没有办法，一个方法就是加入一些纳米复合材料，让陶瓷变得更有韧性。
然而，这种技术并不适合大规模工业化，烧制工艺复杂，技术精度也有很高要求，成本也难以降低，汽车企业花这么大投入去生产，非常不划算。单单这一缺点，注定它在短期内也无法实现量产。
尽管目前无法大量使用陶瓷材料制造发动机，个别零部件还是能够实现大规模生产。比如陶瓷轴承，摩托车发动机缸体陶瓷涂层等等，可以为发动机性能带来更多好处。而航空、航天领域，陶瓷材料也早已应用到发动机上面，这并不是不能实现的技术。
（中国粉体网编辑整理/青禾）
