CN114787085A - 氧化锆粉末、氧化锆烧结体以及氧化锆烧结体的制造方法 - Google Patents

氧化锆粉末、氧化锆烧结体以及氧化锆烧结体的制造方法 Download PDF

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Abstract

提供一种氧化锆粉末，在稳定剂为Y2O3的情况下为1.4mol％以上且小于2.0mol％，在稳定剂为Er2O3的情况下为1.4mol％以上1.8mol％以下，在稳定剂为Yb2O3的情况下为1.4mol％以上1.8mol％以下，在稳定剂为CaO的情况下为3.5mol％以上4.5mol％以下，在细孔分布中的10nm以上200nm以下的范围内，细孔容积分布的峰顶直径为20nm以上120nm以下，细孔容积为0.2ml/g以上且小于0.5ml/g，细孔分布宽度为30nm以上170nm以下。

Description

氧化锆粉末、氧化锆烧结体以及氧化锆烧结体的制造方法
技术领域
本发明涉及氧化锆粉末、氧化锆烧结体以及氧化锆烧结体的制造方法。
背景技术
氧化锆因其机械强度、透光性、折射率等而被用于各种用途。近年来，为了进一步提高电子设备、生物材料、滑动部件的功能，不仅要求高强度和耐水热劣化性，还需要更高的韧性。
专利文献1公开了一种氧化锆烧结体的制造方法，在包含2-4摩尔％的作为稳定剂的Y2O3且粒径为0.1-2.0μm的ZrO2粉末中，混合2-10重量％的包含2-4摩尔％的作为稳定剂的Y2O3且粒径为0.05μm以下的ZrO2微粉末，得到混合粉末，然后，将该混合粉末进行造粒，并将得到的造粒粉末成型，接着将得到的成型体在常压下预烧结至相对密度为96-98％，其后在1480℃以下的温度下进行热静水压加压处理(参照权利要求1)。专利文献1中试图通过利用微裂纹强化机理来得到高韧性的氧化锆烧结体。具体地，试图以闭合气孔的形式将较大的裂纹引入烧结体中，通过对该闭合气孔进行热静水压加压(HIP)处理，使其小于原始破坏源的尺寸，并通过形成表现微裂纹强化机理的缺陷，来得到高韧性的氧化锆烧结体(参照段落[0007])。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平05-070224号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，专利文献1的制造方法中存在控制两种粉末的粒径复杂且难以控制的问题。还存在HIP烧结的通用性低的问题。
本发明是鉴于以下课题而完成的，其目的在于提供一种氧化锆粉末，能够容易得到高韧性的氧化锆烧结体。还在于提供一种高韧性的氧化锆烧结体。还在于提供一种该氧化锆烧结体的制造方法。
解决问题的方案
已知的是，一般来讲，稳定剂的量越少，氧化锆烧结体中的单斜相比例就越高。其中，单斜相比例高是指，由四方相向单斜相的转变较多。而且，当体积随着由四方相向单斜相的转变而发生变化时，氧化锆烧结体中会产生裂纹。因此，在现有技术中，关于稳定剂的用量，例如，在使用Y2O3的情况下，稳定剂的含量约为3.0mol％左右。这样，在现有技术中，在还未对使用微裂纹强化机理进行研究的情况下，通常会包含较多量的稳定剂(含有约3.0mol％左右)。
另一方面，本发明人发现，令人惊讶的是，通过将氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例设为0.2％以上5％以下，可以使得到的氧化锆烧结体中不易产生裂纹，并且容易形成微裂纹，从而通过微裂纹强化机理得到提高韧性的效果。而且还发现，为了使单斜相比例保持在0.2％以上5％以下的范围内，优选为包含稳定剂的含量在比现有技术少的特定范围内。
需要说明的是，由于微裂纹强化机理为现有公知的机理，因此，这里省略详细说明。
本发明人还发现，仅凭稳定剂的量难以很好地控制氧化锆烧结体中的单斜相比例。
本发明人经过潜心研究，结果发现，令人惊讶的是，通过使氧化锆粉末中所含的稳定剂的量保持在特定的范围内，并将细孔分布保持在特定的范围内，从而可以容易地使将该氧化锆粉末烧结而得到的氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下。
本发明人由以上内容发现，通过采用以下构成能够容易地得到高韧性的氧化锆烧结体，从而完成了本发明。
即，本发明的氧化锆粉末的特征为，
包含稳定剂，
所述稳定剂为CaO、Y2O3、Er2O3、或Yb2O3，
在所述稳定剂为Y2O3的情况下，所述Y2O3相对于氧化锆粉末整体的含量为1.4mol％以上且小于2.0mol％，
在所述稳定剂为Er2O3的情况下，所述Er2O3相对于氧化锆粉末整体的含量为1.4mol％以上1.8mol％以下，
在所述稳定剂为Yb2O3的情况下，所述Yb2O3相对于氧化锆粉末整体的含量为1.4mol％以上1.8mol％以下，
在所述稳定剂为CaO的情况下，所述CaO相对于氧化锆粉末整体的含量为3.5mol％以上4.5mol％以下，
在基于压汞法的细孔分布中的10nm以上200nm以下的范围内，细孔容积分布的峰顶直径为20nm以上120nm以下，细孔容积为0.2ml/g以上且小于0.5ml/g，细孔分布宽度为30nm以上170nm以下。
根据所述构成的氧化锆粉末，在稳定剂为Y2O3的情况下，在包括1.4mol％以上且小于2.0mol％的范围内的所述Y2O3时，容易使将该氧化锆粉末烧结而得到的氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下。
同样地，在稳定剂为Er2O3的情况下，在包括1.4mol％以上1.8mol％以下的范围内的所述Er2O3时，容易使将该氧化锆粉末烧结而得到的氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下。
同样地，在稳定剂为Yb2O3的情况下，在包括1.4mol％以上1.8mol％以下的范围内的所述Yb2O3时，容易使将该氧化锆粉末烧结而得到的氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下。
同样地，在稳定剂为CaO的情况下，在包括3.5mol％以上4.5mol％以下的范围内的所述CaO时，容易使将该氧化锆粉末烧结而得到的氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下。
此外，根据所述构成的氧化锆粉末，在基于压汞法的细孔分布中的10nm以上200nm以下的范围内，由于细孔容积分布的峰顶直径为20nm以上120nm以下，细孔容积为0.2ml/g以上且小于0.5ml/g，细孔分布宽度为30nm以上170nm以下，因此，容易使将该氧化锆粉末烧结而得到的氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下。
对于当将所述峰顶直径、所述细孔容积、以及所述细孔分布宽度控制在所述数值范围内时，容易使氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下的原因尚不明确，但本发明人推测，通过控制粉末物理特性(细孔容积/细孔分布宽度)，从而能够进行低温烧结。也就是说，在超过1350℃高温的烧结条件下，若为了得到高韧性而减少稳定剂，则因烧结而降温时，由四方相向单斜相的相变量过多，体积变化会导致烧结体中产生较大的裂纹。因此，通过控制粉末物理特性(细孔容积/细孔分布宽度)，能够在低温下进行烧结，并能够实现预定的单斜相比例(0.2％以上5％以下)。
需要说明的是，对于在将所述峰顶直径、所述细孔容积、以及所述细孔分布宽度控制在所述数值范围内时，容易使氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下这一点，可以从实施例与比较例的对比得知。
此外，根据所述构成的氧化锆粉末，由于无需混合两种粉末，也无需通过HIP进行烧结，因此，能够容易地得到高韧性的氧化锆烧结体。
在所述构成中，优选的是，比表面积为10m2/g以上50m2/g以下，
粒径D50为0.1μm以上0.7μm以下。
在所述比表面积为10m2/g以上50m2/g以下时，具有优异的烧结性。此外，在所述粒径D50为0.1μm以上0.7μm以下时，具有优异的烧结性。
在所述构成中，优选的是，所述峰顶直径为20nm以上70nm以下，
所述细孔分布宽度为40nm以上105nm以下。
在所述峰顶直径为20nm以上70nm以下，所述细孔分布宽度为40nm以上105nm以下时，更容易使将该氧化锆粉末烧结而得到的氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下。
在所述构成中，在所述稳定剂为Y2O3的情况下，所述Y2O3的含量优选为1.4mol％以上1.9mol％以下。
在所述Y2O3的含量为1.4mol％以上1.9mol％以下时，更容易使将该氧化锆粉末烧结而得到的氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下。
在所述构成中，在所述稳定剂为Y2O3的情况下，所述Y2O3的含量优选为1.4mol％以上且小于1.8mol％。
在所述Y2O3的含量为1.4mol％以上且小于1.8mol％时，进一步容易使将该氧化锆粉末烧结而得到的氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下。
在所述构成中，所述比表面积优选为20m2/g以上40m2/g以下。
