DE69105549T2 - Verfahren zur Herstellung von Pulvern aus gemischten Zirkonium- und Yttriumoxiden. - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Pulvern aus gemischten Zirkonium- und Yttriumoxiden.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung van gemischten Zirkonium- und Yttriumoxidpulvern, die zur Verwendung auf dem Keramiksektor geeignet sind. Verschiedene gemischte Metalloxide werden auf dem Keramiksektor verwendet. Ein Beispiel hiefür ist Zirkoniumoxid (ZrO&sub2;), das in einer der beiden Kristallphasen durch Einarbeiten von Yttriumoxid (Y&sub2;O&sub3;) stabilisiert ist, wobei die Phase von der Menge des letztgenannten abhängt. Es ist im speziellen bekannt, daß im gemischten Oxid eine Menge van etwa 4 Mol-% Yttriumoxid die tetragonale Phase von Zirkoniumdioxid stabilisiert, welche eine ausgezeichnete mechanische Stabilität aufweist, während eine Menge über 8 Mol-% die kubische Form stabilisiert.
  • Nach dem Stand der Technik können Metalloxide in Pulverform durch Ausfällen aus homogenen Lösungen von anorganischen Metallsalzen, wie beispielsweise von E. Matijevic, Acc. Res. (1981) 14, 22, im US-Patent 4 649 037 und in der japanischen Patentanmeldung 59-069.471 beschrieben, erhalten werden. Ein anderer bekannter Weg basiert auf Sol/Gel-Reaktionen durch organometallische Vorläufer, wie beispielsweise von P. Colomban in l'Industrie Ceramique (1985), 792, 186, beschrieben. Ein weiterer Weg basiert auf Reaktionen, die ein Ausfällen aus Emulsionen nach sich ziehen, wie von A.B. Hardy in Precipitation of Submicrometer Unagglomerated Oxide Particles by Reaction of Emulsion Droplets", Ph. D. Thesis, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA (1988); M. Askins in "Precipitation of Fine Oxide Powders by Emulsion Precipitation", Ph.D. Thesis, Iowa State University, Des Moins, Iowa (1987); und G. Gowda et al in "Ceramic Powder from Sol-Emulsion-Gel Techniques", Final Project Report (RIO), Am. Cer. Soc. Basic Science: Electronics and Glass Divisions Joint meeting, New Orleans (LA), Nov. 1986 beschrieben.
  • Diese Versuche der Technik haben sich jedoch - insbesondere im Hinblick auf die Komplexität der Verfahren und den Einsatz von kostspieligen Reagentien, wie Metallalkoxiden - als unbefriedigend erwiesen.
  • Es wurde nun ein einfaches und zweckmäßiges Verfahren gefunden, welches die Gewinnung von gemischten Zirkonium- und Yttriumoxiden als Pulver in kubischer Kristallform aus kostengünstigen Reagentien ermöglicht.
  • In Übereinstimmung hiemit liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von gemischten Zirkonium- und Yttriumoxiden [ZrO&sub2;(Y&sub2;O&sub3;)] mit einem Yttriumgehalt (ausgedrückt als Metall) von etwa 15 bis etwa 21 Gew.-% als Pulver in kubischer Kristallform, gekennzeichnet durch:
  • - Mischen einer wäßrigen Lösung von Zirkonium- und Yttriumcarboxylaten mit einem organischen Lösungsmittel, ausgewählt unter aliphatischen Nitrilen mit zwischen 1 und 3 Kohlenstoffatomen im Alkylteil und aliphatischen Alkoholen mit 8 bis 11 Kohlenstoffatomen im Molekül;
  • - Ausfällen fester Teilchen der Vorläufer der gemischten Zirkonium- und Yttriumoxide aus diesem Gemisch durch Arbeiten bei einem pH-Wert von 5 bis 7 und bei Umgebungstemperatur oder nahezu Umgebungstemperatur; und
  • - Calcinieren der ausgefällten festen Teilchen bei hoher Temperatur zu ihrer direkten Überführung aus dem amorphen Zustand zur kubischen Kristallform.
