JP2021113152A - Purple-colored zirconia sintered body and method for producing the same - Google Patents

Purple-colored zirconia sintered body and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2021113152A
JP2021113152A JP2021066585A JP2021066585A JP2021113152A JP 2021113152 A JP2021113152 A JP 2021113152A JP 2021066585 A JP2021066585 A JP 2021066585A JP 2021066585 A JP2021066585 A JP 2021066585A JP 2021113152 A JP2021113152 A JP 2021113152A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sintered body
zirconia
mol
less
powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2021066585A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7192908B2 (en
Inventor
清隆 河村
Kiyotaka Kawamura
清隆 河村
洋一 手代木
Yoichi Teshirogi
洋一 手代木
浩之 藤崎
Hiroyuki Fujisaki
浩之 藤崎
翔 畦地
Sho Azechi
翔 畦地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tosoh Corp filed Critical Tosoh Corp
Publication of JP2021113152A publication Critical patent/JP2021113152A/en
Priority to JP2022194602A priority Critical patent/JP2023016927A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7192908B2 publication Critical patent/JP7192908B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Adornments (AREA)
  • Dental Prosthetics (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

To provide a zirconia sintered body that is translucent, exhibits a purple color and has a small change in color tone over a long period of use.SOLUTION: A zirconia sintered body has an Al2O3 content of 0.01 wt.% or more to 1.0 wt.% or less, the balance being zirconia containing 1.2 mol% or more to 3.5 mol% or less of yttria and 0.01 mol% or more to 2 mol% or less of neodymium.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は紫色を呈するジルコニア焼結体に関する。 The present invention relates to a zirconia sintered body exhibiting purple color.

ジルコニア焼結体は、ランタノイド系希土類酸化物や遷移金属を着色剤として含むことで任意の呈色を示す(特許文献1)。ジルコニア焼結体が着色剤を含むことで、ジルコニア本来の高級感及び機械的強度に加え、意匠性が高くなる。そのため、着色剤を含むジルコニア焼結体(以下、「着色ジルコニア焼結体」ともいう。)は、従来の光学用途、医療用途、機械用途に加え、装飾部材及び外装部材等、適用用途が広がってきている。用途の広がりに伴い、着色ジルコニア焼結体には、より差別化された意匠性が求められてきている。さらに、着色ジルコニア焼結体の中でも、赤色、ピンク色、オレンジ色、紫色、ライトブルー、ライトグレーなどの明るい色調を呈するジルコニア焼結体は、色調が意匠性に与える影響が特に強いため、色調に求められる要求が高くなってきている。 The zirconia sintered body exhibits arbitrary coloration by containing a lanthanoid rare earth oxide or a transition metal as a colorant (Patent Document 1). When the zirconia sintered body contains a colorant, the design is enhanced in addition to the original high-class feeling and mechanical strength of zirconia. Therefore, the zirconia sintered body containing a colorant (hereinafter, also referred to as "colored zirconia sintered body") has a wide range of applications such as decorative members and exterior members in addition to conventional optical applications, medical applications, and mechanical applications. It's coming. With the expansion of applications, colored zirconia sintered bodies are required to have more differentiated design properties. Furthermore, among the colored zirconia sintered bodies, the zirconia sintered bodies that exhibit bright colors such as red, pink, orange, purple, light blue, and light gray have a particularly strong influence on the design, so the color tone. The demands placed on the product are increasing.

例えば、紫色を呈するジルコニア焼結体としてこれまでに以下のものが報告されている。 For example, the following have been reported so far as zirconia sintered bodies exhibiting purple color.

特許文献1には紫色を呈するジルコニア焼結体として、Y、MgO又はCaOのいずれかと、CoO又はNdとを含有するジルコニア焼結体が開示されている。 Patent Document 1 as a zirconia sintered body which exhibits a purple color, and one of Y 2 O 3, MgO or CaO, zirconia sintered body containing a CoO 2 or Nd 2 O 3 is disclosed.

また、青色味や赤味を帯びていない紫色のジルコニア焼結体として、酸化コバルト、酸化ニッケル及び酸化チタン、若しくは酸化ネオジウムを含有したジルコニア焼結体が報告されている(特許文献2) Further, as a purple zirconia sintered body that is not bluish or reddish, a zirconia sintered body containing cobalt oxide, nickel oxide and titanium oxide, or neodium oxide has been reported (Patent Document 2).

特開昭62−59571号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-59571 特開2011−020877号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-020877

特許文献1及び2で開示された紫色を呈する焼結体は、透光性を示さない。不透明な焼結体の色調は表面の反射光のみにより発現する。これらの焼結体は長期間の使用に伴う焼結体の劣化により、色調が大きく変化するものであった。これらの焼結体は、強度等の低下が無くとも審美性の変化により、部材として使用できる寿命が短くなってしまう。 The purple sintered body disclosed in Patent Documents 1 and 2 does not exhibit translucency. The color tone of the opaque sintered body is expressed only by the reflected light on the surface. The color tone of these sintered bodies changed significantly due to deterioration of the sintered body due to long-term use. Even if these sintered bodies do not have a decrease in strength or the like, the life of these sintered bodies that can be used as members is shortened due to changes in aesthetics.

