DE69204792T2

DE69204792T2 - Herstellung eines Sinterkörpers aus Zirconia.

Info

Publication number: DE69204792T2
Application number: DE69204792T
Authority: DE
Inventors: Yukihiko Haneishi; Yutaka Kimura; Osamu Minesita; Osamu Tanegashima
Original assignee: Nissan Chemical Corp
Current assignee: Nissan Chemical Corp
Priority date: 1991-10-08
Filing date: 1992-10-05
Publication date: 1996-05-09
Anticipated expiration: 2012-10-06
Also published as: AU661340B2; AU2614292A; US5326518A; DE69204792D1; EP0536665B1; EP0536665A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines hochdichten Sinterkörpers aus Zirkoniumdioxid durch (Stangen)-angußloses Spritzgießen einer Zirkoniumdioxidmischung, gefolgt von Bindemittelentfernung und Brennen.
Das Spritzgießen ist einer der gängigen Techniken zur Herstellung von gesintertem Zirkoniumdioxid; siehe USSN 07/588 180, eingereicht am 26. September 1990, oder EP 0 420 284 A2, veröffentlicht am 3. April 1991. Gesintertes Zirkoniumdioxid wird allgemein durch das Vermischen von Zirkoniumdioxidpulver mit einem organischen Bindemittel unter Bildung einer Formzusammensetzung und Injizieren der Zusammensetzung in eine Form zur Bildung eines Grunkörpers vorbestimmter Form und anschließender Bindemittelentfernung und Brennen hergestellt.
Die Form, welche für das Spritzgießen von keramischen Materialien, einschließlich Zirkoniumdioxid, verwendet wird, besitzt im allgemeinen einen dem gewünschten Produkt entsprechenden Hohlraum und ein Angußsystem, einschließlich eines Formangusses, einer Gießrinne und eines Anschnitts bzw. Eingusses hier den Hohlraum. Die Mischung wird in einem Zylinder der Spritzgießmaschine geschmolzen. Die geschmolzene Mischung wird dem Stangenanguß der Form aus einer Düse am entfernten Ende des Zylinders eingeführt, und dann füllt sie die Gießrinne, bis sie den Einguß erreicht. Nach dem Einguß füllt die Mischung den Hohlraum, wo sie gekühlt und verfestigt wird. Schließlich wird die Form geöffnet und wird die geformte Mischung oder der Grünkörper daraus entfernt. Da der Grünkörper zu diesem Zeitpunkt entsprechend dem Stangenanguß und der Gießrinne einen Bart besitzt, muß der Bart abgeschnitten werden, bevor der gewünschte Grünkörper erhalten werden kann.
Im Stand der Technik sind Formen zur Verwendung bei dem Spritzgießen von keramischen Mischungen so gestaltet, daß sie einen Stangenanguß mit einer großen Verstreckung oder Verjüngung, einer dicken Gießrinne und einem Einguß mit großer Querschnittsfläche besitzt, da die keramischen Mischungen ein beträchtlich verringertes Fließvermögen, ein beträchtlich verringertes Vermögen, sehr enge Bereiche anzufüllen, und eine beträchtlich verringerte Grünfestigkeit bzw. Rohbruchfestigkeit als Kunststoffe besitzen.
Insbesondere waren der Stangenanguß und die Gießrinne, welche keinen Teil des letztendlichen Formlings bilden, bei dem Spritzgießen von keramischen Materialien des Standes der Technik notwendig und unentbehrlich. Vom Standpunkt der effizienten Anwendung einer Quellenmischung wurden die Stangenanguß- und Gießrinnen(sogenannte "Kaltgießrinne")-Teile für die erneute Anwendung als Quellenmischung zurückgewonnen. Dieses Recycleverfahren besaß allerdings den Nachteil einer erhöhten Verunreinigung und eines verschlechterten Fließens der Mischung. Ferner erforderte das Verfahren zusätzliche Schritte des Schneidens des Formlings von dem Gießrinnenteil am Anguß und des Abtragens des restlichen Angußteils vom Formartikel.
Eingeschlossen in das Spritzgießen von Kunststoffen ist eine spezielle Formungstechnik, die eine Form anwendet, welche keinen Stangenanguß und keine Gießrinne besitzt, und als "Formen ohne Stangenanguß und Gießrinne" oder "Heiß-Gießrinnenformen" bekannt ist; siehe die japanische Patentanmeldung Kokai (JP-A-) Nr. 30143/1985 und 206613/1985. Obgleich das Formungsverfahren ohne Stangenanguß und Gießrinne die effiziente Anwendung einer Quellenmischung vorsieht, ist ihre Anwendung auf solche Kunststoffmischungen begrenzt, die ein gutes Fließverhalten zeigen. Es wird kein Beispiel gefunden, bei dem die Technik mit Erfolg bei keramischen oder anderen Mischungen, die eine erhöhte Füllstoffbeladung besitzen, angewandt wird.
Wir haben bereits früher herausgefünden, daß ein Zirkoniumdioxidpulver für das Spritzgießen geeignet ist, wenn es eine optimale Ausgewogenheit zwischen Teilchenform, durchschnittlicher Teilchengröße und spezifischer Oberflächenbereich erfüllt (USSN 07/588 180 oder EP 0 420 284 A2). Durch die Fortsetzung von Forschungsarbeiten haben wir herausgefunden, daß das angußloses Spritzgießen, welches auf gut fließende Kunststoffmischungen begrenzt war, unter bestimmten Bedingungen auf eine Zirkoniumdioxidmischung angewandt werden kann.
Deshalb ist es ein Ziel der Erfindung, eine angußloses Spritzgießtechnik bei der Herstellung eines gesinterten Zirkoniumdioxidkörpers anzuwenden. Ein weiteres Ziel ist die Herstellung eines gesinterten Zirkoniumdioxidkörpers mit hoher Dichte in relativ einfacher Weise und in hohen Ausbeuten.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Spritzgießen einer Zirkoniumdioxidmischung in einer Form, welche einen Hohlraum definiert und eine Gießrinne und einen am Ende der Gießrinne angeordneten Punktanguß in Flussigverbindung mit dem Hohlraum aufweist, bereitgestellt. Die Zirkoniumdioxidmischung besteht aus einem organischen Bindemittel und einem Zirkoniumdioxidpulver, das 2 bis 10 Mol % Y&sub2;O&sub3; enthält und eine nach der BET- Methode gemessene spezifische Oberflache von bis zu 12 m²/g und ein Produkt aus durchschnittlicher Teilchengröße mal der spezifischen Oberfläche von bis zu 3 um m²/g aufweist. Bei einem ersten oder Einspritzschritt wird die Zirkoniumdioxidmischung in geschmolzenem Zustand durch die Gießrinne geführt und durch den Punktanguß in den Hohlraum gespritzt, während die Gießrinne ausreichend hoch erhitzt wird, um die Zirkoniumdioxidmischung in geschmolzenem Zustand zu halten. In diesem Fall kann der Punktanguß, falls erforderlich, ebenfalls erhitzt werden. In einem darauffolgenden