  • Zu diesem Zwecke geeignete Yttrium- und Zirkoniumcarboxylate sind die Salze niederer aliphatischer Carbonsäuren, im speziellen Zirkonium- und Yttriumacetate. Die bevorzugten organischen Lösungsmittel werden aus Acetonitril und n-Octan ausgewählt. Wenn ein aliphatischer Alkohol mit einem Gehalt an 8 bis 11 Kohlenstoffatomen im Molekül als organisches Lösungsmittel verwendet wird, wird eine Wasser-in-Öl-Emulsion erhalten. Wenn ein aliphatisches Nitril mit einem Gehalt an 1 bis 3 Kohlenstoffatomen im Alkylteil zu diesem Zweck verwendet wird, wird ein Einphasensystem erhalten.
  • Vorzugsweise enthält das Ein- oder Zweiphasengemisch 70 bis 90 Gew.-% organisches Lösungsmittel und 8 bis 30 Gew.-% Wasser. Weiters enthält die wäßrige Phase vorzugsweise 5 bis 10 Gew.-% Yttrium- und Zirkoniumcarboxylate in einem Molverhältnis von 0,6/1 bis 2/1 und vorzugsweise von 0,8/1 bis 1,3/1. Die Ausfällung erfolgt durch fortlaufendes Rühren der Masse und Arbeiten bei einem pH-Wert von 5 bis 7. Wenn notwendig oder zweckmäßig, kann der pH-Wert der wäßrigen Zirkonium- und Yttriumcarboxylatlösung durch Zugabe einer kleinen Menge einer organischen oder anorganischen Base korrigiert werden. Zu diesem Zweck geeignete Basen umfassen Alkalimetallhydroxide wie Natriumhydroxid, Ammoniak und aliphatische Amine wie Butylamin. Die zugesetzte Basenmenge variiert zweckmäßigerweise von 0 bis 6x10&supmin;³ Mol je 1000 g Gemisch im Fall von Alkalimetallhydroxiden und von 0 bis 0,4 Mol je 1000 g Gemisch im Falle von Ammoniak und aliphatischen Aminen.
  • Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung kann das alkoholische oder Nitrillösungsmittel mit einer wäßrigen Lösung der Base, wenn eine solche zur Anwendung kommt, gemischt werden, wonach eine wäßrige Zirkonium- und Yttriumcarboxylatlösung zum erhaltenen Gemisch zugesetzt wird.
  • In allen Fällen bildet sich bei einem Arbeiten unter den zuvor erwähnten Bedingungen, unter Rühren bei einer Temperatur von 18 bis 25ºC, ein Niederschlag der Vorläufer aus den gemischten Oxiden als ein amorphes Pulver innerhalb eines kurzen Zeitraums, üblicherweise in der Größenordnung von 1-60 Minuten, aus.
  • Wenn die Ausfällung vollständig ist, wird das Pulver mit herkömmlichen Mitteln, wie Filtrieren oder Zentrifugieren, aus dem Gemisch abgetrennt, mit Alkohol, beispielsweise mit 95 %igem Ethanol, und dann mit doppelt destilliertem Wasser gewaschen und schließlich getrocknet. Das getrocknete Pulver wird schließlich bei hoher Temperatur, typischerweise in der Größenordnung von etwa 900 bis 1400ºC, während eines Zeitraums von 1- 10 Stunden calciniert. Unter diesen Bedingungen findet eine direkte Umwandlung von mit Yttriumoxid stabilisiertem Zirkoniumdioxid in die kubische Struktur statt. Die Yttriummenge (ausgedrückt als Metall) im calcinierten Produkt kann einen Wert in der Größenordnung von 21 Gew.-% erreichen und liegt typischerweise im Bereich von 10 Gew.-% bis 21 Gew.-%. Die calcinierten Pulverteilchen haben eine Größe von etwa 0,05 bis 80 um, welche Größe auf der Grundlage der Ausfällungsbedingungen eingestellt werden kann. Zusätzlich zu diesen Bedingungen beeinflußt besonders das Vorhandensein oder das Fehlen einer Base während der Ausfällung die Teilchengröße, welche von kugelförmig bis zu nichtkugelförmig, sondern equitaxial, variieren kann.
  • Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ermöglicht folgedes sen die Herstellung von gemischten Zirkonium- und Yttriumpulvern oder gleichwertig von mit Yttrium gedoptem Zirkoniumoxid durch eine einfache und bequeme Reaktion. Die verwendeten Reagentien und insbesondere die Zirkonium- und Yttriumacetate sind wohlfeile Reagentien. Die Vorläuferausbeute, d. i. das durch Ausfällen erhaltene Produkt, ist hoch und beträgt 85-100 %, berechnet auf dem Zirkonium. Die Ausfällung findet günstigerweise bei Umgebungstemperatur mit einer sehr kurzen Reaktionszeit statt und ermöglicht - wie bereits festgestellt - die homogene Einarbeitung sehr hoher Mengen von Yttrium in den Niederschlag. Dieser Niederschlag lagert sich beim Calcinieren direkt zu der kubischen Kristallform des stabilisierten Zirkoniumdioxids um.
  • Die folgenden Versuchsbeispiele werden zur besseren Erläuterung der vorliegenden Erfindung gegeben.
    • BEISPIEL 1
  • Ein Einphasengemisch mit einem Gehalt an:
  • - 1) frisch destilliertem Acetonitril 690,6 g
  • - 2) 0,2 M wäßrigem Natriumhydroxid 33,3 g
  • - 3) 5 gew.-%igem Zirkoniumacetat in Wasser, filtriert durch eine 0,2 um-Membran 71,4 g
  • - 4) 5 gew.-%igem Yttriumacetat in Wasser, filtriert durch eine 0,2 um-Membran 71,4 g
  • wird in der folgenden Weise hergestellt.
  • 1) und 2) werden in dieser Reihenfolge unter leichtem Rühren in einen Zylinderreaktor eingespeist. Eine klare homogene Lösung wird erhalten, zu welcher - vorgemischt - 3) und 4) aus einem Tropftrichter zugesetzt werden. Das Gemisch wechselt von klar zu milchig. Die Umsetzung wird unter Rühren bei 20ºC 33 Minuten lang durchgeführt. Es bildet sich ein Niederschlag, der zuerst mit 95 % Ethanol und dann mit doppelt destilliertem Wasser gewaschen wird. Der gewaschene Niederschlag wird bei 60ºC 5 Stunden lang unter Vakuum getrocknet, um 2,3669 g eines Festproduktes zu erhalten. Der Gewichtsverlust beim Calcinieren bei 1200ºC während 5 Stunden beträgt 38,6 %. Eine Atomabsorptionsanalyse am calcinierten Produkt zeigt 11,90 Gew.-% Yttrium und 35,74 Gew.-% Zirkonium. Die auf eingesetztes Zirkonium berechnete Ausbeute beträgt 87,1 %. Eine Röngtenbeugungsanalyse bestätigt nach dem Calcinieren eine kubische Kristallstruktur. Das calcinierte Pulver hat eine Teilchengröße von 1 bis 80 um.
    • BEISPIEL 2
  • Eine Wasser-in-Öl-Emulsion mit einem Gehalt an:
  • - 1) 1-Octanol (Merck-Produkt) 900,0 g
  • - 2) 0,2 M wäßrigem Natriumhydroxid 60,0 g
  • - 3) 5 gew.-%igem Zirkoniumacetat in Wasser, filtriert durch eine 0,2 um-Membran 15,2 g
  • - 4) 5 gew.-%igem Yttriumacetat in Wasser, filtriert durch eine 0,2 um-Membran 15,1 g
  • wird in der folgenden Weise hergestellt.
  • 1) und 2) werden in dieser Reihenfolge unter Rühren in einen Zylinderreaktor eingespeist, dann werden - vorgemischt - 3) und 4) aus einem Tropftrichter hinzugegeben, um ein milchiges Gemisch zu ergeben. Die Umsetzung wird unter Rühren bei 20ºC während 33 Minuten durchgeführt. Am Ende der Umsetzung setzt sich Wasser ab, unter Ausbildung von zwei Phasen. Die wäßrige Phase enthält den Feststoff, der abgetrennt und zweimal mit 95 %igem Ethanol gewaschen wird. Der gewaschene Niederchlag wird bei 60ºC während 5 Stunden unter Vakuum getrocknet und ergibt 1,0250 g eines Festproduktes.
