四、陶瓷材料

71.什么是陶瓷材料？

陶瓷材料是用天然或合成化合物經過成形和高溫燒結制成的一類無機非金屬材料。它具有高熔點、高硬度、高耐磨性、耐氧化等優點。可用作結構材料、刀具材料，由于陶瓷還具有某些特殊的性能，又可作為功能材料。

72.什么是新型陶瓷材料？

新型陶瓷材料在性能上有其獨特的優越性。在熱和機械性能方面，有耐高溫、隔熱、高硬度、耐磨耗等；在電性能方面有絕緣性、壓電性、半導體性、磁性等；在化學方面有催化、耐腐蝕、吸附等功能；在生物方面，具有一定生物相容性能，可作為生物結構材料等。但也有它的缺點，如脆性。因此研究開發新型功能陶瓷是材料科學中的一個重要領域。

73.新型陶瓷材料與傳統陶瓷材料的區別是什么？

傳統陶瓷主要采用天然的巖石、礦物、黏土等材料做原料。而新型陶瓷則采用人工合成的高純度無機化合物為原料，在嚴格控制的條件下經成型、燒結和其他處理而制成具有微細結晶組織的無機材料。它具有一系列優越的物理、化學和生物性能，其應用范圍是傳統陶瓷遠遠不能相比的，這類陶瓷又稱為特種陶瓷或精細陶瓷。

74.新型陶瓷材料有哪些？

按照顯微結構和基本性能，新型陶瓷材料分為結構陶瓷、功能陶瓷、智能陶瓷、納米陶瓷和陶瓷基本復合材料。

用于高溫、高壓、抗輻射、抗沖擊、耐磨損、耐腐蝕等環境下的陶瓷材料稱為結構陶瓷，可分為氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷等。

功能陶瓷是具有某種特殊敏感功能的陶瓷制品，可分為電功能陶瓷、磁功能陶瓷、光功能陶瓷、生物功能陶瓷等。

智能陶瓷是指能夠接受外部環境的信息而自動改變自身狀態的一種新型陶瓷，主要有壓電陶瓷、形狀記憶陶瓷和電流變陶瓷。

納米陶瓷是晶粒或顆粒尺寸處于納米范圍（1～100nm）的陶瓷，由于晶粒或顆粒尺寸小到納米級數量級時具有量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和宏觀隧道效應等，因此使納米材料具有常規材料所不具備的獨特性能。納米陶瓷主要包括納米陶瓷粉體、納米陶瓷纖維、納米陶瓷薄膜和納米陶瓷塊體。

陶瓷基復合材料是由陶瓷基體和增強體（纖維、晶須和顆粒）所組成的復合材料，其性能比單一材料性能優越。除具有陶瓷的高強度、高硬度、良好的耐磨性、耐熱性和耐腐蝕性等特點以外，還使陶瓷的韌性大大地改善，而且強度及模量也有一定提高，主要有顆粒增強、晶須增強、纖維增強陶瓷基復合材料。

75.陶瓷材料的制造工藝是什么？

陶瓷的制造工藝過程如下：配料→坯料制備→成型和干燥→（施釉）→燒結。

76.什么是Al2O3陶瓷？

Al2O3陶瓷是以α-Al2O3為主晶相的陶瓷材料，其同素異構有十多種，常見的有α-Al2O3、γ-Al2O3和β-Al2O3三種。Al2O3的晶體結構不同其性能也不相同。

γ-Al2O3屬于尖晶石型（立方）結構，氧原子呈立方緊密堆積，鋁原子填充在間隙中。γ-Al2O3密度小，高溫不穩定，可以轉化為α-Al2O3，密度隨加熱溫度升高而發生變化。工業Al2O3中γ-Al2O3的含量占絕大多數，在自然界中γ-Al2O3不存在。

β-Al2O3是一種含量很高的多鋁酸鹽礦物。密度3.25g/cm3，它的化學組成可以近似地用RO·6Al2O3和R2O·11Al2O3來表示（RO指堿土金屬氧化物，R2O指堿金屬氧化物，最高含量可達7％）。其結構由堿金屬或堿土金屬離子如［NaO］-層和［Al11O12］+類型尖晶石單元交疊堆積而成，氧離子排列成立方緊密堆積，Na+完全包含在垂直于C軸的松散堆積平面內，而在這個平面內可以快速擴散并呈離子型導電。空氣中加熱1600℃開始轉變為α-Al2O3。

