世の中には強靭性セラミックスなるものが存在するそうなのですが、それの使用方法・用途・実際に使われている具体的な製品、などご存知の方がおられましたら教えていただきたいのです。また参考になる図書・URLなどがあればそちらもお願いします。
 宜しくお願いします。

A 回答 (1件)

tmnr-nさん、こんにちは。


お尋ねのものは「高靭性セラミックス」の言い方の方が普通だと思います。平たく言えば「割れにくいセラミックス」ということになります。

高靭性セラミックスに分類されるセラミックスはいくつかありますが、代表的なものにジルコニアセラミックスがあります。その高い靭性を活かした用途としてはハサミや包丁が挙げられます。靭性の他に磨耗しにくいことも利点です。特に磁気テープの切断では(鉄系のはさみが使えないため)重宝されていると聞きます。参考URLをご覧下さい。
ジルコニアセラミックスはこのほか酸素センサーなどに使われていますが、これはイオン伝導を利用したものであって靭性を活かした用途ではありません。
さらに情報が必要でしたら「ジルコニア」などのキーワードで検索してみて下さい。

http://www.ceratech.co.jp/html/seihin.html#zro2

http://www.kyocera.co.jp/frame/product/ceramics/ …

参考URL:http://www.kyocera.co.jp/frame/product/ceramics/ …
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この回答へのお礼

ありがとうございます。お陰でレポート完成しました。

お礼日時:2002/01/17 08:53

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Qセラミックスについて勉強しています

セラミックス-金属の接合は現在も課題になっているとききますが
セラミックス同士は比較的馴染みが良いのでしょうか?
そのセラミックスがどちらも酸化物の場合はどうなのでしょうか?
初歩的な質問で申し訳ございません。
また、セラミックスを学ぶにつき、良い本などございましたら
ご紹介お願いいたします。

Aベストアンサー

セラミックス一般では、接合と接着は、junctionとcontantという意味で使われているわけではありません。セラミックスで言う接合は、joiningで、「2つ以上のものを直接くっつける」という意味です。回答2にあるような半導体や電子材料の人が使う接合junction(pn接合など)と、セラミックスの接合joiningでは意味が全く違いますので、混乱しないで下さい。

接着bondingは、接着剤(高分子系からセメントまでいろいろありますね)を使って2つのものをくっつける、接合joiningは、接着剤なしでくっつけるというイメージでいいのではないでしょうか。

無機材料の接合で一番問題になるのは、熱膨張の違いです。セラミックス同士でも、組み合わせによっては2~5倍の線膨張係数の差がありますし、セラミックスと金属なら線膨張係数は金属が一桁大きいです。セラミックスを金属と組み合わせて使うのは、やっぱり高温環境ですよね。室温ではうまくくっついていても、高温になるとセラミックスが割れる、逆に、高温でくっつけても、室温に戻すとセラミックスがはがれてしまう、というのは主に熱膨張差が原因です。
 これを解消するために、熱膨張の異なる材料の間に、中間程度の熱膨張の層(緩衝層)を作って、熱膨張差を緩和したりすることはよくやられています。
 それから、金属にセラミックスをつける場合には、金属を高温で酸化して、表面に酸化膜を作って、酸化膜を緩衝層として使う(例:Tiを酸化して、表面をチタニア(TiO2)にして、その上にアルミナ(Al2O3)をつける)という方法も一般的です。酸化によってできるTi/TiO2界面は、かなりの強度があります。

セラミックスの教科書ですが、A. R. WestのBasic Solid State Chemistryなんかがお勧めです。

セラミックス一般では、接合と接着は、junctionとcontantという意味で使われているわけではありません。セラミックスで言う接合は、joiningで、「2つ以上のものを直接くっつける」という意味です。回答2にあるような半導体や電子材料の人が使う接合junction(pn接合など)と、セラミックスの接合joiningでは意味が全く違いますので、混乱しないで下さい。

接着bondingは、接着剤(高分子系からセメントまでいろいろありますね)を使って2つのものをくっつける、接合joiningは、接着剤なしでくっつけるという...続きを読む

Qセラミックスとニューセラミックス

セラミックスとニューセラミックスを知りたいのです。どう違うのでしょうか?

