セラミックス
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セラミックス(Ceramics)とは、広義には陶磁器(いわゆる瀬戸物)全般であるが、狭義では、基本成分が金属酸化物で、高温での熱処理によって焼き固めた成形体を指す。
近年では、シリコンのような半導体や、炭化物、窒化物、ホウ化物などの無機化合物の成形体、粉末、膜など無機固体材料の総称として用いられている。セラミックスの語源は、ギリシャ語の「keramos」(粘土を焼き固めたもの)と言われている。
セラミックスは次のような性質を持っている。
ただし、上記のようにセラミックスと呼ばれる物質群は、極めて広汎で、その特性も様々であり、上記の性質が必ずしも当てはまらないものもある。
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[編集] セラミックスの種類
- 陶磁器
- ガラス
- セメント
- 石膏
- ほうろう・・・但しこれは金属の基材に釉薬皮膜を施したものであるので狭義のセラミックには含まれない。
- ファインセラミックス(ニューセラミックス): 誘電性・磁性・光学的な面などで高機能をもつ。医療用、IC基板、コンデンサなどの材料として利用されている。
セラミックスは、組成の面から、以下に分類される。
- 元素系 例:ダイヤモンド (C)
- 酸化物系 例:アルミナ (Al2O3)、ジルコニア
- 水酸化物系 例:ハイドロキシアパタイト
- 炭化物系 例:炭化ケイ素 (SiC)
- 炭酸塩系
- 窒化物系 例:窒化ケイ素
- ハロゲン化物系 例:蛍石
- リン酸塩系
主なファインセラミックス
- チタン酸バリウム 誘電性を持ち、その機械的、電気的、熱的な性質から、電気機械変換器、コンデンサとして広く用いられている。粒界でPTC効果を持つため、ヒータ材料としても用いられる。
- Bi2Sr2Ca2Cu3O10 高温超伝導セラミックス
- 窒化ホウ素 炭素とよく似たグラファイト構造とダイヤモンド構造をとる。
- フェライト 磁性を持ち、トランスの芯として用いられる。
- チタン酸ジルコン酸鉛 高い圧電性をもち、センサ、アクチュエータ材料として用いられる。
- 炭化ケイ素 代表的な耐火材
- 窒化ケイ素 高い靱性をもち、構造材、研磨剤として用いられる。
- ステアタイト 代表的な絶縁材料
- YBa2Cu3O7-δ 高温超伝導セラミックス
- 酸化亜鉛 半導体であり、バリスタの材料として用いられる。
- ジルコニア 室温と焼結温度の間で相転移することを利用した部分安定化ジルコニアは高い靱性を持ち、セラミックナイフやはさみなどに使われる。また、高温で固体電解質となり、燃料電池や酸素センサの材料として用いられる。
[編集] 歴史
古くは土器に始まる。日本においては、縄文式土器、弥生式土器に始まり、時代を経て陶器・磁器へと発展し、近年では、光触媒機能をもったセラミックス繊維も開発されている。
[編集] 日本におけるセラミックスの名称
昔、日本では可塑性の合成樹脂を、材料をプラスチックと呼び、その製品をプラスチックスと区別していたように、セラミックスも、材料をセラミック、製品をセラミックスと呼んでいた。 だが、最近では、両者の区別があいまいになっている。
なお、英語ではセラミック(ceramic)は「陶器の」「陶芸の」という意味の形容詞であるため、厳密にはセラミックスが正しいと考えられる。 しかし、日本では、1文字短いセラミックの方が多く使われているようである。
[編集] 製造方法
原料調合 => 成形 => 乾燥・仮焼 => 華飾・施釉 => 焼成 => 仕上げ加工
[編集] 主な成形方法
- ろくろ成形
- 押出し成形
- プレス成形
- 鋳込み成形
- テープ成形
- 射出成形