Subject   : ファインセラミックス

カテゴリー  : 産業・技術 > 材料技術


 ファインセラミックス
 セラミックスの中でも、特にエレクトロニクス産業をはじめ、各種産業用途に用いられる磁器は高い性能や精度が要求されることから、現在では「ファインセラミックス」と呼んで、粘土や珪石などの自然材料から作られる一般の陶磁器と区別しています。ファインセラミックスは、「精選または合成された原料粉末」を用いて、「精密に調整された化学組成」を「よく制御された成形・焼結加工法」によってつくられた高精密なセラミックスということができます。

 また、JIS R 1600(ファインセラミックス関連用語)では、ファインセラミックスは、『目的の機能を十分に発現させるため、化学組成、微細組織、形状および製造工程を精密に制御して製造したもので、主として非金属の無機物質から成るセラミックス』と定義されています。ファインセラミックスには、アルミナやジルコニア、炭化ケイ素、窒化アルミニウムなど、いろいろな種類があります。製造技術が進化し、使用する原料の種類や粒子の細かさ、焼き方などを変えることで、それぞれ違った特性を持たせることができます。

種類 化学式 メモ
チタン酸バリウム BaTiO3 セラミックスの中でも高い誘電率を持ち、電気をためる性質に優れているため、主にコンデンサ部品材料に使われます。添加元素により誘電性が大きく変化します。
チタン酸ジルコン鉛 Pb(Zr,Ti)O3 電気信号を加えると振動したり、反対に振動を電気信号に変える働きを持つ圧電材料です。この特性(圧電性)を生かし、さまざまな電子部品(セラミック発振子、セラミックフィルタなど)に使われています。
フェライト M2+O・Fe2O3 セラミックス磁性体です。透磁率が高く、電気抵抗と耐摩耗性が大きいので磁気ヘッドや高周波用磁芯として広く用いられています。
アルミナ Al2O3 ファインセラミックスの代表として最も広く利用されている材料です。 機械的強度、電気絶縁性、高周波損失性、熱伝導率、耐熱性、耐摩耗性、耐食性が良好です。サファイアはアルミナの単結晶です。
フォルステライト 2MgO・SiO2 マイクロ波損失が小さく、高温の絶縁性にも優れます。表面が平滑であり、電子管部品、回路部品基板などに用いられます。 熱膨張係数が大きく、金属やガラスと接合させやすいことも特長です。
ジルコニア ZrO2 ファインセラミックスの中で、最も高い強度と靭性をもったセラミックスです。従来は不可能とされていた刃物(ハサミや包丁など)にも利用されています。単結晶は屈折率が大きくダイヤモンドのような輝きが得られ宝飾品にも利用されています。
ジルコン ZrO2・SiO2 熱膨張係数が小さく、耐熱衝撃性に優れるため、耐熱部品、巻線抵抗ボビン、電子管部品などに用いられています。
ムライト 3Al2O3・2SiO2 耐熱性および耐熱衝撃性に優れ、特にクリープ特性が良好な、優れた耐熱材料ですが、熱膨張係数が半導体Siチップに近いことも特徴です。
ステアタイト MgO・SiO2 電気的、機械的特性は普通磁器より優れており、機械加工性も良好です。
コーディエライト 2MgO・2Al2O3・5SiO2 特に低熱膨張であるので耐熱衝撃性に優れます。多孔質材料としてハニカム担体など、また、電熱器耐火物、化学工業用装置材料などに用いられます。
窒化アルミ AlN 熱伝導率が高いので、放熱性が求められる半導体部品のパッケージ材料などに用いられています。
窒化ケイ素 Si3N4 高温における強靭性、耐熱衝撃性に最も優れ、軽量で耐食性も高いため、エンジン部材として最適の材料です。
炭化ケイ素 SiC 天然には存在しない人工化合物で、珪砂と炭素から合成されます。高温(1,500℃)まで強度が持続するほか、軽量で耐食性の高い、最も優れた耐熱材料です。

 ⇒ ナノセラミックス(Nanoceramics )

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