氮化硅陶瓷球轴承,相比于传统的钢制轴承,因其具有密度小、优良的旋转性能、摩擦性能优良、耐化学腐蚀、强度大的优点,被广泛应用于不同的领域。在高温、温度场变化剧烈、及高冲击性的严苛工作环境下,轴承中的氮化硅陶瓷球出现压溃失效与热震失效的概率会大大增加。本文使用G5级氮化硅陶瓷球,通过实验与Ansys Workbench有限元分析相结合的方法,完成了氮化硅陶瓷球的压溃失效过程与热震失效的机理分析,设计了校核氮化硅陶瓷球承载能力与抗热震能力的评价流程。针对陶瓷球在使用过程中的压溃失效行为,本文利用两球对压法,对不同直径的氮化硅陶瓷球改变压缩载荷进行力学实验,并在体视显微镜下观察表面裂纹形貌,观察到了陶瓷球表面在压缩载荷的作用下,会先后出现环形与直线形两种裂纹;随后用赫兹接触模型与有限元分析相结合的方法,根据拉应力破坏准则,解释了陶瓷球表面出现裂纹的机理;最后设计了基于两分法校核陶瓷球承载能力的检验过程,误差在百分之十以内。针对氮化硅陶瓷球的抗热震能力,本文利用Ansys Workbench进行了陶瓷球在不同冷却介质中的冷却过程模拟,并根据陶瓷材料的抗热震因子对陶瓷球的抗热震能力作出了评价。研究发现,陶瓷球热震失效的主要原因是陶瓷球表面的冷却速率过快导致热震过程中局部拉应力过大导致陶瓷球表面发生开裂。根据空气与水的对流换热系数,设计了两种陶瓷球在入水过程中表面对流换热系数与时间的优化函数,得出了不同直径的陶瓷球在冷却过程中的最大冷却速率。根据氮化硅陶瓷球冷却过程中的温度场变化,进行了氮化硅陶瓷球的热震实验,并利用体视显微镜观察陶瓷球表面的破坏类型,得到了与模拟结果对应的实验现象,得出了在750℃下,直径较小的陶瓷球表面的破坏形式为剥落,较大直径的陶瓷球表面会出现裂纹的结论。最后设计了陶瓷球抗热震能力评价的流程。