セラミックス 第 2 回目 ( 2号館 2301教室 ) 2016年 4月 19日(火) 工学部 材料工学科 教授 永山 勝久 はじめに・・・ セラミックス(ceramics)とは何か? *土(粘土,天然の無機材料)を 製品形状にして、固めて焼いた物 の総称(⇒ 瀬戸物,花瓶,壺,食器 ) 陶磁器*のように昔から使われている材料(製品)であるが、 先端科学・工学技術(ハイ・テクノロジ- ex. IT産業) を支える基盤材料に移行・展開 IT:Information Technology・・・情報・通信技術 (ICT:Information and Communication Technology) セラミックス材料の変革 ○窯炉材料(炉内レンガ) ○建築材料(屋根瓦) ○家庭用品(食器・陶磁器) :窯業製品(従来型用途) (クラシックセラミックス) ニュ-セラミックス〈次世代の材料へ〉 【代表例】:絶縁用ガラス〈電気工学用〉→ IC, LSI用基板 ICパッケージ ・・・ 〈電子工学用先端材料〉 学問から見たセラミックスの現状 問題点 合成 (製造) 有機材料(ポリマー:プラスチック、ゴム材料) のようなミクロ結合(原子,分子結合)制御が 困難 物性 (特性) 金属材料のような特性と構造の関係が不明確 <構造特性> 先端セラミックス(ニューセラミックス)材料の現状 - 主な用途・応用分野 - ① 電子・磁気材料関連(電子・磁気デバイス用材料) ・・・半導体、誘電体、コンデンサ、IC基板、ICパッケージ ② 光通信用ファイバ-(Optical fiber) ・・・高速LAN用通信用,超高純度シリカ(単結晶SiO2) ③ レーザー発振用素子材料 ・・・超高純度セラミックス単結晶 (ex.ルビーレーザー YAGレーザーなど) ④ 高温高強度セラミックス ・・・自動車用エンジン材料(ハイブリッドカーなど) ジェットエンジン材料 次世代航空・宇宙用材料 セラミックス材料の今後の展開 酸化物系超伝導材料 (ex.Bi-Sr-Ca-Cu-O系) ①エネルギ- :セラミックス高温超伝導材料 「燃料電池」としてのセラミックスの応用 ②生命科学 :生体用材料・・・人工骨,弁,関節,歯 ③原子力工学:原子炉用材料 ④宇宙工学 高温高強度特性 耐中性子特性 :スペースプレーン(宇宙往還機)*,ロケット 国際宇宙スーション 等の主要構造材料 *スペースプレーン:次世代航空機 「宇宙材料実験」における主要研究対象材料 (無重力環境を利用した物質創製科学研究)
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