セラミック

セラミックは、粘土などの無機非金属材料を成形し、高温で焼成して作られる、硬くて脆く、耐熱性、耐腐食性のある様々な 材料です。 ^{[1] [2]}一般的な例としては、陶器、磁器、レンガなどがあります。

人類が作った最も古い陶磁器は、家の壁やその他の構造物を建てるために使われた焼成粘土レンガでした。その他の陶器、例えば壺、器、花瓶、置物などは粘土から作られ、粘土単体かシリカなどの他の材料と混ぜて火で焼結させて硬化させました。後に陶磁器は釉薬をかけて焼成され、滑らかで色付きの表面に作られ、結晶質のセラミック基板の上にガラス質の非晶質セラミックコーティングを施すことで多孔性が減少しました。 ^{[3]現在、陶磁器には家庭用品、工業用製品、建築用製品のほか、}半導体などの高度なセラミック工学で使用するために開発された幅広い材料が含まれます。

セラミックという語は古代ギリシャ語のκεραμικός ( keramikós )に由来し、「陶器の」という意味である^[4] ( κέραμος ( kéramos )  「陶工の粘土、タイル、陶器」から来ている)。^[5]語根ceram-に関する最も古い記録は、ミケーネ語のke-ra-me-we (陶工) であり、線文字Bで書かれている。 ^[6]セラミックという語は、材料、製品、または工程を説明する形容詞として、または単数名詞、またはより一般的には複数名詞ceramicsとして名詞として使用されることがある。^[7]

セラミック材料は、無機、金属酸化物、窒化物、または炭化物材料です。炭素やシリコンなどの一部の要素は、セラミックと見なされる場合があります。セラミック材料は脆く、硬く、圧縮には強いですが、せん断と引張には弱いです。酸性または腐食性の環境にさらされた他の材料で発生する化学的侵食に耐えます。セラミックは一般に、1,000 °C ～ 1,600 °C (1,800 °F ～ 3,000 °F) の非常に高い温度に耐えることができます。

セラミック材料の結晶度は多岐にわたります。ほとんどの場合、焼成セラミックは、陶器、せっ器、磁器の場合のように、ガラス化または半ガラス化されます。イオン結合と共有結合における結晶度と電子構成が異なるため、ほとんどのセラミック材料は優れた熱絶縁体および電気絶縁体となります（セラミック工学で研究）。セラミックの組成/構造にはさまざまな選択肢があるため（ほぼすべての元素、ほぼすべての種類の結合、すべての結晶度レベル）、対象範囲は広大で、グループ全体として識別可能な属性（硬度、靭性、電気伝導性）を指定することは困難です。高融点、高硬度、低伝導性、高弾性率、耐薬品性、低延性などの一般的な特性が標準ですが、^[8]これらの規則にはそれぞれ例外が知られています（圧電セラミックス、ガラス転移温度、超伝導セラミックス）。

ガラス繊維や炭素繊維などの複合材料はセラミック材料を含んでいますが、セラミックファミリーの一部とは見なされていません。^[9]

配向度の高い結晶質セラミック材料は、幅広い処理には適していません。これらの材料を扱う方法は、通常、2 つのカテゴリのいずれかに分類されます。その場で反応させてセラミックを希望の形状にするか、粉末を希望の形状に「成形」してから焼結して固体を形成するかのいずれかです。セラミック成形技術には、手作業による成形 (「スローイング」と呼ばれる回転プロセスが含まれる場合もあります)、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 コンデンサーの製造に使用)、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あります。

ガラス製造にはセラミック製造プロセスのいくつかのステップが含まれており、その機械的特性はセラミック材料のものと似ているにもかかわらず、多くのセラミック専門家は非晶質（非結晶質）特性を持つ材料（つまりガラス）をセラミックとは見なしていません。しかし、熱処理によりガラスをガラスセラミックと呼ばれる半結晶質材料に変換することができます。^[10]

伝統的なセラミック原料にはカオリナイトなどの粘土鉱物が含まれますが、最近の材料には酸化アルミニウム（通称アルミナ）が含まれます。先進セラミックに分類される現代のセラミック材料には、炭化ケイ素と炭化タングステンが含まれます。どちらも耐摩耗性が評価されており、そのため採掘作業における破砕装置の摩耗プレートなどの用途に使用されています。先進セラミックは、医療、電気、電子、および装甲産業でも使用されています。

