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機械的強度の確保とは?課題と対策・製品を解説

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セラミックスにおける機械的強度の確保とは?

セラミックスは、その優れた耐熱性、耐食性、電気絶縁性から、様々な産業分野で不可欠な材料となっています。しかし、一般的に脆性が高く、衝撃や引張応力に対して弱いという機械的強度の課題を抱えています。この課題を克服し、セラミックスの応用範囲を広げるために、機械的強度を向上させ、信頼性を高めることが「セラミックスの機械的強度の確保」の目的です。

​各社の製品

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エスジーケミカルでは『カルサインコークス』を取り扱っております。

当製品は、アルミ用炭素材や特殊炭素製品の製造から酸化チタンや
COガス発生用原料まで色々な分野で広く使用されております。

各グレードは需要家の皆さまのご要望にお応えするため厳選された原料を
使用して、その優れた原料特性を損なうことなく好適に“か焼”された製品です。

当社は長年培ってきた経験を活かし製品の生産・販売を通じて明日の
炭素への新しい可能性を追い求めています。

【工場概要:設備】
■石油コークスか焼設備及び付帯設備一式
■工程内篩分設備及び付帯設備一式
■排煙脱硫設備及び付帯設備一式

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせください。

【炭素材部門】カルサインコークス

高機能な放熱塗料『SQ』をご紹介いたします。

高い放熱性だけでなく、遮熱性があります。
そして、汚れが付きにくく、350~600℃と、高い耐熱性。

密着に優れ、硬く、摩耗に強いです。

【特長】
■高い放熱性・遮熱性
■室温乾燥で簡単塗装
■密着に優れ、硬く、摩耗に強い
■汚れが付きにくい
■電気絶縁性
 
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

高機能な放熱塗料SQのご紹介

高温下の使用に適した、次世代の柔軟なエアロジェルブランケット

【特長】
■ASTM C1728準拠
■最高650℃の高温下での使用に対応
■厚みのオプション:5mm、10mm、20mm
■最高で競合他社製品の5倍の断熱性能
■保温材下腐食(CUI)のリスク軽減

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

エアロジェル保温材『ArmaGel XGH』

各種工業炉や窯業炉、火葬炉の用途に適した「ブランケット」や、
板状に真空成形した「ボード」、「ブロック」などをラインアップしています。

【掲載製品】
■ブランケット
■ボード
■ブロック(Z型チャンネル、H型チャンネル)
■バルク/接着剤
■ペーパー

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お問い合わせください。

各種工業炉・窯業炉・電気炉業界の方必見!耐火材・断熱材カタログ

当技術資料は、2000℃耐熱性をもつ無機質1液性コーティング剤である
「FINE-CERA#2000」についてご紹介しています。

「FINE-CERA#2000の塗膜性能試験」や「FINE-CERA#1530の塗膜機能」について
全6ページで掲載しています。

【掲載内容(抜粋)】
■FINE-CERA#2000Xの物性及び塗膜性能
■FINE-CERA#2000の塗膜性能試験
■物性及び塗膜性能
■FINE-CERA#1530の塗膜機能
■使用方法 など

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

【技術資料】コーティング剤 FINE-CERA#2000

当社では、広島県庄原市の自社鉱山より産出されるろう石をはじめ
海外からも原料を調達し、当社の技術力を結集し
お客さまのご要望に合わせたクレーの生産を行っております。

