株式会社アルテミア
相対密度とは、ある物質Aからなるセラミックス構造体（焼結体）を計測した真密度ρ0だったとします。物質Aの理論密度がρtであれば、真密度を理論密度で除した値に100をかけて算出された数値のことをいいます。百分率で表されて、100%であれば完全に緻密化（構造体の組織中に開閉気孔がともにゼロ）していることがわかります。
一方で、理論密度が既知の場合、かさ密度、見かけ密度、開気孔率、閉気孔率が計測できたとき、これらの計測値を演算することによって上図に示す式から相対密度を求めることができます。
セラミックスの緻密度の指標となる相対密度は、強度等の機械的特性に直結し重要視されるファクターです。
理論密度とは、ある物質Aが結晶構造を持つ場合に計算から求められる密度です。
物質Aの化学組成と結晶構造がわかっているとき、単位格子のサイズ（格子定数）からその体積が求まります。一方で、単位格子内に格納された原子の種類とその数がわかれば、その重量が求まります。
体積と重量がわかれば、単位格子の密度が算出され、これがある物質Aの理論密度となります。
上図ｃのようにセラミックスや耐火れんがなど、一定のサイズをもつ構造体はその製造工程で、表面や内部に必ず空隙（気孔という）が残留しています。とくに外部と繋がれば「開気孔」、内部に孤立すれば「閉気孔」といいます。この状態は原料である粒子でも同じ現象が起こるので、粒子内部にも気孔が残留することがあります。
図ａと図ｃを比較すると真密度とかさ密度の関係がわかります。かさ密度は開気孔と閉気孔を含めた密度を指します。よって、真密度より小さくなります。
一方、図ａと図ｂを比較すると、真密度と見かけ密度の関係がわかります。閉気孔が存在すると真密度より見かけ密度が小さくなります。
この現象を理解すれば、真密度を測定するときの注意点が理解できます。大切な点は試料を完全に粉砕することです。微粒子化することによって内在する気孔がすべてなくなります。この作業によって真密度と見かけ密度がより等しい数値で計測されます。
真密度はピクノメーターと呼ばれる装置を使って計測できます。計測原理は調べるとおわかりになるので、ここではあえて割愛します。
この密度も液浸法による密度測定の一連の計測値から計算で求められます。見かけ密度はは計測物の乾燥重量W1を測定したうえで、液体中での計測物の水中重量W2、液体を含んだ飽水重量W3を求めて上記の計算式から見かけ密度が算出されます。
見かけ密度は物体の開気孔（外部と繋がっている気孔：表面に穴が空いている状態）に媒質の液体が存在しない状態の密度を表します。すなわち、閉気孔を含んだ物体の密度を表します。
液浸法による密度の測定方法はアルキメデスの原理を用いています。密度既知の液体（水、灯油などが汎用）中に計測物（構造体あるいは粉粒体：顆粒や粉体）を減圧状態で浸漬させ、液体が置換した体積から計測物の体積が求められます。この測定方法は計測物の乾燥重量W1を測定したうえで、液体中での計測物の水中重量W2、液体を含んだ飽水重量W3を求めて上記の計算式からかさ密度が算出されます。
かさ密度は物体の開気孔（外部と繋がっている気孔：表面に穴が空いている状態）に媒質の液体を侵入した状態の密度を表します。
密度の基本は単位体積あたりの重量です。原料粉末を成形して焼き固めるセラミックスの製造方法において、製品の品質となる「密度」は解析すべき重要な数値です。そんな密度には以下に示すいろんなものがあります。
１．すりきり充填かさ密度：粉末状
２．タップ充填かさ密度：粉末状
３．かさ密度（液浸法）：顆粒または構造体
４．見かけ密度：顆粒または構造体
５．真密度・理論密度：顆粒または構造体
６．相対密度：試料が構造体のもの
試料の状態とそれに合った計測方法の違いでこれだけの密度の指標があります。ひとつずつ解説しますので乞うご期待！
セラミックス等の構造物を解析するとき、「密度」「比重」という言葉が出ます。
厳密にいうと「密度」と「比重」は意味が違います。密度とは漢字のとおり、『密な度合い』でして、“ある物体の単位体積あたりの重量”を表す物理量を指します。国際単位系（SI）でkg/m3を使います。我々の身近ではg/cm3やg/mLの単位表記に馴染みが深いでしょう。ちなみに、g/cm3は固体の場合で、g/mLは液体の場合に使用することが多いです。
一方で、比重＝密度という場合がありますが、これには大前提が省略されています。比重は漢字のとおり、『重さを比べる』で密度の意味とかけ離れてしまいます。なぜ両者の意味合いを同じように使うのか？これはなにかの密度を参照しているからです。
さらに詳しくいうと、密度を参照している物質はズバリ「水」です。皆さんご存じのとおり、常温の純水の密度は1 g/mLです。つまり、ある物質の比重は、水の密度で割った数値となり、物質の密度と同じ値となります。ただし、気をつけてください！比重に単位はありません。物質の密度を水の密度で割ったため、単位のない無次元数となります。ささいな点ですが、表記や単位にはすべてにちゃんと意味があります。
セラミックスの語源やそれを取り巻く言葉を紹介します。
ceramics（セラミックス）の語源を調べると、ギリシャ語のkeramos（ケラモス）だそうです。ギリシャの島にありそうな名前ですが、ありません。クレタ島にケラモス修道院があるそうです。
それはさておき、keramosは土器を表すようで、ceramicsも同様に土器や陶器を表す言葉でした。時代が下り、20世紀初頭に窯業界で煉瓦を使い始めるとceramicsは一気に工業的な言葉に変化したと感じます。今日ではceramicsの性質を生かして様々な工業材料が生産されています。
一方で、同じ土器でも古代の土器をearthenwareという単語で訳すようです。これから進化したかどうか定かではないですが、potteryを陶器と訳します。これは日常生活使いや趣味的創作の陶磁器全般に当てはまる言葉ではないかと感じます。
セラミックスとセラミックの違いが気になることはありませんか？
セラミックは耳にすることがあるけど、「ス」ってなに？と思う方もいらっしゃるでしょう。
結論からいうと言い方だけで、両者の意味に違いはありません。
筆者もこの記事を書くタイミングで初めて調べました。理化学辞典で検索すると「セラミック」に該当する項目がなく、「セラミックス」だけの説明が記載されていました。
でも英単語ではハッキリと品詞が区別されています。「Ceramics」は名詞で「Ceramic」は形容詞です。
つまり、セラミックスはモノを指し、セラミックは材質を説明するときに使うことが適当です。
用法は、たとえばアルミナセラミックス（Al2O3質セラミックス）であり、一方、セラミックナイフやセラミックコンデンサなどです。