JP2016199783A - 酸化ジルコニウム材料、およびそれを用いた成膜方法、ならびにその成膜方法によって形成された被膜 - Google Patents
酸化ジルコニウム材料、およびそれを用いた成膜方法、ならびにその成膜方法によって形成された被膜 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】平均1次粒子径が1nm〜1000nmの酸化ジルコニウムナノ粒子が凝集した構造を有し、平均2次粒子径が1μm〜100μmであることを特徴とする酸化ジルコニウム材料。
【選択図】図1
Description
第1の実施形態による酸化ジルコニウム材料は、非溶融粒子積層法に用いられるものである。ここで、非溶融粒子積層法とは、微細な粒子を高速で被覆対象物に衝突させ、被覆対象物の表面に粒子を堆積させて被膜を形成させるものである。ここで、粒子は実質的に高温に付されること無く、すなわち溶融されること無く、積層される。したがって、その被膜形成プロセスは一般的な溶射とは異なっている。なお、この非溶融粒子積層法は、コールドスプレー法と呼ばれることもある。
実施形態による酸化ジルコニウム被膜の成膜方法は、前記した酸化ジルコニウム材料を用いて被膜を形成する方法である。具体的には、前記の材料を溶融させることなく被覆対象物に高速で衝突させ、前記被覆対象物の表面に酸化ジルコニウムを含む被膜を形成させる。
実施形態による酸化ジルコニウム被膜は、各種機器に優れた特性を付与し得るものである。その例を挙げると以下の通りである。
実施形態による酸化ジルコニウム被膜の成膜方法を実施する成膜装置は、特に限定されない。しかしながら、コールドスプレー装置と、スプレー部のみを局所的に排気する装置とを具備したものであることが好ましい。本実施形態による酸化ジルコニウム材料は、低温で施工が可能なので、成膜装置を小型化することができる。このため、大型装置などがすでに設置された現場で成膜を行うことができる。このような場合、被膜を形成させる環境が、製造専用ではないため、排気装置も併設する必要がある。この場合、スプレー装置のスプレー部分だけを局所的に吸引する排気装置を併設すればよい。
2…小粒子
3…コンプレッサー
4…加熱ヒータ
5…スプレーガン本体
6…ラバルノズル
7…粉末供給ガス
8…粉末供給部
9…基材
10…被膜
11…結晶相
12…非晶質相
Claims (13)
- 平均1次粒子径が1nm〜1000nmの酸化ジルコニウムナノ粒子が凝集した構造を有し、平均2次粒子径が1μm〜100μmであることを特徴とする、非溶融粒子積層法用酸化ジルコニウム材料。
- 前記酸化ジルコニウムナノ粒子が、平均1次粒子径が100nm〜1000nmである第1のナノ粒子と、平均1次粒子径が1nm〜50nmの第2のナノ粒子との混合物である、請求項1記載の材料。
- 前記第2のナノ粒子の平均1次粒子径が、前記第1のナノ粒子の平均1次粒子径の0.4倍以下である、請求項2に記載の材料。
- 前記第2のナノ粒子の個数基準の割合が10〜30%である、請求項3に記載の材料。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の酸化ジルコニウム材料を、溶融させることなく被覆対象物に高速で衝突させ、前記被覆対象物の表面に酸化ジルコニウムを含む被膜を形成させることを特徴とする、酸化ジルコニウム被膜の成膜方法。
- 作動ガス圧力が1MPa未満であるコールドスプレー装置を用いて成膜を行う、請求項5に記載の方法。
- 請求項5または6のいずれか1項に記載の方法により形成されたことを特徴とする、酸化ジルコニウム被膜。
- 酸化ジルコニウムの結晶質相と非晶質相からなっており、前記結晶質相が前記非晶質相中に不連続に分散している、請求項7に記載の酸化ジルコニウム被膜。
- エネルギー機器用遮熱コーティングである、請求項7または8に記載の酸化ジルコニウム被膜。
- 固体電解質型燃料電池用固体電解質膜である、請求項7〜9のいずれか一項に記載の酸化ジルコニウム被膜。
- ガスセンサー用固体電解質膜である、請求項7〜10のいずれか一項に記載の酸化ジルコニウム被膜。
- 請求項7〜11のいずれか一項に記載の酸化ジルコニウム被膜を具備することを特徴とする加工工具。
- 請求項7〜12のいずれか一項に記載の酸化ジルコニウム被膜を具備することを特徴とする歯科治療材料。
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