セラミック

焼き物同士を組み合わせた材料である焼き物複合材料は、軽くて丈夫、しかも熱にも強い夢のような材料です。焼き物は、熱に強く、硬くて、高温でも壊れにくいといった優れた性質を持っています。しかし、脆くて壊れやすいという弱点がありました。この弱点を克服するために、繊維や粒子といった補強材を焼き物に混ぜ込み、強度と粘りを向上させたものが焼き物複合材料です。これは、鉄筋コンクリートとよく似ています。鉄筋コンクリートは、脆いコンクリートに鉄筋を埋め込むことで強度を高めていますが、焼き物複合材料も同様に、補強材を加えることで、単体では脆い焼き物が、強くて信頼できる材料へと変化します。 焼き物複合材料の種類は、補強材の種類によって大きく分けられます。繊維状の補強材を用いたものは繊維強化焼き物複合材料、粒子状の補強材を用いたものは粒子分散強化焼き物複合材料と呼ばれます。繊維強化焼き物複合材料は、連続した繊維や短い繊維を焼き物の中に埋め込むことで作られます。繊維の種類としては、炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維などが用いられます。これらの繊維は、引っ張る力に強いという特徴があり、焼き物の強度を大きく向上させます。一方、粒子分散強化焼き物複合材料は、微細な粒子を焼き物の中に分散させることで作られます。粒子としては、炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナなどが用いられます。これらの粒子は、焼き物の硬さと耐摩耗性を高める効果があります。 この革新的な材料は、高温や高圧といった厳しい環境下でも優れた性能を発揮します。そのため、様々な分野で活用が期待されています。例えば、自動車のエンジン部品やブレーキ部品、航空機の機体やエンジン部品、発電所のタービンブレードなど、高い信頼性が求められる箇所に用いられています。また、医療分野でも、人工関節や人工歯根などの材料として利用されています。今後、更なる研究開発によって、焼き物複合材料の性能はさらに向上し、より幅広い分野での活躍が期待されます。