他の素材と同様に、セラミックも極度の熱にさらすと、最終的には溶けてしまいます。
この記事では、セラミックの融点に関するあらゆる事実を解説します。さらに、様々な種類のセラミック材料の融点についても解説します。
非常に高い融点を持つ窒化アルミニウムセラミック
セラミックの融点とは何ですか?
ほとんどの陶磁器には単一の 融点 むしろ高温では結晶構造が分解されるか、または維持されます。
一般的にセラミックは融点が高く、2000℃をはるかに超えます。 そのため、高温用途に適しています。また、セラミックは金属とは異なり、溶けないことも理解しておくことが重要です。
その代わりに、より長い遷移過程を経て、完全に液体に変化することなく、軟化して粘性状態になることもあります。特定のセラミックの融点は、組成元素、化学的不純物、焼成条件によって影響を受ける可能性があります。
これらの温度を知っておくと、特に特定の環境において、プロジェクトに使用する最適なセラミック材料を決定するのに役立ちます。
セラミック材料とその融点の例
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セラミックの種類 |
融点（℃） |
融点（°F） |
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アルミナ（Al2O3） |
2072 |
3761 |
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ジルコニア（ZrO2） |
2715 |
4919 |
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シリカ（SiO2） |
1713 |
3115 |
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ムライト（3Al2O3·2SiO2） |
1850 |
3362 |
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磁器 |
1700-1800 |
3092-3272 |
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ガラス |
1000-1500 |
1832-2732 |
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粘土（様々） |
1000-1300 |
1832-2372 |
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炭化ケイ素（SiC） |
2730 |
4946 |
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窒化ケイ素（Si3N4） |
1900 |
3452 |
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マグネシア（MgO） |
2800 |
5072 |
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マコル |
800 |
1472 |
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窒化アルミニウム |
2200 |
3992 |
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炭化チタン（TiC） |
3160 |
5720 |
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炭窒化ハフニウム（HfCN） |
4110 |
7430 |
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炭化ニオブ（NbC） |
3490 |
6314 |
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窒化ハフニウム（HfN） |
3385 |
6125 |
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ホウ化ジルコニウム（ZrB2) |
3245 |
5873 |
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ホウ化チタン（TiB2） |
3225 |
5837 |
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窒化チタン（TiN） |
2950 |
5342 |
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ホウ化ニオブ（NbB2) |
3050 |
5522 |
|
窒化ジルコニウム（ZrN） |
2950 |
5342 |
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窒化タンタル（TaN） |
2700 |
4892 |
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ホウ化タンタル |
3040 |
5504 |
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炭化バナジウム（VC） |
2810 |
5090 |
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窒化バナジウム（VN） |
2050 |
3722 |
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ハフニウムカーバイド（HfC） |
3958 |
7156 |
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タンタルカーバイド（TaC） |
3768 |
6814 |
セラミック材料とその融点の折れ線グラフ（°C）
セラミック材料とその融点の折れ線グラフ（°F）
セラミックの融点が用途を決定する仕組み
–高温用途
アルミナやジルコニアなどの高融点セラミックスは、高温耐性が求められる用途に選ばれます。例えば、炉のライニング、窯の部品、あるいは金属が溶融するような条件に耐えなければならない航空機エンジンなどです。
–電気絶縁
電気部品を扱う際には、アルミナや窒化ケイ素などのセラミックが役立ちます。これらのセラミックは高温でも優れた絶縁性を発揮します。融点が非常に高いため熱に対して不活性であり、絶縁体、スパークプラグ、その他の電気製品に応用できます。温度や絶縁の変動は故障につながる可能性があるため、この信頼性は電子機器や発電などの産業にとって不可欠です。
–耐摩耗性
摩耗に耐える材料が必要な場合は、高融点の炭化ケイ素や炭化ホウ素などのセラミックスを選択します。これらのセラミックスは、使用中や応力を受けても劣化しないため、切削工具、研磨材、防具などに使用できます。高融点材料を使用しているため、セラミックスと接触する工具や部品の耐久性が向上します。
–化学的安定性
化学分野では、炭化チタンやマグネシアといったセラミックスが用いられます。これらは高温や腐食性物質への耐性に優れています。これらの特性により、化学プロセス装置、るつぼ、実験器具などに最適です。融点の高いセラミックスを選択することで、金属機器の劣化を防ぎ、信頼性の高い運用を実現できます。
よくある質問。
1. セラミックの最高融点は何ですか?
セラミックの最高温度は、炭化チタン (TiC) などの材料の場合、約 3160 ℃ です。
2. セラミック材料はどの温度に耐えられますか?
セラミック材料は、約 3,160 °C までの温度に耐えることができますが、これはセラミックの種類によって異なります。
3. セラミックは何度の温度で割れますか?
セラミックは熱に敏感で、500°C ～ 1,000°C（約 932°F ～ 1,832°F）の温度範囲内で熱衝撃を受けると割れる可能性があります。
4. セラミックはなぜ溶けにくいのでしょうか?
セラミックはイオン性かつ共有結合性であるため、簡単には溶けません。また、破壊するには大量の熱が必要です。
5. セラミックは熱で壊れますか?
はい、セラミックは熱衝撃を受けたり、急激な温度変化があったりすると熱により破損し、ひび割れが生じる可能性があります。
結論
セラミックスの融点を知ることで、高温用途に最適な材料を選択できます。これにより、電子機器や航空宇宙を含む様々な分野における性能、安全性、耐久性を確保できます。