ファインセラミックス

セラミックス(→ セラミック)とは従来セメント、ガラスなど、天然の無機物を高温で焼結した無機非金属材料をさす。このような従来の伝統的セラミックスに対し、ファインセラミックスは、高温高強度、熱膨張係数が小さい、耐摩耗性が高い、などの特定の条件をひきだすためにつくられた。精製された高純度、微粒の人工原料を精密に成形し、制御した条件下でやきかためてつくるセラミックスである。

伝統的セラミックスの本来もっている耐熱性、耐久性、硬度をたもったまま、電気的、磁気的、光学的機能などのすぐれた特性をもたせることができる。組成から酸化物セラミックスと非酸化物セラミックスに分類される。酸化物セラミックスは酸素と金属元素などが結合してできたもので、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化ジルコニウム(ジルコニア)などがあり、非酸化物セラミックスは炭化物、ホウ化物、窒化物など酸化物以外のセラミックスをいい、炭化ケイ素(シリコンカーバイト)、窒化ホウ素(→ ボロンナイトライド)、窒化アルミニウムなどがある。

ファインセラミックスは、その特性と用途によりエレクトロセラミックス、エンジニアリングセラミックス、バイオセラミックスなどに大別される。エレクトロセラミックスとは、誘電性、導電性、電子放射性などの電気的機能と磁気的機能があり、エレクトロニクス分野に利用されるセラミックスのことである。機能により絶縁体、誘電体、半導体、磁性体、超伝導体(→ 超伝導：高温超伝導)などに分類される。絶縁体のアルミナなどは集積回路用基板などに、誘電体のチタン酸バリウムはコンデンサー材料として自動車、オーディオ、コンピューターなどの電気製品にもちいられる。

エンジニアリングセラミックスとは、機械部品など構造用材料にもちいられる硬度や靭性(じんせい：粘り強さ)にすぐれたセラミックスのことである。曲げや伸びに弱かったセラミックスの弱さを克服し、すぐれた耐熱性、耐食性、耐摩耗性をもつ。高温、腐食性雰囲気などのきびしい条件下でも使用できる。とくに高温で使用できる炭化ケイ素と窒化ケイ素が開発中である。エンジン、ガス・タービンなどの構造材料にもちいられる。

また、セラミックスが衝撃力に弱く、もろいという欠点をおぎなうために、構造を耐熱性の高い金属で製造して、表面をセラミックスでおおう複合材料も研究されている。

一方、バイオセラミックスとは、耐食性、生体親和性がよく人体に影響が少ないセラミックスのことである。アルミナ、炭素などは体内で安定な材料である。アルミナ単結晶の人造サファイアは強度が高く人工歯根にもちいられる。→ 生体適合性材料