α-Al2O3呈三方晶系，單晶體也稱剛玉，室溫下為最穩定結構。α-Al2O3的單位晶胞較大且結構較為復雜。其中O2-的排列大體上為密排六方結構，八面體間隙位置的2/3被Al3+有規律地占據，空位均勻分布，這樣六層構成一個完整周期，多周期堆積起來形成剛玉結構，如圖3-4所示。

77.Al2O3陶瓷的物理性能是什么？

純的Al2O3是無色的氧化物（白寶石）。含有Cr為紅色（紅寶石）、含Ti為藍色（藍寶石）、含Co、Ni、V為綠色（綠寶石）、含Fe和Mn時為玫瑰紅色等。熔點2050℃，莫氏硬度為9，密度3.95～4.10g/cm3，膨脹系數與金屬相當，不溶于酸，具有良好的化學穩定性、介電性能和力學性能。

78.Al2O3陶瓷如何制備？

Al2O3陶瓷的生產工藝，因要求的使用性能、制品的形狀尺寸等因素不同，從而導致配方、成型及燒結方法等工藝也不相同，但大體上要經過圖3-5的幾個主要工序。

79.Al2O3陶瓷有何用途？

Al2O3陶瓷的應用十分廣泛。因其機械強度高、絕緣強度大的特點，常被用作真空器件、裝置瓷、厚膜和薄膜電路基板、可控硅和外殼、火花塞等；因其強度和硬度高的特性，被用作紡織瓷件、磨料磨具、切削刀具等；此外，透明Al2O3陶瓷還被用作高壓鈉燈管、高溫窗體材料、紅外檢測材料等。

80.ZrO2陶瓷有什么性質？

高純ZrO2為白中略帶粉色，常含有不易分離的二氧化鉿雜質。其熔點為2680℃，大約在2370℃發生ZrO2的c-t相變，1150℃左右發生ZrO2的t-m可逆相變，同時產生5％左右的體積膨脹和8％左右的切應變。莫氏硬度為7級。密度c-ZrO2為6.27g/cm3、t-ZrO2為6.10～6.14g/cm3、m-ZrO2為5.65g/cm3。室溫下純ZrO2是良好的絕緣體，比電阻高達1015Ω·m，加入穩定劑后電導率明顯增加，高溫下是良好的離子導體陶瓷。ZrO2的耐酸性能良好，但耐堿性能相對較差。

81.ZrO2陶瓷如何制備？

ZrO2既可以單獨燒結成為ZrO2陶瓷，如添加穩定劑的ZrO2（特別是TZP陶瓷）具有優良的力學性能。也可以作為第二相加入到其他陶瓷基體中，組成以ZrO2為添加劑的陶瓷復合材料，如采用高純（99.9％）超細（0.1～1.0μm）α-Al2O3粉末，加入適量的ZrO2制備的ZrO2增韌Al2O3（ZTA）陶瓷。在制備ZTA陶瓷時，另外還可以通過共沉淀法直接制備ZTA復合粉，然后經成型、熱壓燒結得到ZTA陶瓷；除此之外，ZrO2還可以采用注漿成型或干壓成型，注漿成型時，向ZrO2細粉中加入7％～10％的阿拉伯樹膠和20％的蒸餾水調成漿料，流動性良好的ZrO2漿料經過成型、熱壓燒結（1650～1800℃、保溫2～4h）可制成透明陶瓷；ZrO2（2Y）粉末冷等靜壓成型（200MPa、保壓5～10min）、1550～1600℃常壓燒結制備的ZrO2陶瓷球坯，具有高強度和耐磨性，經研磨可以用作高速、高精度和低溫、超低溫以及耐腐蝕環境服役的陶瓷軸承，是普通鋼軸承使用壽命的5倍以上。利用ZrO2在一定條件下傳遞氧離子的特性，可以制成氧傳感器，進行氧氣濃度檢測，廣泛用于汽車電噴發動機、冶金、熱電廠鍋爐燃燒器部件以及硅酸鹽窯爐加熱控制器部件。

82.碳化硅陶瓷的晶體結構是什么？

碳化硅主要為共價鍵化合物，晶體中存在呈四面體空間排列的雜化sp3而導致低能態，從而形成具有金剛石晶體結構的碳化硅。在碳化硅晶體中，離子鍵約占12％，可見其共價鍵是相當強的。碳化硅晶體結構的單位晶胞是由相同的四面體構成，如圖3-6，碳原子處于四面體中心，周圍是碳原子。所有結構均由SiC四面體堆積而成，所不同的是平行結合或反平行結合。

