非アルミナセラミックスの特性をご紹介します
非アルミナセラミックス金属炭化物、窒化物、硫化物、ケイ化物、ホウ化物などから作られたセラミックスの総称です。科学技術の継続的な発展に伴い、材料には多くの特性が求められています。非アルミナセラミック材料はここ数十年で目覚ましい発展を遂げ、現代のハイテク技術の進歩を大きく促進してきました。人類社会の進歩を促進する上で大きな役割を果たし、経済発展と国防建設に計り知れない貢献を果たしてきました。
特性:
① 原料が自然界にほとんど存在せず、人工的に合成した原料が必要である。
②原料の合成やセラミックスの焼結の際には酸化物が発生する可能性があるため、保護雰囲気(アル、N₂など)下で処理する必要があります。
③非酸化物は一般に共有結合を有し、その結合エネルギーは非常に強いため、難焼結性または焼結しにくい性質を有する。
異なるアルミナセラミックス非アルミナセラミックスの原子は主に共有結合によって結合しています。そのため、硬度、弾性率、耐クリープ性が高く、高温でもこれらの特性をほぼ維持できます。これは酸化物セラミックスとは比べものになりません。欠点は、非アルミナセラミックスの焼結が困難であることです。アルミナセラミックス一般的には困難です。高密度製品は、非常に高い温度(1500~2500℃)で焼結助剤を添加することでのみ得られます。場合によっては、所望の密度(95%未満)を得るために、ホットプレス焼結法も併用する必要があります。これにより、非焼結体の生産コストが増加します。アルミナセラミックス一般的にアルミナセラミックスよりも高くなります。
シ₃N₄、SiCなどのセラミック材料は、高効率エンジンやガスタービンへの応用が期待されており、科学研究者の大きな関心を集めています。これは、先進技術を有する先進国が緊急に解決しようとしているエネルギー問題と密接に関連しているためです。しかし、これらの非晶質セラミック材料は、新しいタイプの材料であるため、アルミナセラミックス独特の魅力を持つ素材でもあります。
非酸化物の中でも、炭化物と窒化物は構造材料として注目されています。これらの材料の原子結合のほとんどが共有結合であるため、高温でも変形しにくいという特性があります。
非酸化物はアルミナとは異なります。自然界にはほとんど存在しないため、原料を人工的に合成し、セラミック製造技術に従って製品に加工する必要があります。原料の合成プロセスでは、酸素との接触を避けることが不可欠です。そうしないと、期待される窒化物や炭化物ではなく、酸化物が先に生成されてしまいます。したがって、これらの非酸化物原料の合成と焼結は、材料の高温特性に影響を与える可能性のある酸化物の生成を防ぐため、保護ガス(窒素または不活性ガス)中で行わなければなりません。