Aベストアンサー

○セラミックスは瀬戸物や陶磁器などのふつうの焼き物で、粘土を固めた、いわゆる「割れ物」です。
○ニューセラミックスはその名の通り「新しい焼き物」で、科学技術によって温度の調節や分量の調節をとても細かく設定し、軽量で、強固、高耐熱性、錆びないなどの特徴を出しているようです。 電子部品、機械部品などの産業用や包丁などの家庭用品として使われています。
下のURLは作る工程や分類など、とても詳しく説明してありますので、よかったら見てみてください。

参考URL:http://www.toucera.co.jp/ceramic.html

Qセラミックスについて

セラミックスについてよく分からないのですが私たちの身の回りには
沢山のセラミックス製品があって、不要になった物はどう処理するんですか?
後、環境に優しいセラミックスの利用法を教えてください。

Aベストアンサー

まず「セラミックスとは何ぞや?」ですが、参考URLでの議論での私の回答をご覧ください。とりあえず最低限の説明は書いたつもりです。

不要になったセラミックスですが、基本的に不燃物ですので「燃えないゴミ」として処理されます。
砕いて新しい材料に再生して使うような材料もあります。
いわゆるトラディショナルセラミックス(やきもの)は、最後は土に帰ります。

日常使うセラミックスは人体や環境に害のあるものは少ないですが、一部鉛を含むもの(圧電材料など)などがあり、これらは鉛が環境に放出されないようそれなりの処分がされます。

「環境に優しい」セラミックス利用法ですが、
・素焼きの筒を河川などに沈めておくと微生物が住み着いて水質が浄化される(例えばhttp://www2.saganet.ne.jp/haniwa/kank_top.html)
・ディーゼルエンジン排気中の粉塵を捕捉する(例えばhttp://www.sei.co.jp/whatsnew/prs038_s.html)
等があります。(他にもたくさんあります。http://www.aist.go.jp/NIRIN/Dept/cera-ou/kankyou-cera/などもご参考に)

参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=74405

まず「セラミックスとは何ぞや?」ですが、参考URLでの議論での私の回答をご覧ください。とりあえず最低限の説明は書いたつもりです。

不要になったセラミックスですが、基本的に不燃物ですので「燃えないゴミ」として処理されます。
砕いて新しい材料に再生して使うような材料もあります。
いわゆるトラディショナルセラミックス(やきもの)は、最後は土に帰ります。

日常使うセラミックスは人体や環境に害のあるものは少ないですが、一部鉛を含むもの(圧電材料など)などがあり、これらは鉛が環境に放出さ...続きを読む

Qセラミックスについて

セラミックスの強度は何によってかわるんですか?
できるだけ詳しく教えてください。

Aベストアンサー

セラミックス自体の強度ではなくて、強度に影響する因子をお考えのようです。また「強度」とは静的強度、疲労強度、高温強度などにそれぞれ興味があるのですが、ここではそれぞれの「強度を変動させる」因子を考えることにしましょう。
 まず基本認識を示しましょう。この材料は塑性変形がごく乏しいので、「集中した応力を緩和することができない」、すなわち応力集中の程度が強度を決定的に支配します。セラミックスを製造する過程で不可避の「空隙や成形時の微小き裂とその分布」が「強度の平均値とバラツキ」を決定します。観測不能な大きさのき裂も問題になります。どの負荷様式に対してもこれが支配的です。副次的には残留応力と環境・雰囲気が影響を持ちます。

Qセラミックス加工について

 他の質問の回答を拝見して、セラミックスとはどういう物があるのかは分かりました。陶磁器やガイシ、ガラス等色々あるんですよね。
しかし、いまいちセラミックス自体がピンと来ません。と言うより理系は不得意分野なので・・・・。(^^ゞ