人類は少なくとも26,000年前から独自の陶器を作っていたようで、粘土とシリカを高熱にさらして融合させ、陶器の材料を形成していた。これまでに発見された最も古いものは南中央ヨーロッパで、皿ではなく彫刻された像であった。^[11]最も古い陶器は、粘土に動物性食品を混ぜ、最高800℃（1,500℉）で焼いて作られた。陶器の破片は19,000年前のものまで見つかっているが、通常の陶器が一般的になったのは約10,000年後のことである。ヨーロッパの多くの地域に広がった初期の民族は、陶器を使用していたことから、縄目土器文化と呼ばれている。これらの初期のインド・ヨーロッパ人は、陶器がまだ湿っている間にロープで巻いて装飾した。陶器を焼くとロープは燃え尽きたが、表面に複雑な溝の装飾模様が残った。

車輪の発明は、最終的に、ろくろのような車輪成形（ろくろ成形）技術を使用して、より滑らかで均一な陶器の生産につながりました。初期の陶器は多孔質で、水を容易に吸収しました。釉薬技術の発見により、より多くの品物に使用できるようになりました。釉薬技術では、陶器をシリコン、骨灰、または溶融してガラス質の表面を形成するその他の材料でコーティングし、容器の水の浸透性を低減しました。

陶器の遺物は、過去の人々の文化、技術、行動を理解する上で考古学において重要な役割を果たしています。陶器の遺物は、考古学の現場で見つかる最も一般的な遺物の一つで、一般的には破片と呼ばれる小さな陶器の破片の形で見つかります。収集された破片の処理は、技術的分析と伝統的分析という 2 つの主な種類の分析に一致します。

伝統的な分析では、陶器の遺物、破片、大きな破片を、様式、構成、製造、形態に基づいて特定のタイプに分類します。これらの類型を作成することで、さまざまな文化的スタイル、陶器の目的、人々の技術的状態などを区別することができます。さらに、陶器のスタイルの変化を時系列で調べることで、陶器を明確な診断グループ（アサンブラージュ）に分離（シリーズ化）することができます。陶器の遺物を既知の年代のアサンブラージュと比較することで、これらの作品を年代順に割り当てることができます。^[12]

陶磁器分析の技術的アプローチには、陶磁器の遺物や破片の組成を詳しく調べて材料の供給源を特定し、それを通じて製造場所の可能性を判定することが含まれます。重要な基準は、調査対象の品物の製造に使用された粘土の組成とテンパーです。テンパーは、初期の製造段階で粘土に追加される材料で、その後の乾燥プロセスを助けるために使用されます。テンパーの種類には、貝殻片、花崗岩の破片、および「グロッグ」と呼ばれる粉砕された破片片があります。テンパーは通常、テンパーされた材料の顕微鏡検査によって識別されます。粘土の識別は、陶磁器を再焼成し、マンセル土壌色表記法を使用して色を割り当てるプロセスによって決定されます。粘土とテンパーの両方の組成を推定し、両方が存在することが知られている地域を特定することで、材料の供給源を割り当てることができます。遺物の供給源の割り当てに基づいて、製造場所をさらに調査することができます。

セラミック物質の物理的特性は、その結晶構造と化学組成の直接的な結果です。固体化学は、局所的な密度の変化、粒度分布、多孔性のタイプ、第 2 相含有量などの特性と微細構造との間の基本的な関係を明らかにします。これらはすべて、ホールペッチ方程式による機械的強度 σ、硬度、靭性、誘電率、透明材料が示す光学特性などのセラミック特性と相関関係があります。

セラモグラフィーは、セラミックの微細構造の準備、検査、評価を行う技術と科学です。セラミックの微細構造の評価と特性評価は、ナノテクノロジーの新興分野で一般的に使用されているのと同様の空間スケール、つまりナノメートルから数十マイクロメートル (µm) で実行されることがよくあります。これは通常、可視光の最小波長と肉眼の解像度の限界の間のどこかです。