在所述比表面积为20m2/g以上40m2/g以下时，具有更加优异的烧结性。
在所述构成中，所述粒径D50优选为0.1μm以上且小于0.3μm。
在所述粒径D50为0.1μm以上且小于0.3μm时，具有更加优异的烧结性。
在所述构成中，可以包括0.005质量％以上2质量％以下选自由氧化铝和塔曼温度在1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上。
在包括上述数值范围内的选自由氧化铝和塔曼温度在1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上时，由于被用作烧结助剂，因此具有优异的低温烧结性。
需要说明的是，氧化铝因其存在于一次粒子与二次粒子的晶界，因而能通过抑制氧化锆的晶粒生长来去除气孔，从而起到作为烧结助剂的作用。
此外，由于塔曼温度在1200℃以下(绝对温度：1473.15K以下)的金属氧化物在低温烧结时的温度(1200℃-1350℃)下具有一定程度的流动性，因此，通过促进一次粒子与二次粒子的接合，提升烧结速度，从而起到作为烧结助剂的作用。
其中，若将以绝对温度表示的塔曼温度设为Td，将以绝对温度表示的固体的熔点为Tm，则存在以下关系：在金属中，Td＝0.33Tm，在氧化物等中，Td＝0.757Tm，在共价化合物中，Td＝0.90Tm(这些被称为塔曼定律)。
因此，在本说明书中，“塔曼温度”是指根据该塔曼定律的值。
在所述构成中，可以包括选自由Fe、V、Er、Mn、Co、Tb、Zn、Cu以及Ti组成的组中的一种以上。
在包括选自由Fe、V、Er、Mn、Co、Tb、Zn、Cu以及Ti组成的组中的一种以上时，可以优选着色。
此外，本发明的氧化锆烧结体的特征为，
晶相中所含的单斜相比例在0.2％以上5％以下，
在根据IF法的韧性测定中，在将荷重设为50kgf时，在烧结体中产生的裂纹长度为1μm以上90μm以下，
三点弯曲强度为80kg/mm2以上150kg/mm2以下。
根据所述构成的氧化锆烧结体，由于晶相中所含的单斜相比例在0.2％以上5％以下，因此能够表现微裂纹强化机理。本发明的特征之一为，微裂纹强化机理的表现受单斜相比例的控制。
此外，由于所述裂纹长度为1μm以上90μm以下，因此，具有优异的韧性。此外，由于所述三点弯曲强度为80kg/mm2以上150kg/mm2以下，因此，具有优异的强度。
在所述构成中，相对烧结密度优选为98.5％以上。
在所述相对烧结密度为98.5％以上时，该氧化锆烧结体的强度更高。
在所述构成中，在根据IF法的韧性测定中，将荷重设为50kgf时的韧性值优选为10MPam0.5以上40MPam0.5以下。
在所述韧性值为10MPa·m0.5以上40MPa·m0.5以下时，可以说具有足够高的韧性。
在所述构成中，包含稳定剂，
所述稳定剂优选选自由CaO、Y2O3、Er2O3、以及Yb2O3组成的组中的一种以上。
在所述稳定剂为选自由CaO、Y2O3、Er2O3、以及Yb2O3组成的组中的一种以上时，容易使氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下。
在所述构成中，优选的是，在所述稳定剂仅为Y2O3的情况下，所述Y2O3相对于氧化锆粉末整体的含量为1.4mol％以上且小于2.0mol％，
在所述稳定剂仅为Er2O3的情况下，所述Er2O3相对于氧化锆粉末整体的含量为1.4mol％以上1.8mol％以下，
在所述稳定剂仅为Yb2O3的情况下，所述Yb2O3相对于氧化锆粉末整体的含量为1.4mol％以上1.8mol％以下，
在所述稳定剂仅为CaO的情况下，所述CaO相对于氧化锆粉末整体的含量为3.5mol％以上4.5mol％以下。
在所述稳定剂仅为Y2O3的情况下，在包括1.4mol％以上且小于2.0mol％的范围内的所述Y2O3时，容易使该氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下。
同样地，在稳定剂仅为Er2O3的情况下，在包括1.4mol％以上1.8mol％以下的范围内的所述Er2O3时，容易使该氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下。
同样地，在稳定剂仅为Yb2O3的情况下，在包括1.4mol％以上1.8mol％以下的范围内的所述Yb2O3时，容易使该氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下。
同样地，在稳定剂仅为CaO的情况下，在包括3.5mol％以上4.5mol％以下的范围内的所述CaO时，容易使该氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下。
在所述构成中，可以包括选自由Fe、V、Mn、Co、Zn、Cu以及Ti组成的组中的一种以上。
在包括选自由Fe、V、Mn、Co、Zn、Cu以及Ti组成的组中的一种以上时，可以优选着色。
在所述构成中，在134℃的水热条件下暴露75小时后的表面的单斜相比例优选为31％以下。
当在134℃的水热条件下暴露75小时后的表面的单斜相比例为31％以下时，可以说具有优异的耐水热劣化性。
此外，本发明的氧化锆烧结体的制造方法的特征为，包括：
工序X，对所述氧化锆粉末进行成型，得到成型体；以及
工序Y，在所述工序X之后，在1200℃以上1350℃以下、1小时以上5小时以下的条件下对所述成型体进行烧结。
所述氧化锆粉末包括特定量的CaO、Y2O3、Er2O3、或Yb2O3作为稳定剂。
根据所述构成的氧化锆烧结体的制造方法，通过在1200℃以上1350℃以下的范围内对所述氧化锆粉末进行烧结，能够使得到的氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例控制在0.2％以上5％以下的范围内。这一点，可以从实施例得知。
发明效果
根据本发明，可以提供一种氧化锆粉末，能够容易得到高强度且高韧性的氧化锆烧结体。还可以提供一种高强度且高韧性的氧化锆烧结体。还可以提供一种该氧化锆烧结体的制造方法。
附图说明
图1为用于说明本实施方式的氧化锆粉末的制造方法的示意图。
图2为实施例2的氧化锆粉末的细孔分布。
图3为实施例7的氧化锆粉末的细孔分布。
图4为比较例7的氧化锆粉末的细孔分布。
图5为用于说明裂纹长度的示意图。
图6为用于说明压痕长度和裂纹长度的示意图。
具体实施方式
下面，对本发明的实施方式进行说明。但是，本发明不仅限于这些实施方式。此外，在本说明书中，氧化锆(锆氧化物)是一般的氧化锆，包含10质量％以下的含铪的杂质金属化合物。另外，在本说明书中，“含有”和“包含”的表现包括“含有”、“包含”、“实质上由……构成”以及“仅由……构成”的概念。
[氧化锆粉末]
本实施方式的氧化锆粉末中，
包含稳定剂，
所述稳定剂为CaO、Y2O3、Er2O3、或Yb2O3，
在所述稳定剂为Y2O3的情况下，所述Y2O3相对于氧化锆粉末整体的含量为1.4mol％以上且小于2.0mol％，
在所述稳定剂为Er2O3的情况下，所述Er2O3相对于氧化锆粉末整体的含量为1.4mol％以上1.8mol％以下，
在所述稳定剂为Yb2O3的情况下，所述Yb2O3相对于氧化锆粉末整体的含量为1.4mol％以上1.8mol％以下，
在所述稳定剂为CaO的情况下，所述CaO相对于氧化锆粉末整体的含量为3.5mol％以上4.5mol％以下，
在基于压汞法的细孔分布中的10nm以上200nm以下的范围内，细孔容积分布的峰顶直径为20nm以上120nm以下，细孔容积为0.2ml/g以上且小于0.5ml/g，细孔分布宽度为30nm以上170nm以下。
所述氧化锆粉末包含以氧化锆为主要成分的一次粒子。所述一次粒子的全部或部分凝聚形成二次粒子。即，所述氧化锆粉末包含未凝聚的一次粒子和一次粒子凝聚而成的二次粒子。
其中，在所述氧化锆粉末中，未成为二次粒子而是以未凝聚的一次粒子的状态存在的一次粒子的量极少，例如，小于一次粒子整体(未凝聚的一次粒子和凝聚成二次粒子的一次粒子的合计)中的1质量％。也就是说，所述氧化锆粉末可以包含极少量的未凝聚的一次粒子，但大部分由二次粒子构成。
需要说明的是，“以氧化锆为主要成分”是指，若一次粒子为100质量％，则该一次粒子中含70质量％以上的氧化锆。即，在本说明书中，以氧化锆为主要成分一次粒子是指，含70质量％以上的氧化锆的一次粒子。一次粒子中所含的氧化锆的含量优选为74质量％以上，更优选为80质量％以上，进一步优选为85质量％以上。
本实施方式的氧化锆粉末含有氧化锆作为主要成分。具体地，如上所述，所述氧化锆粉末包括一次粒子凝聚而成的二次粒子和未凝聚的极少量的一次粒子。
所述氧化锆粉末包含稳定剂。所述稳定剂以固溶体等形式包含在所述一次粒子中。
所述稳定剂为CaO、Y2O3、Er2O3、或Yb2O3。所述稳定剂根据用途而有所不同，但从成本及着色等观点来看，更优选为CaO、Y2O3、Yb2O3。此外，从耐水热劣化性的观点来看，所述稳定剂优选为CaO。
在所述稳定剂为Y2O3的情况下，所述Y2O3相对于氧化锆粉末整体的含量为1.4mol％以上且小于2.0mol％。所述Y2O3的含量优选为1.45mol％以上，更优选为1.5mol％以上，进一步优选为1.55mol％以上，尤其优选为1.57mol％以上，特别优选为1.6mol％以上。所述Y2O3的含量优选为1.9mol％以下，更优选为小于1.8mol％，进一步优选为1.75mol％以下，尤其优选为1.7mol％以下，特别优选为1.65mol％以下。
