ファインセラミクス読本：ファインセラミクスの製造工程
セラミックスは原料粉末を焼いて固めて（焼結）作られます。
不純物の存在はそれはもう有害ったら有害。目的とする特性がうまく出せないことが多いです。
そのため、ファインセラミックスでは、原料をいかにちゃんと選別するかがとても重要。
高温、高強度材料としてのSiC（Silicon Carbide、炭化ケイ素）やSi3N4（Silicon Nitride、窒化ケイ素）などでも、高！純度な原料を用いてはじめて価値ある機能を与えることが出来ます。
いくら炭化ケイ素や窒化ケイ素を使ったところで、
その原料たちが純度が低いものだったらすべては台無しということでしょうか。
ま、これは基本的にということです。
もちろん例外もありますので。
さて、ファインセラミックスの製造工程ですが、
まず①原料。
色々と材料はあるんです。まぜまぜ。
それらを②調合していくのであります。
そして調合した原料を③乾燥させ、造粒、粉末のものを固めて粒状にしていくわけであります。
そしてそれを④成形します。
この成形にはいろいろ種類がありまして、
ブチャっと押し出して成形をする「押出し成形」
ギュっと圧縮する「ラバープレス」
そしてよくプラスチックの成形に使われるらしんですけど「射出成型」
これは圧を加えて金型に流し込み、型に充填して成形する方法です。
他にも「鋳込み成形」（石膏型に流し込み）「テープ成形」（薄いテープ状に連続して成形）等多くの方法があります。
SiCやSi3N4等の高強度材料に対しては均質でなければならなく、高度な技術を必要とします。
さて、ここで⑤加工が入ります。もちろん加工しないものもあります。
ん？ここ加工てなにをするんや？
って本に書いてないってゆwww
なんでや(笑)
まぁとりあえずなにかしら加工するんでしょうよ。
さ、それが終わったらいよいよついに⑥焼成でございます。
「常圧焼結」は最も簡単で最も一般的な焼結法です。大気圧下で焼結させ、量産性があり、いろんな形のものを一気に焼結させることが出来るというメリットがあります。
大気圧下で焼結って難しいこと書いてるけど、要は普通に焼結させるってことよね？
但し、Si3N4（窒化ケイ素）をこれで焼結させるときは焼結助剤として大量の酸化物を加えて焼結させますので、高温における強度が低下し、収縮が大きいなどのデメリットがあります。
「反応焼結」は非酸化物系に特有の焼結法です。
非酸化物…？SiC（炭化ケイ素）やSi3N4（窒化ケイ素）などです。
彼らは高温で酸化して、SiO2（Silicon Dioxide、二酸化ケイ素）を生成するので、焼結自は酸素を含まない非酸化性雰囲気で行われます。つまり真空ってこと？
さて、これから言うことはかなり宇宙語です。
この非酸化物くんたちは出発原料と焼結体は別種であります。焼く前と焼いた後ってことかね。
Si3N4の場合、ケイ素の粉末によって成形体を作り、窒素中で加熱すると、Si+N2→Si3N4の反応によってSi3N4が生成すると同時に焼結も進行します。
SiCについては、Si+C→SiC の反応となるわけです。
この焼結法の長所は常圧焼結のように焼結助剤を使用しないので、セラミックスの性能が劣化しないことです。そして短所は彼らの反応を利用するために最後まで開気孔が必要で、従って繊密化度が低く、機械的強度も高くないことがあります。
はいわからんー。
Si+N2→Si3N4ってなんやねん。
なんでNが2から4つに増えるんやwww
Siなんて3つになってるし笑
…あ！さっき高温で酸化してSiO2を生成するて書いてたから、てことはそれと反応…！ってSi3N4にまずO2おらんし。
ま、まぁとにかく！！
はい焼いちゃいますよーって時にはSi+N2ちゃんだったけど、
はいおかえりー！って出した時にはなんや成長してSi3N4様になりました。
へんな助剤は使わない箱入り娘でして、もう純真無垢なステキな子なんです！！！
でも開気孔が必要ってこれまた相当手がかかる娘なんですわ…。
そして緻密化度が低く、機械的強度も高くないって不健康でメンヘラってことかな。
さいてー。笑
あ、だめだ、なんかめちゃくちゃ脱線してきた笑
他にも「ホットプレス」というまんま字から想像できる焼成法もございます。
ついに⑦加工です。
さっきの⑤の加工とは別物なのでお間違えの無いように。
こちらの加工は先ほど焼成したものを切削や研削・研磨、接合等して製品を作っていくものです。
そしてその結果⑧製品として旅立っていくわけです。
色々とややこしいこともありますが、
セラミックスの製造工程はざっとこんな感じです。
意外に手がかかっているんですね…。
