テクニカルセラミックスの化学的特性
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概要
テクニカルセラミックスは本質的に化学的に不活性であるため、金属やプラスチックなど他の材料が劣化するような用途に使用することができます。クアーズテックは、セラミックの組成やプロセスを調整して、お客様の特定の耐食性要件を満たすことができます。鋼やプラスチックポリマーと比較すると、テクニカルセラミックスは優れた耐食性を備えています。また、セラミックスは硬度や耐摩耗性の面でもこれらの材料より優れているため、腐食性の高い環境を伴うさまざまな用途に最適です
アルミナ（酸化アルミニウム（Al203））と炭化ケイ素（SiC）セラミックスは、ほぼすべての化学薬品に耐性があり、他の材料が破損するような用途に使用されます。金属とは異なり、セラミックスはほとんど腐食によって破壊されることはほとんどなく、酸や塩基にも耐性があります。ただし、特定の耐食性要件によって、一部のセラミックスが他よりも優れた性能を発揮する場合があります。クアーズテックのエンジニアは、お客様の用途のニーズを満たす適切なテクニカルセラミック材料を見つけるお手伝いをすることができます。
テクニカルセラミックスの化学的特性
純度：
セラミックスの純度を測定することは、半導体製造のプラズマエッチングや一部の医療用途など、極めて耐食性の高い環境において非常に重要です。耐食性を持たせるための配合は、ほぼ完璧な仕上げになるように設計された粒界構造を持ち、化学的に不活性な特性を最大限に引き出し、ガラスの最大4倍の耐性を持つことができます。化学気相成長法（CVD）を用いることで、99.99955%を超える純度まで超高純度セラミックスを製造することができます。
イオン結合：
金属と非金属の二つの異なる材料間の結合を、イオン結合として知られています。材料が共有する電子の数が多いほど、全体の材料の結合強度は高くなります。結合の強度は、各イオンの電荷の大きさと半径によって決まります。ほとんどのテクニカルセラミック材料（特に酸化物）では、イオン結合が優勢であり、その結果、極めて優れた耐薬品性が得られます
耐食性：
酸や塩基に対する耐食性に関して、セラミックスは腐食破壊に耐える能力が高いため、長期にわたる性能を持つ理想的な素材です。耐食性は、セラミックスを金属やプラスチックなどの化学的に溶解性のある代替材料と比較してテストすることで測定されます。
生体適合性：
生体適合性は、特定の用途における材料の性能を測定し、体組織や食品材料などのさまざまな生物学的宿主と組み合わせた場合の利点や望ましくない影響を特定します。生体不活性セラミックスは、毒性反応や免疫学的反応を起こさないため、整形外科インプラントや他の医療機器部品に使用することができます。ほとんどのテクニカルセラミックスは、NSF食品グレードにも準拠しています。＊NSF食品グレード
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優れた耐薬品性を持つセラミック材料
アルミナ：
アルミナ（酸化アルミニウム、Al2O3）は、最も一般的に使用されるテクニカルセラミックスであり、ほとんどの産業アプリケーションに適しています。より高純度のアルミナは、耐摩耗性と耐食性が優れています。
ケイ酸塩：
ケイ酸塩セラミックスは、セラミックスの中で最も古い歴史を持ち、天然のケイ酸塩を原料として開発された多相系材料で、費用対効果の高い技術アプリケーションに有用です。当社の最も長い歴史を持つ製品ラインである化学・科学用実験器具は、高純度のケイ酸塩磁器から製造されています。
炭化ケイ素：
炭化ケイ素（SiC）は、高温下でも高い硬度、耐摩耗性、耐食性、強度を示すのが特徴です。
優れた耐薬品性を必要とするアプリケーション
金属やプラスチックでは破損する可能性のある、腐食性の高いアプリケーション向けの材料をお探しですか？当社にご連絡いただき、お客様のアプリケーションのニーズと要件についてご相談ください。当社のエンジニアはテクニカルセラミックスの専門知識により、さまざまなアプリケーショのカスタム仕様や設計についてお客様と直接連携することができます。先進的なテクニカルセラミック材料は、自動車、化学処理、医薬品など、今日の多くの産業で非常に価値のある優れた耐薬品特性を持っています。