ろう石は酸やアルカリに反応せず化学的に安定な鉱物で、
耐火性に非常に優れていることが特長です。

【主な用途】
■農薬用キャリア、グラスファイバー、建材、ゴム、塗料

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お問い合わせください。

ろう石クレー

耐火物、コンクリート、ガラス、金属、木材などあらゆる基材にセラミックコート剤G-401をコートまたは含浸させると強度、密度、耐食性などが大幅に向上します。

【特徴】
○強度、密度、耐食性などが大幅に向上
○高純度のケイ酸ジルコニアの非晶質薄膜(0.3μm以下)を作る

詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。

低温加熱硬化型 高純度透明膜 「G-401」

『シーズヒーター』は、冷凍・冷蔵ショーケース、自動販売機など
多彩な用途を持っています。

当社では、スーパーショーケース用のデフロストヒーター、
ドレンパンヒーター、コードヒーターを製作しております。

パイプの端末をネオプレンゴムでモールド絶縁したため耐水性に優れています。

【加工範囲】
■パイプ素材:用途によりインコロイ・SUS321・アルミ
■パイプ径:φ10mm、φ8.0mm
■全長:0.5~4.1m

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

シーズヒーター

『ラスタッフ2100シリーズ』は、金属粉末、セラミック、特殊ポリマーなどにより構成される最新の金属コーティング材です。

電力やガス、上下水道、石油、鉄鋼、建築、造船、化学、運輸、通信、製紙等、さまざまな設備を長期間腐食と摩耗から守り、メンテナンスコストを軽減します。

【特長】
■超防食性
■耐摩耗性
■水中施工が可能(2110のみ)
■環境にやさしい
■強い接着強度

詳しくはカタログをご覧頂くか、お気軽にお問い合わせ下さい。

超防食セラミックコーティング材『ラスタッフ2100シリーズ』

『アルミナ長繊維』の繊維径は、7μmφおよび10μmφと捕捉、微細な
結晶粒子より形成されています。

細い繊維(フィラメント)を束にしたヤーンは柔軟性に富み、他の繊維の
補強なしにクロス、スリーブなど各種製品に加工できます。

また耐熱性及び加工性に優れ、強度が強く、弾性率も大きく、かつ
電気絶縁性など多くの特性を兼ね備えており、幅広い用途が期待できます。

【 特長 】
■耐熱性に優れ加熱後も優れた強度、柔軟性を有する
■加工性に優れる
■耐食性に優れる
■高強度、高弾性率
■吸湿性がない

※詳しくは、お気軽にお問い合わせ下さい。

アルミナ長繊維

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セラミックスにおける機械的強度の確保

セラミックスにおける機械的強度の確保とは?

セラミックスは、その優れた耐熱性、耐食性、電気絶縁性から、様々な産業分野で不可欠な材料となっています。しかし、一般的に脆性が高く、衝撃や引張応力に対して弱いという機械的強度の課題を抱えています。この課題を克服し、セラミックスの応用範囲を広げるために、機械的強度を向上させ、信頼性を高めることが「セラミックスの機械的強度の確保」の目的です。

課題

微細な欠陥の発生と伝播

製造プロセスや使用環境下で生じる微細な傷や気孔が、応力集中を引き起こし、破壊の起点となる。

異種材料界面の弱さ

複合材料化やコーティングにおいて、異なる材料間の界面接着力が低く、剥離や破壊の原因となる。

製造プロセスによる内部応力の蓄積

焼結時の収縮率の違いや急冷などにより、材料内部に応力が残り、これが破壊強度を低下させる。

設計・評価手法の限界

複雑な形状や使用環境下でのセラミックスの挙動を正確に予測・評価する手法が確立されていない。

​対策

材料組成と組織制御

添加剤の導入や焼結条件の最適化により、結晶粒径の微細化や粒界強化を図り、欠陥の発生を抑制する。

界面改質技術の適用

界面活性剤の使用や表面処理により、異種材料間の結合力を強化し、複合材料としての強度を向上させる。

応力緩和設計と製造プロセスの最適化

内部応力を低減する形状設計や、段階的な冷却プロセスなどを採用し、材料の均質性を高める。

高度なシミュレーションと非破壊検査

有限要素法などの解析ツールや、超音波、X線CTなどの検査技術を用いて、欠陥の検出と強度評価の精度を高める。

​対策に役立つ製品例

高強度セラミックス粉末

均一な粒径分布と低欠陥率を実現した粉末材料であり、緻密で強度の高いセラミックス部品の製造を可能にする。

界面接着促進剤

異種材料間の結合強度を飛躍的に向上させる添加剤であり、複合セラミックスやコーティングの信頼性を高める。

精密成形・焼結装置

温度・雰囲気制御に優れ、内部応力の発生を最小限に抑える製造プロセスを実現し、高強度セラミックスの安定生産を可能にする。

非破壊検査サービス

高度な検査技術により、製造されたセラミックス部品の微細な欠陥を検出し、品質保証と信頼性向上に貢献する。

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