セラミックス化とはどういう事なのか、またセラミックス加工とはどういう加工を行うのか教えてください。出来るだけ易しくお願いします。(;^_^A

一概には言えないと思いますが、セラミックス加工って、単純に木炭みたいに炭化させると言った訳ではないですよね?(^^ゞ

全くの無知で申し訳ございませんが、ご回答お待ちしております。

Aベストアンサー

>セラミックス加工により建材として
2つ可能性があります。
一つは.貝殻を粉砕(加工・成形)して.貝殻をカルシウム材料として使用する場合
もう一つは.貝殻の形状を保ったまま.表面に適当なガラスを塗り付けて焼く場合
です。建材ならば前者でしょう(セメント原料として北海道産ホタテ貝貝殻が使用されている)。
ただ.単に焼き(熱分解して).酸化カルシウムを主体とする石(アルミやけいせきも多少含まれているのでカルシウム系焼結体になります)にすると.貝の粒子は粗い粒子を有機物で押えているだけですから.表面がでこぼこになり.イオン交換機能が上昇してカルシウムが溶けやすくなり.凝集しやすくなることが見当つきます。

>下水汚泥焼却残渣、
これは.主に泥です。有機物を熱分解して残る泥(関東地方では関東ローム)に粘土鉱物を混ぜれば.見た目を気にしない建築材料として使用可能です。
>清掃工場焼却灰
これは.主要成分がカルシウムとアルミ(アルミ缶焼却物)です。粘土鉱物を適当に混ぜれば.見た目を気にしない(鉄(鉛など顔料)が含まれているので色が黒くなる)建築材料として使用可能です。

>セラミックス加工により建材として
2つ可能性があります。
一つは.貝殻を粉砕(加工・成形)して.貝殻をカルシウム材料として使用する場合
もう一つは.貝殻の形状を保ったまま.表面に適当なガラスを塗り付けて焼く場合
です。建材ならば前者でしょう(セメント原料として北海道産ホタテ貝貝殻が使用されている)。
ただ.単に焼き(熱分解して).酸化カルシウムを主体とする石(アルミやけいせきも多少含まれているのでカルシウム系焼結体になります)にすると.貝の粒子は粗い粒子を有機物で押えてい...続きを読む

Q抵抗のカラーコードの許容差について教えて頂きたいのですが、宜しくお願い致します。

抵抗のカラーコードの「誤差率」を何故「許容差」と表記しているのでしょうか?

それと抵抗値が違う10種類以上の抵抗のカラーコードを読み取り、読み取った抵抗値とその許容差を比較しました。すると、読み取った抵抗値が大きければ大きいほど許容差(誤差率)が小さく、逆に抵抗値(誤差率)が小さいと許容差が大きいのです。

これは何を意味しているのでしょうか?
それぞれの抵抗の用途に関係しているのでしょうか?

教えて頂きたいのですが宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

全くの素人ですが・・・

> 「誤差率」を何故「許容差」と表記

「そういう慣習」なのかもしれませんが、例えば許容差±5%の抵抗は「±5%までの誤差が許容される回路でお使い下さい」という意味なのかもしれません。
(全くの推測ですが)

さて、

> 抵抗値が大きければ大きいほど許容差(誤差率)が小さく

とのことですが、定格電力に違いがあれば(1/4Wと1/8Wなど)、upponさんの仰る通り、用途の違いという可能性はあると思います。
ただ、それとは別の可能性として、製造のしやすさ、もあるのかもしれません。

例えばカーボン抵抗で、工程上の炭素皮膜の厚さが仮に10
~50マイクロメートル、誤差が1マイクロメートルだったとします。
(炭素皮膜の厚さのみで抵抗値を制御するものとして:実際には螺旋状に溝を切ってあるようなので、それによって通電距離も変えているのかもしれませんが)

