サーメットは、セラミック相と金属結合材を組み合わせ、両者の長所を併せ持つように設計された材料である。サーメットに用いられる典型的なセラミックスには、磁器に関連する材料や、工業用の酸化物・炭化物が含まれる。一方、金属成分には、鋼のような一般的な工業金属や、配合によっては銅が使われる。この複合材は、多くの金属よりも硬く高温に強いが、脆いセラミックスよりは靭性があり、損傷にも比較的耐えやすい。
主な特性
サーメットは、硬さ、耐摩耗性、延性のバランスを取ることを目的とする。材料分類としては複合材料の一種であり、分散したセラミック相は圧縮強度と熱的安定性を与え、金属相は破壊靭性、ある程度の延性、そして熱や熱を伝える、あるいは電気を伝える能力をもたらす。多くのサーメットは機械的な応力に耐え、表面の摩擦が低いため、すべり接触や摩耗が問題となる用途に適している。
製造と構造
製造には、粉末冶金法がよく用いられる。セラミック粉末と金属粉末を混合し、加圧成形して焼結することで、金属がセラミック粒子をぬらし、結合する。さらに、気孔率や相分布を制御するために、浸透法、熱間プレス、先進的な焼結技術などの変種もある。性能を左右するのは微細構造、つまり各相の大きさ、形状、連続性である。連続した金属 नेटवर्कは靭性を高め、連続したセラミック網は硬さと熱的安定性を高める。
用途と例
サーメットは、切削工具、耐摩耗部品、エンジン部品、そして一部の高温構造用途に使われる。また、こうした特性の組み合わせは、電気接点や遮熱板にも適する。組成は用途に応じて調整され、機械加工向けには耐摩耗性を重視し、航空宇宙分野や化学処理分野向けには熱的・化学的安定性を重視する場合がある。
区別と注目点
サーメットは、タングステン系グレードのような焼結炭化物とまとめて扱われることもあるが、より広い概念である。また、金属基複合材料やセラミック基複合材料とは、どの相が優勢か、そしてどの特性のバランスを狙うかによって区別される。設計者は、単一のセラミックスや金属よりも、セラミックの硬さと金属の靭性を併せ持つことが有利な場合にサーメットを選ぶ。
関連する材料分類の一般的な導入としては、セラミックス、金属、工業用複合材料の項目も参照できる。さらに詳しい技術要約や解説は、材料データベースや製造関連資料に掲載されており、個別の化学組成や加工経路については専門資料で詳しく論じられている。