クアーズテックのセラミックスは、次の市場やアプリケーションでよく使用されています：
自動車
自動車、燃料噴射装置、空調システム用の酸素およびその他のセンサー部品には、腐食しない材料が必要です。DuraSense™などのハイブリッドセラミックスは、アルミナとジルコニアを組み合わせ、これらのアプリケーション、特に電気抵抗率と熱安定性も必要とされるようなアプリケーションにおいて高性能を発揮するように設計されています。
バルブシステム、パイプライニング、シール、ベアリング、およびポンプ部品に耐薬品性のあるセラミック部品を使用することで、メンテナンスの削減と効率的な運用を実現します。
当社の工業用バルブおよびバルブ部品は、お客様の仕様に合わせて製造されており、最も過酷な条件下でも優れた性能を発揮します。セラミック部品は、腐食環境下に対して、従来のプラスチック、金属、超硬コーティングおよび拡散合金材料よりも優れた性能を発揮するように作られており、高温・高圧アプリケーションにも使用できます。
ハードフェイスシール部品は、極めて腐食性の高い環境下での信頼性を考慮して設計されています。当社では、遠心ポンプを含むさまざまなアプリケーションのカスタムメイドの、耐久性の高いハードフェイススシール部品を製造しています。各シールは、高品質で長持ちするテクニカルセラミック材料で製造されています。
腐食性環境での流体ろ過アプリケーションには、セラミック中空糸膜モジュールを使用した多孔質セラミック膜が優れた性能を発揮します。革新的な設計により、ろ過された流体は多孔質セラミック膜を通して排出され、廃棄物や不純物は通過して廃棄されます。セラミックは化学的に不活性であるため、高温、高圧、極端なpHにより従来の高分子膜に適さないようなプロセスアプリケーションに最適です。
クアーズテックは1900 年代初頭から化学用磁器製実験器具を製造しています。当社の化学および科学実験器具製品は、依然として信頼性が高く、今日でも一般的な実験器具となっています。乳鉢や乳棒、ボート、るつぼなど、テクニカルセラミックスは厳格な実験環境に保証された純度を提供します
セラミックチューブとロッドは、お客様のアプリケーションに最適な材料を使用することにより、性能と製品寿命を向上させます。
多結晶透明チューブとロッドは、サファイアに似た特性を低コストで提供します。これらのチューブとロッドは、99.9％のアルミナから作られ、還元条件下で非常に高い温度（~1850°C）で焼結されるため、サファイアと同様の特性を持つ高純度の半透明アルミナとなります。
医療と製薬
医療：
超高純度セラミックスは、医療インプラントやその他の医療アプリケーションに最適です。当社のCeraPure®およびCeraSurf-p®材料は、これらのアプリケーションに使用される場合、防腐効果があります。これらの材料は、体内へ投与された時に反応が起らないことを確認するために、広範なテストが行われています。
製薬グレードのアミノ酸生産：
現在、医薬品の約25％は、厳密に規制されたアミノ酸発酵プロセスを利用して開発された高純度の抗体、ワクチン、組換えタンパク質を必要としています。多孔質セラミック膜技術を用いた最先端の分離技術を用いることで、セラミック中空糸膜循環システムは、高コストで腐食性のある遠心分離器を置き換えることができ、二次冷却プロセスの必要性を排除することができます。
半導体：
先進的な超高純度のテクニカルセラミックスは、半導体市場全体で使用されています。その純度や他の特性の強みから、セラミックスはウェーハプロセスや半導体製造を含む半導体製造の全工程で使用されています。
先進的な高純度セラミック部品は、プラズマエッチング、高電圧高周波、バッチ拡散、および揮発性の副生成物や強力な洗浄サイクルを伴うその他の半導体製造工程で見られるような過酷な環境にも耐えられるように作られています。セラミックスは、汚染や予定外のメンテナンスを最小限に抑えることができます。