ガラスセラミックスとアドバンストセラミックスの違い

ガラスセラミックスとアドバンスド・セラミックスは無機非金属材料であり、本質的に2つの異なる材料である。アドバンスト・セラミックスは焼結粉末に由来し、その微細構造は不均一で本質的に多孔質であるため、究極的な機械的特性と熱的特性が制限される。対照的に、ガラスセラミックスは複雑な工学材料である。超硬材料やハイエンド材料の分野において、ガラスセラミックスとアドバンストセラミックスの本質的な違いを探ることは、材料選択、プロセス設計、プロジェクトの性能最適化にとって大きな意義があります。微細構造、調製プロセス、応用シナリオ、選択の観点から分析します。

微細構造の違い

ガラスセラミックスの初期形態は非晶質ガラスである。制御された結晶化の後、ミクロンサイズの結晶がマトリックス中で成長し、最終的に結晶相＋ガラス相の共存構造を呈し、材料の熱膨張係数を大幅に低減することができ、同時に全体的な耐クラック性を向上させ、加工が容易になります。

アドバンストセラミックス（酸化物や炭化物など）は、高温で粉末焼結される。結晶粒は粒界によって強固に結合され、組織は緻密だが異方性はより顕著である。組織が緻密なため割れにくく、相対硬度が極めて高い。

準備プロセスの違い

ガラスセラミックス

溶融-急冷：均一なガラスを形成する；
制御された結晶化：二次加熱、均一な微結晶の析出を促進するための核剤の添加；
成形/仕上げ：旋盤加工とフライス加工は、ガラス状または部分的に結晶化した状態で行うことができる。

アドバンスト・セラミックス

粉末調製：高純度酸化物/窒化物/炭化物のボールミリング；
成形：ドライプレス、静水圧プレス、グラウト、薄膜コーティング、3Dプリンティング；
焼結：常圧焼結、ホットプレス、ガス圧焼結またはSPS；
後加工：ダイヤモンド研磨やレーザー加工などの精密な方法を用いる。

アプリケーション・シナリオ

産業	ガラスセラミックス	アドバンスト・セラミックス
半導体・リソグラフィ	低膨張光学テーブル、マスク基板（Zerodur）	熱伝導性プレート、クランプアーム、真空吸引カップなど。
航空宇宙	安定したミラーマウント、衛星の熱制御構造、レーザージャイロのキャビティ	Si₃N₄高温ベアリング、SiCリフレクター
精密機器	干渉計ブラケット、イオントラップ・ブラケット	窒化ケイ素ローター、セラミック・ゲージ・ベース
医療・バイオテクノロジー	X線透過プラットフォーム、ヒト用インプラント	酸化ジルコニウム製インプラント、医療用輸液ポンプ