シリカセラミックスの科学 - 近い将来に大量に供給される有機化学産業

投稿日 : 11 October 2024

投稿者 : Preeti Wani

シリカセラミックスは、シリカと呼ばれる微小な球状粒子を含むセラミック材料の一種です。これらの粒子は融合することで強靭で耐久性のある物質となり、医療機器や航空宇宙部品など、高い弾力性が求められる用途に最適です。シリカセラミックスは、音の透過性と光の反射性に関しても興味深い特性を有しています。つまり、この材料で作られた表面は、音響ミラーや光学レンズとして機能します。

セラミックにおけるシリカの用途

• シリカはセラミックの重要な成分です。セラミック素材の強固で耐久性のある土台を形成するのに役立ちます。また、透明度を高めることで完成品の外観を向上させます。
• シリカは、磁器、石器、マジョリカタイル、土器の土器型（壺）、テラコッタの置物など、さまざまな種類のセラミック材料に含まれています。
• この必須ミネラルは、日光や、雨水の流出、キッチン廃棄物処理などの酸性環境による傷や色あせに対する耐性を提供します。

シリカ製のセラミックコーティングとは何ですか?

シリカセラミックコーティングは、金属表面に塗布することで耐久性を向上させる薄い保護層です。また、プラスチックやガラスなどの他の素材にも使用され、傷や汚れに強い素材として使われています。

シリカセラミックコーティングを使用する利点は 2 つあります。

• まず、素材の耐久性が向上します
• 2 番目に、環境要因 (空気中および水中の両方) から材料を保護するのに役立ちます。

このタイプのコーティングは必ずしも必要ではなく、望ましいものでもありませんが、これを使用すると所有物の寿命が大幅に延びる可能性があります。

セラミックにはどのような種類のシリカが利用されていますか？

二酸化ケイ素（SiO2）はシリカの一種で、セラミックタイル、カウンタートップ、その他の装飾品に最も一般的に使用されています。従来の粘土ベースの先進セラミックに比べて、汚れにくく、高温焼成しても劣化しないなど、いくつかの利点があります。また、SiO2は物体に塗布すると硬く耐久性のある表面を形成するため、瓦屋根やシャワー室などの用途に最適です。さらに、SiO2の光沢は鉱物自体の自然な特性によるため、釉薬やトップコートは必要ありません。

シリカセラミックスの用途

シリカセラミックスの潜在的な用途は数多くあり、さまざまな業界で使用されています。

• 一例としては医療業界が挙げられます。ここではシリカセラミックを使用して、患者を適切に治療するために必要なサージカルマスクやその他の機器が製造されています。
• シリカセラミックは、腐敗を防ぎ、保存中に栄養素を保持する容器の作成など、食品業界での潜在的な用途も数多くあります。
• また、自動車や航空機のフロントガラス、歯科インプラント、眼鏡レンズ、ノンスティックフライパンやスパチュラなどの調理器具、または高い耐久性評価 (CR) や優れた耐傷性が求められるその他のアイテムの製造にも使用できます。

セラミックシリカはどのようにして骨の健康を改善するのでしょうか?

セラミックシリカは、いくつかの方法で骨の健康を改善することが示されているミネラルの一種です。まず、破骨細胞の抑制剤として働くことで、骨折のリスクを軽減するのに役立ちます。破骨細胞は骨やその他の結合組織を分解する細胞であり、骨の脆弱性や骨折につながる可能性があります。セラミックシリカはまた、強い骨にとって重要な健康的なコラーゲンレベルを維持するのに役立ちます。さらに、セラミックシリカは、尿や便を通して体から失われるカルシウムの量を減らすのに役立ちます。これにより、骨の健康に不可欠なマグネシウムやカリウムなどのミネラルの血清濃度が最適になります。最近のデータによると、生理学的にケイ素を摂取したグループは、ミネラル付着と骨形成の率が30％高くなりました。さらに、ケイ素を補給したグループでは骨吸収が減少しました。

