喷砂时喷嘴受热冲击的作用不大，主要承受热冲击作用不大，主要承受磨料的冲蚀作用，因此喷嘴材料需要具有很高的硬度和耐磨性。而陶瓷材料正好具有这方面的优势，其具有高熔点，高硬度，耐磨性，耐腐蚀和化学稳定性好等优点。举有很高的硬度和耐磨性能，是理想的喷嘴材料。另外，陶瓷喷嘴、螺旋喷嘴使用的主要原料是地壳中最丰富的元素，是取之不尽，用之不竭的，因此开发和使用陶瓷喷嘴对节省战略性贵重金属也具有十分重要的意义。
目前国内外制作喷嘴的材料有金属。硬质合金和陶瓷等。金属和硬质合金的硬度较低，导致其耐磨性差，磨损率高，需要频繁更换喷嘴，大大增加了金属材料和稀有贵重金属的消耗。同时喷嘴口径迅速增大，使得磨料用量增大，压缩空气和磨料速度下降，增加了磨料成本，并使地操作工人劳动强度大大增加。在相同条件下钢制喷嘴的寿命不如硬质合金喷嘴，硬质合金喷嘴的寿命不如陶瓷喷嘴。
用作喷嘴的陶瓷材料有很多种，常用的是氧化锆，碳化硅和碳化硼陶瓷等。氧化铝陶瓷喷嘴的价格低，但由于硬度相对较低，多用于喷砂工作量不大的场合。碳化硅陶瓷喷嘴的使用寿命比氧化铝陶瓷喷嘴高，多用做硬质合金的替代品，特别是手持喷枪的工况中使用。碳化硼陶瓷的硬度是目前已知除金刚石和CBN(氮化硼)之外自然界硬度最高的物质，具有很高的硬度和耐磨性。因此，碳化硼是制备陶瓷喷砂嘴的首选材料。对碳化硼陶瓷、氧化铝陶瓷和硬质合金制成的喷嘴进行对比性实验表明，碳化硼陶瓷喷嘴的抗磨性能明显优于氧化铝陶瓷喷嘴和硬质合金喷嘴。
纯碳化硼和纯碳化硅陶瓷喷嘴的强度和断裂韧性低，在应用中很容易发生脆性断裂，可靠性地。并且纯碳化硼和碳化硅陶瓷材料致密化程度低，烧结温度高达2200度，需要使用超高温烧结炉，烧结时间长，能量消耗大，导致用纯碳化硼和碳化硅陶瓷喷嘴价格高。如何提高纯碳化硼和碳化硅喷嘴的性能，降低其制造成本和能耗，是急需解决的问题。最近的研究工作表明，通过改善烧结，晶粒细化等措施可使碳化硼陶瓷的强度和韧性得以提高，由于碳化硼自身脦局限性，很难通过改善工艺来大幅度地提高其力学性能，改善其力学性能的最佳途径是走“复合之路”。Tamari和Yanai等向碳化硼加入SICw、SICp和TIB2等，使得碳化硼陶瓷强度和韧性得到较大幅度的提高。有的学者在碳化硼中加入高硬度，高榕点的MB2硼化物，可使碳化硼的断裂韧性从2.2MPAM1/2提高3.5MPAM1/2.山东大学成功研制的B4C/(W,TI)C陶瓷喷嘴材料的抗弯强度达到693MPA，断裂韧性达3.9MPA，烧结温度从2200度降低到1850度，其研制的材料梯度功能陶瓷喷嘴比均质陶瓷喷嘴的抗冲蚀磨蚀能力显著提高。
水煤浆喷嘴工作时不仅要承受煤粉中硬质粒子的高速冲击，还要承受高温环境中变化带来的热冲击，这就要求水煤浆喷嘴的材料必须具备良好的耐磨性和耐热性。目前，国内外制作水煤浆喷嘴的材料主要有三大类：金属，硬质合金和陶瓷。金属材料具有良好的加工工艺性，结构复杂的喷嘴可采用整体制作，早期的水煤浆喷嘴和我国现在的小容量喷嘴基本上采用金属材料制作。但金属材料的硬度低，冲蚀磨损严重，使用寿命短。硬质合金的韧性和抗热性能比金属材料低，加工工艺性差，因此不适合制作结构复杂的喷嘴。
实际应用中，通常把硬质合金制成环状或者块状镶嵌在喷嘴某些磨损严重的部位上。如美国和加拿大等国家使用的Y型喷嘴以及我国的撞击式多级水煤浆雾化喷嘴都是在喷嘴容易磨损的部位上镶上硬质合金。硬质合金材料是目前水煤浆喷嘴的主要材料。陶瓷水煤浆喷嘴在日本、法国等国家也已有应用，通常是在水煤浆喷嘴容易磨损的部位镶嵌由陶瓷材料制成的部件。日本对陶瓷材料和硬质合金材料制成的水煤浆喷嘴进行对比行磨损实验，结果表明陶瓷材料的抗磨性能明显优于硬质合金。山东大学研制开发出多种基组合式陶瓷水煤浆喷嘴，并建立水煤浆喷嘴损坏机理的理论模型，得出了不同水煤浆喷嘴的损坏机制。 |