在包括1.4mol％以上且小于2.0mol％的范围内的所述Y2O3时，容易使将该氧化锆粉末烧结而得到的氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下。
在所述稳定剂为Er2O3的情况下，所述Er2O3相对于氧化锆粉末整体的含量为1.4mol％以上1.8mol％以下。所述Er2O3的含量优选为1.45mol％以上，更优选为1.5mol％以上，进一步优选为1.55mol％以上，尤其优选为1.57mol％以上，特别优选为1.6mol％以上。所述Er2O3的含量优选为1.9mol％以下，更优选为小于1.8mol％，进一步优选为1.75mol％以下，尤其优选为1.7mol％以下，特别优选为1.65mol％以下。
在包括1.4mol％以上1.8mol％以下的范围内的所述Er2O3时，容易使将该氧化锆粉末烧结而得到的氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下。
在所述稳定剂为Yb2O3的情况下，所述Yb2O3相对于氧化锆粉末整体的含量为1.4mol％以上1.8mol％以下。所述Yb2O3的含量优选为1.45mol％以上，更优选为1.5mol％以上，进一步优选为mol％以上，尤其优选为1.53mol％以上，特别优选为1.57mol％以上。所述Yb2O3的含量优选为1.75mol％以下，更优选为1.7mol％以下，进一步优选为1.65mol％以下，尤其优选为1.63mol％以下。
在包括1.4mol％以上1.8mol％以下的范围内的所述Yb2O3时，容易使将该氧化锆粉末烧结而得到的氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下。
在所述稳定剂为CaO的情况下，在所述稳定剂为CaO的情况下，所述CaO相对于氧化锆粉末整体的含量为3.5mol％以上4.5mol％以下。所述CaO的含量优选为3.6mol％以上，更优选为3.7mol％以上，进一步优选为3.8mol％以上，尤其优选为3.9mol％以上，特别优选为3.95mol％以上。所述CaO的含量优选为4.4mol％以下，更优选为4.3mol％以下，进一步优选为4.2mol％以下，尤其优选为4.1mol％以下，特别优选为4.05mol％以下。
在包括3.5mol％以上4.5mol％以下的范围内的所述CaO时，容易使将该氧化锆粉末烧结而得到的氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下。
＜细孔分布＞
1.一次粒子间隙的峰顶直径
在基于压汞法的细孔分布中的10nm以上200nm以下的范围内，所述氧化锆粉末的细孔容积分布的峰顶直径为20nm以上120nm以下。所述峰顶直径优选为25nm以上，更优选为30nm，进一步优选为32nm，尤其优选为35nm以上。所述峰顶直径优选为70nm以下，更优选为60nm以下，进一步优选为57nm以下，尤其优选为54nm以下。
需要说明的是，若细孔分布在10nm以上200nm以下的范围中存在多个峰，则本说明书中所述的“细孔容积分布的峰顶直径为20nm以上120nm以下”是指，细孔分布在10nm以上200nm以下的范围中的所有的峰顶直径为20nm以上120nm以下的范围内。
2.一次粒子间隙的细孔分布宽度
在基于压汞法的细孔分布中的10nm以上200nm以下的范围内，所述氧化锆粉末的细孔分布宽度为30nm以上170nm以下。所述细孔分布宽度优选为40nm以上，更优选为46nm以上，进一步优选为50nm以上，尤其优选为55nm以上。所述细孔分布宽度优选为105nm以下，更优选为95nm以下，进一步优选为90nm以下，尤其优选为85nm以下，特别优选为80nm以下。
其中，细孔分布宽度是指，log微分细孔容积(例如，参照图2)为0.1ml/g以上的峰的宽度。
需要说明的是，若细孔分布在10nm以上200nm以下的范围内存在多个峰，本说明书中所述的“细孔分布宽度为30nm以上170nm以下”是指，在示出了以横轴为细孔直径、以纵轴为log微分细孔容积的细孔分布的图(例如，参照图2)中，从细孔直径较小一侧观察，将首次与log微分细孔容积0.1mL/g交叉的点(上升时发生交叉的点)作为最小直径，将再次与log微分细孔容积0.1mL/g交叉的点(下降时发生交叉的点)作为最大直径，其最大直径与最小直径的差为30nm以上170nm以下。
3.一次粒子间隙的细孔容积
在基于压汞法的细孔分布中的10nm以上200nm以下的范围内，所述氧化锆粉末的细孔容积为0.2ml/g以上且小于0.5ml/g。所述总细孔容量优选为0.22cm3/g以上，更优选为0.25cm3/g以上，进一步优选为0.3cm3/g以上，尤其优选为0.35cm3/g以上，特别优选为0.4cm3/g以上。所述总细孔容量优选为0.48cm3/g以下，更优选为0.46cm3/g以下，尤其优选为0.44cm3/g以下。
对于当将所述峰顶直径、所述细孔容积、以及所述细孔分布宽度控制在所述数值范围内时，容易使氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下的原因尚不明确，但本发明人推测，通过控制粉末物理特性(细孔容积/细孔分布宽度)，从而能够进行低温烧结。也就是说，在超过1350℃高温的烧结条件下，若为了得到高韧性而减少稳定剂时，则因烧结而降温时，由四方相向单斜相的相变量过多，体积变化会导致烧结体中产生较大的裂纹。因此，通过控制粉末物理特性(细孔容积/细孔分布宽度)，能够在低温下进行烧结，能够实现预定的单斜相比率(0.2％以上5％以下)。
需要说明的是，对于当将所述峰顶直径、所述细孔容积、以及所述细孔分布宽度控制在所述数值范围内时，容易使氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下这一点，可以从实施例与比较例的对比得知。
所述峰顶直径、所述细孔分布宽度、所述细孔容积是指根据实施例所述的方法得到的值。
由于所述氧化锆粉末容易使氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下，因此可以使得到的氧化锆烧结体中不易产生裂纹，并且容易形成微裂纹，从而通过微裂纹强化机理得到提高韧性的效果。
需要说明的是，所述氧化锆粉末，无需混合两种粉末，也无需通过HIP进行烧结。
综上所述，根据所述氧化锆粉末，能够容易得到高韧性的氧化锆烧结体。
＜粒径D50＞
所述氧化锆粉末的粒径D50优选为0.1μm以上0.7μm以下。所述粒径D50优选为0.12μm以上，更优选为0.14μm以上，进一步优选为0.16μm以上，尤其优选为0.2μm以上。所述粒径D50优选为0.62μm以下，更优选为0.55μm以下，进一步优选为0.48μm以下，尤其优选为0.4μm以下，特别优选为0.3μm以下，格外优选为小于0.3μm。所述粒径D50是指根据实施例所述的方法得到的值。
需要说明的是，所述粒径D50在测定时，不仅可以包含二次粒子，还可以包含未凝聚的一次粒子，但可以包含在所述氧化锆粉末中的未凝聚的一次粒子的量极少。因此，所述粒径D50可以视为表示二次粒子的粒径D50，即，二次粒子的平均粒径。
当所述粒径D50为0.1μm以上0.7μm以下时，具有优异的烧结性。
＜比表面积＞
所述氧化锆粉末的比表面积优选为10m2/g以上50m2/g以下。所述比表面积优选为20m2/g以上，更优选为22m2/g以上，进一步优选为24m2/g以上，尤其优选为26m2/g以上，特别优选为28m2/g以上。所述比表面积优选为40m2/g以下，更优选为38m2/g以下，进一步优选为36m2/g以下，尤其优选为34m2/g以下，特别优选为32m2/g以下。所述比表面积是指根据实施例所述的方法得到的值。
在所述比表面积为10m2/g以上50m2/g以下时，具有优异的烧结性。
所述氧化锆粉末还可以含有添加剂。在本说明书中，添加剂是指作为混合物添加到氧化锆粒子中的物质。所述添加剂可以是烧结助剂、着色剂等。所述添加剂有：仅起到作为烧结助剂作用的添加剂、仅起到作为着色剂作用的添加剂、和既起到作为烧结助剂作用又起到作为着色剂作用的添加剂。以下，对烧结助剂及着色剂进行说明。
所述氧化锆粉末可以包括0.005质量％以上2质量％以下选自由氧化铝和塔曼温度在1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上。塔曼温度在1200℃以下的金属氧化物可以是，例如，铁、锗、钴、铬、锌的氧化物等。选自由氧化铝和塔曼温度在1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上的含量更优选为0.01质量％以上，进一步优选为0.03质量％以上，尤其优选为0.05质量％以上，特别优选为0.07质量％以上。选自由氧化铝和塔曼温度在1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上的含量更优选为1.5质量％以下，进一步优选为1.2质量％以下，尤其优选为0.5质量％以下，特别优选为0.25质量％以下。在包括上述数值范围内的选自由氧化铝和塔曼温度在1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上时，由于起到作为烧结助剂作用，因此具有优异的低温烧结性。
此外，由于所述氧化锆粉末含有氧化铝，从而容易抑制氧化锆烧结体的韧性降低。而且，调节氧化铝的含量，可以提高氧化锆烧结体的透光性。
氧化铝的形态没有特别限定，但从制备氧化锆粉末时的(混入氧化锆粒子中并进行分散时的)操作性，减少杂质残留的观点来看，优选为氧化铝粉末。