Verfestigungsschritt, bei dem die Gießrinne genügend heiß gehalten wird, um die Zirkoniumdioxidmischung geschmolzen zu halten, wird der Punktanguß ausreichend gekühlt, um die Zirkoniumdioxidmischung sich verfestigen zu lassen, und der Hohlraum ist kalt genug, damit sich die Zirkoniumdioxidmischung verfestigen kann. Dann verfestigt sich die Zirkoniumdioxidmischung in dem Hohlraum und dem Punktanguß, während die Zirkoniumdioxidmischung in der Gießrinne geschmolzen bleibt. Schließlich werden der sich verfestigte Teil an dem Punktanguß und der verfestigte Teil in dem Hohlraum durch Bruch abgetrennt, wodurch der verfestigte Teil in dem Hohlraum als ein angußloser Formartikel erhalten wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt richtet sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Zirkoniumdioxidkörpers, umfassend die Schritte (1) Spritzgießen einer Zirkoniumdioxidmischung in eine Form, gemäß dem Formungsverfahren des ersten Aspektes, wodurch ein angußloser Grünkörper erhalten wird, (2) Entfernen des Bindemittels vom Grünkörper und (3) Brennen des Grünkörpers zu einem gesinterten Körper.
Die einzige Figur ist ein schematischer Querschnittsbereich einer Form mit vier Hohlräumen, die bei den Spritzgießverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
Im allgemeinen verbessert sich der Fluß von mit keramischen Teilchen beladenen Mischungen, wenn sich die Teilchenform der wahren Kugelform annähert. Dagegen verhaken sich Teilchen und stören einander in stärkerem Ausmaß unter Senkung der Fluidität, wenn sie stärker anguläre Erhebungen aufweisen und stärker agglomeriert sind. Unter der Voraussetzung, daß Zirkoniumdioxidteilchen tatsächlich kugelförmig sind, ist ihr Produlct aus durchschnittlicher Teilchengröße mal der spezifischen Oberfläche etwa 1 um m²/g. Anders ausgedrückt, wenn sich das Produkt aus durchschnittlicher Teilchengroße mal spezifischer Oberflache 1 um m²/g annähert, nähern sich die Teilchen der wahren Kugelform starker an, weisen weniger Agglomeration auf und zeigen somit ein gleichmaßigeres Fließverhalten. Es ist anzumerken, däß die durchschnittliche Teilchengroße durch ein Zentrifugationssedimentationsverfahren bestimmt wird.
Das hierin verwendete Zirkoniumdioxidpulver sollte einen Wert für die durchschnittliche Teilchengröße mal der spezifischen Oberfläche von bis zu 3 um m²/g, vorzugsweise 1,0 bis 2,7 um m²/g, besitzen. Das Pulver sollte eine nach der BET-Methode gemessene, spezifische Oberflache von bis zu 12 m²/g besitzen. Ein Zirkoniumdioxidpulver mit einer spezifischen Oberfläche von mehr als 12 m²/g erfordert eine unerwünscht große Menge an organischem Bindemittel, was zu einer Mischung führt, welche eine beträchtliche Deformation durch Schrumpfung nach dem Brennen erleidet. Die bevorzugte spezifische BET-Oberfläche beträgt 5 bis 10 m²/g. Ferner ist eine geringere durchschnittliche Teilchengröße von - sagen wir - bis zu 0,4 um bevorzugt. Da der Anguß der angußlosen Spritzgießform einen beträchtlich geringeren Querschnittsbereich als herkömmliche Formangüsse besitzt, können größere Teilchen eine Blockierung in der Nähe des Angusses hervorrufen, was den Fluß der Mischung instabil macht, wodurch die Ausbeute des Formens verringert oder der Verschleiß des Angusses und der darin angebrachten "Chip"-Heizvorrichtung verringert wird. Allerdings liegt eine bestimmte untere Grenze bei der durchschnittlichen Teilchengröße vor, da mit Geringerwerden der durchschnittlichen Teilchengröße die spezifische BET-Oberfläche zunimmt und die Menge des hinzugesetzten Bindemittels ansteigt. Aus diesem Grund ist eine Teilchengröße von 0,2 bis 0,35 um stärker bevorzugt.
Das hierin verwendete Zirkoniumdioxidpulver sollte 2 bis 10 Mol%, vorzugsweise 2 bis 8 Mol%, Yttriumoxid (Y&sub2;O&sub3;) in Mischkristallform enthalten. Wenn der Gehalt an Yttriumoxid in Mischkristallform weniger als 2 Mol% ausmacht, treten Probleme auf, einschließlich der Verringerung der Festigkeit und der ungleichmäßigen thermischen Ausdehnung. Wenn der Gehalt an Yttriumoxid in Mischkristallform größer als 10 Mol% ist, treten Probleme, einschließlich der verringerten Festigkeit, und eine Verringerung des Feststoffelektrolytverhaltens, verbunden mit einer Absenkung der elektrischen Leitfähigkeit bei hohen Temperaturen, auf.
Diese Zirkoniumdioxidpulver können z.B. durch die Verfahren des JP-B 43286/1986, JP- A 185821/1988 und JP-A 97134/1986 oder des US-Patents Nr. 4 873 064 hergestellt werden.
Die hierin verwendeten organischen Bindemittel können aus denen gewählt werden, welche üblicherweise beim Spritzgießen von keramischen Stoffen eingesetzt werden.
Beispiele schließen folgende ein:
(a) Kohlenwasserstoffwachse, wie Paraffinwachs;
(b) Weichmacher, einschließlich Phthalate, wie Dioctylphthalat, Dibutylphthalat, Diethylphthalat etc., und Adipate, wie Dioctyladipat, Dibutyladipat etc.;
(c) Entflocker bzw. Verflüssigungsmittel, wie aliphatische Amine:
(d) Dispergiermittel, wie kationische, anionische und nicht-ionische oberflächenaktive Mittel;
(e) Öle, wie Mineralöl, Tungöl und Kokosnußöl;
(f) niedermolekulargewichtige Verbindungen, wie Fettsäuren, Fettsäureester und Alkohole; und
(g) thermoplatische Harze, wie Polyacrylharz, Polystyrol, Polypropylen, Polyethylen, Polyamid, und Ethylen-Vinylacetat-Copolymere.
Unter diesen sind Polyacrylbindemittel, Polyamidbindemittel, Wachsbindemittel, Polyolefinbindemittel, Polyvinylacetatbindemittel und Mischungen davon bevorzugt.
Das organische Bindemittel wird bevorzugt dem Zirkoniumdioxidpulver so hinzugesetzt, daß das Bindemittel etwa 45 bis 57 Vol.-%, insbesondere etwa 47 bis 55 Vol.-%, der Mischung füllt. Wenn die Menge des organischen Bindemittels 57 Vol.-% überschreitet, treten Nachteile im Hinblick auf die lange Zeit zur Entfernung des Bindemittels, die starke Deformation durch Schrumpfung nach dem Brennen und eine niedrige Dichte des gesinterten Körpers auf. Wenn die Menge des hinzugesetzten organischen Bindemittels geringer als 47 Vol.-% ist, fließt die Mischung weniger gleichmäßig, so daß ein Verstopfen in der Nähe eines angußlosen Stangenangußkanals mit begrenztem Querschnittsbereich verursacht wird, was die vollständige Beladung der Formhöhlung unter stabilem Fließen verhindert. Darüberhinaus verschleißt der Anguß, was zu einer kürzeren Lebensdauer der Form führt.
