理科講義ノート

セラミックス

物質の利用

セラミックス

  1. セラミックス
    1. 陶磁器
    2. ガラス
    3. ファインセラミックス
    4. セメント

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セラミックス

セラミックス (ceramics) とは、広義には陶磁器全般であるが、狭義では、基本成分が金属酸化物で、高温での熱処理によって焼き固めた焼結体を指す。

近年では、シリコンのような半導体や、炭化物、窒化物、ホウ化物などの無機化合物の成形体、粉末、膜など無機固体材料の総称として用いられている。セラミックスの語源は、ギリシャ語の「keramos」(粘土を焼き固めたもの)と言われている。

セラミックスは次のような性質を持っている。

ただし、上記のようにセラミックスと呼ばれる物質群は、極めて広汎で、その特性も様々であり、上記の性質が必ずしも当てはまらないものもある。

無機物、主に金属の酸化物を焼き固めて作られる物質をギリシャ語の「keramos」(粘土を焼き固めたもの)からセラミックスである。最近ではシリコンのような純粋な半導体の単体、炭化物などもセラミックスに含める。セラミックスという概念は幅が広く一律な性質はないが、しいて上げるなら次のような性質をもつ。

陶磁器

ガラス

ガラスとは明確な融点を持たない非晶質(内部に規則正しい構造を持たない)の物質の総称でプラスチックの一部やイオウなどにも見られるが、黒曜石以外には天然物に存在するものは少ない。

けい(珪素)砂--SiO2と炭酸ナトリウム(原料は食塩と石灰石)を混合し溶融したソーダ石灰ガラス(ソーダライムガラス,単にナトリウムガラス、ソーダガラスとも言う)が窓ガラスやガラス瓶に使用されるもっとも一般的なガラスである。

他に理化学実験器具や鍋や食器に使われるホウ珪酸ガラス(商品名パイレックス)や、グラスファイバーやハロゲン電球に使われる純粋な二酸化ケイ素だけからなる石英ガラスなどがある。

ガラスを水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウムと熱して作られたケイ(珪)酸ナトリウムは水ガラスと呼ばれ接着剤やシリコン樹脂の原料として利用される。

ファインセラミックス

セメント

セメントとは水で練ると固まるものの総称で建築用のポルトランドセメント以外に歯の治療に使われる歯科セメントなどがある。

ポルトランドセメントは石灰石と粘土などを加熱、粉砕しこれにセッコウ(石膏)を加えたものである。

石灰石(石灰岩)は自給できる数少ない鉱物資源である。石灰石を出発とする化学物質には次の関係がある。

モルタル・コンクリート

セメントはそれだけで使用されることはなく砂や砂利と混合して使用される。一般的な配合はおおむね以下のようなものである。



First Published
2006-04-01
Last Modified
2006-04-08 12:00:00 (JST)
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