若氧化铝的形态为粉末状，则氧化铝的一次粒子的平均粒径没有特别限定，例如为0.02-0.4μm，优选为0.05-0.3μm，更优选为0.07-0.2μm。
所述氧化锆粉末可以包含烧结助剂，但也可以不包含烧结助剂。具体地，所述氧化锆粉末可以选自由氧化铝和塔曼温度在1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上，且含量小于0.005质量％。选自由氧化铝和塔曼温度在1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上，且含量小于0.005质量％是指，不包含烧结助剂。
所述氧化锆粉末除了氧化铝、塔曼温度在1200℃以下的金属氧化物以外，出于提升强度等特性的目的，还可以包含可烧结的陶瓷和热固性树脂等。
所述氧化锆粉末可以包括选自由Fe、V、Er、Mn、Co、Tb、Zn、Cu以及Ti组成的组中的一种以上。在包括选自由Fe、V、Er、Mn、Co、Tb、Zn、Cu以及Ti组成的组中的一种以上作为着色元素时，可以对将该氧化锆粉末进行烧结而得到的氧化锆烧结体恰当地进行着色。
所述着色元素的形态没有特别限定，可以以氧化物和氯化物等的形态进行添加。包含所述着色元素的着色剂具体可以是，例如，Fe2O3、V2O5、Er2O3、MnO2、CoO、Tb4O7、ZnO、CuO、TiO2等。所述着色剂优选为作为混合物添加至所述氧化锆粉末中。
在包含Fe2O3作为所述着色剂的情况下，在将氧化锆粉末整体设为100质量％时，所述着色剂的含量优选为0.005质量％以上1质量％以下，更优选为0.05质量％以上0.5质量％以下。在所述着色剂的含量为0.005质量％以上时，容易获得预期的着色。即，容易调整色调。
在包含V2O5作为所述着色剂的情况下，在将氧化锆粉末整体设为100质量％时，所述着色剂的含量优选为0.005质量％以上0.5质量％以下，更优选为0.01质量％以上0.1质量％以下。在所述着色剂的含量为0.005质量％以上时，容易获得预期的着色。即，容易调整色调。
在包含Er2O3作为所述着色剂的情况下，在将氧化锆粉末整体设为100质量％时，所述着色剂的含量优选为0.005质量％以上10质量％以下，更优选为0.1质量％以上5质量％以下。在所述着色剂的含量为0.005质量％以上时，容易获得预期的着色。即，容易调整色调。
在包含MnO2作为所述着色剂的情况下，在将氧化锆粉末整体设为100质量％时，所述着色剂的含量优选为0.005质量％以上2质量％以下，更优选为0.1质量％以上1.1质量％以下。在所述着色剂的含量为0.005质量％以上时，容易获得预期的着色。即，容易调整色调。
在包含CoO作为所述着色剂的情况下，在将氧化锆粉末整体设为100质量％时，所述着色剂的含量优选为0.005质量％以上2质量％以下，更优选为0.01质量％以上1.5质量％以下。在所述着色剂的含量为0.005质量％以上时，容易获得预期的着色。即，容易调整色调。
在包含Tb4O7作为所述着色剂的情况下，在将氧化锆粉末整体设为100质量％时，所述着色剂的含量优选为0.005质量％以上5质量％以下，更优选为0.1质量％以上3质量％以下。在所述着色剂的含量为0.005质量％以上时，容易获得预期的着色。即，容易调整色调。
在包含ZnO作为所述着色剂的情况下，在将氧化锆粉末整体设为100质量％时，所述着色剂的含量优选为0.005质量％以上1质量％以下，更优选为0.1质量％以上0.5质量％以下。在所述着色剂的含量为0.005质量％以上时，容易获得预期的着色。即，容易调整色调。
在包含CuO作为所述着色剂的情况下，在将氧化锆粉末整体设为100质量％时，所述着色剂的含量优选为0.005质量％以上1质量％以下，更优选为0.05质量％以上0.6质量％以下。在所述着色剂的含量为0.005质量％以上时，容易获得预期的着色。即，容易调整色调。
在包含TiO2作为所述着色剂的情况下，在将氧化锆粉末整体设为100质量％时，所述着色剂的含量优选为0.005质量％以上2质量％以下，更优选为0.01质量％以上1质量％以下，进一步优选为0.1质量％以上0.3质量％以下。在所述着色剂的含量为0.005质量％以上时，容易获得预期的着色。即，容易调整色调。
＜相对成型密度＞
所述氧化锆粉末在成型压力为2t/cm2下成型时的相对成型密度优选为45-50％。其中，相对成型密度为通过下式计算出的值。
相对成型密度(％)＝(成型密度/理论烧结密度)×100......(4)
其中，理论烧结密度(记为ρ0)是通过以下“氧化锆烧结体的相对烧结密度的测定方法”一项中说明的式(2-1)计算出的值。所述相对成型密度的上限值优选为45.5％以上，更优选为46％以上。其下限值优选为49.5％以下，更优选为49％以下，进一步优选为48.5％以下，尤其优选为48％以下。
以上，对本实施方式的氧化锆粉末进行了说明。
[氧化锆粉末的制造方法]
以下，对氧化锆粉末的制造方法的一个示例进行说明。其中，氧化锆粉末的制造方法不限于以下示例。
本实施方式的氧化锆粉末的制造方法包括：
工序1，将锆盐溶液和硫酸盐化剂溶液分别加热至95℃以上100℃以下；
工序2，通过将所述加热后的锆盐溶液与所述加热后的硫酸盐化剂溶液以接触开始至结束期间的混合液的浓度不发生变化的方式进行接触，从而得到含有碱式硫酸锆的反应液作为混合液；
工序3，将工序2中得到的含有碱式硫酸锆的反应液在95℃以上熟化3小时以上；
工序4，将稳定剂添加至工序3中得到的熟化后的含有碱式硫酸锆的反应液中；
工序5，通过将碱添加至工序4中得到的含有碱式硫酸锆的反应液中，从而得到含锆氢氧化物；以及
工序6，通过对工序5中得到的含锆氢氧化物进行热处理，从而得到氧化锆粉末，
在所述工序2中，从该接触开始至结束，将混合液中的SO4 2-/ZrO2重量比率保持在0.3-0.8的范围内，同时将混合液的温度保持在95℃以上。
以下对每个工序进行详细说明。
＜工序1＞
在工序1中，将作为起始材料的锆盐溶液和硫酸盐化剂溶液分别加热至95℃以上100℃以下。
作为用于制作所述锆盐溶液的锆盐，只要是提供锆离子的化合物即可，可以使用例如：硝酸氧锆、氯氧化锆、硝酸锆等。可以使用其中的一种或两种以上。其中，从工业规模上具有高生产率这一点来看，优选为氯氧化锆。
用于制作所述锆盐溶液的溶剂根据锆盐的种类等选择即可。通常优选为水(纯水、离子交换水，下同)。
所述锆盐溶液的浓度没有特别限定，但一般来讲，相对于1000g溶剂，以氧化锆(ZrO2)计优选含有5-250g，更优选含有20-150g。
作为硫酸盐化剂，只要是与锆离子发生反应生成硫酸盐的化合物(即，能发生硫酸盐化的试剂)即可，例如，硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵、硫酸氢钾、硫酸氢钠、二硫酸钾、二硫酸钠、三氧化硫等。硫酸盐化剂可以是粉末状、溶液状等任一形态，优选为溶液(尤其是水溶液)。作为溶剂，可以使用与用于制作所述锆盐溶液的溶剂相同的溶剂。
所述锆盐溶液的酸浓度优选为0.1-2.0N。通过将酸浓度设定在上述范围内，可以将构成氧化锆粉末的粒子的凝聚状态控制在一个适当的状态。可以通过使用例如盐酸、硝酸、氢氧化钠等进行酸浓度的调节。
所述硫酸盐化剂(所述硫酸盐化剂溶液)的浓度没有特别限定，但一般来讲，相对于1000g溶剂，优选为含有5-250g硫酸盐化剂，尤其优选为含有20-150g。
制备所述锆盐溶液和所述硫酸盐化剂溶液的容器的材质没有特别限定，只要其容量是可以将所述锆盐溶液和所述硫酸盐化剂溶液分别进行充分搅拌的容量即可。其中，优选为具有可以进行适当加热的设备，以使各溶液的温度不低于95℃。
所述锆盐溶液和所述硫酸盐化剂溶液的加热温度只要是95℃以上100℃以下即可，优选为97℃以上。在所述锆盐溶液和所述硫酸盐化剂溶液的温度小于95℃的状态下实施工序2时，锆盐溶液和硫酸盐化剂反应不充分，导致收率下降。
＜工序2＞
在工序2中，通过将所述加热后的锆盐溶液与所述加热后的硫酸盐化剂溶液以接触开始至结束期间混合液的浓度不发生变化的方式进行接触，从而得到含有碱式硫酸锆的反应液作为混合液。其中，从该接触开始至结束，将混合液中的SO4 2-/ZrO2重量比率保持在0.3-0.8的范围内，同时将混合液的温度保持在95℃以上。
以下，结合附图对工序2进行说明。
图1为用于说明本实施方式的氧化锆粉末的制造方法的示意图。如图1所示，容器10通过阀门12连接到T形管20的上方的一端(图1中的左侧)。容器30通过阀门32连接到T形管20的上方的另一端(图1中的右侧)。容器10中储存有加热至95℃以上100℃以下的锆溶液。容器30中储存有加热至95℃以上100℃以下的硫酸盐化剂溶液。
在工序2中，通过在打开阀门12的同时打开阀门32，使锆溶液和硫酸盐化剂溶液相接触。通过接触得到的混合液(含有碱式硫酸锆的反应液)从T形管20的下方直接流入熟化用容器40中。在工序2中，通过这样的方法使得反应液的浓度(在T形管20内的反应液的浓度)在锆溶液与硫酸盐化剂溶液接触开始至结束期间没有发生变化。在工序2中，由于抑制了从接触开始至结束的SO4 2-/ZrO2的浓度变化，因此能得到均匀的反应物。通过采用这样的工序(工序2)，可以控制一次粒子的峰顶直径、细孔容积和细孔分布宽度。即，可以减小源自二次粒子内的一次粒子间隙的细孔的大小且使分布清晰，进而可以减小源自一次粒子间隙的细孔容积。
工序2的混合液中的SO4 2-/ZrO2重量比率优选在0.3-0.8的范围内，更优选为0.4-0.7，进一步优选为0.45-0.65。通过将混合液中的SO4 2-/ZrO2重量比率设为0.3以上，可以提高作为反应生成物的碱式硫酸锆的收率。此外，通过将混合液中的SO4 2-/ZrO2重量比率设为0.8以下，可以抑制硫酸锆的可溶性盐的生成，并抑制碱式硫酸锆的收率降低。