  • Der Gewichtsverlust beim 5-stündigen Calcinieren bei 900ºC beträgt 35 %. Eine Atomabsorptionsanalyse am calcinierten Produkt ergibt 20,39 Gew.-% Yttrium und 28,85 Gew.-% Zirkonium. Die auf eingesetztes Zirkonium berechnete Ausbeute beträgt 99 %. Die Röntgenbeugungsanalyse bestätigt nach dem Calcinieren eine kubische Kristallstruktur. Das calcinierte Pulver hat eine Teilchengröße von 1 bis 20 um.
    • BEISPIEL 3
  • Ein Einphasengemisch mit einem Gehalt an:
  • - 1) frisch destilliertem Acetonitril 8515,0 g
  • - 2) 0,2 M wäßrigem Natriumhydroxid 492,5 g
  • - 3) 5 gew.-%igem Zirkoniumacetat in Wasser, filtriert durch eine 0,2 um-Membran 1428,2 g
  • - 4) 5 gew.-%igem Yttriumacetat in Wasser, filtriert durch eine 0,2 um-Membran 408,0 g
  • wird in der folgenden Weise hergestellt.
  • 1) und 2) werden in dieser Reihenfolge unter leichtem Rühren in einen Zylinderreaktor eingespeist. Es wird eine klare homogene Lösung erhalten, zu welcher - vorgemischt - 3) und 4) aus einem Tropftrichter zugegeben werden. Das Gemisch wechselt von klar zu milchig. Die Umsetzung wird unter Rühren bei 20ºC 15 Minuten lang durchgeführt. Es bildet sich ein Niederschlag, der beim Filtrieren nur mit Aceton gewaschen wird. Der gewaschene Niederschlag wird bei 60ºC 10 Stunden unter Vakuum getrocknet und ergibt 67,389 g Rohprodukt. Der Gewichtsverlust beim Calcinieren bei 900ºC während 5 Stunden beträgt 37,5 %. Eine Atomabsorptionsanalyse am calcinierten Produkt zeigt 11,74 Gew.-% Yttrium und 57,25 Gew.-% Zirkonium. Die auf eingesetztes Zirkonium berechnete Ausbeute beträgt 97,3 %. Die Röntgehbeugungsanalyse bestätigt nach dem Calcinieren eine kubische Kristallform. Das Pulver hat eine kugelförmige Morphologie, welche Form nach dem Calcinieren erhalten bleibt. Die Teilchengröße variiert von 0, 05 bis 2 um.
    • BEISPIEL 4
  • Ein Einphasengemisch mit einem Gehalt an:
  • - 1) frisch destilliertem Acetonitril 690,0 g
  • - 2) doppelt destilliertem Wasser 84,6 g
  • - 3) 5 gew.-%igem Zirkoniumacetat in Wasser, filtriert durch eine 0,2 um-Membran 71,4 g
  • - 4) 5 gew.-%igem Yttriumacetat in Wasser, filtriert durch eine 0,2 um-Membran, 20,1 g
  • wird in der folgenden Weise hergestellt.
  • 1) und 2) werden in dieser Reihenfolge unter Rühren in einen Zylinderreaktor eingespeist. Es wird eine homogene Lösung erhalten, zu welcher - vorgemischt - 3) und 4) über einen Zeitraum von 25 Sekunden aus einem Tropftrichter zugegeben werden. Das Gemisch wechselt von klar zu milchig. Die Umsetzung wird bei 20ºC unter Rühren 33 Minuten durchgeführt. Es bildet sich ein Niederschlag aus, der mit Acetonitril und anschließend mit 95 vol.-%igem Ethanol gewaschen wird. Der gewaschene Niederschlag wird bei 60ºC 5 Stunden unter Vakuum getrocknet und ergibt 3,2029 g Rohprodukt. Der Gewichtsverlust beim Calciinieren bei 900ºC während 5 Stunden beträgt 38,64 %. Die Atpmabsorptionsanalyse am calcinierten Produkt zeigt 11,87 Gew.-% Yttrium und 63,93 Gew.-% Zirkonium. Die auf eingesetztes Zirkonium berechnete Ausbeute beträgt 98,3 %. Die Röntgenbeugungsanalyse bestätigt nach dem Calcinieren eine kubische Kristallstruktur. Das Pulver hat keine kugelförmige, sondern equitaxiale Morphologie, weist eine äußerst kleine Teilchengröße von 0,05 bis 1,5 um auf und ist partiell aggregiert.
