46PM23｜第46回 第2種ME技術実力検定試験 過去問

正答

3

この問題のポイント

この問題では、金属材料であるステンレス鋼と、無機材料であるセラミックスの性質の違いが問われています。

セラミックスは一般に、硬い、摩耗に強い、耐熱性が高い、電気を通しにくい、衝撃にもろい、という特徴があります。

解説

セラミックスは、アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素などに代表される無機材料です。医療分野では、人工関節、歯科材料、絶縁材料などに用いられます。

ステンレス鋼と比べたとき、セラミックスには次のような特徴があります。

• 硬く、摩耗に強い
• ヤング率が大きく、変形しにくいものが多い
• 融点が高く、耐熱性が高いものが多い
• 電気伝導度が低く、絶縁性を示すものが多い
• 衝撃や引張りに対してはもろく、割れやすい

したがって、「融点が低い。」という記述は、ステンレス鋼に比べたセラミックスの一般的特徴としては誤りです。

ひっかけポイント
セラミックスは「硬いが、もろい」と整理します。硬いことと衝撃に強いことは同じではありません。硬くても、急な衝撃では割れやすい材料があります。

選択肢の確認

1．ヤング率が大きい。
記述としては正しい。
ヤング率は、材料の変形しにくさを表す指標です。セラミックスはステンレス鋼に比べてヤング率が大きいものが多く、剛性が高い材料として扱われます。

2．摩耗に強い。
記述としては正しい。
セラミックスは硬度が高く、摩耗に強い性質があります。そのため、人工関節の摺動部や歯科材料など、摩耗が問題となる部位で利用されることがあります。

3．融点が低い。
正答。記述としては誤り。
セラミックスは一般に融点が高く、耐熱性に優れます。ステンレス鋼に比べて融点が低いという記述は、セラミックスの特徴として不適切です。

4．電気伝導度が低い。
記述としては正しい。
多くのセラミックスは電気を通しにくく、絶縁材料として利用されます。金属であるステンレス鋼に比べると、電気伝導度は低いと考えます。

5．衝撃にもろい。
記述としては正しい。
セラミックスは硬く摩耗に強い一方で、靭性が低く、衝撃で割れやすい性質があります。金属のように塑性変形してエネルギーを吸収しにくい点が特徴です。

覚えるポイント

• セラミックスは一般に硬い、摩耗に強い、耐熱性が高い材料です。
• 多くのセラミックスは電気伝導度が低く、絶縁性を示します。
• セラミックスは硬い一方で、衝撃にもろい性質があります。
• 「硬い」と「割れにくい」は別の性質として区別します。
• セラミックスの融点は一般に低いのではなく、高いと覚えます。