透明でかつ硬い材料を探しています

たまたま摩擦に関する文献を読んでいたのだが摩耗にも幾つものタイプがあり
単に硬いからと言って「耐摩耗性」が良いとも言えない場合もあるようです。
意外に奥が深い学問だ。更に摩耗に最も有効なのは潤滑だと言われている。

となれば、思いつきで恐縮だが飛行機の窓は結露防止に二重構造になっていて
空気が二層間を通る構造になっている。これを直接応用することは難しいかも
しれないが表層を流れる空気を制御することができれば摩耗も劇的に減らせる
かも知れない。

答えでも無いし現実に適さないかも知れないが、何かのヒントになればと思う
現状の摩耗の真の原因を探ることも、また遠回りのようで近道だろうかと。
急がば回れとも言うが直ぐに結論を先に求めるから何重にも失敗する。

材料の選定と変遷が理解できない。
部品の材料選定で最も重要なことは部品としての必要特性。

当初セラミックスが使用されていたということは、最も重要な必要特性は「耐摩耗性」。セラミックスが選定されたということは、工具鋼よりも高い耐摩耗性が必要ということ。

さらにセラミックスの中でジルコニアが選定されたという事は、セラミックスとはいえども少しでも靱性が必要。つまり弱い必要特性とし靱性。耐摩耗性と靱性の両方が同等に必要ならば工具鋼が選ばれたはず。

この流れから言うと、樹脂系ではダメであることは容易に想定できたはず。透明性という要求から、最大の必要特性を忘れた安易な材料選定。

今回の質問も、まず部品の要求特性を明確にすることが必要。透明性を前面に出していては、正しい答えは得られない。

要求特性は、第一に耐摩耗性、少し靱性、そして追加された透明性。

「ガラスでは加工後の透明性が心配」ということは、研削加工面ではダメということだから(研磨加工ではコスト高ということか)、透明セラミックスでも同様にダメなはず。

多分一つの材質では満足するものはない。
小生が考える最良と思える案は、単体にすることを諦めて「工具鋼+単純形状ガラス板」に設計変更すること。

第一の要求特性は「絶縁性」だったのですね。早とちりして失礼しました。

金属は導電性でダメ、セラミックスではジルコニアの靱性でも放電破壊(?)でダメ、プラスチックではポリカーボネートでも耐摩耗性でダメ。

絶縁性があって、ジルコニア以上の靱性があって、研削加工しても透明で、摩耗に最も強いもの。難しい。

回答(3)の透明セラミックスを研磨加工するのが最良か。ガラスよりは研磨加工しやすいはず。
これが高価すぎるなら、透明性をあきらめて透光性アルミナで我慢するか。

樹脂材はよく判らないが、良いもの、あるいはコーティングをしても「耐擦り傷性」であって、面圧のかかる摩耗には(摩耗条件が判らないが)難しいのように思う。

硬さを求めていますが対応する物性値は色々あり、どれが重要かを書くことが必要です。
硬さの場合
硬度：傷つきにくさの指標です。モース、ビッカース、ロックウェル等測定方法でさらに細分化した単位に分かれます。
ヤング率：加わる力に対する変形しにくさです。縦弾性係数とも言います。圧力と同じPaが単位となります。

さらに硬さと混同しやすいのが丈夫さ、強度です。
こちらも引っ張り強さ、圧縮強さといった静的な(連続した)力に対する壊れにくさを示すものと、靱性(衝撃に対する壊れにくさ)を示すものなど色々あります。

これらについて詳細がわかると適切な回答を得やすくなります。

で、セラミックからの置き換えとのことでいうとワイヤーブラシの摺動が有ったり、ブラストやショット処理に関係する部品であるとエスパーします。
この場合、表面硬度を高めるか、表面に使い捨てシートを貼って高頻度で交換することになります。

高硬度材で行く場合、
最高高度ならダイヤモンドだけど薄くて小さい基板しか流通していませんし、超高コストです。
(実用的な)範囲内で高コストでよければサファイアがガラスより高硬度且つそれなりに割れにくい上に比較的流通が多いです。
(結晶が作りやすく窒化物半導体用基板や時計の窓材に多用されるため)
次がゴリラガラスとかの高強度ガラスになると思います。(靱性Up硬度Down)
その次がポリカーボネート樹脂にガラスをラミネートしたラミオン(さらに靱性Up硬度Down)
と硬度が下がり、靱性が上がっていきます。

コスト、必要靱性と相談になります。

ちなみに他の透明セラミックだとYAGとかイットリアとかルミセラあるけどサファイアに比べてなんらかの欠点がある状態です。

たぶん反対に向かってる
割れるから高硬度に向かってるんだろうが
硬度が高くなればなるほど割れやすくなります

必要なのは粘りです


http://www.net-amazing.com/tokusei.html
レジン一覧
◎ＵＶ （紫外線硬化型） 樹脂　（透明）
なんかよいと思います
歯科用にも使われている


硬度一覧
http://www.haishasan.net/tips/trivia/trivia_01.html
歯は鉄より硬く
食酸
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%85%B8%E8%9D%95%E7%97%87
コーラ飲料はpH2.2
にも耐え
ますから

併行して、セラミック材を探求しては如何でしょうか？

工具の刃具にも使用されていますから、“製品の状態を確認出来ない”ではなく、

アプローチの仕方に問題があるのではないでしょうか？

工具の刃具、セラミック包丁、等々でも確認し、探求してみてください。

具体的なアプローチ方法が、他の回答者さんからアドバイスがあり、

対話形式で確認すれば、ゴールは近しで、良かったよかった。