前回は、セラミックスの作り方の前編として、焼結体の作製方法を解説しました。今回は、単結晶の育成方法、粉末の合成方法、成膜の方法、繊維の合成方法、および多孔体の作製方法を取り上げます。

1. 単結晶育成

セラミックスの単結晶を作ることは、通常、単結晶作製ではなく、単結晶育成（Crystal Growth）と呼びます。前回解説したように、単結晶の育成には、多結晶体（焼結体）の作製に使用する焼成炉を用いることはできません。一般的に、大口径、かつ長尺な単結晶を成長させるには、液相法を用います。

液相法は、溶液法と融液法に大別できます。溶液法には、水熱合成（Hydrothermal Crystallization）法やフラックス（Flux）法があります。図1 に、高温化学反応が可能な高圧容器（オートクレーブ、Autoclave）を用いて水熱合成法により育成された単結晶SiO₂（人工水晶）の一例を示します。

また、融液法には、容器を使用するチョクラルスキー（Czochralski）法、通称CZ法とブリッジマン（Bridgman）法、通称B法/ ブッジマン- ストックバーガー（Bridgman-Stockbarger）法、通称BS法、および容器を使用しない火炎溶融法（ベルヌーイ（Verneuil）法）、通称V法、浮遊帯溶融（Floating-zone Melting）法/ フローティングゾーン（FloatingZone）法、通称FZ法などがあります。図2 に、磁場を印加したCZ法（Magnetic Field Applied Czochralski法、通称MCZ 法）により結晶成長させたSi半導体用単結晶（インゴット、Ingot）の一例を示します。

テレビや携帯電話などの弾性表面波（Surface Acoustic Wave、SAW）フィルタなどに用いられるタンタル酸リチウムLiTaO₃や、ニオブ酸リチウムLiNbO₃の単結晶も、CZ法で育成されます。なお、気相法を用いて、大型の単結晶を育成することは、現時点で商用的には困難です。気相法は、エピタキシャル（Epitaxy）成長などによる単結晶薄膜の合成時などに用いられます。特に、炭化ケイ素SiCや、化合物半導体の作製などに応用されています。

2. 粉末合成

セラミック粉末の合成方法は、固相法、気相法、液相法に大別できます。これらの方法を組み合わせる場合もあります。固相法は、原料粉末同士の直接的な化学反応によって合成する方法です。気相法は、特にアークプラズマを用いた合成法により、高純度で超微粉の合成が容易です。

なお、アークプラズマのアーク（Arc）とは、アーク放電（ElectricalArc）の意です。液相法による合成法としては、融液を用いる場合と溶液を用いる場合があります。

溶液を用いる液相法に分類される共沈（Coprecipitation）法と、アルコキシド（Alkoxide）法などのゾル－ゲル（Sol-Gel）法は、工業的にも広く利用されている粉末合成方法です。ゾル－ゲル法とは、ガラスをはじめとするセラミック粉末の合成法で、溶液から、加水分解、縮重合などの化学反応を経てゲル（ゼリー状の固体）を作製し、熱処理をして緻密化を促進させていく方法です。これらの合成方法で得られる超微粒子（Ultrafine Particle）、あるいは微粉末（Fine Powder）は、通常よりも低い焼成温度で焼結体を作製することが可能です。その主な理由は、粉体の粒径制御が可能（ほぼ単一粒径の球形粉体を得ることも可能）で、均一組成で超高純度の超微粉末を得ることができるためです。これらの粉末合成の手法を、ビルディングアップ（Building-up、またはビルドアップ（Build-up））法と呼びます。なお、Sol-Gelという用語は、水素イオン濃度指数pHのドイツ語読みのペーハーと同様に、ゾル- ゲルです。既解説のとおり、pHという学術用語は、文部科学省はピーエイチ、度量系分野（経済産業省）ではピーエッチという英語読みの表記です。英語読みの表記であれば、Sol-Gelはソル- ジェルです。

原子やイオンあるいは分子の集合体を化学反応により成長させて、微粒子を作るのをビルドアップ法というのに対し、粉砕工程を経て、粉末を細分化する合成手法を、ブレーキングダウン（Breaking-down、またはブレークダウン（Break-down））法と呼びます。図3 に、固相法により合成した青色蛍光粉末の一例を示します。左が室内蛍光灯下で撮影した試料粉末（白色）、右が室内を暗くして撮影した同一の試料粉末（青色）です。

3. 成膜方法

4. 繊維合成

5. 多孔体作製

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全10回で下記の内容を解説しています。

• 第1回　セラミックスとは
• 第2回　化学組成と結晶構造について
• 第3回　単体セラミックスと化合物セラミックス
• 第4回　オールドセラミックスとニューセラミックス
• 第5回　酸化物セラミックス
• 第6回　非酸化物セラミックス
• 第7回　セラミックスの作り方（焼結体）
• 第8回　セラミックスの作り方（単結晶など）
• 第9回　セラミックスの物理的特性評価（機械的特性～密度、強度、硬度～）
• 第10回　セラミックスの物理的特性評価と化学的特性評価