微細構造には、ほとんどの粒子、二次相、粒界、細孔、微小亀裂、構造欠陥、および硬度の微小凹みが含まれます。ほとんどのバルクの機械的、光学的、熱的、電気的、および磁気的特性は、観察される微細構造によって大きく影響を受けます。製造方法とプロセス条件は、一般に微細構造によって示されます。多くのセラミックの破損の根本原因は、劈開および研磨された微細構造に明らかです。材料科学および工学の分野を構成する物理的特性には、次のものがあります。

機械的特性は、構造材料や建築材料、織物において重要です。現代の材料科学において、破壊力学は材料や部品の機械的性能を向上させるための重要なツールです。破壊力学では、応力とひずみの物理学、特に弾性と塑性の理論を、実際の材料に見られる微視的な結晶欠陥に適用して、物体の巨視的な機械的破損を予測します。破壊力学では、破損の原因を理解し、実際の破損で 理論的な破損予測を検証するために、フラクトグラフィが広く使用されています。

セラミック材料は通常、イオン結合または共有結合材料です。どちらかの結合で結合された材料は、塑性変形が起こる前に破損する傾向があり、その結果、これらの材料の靭性が低下します。さらに、これらの材料は多孔質である傾向があるため、気孔やその他の微細な欠陥が応力集中部として機能し、靭性がさらに低下し、引張強度が低下します。これらが組み合わさって、金属のより延性のある破損モードとは対照的に、壊滅的な破損を引き起こします。

これらの材料は塑性変形を示します。しかし、結晶材料の剛性構造のため、転位が移動できる滑り系が非常に少なく、変形が非常に遅くなります。

脆性挙動を克服するために、セラミック材料開発では、セラミック繊維が埋め込まれ、特定のコーティングにより亀裂をまたいで繊維ブリッジを形成するセラミックマトリックス複合材料のクラスが導入されました。このメカニズムにより、このようなセラミックの破壊靭性が大幅に向上します。セラミックディスクブレーキは、特定のプロセスで製造されたセラミックマトリックス複合材料を使用する例です。

科学者たちは、大きな変形にも壊れずに耐えられるセラミック材料の開発に取り組んでいます。室温で変形できる最初の材料は2024年に発見されました。^[13]

セラミックに大きな機械的負荷がかかると、アイステンプレーティングと呼ばれるプロセスを受けることがあり、これによりセラミック製品の微細構造をある程度制御し、機械的特性をある程度制御することができます。セラミックエンジニアはこの技術を使用して、目的の用途に合わせて機械的特性を調整します。具体的には、この技術を使用すると強度が向上します。アイステンプレーティングにより、一方向に配置されたマクロな細孔を作成できます。この酸化物強化技術の用途は、固体酸化物燃料電池や水ろ過装置にとって重要です。^[14]

氷テンプレート法でサンプルを処理するには、コロイド全体に均一に分散した溶解したセラミック粉末（イットリア安定化ジルコニア（YSZ）など）を含む水性コロイド懸濁液を準備します^。次に、^溶液を一方向冷却を可能にするプラットフォーム上で下から上に向かって冷却します。これにより、一方向冷却に従って氷結晶が成長し、これらの氷結晶が溶解した YSZ 粒子を固体と液体の界面境界の凝固前線^{[明確化が必要]}に押しやり、コロイド粒子の濃縮ポケットに沿って一方向に並んだ純粋な氷結晶が生成されます。次に、サンプルを加熱し、同時に圧力を下げて氷結晶を昇華させ、YSZ ポケットが一緒に焼きなまし始め、マクロ的に整列したセラミック微細構造を形成します。次に、サンプルをさらに焼結して残留水の蒸発とセラミック微細構造の最終的な固化を完了します。 ^{[引用が必要]}

氷テンプレート化の過程では、微細構造の細孔サイズと形態に影響を与えるいくつかの変数を制御できます。これらの重要な変数は、コロイドの初期固体負荷、冷却速度、焼結温度と期間、およびプロセス中に微細構造の形態に影響を与える可能性のある特定の添加剤の使用です。これらのパラメータをよく理解することは、異方性多孔質材料の加工、微細構造、および機械的特性の関係を理解するために不可欠です。^[15]