Das Zirkoniumdioxidpulver und das organische Bindemittel können mittels herkömmlicher Mahlverfahren geknetet werden, wobei bevorzugt ein Druckkneter bei 90 bis 180ºC während eines Zeitraums von 30 Minuten bis 5 Stunden eingesetzt wird. Falls gewünscht, kann die Zirkoniumdioxidmischung jedwede andere Zusatzstoffe, z.B. Silankupplungsmittel, Sinterhilfsstoffe, wie Ton, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid und Titandioxid, und Färbemittel, wie Übergangsmetallverbindungen und Seltenerdemetallverbindungen, enthalten.
Für Spritzgießzwecke sollte die Zirkoniumdioxidmischung gleichmäßig fließen. Ein günstiger für den Fluß einer Zirkoniumdioxidmischung stehender Index ist die scheinbare Schmelzviskosität der Mischung bei einer bestimmten Scherrate, wie sie durch ein Kapillarrheometer oder dergleichen bestimmt wird. Die bevorzugte Zirkoniumdioxidmischung sollte eine scheinbare Schmelzviskosität von bis zu 1.000 Pa s (10.000 Poise), weiter bevorzugt von bis zu 500 Pa s (5.000 Poise), insbesondere bis zu 340 Pa (3.400 Poise), bei einer Scherrate von 1.000/s und 160ºC besitzen. Die untere Grenze der Viskosität ist nicht besonders beschränkt, obgleich sie für gewöhnlich bei 50 Pa s (500 Poise) liegt. Obgleich die scheinbare Schmelzviskosität mit der Temperatur abnimmt, ist die Temperatur selbst durch die Wärmebeständigkeit des verwendeten organischen Bindemittels begrenzt. Dann ist der anwendbare Temperaturbereich der Mischung im allgemeinen zwischen 100 und 200ºC, wenn aktuelle Formbedingungen in Betracht gezogen werden. Ebenfalls nimmt die scheinbare Schmelzviskosität mit Zunahme der Menge des hinzugesetzten Bindemittels ab. Die Menge des hinzugesetzten Bindemittels sollte bevorzugterweise zwischen 45 und 57 Vol.-% der Mischung liegen, da mehr Bindemittel, wie bereits erwähnt, zu Qualitätsproblemen führen könnte.
Die Zirkoniumdioxidmischung wird auf herkömmliche Weise pelletisiert und unter Anwendung einer angußlosen Form zum Formen spritzgegossen. Eine Vielzahl von Formen mit besonderer Angußform und einem einzigartigen Erhitzungsmechanismus sind im Handel für das Formen von Kunststoffen verfügbar, und jede beliebige von diesen kann hierin angewandt werden.
Am häufigsten ist der Anguß ein Punktanguß. Der Durchmesser des Angusses wird im allgemeinen entsprechend dem Hohlraumvolumen bestimmt, obgleich er ebenfalls durch die gewünschte Produktkonfiguration begrenzt sein kann. Vorzugsweise ist das Verhältnis des Angußdurchmessers (mm) zum Hohlraumvolumen (cm³) zwischen 0,05 und 15, weiter bevorzugt zwischen 0,1 und 10, insbesondere zwischen 0,2 und 5. Wenn dieses Verhältnis geringer als 0,05 ist, würde der Hohlraum nicht vollständig gefüllt werden oder nur über eine längere Zeitdauer. Ein Verhältnis von mehr als 15 bedeutet, daß der Anguß in bezug auf das Produkt (oder den Hohlraum) größer ist, was einige Beschränkungen auf den Ort des Angusses aufwirft oder eine maschinelle Bearbeitung erfordert, um Angußstellen abzuschneiden. Der Angußdurchmesser beträgt für gewöhnlich bis zu 3 mm und vorzugsweise bis zu mindestens 0,5 mm, da eine zu kleine Angußquerschnittsfläche das Füllen des Hohlraums beschränken würde. Es wird empfohlen, daß der Angußdurchmesser zwischen 0,5 und 3 mm, insbesondere zwischen 0,6 und 2 mm, beträgt.
Auf die einzige Figur bezugnehmend, ist eine Form 10 erläutert, in Kombination mit einer Düse 1, die sich ausgehend von einem Schmelzzylinder (nicht gezeigt) erstreckt. Die Form 10 schließt ein Verteilerblock 2, eine erste Hohlraumplatte 3, eine zweite Hohlraumplatte 4 und eine Kernplatte 5 in nebeneinanderliegender Stellung ein. Der Verteilerblock 2 definiert einen Verteiler, der mit dem Düsendurchlauf verbunden ist und sich bei 15 in vier Durchgängen verzweigt. Die Hohlraumplatten 3 und 4 definieren die darin befindlichen Gießrinnen bzw. Gießkanälen 12, welche mit den Verteilerleitungen mittels der Sperrfragmente 11 kommunizieren und in den Punktangüssen 9 mit reduzierter Querschnittsfläche enden. Die zweite Hohlraumplatte 4 und die Kernplatte 5 schmiegen sich einander an, und definieren die dazwischenliegenden Hohlräume 13. Jede Gießrinne 12 steht mit dem Hohlraum 13 durch den Punktanguß 9 in Flüssigverbindung. Eine Heizvorrichtung 6 ist in den Verteilerblock 2 zum Heizen des Verteilers angebracht. Eine Mantelheizung 7 mit einer "Chip"-Heizung 8 am stromabwärts liegenden Ende findet sich für das Erhitzen des Gießrinne in Gießrinne 12. Obgleich die Gießrinne 12 durch den Verteiler verzweigt und mit vier Hohlräumen 13 in der erläuterten Ausführungsform verbunden ist, ist der Verteiler nicht immer notwendig, und es ist entweder eine Kombination einer einzigen Düse, einer einzelnen Gießrinne und eines einzigen Hohlraumes oder eine Kombination einer einzigen Düse, mehr als zwei Gießrinnen und mehr als zwei Hohlräumen annehmbar.
Beim Einspritzschritt wird eine Zirkoniumdioxidmischung im geschmolzenen Zustand 14 von der Düse 1 in den Verteiler 2 und dann in die Gießrinne 12 eingeführt und dann in den Hohlraum 13 durch den Punktanguß 9 injiziert. In dieser Stufe werden die Gießrinne 12 und der Punktanguß 9 so heiß erhitzt, daß die Zirkoniumdioxidmischung geschmolzen gehalten wird, und zwar durch das Inbetriebsetzen der Heizvorrichtungen 6, 7 und 8. In dieser Stufe ist der Hohlraum 13 für gewöhnlich kalt. Die Einspritzbedingungen können geeignet gewählt werden, obgleich es bevorzugt ist, einen Spritzdruck von 9,8 bis 98,0 MPa (100 bis 1.000 kg/cm²), weiter bevorzugt von 9,8 bis 83,3 MPa (100 bis 850 kg/cm²), zu verwenden. Die Spritzgeschwindigkeit kann 2 bis 20 cm/s sein, obgleich die Spritzgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Produktgestalt variieren kann.