抵抗値は、炭素皮膜の厚さが厚いほど小さくなるので、
  1)膜厚最大(50マイクロ) → 抵抗値最大
  2)膜厚最小(10マイクロ) → 抵抗値最小
となります。
このとき、この双方の抵抗に、工程での「1マイクロ」の誤差がのったことを考えると、
  1)抵抗値最大での膜厚誤差率 : 1/50=2%
  2)抵抗値最小での膜厚誤差率 : 1/10=10%
となり、
  抵抗値が大きいほど膜厚の誤差、ひいては抵抗値の誤差が小さく、
  抵抗値が小さいほど膜厚・抵抗値の誤差が小さくなる、
と予想できます。


このようなことから、求める精度が比較的低くてよいときに多用されるカーボン抵抗などでは、「抵抗大→誤差小」「抵抗小→誤差大」という傾向になっている可能性が考えられます。
(高精度が必要なものの場合は、抵抗値が小さいものに対してもコストを掛けて、精度を出しているのではないかと思いますが)

※なお、工程上の誤差は、主に機械側に起因するので(→同一工程内で製造した場合)、こちらの誤差は「膜厚に対する率」ではなく、「誤差の絶対値(上の例では厚みのマイクロメートル)」で効くことになります。

全くの素人ですが・・・

> 「誤差率」を何故「許容差」と表記

「そういう慣習」なのかもしれませんが、例えば許容差±5%の抵抗は「±5%までの誤差が許容される回路でお使い下さい」という意味なのかもしれません。
(全くの推測ですが)

さて、

> 抵抗値が大きければ大きいほど許容差(誤差率)が小さく

とのことですが、定格電力に違いがあれば(1/4Wと1/8Wなど)、upponさんの仰る通り、用途の違いという可能性はあると思います。
ただ、それとは別の可能性として、製造のしやすさ、もあるのかもし...続きを読む

Qセラミックス材料

セラミックス材を使って機械部品を作りたいのですが、セラミックスにも他の材料のように規格材ってあるのでしょうか?また、セラミックス加工をしている会社で短納期に対応してくれるところがあれば教えてください。

セラミックスは温度変化がなく、軽量・高強度という点から使用を考えていますが、他にもいい材料があれば教えてください。

Aベストアンサー

「セラミックス」という用語は、包含する範囲で言えば「金属」程度の漠然としたものでしかないのです。金属がさらに鉄>鋳鉄>ねずみ鋳鉄・・・などと細かく分かれているのと同様、セラミックスも多くの材料に分かれます。

構造用セラミックス(機械部品用セラミックス)でよく用いられるのはアルミナ(Al2O3)、窒化ケイ素(Si3N4)、ジルコニア(ZrO2、安定化品含む)、炭化ケイ素(SiC)などです。構造用セラミックスにはJIS規格材のようなものはありません。ただし各材料メーカが数種のグレードの材料を標準品として作っていますので(例えば[1])、そこから条件に合うものを選ぶことはできます(これが実質的に「規格材」ということになるかと思います)。どのグレードを選んでよいか分からなければ、注文の際に必要とする条件を詳細に伝えれば適切なアドバイスを受けられます。

軽量、耐熱性、強度が必要ならば材質はアルミナ[2]か窒化ケイ素[1]のどちらかになるでしょう。コストを重視するならアルミナ、性能を重視するなら窒化ケイ素が適しています。値段は部品の形状(=加工の難易)、材質のグレードなどで変動しますので一概に答えられませんが、原料価格で言えばアルミナは500円/kgくらい、窒化ケイ素は1万円/kgくらいですので目安にして下さい。(これに焼成費用と加工費用が加算されたものが部品の値段になるわけです)

「短納期」が具体的にどれくらいの時間を意図しておいでか分かりませんが、セラミックスの加工は金属の加工と異なり時間がかかることは承知しておいてください。どれくらい時間がかかるかはその部品の複雑さによりますので一概にはお答えできません。在庫の板材を切り出して表面を研摩した程度の部品なら1週間以内でできることもあります。逆に複雑形状の部品は1,2ヶ月程度かかることもあります。

