窒化ケイ素（Si₃N₄）は、非酸化物系セラミックスの代表的な素材です。
ファインセラミックスの中で最も優れた耐熱衝撃性を持ち、高温環境でも強度を維持します。
熱膨張係数が小さく、急激な温度変化にも強いため、エンジン部品や軸受、溶融金属接触部品など、過酷な環境で使用される部品に最適です。
| 化学式 | Si₃N₄（窒化ケイ素） |
|---|---|
| 色 | 灰色 |
| 密度 | 3.2〜3.3 g/cm³ |
| 硬度 | HV1400〜1600（ビッカース硬度） |
| 融点 | 約1900℃（分解） |
| 焼成温度 | 約1700〜1800℃ |
|---|---|
| 熱伝導率 | 20〜90 W/(m·K) |
| 電気絶縁性 | 優れる |
| 耐熱性 | 〜1200℃ |
| 熱膨張係数 | 約3×10⁻⁶/K |
一般的な窒化ケイ素の物性値です。実際の数値とは異なります。
ファインセラミックスの中で最も優れた耐熱衝撃性を持ち、急激な温度変化にも強い特性があります。熱膨張係数が非常に小さく（約3×10⁻⁶/K）、急熱・急冷を繰り返す環境でも割れにくく、高温状態から急冷されるような過酷な用途でも安定して使用できます。
高温環境でも機械的強度を維持し、1200℃以上の高温でも優れた強度を発揮します。高温構造材料として、エンジン部品やガスタービン、燃焼器部品など、高温環境で使用される部品に最適です。アルミナや炭化ケイ素より優れた高温強度を持ちます。
非酸化物系セラミックスの中で非常に高い破壊靭性（粘り強さ）を持ち、衝撃に強く割れにくい特性があります。靭性値はアルミナの約1.5倍で、機械的信頼性が高く、長期間安定して使用できます。
高硬度により優れた耐摩耗性を発揮し、摺動部品やベアリング、軸受として長期間使用できます。金属製ベアリングと比較して、摩擦が80%減少し、寿命が3〜10倍長く、重量が60%軽量化できます。高性能ベアリングとして、超高温や酸、アルカリなどの劣悪環境でも使用可能です。
密度が3.2〜3.3 g/cm³と、アルミナ（3.9〜4.0）やジルコニア（6.0〜6.1）より軽量です。高強度でありながら軽量化を実現でき、回転部品や移動部品の軽量化に貢献します。ジルコニアの約半分の重量で、軽量化が求められる用途に最適です。
溶融金属（アルミニウム、鉄など）に濡れにくい性質を持ち、溶融金属接触部品として最適です。アルミ溶湯部品や鋳造用部品、溶接機のトーチノズルなど、溶融金属と接触する過酷な環境でも使用できます。耐食性にも優れています。
窒化ケイ素の優れた特性は、さまざまな産業分野の課題を解決します。「熱衝撃で部品が割れる」「高温環境で強度が低下」「溶融金属と接触する部品が必要」など、過酷な環境で使用される部品の課題に、窒化ケイ素が最適な解決策を提供します。
