セラミック材料は一般に、融点が高く熱安定性が高いため、金属よりも耐熱性が高い。
例えば、炭化ケイ素（SiC）は1400℃までの温度で高い機械的強度を維持することができ、その優れた耐熱性を示しています。
対照的に、金属は一般的に融点が低く、高温で構造的完全性を失う可能性があります。
さらに、SiCのようなセラミックスは、高い熱伝導性、低い熱膨張係数、優れた耐熱衝撃性を示し、高温用途に理想的です。
考慮すべき5つのポイント
1.高い融点
セラミック材料は融点が高いため、金属に比べて高温に強い。
2.熱安定性
セラミックスは優れた熱安定性を示し、高温でも構造的完全性を維持することができます。
3.セラミックスのユニークな特性
セラミック材料には、耐熱性を高めるユニークな特性もあります。例えば、PTC (正温度係数) セラミックスは、抵抗の熱係数が正であり、これは抵抗が温度とともに増加することを意味します。
この特性により、PTCセラミックスはそれ自体がサーモスタットとして機能し、発熱を調節し、高温での安定性を維持することができます。
これは、一般的に抵抗の温度係数が負であるほとんどの金属とは対照的であり、温度が上昇するにつれて抵抗が減少し、電流の流れが増加し、過熱や損傷を引き起こす可能性があります。
4.金属-セラミック複合材
さらに、金属-セラミック複合材料（サーメット）の使用は、耐熱性を向上させるためにセラミックを金属添加物で強化できることを示しています。
これらの複合材料は、セラミック酸化物の高い融点と硬度を、金属の延性と靭性と組み合わせることで、高温に強く壊れにくい材料を作り出す。
これは、セラミック製造工程で粘土に金属粉末を加えることで実現され、その結果、高温性能で知られる焼結アルミニウムやTDニッケルのような材料ができる。
5.まとめ
要約すると、セラミックは一般的に、その高い融点、熱安定性、および正の抵抗温度係数のようなユニークな特性により、金属よりも耐熱性が高い。
金属とセラミックの複合材料の使用は、セラミックの耐熱性をさらに高め、幅広い高温用途に適しています。
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