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微細組織の形成制御とは？課題と対策・製品を解説
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焼成技術における微細組織の形成制御とは？
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『THC9000シリーズ』は、既設の陶芸窯、パン・ピザ焼窯や工業用小型炉
など、熱電対温度計を備えた窯を対象にした遠隔温度監視システムです。
既設の計測システムに影響を与えることなく高精度の計測が可能。
ネットワーク環境などは必要なく、熱電対端子への結線のみの簡単設置。
スマホやタブレットで焼成履歴のグラフ表示などが行えます。
【特長】
■Wi-Fiによる遠隔監視
■特別なネットワーク環境不要
■豊富な測定、表示、警告機能
■高精度
※詳しくはカタログをご覧下さい。お問い合わせもお気軽にどうぞ。
陶芸窯温度監視システム『THC9000シリーズ』
焼き物と聞くと、湯のみや茶碗をイメージする人も多いのではないでしょうか。
近年では、ガラスやプラスチック製品の普及により、焼き物に触れる機会が
少なくなっているように感じるかもしれません。しかし、実は焼き物は
私たちの周りに驚くほど多く存在しています。
例えば、食器だけではなく、洗面台やトイレ、セラミック包丁、屋根瓦なども
焼き物の一種です。さらに、ファインセラミックスという分野では、人工骨や
歯などの医療領域にも使用されています。
このように、焼き物は現代の生活においても欠かせない存在となっています。
※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。
詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
焼き物を科学する：世界で一番はじめに生まれたテクノロジー
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焼成技術における微細組織の形成制御
焼成技術における微細組織の形成制御とは？
高機能セラミックスの製造プロセスにおいて、原料粉末を高温で焼き固める「焼成」は、最終製品の性能を決定づける重要な工程です。この焼成工程で、セラミックス内部の結晶粒径、気孔率、相組成といった微細な構造（微細組織）を意図した通りに精密に作り込む技術を「焼成技術の微細組織の形成制御」と呼びます。これにより、強度、耐熱性、電気特性、光学特性など、セラミックスに求められる様々な機能性を最大限に引き出すことが可能となります。
課題
均一な結晶粒成長の困難さ
焼成中に結晶粒が不均一に成長し、望ましくない粒界相の生成や、強度低下の原因となる大粒子の発生を引き起こすことがあります。
気孔率の精密な制御の難しさ
セラミックスの特性に大きく影響する気孔のサイズや分布を、焼成温度や時間だけで精密に制御することが難しく、性能のばらつきを生じさせます。
相分離・相転移の制御
多成分系セラミックスにおいて、焼成条件によっては意図しない相分離や相転移が起こり、機能性の低下や劣化を招く可能性があります。
原料粉末の特性変動への対応
原料粉末の粒度分布や結晶構造のわずかな変動が、焼成後の微細組織に大きな影響を与え、再現性の確保を困難にします。
対策
精密温度制御焼成
プログラム可能な昇温・降温速度、保持温度を精密に制御することで、結晶成長や相転移を最適化し、均一な微細組織を実現します。
雰囲気制御焼成
酸素分圧や還元性ガスなどの雰囲気ガスを制御することで、酸化・還元反応をコントロールし、目的とする相組成や気孔構造を形成します。
添加剤の最適化
粒成長抑制剤や焼結助剤などの添加剤を適切に選択・配合することで、結晶粒の微細化や緻密化を促進し、微細組織を制御します。
シミュレーション技術の活用
焼成プロセスにおける物質移動や相変化をコンピュータシミュレーションで予測し、最適な焼成条件を事前に検討することで、試行錯誤を削減します。
対策に役立つ製品例
高精度温度制御炉
プログラム可能な温度制御により、微細組織形成に最適な昇温・降温プロファイルを正確に再現し、均一な焼成を実現します。
ガス雰囲気制御システム
酸素分圧や各種ガス濃度をリアルタイムでモニタリング・制御し、酸化還元反応を精密にコントロールして目的の相組成を形成します。
機能性添加剤
粒成長抑制効果や焼結促進効果を持つ特殊な粉末材料で、少量添加により微細組織の制御を容易にします。
プロセス最適化ソフトウェア
原料特性や焼成条件を入力することで、微細組織の形成過程をシミュレーションし、最適な焼成パラメータを提案します。