83.碳化硅陶瓷如何燒結？

碳化硅陶瓷的燒結方法及工藝主要有以下3種。

（1）熱壓燒結　碳化硅由于是共價化合物，很難采取通常離子鍵結合材料所采用的常壓燒結法制備高致密化材料，必須加入第二相或采用一些特殊的工藝手段促進其致密化燒結。熱壓燒結是很好的方法。純SiC粉熱壓燒結可以接近理論密度，但需要高溫（2000℃）以及高壓（>350MPa）。采用第二相添加劑能夠強烈促進其致密化速率，并大幅降低燒結溫度和壓力，獲得接近理論密度的SiC陶瓷材料。研究表明，B是最有效的添加劑，加入0.8％的硼在1950℃，壓力70MPa，保溫30min條件下制得的SiC陶瓷的相對密度大于95％。原因是B能夠溶解在SiC中促進燒結。進一步的研究表明，游離碳的存在是促進燒結的一個重要因素，從不同C和B的加入量試驗可知，B的最大加入量為0.36％，在2100℃時B在SiC中的溶解度為0.2％，剩余的B與C形成B4C并溶解到SiC中形成固溶體，對促進燒結也是有利的。除此之外，常用的添加劑還有Al2O3、AlN和BN等，這些添加劑要么與SiC形成固溶體，要么與其他物質形成液相促進燒結。

（2）常壓燒結　純SiC采用常壓燒結方法是不可能的，但是，適當地選擇添加劑和控制SiC的純度、粒度以及相組成是完全有可能的。當采用超細（亞微米級）β-SiC，其中氧含量小于0.2％，加入0.5％ B和1.0％ C，在1950～2100℃下于惰性氣氛或真空中常壓燒結，得到幾乎完全致密的SiC陶瓷。常壓燒結對工業化生產是非常有利的。

（3）反應燒結　反應燒結是利用α-SiC粉和石墨粉按一定比例混合壓制成坯體后，加熱到1650℃左右，同時熔滲Si或通過氣相Si滲入坯體，使之與石墨反應生成β-SiC，把原來的α-SiC顆粒結合起來。如果允許完全滲Si，那么在整個過程中可獲得氣孔率為零，沒有尺寸變化的材料，這是反應燒結SiC的最大特點。雖然這種方法制備的陶瓷質地致密，但由于含有相當數量的Si，使應用溫度受到限制。實際生產中，坯體中要有過量的氣孔，以防止由于滲Si過程首先在表面進行而形成不透氣的SiC層，從而阻礙反應燒結繼續進行。過剩的氣孔被Si所填充，最終制品的組成中SiC約90％～92％，Si約8％～10％。

84.碳化硅陶瓷有什么用途？

SiC陶瓷是共價鍵極強的化合物，在高溫狀態下仍保持高的鍵合強度，強度降低不明顯，而且熱膨脹系數小，耐腐蝕性優良，因此應用非常廣泛。除了做傳統的耐火材料和磨料使用外，利用其優良的力學性能可作為機械測量用量規，精密軸承、動機械密封環、泥漿泵耐磨件、各類耐磨噴嘴等。由于SiC高溫性能優越，可作燃氣輪機的轉子、耐熱噴嘴、燃燒器、熱交換器部件、發動機汽缸以及活塞部件，還可作核反應堆材料以及火箭端頭、雷達天線罩等。除此之外，純SiC是絕緣體（電阻率1012Ω·m），但有雜質存在時電阻大幅度降低到零點幾歐姆·厘米，電導率增大并具有負的電阻溫度系數，是優良的非線性電阻和高溫發熱元件。

85.碳化硼陶瓷的晶體結構是什么？

碳化硼（B4C）具有六角菱形晶格，單位晶胞內有12個B原子和3個C原子。碳化硼的晶體結構如圖3-7所示。

86.碳化硼陶瓷如何制備？

（1）B4C粉末的制備　B4C粉末的制備可采用碳還原硼酐工藝，反應式如下：

這種方法是間接加熱配料或在電阻爐和電弧爐中直接讓電流通過配料，溫度達到2200℃時，B4C分解為富碳和硼，而硼在高溫時，又會揮發，在電弧爐中制取的B4C含有大量的游離石墨，其含量達20％～30％。在電阻爐中制備的B4C含少量的游離碳，但含有游離硼，含量達1％～2％。

