先進セラミックスは、その優れた機械的、熱的、化学的特性（高強度、高硬度、耐熱性、耐食性、耐摩耗性など）により、航空宇宙、エレクトロニクス、機械、生体医療分野で重要な位置を占めています。しかし、これらの優れた特性を引き出すには、高度な焼結技術が必要です。セラミックス製造における重要な段階である焼結は、最終製品の微細構造と性能特性に直接影響を与えます。
焼結とは、セラミックスのグリーンボディ（未焼成体）を融点以下で熱処理することにより、原子拡散や塑性流動機構を介して粒子を結合させるプロセスです。このプロセスにより、高密度化、強化、および所望の微細構造特性が得られ、セラミックスに強度、熱安定性、化学的安定性、機能特性が付与されます。
焼結の基本的なメカニズムは、系の全自由エネルギーを低減することに由来します。粉末状のセラミックスグリーンボディは、高い表面エネルギーを持つ広範な表面積を持っています。焼結は、粒子表面積を減少させることで界面エネルギーを低減し、以下の方法で系の安定化を達成します。
焼結は複雑な物理化学的変化を引き起こします。
焼結方法は以下の基準で分類されます。
最もシンプルで一般的な方法であり、高密度化のために表面エネルギーの低減のみに依存し、通常は雰囲気制御炉で行われます。
炭化チタン切削工具、耐摩耗性コーティング。 アルミナ絶縁体、ジルコニア歯科インプラント、窒化ケイ素切削工具。
高温と不活性ガス（窒素/アルゴン）の圧力を組み合わせることで、材料の分解を防ぎながら高密度化を促進します。
炭化チタン切削工具、耐摩耗性コーティング。 窒化ケイ素ベアリング、二ホウ化チタン電極。
一軸圧力と熱の同時印加により、微細で均一な微細構造を持つ迅速な高密度化が可能になります。特に、焼結助剤を最小限に抑える必要がある共有結合セラミックスに効果的です。
炭化チタン切削工具、耐摩耗性コーティング。 高性能炭化ケイ素原子炉燃料被覆管。
1955年に原子力材料用に開発されたHIPは、900〜2000℃で等方性ガス圧（100〜200MPa）を使用し、気孔の除去と微細構造の均質化を行います。
炭化チタン切削工具、耐摩耗性コーティング。 欠陥のない構造を必要とする航空宇宙グレードのセラミックス。
この日本で開発された技術は、パルス電流を利用して粒子間にプラズマを発生させ、低温での超高速（10分未満）の焼結を、ナノスケールの結晶粒保持で可能にします。 応用例:
炭化チタン切削工具、耐摩耗性コーティング。 2.6 マイクロ波焼結
応用例:
炭化チタン切削工具、耐摩耗性コーティング。 2.7 自己伝播高温合成（SHS）
応用例:
炭化チタン切削工具、耐摩耗性コーティング。 3. 将来の方向性
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