在工序2中，为了将混合液的温度保持在95℃以上，优选在供应各溶液的导管(例如，T形管20)等中配置加热器。
以下，对工序2的一个示例进行具体说明。
作为T形管20，上方的一端(图1中的左侧)的管径L1使用10mm的T形管，上方的另一端(图1中的右侧)的管径L2使用10mm的T形管，下方的管径L3使用15mm的T形管，在将213g的25质量％硫酸钠水溶液和450g以ZrO2计为16质量％氯氧化锆水溶液进行接触的情况下，从接触开始至接触结束(直到容器10内的氯化锆水溶液和容器30内的硫酸盐化剂溶液用尽为止)的时间(接触时间)，优选为30秒-300秒，更优选为60秒-200秒，进一步优选为90秒-150秒。
＜工序3＞
在工序3中，将工序2中得到的含有碱式硫酸锆的反应液在95℃以上熟化3小时以上。在工序3中，例如，用搅拌机42对流入熟化用容器40中的含有碱式硫酸锆的反应液进行搅拌，同时，在95℃以上熟化3小时以上。熟化时间的上限没有特别限定，例如为7小时以下。工序3中的混合液(含有碱式硫酸锆的反应液)的温度(熟化温度)优选为95℃以上，更优选为97℃以上100℃以下。将熟化温度设为95℃以上且将熟化时间设为3小时以上，可以充分生成碱式硫酸锆，提高收率。
需要说明的是，上述混合液包含碱式硫酸锆作为主要成分，为碱式硫酸锆浆料。
＜工序4＞
在工序4中，将稳定剂添加至工序3中得到的熟化后的含有碱式硫酸锆的反应液中。
＜工序5＞
在工序5中，将碱添加至工序4中得到的含有碱式硫酸锆的反应液中，进行中和反应。通过中和生成含锆氢氧化物。
碱没有限定，可以是例如：烧碱、纯碱、氨、肼碳酸氢铵等。碱的浓度没有特别限定，用水稀释，通常使用5-30％的碱。
碱的添加方法有两种，没有特别限定，可以使用以下方法中的任一种：(1)在含有碱式硫酸锆的反应液中添加碱溶液，(2)在碱溶液中添加含有碱式硫酸锆的反应液。
中和后，过滤浆料，能得到含锆氢氧化物。优选为根据需要用纯水等对该含锆氢氧化物进行水洗，从而除去杂质。水洗后可以根据需要进行干燥等。
＜工序6＞
在工序6中，对工序5中得到的含锆氢氧化物进行热处理(烧制)，从而对含锆氢氧化物进行氧化，得到氧化锆粉末。
含锆氢氧化物的热处理温度(烧制温度)和热处理时间(烧制时间)没有特别限定，通常为在600-1050℃左右下热处理1小时-10小时。所述烧制温度更优选为650℃以上1000℃以下，进一步优选为700℃以上950℃以下。所述烧制时间更优选为2小时-6小时，进一步优选为2小时-4小时。通过将热处理温度设为600℃以上1000℃以下，可以使得到的氧化锆粉末的比表面积保持在一个适当的范围内。此外，将热处理温度设为600℃以上1050℃以下，可以使得到的氧化锆粉末的细孔分布保持在一个适当的范围内。热处理气氛没有特别限定，通常在大气中或氧化性气氛中进行即可。
＜工序7＞
工序6之后，还可以根据需要将得到的氧化锆粉末进行粉碎使其浆料化。此时，为了提高成型性可以添加粘合剂。在不使其浆料化的情况下(不进行粉碎的情况下)，可以用混炼机将粘合剂和氧化锆粉末混合均匀。
所述粘合剂优选为有机系粘合剂。有机系粘合剂在氧化气氛的加热炉中容易从成型体上去除，可以得到脱脂体，因此杂质最终难以残留在烧结体中。
所述有机粘合剂可以是溶解于醇的粘合剂，或溶解于选自由醇、水、脂肪族酮以及芳香烃组成的组中的两种以上的混合液的粘合剂。所述有机粘合剂可以是选自由例如：聚乙二醇、乙二醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯甲基醚、聚乙烯乙基醚以及丙酸乙烯酯组成的组中的至少一种以上。所述有机粘合剂还可以包括不溶于醇或者上述混合液的一种以上的热塑性树脂。
添加所述有机粘合剂之后，通过用公知的方法进行干燥、粉碎等处理，可以得到期望的氧化锆粉末。
通过工序7中的粉碎，可以控制氧化锆粉末的粒径D50。例如，可以根据工序5中得到的氧化锆粉末的状态进行粉碎，并将氧化锆粉末的粒径D50控制在0.1μm以上0.7μm以下的范围内。
若添加烧结助剂及着色剂等，则可以在所述工序6之后进行添加和混合，从而能够得到包含烧结助剂、着色剂等的氧化锆粉末。进行混合的更加详细的方法优选为，分散在纯水等中使其浆料化，进行湿式混合。
此外，若进行所述工序7，则在进行工序7时，可以添加烧结助剂及着色剂等。
以上，对本实施方式的氧化锆粉末进行了说明。
[氧化锆烧结体的制造方法]
以下，对氧化锆烧结体的制造方法的一个示例进行说明。但是，本发明的氧化锆烧结体的制造方法不限于以下示例。
本实施方式的氧化锆烧结体的制造方法包括：
工序X，对所述氧化锆粉末进行成型，得到成型体；以及
工序Y，在所述工序X之后，在1200℃以上1350℃以下、1小时以上5小时以下的条件下对所述成型体进行烧结。
在本实施方式的氧化锆烧结体的制造方法中，首先准备氧化锆粉末。所述氧化锆粉末可以使用[氧化锆粉末]一项中说明的氧化锆粉末。
接下来，对所述氧化锆粉末进行成型，得到成型体(工序X)。成型可以采用市售的模具成型机和各向同性冷加压方法(CIP)。此外，一旦用模具成型机将氧化锆粉末临时成型后，可以通过压制成型进行主成型。压制成型通常可以为0.1t-3t/cm2的范围。优选为0.5t-2.5t/cm2，更优选为0.8t-2.2t/cm2，进一步优选为1t-2t/cm2。
接下来，在1200℃以上1350℃以下、1小时以上5小时以下的条件下对所述成型体进行烧结(工序Y)。在本实施方式中，通过含有较少量的稳定剂，并将烧结温度设定为1200-1350℃的低温，从而可以使得到的氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例控制在0.2％以上5％以下的范围内。在超过1350℃的高温下进行烧结时，单斜相比例可能会增多(超过5％)。由此可以使得到的烧结体形成为高强度且高韧性的烧结体。烧结温度更优选为1200℃以上1300℃以下，1200℃以上1250℃以下。烧结过程中的保持时间也没有特别限定，例如，优选为1-5小时左右，更优选为1小时-3小时。烧结气氛可以是大气中或氧化性气氛中。烧结可以在常压下进行，无需特别加压。
以上，对本实施方式的安定化氧化锆烧结体的制造方法进行了说明。
根据本实施方式的氧化锆粉末和氧化锆烧结体的制造方法，即使在1200℃-1350℃的低温下进行烧结，也能得到具有高强度且高韧性的烧结体，因此可以广泛使用压制成型、注塑成型、浇注成型、片材成型等公知的各种成型方法。而且，本实施方式的氧化锆粉末容易量产，因此具有优异的成本竞争力，并且可恰当地用于各种用途。
[氧化锆烧结体]
以下，对本实施方式的氧化锆烧结体的一个示例进行说明。但是，本发明的氧化锆烧结体不限于以下示例。
本实施方式的氧化锆烧结体中，
晶相中所含的单斜相比例在0.2％以上5％以下，
在根据IF法的韧性测定中，在将荷重设为50kgf时，在烧结体中产生的裂纹长度为1μm以上90μm以下，
三点弯曲强度为80kg/mm2以上150kg/mm2以上。
所述氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例为0.2％以上5％以下。所述单斜相比例优选为0.3％以上，更优选为0.4％以上，进一步优选为0.5％以上，尤其优选为0.6％以上，特别优选为0.7％以上。所述单斜相比例优选为4％以下，更优选为3.5％以下，进一步优选为3％以下，尤其优选为2.5％以下，特别优选为2％以下。
由于所述单斜相比例在0.2％以上5％以下，因此，能够表现微裂纹强化机理。所述单斜相比例例如可以通过稳定剂的含量和烧结温度进行控制。
所述单斜相比例的求解方法使用实施例所述的方法。
在根据IF法的韧性测定中，在将荷重设为50kgf时，所述氧化锆烧结体在烧结体中产生的裂纹长度为1μm以上90μm以下。所述裂纹长度优选为3μm以上，更优选为10μm以上，进一步优选为12μm以上，尤其优选为15μm以上，特别优选为20μm以上。所述裂纹长度优选为80μm以下，更优选为60μm以下，进一步优选为55μm以下，尤其优选为50μm以下，特别优选为40μm以下。所述裂纹长度可以通过所述单斜相比例进行控制。由于所述裂纹长度为1μm以上90μm以下，因此具有优异的韧性。
所述裂纹长度的求解方法使用实施例所述的方法。
在根据IF法的韧性测定中，将荷重设为50kgf时的所述氧化锆烧结体的韧性值优选为10MPa·m0.5以上40MPa·m0.5以下。所述韧性值优选为13MPa·m0.5以上，更优选为15MPa·m0.5以上，进一步优选为17MPa·m0.5以上，尤其优选为20MPa·m0.5以上，特别优选为25MPa·m0.5以上。所述韧性值优选为MPa·m0.5以下，更优选为36MPa·m0.5以下，进一步优选为33MPa·m0.5以下，尤其优选为30MPa·m0.5以下，特别优选为28MPa·m0.5以下。在所述韧性值为10MPa·m0.5以上40MPa·m0.5以下时，可以说具有足够高的韧性。所述韧性值可以通过所述单斜相比例进行控制。
所述韧性值的求解方法使用实施例所述的方法。
所述氧化锆烧结体的三点弯曲强度为80kg/mm2以上150kg/mm2以下。所述三点弯曲强度优选为90kg/mm2以上，更优选为95kg/mm2以上，进一步优选为100kg/mm2以上，尤其优选为110kg/mm2以上。所述三点弯曲强度优选为140kg/mm2以下，更优选为135kg/mm2以下，进一步优选为130kg/mm2以下，尤其优选为125kg/mm2以下，特别优选为120kg/mm2以下。
