セラミック・パウダーとは、一般的に無機・非金属化合物から成る微粉砕材料を指し、様々なセラミック製品を形成する前駆体として使用される。
粉末は、融点以下の高温に加熱する焼結などの技術によって加工され、粒子が結合してより緻密で強度の高い材料が形成されます。
理解すべき5つのポイント
1.セラミック・パウダーの形成と成形
セラミック・パウダーは、成形を容易にするため、最初に結合剤、可塑剤、潤滑剤などの加工添加剤と混合される。
これらの粉末を所望の形状に成形するには、一軸（ダイ）プレス、等方圧プレス、射出成形、押出成形、スリップキャスティング、ゲルキャスティング、テープキャスティングなど、さまざまな方法が採用されます。
これらのプロセスでは、圧力と熱を加えて粉末をペレットやディスクのような特定の形状に圧縮し、その後焼結して機械的特性を高める。
2.試験における形状の重要性
ペレットやディスクの形状は、その円筒形状のため、応力集中点を2つの端部のみに最小化することができ、セラミック材料の試験に特に適しています。
この形状は、初期の成形段階とその後の緻密化過程の両方で破壊のリスクを低減します。
さらに、ペレットの平らな円筒形は、蛍光X線（XRF）や赤外（IR）分光法などの試験を、研削や切断を追加することなく直接適用できるため、試験工程が簡素化され、試料の完全性が維持されます。
3.焼結プロセス
焼結はセラミック製造における重要なプロセスであり、セラミック粉末粒子を融点ぎりぎりの温度まで加熱します。
この加熱により、粒子はより強固に結合し、表面エネルギーと既存の気孔のサイズが減少します。
その結果、より高密度で機械的強度の高い素材となる。この工程は、デリケートなグリーン・コンパクトを堅牢なセラミック製品に変えるために不可欠である。
4.金属セラミック焼結
耐久性と高温への耐性を高めるため、セラミック混合物に金属粉末を加えることがあります。
これにより、サーメットとして知られる金属セラミック複合体が形成される。酸化アルミニウムや酸化ベリリウムなどの金属粉末をセラミック・マトリックスに添加することで、材料の熱的・機械的特性が向上し、高応力用途に適するようになります。
5.まとめ
要約すると、セラミック粉末はセラミック製造の基礎となる材料であり、様々な成形技術や焼結技術によって加工され、耐久性と機能性に優れた様々な製品を生み出しています。
形状の選択や金属添加物の含有は、最終的なセラミック製品の特性や用途に大きく影響します。
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