セラミック材料は、加熱とその後の冷却によって生成される無機の非金属固体です。セラミック材料は、結晶構造または部分的に結晶構造を持っている場合もあれば、アモルファス (ガラスなど) の場合もあります。最も一般的なセラミックは結晶です。私たちの仕事は主に、エンジニアリング セラミック、アドバンスト セラミック、スペシャル セラミックとも呼ばれるテクニカル セラミックスを扱っています。工業用セラミックの用途例としては、切削工具、ボール ベアリングのセラミック ボール、ガス バーナー ノズル、弾道保護、核燃料の酸化ウラン ペレット、生物医療用インプラント、ジェット エンジンのタービン ブレード、ミサイルのノーズ コーンなどがあります。原材料には通常、粘土は含まれていません。一方、ガラスはセラミックとは見なされませんが、セラミックと同じ、または非常に類似した処理、製造、およびテスト方法を使用します。

AGS-Engineering は、高度な設計およびシミュレーション ソフトウェアと材料ラボ機器を使用して、以下を提供します。

• セラミック配合の開発

• 原材料の選択

• セラミック製品の設計と開発 (3D、熱設計、電気機械設計など)

• プロセス設計、プラント フロー、およびレイアウト

• 先端セラミックスを含む分野のものづくり支援

• 機器の選択、カスタム機器の設計と開発

• 委託加工、ドライおよびウェット プロセス、Proppant のコンサルティングおよびテスト

• セラミック材料および製品の試験サービス

• ガラス素材および完成品の設計・開発および試験サービス

• 高度なセラミックまたはガラス製品のプロトタイピングとラピッド プロトタイピング

• 訴訟および鑑定人

 

テクニカル セラミックスは、次の 3 つの異なる材料カテゴリに分類できます。

• 酸化物：アルミナ、ジルコニア

• 非酸化物：炭化物、ホウ化物、窒化物、ケイ化物

• 複合材料: 微粒子強化、酸化物と非酸化物の組み合わせ。

 

これらのクラスのそれぞれは、セラミックが結晶性である傾向があるという事実のおかげで、独自の材料特性を開発できます。セラミック材料は、固体で不活性で、もろく、硬く、圧縮に強く、せん断と引張に弱いです。酸性または苛性環境にさらされた場合、化学的浸食に耐えます。セラミックスは一般に、1,000 °C から 1,600 °C (1,800 °F から 3,000 °F) の非常に高い温度に耐えることができます。例外には、炭化ケイ素や窒化ケイ素などの酸素を含まない無機材料が含まれます。  多くの人は、高度なテクニカル セラミックスから製品を作成することが、金属やポリマーよりもかなり多くの作業を必要とする厳しい努力であることを認識していません。あらゆるタイプの工業用セラミックには特定の熱的、機械的、および電気的特性があり、材料の環境や加工条件によって大きく異なります。まったく同じ種類のテクニカル セラミック材料の製造プロセスでさえ、その特性を大幅に変えることができます。

 

セラミックスの一般的な用途:

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セラミックスは工業用ナイフの製造に使用されます。セラミック ナイフの刃はスチール ナイフよりもはるかに長く切れ味を保ちますが、よりもろく、硬い面に落とすと切れてしまうことがあります. 

 

モータースポーツでは、セラミック材料で作られたエキゾーストマニホールドなど、一連の耐久性と軽量の絶縁コーティングが必要になっています。

 

アルミナや炭化ホウ素などのセラミックスは、大口径ライフルの射撃を撃退する防弾チョッキに使用されています。このようなプレートは、小型武器保護インサート (SAPI) として知られています。素材の軽量さから、一部の軍用機のコックピットを保護するために同様の素材が使用されています。

 

一部のボールベアリングにはセラミックボールが使用されています。硬度が高いということは、摩耗しにくく、3 倍以上の寿命を提供できることを意味します。また、負荷がかかった状態での変形も少なくなり、ベアリングの保持壁との接触が少なくなり、より速く転がることができます。非常に高速なアプリケーションでは、転がり中の摩擦による熱が金属ベアリングに問題を引き起こす可能性があります。セラミックスを使用することで軽減される問題。セラミックスは耐薬品性にも優れており、鋼製ベアリングが錆びる湿った環境でも使用できます。セラミックを使用することの 2 つの主な欠点は、コストが大幅に高くなることと、衝撃荷重による損傷を受けやすいことです。多くの場合、それらの電気絶縁特性はベアリングにも役立ちます。

 

将来的には、自動車のエンジンや輸送機器にもセラミックス材料が使われる可能性があります。セラミックエンジンはより軽量な素材でできており、冷却システムを必要としないため、大幅な軽量化が可能です。カルノーの定理が示すように、エンジンの燃料効率も高温ほど高くなります。不利な点として、従来の金属製エンジンでは、金属部品の溶融を防ぐために、燃料から放出されたエネルギーの多くを廃熱として消散させなければなりません。しかし、これらすべての望ましい特性にもかかわらず、必要な精度と耐久性を備えたセラミック部品の製造が難しいため、セラミック エンジンは広く生産されていません。セラミック材料の欠陥はひび割れにつながり、潜在的に危険な機器の故障につながる可能性があります。このようなエンジンは実験室で実証されていますが、現在の技術では大量生産はまだ実現できません。

 

