セラミックス材料の室温付近における熱膨張

摘要

熱膨張は基本的な材料物性の一つであり、構造材料、電子材料、光学材料、生体材料等の材料設計時に、熱膨張特性を直接利用しない場合においても必要な物性であり、これまでに多くの報告がある。セラミックスの熱膨張は、一般に図1（a）に示されるように温度の増加とともにより大きくなることが知られ、2次曲線で近似されることが多い。そして、その微分としての熱膨張係数は温度の一次関数で表され、高温ほど熱膨張係数は高い値となる。しかし、実際にはある一定の温度になると、図2に示されるように、熱膨張係数は一定値に近づくことが知られている。これと似た挙動として、比熱の温度変化が知られている。図3に示されるように、比熱はある温度（デバイ温度θ_D）以下では温度（T）の3乗に比例し、デバイ温度以上では、一定値に近づく。