材料プロセス学2 導入.

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1 材料プロセス学2 導入

2 セラミックスって何ですか ？ 「熱処理によって得た非金属の無機固体材料」 セラミックスのルーツは「土器」である
セラミックスって何ですか　？ 「熱処理によって得た非金属の無機固体材料」 セラミックスのルーツは「土器」である 紀元前3000年前から作られている 欠点　水を吸ってしまう 応用　釉掛け（ガラスの応用） 「陶磁器」 主成分は粘土に含まれている珪酸塩 (SiO2やNa2CO3,CaCO3,)

3 古代エジプトの陶器の作成

4 セラミックス(Ceramics)の定義 伝統的セラミックス 陶磁器、耐火物、セメント、ガラスなど ファインセラミックス
語源　ギリシャ語のケラミコス(keramikos) 人為的熱処理により作られた非金属無機質固体材料 伝統的セラミックス　 陶磁器、耐火物、セメント、ガラスなど ファインセラミックス

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8 鋳込み成形

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10 ファインセラミックス 身の回りはファインセラミックス でいっぱい！ ・精選された原料を用いている
・高度に制御された製造過程と技術によって生産されている ・寸法精度を含めて精密に設計されている ・高度な機能を持つ 身の回りはファインセラミックス 　　　　　　　　　　　　　でいっぱい！

11 金属酸化物の結晶構造 ・結晶構造の一つの単位は非常に小さい ・規則正しい配列を持つ １ １億 cm

12 結晶（セラミックス） ガラス

13 10mm 電子顕微鏡で見たセラミックスの表面

14 電磁気的機能 ・高絶縁性（コンピュータなどの集積回路） 　Al2O3, BeO ・誘電性（高容量キャパシタ） 　BaTiO3 ・圧電性（発振子、着火素子、圧電トランス） 　Pb(ZrxTi1-xO)3, SiO2(水晶単結晶) ・半導性（サーミスター、バリスター、透明電極） 　ZnO-Al2O3, In2O3-SnO2, BaTiO3-SrO ・イオン伝導性（燃料電池、酸素ガスセンサー） 　ZrO2-Y2O3, b-Al2O3

15 今後も広がるセラミックスの世界 高温型燃料電池 天然ガスを利用して発電する 水の電気分解と逆の化学反応 コンピュータメモリー
現在シリコン半導体が使用されている 近い将来、強誘電体メモリー材料 固体型充電用電池 現在は液体の電池が使用されている 携帯電話など 環境改善用 NOx分解セラミックス

16 抗菌材料、撥水性材料 トイレの便器 車のミラー 紫外線透過防止 車の窓ガラス ビルの窓ガラス センサー材料 温度センサー 二酸化炭素センサー 赤外線センサー 太陽電池 太陽光を利用した発電システム コンデンサーを利用した電気貯蓄システム

17 ボーンチャイナ

18 宝石

19 エメラルド　　 Be3Al2Si6O18 オパール　　 SiO2･nH2O トパーズ（無色・黄～淡褐色・青・ピンク等）　　 Al2SiO4(F,OH)2 ルビー（赤） Al2O3の一部がCrで置換 サファイヤ（青） Al2O3の一部がFeやTiで置換 ダイヤモンド　　 C 人工ダイヤモンド ZrO2やTiO2

20 ほうろう（タイル）

21 応用例 機械的機能 ・研磨材、砥石、切削工具、包丁 　Al2O3,ZrO, TiC, TiN, WC, 等 セラミックス製砥石 ジルコニアの包丁

22 ・生体機能材料（人工骨、 人工歯根、抗菌材料） 　Ca10(PO4)6(OH)2

23 ・硬磁性（磁石、磁気テープ） 　g-Fe2O3 耐熱材料 （スペースシャトルの外壁）

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25 携帯電話に用いられる電子デバイス用セラミックス

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