06. ３０００℃が作る航空部材―窯業―

材料の変遷（出典：野村正勝・鈴鹿輝男最新工業化学 ―持続的社会に向けて― 講談社サイエンティフィク）

ぼくらがまだホモサピエンスと呼ばれる前から人類は火を使ってきた。夜に明かりをとったり虫やほかの獣をよけたり。食べ物に火を入れることで、食あたりもしにくくなった。

ぼくらが石器をつかうようになって、いろいろ工夫しているうちに火を入れることで焼きしまることを見つけ出した。ついで土を使うことで自由自在にかたちを保存できる土器もつくれるようになった。

薪を燃やしたときの炎はたかだか７００度。うまく空気を吹き込むことで炎の勢いを増して丈夫で美しく機能的な土器を作れるようになってきた。もっともすばらしい発明は、そこに食材と水と灰をいっしょにいれて煮込むことだった。土器（ポット）と灰（アッシュ）を使った料理は、ぼくらがホモサピエンスと呼ばれて数千年を経た今でもポタージュという名残りとなっている。

土器、陶器、磁器とより硬く美しい器を作るために必要なことはよい土を探すことと、よい薪を探すこと、そしてそれらを高温で焼き上げるよい窯を作ることだった。より高温にするためには熱エネルギーできるだけ外に逃げないように窯に閉じ込めると同時に燃料である薪に空気を効率よく送ることが必要だった。燃焼速度を最大限に上げて窯の中に閉じ込めることで、ぼくらは１２００度にもなる温度を手にしたのだった。このぐらいの温度で焼き占めた磁器は弾くとチンチンと金属的な響きがして、割った端面は貝のように滑らかだった。釉薬をぬって焼き上げた磁器の表面はきらきらと輝き美しい色彩であるときは繊細な模様がまたあるときは豪奢な絵柄が描かれた。

図 75 セラミックスの種類
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表化学結合の種類

結合の種類	結晶	性質や特色	物質の例

イオン結合	イオン結晶	固体は導電率が小さい（絶縁体）。水溶液や溶融塩は導電率が大きい。（キャリア：イオン）。	塩化ナトリウム、塩化銀、水酸化ナトリウム
共有結合	分子結晶	分子式で表す。融点や沸点は低い。	酸素、アンモニア、水、ドライアイス
共有結合	共有結合の結晶	黒鉛や導電性高分子は、例外的に電気を通す。	ダイヤモンド、黒鉛、ケイ素、水晶、石英
金属結合	金属の結晶	導電率が大きい（キャリア：電子）。	銅、亜鉛、アルミニウム、リチウム

食器、衛生陶器碍子磁器、陶器

高温加熱技術の原理と方式、最大到達温度について調べ、その工業的応用の具体例を述べなさい。

ガラスと容器

ガラスや陶器は不燃性ごみです。

ガラスはケイ素と酸素の共有結合からなるが、結晶構造が不規則であり、明確な融点を持たない。温度を上げると徐々に柔らかくなる性質がある。この性質を利用してガラス細工をはじめいろいろな形状が作られる。

缶詰と瓶詰め

缶詰と瓶詰めを較べてみよう。いずれもナポレオンの時代に戦争の食糧確保のために開発された。

主な缶はスチール缶とアルミ缶だ。金属結合からなる金属は塑性変形できる。

ガラス製造の歴史官営品川硝子製造所跡(近代硝子工業発祥の碑)　大阪･ガラス発祥之地　陶芸の森ケイ砂プラズマボール真空管白熱電球

魔法びん記念館資源物（缶・びん）の出し方

ガラス細工

ペットボトルの一升瓶が普及しないのはなぜか？

銅線とガラスファイバー

ガラスは情報も運ぶ。銅線だった電話線が、ガラスファイバーとなった。

表回線(Line)の種類

種類	伝送路	通信速度	特徴

光回線	光ファイバー	高速	固定
モバイル	電波	低速	移動または固定
電話回線	電線	低速	固定

情報処理概論

具体的なセラミック材料とその比較となる金属材料をひとつづつ選び、その性質の違いを示す物理量の数値データを示した上で、その性質の違いがどのような工業製品に応用されているか述べなさい。

タッチパネルでのガラスとプラスチック－誘電率－

蛍光材料

碍子圧電素子、積層コンデンサ

炭素材料

炭素材料は古代から使われてきた。その主な製法は有機物の蒸し焼きだ。黒鉛化するには３０００度が必要だ。そのような高温はもはや化学エネルギーで作り出すことはできず、電気エネルギーを使った電気炉で作る。カーボンナノチューブなどはアーク放電のようなプラズマ状態を利用し、そのアークの温度は１００００度に達する。