セラミックスの特徴｜セラミックス技術コラム

セラミックスの大きな特徴は、硬くて、酸化しにくく、熱に強いことである。

硬さに関して言えば、地球上で最も硬い物質はダイヤモンドである。
ダイヤモンドの硬度を10とすると、立方晶窒化ホウ素（c-BN）、窒化ケイ素（Si3N4）、炭化珪素（SiC）、炭化タングステン（WC）、アルミナ（Al2O3)といったセラミックスは硬度9以上を示し、ダイヤモンドに迫る硬さを有する。

高硬度金属で知られるタングステンやイリジウムでさえ、硬度は7程度である。
このため、セラミックスでつくられる切削・研削工具は優れた耐摩耗性を示す。
硬度が高いということは、塑性変形が起こりにくいことを意味する。
応力による変形が少なく熱による膨張も小さいので、形状寸法の安定性が高い製品をつくり出すことができる。

一方、硬度が高いことにより、金属や有機高分子材料に比べて加工が難しいという欠点がある。
私たちの身の周りをみても、複雑な形状をした製品の多くは金属や有機高分子材料で作られている。

しかし、近年、セラミックスの成形加工技術は目覚ましく進歩しており、高速大容量に 使われるハニカム状担体など、複雑な形状を有するセラミックスを製造可能となっている。 　

セラミックスの優れた耐熱性は、その製造温度が高いことから容易に想像できよう。

セラミックスは　一般に、高温に至るまで分解したり溶融したりしない。
金属アルミニウムは金属のように高い伝熱性を示さないので、一度暖められたセラミックスは冷えにくく、耐熱性に加えて蓄熱性においても優れた性質を示す。

鉄が錆びることはよく知られている。
これは鉄の酸化による。
一般に金属は、その使用上で参加がしばしば問題となる。

これに対してセラミックスは 高温でも酸化しにくく、表面近傍の構造や化学組成は変化しない。
セラミックスは広い温度範囲にわたって長期間安定した状態で使用できる、唯一の普遍材料である。

各種材料の特徴

セラミックス	金属	有機高分子材料
・硬度が高く、圧縮されにくい	・電気をよく伝える	・粘性と弾性の両方の性質を兼ね備えている
・熱に強い	・熱をよく伝える	・軽い
・酸化や腐食に強く、化学的に安定	・金属光沢をもち、光に対する反射率が大	・加工性に優れる
・脆い	・曲げても折れにくく、延性、展性に優れる	・熱に弱い
・加工しにくい	・腐食されやすい（腐食に強い金属は高価）	・後始末がやっかい

表に、これらセラミックスの特徴を金属や有機高分子材料の特徴と比較した結果を示す。



5応用化学シリーズ　機能性セラミックス化学 　掛川一幸　山村博　守吉　佑介　門間　英毅　植松　敬三　松田　元秀　[著]