رینگ های پیستون دارای مواد متنوع و خواص متفاوتی هستند. انتخاب مواد رینگ پیستون باید شرایط سرویس، الزامات عملکرد، نوع رینگ و سایر عوامل را در نظر بگیرد. به طور کلی، مواد رینگ پیستون موتور احتراق داخلی باید شرایط زیر را برآورده کند:
1. استحکام مکانیکی کافی در دمای بالا
2. مقاومت در برابر سایش و ضریب اصطکاک کم
3. ایجاد چسبندگی آسان نیست و به راحتی اجرا می شود
4. پردازش راحت است و قیمت ارزان است
به این ترتیب، مواد رینگ پیستون باید دارای استحکام، سختی، خاصیت ارتجاعی، مقاومت در برابر سایش (از جمله ذخیره روغن)، مقاومت در برابر خوردگی، پایداری حرارتی و قابلیت پردازش باشد. در حال حاضر، مواد رینگ پیستون عمدتاً چدن است. با تقویت موتور، روند انتقال از چدن خاکستری به چدن چکش خوار، چدن گره ای و فولاد وجود دارد. برای مواد و خواص رایج به جدول 2-1 مراجعه کنید.
جدول 2-1 مواد و خواص رایج رینگ های پیستون

با این حال، معرفی امروز حلقه پیستون مواد رایج نیست، بلکه حلقه پیستون فیلم کامپوزیت سرامیکی فلزی (رینگ پیستون نفوذی سرامیکی یا به اختصار رینگ پیستون فلزی سرامیکی) است که از این پس به عنوان حلقه پیستون سرامیکی فلزی شناخته می‌شود.
حلقه‌های پیستون سرمت با نفوذ سرامیک‌های نیترید بور (بخشی از نیترید بور مکعبی) با عملکرد خود روان‌کنندگی به لایه سطحی جفت اصطکاک رینگ پیستون در دمای پایین (زیر 200 درجه سانتیگراد) با استفاده از بخار شیمیایی پیشرفته جهان * ساخته می‌شوند. فن آوری رسوب گذاری، به طوری که لایه سطح کار رینگ های پیستون سرامیکی است. رینگ های پیستون پس از نفوذ سرامیکی دارای مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خوردگی هستند، بنابراین، عمر مفید رینگ پیستون را می توان بهبود بخشید. سرامیک کامپوزیت با رسوب بخار شیمیایی پلاسما به سطح رینگ پیستون نفوذ می کند که با فرآیند پاشش سرامیکی روی سطح سایر رینگ های پیستون متفاوت است. این روش فرآیندی می‌تواند باعث شود که ماده سرامیکی کامپوزیت دارای نیروی پیوند محکمی با سطح رینگ پیستون بدون ترک و افتادن باشد.

علاوه بر این، لایه کامپوزیت سرمت دارای ساختار الکترونیکی مشابه رودیوم است، بنابراین می تواند کاتالیز احتراق را در موتور انجام دهد و میزان انتشار CO و HC را تا حد زیادی کاهش دهد. بنابراین، رینگ های پیستون آغشته به سرامیک نیز دارای اثر کاتالیزوری هستند.
فناوری "فیلم کامپوزیت سرمت" در سال 1997 مورد ارزیابی * قرار گرفت.
رینگ های پیستون آغشته به سرامیک به طور گسترده ای در کارخانه های اصلی موتور با اثر کاربردی خوب استفاده شده است.
این "سرامیک های کاربردی" ترکیب شده با فلزات را تشکیل می دهد که دارای ویژگی های برجسته سختی سطح بالا، ضریب اصطکاک کم، کاهش سایش و عمر طولانی است.
در دمای پایین (زیر 200 ℃)، نیترید (مواد سرامیکی کامپوزیت) با رسوب بخار شیمیایی پلاسما به سطح ابزار نفوذ می کند.
ویژگی ها:
1. رشد دمای پایین. هنگامی که دمای تشکیل فیلم زیر 200 درجه سانتیگراد باشد، به زیرلایه و سطح قطعه کار آسیب نمی رساند و قطعه کار را تغییر شکل نمی دهد و بر دقت ماشینکاری و عملکرد مونتاژ تأثیر نمی گذارد.
2. اتصال محکم است. از آنجایی که فلز با نیترید بور و نیترید بور مکعبی در حالت پلاسمای خلاء منتشر می شود و مواد شیب دار را تشکیل می دهد، لایه های کامپوزیت در دمای بالا یا ضربه پوسته نمی شوند.
3. هم سختی و هم چقرمگی بهبود یافته است. با توجه به انتشار دو فازی فیلم کامپوزیت و فلز برای تشکیل ماده عملکردی شیب دار شیبدار، نه تنها نقش ترکیب محکم لایه انتقال را ایفا می کند، بلکه استحکام پیوند، ظرفیت کششی و مقاومت خمشی سرامیک و چقرمگی آن را نیز بهبود می بخشد. از خود سرامیک بیشتر است.
4. مقاومت در برابر سایش خوب در دمای بالا. نتایج تجربی نشان می دهد که در مقایسه با آبکاری کروم، سختی فیلم کامپوزیت با افزایش دما در محیط 250 ℃ - 350 ℃ به شدت افزایش می یابد و سختی سطح بیش از hv210 افزایش می یابد، در حالی که کروم سخت به طور قابل توجهی پس از کاهش می یابد. 250 ℃، و در حدود hv110 در 350 ℃ کاهش می یابد. بنابراین، در مقایسه با قطعه کار بدون آبکاری فیلم کامپوزیت، قطعه کار با اندود سرامیکی مقاومت سایشی بهتری در محیط با دمای بالا دارد.
5. مقاومت در برابر اکسیداسیون قوی. نتایج تجربی نشان می‌دهد که فیلم کامپوزیت هنوز هم مقاومت اکسیداسیون و مقاومت اسید-باز خوبی دارد که دمای آن بیشتر از 1000 درجه سانتیگراد باشد.
6. عملکرد اکسیداسیون و کاتالیزور را دارد. هنگامی که سرامیک به سطح فلز نفوذ می کند، مقدار مناسبی از جای خالی الکترون ایجاد می شود که باعث می شود فیلم کامپوزیت اثر کاتالیزوری اکسیداسیون روی CO و HC داشته باشد و آلودگی خروجی اگزوز موتور را تا حد زیادی کاهش دهد.
7. عملکرد خوب سیم پیچ و آبکاری. فیلم های کامپوزیتی رسوب شیمیایی بخار هستند، بنابراین فیلم های کامپوزیت را می توان از هر جایی که گاز عبور کند رشد داد و شرایط پردازش با شکل و موقعیت قطعه کار محدود نمی شود.
8. زمینه های کاربردی گسترده. فیلم کامپوزیت علاوه بر اینکه روی موتور اعمال می‌شود، برای جفت‌های اصطکاکی ماشین‌های مختلف، قطعات مقاوم در برابر خوردگی و دمای بالا، ابزارها و قالب‌های مختلف برش نیز مناسب است و می‌تواند از طریق مواد مختلف فلزی یا غیرفلزی سازگار شود. پارامترهای مختلف فرآیند