超高温に耐える材料には、黒鉛、モリブデン、タンタル、タングステン、酸化ハフニウム、酸化トリウム、炭化タンタル、炭化ハフニウムなどの超高温セラミックスがある。これらの材料は、焼結、熱処理、電子材料の加工、高速航空機の保護など、さまざまな高温用途に不可欠である。
黒鉛 は3,000℃までの温度に耐えることができ、高温焼結や熱処理工程で使用される。高い熱安定性と伝導性により、これらの用途に最適です。
モリブデン の最高耐熱温度は1,800℃で、粉末冶金や拡散接合に利用される。融点が高く、熱伝導性に優れているため、これらの厳しい用途に適しています。
タンタル は2,500℃までの温度で使用できるため、高温が必要な電子材料の加工に適している。
タングステングラファイトと同様、3,000℃までの温度に耐えることができる。融点と耐熱性が高いため、炭素に敏感な材料の焼結や熱処理に特に有用である。
超高温セラミックス（UHTC） 酸化ハフニウム、酸化トリウム、炭化タンタル、炭化ハフニウムなどの超高温セラミックスは、融点が3,000℃を超える。これらの材料は、温度が2,000℃を超えることもある高速航空機の外側保護層に不可欠である。UHTCは強い共有結合と低い自己拡散率が特徴で、これが高温安定性に寄与している。しかし、その低い破壊靭性は、強靭化粒子やファイバーを添加したり、SPSのような高度な焼結方法を用いることで改善することができる。
ジルコニア は、極端な温度での高い耐久性が注目されるもう一つの材料であり、熱伝導率が低く、液体金属や溶融ガラスとの反応に強いため、冶金やガラス製造によく使用される。
発熱体材料 Ni-Cr合金やNi-Cr-Fe合金は、それぞれ1,150℃と950℃までの高温に耐えるように設計されています。これらの合金は、高い抵抗率、高い融点、低い温度係数、耐酸化性で選ばれ、様々な産業用途の発熱体として理想的です。
まとめると、高温用途の材料の選択は、融点、熱伝導率、耐酸化性、機械的強度などの特定の特性によって決まる。グラファイト、モリブデン、タンタル、タングステン、UHTCは、極端な温度環境に最も効果的な材料のひとつです。
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