在碳存在下，用鎂熱法還原硼酐，可產生十分細的碳化硼粉末，其中的氧化鎂用酸洗去。在這種碳化硼中，鎂以及游離硼可能是主要雜質。由于過程中溫度很低，因此游離硼含量要比在電阻爐中用碳還原硼酐所制備的碳化硼稍多一些。

（2）碳化硼陶瓷的成型與燒成　碳化硼陶瓷可采用各種方法成型。為了獲得致密的B4C，一般采用熱壓燒結法來制取。熱壓燒結的B4C可以達到理論密度的98％，制備時在真空熱壓爐或普通熱壓爐中進行，熱壓溫度為2100℃，壓力為80～100MPa，保溫數分鐘，降溫時需要保持壓力。由于B4C的抗熱震性較差，因此降溫要緩慢。熱壓溫度不宜過高，到2150℃會出現B4C-C共晶液相，但溫度過低，則產品密度低。采用B4C超細粉原料，可以獲得密度和硬度均高的碳化硼陶瓷制品。

87.碳化硼陶瓷有什么用途？

碳化硼陶瓷陶瓷的一個顯著特點是非常堅硬，其顯微硬度約為50000MPa（500GPa），僅次于金剛石（90～100GPa）和CBN（80～90GPa），它的研磨效率可達到金剛石的60％～70％，是SiC的1倍，是剛玉研磨能力的1～2倍，它耐酸堿性能好，熱膨脹系數小（4.5×10-6/℃），因而它有較好的熱穩定性，能吸收熱中子，但抗沖擊性能差，脆性大。

碳化硼在1000℃時能抵抗空氣的腐蝕，不過在較高的溫度時它在氧化氣氛中很容易氧化。碳化硼有高的抗酸性與抗堿性，并且還要不被大多數熔融金屬所潤濕的性能，且與這些物質接觸時有相當高的穩定性。

碳化硼粉末可直接用來研磨加工寶石、軸承等。利用碳化硼陶瓷其硬度大的特性，可以用作磨料、切削刀具、耐磨零件、噴嘴、軸承、車軸等。利用它導熱性好、熱膨脹系數低、能吸收熱中子的特性，可以制造高溫耐熱交換器，核反應堆的控制劑。利用它耐酸堿性好的特性，可以制作化學器皿、熔融金屬坩堝等。

88.碳化鈦陶瓷如何制備？

工業上應用的碳化鈦，一般是將二氧化鈦與炭黑在高溫下反應制得的，其反應式為：

上述反應可在通氫氣的碳管爐或高頻真空爐內，于1600～1800℃的溫度下進行。制備得到的TiC粉末，顆粒度小于1～1μm，含游離碳0.1％～0.2％，化合碳20.05％的TiC為固態的淺灰色粉末。

碳化鈦陶瓷可采用各種方法成型。燒成一般多采用熱壓法，也可采用自蔓延高溫合成法（SHS法），其優點是節省能源、工藝簡單、產品純度高。

89.碳化鈦陶瓷有什么用途？

碳化鈦陶瓷屬面心立方晶型，密度為4.90～4.94g/cm3，莫氏硬度為9～10，彈性模量為322GPa，20℃時的電阻率為1.055×10-4Ω·m，熱壓的化學純TiC陶瓷的電阻率僅為6.82×10-5Ω·m。

碳化鈦陶瓷的化學性能穩定，不水解，常溫下不和酸作用，不溶于硫酸和鹽酸，在硝酸與氫氟酸的混合酸中則易溶解。加熱時，碳化鈦溶于H2SO4（濃度為1:4）和少量HNO3（濃度為1:4）的混合酸中，在1000℃含氮氣氛中能形成氮化物。碳化鈦陶瓷高溫抗氧化性好（僅次于SiC）。

碳化鈦陶瓷硬度大，是硬質合金生產的重要原料，并且有良好的力學性能，可用于制耐磨材料、切削刀具材料、機械零件等。還可制作熔煉錫、鉛、鎘、鋅等金屬的坩堝。另外，透明碳化鐵陶瓷又是良好的光學材料。