Als nächstes wird die Fragmentheizung 8 ausgeschaltet, so daß der Punktanguß genügend gekühlt wird, um der Zirkoniumdioxidmischung die Verfestigung zu ermöglichen. Der Hohlraum ist kalt genug, um der Zirkoniumdioxidmischung die Verfestigung zu ermöglichen. Wenn die Heizvorrichtungen 2 und 7 an sind, wird die Gießrinne 12 heiß genug gehalten, um die Zirkoniumdioxidmischung geschmolzen zu halten. Dann verfestigt sich die Zirkoniumdioxidmischung in dem Hohlraum 13 und dem Punktanguß 9, während die Zirkoniumdioxidmischung in der Gießrinne 12 geschmolzen bleibt.
Nach dem Verfestigungsschritt wird die Kernplatte 5 abgebaut, und der verfestigte Teil am Punktanguß und der verfestigte Teil im Hohlraum werden durch Bruch mechanisch abgetrennt, wodurch der verfestigte Teil in dem Hohlraum als angußloser Grünkörper erhalten wird. Insbesondere wenn der Grünkörper weggenommen wird, werden Zug- und Scherspannungen an dem Punktanguß angelegt, um den verfestigten Angußteil dort zu brechen. Im Falle von Kunststoffharzmischungen ist das Abknipsen oder Abschneiden am Anguß ziemlich schwierig, und es tritt dort oft das Phänomen auf, daß ein Teil vom restlichen Teil in fadenziehender Weise gestreckt wird. Dann muß das Produkt nachfolgend an der Schneidekantenseite maschinell bearbeitet werden, was einen zusätzlichen Schritt darstellt. Allerdings kann im Fall einer Zirkoniumdioxidmischung am Punktanguß leicht abgequetscht werden, was zu einer glatten, ebenen Schneidflache führt und wodurch der zusatzliche Schritt der maschinellen Bearbeitung eliminiert wird, was zu einer wesentlichen Verbesserung der Herstellungseffizienz beiträgt. Streng genommen, enthält der Schnittbereich am Anguß feine Unregelmäßigkeiten als ein Ergebnis des Bruchs, und wenn solche Unregelmäßigkeiten unerwunscht sind, sollte die Angußstelle oder die Bruchlime außerhalb der Endkonturen oder an einer unwichtigen Oberfläche beseitigt werden.
Der durch Spritzgießen in einer Form in angußloser Weise erhaltene Grünkörper macht keinen zusätzlichen Arbeitsschritt in der Grünstufe erforderlich. Die Eliminierung eines zusätzlichen Bearbeitungsschrittes bedeutet, daß das Verfahren nicht das Risiko der Beschädigung des Formartikels durch das Brechen und Reißen während der Bearbeitung oder der Zerstörung durch ein unbeabsichtigtes Fallenlassen aufweist. Dies ist ein Vorteil über dem herkömmlichen Spritzgießen, um ein Formartikel mit gleichzeitig vorhandenem Anguß- und Fließrinnenteil herzustellen.
Danach wird der Grünkörper vom Bindemittel entfernt und schließlich gebrannt. Die Bindemittelentfernung wird typischerweise durchgeführt, indem der Grünkörper von Umgebungstemperatur auf etwa 500ºC mit einer Rate von 5 bis 150ºC/h erhitzt wird, um das organische Bindemittel mittels Pyrolyse zu entfernen. Die Atmosphäre, in der der Grünkörper zum Abbrennen des Bindemittels erhitzt wird, ist für gewöhnlich Luft, obgleich eine inerte Atmosphäre, wie eine Helium- und Argon- als auch Stickstoffatmosphäre, sowohl bei atmosphärischem Druck als auch unter Druck, auch verwendet werden kann. Die Zeit des Erhitzens zum Abbrennen, die vom Typ des Bindemittels abhängt, liegt im allgemeinen im Bereich von 5 bis 100 Stunden, vorzugsweise von 10 bis 50 Stunden.
Schließlich wird der Körper zu einem Sinterkörper aus Zirkoniumdioxid vorzugsweise bei einer Temperatur von 1.300 bis 1.600ºC, weiter bevorzugt von 1.350 bis 1.500ºC, 0,2 bis 10 Stunden, weiter bevorzugt während 1 bis 4 Stunden, gebrannt. Die Brennatmosphäre kann Luft sein, obgleich eine inerte Atmosphäre, z.B. eine He-, Ar- oder Stickstoffatmosphäre oder dergleichen, ebenfalls angewandt werden kann.
Der resultierende Sinterkörper aus Zirkoniumdioxid besitzt eine hohe Sinterdichte, entsprechend einer relativen Dichte von 99% oder höher, insbesondere 99,5% oder höher, obgleich die exakte Dichte von der Brenntemperatur abhängig ist. Die Dichte wird durch das Verfahren von Archimedes bestimmt. Yttriumoxid in Mischkristallform enthaltende gesinterte Zirkoniumdioxidkörper variieren in ihrer theoretischen Dichte gemäß der Menge des Yttriumoxid-Mischkristalls und der kristallinen Phase. Tabelle 1 zeigt die Menge an Yttriumoxid-Mischkristall, die theoretische Dichte und eine Dichte, die einer relativen Dichte von 99% entspricht. Tabelle 1 Yttriumoxid-Mischkristall und theoretische Dichte Kristalline Phase Theoretische Dichte* (g/cm³) Relative Dichte 99% (g/cm³) tetragonal kubisch * Dichte von 2 Gew.-% HfO&sub2;-enthaltendem ZrO&sub2;
Wenn eine Zirkoniumdioxidmischung sich als weniger fließfähig während des Spritzgießens erweist, so daß die Höhlung ungleichmäßig mit Zirkoniumdioxidteilchen angefüllt werden könnte, kann während des Brennens häufig eine Deformation stattfinden, was zu einer extrem geringen Herstellungsausbeute führt. Die Anwendung der Zirkoniumdioxidmischung der vorliegenden Erfindung, welche gut fließt, eliminiert die Deformation während des Brennens, was eine sehr hohe Herstellungsausbeute sicherstellt.
Der Sinterkörper ist für die Verwendung als Endprodukt ohne weitere Bearbeitung zu gebrauchen, obgleich eine Bearbeitung oder Veredelung durchgeführt werden könnte, wenn es gewünscht ist.
Das Spritzgießverfahren für Zirkoniumdioxidmischungen und das Herstellungsverfahren des gesinterten Zirkoniumdioxidkörpers gemäß der vorliegenden Erfindung besitzen die folgenden Vorteile. Das Spritzgießen in angußloser Weise eliminiert den abfallerzeugenden Verbrauch an Zirkoniumdioxidmischung, die Rückführung eines solchen Abfalls und die zusätzliche Bearbeitung des Grünkörpers an der Angußstelle, was alles zu einem Sprung in der Herstellungseffizienz beiträgt. Die verwendete Zirkoniumdioxidmischung bietet die Vorteile einer verminderten Zeitdauer für die Bindemittelentfernung und eine durch die minimale Schrumpfung bedingte hohe Dimensionsgenauigkeit nach dem Brennen, da sie eine ausgezeichnete Fluidität und einen relativ geringen Bindemittelgehalt besitzt. Der resultierende gesinterte Zirkoniumdioxidkörper besitzt als Merkmale eine geringer Verunreinigung, eine hohe Sinterdichte entsprechend mindestens 99% der Theorie, weiße Transparenz, Oberflächenglätte und Glanz.

