ファインセラミクス読本：セラミクスの焼結方法 2
あー憂鬱だな。
全然理解できてないし、さっぱりわからない。
ウダウダ言うても仕方ないのでやってみます！
- 常圧焼結
セラミックスの焼結とは、で最初に思い浮かべてOKです。普通の焼結法。
通常焼結といえば、この常圧焼結法で、最も広く使われている方法です。例えば、備前焼を始めとする陶磁器とか、（推すねー備前焼）
あとは耐火物とかですかね。
この方法は原料を成形してあとは焼くだけ～という単純な工程なので、ほかの方法に比べてお財布にやさしい。コストが安いです。
でもねこの方法では焼結体を完全に緻密にすることは少し難しいです。（緻密の意味はきめが細かくて、落ち度がないという感じのイメージです。）
ですが、難しい代わりに複雑な形状のものでも適応できて、操作も簡単なんだよ、しかも量産性もあるしってほらね、こゆとこが一般的に愛される理由なんですよね。
焼成はN2中で1700～1800度、まぁ普通の大気中で焼くんだよってことですね。ちなみに焼成収縮率は約18％です。結構収縮するんね！
100センチだったら18センチもなくなっちゃうってことでしょ？
ヽ(ﾟ∀ﾟ)ﾒ(ﾟ∀ﾟ)ﾉ
5 反応焼結
ちょっと順番前後しますけどね、失礼しますよっと。(/∀＼*)
これも以前
で説明してたんですけど、この方法は非酸化物系特有の焼結法です。化学反応によって焼き固める方法になります。
以前はメンヘラだとか訳の分からない説明をしていたので、今回はもうちょっと理解したというところをアピールしたいと思います。笑
メンヘラちゃんの非酸化物Si3N4で説明もっかいしますね！笑
まずSi粉末の成形体を作ります。そしてこれを窒素（N2）気流中で焼成すると
なんとSiとN2が反応をするというもの。
そしてその反応を経て、Si3N4の焼結体ができあがるのです。
どうしてSi+N2がSi3N4になるのかね？
説明してほしかろうが。笑
だけどね、こればかりは「どうしてお空は青いの？」って言うてるようなもんなのだそうです。(/∀＼*)笑
そっか、ならもう仕方ないよね。そういうことなんだと納得するしかありません。
ちなみにこれはN2ガスが反応源となるので、多孔質になることは避けられません。気孔ができるわけです。
多孔質とは：porous、多数の細孔をもつこと。
はいはい、細孔とは？→空孔です。
ほーう、それなら空孔はなんなんだよヾ(‘ω’)ﾉwww
調べれば調べるほど訳わからん言葉が出てくるってどーなの？笑
空孔とは簡単に言うと原子のトビってことなんですかね、どうなんでしょうね？
もう個人的な解釈なのでちゃんと理解できてるのかはわかりません。
原子というのは基本的にきれいに整列してるんですって。
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こんな感じね。
ところが空孔があるというのは
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こんな感じです。この白いところを空孔というのであります。
もう結晶格子レベルの話です。
はい、ってめちゃ難しく事を考えていたんですけどもね！笑
ちょっと詳しい人に聞いてみたら全然簡単に理解できたんで上記のことはいらない人は無視しといてね笑
その前にこのSiとN2の反応焼結上の特徴をまず説明させて。
常圧焼結では盛大に18％も収縮しましたが、この反応焼結はほとんど寸法変化がありません。これが特徴の一つ。
そして多孔質は避けられないという点。
ということでまとめると、焼成収縮はほぼ0％、焼成時間は長く温度は大体1300～1600度、そして13～20％の気孔を含みます。
このように収縮をしないということは緻密じゃないということです。そして原料のSiの嵩がそのまま残るということですわ。
やっぱり文字にしても難しいので私の渾身の一作を…。
常温焼結の場合は18％収縮します。
あ、上が焼結前、下が焼結後ね。
こうしてみると、①～⑩までの間隔が狭まったのわかります？
ぎゅーっと圧縮されるわけです。なのでその結果緻密になるんですよ！
では反応焼結の収縮が0％ということは…？
このようにN2と反応してSi成形品がSi3N4焼結体になったわけで、しかし収縮0％なので緻密さはありません。
もとのSiの嵩がそのまま残るということは、原料の配置が変わらないんです。
常圧焼結時は②～⑩が全部左に寄ってますけども、この反応焼結はそのまま変わらないのでどうしても①～⑩に隙間があいてしまうんです。
そう！これが気孔なのです。ここが13～20％ってことなのだよ！
( ﾟДﾟ)分かったかね！？
常圧焼結の説明時に完全に緻密にすることは難しいと言ってます。ので、反応焼結よりかは緻密だぜ、ってことね。
あ、もう疲れた。また次回。
(´д｀i)