90.氮化硅陶瓷的晶體結構有哪些？

Si3N4陶瓷的晶體結構有兩種，即α-Si3N4和β-Si3N4，兩者均為六方晶系。將高純硅在1200～1300℃下氮化，可得到白色或灰白色的α-Si3N4，而在1450℃左右氮化時，可得到β-Si3N4。α-Si3N4在1400～1600℃下加熱，會轉變成β-Si3N4，因此人們曾認為α-Si3N4和β-Si3N4分別是低溫和高溫兩種晶型。但實際上反應燒結Si3N4中α-Si3N4和β-Si3N4兩種幾乎同時出現，最終β-Si3N4只占10％～40％。又如在Si3Cl4-NH3-H2系統中加入少量TiCl4，1350～1450℃可直接制備出β-Si3N4。而該系統在1150℃生成沉淀，在Ar氣中熱處理6h，得到的僅僅是α-Si3N4。因此，β-Si3N4不是由α-Si3N4轉變來的，二是直接生成的。研究表明，β相結構對稱性比α相高，高溫下相對比較穩定，α→β相是屬于晶格重構式轉變。

91.反應燒結氮化硅陶瓷的工藝是什么？

將Si粉以適當方式成型，在氮化爐中以遠低于Si熔點的溫度初步氮化，使坯體具有一定的強度后，進行機械加工再氮化，直到坯體中的Si粉完全氮化為所要求的部件，一般來說部件無須再機械加工。其工藝流程如圖3-8所示。

92.氮化硅陶瓷有什么用途？

Si3N4陶瓷具有優良的高溫性能，作為工程材料引人注目，是目前最有可能成為制造陶瓷發動機的候選材料。除此之外，可作陶瓷刀具、軸承、機械密封、柴油發動機汽缸蓋、活塞環、燃氣輪機葉片、定子以及高溫、高壓環境下的各種耐蝕閥等。

93.氮化硼陶瓷的晶體結構有哪些？

BN的晶體結構有兩種，即六方結構BN（HBN）和立方結構BN（CBN）。六方BN為白色粉末，其晶體結構與石墨相似，具有良好的導熱和潤滑性，因此有“白石墨”之稱。與石墨不同之處是BN結構中沒有自由電子，是良好的絕緣體。另外，六方的BN的莫氏硬度為2級，是為數不多的（包括AlN）可進行機械加工的陶瓷材料。兩種BN的晶體結構如圖3-9。六方BN經高溫、高壓以及催化劑的作用下可轉變為立方BN。

94.氮化硼陶瓷如何制備？

BN的燒結性能很差，為獲得致密度較高的BN陶瓷，通常采用熱壓燒結法、燒結溫度1700～2000℃，保溫1h，壓力10～35MPa，制品的密度為2.1～2.2g/cm3。

熱壓燒結BN時有必要添加B2O3、Al2O3等助劑促進致密化。B2O3在高溫時呈液態，有利于BN陶瓷的燒結，但B2O3的存在會引起BN制品吸潮，使制品的電、熱性能急劇惡化，因此B2O3的加入量應不超過5％，研究證明，BaCO3可以改善BN的吸潮性，同時還可以改善熱壓條件，降低燒結溫度，使制品的密度和強度增大。

95.六方氮化硼陶瓷有什么用途？

六方氮化硼陶瓷（HBN）陶瓷是優良的潤滑劑，廣泛應用于鐘表行業的無油潤滑；利用HBN電阻大的特性，可用做電氣工業絕緣材料；HBN的熔點高，使用溫度可達2800℃，幾乎對所有熔融金屬都呈化學惰性，可用做金屬、半導體行業的熔煉坩堝、耐燒蝕材料和熱遮蔽材料；此外，HBN具有吸收中子的特性，可用于原子反應堆的結構材料。

96.立方氮化硼陶瓷有什么用途？

立方氮化硼（CBN）一般是由六方氮化硼經高溫高壓合成的，由于所用的催化劑種類不同，所以合成的溫度與壓力不同。立方氮化硼通常為黑色、棕色或暗紅色晶體，也有白色、灰色和黃色產品，顏色的不同主要是由于催化劑種類不同造成的。CBN也可以由無定型的BN在N2氣氛下，于3000℃左右的溫度處理2h，再經高溫高壓處理而成，廣泛用于機械加工行業的高速切削刀具。

97.氮化鋁陶瓷有什么特性？

氮化鋁是共價鍵化合物，屬于六方晶系，以［AlN4］四面體為結構單元構成，纖鋅礦型的晶體結構，呈白色或灰白色。

氮化鋁在2450℃下升華分解，在2000℃以內的高溫非氧化氣氛中，穩定性很好，抗熱震性也好。此外，氮化鋁具有不受鋁和其他熔融金屬以及砷化鎵侵蝕的特性，特別是對熔融鋁液具有極良好的耐侵蝕性，氮化鋁具有優良的電絕緣性和介電性質。但是，AlN陶瓷的高溫（>800℃）抗氧化性差，在大氣中易吸潮、水解等特性，應該引起人們重視。