BEISPIELE

Beispiel 1

Ein Zirkoniumdioxidpulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,25 um, bestimmt durch das Zentrifugationssedimentationsverfahren, einer nach der BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von 9,1 m²/g und einem Produkt aus durchschnittlicher Teilchengröße mal spezifischer Oberfläche von 2,28 um m²/g, das 3 Mol% Ytriumoxid in Mischkristallform enthielt (hergestellt nach dem in der JP-A 185821/1988 beschriebenen Verfahren), wurde mit einem organischen Bindemittel in Form von Seramo IB-27 Polyacrylbindemittel (Handelsname einer Mischung aus Acrylharz, Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, Paraffin und Dibutylphthalat, erhältlich von Daiichi Kogyo Seiyakti K.K.) versetzt, so daß das Bindemittel 52,5% des Volumens ausmachte. Die Mischung wurde in einem Druckkneter bei 150ºC 1 Stunde lang gemahlen und mittels eines Pelletisierers pelletisiert, wodurch eine Spritzgießmischung erhalten wurde. Die Mischung wurde bezüglich des Fließens unter Verwendung eines Instron-Kapillarrheometers (Modell 3211 von Instron Co.) unter folgenden Bedingungen vermessen: Kapillardurchmesser: 1,27 mm (0,05 Inch), Länge: 12,7 mm (0,5 Inch) und 160ºC. Sie besaß eine scheinbare Schmelzviskosität von 200 Pa s (2.000 Poise) bei einer Scherrate von 1.000/s.
Die verwendete Form ist eine angußlose Spritzgießform mit vier schachtelförmigen Höhlungen, mit den Maßen 25 x 22 mm, 20 mm Tiefe und 1 mm Dicke (Volumen 1,9 cm³), und einem Punktanguß von 0,8 mm im Durchmesser (Handelsname Spear System, verfügbar von Seiki K.K.). Das Verhältnis von Angußdurchmesser zum Hohlraumvolumen betrug 0,42 (mm/cm³). Unter Verwendung dieser Form wurde die Mischung zu einem Grünkörper unter folgenden Bedingungen spritzgegossen.

Formungsbedingungen

Zylindertemperatur: 160ºC
Formtemperatur: 30ºC
Heiztemperatur: 160ºC
Heizbetriebszyklus: 10 s an/27 s-Zyklus
Spritzdruck: 76,44 MPa (780 kg/cm²)
Spritzgeschwindigkeit: 8 cm/s
Als der Grünkörper aus der Form genommen wurde, war er am Anguß im wesentlichen flach und machte keine Oberflächenbehandlung erforderlich. Der Grünkörper wurde von dem Bindemittel entfernt und unter folgenden Bedingungen gebrannt.

Bedingungen zur Bindemittelentfernung

Temperaturbereich: 20 bis 500ºC
Heizrate: 10 bis 20ºC/h
Zeit der Bindemittelentfernung: 24 h

Brennbedingungen

Luft: 1.450ºC, 2h
Der resultierende schachtelförmige Sinterkörper besaß keine Risse und Deformationen und sah weiß, glanzwürdig und hochtransparent aus. Er besaß eine lineare Schrumpfung von 21,9% und eine hohe Dichte von 6,08 g/cm³ oder eine relative Dichte von 99,6%. Die Ausbeute des Formens betrug 100%.

Beispiel 2

Eine Mischung wurde wie in Beispiel 1 erhalten, außer daß das Bindemittel 50,7 Vol.-% ausmachte. Die Mischung wurde bezüglich des Fließens wie in Beispiel 1 vermessen, wodurch eine scheinbare Schmelzviskosität von 300 Pa s (3.000 Poise) bei einer Scherrate von 1.000/s erhalten wurde. Unter Verwendung einer ähnlichen Form wurde die Mischung unter folgenden Bedingungen spritzgegossen.

