セラミック粉末の分類は、酸化物、非酸化物、複合材料の3つに大別されます。
1. 酸化物： 酸化物セラミックスには、アルミナ、ベリリア、セリア、ジルコニアなどの材料が含まれます。これらのセラミックスは、酸素原子に金属原子が結合したものである。高い硬度、耐摩耗性、圧縮強度、高温や熱衝撃への耐性で知られています。また、酸化物セラミックスは高い絶縁耐力を示すため、電気的用途にも適している。
2. 非酸化物： 非酸化物セラミックスは、炭化物、ホウ化物、窒化物、ケイ化物などの材料で構成されています。これらのセラミックスは、非金属元素と非金属元素が結合したものです。非酸化物セラミックスは、高強度、優れた熱伝導性、耐腐食性などのユニークな特性を備えています。切削工具、研磨材、耐火物などによく使われている。
3. 複合材料： 複合セラミックスは、酸化物と非酸化物の組み合わせである。さらに、微粒子強化、繊維強化、酸化物と非酸化物の組み合わせに分類されます。複合セラミックスは、強化された機械的特性を提供し、特定の用途に合わせて調整することができます。これらは、航空宇宙、自動車、および構造用途で一般的に使用されています。
セラミックスは、鉱物学的または化学的組成に基づいて分類することもできることに注意することが重要です。焼結セラミックスの3つの主なグループは、ケイ酸塩セラミックス、非酸化物セラミックス、酸化物セラミックスです。
ケイ酸塩セラミックスは最も一般的なタイプのセラミックスで、主に粘土、カオリン、長石、石鹸石をケイ酸塩源として作られています。これらのセラミックスは、焼結温度が比較的低く、天然原料が入手可能なためコスト効率が高い。
粉末からセラミック・オブジェを作るプロセスには、いくつかの段階がある。まず、水、結合剤、凝集除去剤、未焼成のセラミック粉末を混合してスラリーを形成する。次に、このスラリーを噴霧乾燥して粉末を得る。この粉末を型に入れ、プレスしてグリーン体を形成する。このグリーン体を低温で加熱してバインダーを除去し、高温で焼結してセラミック粒子を融合させる。
焼結は、セラミック粒子の融合と材料の気孔率の減少を伴うため、セラミック製造における重要な工程である。焼結プロセスは通常、高温で行われ、焼結プロセスを助けるために圧力を加えることもできます。焼結は、セラミックの所望の形状や特性に応じて、無圧で行うことも、圧力や熱間静水圧プレスなどの外力を利用することもできます。
要約すると、セラミック粉末は酸化物、非酸化物、複合材料に分類することができます。セラミック物体は、粉末を高温で加熱して粒子同士を融合させる焼結によって作られます。セラミックの分類は、鉱物学的または化学的組成に基づいて行うこともでき、ケイ酸塩セラミックが最も一般的なタイプです。
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