由于所述三点弯曲强度为80kg/mm2以上150kg/mm2以下，因此具有优异的强度。所述三点弯曲强度例如可以通过所述单斜相比例进行控制。此外，所述三点弯曲强度例如可以通过相对烧结密度进行控制。具体地，通过增大相对烧结密度，可以实现高强度(80kg/mm2以上)。所述三点弯曲强度的求解方法使用实施例所述的方法。
＜相对烧结密度＞
所述氧化锆烧结体的相对烧结密度优选为98.5％以上，更优选为99.0％以上，进一步优选为99.1％以上，尤其优选为99.2％以上，特别优选为99.3％以上，格外优选为99.4％以上，进一步格外优选为99.5％以上。在所述相对烧结密度为98.5％以上时，氧化锆烧结体的强度更高。
＜氧化锆烧结体的相对烧结密度的测定方法＞
所述相对烧结密度是指以下式(1)表示的相对烧结密度。
相对烧结密度(％)＝(烧结密度/理论烧结密度)×100......(1)
其中，理论烧结密度(记为ρ0)是通过下式(2-1)计算出的值。
ρ0＝100/[(Y/3.987)+(100-Y)/ρz]......(2-1)
其中，ρz为通过下式(2-2)计算出的值。
ρz＝[124.25(100-X)+[稳定剂的分子量]×X]/[150.5(100+X)A2C]......(2-2)
其中，所述稳定剂的分子量在所述稳定剂为Y2O3的情况下使用225.81，在所述稳定剂为Er2O3的情况下使用382.52，在所述稳定剂为Yb2O3的情况下使用394.11。
此外，X和Y分别为稳定剂浓度(摩尔％)和氧化铝浓度(重量％)。此外，A和C分别为通过下式(2-3)和(2-4)计算出的值。
A＝0.5080+0.06980X/(100+X)......(2-3)
C＝0.5195-0.06180X/(100+X)......(2-4)
在式(1)中，理论烧结密度根据粉末的组成有所变化。例如，含钇氧化锆的理论烧结密度在钇含量为2mol％时为6.117g/cm3，在钇含量为3mol％时为6.098g/cm3，在钇含量为5.5mol％时为6.051g/cm3(在Al2O3＝0重量％的情况下)。
在稳定剂为CaO的情况下，ρz为通过下式(3)计算出的值。
ρz＝-0.0400(CaO的摩尔浓度)+6.1700......(3)
此外，在包含着色剂的情况下的理论烧结密度(记为ρ1)为：
ρ1＝100/[(Z/V)+(100-Z)/ρ0]......(2-5)
此外，Z为着色剂浓度(重量％)，V为着色剂理论密度(g/cm3)。
着色剂理论密度中，Fe2O3为5.24g/cm3，ZnO为5.61g/cm3，MnO2为5.03g/cm3，CoO为6.10g/cm3，TiO2为4.23g/cm3，Tb4O7为7.80g/cm3，CuO为6.31g/cm3。
此外，烧结密度通过阿基米德法进行测量。
在134℃的水热条件下暴露75小时后的所述氧化锆烧结体的表面的单斜相比例优选为32％以下。所述单斜相比例优选为31.5％以下，更优选为30％以下，进一步优选为25％以下，尤其优选为23％以下，特别优选为20％以下。在134℃的水热条件下暴露75小时后的表面的单斜相比例例如可以通过使用特定的稳定剂(例如CaO)来实现。在所述单斜相比例为32％以下时，可以说具有优异的耐水热劣化性。
所述单斜相比例的测定方法使用实施例所述的方法。
所述氧化锆烧结体包含稳定剂，所述稳定剂优选为选自由CaO、Y2O3、Er2O3、以及Yb2O3组成的组中的一种以上。所述稳定剂根据用途而有所不同，但从成本及着色等观点来看，更优选为CaO、Y2O3、Yb2O3。此外，从耐水热劣化性的观点来看，所述稳定剂优选为CaO。
在所述稳定剂仅为Y2O3的情况下，所述Y2O3相对于氧化锆粉末整体的含量优选为1.4mol％以上且小于2.0mol％。所述Y2O3的含量优选为1.45mol％以上，更优选为1.5mol％以上，进一步优选为1.55mol％以上，尤其优选为1.57mol％以上，特别优选为1.6mol％以上。所述Y2O3的含量优选为1.9mol％以下，更优选为小于1.8mol％，进一步优选为1.75mol％以下，尤其优选为1.7mol％以下，特别优选为1.65mol％以下。
在包括1.4mol％以上且小于2.0mol％的范围内的所述Y2O3时，容易使该氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下。
在所述稳定剂仅为Er2O3的情况下，所述Er2O3相对于氧化锆粉末整体的含量优选为1.4mol％以上1.8mol％以下。所述Er2O3的含量优选为1.45mol％以上，更优选为1.5mol％以上，进一步优选为1.55mol％以上，尤其优选为1.57mol％以上，特别优选为1.6mol％以上。所述Er2O3的含量优选为1.9mol％以下，更优选为小于1.8mol％，进一步优选为1.75mol％以下，尤其优选为1.7mol％以下，特别优选为1.65mol％以下。
在包括1.4mol％以上1.8mol％以下的范围内的所述Er2O3时，容易使该氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下。
在所述稳定剂仅为Yb2O3的情况下，所述Yb2O3相对于氧化锆粉末整体的含量优选为1.4mol％以上1.8mol％以下。所述Yb2O3的含量优选为1.75mol％以下，更优选为1.7mol％以下，进一步优选为1.65mol％以下，尤其优选为1.63mol％以下。
在包括1.4mol％以上1.8mol％以下的范围内的所述Yb2O3时，容易使该氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下。
在所述稳定剂仅为CaO的情况下，所述CaO相对于氧化锆粉末整体的含量优选为3.5mol％以上4.5mol％以下。所述CaO的含量优选为3.6mol％以上，更优选为3.7mol％以上，进一步优选为3.8mol％以上，尤其优选为3.9mol％以上，特别优选为3.95mol％以上。所述CaO的含量优选为4.4mol％以下，更优选为4.3mol％以下，进一步优选为4.2mol％以下，尤其优选为4.1mol％以下，特别优选为4.05mol％以下。在包括3.5mol％以上4.5mol％以下的范围内的所述CaO时，容易使该氧化锆烧结体的晶相中所含的单斜相比例保持在0.2％以上5％以下。
所述氧化锆烧结体可以包括0.005质量％以上2质量％以下选自由氧化铝和塔曼温度在1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上。塔曼温度在1200℃以下的金属氧化物可以是例如铁、锗、钴、铬、锌的氧化物等。选自由氧化铝和塔曼温度在1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上的含量更优选为0.01质量％以上，进一步优选为0.03质量％以上，尤其优选为0.05质量％以上，特别优选为0.07质量％以上。选自由氧化铝和塔曼温度在1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上的含量更优选为1.5质量％以下，进一步优选为1.2质量％以下，尤其优选为0.5质量％以下，特别优选为0.25质量％以下。由于在包括上述数值范围内的选自由氧化铝和塔曼温度在1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上时，起到作为烧结助剂的作用，因此，具有优异的低温烧结性。
此外，通过所述氧化锆烧结体含有氧化铝，容易抑制氧化锆烧结体的韧性降低。进一步地，调节氧化铝的含量，就可以提高氧化锆烧结体的透光性。
所述氧化锆烧结体可以包括氧化铝和塔曼温度在1200℃以下的金属氧化物，也可以不包括。具体地，选自由氧化铝和塔曼温度在1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上的所述氧化锆烧结体的含量可以小于0.005质量％。
所述氧化锆烧结体除氧化铝、塔曼温度在1200℃以下的金属氧化物以外，出于提升强度等特性的目的，还可以包括可烧结的陶瓷或热固性树脂等。
所述氧化锆烧结体可以包括选自由Fe、V、Mn、Co、Zn、Cu以及Ti组成的组中的一种以上。在包括选自由Fe、V、Mn、Co、Zn、Cu以及Ti组成的组中的一种以上时，可以恰当地着色。
所述元素的形态没有特别限定，可以以氧化物和氯化物等的形态进行添加。包含所述元素的氧化物具体地可以是例如Fe2O3、V2O5、MnO2、CoO、ZnO、CuO、TiO2等。
在包含所述Fe2O3的情况下，在将氧化锆粉末整体设为100质量％时，所述Fe2O3的含量优选为0.005质量％以上1质量％以下，更优选为0.05质量％以上0.5质量％以下。在所述Fe2O3的含量为0.005质量％以上时，容易获得预期的着色。即，容易调整色调。
在包含所述V2O5的情况下，在将氧化锆粉末整体设为100质量％时，所述V2O5的含量优选为0.005质量％以上0.5质量％以下，更优选为0.01质量％以上0.1质量％以下。在所述V2O5的含量为0.005质量％以上时，容易获得预期的着色。即，容易调整色调。
在包含所述MnO2的情况下，在将氧化锆粉末整体设为100质量％时，所述MnO2的含量优选为0.005质量％以上2质量％以下，更优选为0.1质量％以上1.1质量％以下。在所述MnO2的含量为0.005质量％以上时，容易获得预期的着色。即，容易调整色调。