まずは[3]に挙げたようなセラミックス加工メーカーに相談されてみてはいかがでしょう。材料・グレードの選定についてのアドバイスもしてくれます。セラミックス材の在庫を持っているメーカーも多いですし、在庫として持っていなくても取り寄せて加工してくれます。量産だけでなく少数の試作加工にも対応してもらえます。納期についても併せて相談してみて下さい。

セラミックスは一般に「硬い」「耐薬品性に優れる」「ヤング率が高い(変形しにくい)」「高温に耐える」「軽い」「熱膨張率が小さい」などの特長を持ちますが、一方で「コストが高い」「加工が難しい」「割れる(圧縮応力には強いが、引張り応力に弱い)」「特性のばらつきが大きい」などの欠点もあります。これらの点をよく承知の上でお使い下さい。

「他にもいい材料」とのことですがこちらは、具体的な使用条件を「温度範囲は○℃から○℃まで」「耐薬品性必要」「強度は○MPa以上要」「絶縁物であること」などと詳しく書いて頂かないと、残念ながらアドバイスのしようがありません。

[1] 窒化ケイ素の物性(東芝の例)
http://www3.toshiba.co.jp/ddc/cera/homepage/kozouFC.htm

[2] アルミナの物性(三井鉱山マテリアルの例)
http://www.mitsui-mmc.co.jp/pages/en-cera.html

[3]加工メーカーの例
-大塚精工(株)
http://homepage3.nifty.com/business/ohtsuka/info/index.htm
-(株)ティーディーシー
http://www5a.biglobe.ne.jp/~TDC/index.htm
-ヨコハマセラミックス(株)
http://www.yokocera.co.jp/sinsozai.htm
他にも適当な検索ページで「セラミックス 加工」などのキーワードで探せば多くの会社が見つかります。

「セラミックス」という用語は、包含する範囲で言えば「金属」程度の漠然としたものでしかないのです。金属がさらに鉄>鋳鉄>ねずみ鋳鉄・・・などと細かく分かれているのと同様、セラミックスも多くの材料に分かれます。

構造用セラミックス(機械部品用セラミックス)でよく用いられるのはアルミナ(Al2O3)、窒化ケイ素(Si3N4)、ジルコニア(ZrO2、安定化品含む)、炭化ケイ素(SiC)などです。構造用セラミックスにはJIS規格材のようなものはありません。ただし各材料メーカが数種のグレードの材料を標準品として...続きを読む

Qディレーラインの原理・用途について

ディレーライン(遅延線)というものが書籍で出てくるのですが
これってどういう原理で動いてどういう用途で使われるものなのでしょうか?
検索してもなぜか引っかかりませんでした。
出来れば、書いてある書籍などを教えて頂けないでしょうか?
お願い致します。

Aベストアンサー

入力した信号が送れて出力されるものならば何でもディレーラインとして使えます。

同軸やLC回路によるディレーラインは長時間の遅延を作るのが難しい
(大きくなる)ので色々工夫をして小さくても遅延時間の大き苦なるよう工夫しています。
TVのYC(輝度信号、色信号)分離用のくし型フィルターにガラスを伝わる
超音波信号を利用した1Hディレーラインが使われています。
固体の表面を伝わる波を利用したディレーラインもあります。
撮像素子として有名なCCDを使用したディレーラインもあります。
CCDに似た素子としてBBDというのがありますがこれはオーディオの
エコー回路に使用されていました。
エコー回路に使用されていたものとしてはボイスコイルで磁石を回転させ
その回転をバネでもう一つの磁石に伝えその磁石の動きを電気に変換し
遅延させるというものもありました。
電卓のメモリーとして磁歪遅延線などというものもありました。
最近ではAD変換したデータをメモリーに入れておき時間を遅らせて
読み出してDA変換する遅延回路もあります。