Formungsbedingungen

Zylindertemperatur: 170ºC
Formtemperatur: 35ºC
Heiztemperatur: 160ºC
Heizbetriebszyklus: 10 s an/47 s-Zyklus
Spritzdruck: 76,44 MPa (780 kg/cm²)
Spritzgeschwindigkeit: 12 cm/s
Der resultierende Grünkörper war so gut wie in Beispiel 1. Er wurde wie in Beispiel 1 vom Bindemittel entfernt und gebrannt.
Der Sinterkörper besaß keine Risse und Deformationen und erschien weiß, glänzend und hochtransparent. Er besaß eine lineare Schrumpfung von 21,0% und eine hohe Dichte von 6,08 g/cm³ oder eine relative Dichte von 99,6%. Die Formungsausbeute betrug 100%.

Beispiel 3

Zu 100 Gew.-Teilen Zirkoniumdioxidpulvers wie in Beispiel 1 wurde das folgende Bindemittel hinzugesetzt. Bestandteile Gewichtsteile Acrylharz (BR 105 von Mitsubishi Rayon K.K.) Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (Ultracene 633 von Toso K.K.) Paraffinwachs (analysenrein) Dibutylphthalat (analysenrein)
Die Mischung, bei der das Bindemittel 52,5 Vol.-% ausmachte, wurde in einem Druckkneter unter Bildung einer Mischung wie in Beispiel 1 geknetet. Die Mischung wurde bezüglich des Fließens wie in Beispiel 1 vermessen, wodurch eine scheinbare Schmelzviskosität von 200 Pa s (2.000 Poise) bei einer Scherrate von 1.000/s gefünden wurde. Danach wurde unter Verwendung einer ähnlichen Form die Mischung unter den folgenden Bedingungen spritzgegossen.

Formungsbedingungen

Zylindertemperatur: 160ºC
Formtemperatur: 30ºC
Heiztemperatur: 160ºC
Heizbetriebszyklus: 10 s an/35 s-Zyklus
Spritzdruck: 76,44 MPa (780 kg/cm²)
Spritzgeschwindigkeit: 8 cm/s
Der resultierende Grünkörper war so gut wie in Beispiel 1. Er wurde wie in Beispiel 1 vom Bindemittel entfernt und gebrannt.
Der Sinterkörper besaß keine Risse und Deformationen und erschien weiß, glänzend und hochtransparent. Er besaß eine lineare Schrumpfung von 22,0% und eine hohe Dichte von 6,09 g/cm³ oder eine relative Dichte von 99,8%. Die Formungsausbeute betrug 100%.

Beispiel 4

Zu 100 Gew.-Teilen des gleichen wie in Beispiel 1 verwendeten Zirkoniumdioxidpulvers wurde das folgende Bindemittel hinzugesetzt. Bestandteile Gewichtsteile Acrylharz (BR 105 von Mitsubishi Rayon K.K) Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (Ultracene 633 von Toso K.K.) Paraffinwachs (analysenrein) Dibutylphthalat Stearinsäure
Die Mischung, in der das Bindemittel 45,9 Vol.-% ausmachte, wurde in einem Druckkneter bei 140ºC 45 Minuten lang unter Bildung einer Mischung geknetet. Die Mischung wurde bezüglich des Fließens wie in Beispiel 1 vermessen, wodurch eine scheinbare Schmelzviskosität von 150 Pa s (1.500 Poise) bei einer Scherrate von 1.000/s gefünden wurde. Danach wurde unter Verwendung einer Form wie in Beispiel 1 die Mischung unter folgenden Bedingungen spritzgegossen.

Formungsbedingungen

Zylindertemperatur: 140ºC
Formtemperatur: 40ºC
Heiztemperatur: 150ºC
Heizbetriebszyklus: 10 s an/47 s-Zyklus
Spritzdruck: 20,58 MPa (210 kg/cm²)
Spritzgeschwindigkeit: 12 cm/s
Der resultierende Grünkörper war so gut wie in Beispiel 1. Er wurde wie in Beispiel 1 vom Bindemittel entfernt und gebrannt.
Der Sinterkörper besaß keine Risse und Deformationen und erschien weiß, glänzend und hochtransparent. Er besaß eine lineare Schrumpfung von 18,6% und eine hohe Dichte von 6,08 g/cm³ oder eine relative Dichte von 99,6%. Die Formungsausbeute betrug 100%.

Beispiel 5

Ein Zirkoniumdioxidpulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,34 um, bestimmt durch das Zentrifugationssedimentationsverfahren, einer nach der BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von 7,2 m²/g und einem Produkt aus durchschnittlicher Teilchengröße mal spezifischer Oberfläche von 2,45 um m²/g, das 3 Mol% Ytrriumoxid in Mischkristallform enthielt, wurde mit einem Acrylbindemittel wie in Beispiel 1 vermischt, so daß das Bindemittel 50,7 Vol.-% ausmachte. Die Mischung wurde in einem Druckkneter unter Bildung einer Mischung wie in Beispiel 1 geknetet. Die Mischung wurde bezüglich des Fließens wie in Beispiel 1 vermessen, wodurch eine scheinbare Schmelzviskosität von 250 Pa s (2.500 Poise) bei einer Scherrate von 1.000/s festgestellt wurde. Danach wurde unter Verwendung einer ähnlichen Form die Mischung unter folgenden Bedingungen spritzgegossen.

Formungsbedingungen

Zylindertemperatur: 160ºC
Formtemperatur: 30ºC
Heiztemperatur: 160ºC
Heizbetriebszyklus: 10 s an/35 s-Zyklus
Spritzdruck: 76,44 MPa (780 kg/cm²)
Spritzgeschwindigkeit: 8 cm/s
Der resultierende Grünkörper war so gut wie in Beispiel 1. Er wurde wie in Beispiel 1 vom Bindemittel entfernt und gebrannt.
Der Sinterkörper besaß keine Risse und Deformationen und erschien weiß, glänzend und hochtransparent. Er besaß eine lineare Schrumpfung von 20,8% und eine hohe Dichte von 6,08 g/cm³ oder eine relative Dichte von 99,6%. Die Formungsausbeute betrug 100%.