一部のセラミックは半導体です。これらのほとんどは、酸化亜鉛などのII-VI半導体である遷移金属酸化物です。酸化亜鉛から青色LEDを大量生産する見込みがありますが、セラミックス研究者が最も興味を持っているのは、粒界効果を示す電気特性です。最も広く使用されているものの1つはバリスタです。これらは、特定のしきい値電圧で抵抗が急激に低下する特性を示すデバイスです。デバイス全体の電圧がしきい値に達すると、粒界付近の電気構造が破壊され^{[説明が必要] 、その結果、}電気抵抗が数メガオームから数百オームに低下します。これらの主な利点は、大量のエネルギーを消散でき、自己リセットすることです。デバイス全体の電圧がしきい値を下回ると、抵抗は元に戻ります。そのため、サージ保護アプリケーションに最適です。しきい値電圧とエネルギー許容度を制御できるため、あらゆる種類のアプリケーションで使用されています。半導体セラミックの能力が最もよく発揮されるのは変電所で、落雷からインフラを保護するために使用されています。応答が速く、メンテナンスが少なく、使用しても著しく劣化しないため、この用途には理想的なデバイスです。半導体セラミックはガスセンサーとしても使用されています。さまざまなガスを多結晶セラミックに流すと、電気抵抗が変化します。可能なガス混合物に調整することで、非常に安価なデバイスを製造できます。

極低温などの特定の条件下では、一部のセラミックは高温超伝導性を示します(超伝導では、「高温」は 30 K 以上を意味します)。その理由はわかっていませんが、超伝導セラミックには 2 つの主要なファミリーがあります。

圧電性は、電気と機械の反応を結びつけるものであり、時計やその他の電子機器で時間を測定するために使用されるクオーツを含む、多数のセラミック材料で示されます。このようなデバイスは、圧電性の両方の特性を利用して、電気を使用して機械的運動を生み出し（デバイスに電力を供給）、次にこの機械的運動を使用して電気を生成します（信号を生成します）。測定される時間の単位は、電気が機械的エネルギーに変換され、再び電気が機械エネルギーに変換されるまでに必要な自然な間隔です。

圧電効果は、一般に焦電性も示す材料でより強く、焦電性材料はすべて圧電性も持っています。これらの材料は、熱、機械、または電気エネルギー間の相互変換に使用できます。たとえば、炉で合成した後、応力がかからない状態で冷却された焦電結晶は、一般に数千ボルトの静電荷を蓄積します。このような材料は、モーション センサーで使用されます。モーション センサーでは、暖かい物体が部屋に入ってくると、わずかな温度上昇で結晶に測定可能な電圧が発生します。

一方、焦電性は、強誘電効果を示す材料で最も強く見られます。強誘電効果では、安定した電気双極子を静電場を印加することで方向を変えたり反転させたりすることができます。焦電性は強誘電性の必然的な結果でもあります。これを利用して、強誘電体 RAMの要素である強誘電体コンデンサに情報を保存できます。

最も一般的な材料は、チタン酸ジルコン酸鉛とチタン酸バリウムです。上記の用途以外にも、その強力な圧電応答は、高周波スピーカー、ソナー用トランスデューサー、原子力顕微鏡や走査トンネル顕微鏡のアクチュエーターの設計に利用されています。

温度上昇により、一部の半導体セラミック材料（主に重金属チタン 酸塩の混合物）の粒界が突然絶縁体になることがあります。臨界遷移温度は、化学変化によって広範囲に調整できます。このような材料では、ジュール熱によって遷移温度に達するまで電流が材料を通過し、その時点で回路が切断され、電流が流れなくなります。このようなセラミックは、たとえば自動車のリアウィンドウの霜取り回路で自己制御加熱素子として使用されます。

転移温度では、材料の誘電応答は理論的には無限になります。温度制御が不十分なため、臨界温度付近での材料の実用的使用は不可能になりますが、誘電効果ははるかに高い温度でも非常に強力です。臨界温度が室温よりはるかに低いチタン酸塩は、まさにこの理由から、セラミックコンデンサの文脈では「セラミック」と同義語になっています。

