ファインセラミクス読本:セラミクスの焼結方法 3
さて、1と5は理解しました。(たぶんな。)
残りの分ですが、ちょっと私には興味がわかない(←おいwww)のですけど、2のホットプレスを説明してみようと思います。
なんで2に興味を持ったかというと、これ、緻密な焼結体を作るのが得意な子なんです。
前回緻密が緻密がってあれだけワーワー騒いでたんだから、気になるじゃん、そういうの。
ホットプレス、これは加圧焼結法といわれる分類です。
このグループには他にガス圧焼結、熱間静水圧焼結があります。
まずホットプレスくん。(てかホットプレスしか説明しないけどwww)
文字から想像するに、高温でプレスすんのかな?
とりあえずホットプレスがどういうものかを説明するとだなヾ(・∀・`*)
ホットプレス法とは高温で外圧の助けを借りるというやり方です。なんか専門的になるからね、これ以上は説明しませんけど、てかできませんけど、常圧焼結法は表面エネルギーに由来する表面応力を利用して緻密化させるというやり方ですって。
…….φ(*-ω-*)
ではどういう感じで外圧の助けを借りるのかというと、基本構造はこんな感じ。
原料は真ん中のオレンジの部分。ちっさ。
その周りはモールドで囲まれていて、その外から所定の温度で加熱して加圧するらしい。
モールド…
型ってことです。
そ れ な ら さ!
普通に型って言ってよ。モールドってわざわざカタカナにする必要があるんですかーどうなんですかーーー!!!
こやってやる加熱加圧のバリューセットはとてもお得でして、効果としては
- 焼結温度を通常より下げてできる
- 焼結速度があがる
- 難しい焼結物質の緻密化も任せてっ!
こんなメリットがあります。
ところでこの方法は型材の選定が重要なポイントになります。基本的にこのモールド(笑)には、
3つの素材の違いって何かといいますと、
黒鉛は最高使用温度は2500度(高!)、最高圧力は700kg/cm2(←もはやこの単位がなんなのか…汗)、そして中性雰囲気で焼結させる。
ふ…中性雰囲気。どんな雰囲気や。
アルミナは最高温度が1200度、最高圧力は2100kg/cm2(おぉ!黒鉛よりだいぶ!)、そして機械加工が困難で、取り扱いが面倒で、熱衝撃に弱くて、クリープしやすい。
だいぶ面倒だな、アルミナ。
ちなみにクリープはなんか滑るみたいな意味よ。ほら、車の運転でクリープ現象ってあるじゃない?あれあれ。(たぶん)
ジルコニアもアルミナと同じようなもんです。
こんな素材を使うので安くて寿命が長い型材が得られないんですって。
あと工程上の自動化による生産の高速化が難しくて、結局は利用に限界があるとされてるみたいです。
ではこれからちょっと宇宙に旅行してみましょう。一緒に宇宙でアヒアヒしましょう!
いきますよー。
ホットプレスの一例として窒化ケイ素を紹介します!
窒化ケイ素の粉末に、例えばマグネシアなどの焼結助剤を加えて1700度で300kg/cm2の圧力を加えていうと、それらは緻密化します。
この場合、窒化ケイ素は黒鉛のモールドと反応して表面に炭化ケイ素を形成します。
その為、窒化ホウ素を黒鉛型に塗っておきます。そうすると反応の防止と、型から外すのがとっても楽にできるようになります。
どうでした?今回の宇宙旅行!
こんな感じで窒化やら炭化やらケイやらホウやら、いろいろ反応して変わってっちゃうんですね。
離型剤(宇宙旅行で言えば窒化ホウ素)の使用は、常に留意する必要がありますよ。
変なの使ったらまた変に反応しちゃうしね!
と、いうことでもう焼結終わり!
あーほんとに疲れたよー。タピオカミルクティが切実に飲みたい。
ファミマのタピオカミルクティがめちゃおいしんだよー(・∀・)