파인 세라믹스란? 쉽게 알기 쉽게

세라믹이란?

세라믹(영어: ceramics)이란, 비금속의 무기 원료를 조제, 성형, 소성한 재료, 혹은 제품(가업 제품)의 총칭입니다. 금속 재료, 고분자 재료(플라스틱이나 고무 등)와 줄지어 “삼대 재료”의 일각을 하고, 친밀한 물건으로 말하면, 유리나 도자기, 시멘트 등이 세라믹스의 일종에 해당합니다.

인류와 세라믹의 역사는 금속보다 압도적으로 오래되었고, 15,000년 이상 전에 거슬러 올라갑니다. 음식의 조림이나 저장용으로 만들어져 있던 토기가 최초로 되어, 그 후, 소성 기술의 발전과 함께 도기·도자기를 획득했습니다. 19세기에 들어가면, 유리나 시멘트, 내화물 등의 공업용 세라믹스의 개발·양산화가 실현. 계속되는 20세기에는, 원료의 고순도화·조성의 조작·제조 프로세스의 기술 혁신을 배경으로, 기능성을 비약적으로 향상시킨 파인 세라믹스(자세한 ​​것은 후술)가 등장했습니다. 동시기에 보급되기 시작한 엔지니어링 플라스틱과 함께, 전세계의 재료 메이커가 소재 개발에 적극적으로 임하게 되어 오늘까지 계속되고 있습니다.

세라믹과 금속, 수지(플라스틱)의 차이

세라믹과 금속, 고분자 재료의 대표인 수지(플라스틱)의 차이는 무엇일까요? 금속·수지와 비교했을 때의 세라믹스의 뛰어난 특성을 아래에 나타냅니다.

・고경도

・내마모성

・내열성

・열팽창계수(열팽창률이 작음)

・치수 안정성

・절연성

・내식성

・내약품성

・화학적 안정성

한편,

・취성

・가공성

・열충격 파괴 특성

같은 단점도 있으므로 취급에 주의가 필요한 경우도 있습니다.

ファインセラミックスとは？

다음으로 미세 세라믹(영어: Fine Ceramics)에 대해 설명합니다. 세라믹(광의의 세라믹스)은, 점토·장석 등 천연 광물을 원료로 하는 도자기나 유리로 대표되는 올드 세라믹스(협의의 세라믹스)와, 전술한 바와 같이, 고순도로 정제하여 인공적으로 생성된 원료에 대해, 화학 조성을 컨트롤 한 데다, 고도의 조합·성형·소성 기술을 구사해 제조한 파인 세라믹스로 분류됩니다. 후자는 전자와 비교하여 뉴 세라믹이라고도 불립니다.

또한 미세 세라믹은 ①엔지니어링 세라믹스 ②매시너블 세라믹스(쾌삭성 세라믹스) 라는 두 종류로 세분화할 수 있습니다. ①은, 소재를 성형 후에 고온에서 소성하기 때문에, 선반이나 머시닝 센터에 의한 절삭 가공은 기본적으로 불가능해져, 연삭 가공 혹은 연마 가공에 의해 마무리를 실시합니다. 한편 ②는, 소성하지 않기 때문에 절삭 가공할 수 있어 형상 자유도가 비교적 높습니다. 단, 금속이나 수지 재료와 비교하면, 고경도로 빠지기 쉽고, 가공성도 뒤떨어집니다. 또한 ①에 비해 내마모성도 나쁘다.

미세 세라믹의 종류와 가공에 있어서의 3개의 포인트

미세 세라믹의 종류와 가공에 있어서의 주의점에 대해 해설합니다.

여기서는 미세 세라믹 = 엔지니어링 세라믹이라고합니다. 유통량이 많은 대표적인 미세 세라믹은 다음과 같습니다.

・알루미나(Al₂O₃)

・탄화규소(SiC)

・지르코니아(ZrO₂)

・질화알루미늄(AlN)

・질화규소(Si₃N₄)

가장 유통량이 많은 것은 알루미나로, 탄화규소와 마찬가지로 연삭재·연마제, 내화재 외에 반도체 기판을 비롯한 일렉트로닉스 부품, 스파크 플러그(점화 플러그), 금형 재료 등에 사용 있습니다. 또한 지르코니아는 공업용도로는 접동부품이나 공업용 커터로서 편리하고 있으며, 그 외 보석품·장식품이나 치과치료 분야에서 활약하고 있습니다.

상기는 재질에 의한 분류가 됩니다만, 최근, 특정의 기능을 향상시켰거나, 혹은 부가한 특수한 세라믹 재료의 수요가 높아지고 있습니다. 특수한 기능성을 가지는 세라믹으로서는,

・다공성 세라믹(포러스 세라믹)

・전도성 세라믹

・내열성 세라믹(고내열 세라믹)

같은 것이 있습니다.

아스작 주식회사 파인 세라믹스 사업부에 대해서

「세라믹스 디자인 랩」을 운영하는 아스작 주식회사 파인 세라믹스 사업부는, 세라믹스 원료의 조합, 조립, 성형으로부터, 그린 가공(생가공), 소성, 2차 가공, 검사·세정까지를 일관되게 실시한다 , 파인 세라믹스의 종합 메이커입니다.

「파인 세라믹스의 선구자로서 첨단 기술의 발전에 계속 공헌한다」를 미션으로 정해, 반도체 파운드리, 전자 디바이스 메이커, 장치 메이커용으로, 40년 이상에 걸쳐 웨이퍼 반송 핸드, 트레이, 기판 등의 세라믹스 제품을 다수 제작해 왔습니다. 그 과정에서 기른 세라믹 재료에 관한 지식이나 설계·가공의 노하우, 그리고 손바닥 사이즈로부터 길이 4,000mm의 거물·장척물까지 고정밀도·고품질을 실현 가능한 설비군과 품질 관리 체제를 구사해, 다양한 용도・형상・재질의 세라믹스 제품을 고객님께 전달하고 있습니다.

미세 세라믹 제품의 맞춤 제작이라면 Asazak에 맡겨주세요.

어땠습니까? 본 기사에서는, 세라믹·파인 세라믹스에 대해서 기초로부터 상세하게 설명했습니다. 그 밖에도, 다양한 기술 정보를 발신하고 있으므로, 꼭 봐 주세요. 알루미나나 탄화규소, 다공질 세라믹스 등 파인 세라믹스 제품의 특주 제작을 검토할 때는 아스작에 맡겨 주십시오.