光学的に透明な材料は、さまざまな波長の入射光波に対する材料の応答に焦点を合わせます。周波数選択性光学フィルタは、デジタル画像の明るさとコントラストを変更または強調するために使用できます。周波数選択性導波管を介した誘導光波伝送には、光ファイバーという新興分​​野と、競合する波長または周波数間の干渉がほとんどまたはまったくない、さまざまな周波数を同時に伝送する媒体(マルチモード光ファイバー)としての特定のガラス組成物の能力が関係しています。電磁 (光)波伝播を介したこの共鳴モードのエネルギーおよびデータ伝送は、低電力ですが、実質的に損失がありません。光導波管は、統合光回路(発光ダイオード、LED など) のコンポーネントとして、またはローカルおよび長距離光通信システムの伝送媒体として使用されます。新興の材料科学者にとって価値のあるもう 1 つの点は、電磁スペクトルの熱赤外線(IR) 部分の放射に対する材料の感度です。この熱追跡能力は、暗視や IR発光などのさまざまな光学現象の原因です。

そのため、軍事分野では、可視光線（0.4～0.7マイクロメートル）と中赤外線（1～5マイクロメートル）のスペクトル領域で光（電磁波）を透過する能力を持つ、高強度で堅牢な材料に対するニーズが高まっています。これらの材料は、次世代の高速ミサイルやポッド、即席爆発装置（IED）に対する防御など、 透明な装甲を必要とする用途に必要とされています。

1960 年代、ゼネラル エレクトリック(GE) の科学者は、適切な製造条件の下では、一部のセラミック、特に酸化アルミニウム(アルミナ) を半透明にできることを発見しました。これらの半透明材料は、高圧ナトリウム街灯で発生する電気プラズマを封じ込めるのに使用できるほど透明でした。過去 20 年間で、熱追跡ミサイルのノーズ コーン、戦闘機の窓、コンピューター断層撮影スキャナのシンチレーション カウンタなどの用途向けに、さらに別の種類の透明セラミックが開発されました。一般に、上記のものよりも高い純度が求められるその他のセラミック材料には、次のようないくつかの化合物の形態が含まれます。

1. チタン酸バリウム：（チタン酸ストロンチウムと混合されることが多い）強誘電性を示し、機械的、電気的、熱的応答が
2. サイアロン（シリコンアルミニウムオキシナイトライド）は、強度が高く、耐熱衝撃性、耐薬品性、耐摩耗性があり、密度が低いという特徴があります。これらのセラミックは、非鉄溶融金属の取り扱い、溶接ピン、化学産業で使用されます。
3. 炭化ケイ素（SiC）は、マイクロ波炉のサセプタ、一般的な研磨材、耐火材として使用されます。
4. 窒化ケイ素（Si ₃ N _{4 ）は}研磨粉として使用されます。
5. ステアタイト（ケイ酸マグネシウム）は電気絶縁体として使用されます。
6. チタンカーバイドスペースシャトルの再突入シールドや傷防止時計に使用されます。
7. 原子炉の燃料として使用される酸化ウラン（U O ₂）。
8. イットリウムバリウム銅酸化物（Y Ba ₂ Cu ₃ O _7−x）、高温超伝導体。
9. 酸化亜鉛（Zn O）は半導体であり、バリスタの構造に使用されます。
10. 純粋な状態では室温と実際の焼結温度の間で多くの相変化を起こす二酸化ジルコニウム（ジルコニア）は、いくつかの異なる形態で化学的に「安定化」することができます。その高い酸素イオン伝導性は、燃料電池や自動車用酸素センサーでの使用に適しています。別のバリエーションでは、準安定構造は機械的用途に変態強化を与えることができます。ほとんどのセラミックナイフの刃はこの材料で作られています。部分安定化ジルコニア（PSZ）は他のセラミックよりもはるかに脆くなく、金属成形ツール、バルブ、ライナー、研磨スラリー、キッチンナイフ、激しい摩耗にさらされるベアリングに使用されます。^[16]

便宜上、セラミック製品は通常4つの主要なタイプに分けられ、以下にいくつかの例を示します。^[17]