Beispiel 6

Ein Zirkoniumdioxidpulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,52 um, bestimmt durch das Zentrifugationssedimentationsverfahren, einer nach der BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von 5,7 m²/g und einem Produkt aus durchschnittlicher Teilchengröße mal spezifischer Oberfläche von 2,96 um m²/g, das 3 Mol% Ytrriumoxid in Mischkristallform enthielt, wurde mit einem Acrylbindemittel wie in Beispiel 1 vermischt, so daß das Bindemittel 48,8 Vol.-% ausmachte. Die Mischung wurde in einem Druckkneter unter Bildung einer Mischung wie in Beispiel 1 geknetet. Die Mischung wurde bezüglich des Fließens wie in Beispiel 1 vermessen, wodurch eine scheinbare Schmelzviskosität von 400 Pa s (4.000 Poise) bei einer Scherrate von 1.000/s festgestellt wurde. Nachfolgend wurde unter Verwendung einer ähnlichen Form die Mischung unter folgenden Bedingungen spritzgegossen.
Der resultierende Grünkörper war so gut wie in Beispiel 1. Er wurde wie in Beispiel 1 vom Bindemittel entfernt und gebrannt.
Der Sinterkörper besaß keine Risse und Deformationen und erschien weiß, glänzend und hochtransparent. Er besaß eine lineare Schrumpfung von 19,8% und eine hohe Dichte von 6,06 g/cm³ oder eine relative Dichte von 99,3%. Die Formungsausbeute betrug 95%.

Vergleichsbeispiel 1

Ein Zirkoniumdioxidpulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,24 um, bestimmt durch das Zentrifugationssedimentationsverfahren, einer nach der BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von 17,4 m²/g und einem Produkt aus durchschnittlicher Teilchengröße mal spezifischer Oberfläche von 4,18 um m²/g, das 3 Mol% Ytrriumoxid in Mischkristallform enthielt, wurde mit einem Acrylbindemittel wie in Beispiel 1 vermischt, so daß das Bindemittel 57,8 Vol.-% ausmachte. Die Mischung wurde in einem Druckkneter unter Bildung einer Mischung wie in Beispiel 1 geknetet. Die Mischung wurde bezüglich des Fließens wie in Beispiel 1 vermessen, wodurch eine scheinbare Schmelzviskosität von 350 Pa s (3.500 Poise) bei einer Scherrate von 1.000/s festgestellt wurde. Danach wurde unter Verwendung einer ähnlichen Form die Mischung unter folgenden Bedingungen spritzgegossen.

Formungsbedingungen

Zylindertemperatur: 170ºC
Formtemperatur: 35ºC
Heiztemperatur: 170ºC
Heizbetriebszyklus: 10 s an/77 s-Zyklus
Spritzdruck: 102,9 MPa (1050 kg/cm²)
Spritzgeschwindigkeit: 12 cm/s
Im Vergleich zu Beispiel 1 war der Spritzdruck erhöht und die Form verschlissen. Der resultierende Grünkörper war so gut wie in Beispiel 1. Er wurde wie in Beispiel 1 vom Bindemittel entfernt und gebrannt.
Der Sinterkörper war deformiert. Er besaß eine lineare Schrumpfung von 24,9% und eine hohe Dichte von 6,04 g/cm³ oder eine relative Dichte von 99,0%. Die Formungsausbeute betrug 70%, was niedriger als in allen Beispielen war.

Vergleichsbeispiel 2

Ein Zirkoniumdioxidpulver wie in Vergleichsbeispiel 1 wurde mit einem Acrylbindemittel wie in Beispiel 1 so vermischt, daß das Bindemittel 56,1 Vol.-% ausmachte. Die Mischung wurde in einem Druckkneter unter Bildung einer Mischung wie in Beispiel 1 geknetet. Die Mischung wurde bezüglich des Fließens wie in Beispiel 1 vermessen, wodurch eine scheinbare Schmelzviskosität von 450 Pa s (4.500 Poise) bei einer Scherrate von 1.000/s gefunden wurde. Danach wurde unter Anwendung einer ähnlichen Form die Mischung unter folgenden Bedingungen spritzgegossen.

Formungsbedingungen

Zylindertemperatur: 170ºC
Formtemperatur: 35ºC
Heiztemperatur: 170ºC
Heizbetriebszyklus: 10 s an/67 s-Zyklus
Spritzdruck: 127,4 MPa (1300 kg/cm²)
Spritzgeschwindigkeit: 12 cm/s
Im Vergleich zu Beispiel 1 war der Spritzdruck erhöht und die Form verschlissen. Der resultierende Grünkörper wurde wie in Beispiel 1 vom Bindemittel entfernt und gebrannt.
Der Sinterkörper war deformiert. Er besaß eine lineare Schrumpfung von 24,3% und eine hohe Dichte von 6,04 g/cm³ oder eine relative Dichte von 99,0%. Die Formungsausbeute war 40%, was deutlich geringer als in allen Beispielen war.

Vergleichsbeispiel 3

Ein Zirkoniumdioxidpulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,55 um, bestimmt durch das Zentrifugationssedimentationsverfahren, einer nach der BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von 6,0 m²/g und einem Produkt aus durchschnittlicher Teilchengröße mal spezifischer Oberfläche von 3,30 um m²/g, das 3 Mol% Ytrriumoxid in Mischkristallform enthielt, wurde mit einem Acrylbindemittel wie in Beispiel 1 vermischt, so daß das Bindemittel 52,5 Vol.-% ausmachte. Die Mischung wurde in einem Druckkneter unter Bildung einer Mischung wie in Beispiel 1 geknetet. Die Mischung wurde bezüglich des Fließens wie in Beispiel 1 vermessen, wodurch eine scheinbare Schmelzviskosität von 200 Pa s (2.000 Poise) bei einer Scherrate von 1.000/s festgestellt wurde. Danach wurde unter Verwendung einer ähnlichen Form die Mischung unter folgenden Bedingungen spritzgegossen.

Formungsbedingungen

Zylindertemperatur: 160ºC
Formtemperatur: 30ºC
Heiztemperatur: 160ºC
Heizbetriebszyklus: 10 s an/55 s-Zyklus
Spritzdruck: 50,96 MPa (520 kg/cm²)
Spritzgeschwindigkeit: 12 cm/s
Im Vergleich zu Beispiel 1 war die Form stark verschlissen. Der resultierende Grünkörper wurde wie in Beispiel 1 vom Bindemittel entfernt und gebrannt.
Der Sinterkörper war stark deformiert.
Er besaß eine lineare Schrumpfung von 21,6% und eine hohe Dichte von 6,00 g/cm³ oder eine relative Dichte von 98,3%. Die Formungsausbeute betrug 80%, was niedriger als in allen Beispielen war.