    • BEISPIEL 5
  • Ein Gemisch mit einem Gehalt an:
  • 1) frisch destilliertem Acetonitril 345,0 g
  • 2) doppelt destilliertem Wasser 84,6 g
  • 3) 5 gew.-%igem Zirkoniumacetat in Wasser, filtriert durch eine 0,2 um-Membran 71,4 g
  • 4) 5 gew.-%igem Yttriumacetat in Wasser, filtriert durch eine 0,2 um-Membran 20,1 g
  • wird in der folgenden Weise hergestellt.
  • 1) und 2) werden in dieser Reihenfolge unter Rühren in einen Zylinderreaktor eingespeist. Eine klare homogene Lösung wird erhalten, zu welcher - vorgemischt - 3) und 4) aus einem Tropftrichter zugesetzt werden. Das Gemisch wechselt von klar zu milchig. Die Umsetzung wird unter Rühren bei 20ºC 33 Minuten lang durchgeführt. Es bildet sich ein Niederschlag aus, der mit Acetonitril und anschließend mit 95 vol.-%igem Ethanol gewaschen wird. Der gewaschene Niederschlag wird bei 60ºC 5 Stunden unter Vakuum getrocknet und ergibt 3,0953g Rohprodukt. Der Gewichtsverlust beim Calcinieren bei 900ºC während 5 Stunden beträgt 38,22 %. Die Atomabsorptionsanalyse am calcinierten Produkt zeigt 9,10 Gew.-% Yttrium und 64,98 Gew.-% Zirkonium. Die auf eingesetztes Zirkonium berechnete Ausbeute beträgt 99 %. Die Röntgenbeugungsanalyse bestätigt nach dem Calcinieren eine kubische Kristallstruktur. Das Pulver hat keine kugelförmige, sondern equitaxiale Morphologie, weist eine äußerst kleine Teilchengröße von 0,05 bis 1,5 um auf und ist partiell aggregiert.
    • BEISPIEL 6
  • Ein Einphasengemisch wird hergestellt, welches aus:
  • 1) frisch destilliertem Acetonitril 856,3 g
  • 2) 0,5 N Ammoniumhydroxidlösung 48,5 g
  • 3) 5 gew.-%iger wäßriger Zirkoniumacetatlösung 143,1 g
  • 4) 5 gew.-%iger wäßriger Yttriumacetatlösung 40,80 g
  • besteht.
  • Ein Zylinderreaktor wird mit (1) und (2) unter sanftem Rühren in der gegebenen Reihenfolge beschickt. Es wird eine klare homogene Lösung erhalten, zu welcher vorgemischt (3) und (4) über einen Tropftrichter zugegeben werden. Sofort wechselt die Lösung von klar zu milchig. Die Umsetzung wird unter Rühren während 10 Minuten bei 20ºC fortgesetzt. Es bildet sich ein Niederschlag, der auf einer 0,22 um-Membran gesammelt und mit Acetonitril gewaschen wird. Das Trocknen bei 60ºC während 5 Stunden im Vakuum ergibt 6,724 g eines Festproduktes. Das Calcinieren wird bei 800ºC während 3 Stunden durchgeführt und ergibt 4.000 g Yttrium-stabilisiertes Zirkoniumdioxid. Die Zirkoniumausbeute beträgt 99 %. Die Röntgenbeugungsanalyse bestätigt nach dem Calcinieren eine kubische Kristallform. Das calcinierte Pulver ist feinkörnig, nahezu kugelförmig, mit einer Größe von 0,3 um bis 1 um.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von gemischten Zirkonium- und Yttriumoxiden [ZrO&sub2;(Y&sub2;O&sub3;)] mit einem Yttriumgehalt (ausgedrückt als Metall) von 15 bis 21 Gew.-% als Pulver in kubischer Kristallform, gekennzeichnet durch:
- Mischen einer wäßrigen Lösung von Zirkonium- und Yttriumcarboxylaten mit einem organischen Lösungsmittel, ausgewählt unter aliphatischen Nitrilen mit zwischen 1 und 3 Kohlenstoffatomen im Alkylteil und aliphatischen Alkoholen mit 8 bis 11 Kohlenstoffatomen im Molekül;
