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ファインセラミックスの強さ
硬度 剛性 靭性 比重
ステンレス鋼より硬いファインセラミックス
ファインセラミックスの大きな特徴は“硬い”ことです。工場で金属を切ったり削ったりする切削工具などにも使われています。物質の硬さを示す硬度は、とがったダイヤモンドを強い力で押しつけて、できたキズの大きさで調べます。アルミナセラミックスの硬度がステンレス鋼の約3倍、炭化ケイ素はステンレス鋼の4倍以上の硬度を持っており、ファインセラミックスはとても硬い材料なのです。


用途 : 切削工具、軸受け部品等
 
様々な特性を持つファインセラミックスの種類(材料)の紹介

解説
硬度
ファインセラミックスの硬度は、 一般的にビッカース硬度で表され、ファインセラミックスの硬さ試験方法はJIS R1610に規定されています。ビッカース硬度は、試験片にダイヤモンド圧子を押し込んだ際に示す抵抗を表す数値です。硬度が高いことがファインセラミックスの特長の一つであり、耐摩耗性の良さは、これに起因しています。この特長を生かし、ポンプ部品、切削工具、シールリング、軸受けなどに多くファインセラミックスが採用されています。

ビッカース硬度のグラフ
図:ビッカース硬度のグラフ ファインセラミックス·炭化ケイ素22.0GPa、アルミナ15.7GPa、窒化ケイ素13.9GPa、ジルコニア13.2GPa、金属·超硬合金15.5GPa、ステンレス鋼5.0GPa (測定方法/JIS R 1607-1990記載のIF法破壊靱性値を算出するときに用いられるビッカーズ硬さ)
グラフ値の引用については「グラフ値の引用について」よりご確認ください。

ファインセラミックスの強度
ファインセラミックスの強度は、その試料中に含まれる欠陥(傷や内部に含まれる異物や異常粒成長した結晶)の大きさにより決まります。したがって、ファインセラミック部品が大きければ、より大きな欠陥が内部に存在する可能性が高くなり、大きな試料は小さな試料と比較して低い強度を示します。このことは、金属やプラスチックが材料特性として強度が定まるのに対し、ファインセラミックスの強度はプロセスで変化するという点で大きく異なる性質を持つと言えます。

耐摩耗性
硬さを誇るファインセラミックスは、“すり減りにくさ”という耐摩耗性でも一般的な金属を大きく引き離しています。ファインセラミックスと金属に、とても小さなガラスビーズを勢いよく長時間吹きつけつづけて減り具合いを検査した摩耗テストでは、どのファインセラミックスもステンレス鋼と比べ10分の1ほどしか減りませんでした。また、ファインセラミックスと金属を取り付けた円盤を湿った砂の中で8時間回転しつづけたテストでは、さらにファインセラミックスが摩耗しにくいという結果を示しています。
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