このように原理は色々です。
要するに入力信号に対して出力信号が遅れるものは何でも遅延線として使用できるので全ての回路は遅延線として動作します。
信号が遅れることを積極的に利用しようとするものが遅延線ということになります。

入力した信号が送れて出力されるものならば何でもディレーラインとして使えます。

同軸やLC回路によるディレーラインは長時間の遅延を作るのが難しい
(大きくなる)ので色々工夫をして小さくても遅延時間の大き苦なるよう工夫しています。
TVのYC(輝度信号、色信号)分離用のくし型フィルターにガラスを伝わる
超音波信号を利用した1Hディレーラインが使われています。
固体の表面を伝わる波を利用したディレーラインもあります。
撮像素子として有名なCCDを使用したディレーラインもあります。
CCDに...続きを読む

Qセラミックスについて

セラミックスとは、どういう物なのですか?
また、どういう特性があるのですか?
あと、セラミックスがどういう形でどのようなモノに
応用されているのかを教えてください。
お願いします。

Aベストアンサー

セラミックスといわれても範囲が非常に広いですので、詳しくは各種の参考書に譲るとしまして、ざっと「セラミックスとはなにか」ということについてお話します。

定義の仕方はいろいろありますが、少し専門的に言うならば「共有結合性の高い無機物質」と考えておけばよいでしょう。もちろんセラミックスの分野で扱う材料はもう少し幅広いものですが。
セラミックスは身近な材料で、一日をセラミックスのお世話にならずに過ごすことはまず不可能です。まず茶碗がそうですし、自動車に乗るならエンジンのスパークプラグや酸素センサ、携帯電話だって中にセラミックスを圧電素子などがたくさん入っています。ガラスやコンクリートだってセラミックスの分野とオーバーラップしています。

セラミックス共通に見られる性質としては
・硬い
・もろい
・軽い
・高熱に耐える(ものが多い)
があります。これはいずれもセラミックスの構成元素や結晶構造に起因するものです。そのほか非線形光学効果や圧電特性・磁気特性などで、他の材料は持ち合わせないユニークな特性をもつ材料が多いのも特徴です。

応用は主に3つに分けられ
(1)構造材料 例えば碍子 切削工具 半導体製造治具/材料はジルコニア、アルミナ、炭化ケイ素など
(2)機能材料 例えば圧電素子 非線形抵抗 光学素子 フェライト磁石/材料はチタン酸バリウムやニオブ酸リチウム、酸化亜鉛など
(3)生体材料 例えば人工骨、人工歯骨など/材料は水酸化アパタイト、アルミナなど
があります。

また「トラディショナルセラミックス」「ファインセラミックス」という分け方をすることもあります。前者は天然原料を使ったもので茶碗やレンガなどがこれです。後者は人工の原料を使うものでタービンロータ(窒化ケイ素)や絶縁碍子(アルミナ)が挙げられます。

セラミックスといわれても範囲が非常に広いですので、詳しくは各種の参考書に譲るとしまして、ざっと「セラミックスとはなにか」ということについてお話します。

定義の仕方はいろいろありますが、少し専門的に言うならば「共有結合性の高い無機物質」と考えておけばよいでしょう。もちろんセラミックスの分野で扱う材料はもう少し幅広いものですが。
セラミックスは身近な材料で、一日をセラミックスのお世話にならずに過ごすことはまず不可能です。まず茶碗がそうですし、自動車に乗るならエンジンのスパー...続きを読む

Qセラミックス

セラミックスは自動車のどの部品に応用されているのでしょうか?もしよろしければ教えてください

Aベストアンサー

いろいろありますけど、最も歴史の長いところでは、スパークプラグかな?

ご質問は、いわゆるニューセラミックスという意味ですか?
それともコンベンショナルセラミックスと呼ばれるものですか?

スパークプラグは、後者のものですが、
前者の例としては、たとえばターボチャージャーのタービンやコンプレッサーに使う場合があります。


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