多機能セラミックスに白色溶融アルミナ 360# が使用されるのはなぜですか?

まず、ホワイトフューズドアルミナ360#とは何でしょうか？

• ホワイト溶融アルミナ（WFA）：高純度アルミナ（Al₂O₃）を電気炉で製造する合成研磨材です。「ホワイト」という名称は、その高純度（通常99%超のAl₂O₃）を示しており、優れた機械的特性と化学的不活性を有しています。非常に硬く（モース硬度9、ダイヤモンドのすぐ下）、高い強度を誇ります。
• 360#（粒度）：「#」はFEPA（欧州研磨材生産者連盟）規格に基づく粒度を表します。360  #は、平均粒子径が約22.8ミクロンの微粉末です。ちなみに、280#よりも細かく、400#よりも粗い粒子です。そのため、360#は細粒研磨材に分類されます 。

なぜ多機能セラミックスに最適なのか？

1. 強度と焼結の最適なバランス

• 粒子充填：セラミック加工において、十分に充填された粉末層は、より高密度かつ均一に焼結（高温で融合）します。360#のように単一の粒子サイズを制御することで、配合物中の他のセラミック粉末と効率的に充填することができます。
• 強化： 360#粒子はセラミックマトリックス全体に均一に分散できるほど微細で、強化相として機能します。ひび割れの進行を抑制し、セラミックの 破壊靭性と機械的強度を大幅に向上させます。
• 焼結制御：アルミナ粒子が粗すぎると、焼結がうまくいかず、弱点となる可能性があります。一方、粒子が細かすぎる場合（例えば800#や1000#）、表面積が大きいため、焼結収縮が過剰かつ予測不能になり、反りや欠陥につながる可能性があります。360  #は「ゴルディロックス」ゾーン、つまり効果的な補強効果を発揮するのに十分な細かさでありながら、焼結プロセスを妨げるほど細かすぎない粒度です。

2. 強化された機械的特性

• 高い硬度と耐摩耗性： WFAは入手可能な材料の中で最も硬い材料の一つです。WFAを配合することで、セラミックの耐摩耗性、耐傷性、耐侵食性が大幅に向上します。これは、工業用ライナー、切削工具、耐摩耗プレート、ポンプシールなどの部品にとって非常に重要です。
• 高い強度と剛性:アルミナ結晶構造の強力なイオン結合により、最終的なセラミック製品に高い圧縮強度と剛性がもたらされます。

3. 優れた熱特性

• 高い熱安定性： WFAは融点が非常に高く（約2050℃）、分解しません。そのため、セラミック複合材は高温下でも構造的完全性と特性を維持できます。
• 優れた熱伝導性：アルミナは優れた熱伝導性を備えています。これにより、熱を素早く放散し、熱応力の蓄積や割れを防ぐことができ、電子基板やヒートシンクなどの用途に不可欠です。

4. 優れた電気絶縁性

• 電子基板およびパッケージ。
• 高温炉内の断熱部品。
• 放熱とともに電気的絶縁も必要な部品。

5. 化学的不活性

要約: WFA 360# の主な利点を表で表す

多機能セラミックスの代表的な用途：

• 高度な耐火物:​ 摩耗が激しく、高温になる工業炉のライニング用。
• 構造用セラミックス:​ 自動車産業や航空宇宙産業の部品向け (ベアリング、バルブなど)。
• 電子セラミックス:基板や絶縁部品の充填材として使用されます。
• 耐摩耗部品:激しい摩耗を受けるタイル、ライナー、ノズル、および研削媒体。