1. レンガ、パイプ、床タイル、屋根タイルなどの構造物
2. 耐火物、例えば窯のライニング、ガス炉の放射体、鉄鋼およびガラス製造用のるつぼなど
3. 白物家電製品（食器、調理器具、壁タイル、陶器製品、衛生陶器など^）[18]
4. テクニカル、エンジニアリング、アドバンス、スペシャル、ファインセラミックスとも呼ばれる。このようなアイテムには次のものがあります。
   • ガスバーナーノズル
   • 防弾、車両装甲
   • 核燃料ウラン酸化物ペレット
   • 生体医療インプラント
   • ジェットエンジン タービンブレードのコーティング
   • セラミックマトリックス複合材ガスタービン部品
   • 強化カーボン-カーボンセラミックディスクブレーキ
   • ミサイルのノーズコーン
   • ベアリング
   • スペースシャトルの軌道船に使用された断熱タイル

現代の陶磁器の原料には粘土が含まれていないことが多い。^[19] 粘土を含むものは以下のように分類されている。

1. 他の種類よりも低い温度で焼かれた土器
2. 石器、ガラス質または半ガラス質
3. カオリンを多く含む磁器
4. ボーンチャイナ

セラミックは、次の 3 つの異なる材料カテゴリに分類することもできます。

1. 酸化物: アルミナ、ベリリア、セリア、ジルコニア
2. 非酸化物: 炭化物、ホウ化物、窒化物、ケイ化物
3. 複合材料:粒子強化、繊維強化、酸化物と非酸化物の組み合わせ