在包含所述CoO的情况下，在将氧化锆粉末整体设为100质量％时，所述CoO的含量优选为0.005质量％以上2质量％以下，更优选为0.01质量％以上1.5质量％以下。在所述CoO的含量为0.005质量％以上时，容易获得预期的着色。即，容易调整色调。
在包含所述ZnO的情况下，在将氧化锆粉末整体设为100质量％时，所述ZnO的含量优选为0.005质量％以上1质量％以下，更优选为0.1质量％以上0.5质量％以下。在所述ZnO的含量为0.005质量％以上时，容易获得预期的着色。即，容易调整色调。
在包含CuO作为所述着色剂的情况下，在将氧化锆粉末整体设为100质量％时，所述着色剂的含量优选为0.005质量％以上1质量％以下，更优选为0.05质量％以上0.6质量％以下，进一步优选为0.1质量％以上0.3质量％以下。在所述着色剂的含量为0.005质量％以上时，容易获得预期的着色。即，容易调整色调。
在包含所述TiO2的情况下，在将氧化锆粉末整体设为100质量％时，所述TiO2的含量优选为0.005质量％以上2质量％以下，更优选为0.01质量％以上1质量％以下。在所述TiO2的含量为0.005质量％以上时，容易获得预期的着色。即，容易调整色调。
本实施方式的氧化锆烧结体可以使用所述氧化锆粉末，进行常压烧结获得。具体地可以通过例如所述氧化锆烧结体的制造方法获得。
本实施方式的氧化锆烧结体可以用作工业部件、美容部件、牙科材料。更具体地可以用作珠宝饰品、钟表用部件、钟表的表盘、人造牙齿、成型加工用部件、耐磨耗部件、耐药品部件等。
实施例
以下结合实施例对本发明进行详细说明，只要不超出本发明的主旨，本发明不限于以下的实施例。需要说明的是，在实施例和比较例中的氧化锆粉末和氧化锆烧结体中，相对于氧化锆，含有1.3-2.5质量％(通过下式(X)计算出)的氧化铪作为不可避免的杂质。
＜式(X)＞
([氧化铪的质量]/([氧化锆的质量]+[氧化铪的质量]))×100(％)
[氧化锆粉末的制作]
(实施例1)
将213g的25质量％硫酸钠水溶液和450g以ZrO2计为16质量％的氯氧化锆水溶液(酸浓度：1N)分别加热至95℃(工序1)。然后，使加热后的两种水溶液接触2分钟，以使混合液的SO4 2-/ZrO2质量比率为0.50(工序2)。
接着，将得到的含有碱式硫酸锆的反应液在95℃下保持4小时并进行熟化，得到了碱式硫酸锆(工序3)。
接着，将熟化后的溶液冷却至室温后，添加以Y2O3计为10质量％的氯化钇水溶液直至Y2O3为1.5mol％并均匀混合(工序4)。
接着，在得到的混合溶液中添加25质量％氢氧化钠水溶液，并进行中和直至pH为13以上，以生成氢氧化物沉淀(工序5)。
将得到的氢氧化物沉淀进行过滤，充分水洗，将得到的氢氧化物在105℃下干燥24小时。在大气中对干燥后的氢氧化物在860℃(烧制温度)下热处理2小时，得到了未粉碎的氧化锆系粉末(钇稳定氧化锆系粉末)(工序6)。
在得到的未粉碎的钇稳定氧化锆系粉末中，加入质量相对于钇稳定氧化锆系粉末为0.25质量％，且一次粒子的平均粒径为0.1μm的氧化铝粉末，在以水为分散介质的湿式球磨机中进行40小时的粉碎混合。粉碎中使用了
Figure BDA0003678957090000191
的氧化锆珠。将粉碎后得到的氧化锆浆料在110℃下进行干燥，得到了实施例1的氧化锆粉末。
上述操作具体使用结合图1进行了说明的装置进行。
(实施例2-实施例19、比较例1-比较例7)
除改变氯化钇水溶液的添加量以使Y2O3的添加量为表1所述的量，以及将氧化铝粉末的添加量变为表1所述的量以外，通过与实施例1相同的方法得到了实施例2-实施例19、比较例1-比较例7的氧化锆粉末。
(实施例20-实施例21)
除不添加氯化钇水溶液，而是添加以Er2O3计为10质量％的氯化铒水溶液使得Er2O3为1.6mol％以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例20-实施例21的氧化锆粉末。
(实施例22)
除不添加氯化钇水溶液，而是添加以CaO计为3.8mol％的碳酸钙(CaCO3)以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例22的氧化锆粉末。
(实施例23-实施例25)
除改变碳酸钙的添加量，以使CaO的添加量为表1所述的量以外，通过与实施例22相同的方法，得到了实施例23-实施例25的氧化锆粉末。
(实施例26)
除不添加氯化钇水溶液，而是添加以Yb2O3计为10质量％的氯化镱水溶液使Yb2O3为1.6mol％以外，以与实施例1相同的方式，得到了实施例26的氧化锆粉末。
(实施例27)
除改变氯化钇水溶液的添加量使Y2O3的添加量为表1所述的量，以及添加0.25质量％的Fe2O3以外，以与实施例1相同的方式，得到了实施例27的氧化锆粉末。
(实施例28)
除改变氯化钇水溶液的添加量使Y2O3的添加量为表1所述的量，以及添加0.05质量％的ZnO以外，以与实施例1相同的方式，得到了实施例28的氧化锆粉末。
(实施例29)
除改变氯化钇水溶液的添加量使Y2O3的添加量为表1所述的量，以及添加0.05质量％的MnO2以外，以与实施例1相同的方式，得到了实施例29的氧化锆粉末。
(实施例30)
除改变氯化钇水溶液的添加量使Y2O3的添加量为表1所述的量，以及添加0.05质量％的CoO以外，以与实施例1相同的方式，得到了实施例30的氧化锆粉末。
(实施例31)
除改变氯化钇水溶液的添加量使Y2O3的添加量为表1所述的量，以及添加0.1质量％的TiO2以外，以与实施例1相同的方式，得到了实施例31的氧化锆粉末。
(实施例32)
除改变氯化钇水溶液的添加量使Y2O3的添加量为表1所述的量，以及添加0.1质量％的Tb4O7以外，以与实施例1相同的方式，得到了实施例32的氧化锆粉末。
(实施例33)
除改变氯化钇水溶液的添加量使Y2O3的添加量为表1所述的量，以及添加0.3质量％的CuO以外，以与实施例1相同的方式，得到了实施例33的氧化锆粉末。
(实施例34)
除改变氯化钇水溶液的添加量使Y2O3的添加量为表1所述的量，以及不添加氧化铝粉末，并将MnO2粉末的添加量改为1.0质量％以外，以与实施例1相同的方式，得到了实施例34的氧化锆粉末。
[比表面积测定]
使用比表面积计(“Macsorb”日本Mountech制造)，通过BET法，对实施例和比较例的氧化锆粉末的比表面积进行了测定。结果在表2中示出。
[细孔容积的测定]
对于实施例和比较例的氧化锆粉末，使用细孔分布测定装置(“Autopore IV9500”Micromeritics制造)，通过压汞法得到了细孔分布。测定条件如下所述。
＜测定条件＞
测定装置：细孔分布测定装置(Micromeritics制造的Autopore IV9500)
测定范围：0.0036-10.3μm
测定点数：120点
水银接触角：140度
水银表面张力：480dyne/cm
使用得到的细孔分布，求出了10nm以上200nm以下的范围内的峰顶直径、细孔容积、以及细孔分布宽度。结果在表2中示出。
其中，细孔分布宽度是指，log微分细孔容积在0.1ml/g以上的峰的宽度。
需要说明的是，仅作为参考，图2和图3中示出了实施例2和实施例7的氧化锆粉末的细孔分布，图3中示出了比较例7的氧化锆粉末的细孔分布。
[组成测定]
使用ICP-AES(“ULTIMA-2”HORIBA制造)对实施例和比较例的氧化锆粉末的组成(以氧化物计)进行了分析。结果在表1中示出。
[粒径D50的测定]
将实施例和比较例的氧化锆粉末0.15g和40ml的0.2％六偏磷酸钠水溶液放入50ml烧杯中，用超声波均质机“Sonifier S-450D”(Emerson Electric Co.制造)分散2分钟后，放入装置(激光衍射式粒径分布测定装置(“SALD-2300”日本岛津制作所制造))中进行测定。结果在表2中示出。
[氧化锆烧结体的制作]
首先，通过各向同性冷加压方法(CIP)对实施例和比较例的氧化锆粉末进行成型，得到了成型体。成型压力为2t/cm2。
接着，在表3所述的温度(烧结温度)、2小时的条件下对所述成型体进行烧结，得到了氧化锆烧结体。
[晶相鉴定]
对于实施例和比较例的氧化锆烧结体，使用X射线衍射装置(“RINT2500”日本RIGAKU制造)，得到了X射线衍射光谱。测定条件如下所述。
＜测定条件＞
测定装置：X射线衍射装置(RIGAKU制造，RINT2500)
射线源：CuKα射线源
管电压：50kV
管电流：300mA
扫描速度：2θ＝26-36°：4°/分
2θ＝72-76°：1°/分
然后，根据X射线衍射光谱进行了晶相鉴定。氧化锆系多孔質体中所含的晶相的各相比通过以下计算式求出。
单斜相比例(％)＝(Im(111)+Im(11-1))/(Im(111)+Im(11-1)+It(101)+Ic(111))×100
其中，Im(111)为单斜相的(111)的衍射强度，Im(11-1)为单斜相的(11-1)的衍射强度。
It(101)为四方相的(101)的衍射强度。
Ic(111)为立方相的(111)的衍射强度。
在XRD光谱的2θ＝26-36°附近辨别氧化锆的单斜相。在XRD光谱的2θ＝72-76°附近辨别四方相和立方相。立方相根据稳定剂的添加量和制造方法的不同可能会发生变形，峰位置可能会发生移位，但在本实施例中，将四方相(004)与(220)之间的峰作为立方相的峰进行计算。结果在表3中示出。
[裂纹长度]
