工業用セラミックスは侮れない素材
工業用セラミックスは侮れない素材
セラミックは通常、炭素、シリコン、酸素、窒素などの一般的に入手可能な材料で構成されています。高温高圧下で固化させた後、セラミック材料を形成し、さまざまな家庭用品に使用できます。工業用セラミック (エンジニアリング セラミックまたは高性能セラミックとも呼ばれる) には、通常、アルミナ、炭化物、窒化物、ホウ化物、ジルコニアなどのより複雑な化合物が含まれています。工業用セラミックは、さまざまな配合やプロセスの下で、特定の工学特性、またはいくつかの特性の特定の組み合わせを得ることができます。したがって、さまざまな用途で金属、ポリマー、耐火材料の代わりに使用されることがよくあります。
工業用セラミックスで得られる優れた工学的特性には、主に次のようなものがあります。
高い硬度と剛性
工業用セラミックスの最も一般的な特徴の 1 つは、非常に高い硬度と剛性であり、中にはステンレス鋼の 4 倍を超えるものもあります。この高い硬度は優れた耐摩耗性に直結し、他のどの材質よりも正確で公差の高い表面処理を長期間維持できることを意味します。
低密度&注意;
工業用セラミックのもう 1 つの一般的な特徴は、密度が 2 ～ 6 g/cc の範囲であることです。ステンレス鋼 (8 g/cc) やチタン (4.5 g/cc) よりもはるかに軽量ですが、同様の密度を有するのはより柔らかいアルミニウムのみです。これは、製品を軽量化できることを意味し、これは航空宇宙などの多くの製品にとって重要です。
超高温耐性&注意;&注意;
一部のセラミックは 1750°C 以上の温度でも正常に動作するため、超高温材料となります。これらのセラミックは、エンジン、タービン、ベアリングなどの高温用途において計り知れない価値があることが事実によって証明されています。耐用年数を延ばし、パフォーマンスと効率を向上させることができます。
優れた電気的性能&注意;
工業用セラミックは多くの場合、優れた電気絶縁体 (高い絶縁耐力) です。高温環境では、他の材料の機械的特性や熱的特性が低下する傾向がありますが、工業用セラミックスは安定した特性を維持し続けることができます。一部のセラミックは電気損失が低く、誘電率が高く、コンデンサや共振器などの電子用途で一般的に使用されます。さらに、絶縁体としてのセラミックを構造コンポーネントと組み合わせることができるため、多くの製品革新がもたらされました。
熱伝導率の違い
工業用セラミック材料の熱伝導率は、種類によって大きく異なります。一部のセラミック (窒化アルミニウムを含む) は熱伝導率が高く、多くの電気用途でラジエーターまたは熱交換器として一般に使用されます。一部のセラミックは熱伝導率がはるかに低いため、実際のニーズに応じて適切な工業用セラミック材料を選択できるため、幅広い応用シナリオが可能になります。
非常に高い圧縮強度&注意;
工業用セラミックは高い強度を持っていますが、それは圧縮された場合に限られます。たとえば、多くの工業用セラミックは 1000 ～ 4000 MPa の非常に高い荷重に耐えることができます。対照的に、チタンは非常に強い金属であると考えられており、その圧縮強度はわずか 1000 MPa です。
化学的不活性性と耐食性&注意;
工業用セラミックスは、化学的性質が非常に安定しており、化学溶解度が低いため、金属や高分子材料では実現できない高い耐食性を備えています。このため、セラミックは、特に耐摩耗性が依然として必要とされる場合、多くの商業および産業用途において魅力的な選択肢となっています。
さらに、工業用セラミックには次のような重要な特性もあります。生体適合性、食品適合性、低熱膨張これらの特定の特性は、要件に応じて開発、最適化、適合させることができ、さまざまな属性を組み合わせることができ、高度なコンポーネントの設計にも使用でき、必要なタスクを最適な精度で実行でき、他の競合素材 (たとえば、金属またはプラスチック）を、対応する応用分野で使用できます。