98.氮化鋁陶瓷如何制備？

氮化鋁陶瓷的制備方法有熱壓燒結法、常壓燒結法和反應燒結法等，通常采用前兩種。由于AlN會水解，故不能采用注漿成型。

熱壓燒結工藝是在1800～2000℃的高溫下，一面加熱，一面加壓，可以加也可以不加添加劑Al2O3、MgO、SiO2。例如：添加12.5％（質量）Al2O3，1900℃下熱壓，制品在1500℃時強度保持在500MPa；添加0.5％（質量）MgO+0.5％（質量）Si，1800℃熱壓，熱導率26.3W/（m·K）。

常壓燒結工藝是在1800℃～1900℃的高溫下，加入添加劑Y2O3、Al2O3、SiO2、BeO、CaO等。例如添加0.5％（質量）SiO2+0.5％（質量）Y2O3，1800～1900℃燒結，抗彎強度達200～300MPa，熱導率40～50W/（m·K）；添加1％（質量）CaO，1800℃燒結15～110min，材料密度為3.12～3.16g/cm3。

99.氮化鋁陶瓷有什么用途？

氮化鋁陶瓷的熔點較高，為2450℃，在2000℃以內的高溫非氧化氣氛中穩定性很好。它具有高的熱導率，是氧化鋁陶瓷的10倍，與氧化鈹陶瓷相似。其熱膨脹系數與硅相近，電絕緣電阻高，優良的介電常數和低的介電損耗，機械性能好，耐腐蝕，透光性強。

利用氮化鋁陶瓷具有較高的室溫和高溫強度，膨脹系數小，導熱性能好的特性，可以用作高溫構件和熱交換器材料等。

利用氮化鋁陶瓷能耐鐵、鋁等金屬和合金的溶蝕性能，可用作Al、Cu、Ag、Pb等金屬熔煉的坩堝和澆鑄模具材料。

利用氮化鋁陶瓷在特殊氣氛中優異的耐高溫性能（2000℃左右）作非氧化性電爐的爐襯材料。

利用氮化鋁陶瓷具有高的熱導率和高的絕緣電阻的特性，可用作散熱片、半導體的絕緣基片。氮化鋁薄膜可制成高頻壓電元件，超大規模集成電路基片是氮化鋁陶瓷當前最主要的用途之一。

100.硼化物陶瓷有哪些晶體結構？

硼化物的結構復雜，即使在硼原子與金屬原子半徑比RB/RMe小于0.59的條件下，硼化物也不是簡單的間隙相。由于B原子半徑比C和N大，而且B的電離勢較低，B原子之間結合成鍵，并以單鍵、雙鍵、網絡和空間骨架的形式形成單獨的結構單元，如圖3-10所示。隨著硼化物含量的增加，結構單元越加復雜。

101.硼化物陶瓷如何制備？

硼化物陶瓷的成型可根據產品的形狀，大小和性能要求，采用常規成型方法及其他特殊成型方法。形狀復雜的可采用注射成型法。

燒結可采用常壓燒結，反應燒結及熱等靜壓燒結。燒結一般在真空或保護氣氛中進行。

102.硼化物陶瓷有什么用途？

硼化物陶瓷具有高熔點、高硬度、難揮發等性能，導電性、導熱性好，熱膨脹系數大，但高溫抗蝕性、抗氧化性較差。此外，這些化合物在真空中穩定，在高溫下也不易與碳、氮發生反應。Mg、Cu、Zn、Al、Fe等的熔體對TiB2、ZrB2、CrB2等都是不潤濕的。Cr-B系陶瓷材料對強酸有良好的耐蝕性。

利用硼化物陶瓷熔點高、硬度大的特性，可以用作高溫軸承、耐磨材料及工具材料。

利用有的硼化物陶瓷（如TiB2、CrB2等）高溫抗蝕性、抗氧化性好的特點，可以用作熔融非鐵系金屬的器件，內燃機噴嘴，高溫器件及電觸點材料。

硼化物陶瓷在真空中具有高溫穩定性，因此，可用高溫真空器件中使用的材料，另外，電子放射系數大的硼化物中還可以用作高溫電極材料。