对上述得到的实施例和比较例的氧化锆烧结体的裂纹长度进行了测定。具体地，在根据IF法的韧性测定中，将荷重设为50kgf(490.4N)，对在氧化锆烧结体中产生的裂纹长度进行了测定。更具体地，按照JIS R 1607(精细陶瓷的室温断裂韧性试验方法)方法进行测定。使用维氏硬度计压入压痕，将从压痕延伸的4条裂纹的长度(图5中的裂纹长度1-4)的平均值作为裂纹长度。此外，由于根据打入压痕的位置的不同，可能无法形成正常形状的压痕，因此选择满足以下3个条件的5个压痕，取其裂纹长度的平均值，这3个条件为：(1)压痕的形状为四边形，(2)裂纹产生在从压痕的4个角到压痕的对角线的延长线上，(3)两个正交方向的裂纹长度之差为平均裂纹长度的10％以下。此外，使用容易观察到划痕和凹凸的光学显微镜(KEYENCE CORPORATION.制造的VHX-5000)的同轴单次模式进行观测，以能够准确观测到压痕裂纹的终点。
[韧性值]
求出了上述得到的实施例和比较例的氧化锆烧结体的韧性值。韧性值通过下式计算。
Kc＝0.018×Hv×a0.5×[(c-a)/a]-0.5×(Hv/E)-0.4
Kc、Hv、a、c、E的含义如下。求解a、c时的X、Y轴的压痕长度以及X、Y轴的裂纹长度如图6所示。
Kc：韧性值[MPa·m0.5]
Hv：维氏硬度[GPa]
a：X、Y轴的压痕长度的平均值的一半[μm]
c：X、Y轴的裂纹长度的平均值的一半[μm]
E：杨氏模量[GPa]
维氏硬度按照JIS R 1610(精细陶瓷硬度试验方法)进行计算。维氏硬度通过下式计算。
Hv＝0.001854×[F/d2Sv]
F、d的含义如下。求解d时的X轴压痕长度和Y轴压痕长度如图6所示。
Hv：维氏硬度[GPa]
F：试验力[N]
d：X轴压痕长度和Y轴压痕长度的平均值[mm]
杨氏模量使用210Gpa，这是已知的通常的钇稳定氧化锆的值。
需要说明的是，对于实施例5和比较例5，还求出了将荷重设为10kgf、30kgf时的韧性值。由其结果可知，荷重越小，得到的韧性值往往越高。当荷重较小时，由于裂纹几乎不会从压痕处扩展，无法测定出正确的韧性值，因此优选在尽可能大的荷重下测定韧性值。
例如，在比较例5中，若测定荷重为10kgf，则韧性值为15MPa·m0.5，若测定荷重为20kgf，则韧性值为7MPa·m0.5。在本说明书中，由以上结果可以得知，为了精确测定韧性值，以测定荷重为50kgf进行了测定，测定荷重不同，得到的韧性值也不同。
[三点弯曲强度]
按照JIS R 1601的三点弯曲强度，对上述得到的实施例和比较例的氧化锆烧结体的三点弯曲强度进行了测定。结果在表3中示出。
[相对烧结密度]
通过以下方式求解得到的氧化锆烧结体的相对烧结密度。结果在表3中示出。需要说明的是，表3中“-”表示未进行测定。
相对烧结密度(％)＝(烧结密度/理论烧结密度)×100......(1)
其中，理论烧结密度(记为ρ0)为通过下式(2-1)计算出的值。
ρ0＝100/[(Y/3.987)+(100-Y)/ρz]......(2-1)
其中，ρz为通过下式(2-2)计算出的值。
ρz＝[124.25(100-X)+[稳定剂的分子量]×X]/[150.5(100+X)A2C]......(2-2)
其中，所述稳定剂的分子量在所述稳定剂为Y2O3的情况下使用225.81，在所述稳定剂为Er2O3的情况下使用382.52，在所述稳定剂为Yb2O3的情况下使用394.11。
此外，X和Y分别为稳定剂浓度(摩尔％)和氧化铝浓度(重量％)。此外，A和C分别为根据下式(2-3)和(2-4)计算出的值。
A＝0.5080+0.06980X/(100+X)......(2-3)
C＝0.5195-0.06180X/(100+X)......(2-4)
在式(1)中，理论烧结密度根据粉末的组成有所变化。例如，含钇氧化锆的理论烧结密度在钇含量为2mol％时为6.117g/cm3，在钇含量为3mol％时为6.098g/cm3，在钇含量为5.5mol％时为6.051g/cm3(在Al2O3＝0重量％的情况下)。
在稳定剂为CaO的情况下，ρz为通过下式(3)计算出的值。
ρz＝-0.0400(CaO的摩尔浓度)+6.1700......(3)
此外，在包含着色剂的情况下的理论烧结密度(记为ρ1)为，
ρ1＝100/[(Z/V)+(100-Z)/ρ0]......(2-5)
此外，Z为着色剂浓度(重量％)，V为着色剂理论密度(g/cm3)。
着色剂理论密度中，Fe2O3为5.24g/cm3，ZnO为5.61g/cm3，MnO2为5.03g/cm3，CoO为6.10g/cm3，TiO2为4.23g/cm3，Tb4O7为7.80g/cm3，CuO为6.31g/cm3。
烧结密度通过阿基米德法进行测量。
＜相对成型密度＞
相对成型密度(％)＝(成型密度/理论烧结密度)×100......(4)
其中，理论烧结密度(记为ρ0)为通过上式(2-1)计算出的值。
[耐水热劣化性评价]
对于实施例和比较例的氧化锆烧结体，在134℃的水热条件下暴露了75小时。然后，对表面的单斜相比例进行了测定。单斜相比例的测定方法与上述“晶相鉴定”一项中说明的方法相同。结果在表3中示出。
表1
Figure BDA0003678957090000231
表2
Figure BDA0003678957090000241
表3
Figure BDA0003678957090000251

Claims (17)

1.一种氧化锆粉末，其特征在于，
包含稳定剂；
所述稳定剂为CaO、Y2O3、Er2O3、或Yb2O3；
在所述稳定剂为Y2O3的情况下，所述Y2O3相对于氧化锆粉末整体的含量为1.4mol％以上且小于2.0mol％；
在所述稳定剂为Er2O3的情况下，所述Er2O3相对于氧化锆粉末整体的含量为1.4mol％以上1.8mol％以下；
在所述稳定剂为Yb2O3的情况下，所述Yb2O3相对于氧化锆粉末整体的含量为1.4mol％以上1.8mol％以下；
在所述稳定剂为CaO的情况下，所述CaO相对于氧化锆粉末整体的含量为3.5mol％以上4.5mol％以下；
在基于压汞法的细孔分布中的10nm以上200nm以下的范围内，细孔容积分布的峰顶直径为20nm以上120nm以下，细孔容积为0.2ml/g以上且小于0.5ml/g，细孔分布宽度为30nm以上170nm以下。
2.如权利要求1所述的氧化锆粉末，其特征在于，比表面积为10m2/g以上50m2/g以下，粒径D50为0.1μm以上0.7μm以下。
3.如权利要求1或2所述的氧化锆粉末，其特征在于，所述峰顶直径为20nm以上70nm以下，所述细孔分布宽度为40nm以上105nm以下。
4.如权利要求1-3中的任一项所述的氧化锆粉末，其特征在于，在所述稳定剂为Y2O3的情况下，所述Y2O3的含量为1.4mol％以上1.9mol％以下。
5.如权利要求1-3中的任一项所述的氧化锆粉末，其特征在于，在所述稳定剂为Y2O3的情况下，所述Y2O3的含量为1.4mol％以上且小于1.8mol％。
6.如权利要求2-5中的任一项所述的氧化锆粉末，其特征在于，所述比表面积为20m2/g以上40m2/g以下。
7.如权利要求2-6中的任一项所述的氧化锆粉末，其特征在于，所述粒径D50为0.1μm以上且小于0.3μm。
8.如权利要求1-7中的任一项所述的氧化锆粉末，其特征在于，包括0.005质量％以上2质量％以下选自由氧化铝和塔曼温度在1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上。
9.如权利要求1-8中的任一项所述的氧化锆粉末，其特征在于，包括选自由Fe、V、Er、Mn、Co、Tb、Zn、Cu以及Ti组成的组中的一种以上。
10.一种氧化锆烧结体，其特征在于，
晶相中所含的单斜相比例在0.2％以上5％以下；
在根据IF法的韧性测定中，在将荷重设为50kgf时，在烧结体中产生的裂纹长度为1μm以上90μm以下；
三点弯曲强度为80kg/mm2以上150kg/mm2以上。
11.如权利要求10所述的氧化锆烧结体，其特征在于，相对烧结密度为99％以上。
12.如权利要求10或11所述的氧化锆烧结体，其特征在于，在根据IF法的韧性测定中，将荷重设为50kgf时的韧性值为10MPa·m0.5以上40MPa·m0.5以下。
13.如权利要求10-12中的任一项所述的氧化锆烧结体，其特征在于，含有稳定剂，所述稳定剂为选自由CaO、Y2O3、Er2O3、以及Yb2O3组成的组中的一种以上。
14.如权利要求13所述的氧化锆烧结体，其特征在于，
在所述稳定剂仅为Y2O3的情况下，所述Y2O3相对于氧化锆粉末整体的含量为1.4mol％以上且小于2.0mol％；
在所述稳定剂仅为Er2O3的情况下，所述Er2O3相对于氧化锆粉末整体的含量为1.4mol％以上1.8mol％以下；
在所述稳定剂仅为Yb2O3的情况下，所述Yb2O3相对于氧化锆粉末整体的含量为1.4mol％以上1.8mol％以下；
在所述稳定剂仅为CaO的情况下，所述CaO相对于氧化锆粉末整体的含量为3.5mol％以上4.5mol％以下。
15.如权利要求10-14中的任一项所述的氧化锆烧结体，其特征在于，包括选自由Fe、V、Mn、Co、Zn、Cu以及Ti组成的组中的一种以上。
16.如权利要求10-15中的任一项所述的氧化锆烧结体，其特征在于，在134℃的水热条件下暴露75小时后，表面的单斜相比例为32％以下。
17.一种氧化锆烧结体的制造方法，其特征在于，包括：
工序X，对权利要求1-9中任一项所述的氧化锆粉末进行成型，得到成型体；以及
工序Y，在所述工序X之后，在1200℃以上1350℃以下，1小时以上5小时以下的条件下对所述成型体进行烧结。
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