ガスタービンエンジン用セラミック部品の開発に取り組んでいます。現在、エンジンのホット セクションで使用される高度な金属合金製のブレードでさえ、冷却と慎重に動作温度を制限する必要があります。セラミックスで作られたタービン エンジンは、より効率的に動作し、一定量の燃料で航空機の航続距離と積載量を拡大できます。

 

時計ケースの製造には高度なセラミック素材が使用されています。この素材は、金属製のケースと比較して、軽量で、傷がつきにくく、耐久性があり、滑らかな手触りと低温での快適さでユーザーに好まれています。

 

歯科インプラントや人工骨などのバイオセラミックスも有望な分野です。骨の天然ミネラル成分であるヒドロキシアパタイトは、多くの生物学的および化学的供給源から合成されており、セラミック材料に形成することができます.これらの材料で作られた整形外科用インプラントは、拒絶反応や炎症反応を起こすことなく、体内の骨や他の組織に容易に結合します。このため、それらは遺伝子送達および組織工学の足場にとって非常に興味深いものです。ほとんどのハイドロキシアパタイト セラミックスは非常に多孔質で、機械的強度に欠けるため、金属製の整形外科用デバイスをコーティングして骨への結合を形成するのを助けるために、または骨充填材としてのみ使用されます。また、整形外科用プラスチック スクリューのフィラーとしても使用され、炎症を軽減し、これらのプラスチック材料の吸収を高めます。研究は、整形外科用体重負荷デバイス用の強力で非常に高密度のナノ結晶性ヒドロキシアパタイト セラミック材料を生成するために進行中であり、異種金属およびプラスチック整形外科材料を合成ではあるが天然に存在する骨ミネラルに置き換えます。最終的に、これらのセラミック材料は、骨の代用として、またはタンパク質コラーゲンを組み込むことで、人工骨として使用することができます.

 

結晶性セラミックス

結晶性セラミック材料は、広範囲の処理に適していません。処理には主に 2 つの一般的な方法があります。セラミックを目的の形状にする方法、in situ で反応させる方法、または粉末を目的の形状に「成形」してから焼結して固体を形成する方法です。セラミック成形技術には、手による成形 (「スローイング」と呼ばれる回転プロセスを含む場合もあります)、スリップ キャスティング、テープ キャスティング (非常に薄いセラミック コンデンサなどの製造に使用)、射出成形、ドライ プレス、およびその他のバリエーションが含まれます。_cc781905-5cde -3194-bb3b-136bad5cf58d_ 他の方法では、2 つのアプローチのハイブリッドが使用されます。

 

非晶質セラミックス

ガラスである非結晶性セラミックスは、溶融物から形成されます。ガラスは、鋳造によって完全に溶融したとき、または金型に吹き込むなどの方法によってタフィーのような粘度の状態になったときに成形されます。後の熱処理により、このガラスが部分的に結晶化する場合、結果として得られる材料はガラスセラミックとして知られています。

 

当社のエンジニアが経験した技術的なセラミック処理技術は次のとおりです。

• ダイプレス

• ホットプレス

• 静水圧プレス

• 熱間静水圧プレス

• スリップキャスティングとドレインキャスティング

• テープキャスティング

• 押出成形

• 低圧射出成形

• グリーンマシニング

• 焼結・焼成

• ダイヤモンド研削

• 気密アセンブリなどのセラミック材料のアセンブリ

• メタライゼーション、メッキ、コーティング、グレージング、接合、はんだ付け、ろう付けなどのセラミックスの二次製造作業

 

私たちが精通しているガラス加工技術には、次のものがあります。

• 押して吹く / 吹いて吹く

• 吹きガラス

• ガラス管・ロッド成形

• 板ガラス・フロートガラス加工

• 精密ガラス成形

• ガラス光学部品の製造と検査（研削、ラッピング、研磨）

• ガラスの二次加工 (エッチング、火炎研磨、化学研磨など)

• ガラス部品の組み立て、接合、はんだ付け、ろう付け、光学接触、エポキシ接着および硬化

 

製品テスト機能には次のものがあります。

• 超音波検査

• 可視および蛍光染料浸透探傷検査

• X線分析

• 従来の目視検査顕微鏡

• 形状測定、表面粗さ試験

• 真円度測定＆円筒度測定

• 光コンパレータ

• マルチセンサー機能を備えた座標測定機 (CMM)

• 色のテストと色の違い、光沢、曇りのテスト

• 電気・電子性能試験（絶縁特性等）

• 機械試験（引張、ねじり、圧縮…）

• 物理試験と特性評価 (密度など)

• 環境サイクル、エージング、熱衝撃試験

• 耐摩耗性試験

• XRD

• 従来の湿式化学試験 (腐食環境など) および高度な機器分析試験。

 

当社のエンジニアが経験した主要なセラミック材料には次のものがあります。

• アルミナ

• コーディエライト

• フォルステライト

• MSZ (マグネシア安定化ジルコニア)

• グレード「A」の溶岩

• ムライト

• ステアタイト

• YTZP（イットリア安定化ジルコニア）

• ZTA（ジルコニア強化アルミナ）

• CSZ（セリア安定化ジルコニア）

• 多孔質セラミックス

• 炭化物

• 窒化物

 

エンジニアリング機能ではなく、当社の製造機能に主に関心がある場合は、カスタム製造サイトにアクセスすることをお勧めします。http://www.agstech.net