Vergleichsbeispiel 4

Ein Zirkoniumdioxidpulver wie in Vergleichsbeispiel 1 wurde mit einem Acrylbindemittel wie in Beispiel 1 so vermischt, daß das Bindemittel 50,7 Vol.-% ausmachte. Die Mischung wurde in einem Druckkneter unter Bildung einer Mischung wie in Beispiel 1 geknetet. Die Mischung wurde bezüglich des Fließens wie in Beispiel 1 vermessen, wodurch eine scheinbare Schmelzviskosität von 250 Pa s (2.500 Poise) bei einer Scherrate von 1.000/s gefünden wurde. Danach wurde unter Anwendung einer ähnlichen Form die Mischung unter folgenden Bedingungen spritzgegossen.

Formungsbedingungen

Zylindertemperatur: 160ºC
Formtemperatur: 30ºC
Heiztemperatur: 160ºC
Heizbetriebszyklus: 10 s an/65 s-Zyklus
Spritzdruck: 76,44 MPa (780 kg/cm²)
Spritzgeschwindigkeit: 12 cm/s
Im Vergleich zu Beispiel 1 war die Form stark verschlissen. Der resultierende Grünkörper wurde wie in Beispiel 1 vom Bindemittel entfernt und gebrannt.
Der Sinterkörper war deformiert. Er besaß eine lineare Schrumpfung von 20,7% und eine hohe Dichte von 5,99 g/cm³ oder eine relative Dichte von 98,2%. Die Formungsausbeute war 50%, was deutlich geringer als in allen Beispielen war.
Die Parameter und Ergebnisse dieser Beispiele und Vergleichsbeispiele sind in Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 2 Beispiel Vergleichsbeispiel Zirkoniumdioxidmischung Zirkoniumdioxidpulver Mittlere Teilchengröße (um) Spez. BET-Oberfläche (m²/g) Produkt (um.m²/g) Yttriumdioxidgehalt (Mol-%) Bindemittel Typ Menge (Vol-%) Scheinbare Viskosität [Pa.s (Poise) bei Scherrate 1000/s] Beschreibungen der Form Hohlraumvolumen (cm³) Punktangußdurchmesser (mm) Punktangußdurchmesser/Hohlraumvolumen (mm/cm³) Formungsbedingungen Spritzdruck [MPa (kg/cm²)] Spritzgeschwindigkeit (cm/s) Ergebnisse Schrumpfung beim Brennen(%) Dichte (g/cm³) Relative Dichte (%) Ausbeute (%)

Claims

1. Verfahren zum Spritzgießen einer Zirkoniumdioxidmischung in einer Form, welche einen Hohlraum definiert und eine Gießrinne und einen am Ende der Gießrinne angeordneten Punktanguß in Flüssigverbindung mit dem Hohlraum aufweist, wobei die Zirkoniumdioxidmischung ein organisches Bindemittel und ein Zirkoniumdioxidpulver, das 2 bis 10 Mol-% Y&sub2;O&sub3; enthält und eine nach der BET-Methode gemessene, spezifische Oberfläche von bis zu 12 m²/g und ein Produkt aus durchschnittlicher Teilchengröße mal der spezifischen Oberfläche von bis zu 3 um m²/g aufweist, umfaßt, wobei das Verfahren

einen Einspritzschritt, bei dem die Zirkoniumdioxidmischung in geschmolzenem Zustand durch die Gießrinne geführt und durch den Punktanguß in den Hohlraum gespritzt wird, während die Gießrinne ausreichend hoch erhitzt wird, um die Zirkoniumdioxidmischung in geschmolzenem Zustand zu halten,

eine Verfestigungsschritt, bei dem die Gießrinne genügend heiß gehalten wird, um die Zirkoniumdioxidmischung in geschmolzenem Zustand zu halten, und der Punktanguß ausreichend gekühlt wird, um die Zirkoniumdioxidmischung sich verfestigen zu lassen, so daß die Zirkoniumdioxidmischung sich in dem Hohlraum und dem Punktanguß verfestigt, während die Zirkoniumdioxidmischung in der Gießrinne geschmolzen bleibt, und

einen Abtrennschritt, bei dem der verfestigte Teil an dem Punktanguß und der verfestigte Teil in dem Hohlraum durch Bruch abgetrennt werden, umfaßt, wodurch der verfestigte Teil in dem Hohlraum als angußloser Formartikel erhalten wird.

2. Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Zirkoniumdioxidkörpers, umfassend die Schritte

(1) Spritzgießen einer Zirkoniumdioxidmischung in einer Form, welche einen Hohlraum definiert und eine Gießrinne und einen am Ende der Gießrinne angeordneten Punktanguß in Flüssigverbindung mit dem Hohlraum aufweist, wobei die Zirkoniumdioxidmischung ein organisches Bindemittel und ein Zirkoniumdioxidpulver, das 2 bis 10 Mol-% Y&sub2;O&sub3; enthält und eine nach der BET- Methode gemessene spezifische Oberfläche von bis zu 12 m²/g und ein Produkt aus durchschnittlicher Teilchengröße mal der spezifischen Oberfläche von bis zu 3 um m²/g aufweist, umfaßt, wobei der Spritzgießschritt

eine Verfestigungsschritt, bei dem die Gießrinne genügend heiß gehalten wird, um die Zirkoniumdioxidmischung in geschmolzenem Zustand zu halten, und der Punktanguß ausreichend gekühlt wird, um die Zirkoniumdioxidmischung sich verfestigen zu lassen, so daß die Zirkoniumdioxidmischung sich in dem Hohlraum und dein Punktanguß verfestigt, während die Zirkoniumdioxidmischung in der Gießrinne geschmolzen bleibt, und

einen Abtrennschritt, bei dem der verfestigte Teil an dem Puntkanguß und der verfestigte Teil in dem Hohlraum durch Bruch abgetrennt werden, umfaßt, wodurch der verfestigte Teil in dem Hohlraum als angußloser Grünkörper erhalten wird.

(2) Entfernen des Bindemittels von dem Grünkörper, und

(3) Brennen des Grünkörpers zu einem gesinterten Körper.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zirkoniumdioxidmischung 45 bis 57 Vol.-% des organischen Bindemittels umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zirkoniumdioxidmischung eine scheinbare Schmelzviskosität von bis zu 1000 Pa s (10000 poise) bei einer Scherrate von 1000/s aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Punktanguß einen Durchmesser von 0,5 bis 3 mm besitzt und das Verhältnis des Angußdurchmessers (mm) zu dem Hohlraumvolumen (cm³) 0,05 bis 15 beträgt.