ファインセラミックス ５

陶芸では、「焼成」と言いますが、ファインセラミックスでは、「焼結」と言う言葉を、使います。

６）　ファインセラミックスの焼結

　　焼結とは、固体粉末の集合体を、融点よりも低い温度で、加熱すると、固まり、緻密な物体に成る事

　　です。

　①　焼結では、圧縮などで、成形された、セラミック原料を、その融点以下（融点の90％以上）で、

　　　加熱し、融着合体（一体化）させる事で、緻密化が進みます。
　　　
　②　焼結方法は、大気中、真空中や、非酸化雰囲気（様々なガス）中など、目的に応じて、色々な方法が

　　　あります。 一般に、加熱は、1気圧の空気中で、行われる事が多いです。（常圧焼結 ）

　　　この方法は、最も一般的な、焼結方法で、ファインセラミックスの製造に、広く適用されています。

　　　（還元焼成 ：　材料が酸化しない様な、雰囲気中で、酸素を制御しながら、焼成する方法。）

　　　又、焼結の促進や、安定化の為に、「焼結助剤」と呼ばれる、添加物を用いることも多いです。

　③　焼結の過程で、成形された原料は、加熱前の形状を、おおむね維持されます。

　　　但し、物体の外形寸法は、小さくなり、密度、強度、及び弾性率は大きく成ります。

　　　又、形成される物体は、多結晶体である事が多いですが、「アモルファス」が、形成される事も

　　　あります。　

　　　・　注　「アモルファス」とは、非晶質金属の事で、元素の配列に、規則性がなく、全く無秩序な

　　　　状態を言います。
　
７）　 焼結方法（熱源）

　　焼結温度は、原材料の種類に拠って、低温（７００℃程度）～超高温（３０００℃）まで、様々です。

　①　遠赤外線（電気炉）：

　　超高温電気炉(スーパーカンタル線使用）は、焼成温度 1700℃で、材料を焼成する事ができます。　　

　②　マイクロ波焼結（焼成）：

　　ガス、電気などの外部加熱とは異なって、被焼結体そのものが、熱源となるため、複雑形状品や

　　大型品も、短時間に焼成できます。「省エネ」とも成ります。

　　圧電材料の粒子を成形後、マイクロ波を照射し、加熱焼結させる事による、圧電体を製造する方法

　　等に、使われます。

　　・　波長が1mm～1mの領域の電波を、マイクロ波といい、この電界の中に絶縁物（誘電体）を置くと
　　　
　　　　分子は回転又は振動し、摩擦熱によって発熱します。

　　　物質自体が、発熱体となり内部も外部も、一様に加熱でき、加熱が速く効率も良いので、素地の

　　　乾燥や、焼結に用いられています。

　③　プラズマ溶射（焼結） ；

　　）　プラズマエネルギーを用いて、溶融状態又は、それ以上に加熱した、溶射材料の粒子又は

　　　　粉末を、高速で、被溶射物面に吹き付けて、その表面を、溶射材料で被覆する方法です。

　　）　直接又は、高周波によるアーク放電によって、高温のプラズマを作り、この中で焼結すること。

　　　　比較的雰囲気が、自由に得られる事、加熱時間が短く、粒成長の少ない焼結体が、得られます。

以下次回に続きます。