シリカセラミックの取り付け方法

家の壁や床にテクノロジーは？

シリカセラミック技術は、断熱性の向上、騒音レベルの低減、床面の耐久性向上など、あらゆる住宅に様々なメリットをもたらします。この技術は、セラミックとクォーツを強固に結合させ、湿気や損傷から両素材を保護します。従来の塗料やコーティング剤で発生する毒素がないため、完成した壁や床は、その寿命を通して一定の色を保ちます。また、シリカセラミックは無毒であるため、アレルギーの問題もなく、塗装などのメンテナンスの必要性も低くなります。

バスルーム、キッチン、家庭用の最高のシリカセラミック製品

• シリコンマット –この100%シリコン製のマットは、マウスパッド、ノートパソコンやタブレットの保護マット、鍋敷き、プレースマット、さらには雑巾としてもお使いいただけます。さらに、無毒で食器洗い機にも対応しています。最新のデータによると、シリカ含有量が高い（SiO2含有量94%以上）ため、シリカマットはガラスマットよりも高い1800°F（980°C）までの耐熱性を備えています。ただし、耐熱性を高めるために、素材の強度は犠牲になっています。シリカマットはロール状でのみ提供され、厚さは1/4インチ、1/2インチ、1.0インチからお選びいただけます。
• シリカクレイ食器用洗剤ポッド -このポッドは、食器についた油汚れやシミを素早く簡単に落とし、水垢や残留物も残さないので、キッチンに最適です。さらに、環境に優しいため、有害な化学物質は含まれていません。
• シリカ ダスト モップ -このモップは 99% 純粋なシリカ パウダーでできており、たった 1 回の掃き掃除で汚れ、食べかす、油のこぼれ、タイルの目地などを取り除くことが実証されています。
• 「タイルマジック」スクラバータオル –この絆創膏はタイル面（およびその他の硬い表面）専用です。蓄積した擦り傷を取り除き、表面を明るく滑らかにします。
• 「マジック イレイザー ガラス クリーナー + ワイプ」 -このキットのガラス クリーナーには天然のクエン酸が含まれており、ガラス窓に蓄積した油汚れを除去するのに役立ちます。

シリカセラミックスの利点

シリカセラミックは、従来のセラミックに比べて多くの利点を持つセラミックの一種です。その利点には以下が含まれます。

• 低毒性：シリカセラミックは無毒で、鉛、水銀、その他の有害な化学物質を含みません。また、反応性が低いため、傷や損傷に強いのも特徴です。
• 耐高温性：シリカは高温でも安定しているため、オーブン、ストーブ、暖炉などでの使用に適しています。そのため、工業用シリカ砂は様々な産業において過酷な条件下で使用できます。最近のデータによると、1400℃で溶融するSiO2の粘性滑りは、高温（1400℃超）および応力条件下ではセラミックコアの強度を低下させることが示されています。
• 非多孔性表面:シリカの非多孔性により、汚れやその他の汚染物質の吸収を防ぎ、食器をより長く清潔で新品のような状態に保ちます。

シリカセラミックスの難しさ

• シリカセラミックの使用にはいくつかの欠点があります。まず第一に、これらの材料は非常に高価です。
• 第二に、他の素材ほど耐衝撃性や耐候性に優れているとは限りません。
• 最後に、特に屋外で使用する場合は、慎重に取り扱い、移動する必要があります。

最近のニュース

• 2022年2月2日、US Silica Holdings, Inc.は、工業・特殊製品部門の一部が、主に石油化学、工業用油、食用油事業で使用される非契約のエンジニアードクレイ製品の大多数の価格を値上げすると発表しました。
• 2022年3月7日、大量生産向け積層造形技術の世界的パイオニアであるデスクトップメタルは、さまざまな粒子サイズのセラミックおよび金属粉末用のバインダージェット3Dプリントシステム「Xシリーズ」を発表しました。

北米におけるシリカセラミックスの使用

シリカセラミックスは、高強度、低熱膨張係数（CTE）、耐腐食性といった独自の特性から、北米で成長を続けています。そのため、シリカセラミックスは高温や耐薬品性が求められる用途に適しています。さらに、成長を続ける自動車産業や石油・ガス産業も、このタイプの製品の需要を牽引しています。最近のデータによると、米国では230万人の労働者が就業中にシリカにさらされています。