硬度とは何か？
硬度とは、圧痕、引っかき傷、摩耗などの局所的な塑性変形に対する材料の抵抗力のことである。セラミックスの場合、ビッカース硬さ（HV）試験が一般的に用いられる。この試験では、ダイヤモンドのピラミッド型の圧子を、標準荷重をかけて材料の表面に押し付けます。圧子が小さいほど、材料は硬い。強いイオン/共有結合と密に詰まった結晶構造により、アドバンスト・セラミックスは、ほとんどの金属やポリマーをはるかに上回る硬度を示します。
ヒント高硬度＝高靭性ではありません。例えば、炭化ケイ素や酸化アルミニウムは非常に硬いが、金属よりも脆く、割れやすい。
先端セラミック用途で硬度が重要な理由
主要先進セラミックスの硬度データ
| セラミック素材 | ビッカース硬度（HV） | モース硬度 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 炭化ケイ素（SiC） | 2,500 - 3,100 | 9.5 | 優れた耐摩耗性 |
| アルミナ（Al₂O₃） | 1,800 - 2,200 | 9 | 手頃な価格と高い耐久性 |
| 窒化ケイ素 (Si₃N₄) | 1,400 - 1,800 | 8.5 - 9 | 丈夫で熱に強い |
| ZTA | 1,500 - 1,800 | - 9 | 硬さと靭性を併せ持つ |
| ジルコニア (ZrO₂) | 1,200 - 1,400 | 8 - 8.5 | 高い靭性、適度な硬度 |
| 酸化ベリリウム (BeO) | 1,200 - 1,400 | ~9 | 高い熱伝導性 |
| 窒化アルミニウム（AlN） | 1,100 - 1,300 | ~8.5 | 熱伝導性 |
| 機械加工可能なガラス・セラミック | 450 - 600 | ~6 | 機械加工が容易 |
| 窒化ホウ素（h-BN） | 25 - 40 | 2 | 非常に柔らかく、潤滑性がある。 |
*データは参考値です。
硬度比較表：セラミック、金属、プラスチック
次の棒グラフは、超硬セラミックスから一般的な工業用プラスチックまで、さまざまなエンジニアリング材料のビッカース硬度（HV）を、硬いものから軟らかいものへとランク付けしたものです。
セラミック
メタル
プラスチック
*データは参考値です。
