气浮轴承(空气轴承)以气体(通常为空气)作为润滑介质，通过形成稳定气膜实现非接触式运动，具有以下显著特点：
核心优势
超高精度
气膜的“均化效应”可自动补偿微小加工误差，径向偏摆值低达 0.025微米，轴向硬度达 250牛顿/微米，确保旋转或直线运动的精度远超传统轴承。
典型应用：半导体加工中表面光度可达 <0.05微米(2微英寸)，满足光学级加工需求。
极低摩擦与高速能力
气体粘度仅为机械油的 1/5000，摩擦阻力极低，转速可突破 300,000转/分钟，且动力损失小、温升缓慢。
典型应用：高速牙钻转速达 500,000RPM，低温透平膨胀机转速达 560,000RPM。
没污染与洁净环境适配
以空气为润滑剂，无需油脂润滑，避免油污污染，适用于 100级无尘室(绝对无尘环境)及真空环境。
典型应用：磁盘驱动器制造、半导体硅晶片加工。
长寿命与低维护
无金属接触，理论寿命无限(实际受气源清洁度影响)；气膜形成天然屏障，阻止外部污染物进入。
维护仅需定期检查气源清洁度，无需润滑或更换部件。
宽温域与恶劣环境适应
温度适用范围达 -265°C至1650°C，气体粘度受温度影响小，可在低温(如氢透平膨胀机 -200°C)或高温环境下稳定运行。
典型应用：原子反应堆冷却压缩机、航天器发动机。
高刚性与动态稳定性
气膜虽薄但刚性高，可承受高负荷(如矩形气浮轴承额定承载达 3150N)，且动态响应快(固有频率高)，适合精密控制场景。
潜在局限
承载能力较低
气体动压轴承承载能力仅为同尺寸液压轴承的 千分之几，需通过优化设计(如静压轴承)提升刚性，但仍难以满足重载场景。
气源依赖性强
需持续提供稳定、洁净、干燥的压缩空气，系统需配备气源处理设备(如过滤器、干燥机)，增加初始成本。
成本与制造难度高
对材料(如多孔碳)和加工精度(轴承间隙 <0.015mm)要求高，导致初始成本显著高于传统轴承。
设计复杂性
需专业设计避免“气锤”失稳等现象，确保静态和动态稳定性，对工程师经验要求较高。
典型应用场景
精密加工：超精密车床、磨床主轴。
高速旋转设备：高速牙钻、透平膨胀机、离心分离机。
洁净环境：半导体制造、医疗设备(如MRI扫描仪)。
恶劣环境：航天器发动机、核反应堆冷却系统。
精密测量：圆度仪、圆柱度仪等超精密仪器。
总结
气浮轴承以“气”代“液”或“固”，通过非接触式运动实现近乎零摩擦、零磨损和高精度，是超精密加工、高速旋转及洁净环境领域的理想选择。尽管其承载能力、成本和气源依赖性存在局限，但随着制造技术进步(如3D打印气浮结构)，其应用范围正逐步扩展至更多领域。