これらの各クラスは、独自の材料特性に開発できます。

1. ナイフの刃:セラミックナイフの刃は、スチールナイフの刃よりも脆く、破損しやすいものの、鋭い切れ味を長く保ちます。
2. 車両用カーボンセラミックブレーキディスク:高温時のブレーキフェードに対する耐性が非常に高い。
3. 先進的な複合セラミックと金属マトリックスは、成形炸薬弾（HEAT弾）と運動エネルギー貫通体に対する優れた貫通抵抗性を備えているため、ほとんどの最新装甲戦闘車両向けに設計されています。
4. アルミナや炭化ホウ素などのセラミックは、高速ライフルの弾丸を撃退するための防弾装甲ベストのプレートとして使用されています。このようなプレートは、一般に小火器保護インサート、または SAPIとして知られています。同様の軽量素材は、一部の軍用機のコックピットを保護するために使用されています。
5. セラミックボール ベアリングは、スチールの代わりに使用できます。硬度が高いため、摩耗しにくくなります。セラミック ベアリングの寿命は通常、スチール ベアリングの 3 倍です。荷重がかかったときの変形がスチールよりも少ないため、ベアリング保持壁との接触が少なくなり、摩擦が少なくなります。非常に高速な用途では、摩擦による熱がセラミック ベアリングよりも金属ベアリングに多くの問題を引き起こします。セラミックは化学的に腐食に耐性があり、スチール ベアリングが錆びる環境に適しています。用途によっては、電気絶縁特性が有利です。セラミック ベアリングの欠点は、コストが大幅に高いこと、衝撃荷重による損傷を受けやすいこと、セラミックの硬度が高いためにスチール部品が摩耗する可能性があることです。
6. 1980 年代初頭、トヨタは高温ガス領域にセラミック部品を使用した断熱 エンジンの製造を研究しました。セラミックを使用すると、1650 °C を超える温度が可能になります。利点としては、材料が軽くなり、冷却システムが小さくなる (または冷却システムが不要になる) ことがあり、大幅な軽量化につながります。期待される燃費の向上 (カルノーの定理で実証されているように、動作温度が高くなるため) は、実験的に検証できませんでした。高温のセラミックシリンダー壁の熱伝達は、より冷たい金属壁への熱伝達よりも大きいことがわかりました。これは、金属表面のより冷たいガス膜が断熱材として機能するためです。したがって、セラミックの望ましい特性にもかかわらず、法外な製造コストと限られた利点により、セラミックエンジン部品の広範な採用が妨げられてきました。さらに、セラミック材料の小さな欠陥と低い破壊靭性により、ひび割れや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的には可能ですが、現在の技術では大量生産は実現できません。^[要出典]
7. ガスタービン エンジン用のセラミック部品の実験が行われています。現在、エンジンの高温部で使用されている先進的な金属合金製のブレードでさえ、冷却と動作温度の慎重な監視が必要です。セラミック製のタービンエンジンは、より効率的に動作し、航続距離と積載量を向上させることができます。
8. 歯科インプラントや人工骨などのバイオセラミックスを含むセラミックスでは、最近の進歩が遂げられています。骨の主要ミネラル成分であるハイドロキシアパタイトは、いくつかの生物学的および化学的成分から合成されており、セラミックス材料に成形することができます。これらの材料でコーティングさ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、骨や体内の他の組織に容易に結合します。これらは、遺伝子送達や組織工学の足場とし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多孔質で機械的強度がないため、骨への結合を助けるために金属製整形外科用器具をコーティングするため、または骨充填剤としてのみ使用されます。これらはまた、炎症を軽減し、これらのプラスチック材料の吸収を高めるために、整形外科用プラスチックネジの充填剤としても使用されます。整形外科用体重支持装置用の強力で完全に密度の高いナノ結晶ハイドロキシアパタイトセラミックス材料を製造する研究が行われており、金属やプラスチック製の整形外科用異質材料を、合成でありながら自然に発生する骨ミネラルに置き換えています。最終的には、これらのセラミック材料は骨の代替品として使用したり、タンパク質コラーゲンを組み込んで合成骨を製造したりすることができます。
9. アクチニド含有セラミック材料の用途としては、余剰プルトニウム（Pu）を燃焼させるための核燃料、または無人宇宙船やマイクロエレクトロニクス機器の電源における化学的に不活性なアルファ線源などがある。放射性アクチニドの使用と廃棄には、耐久性のあるホスト材料への固定化が必要である。アクチニドなどの半減期の長い放射性核種は、化学的に耐久性のある多結晶セラミックスや大型単結晶をベースにした結晶材料を使用して固定化される。^[20]
10. 時計ケースの製造にはハイテクセラミックが使用されています。この素材は軽量で傷がつきにくく、耐久性があり、手触りが滑らかなため、時計職人に高く評価されています。IWCは時計製造にセラミックを使用する先駆者となったブランドの一つです。^[21]
11. セラミックは、硬度が高く、傷がつきにくく、放熱性に優れているため、携帯電話の本体のデザインに使用されています。^{[22]セラミックの熱管理特性により、頻繁に使用してもデバイスの温度を最適に保ち、パフォーマンスを向上させることができます。さらに、セラミック素材は}ワイヤレス充電をサポートし^{[23] 、}アンテナに干渉する可能性のある金属に比べて信号伝送が優れています。^[24] AppleやSamsungなどの企業は、デバイスにセラミックを採用しています。^{[25] [26]}
12. 炭化ケイ素セラミックスは耐腐食性があるため、ポンプやバルブの部品に使用されています。 ^{[27]また、}放射線や熱応力に耐える能力があるため、原子炉の燃料被覆材としても使用されています。^[28]炭化ケイ素セラミックスのその他の用途には、製紙、弾道学、化学製品の製造、配管システムの部品などがあります。^[29]

• セラミック化学 – 無機、非金属材料から物体を作成する科学と技術リダイレクト先の簡単な説明を表示するページ
• セラミック工学 – 無機、非金属材料から物体を作成する科学技術
• セラミックナノ粒子
• セラミックマトリックス複合材 – セラミックマトリックス内のセラミック繊維からなる複合材料
• 陶芸 – 粘土やその他の原材料から陶芸の工程で作られた装飾品
• 陶器の破損 – セラミックの熱処理の結果

• ガイ、ジョン (1986)。ガイ、ジョン (編)。東南アジアの東洋貿易陶磁器、9世紀から16世紀：オーストラリア所蔵の中国、ベトナム、タイ陶磁器目録付き（図解、改訂版）。オックスフォード大学出版局。ISBN 978-0-19-582593-0。

• リーデル、ラルフ; チェン、イーウェイ編 (2013).セラミックス科学技術. doi :10.1002/9783527631940. ISBN 978-3-527-31149-1。