高度なセラミックとは何ですか？
「高度なセラミック」は「テクニカルセラミック」または「ファインセラミック」としても知られています。アジアでは、通常「工業用セラミック」と呼ばれています。
高度なセラミックは、イオン結合と共有結合を組み合わせた非金属元素である無機および固体材料です。
粉末の組成は、製造プロセスで厳密に管理され、適切な成形方法、焼結システム、精密機械加工プロセスを選択して、完全な物理的特性の材料にします。
先端セラミックは、他の材料に比べて物理的性能が優れているため、半導体、自動車、産業機械などの分野で広く使用されています。
先端セラミックの種類
アルミナ（Al2O3）
アルミナセラミックであり、最も広く使用されている材料です。優れた機械的強度、電気絶縁、高周波保持、熱伝導率、耐熱性、耐食性を提供します。サファイアは、アルミナの単結晶形態です。
ジルコニア（ZrO2）
ジルコニアは、高度なセラミックの中で最も強く、最も丈夫な材料です。かつては不可能と考えられていた高性能はさみ、ナイフ、精密ビーズ用の特殊な刃を作成するために使用されます。
ステアタイト
ステアタイトは、高温での大腿部の電気抵抗、優れた機械的強度、および非常に低い誘電損失係数のケイ酸マグネシウム材料であり、電気部品の絶縁体またはエンクロージャとして何十年も使用されてきました。
さらに、ステアタイトは、ワッシャー、ブッシング、抵抗器の形状、スペースなど、さまざまな形状に容易に成形焼結できるため、電気工学に最適な材料です。
シリコンカーボン（SiC）
この人工化合物は、ケイ砂と炭素から合成されます。耐熱性、軽量性、耐食性の最良の組み合わせを提供し、高温（1,500oC）でその強度を維持します。
窒化ケイ素（Si2N4）
高度なセラミックの中でも、この軽量で耐食性のある材料は、高温で最高レベルの靭性と耐熱衝撃性を提供し、エンジンコンポーネントでの使用に最適です。
先端セラミックの特徴
電気的性質
電気絶縁
高度なセラミックは、電気を通さない絶縁材料です。
誘電性
先端セラミックは、コンピューター、テレビ、携帯電話などの製品に広く使われているコンデンサーや電子部品の製造に欠かせない素材になっています。
コンデンサは、特定の部分に電気を伝導したり、一時的に電気を遮断したり、特定の種類の電気信号のみを遮断したりすることにより、電子回路内の「交通管制官」として機能します。
導電率
高度なセラミックは一般に電気を遮断する絶縁材料ですが、半導体セラミックは、その温度と印加される電圧のレベルに応じて電気を伝導するように作成できます。
超電導
物性
硬度
高度なセラミックの特徴は、その極端な硬度です。その結果、これらは高性能アプリケーションで貴重な用途があります。
アルミナセラミックの硬度はステンレス鋼のほぼ3倍です。この極端な硬度は、ファインセラミックを現代技術の「スーパーマテリアル」にする多くのユニークな特性の1つです。
剛性
高度なセラミックは、荷重を加えた後の試験片の弾性を検査することによって測定される高い剛性を備えています。
荷重下での弾性変形が少ない材料は、より高いレベルの剛性を備えています。
破壊靭性
破壊靭性は、破壊に対する亀裂のある材料の耐性を測定します。
高度なセラミックは一般に破壊靭性が低いですが、はさみやナイフなどの製品に使用される部分的に安定化されたジルコニアは、破壊靭性を大幅に改善します。
比重（密度）
高度なセラミックは、高強度の金属よりも比重（密度）が低くなっています。同じ体積内で、多くの高度なセラミック材料は金属の半分しか重くありません。
化学的性質
高度なセラミックは、高レベルの化学的安定性を備えています。
その結果、高度なセラミック材料は化学腐食に対して非常に耐性があります。
化学物質—塩酸、硫酸、硝酸、水酸化ナトリウム、フッ化水素酸など。結果を分析し、比較的大量に溶解した材料は化学物質に対してより敏感であると判断されました。
熱特性
耐熱性
レンガやタイルなどの従来のセラミックは、高温に耐える能力でよく知られています。
アルミナセラミックは、金属材料の融点よりはるかに高い1,800℃を超える温度で溶融または分解し始めます。
熱膨張
低熱膨張
材料が加熱されると、熱膨張と呼ばれる現象で、材料のサイズと体積が少しずつ増加します。熱膨張係数比は、1℃の温度上昇あたりの材料の膨張量を示します。
材料が異なれば熱膨張も異なります。高度なセラミックは熱膨張係数が低く、ステンレス鋼の半分以下です。
熱伝導率
材料を透過する熱の特性は、熱伝導率と呼ばれます。
高度なセラミックは、幅広い熱伝導率を提供します。
高度なセラミックの中には、高レベルの導電性を持ち、熱をよく伝達する材料もあれば、低レベルの導電性を持ち、熱をあまり伝達しない材料もあります。
炭化ケイ素は熱を特によく伝達しますが、ジルコニアセラミックは熱を効果的に遮断し、熱伝導率は低く、ステンレス鋼の約1/10です。
高度なセラミック製造プロセス
原料の粉砕・混合・粉砕・乾燥
高度なセラミック（「ファインセラミック」とも呼ばれます）の製造に使用される原材料には、純度、粒子サイズ、および分布が正確に制御された無機固体粉末が含まれます。これらの原材料は、特定の特性と機能性のために配合され、次に結合剤または結合剤と混合されます。
典型的なモデリング方法：
乾式プレス、射出および鋳造、HIP、CIP
焼結
緑色のボディは、温度制御されたオーブンで極度の熱で焼成されます。
撮影は水分とバインダーを取り除きます。追加の焼成により、粉末粒子が一緒に焼結し、気孔率が低下するために生成物が収縮します。このプロセスにより、極端な密度と硬度の製品が得られます。
機械加工と研磨（表面仕上げ）
検査と梱包
高度なセラミックアプリケーション
先端セラミックは、幅広い用途向けの新素材です。
高度なセラミック製品は、金属、プラスチック、ガラスなどの従来の材料に代わる完璧なソリューションと経済的で高性能な代替品を提供します。
高度なセラミック材料は、次のようなさまざまな業界向けにさまざまなコンポーネントに作成できます。
電気部品（裏当て材、取り付けブラケット、絶縁体、抵抗器）;
ローター、燃焼器、セラミックブレーキおよび排気;
ミラーとレーザーポジショニングパッケージ。
保護ユニット（セラミック装甲と防弾プレート）;
放射炉ヒーター;
高温ガスろ過;
燃料電池膜;
ディーゼルエンジンフィルターと燃料噴射装置部品。
テキスタイルおよびワイヤースレッドガイド;
摩耗コーティング;
粉砕媒体。
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