在傳統(tǒng)柴油機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)用的金屬零件中，鋁合金的耐溫極限為350℃，鋼和鑄鐵的為450℃，最好的超級(jí)耐熱合金的耐揾極限也不能超過1093℃。金屬材料的上述耐溫極限大大限制了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度(熱效率)。而使用各種冷卻裝置又使發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)復(fù)雜，增加重量和耗費(fèi)許多功率。汽缸工作溫度低不僅會(huì)由于燃料不能充分燃燒而造成能源浪費(fèi)，而且使車、船、飛機(jī)的速度提高受到了很大限制。最近，科技人員發(fā)現(xiàn)，如果用耐高溫的陶瓷，如氮化硅陶瓷，等代替合金鋼制造陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)，其工作溫度可達(dá)1300℃-1500℃。陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率高，可節(jié)省30%的熱能，而且工作功率比鋼質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)提高45%以上。另外，陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)無需水冷系統(tǒng)，其密度也只有鋼的一半左右，這對(duì)減小發(fā)動(dòng)機(jī)自身重量也有重要意義。
利用陶瓷涂層來提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能也是提高發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量的可能途徑之呷。陶瓷涂層技術(shù)成熟、成本低、壽命較高，采用等離子噴涂工藝，可涂覆三氧化鋯、碳化鈦和二氧化鈦等陶瓷，獲得1mm以內(nèi)的耐久涂層。為了解決陶瓷涂層太薄的問題，人們研究用二氧化鋯、氮化硅、碳化硅和鈦酸鋁制造發(fā)動(dòng)機(jī)的整體陶瓷零件。此外，還研究了玻璃瓷、氧化鋁等整體陶瓷件。如果把發(fā)動(dòng)機(jī)的耐高溫部件涂上一層高溫陶瓷，便既能保持金屬材料的固有強(qiáng)度和韌性，又具有高溫陶瓷的耐高溫特點(diǎn)。據(jù)報(bào)道，用這種方法可使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣孔道表面的耐熱能力從1200℃提高到1700℃。
