翻訳家によるコラム「分子生物学・バイオ技術・環境コラム」



分子生物学・バイオ技術・環境コラム

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2013/02/05
セラミックスの靱性向上機構

生物学翻訳、学術論文翻訳、環境翻訳担当の平井です。

最近のセラミックス(ceramics)では電気や光を通すものや、柔らかいものもあり、生体への応用などにも進歩しています。機能材料として利用形態も多様化しています。

セラミックスといえば高電圧にも、高周波(high-frequency wave)にも最も優れた電気絶縁材料(electric insulating material)で、絶縁碍子として現在も使われています。今では半導電性のあるセラミックスも、超電導性セラミックスもあります。

電気的絶縁性は化学結合に由来した価電子帯(valence band)と伝導帯(conduction band)の間のバンドギャップが大きいことによります。大きなバンドギャップの間に不純物電子準位や欠陥電子準位をつくることで、半導体化を制御することまで可能になっています。このようにして作られた半導体はガスセンサーなどのセンサーへの応用も可能となりました。

セラミックスは2000℃以上の高温に耐えられること、化学的耐食性(corrosion resistance)が高いこと、機械的強度が高いこと、高硬度であり傷が付き難いことなど、他の材料と比べて抜群の特性を示します。

セラミックスの真価は元素の選択から始まり、化学結合性、結晶構造、不純物制御、欠陥制御などの微細構造制御などにより、さらなる改良進歩が期待できます。

誘電性、焦電性、圧電性などのセラミックスならではの機能発現による幅広い応用が進んでいます。磁性材料は鉄が有名ですが、さらに強力な磁性体がセラミックスです。


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