- Ausfällen fester Teilchen der Vorläufer der gemischten Zirkonium- und Yttriumoxide aus diesem Gemisch durch Arbeiten bei einem pH-Wert von 5 bis 7 und bei Umgebungstemperatur oder nahezu Umgebungstemperatur; und
- Calcinieren der ausgefällten festen Teilchen bei hoher Temperatur zu ihrer direkten Überführung aus dem amorphen Zustand zur kubischen Kristallform.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Yttrium- und Zirkoniumcarboxylate Salze niederer aliphatischer Carbonsäuren sind, vorzugsweise Zirkonium- und Yttriumacetate, und daß die organischen Lösungsmittel unter Acetonitril und n-Octanol ausgewählt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch von 70 bis 90 Gew.-% organisches Lösungsmittel und von 8 bis 30 Gew.-% Wasser enthält, wobei die wäßrige Phase von 5 bis 10 Gew.-% Yttrium- und Zirkoniumcarboxylate in einem Molverhältnis von 0,6:1 bis 2:1 und vorzugsweise von 0,8:1 bis 1,3:1 enthält, wobei die Ausfällung bei einer Temperatur von 18ºC bis 25ºC bewirkt wird, während das Gemisch 1 bis 60 Minuten lang unter Rühren gehalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der wäßrigen Zirkonium- und Yttriumcarboxylatlösung durch Zusetzen eines Alkalimetallhydroxids, vorzugsweise Natriumhydroxid, oder von Ammoniak oder eines aliphatischen Amins, vorzugsweise Butylamin, in einer Menge von 0 bis 6x10&supmin;³ Mol je 1.000g Gemisch im Falle von Alkalimetallhydroxiden und in einer Menge von 0 bis 0,4 Mol je 1.000 g Gemisch im Falle von Ammoniak und aliphatischen Aminen korrigiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Calcinieren bei einer Temperatur von 900 bis 1.400ºC während einer Zeit in der Größenordnung von 1 bis 10 Stunden ausgeführt wird.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3409294B2 (ja) * 1996-01-25 2003-05-26 株式会社豊田中央研究所 酸化物粉末の製造方法
DE19643781C2 (de) * 1996-10-29 2000-01-27 Fraunhofer Ges Forschung Sphärische Partikel auf der Basis von Metalloxiden, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
EP1591421A1 (de) * 2004-04-29 2005-11-02 Consorzio Interuniversitario per lo Sviluppo dei Sistemi a Grande Interfase, C.S.G.I Verfahren zur Herstellung von nano- und mikroskaligen Teilchen anorganischer Verbindungen einen Wasserstrukturmodifizierer verwendend

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5939366B2 (ja) * 1980-04-11 1984-09-22 工業技術院長 酸化ジルコニウム微粉体の製造法
US4501818A (en) * 1983-07-05 1985-02-26 Norton Company Process for the preparation of ceramic powders
US4627966A (en) * 1984-03-19 1986-12-09 General Motors Corporation Formation of fine particle sinterable ceramic powders
US4664894A (en) * 1984-08-07 1987-05-12 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. Micronized zirconia and method for production thereof
US4772511A (en) * 1985-11-22 1988-09-20 Minnesota Mining And Manufacturing Company Transparent non-vitreous zirconia microspheres
JPS62132708A (ja) * 1985-12-03 1987-06-16 Nok Corp セラミツクス超微粒子の製造法
US4719091A (en) * 1986-07-01 1988-01-12 Corning Glass Works Preparation of mono-sized zirconia powders by forced hydrolysis
FR2621033B1 (fr) * 1987-09-29 1990-12-28 Rhone Poulenc Chimie Procede de preparation de zircone stabilisee a l'yttrium et produit ainsi obtenu

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