さらに、透光性を示す焼結体の色調は、表面の反射光のみならず、焼結体内部の散乱光及び透過光の影響を受けて発現する。そのため、透光性を有する焼結体の焼結体の劣化に伴う色調変化は不透明な焼結体に比べて大きくなる。 Further, the color tone of the sintered body exhibiting translucency is expressed not only by the reflected light on the surface but also by the influence of the scattered light and the transmitted light inside the sintered body. Therefore, the change in color tone due to deterioration of the sintered body of the sintered body having translucency is larger than that of the opaque sintered body.

これらの課題に鑑み、本発明は、透光性を有し、なおかつ、紫色を呈するジルコニア焼結体であって、長期間の使用における色調変化が小さいジルコニア焼結体を提供することを目的とする。 In view of these problems, it is an object of the present invention to provide a zirconia sintered body having translucency and exhibiting purple color, which has a small change in color tone after long-term use. do.

本発明者らは、着色ジルコニア焼結体における使用劣化による変色とその抑制について検討した。その結果、特定の組成とすることで透光性を有するジルコニア焼結体であって、使用においても色調変化がほとんど生じない紫色を呈するジルコニア焼結体を見出した。 The present inventors have investigated discoloration due to deterioration in use and suppression thereof in a colored zirconia sintered body. As a result, we have found a zirconia sintered body having a translucent property with a specific composition and exhibiting a purple color with almost no change in color tone even when used.

すなわち、本発明はAl含有量が0.01重量%以上1.0重量%以下であり、残部が1.2mol%以上3.5mol%以下のイットリア及び0.01mol%以上2mol%以下のネオジアを含有するジルコニアであるジルコニア焼結体である。 That is, in the present invention, the Al 2 O 3 content is 0.01% by weight or more and 1.0% by weight or less, and the balance is 1.2 mol% or more and 3.5 mol% or less of yttria and 0.01 mol% or more and 2 mol% or less. It is a zirconia sintered body which is a zirconia containing neodia.

以下、本発明のジルコニア焼結体について説明する。 Hereinafter, the zirconia sintered body of the present invention will be described.

本発明の焼結体は、Al含有量が0.01重量%以上1.0重量%以下であり、0.03重量%以上0.8重量%以下、更には0.04重量%以上0.6重量%以下であることが好ましい。アルミナ含有量が0.01重量%未満では、強度が低い焼結体となる。一方、Al含有量が1.0重量%を超えると焼結体の密度が低下しやすくなり、これにより色調の個体差が大きくなる。より好ましいAl含有量として0.05重量%以上0.3重量%以下を挙げることができる。 The sintered body of the present invention has an Al 2 O 3 content of 0.01% by weight or more and 1.0% by weight or less, 0.03% by weight or more and 0.8% by weight or less, and further 0.04% by weight. It is preferably 0.6% by weight or more. If the alumina content is less than 0.01% by weight, the sintered body has low strength. On the other hand, when the Al 2 O 3 content exceeds 1.0% by weight, the density of the sintered body tends to decrease, which increases the individual difference in color tone. As a more preferable Al 2 O 3 content, 0.05% by weight or more and 0.3% by weight or less can be mentioned.

本発明において、Al含有量は、本発明の焼結体の重量に対するAlの重量割合から求めることができる。 In the present invention, the Al 2 O 3 content can be determined from the weight ratio of Al 2 O 3 to the weight of the sintered body of the present invention.

本発明の焼結体は、イットリア(Y)及びネオジア(Nd)を含有するジルコニア(以下、「Y/Nd含有ジルコニア」ともいう。)を含む。Y/Nd含有ジルコニアの含有量は99重量%以上99.99重量%以下であればよく、99.2重量%以上99.97重量%以下、更には99.4重量%以上99.96重量%以下であることが好ましい。 The sintered body of the present invention contains zirconia containing yttria (Y 2 O 3 ) and neodymium (Nd 2 O 3 ) (hereinafter, also referred to as “Y / Nd-containing zirconia”). The content of Y / Nd-containing zirconia may be 99% by weight or more and 99.99% by weight or less, 99.2% by weight or more and 99.97% by weight or less, and further 99.4% by weight or more and 99.96% by weight. The following is preferable.

本発明において、Y/Nd含有ジルコニア含有量は、本発明の焼結体の重量に対するY/Nd含有ジルコニアの重量割合から求めることができる。 In the present invention, the Y / Nd-containing zirconia content can be determined from the weight ratio of Y / Nd-containing zirconia to the weight of the sintered body of the present invention.

Y/Nd含有ジルコニアは、Y及びNdを含有するジルコニアである。 Y / Nd-containing zirconia is zirconia containing Y 2 O 3 and Nd 2 O 3 .

イットリウムはジルコニアを着色することなく安定化剤として機能する。ジルコニアのイットリア含有量は、1.2mol%以上3.5mol%以下であり、1.3mol%以上3.2mol%以下、更には1.5mol%以上3.0mol%以下であることが好ましい。イットリア含有量が1.2mol%未満では、焼結体製造時や水熱条件下で焼結体の破壊が生じやすくなる。一方、イットリア含有量が3.5mol%を超えると、焼結体の強度が低下するのみならず、透明性が高くなりすぎる。透明性が高くなりすぎると、呈色が弱くなるため紫色の呈色とは異なる呈色となりやすい。 Yttrium functions as a stabilizer without coloring zirconia. The yttria content of zirconia is preferably 1.2 mol% or more and 3.5 mol% or less, 1.3 mol% or more and 3.2 mol% or less, and more preferably 1.5 mol% or more and 3.0 mol% or less. If the yttria content is less than 1.2 mol%, the sintered body is likely to be destroyed during the production of the sintered body or under hydrothermal conditions. On the other hand, if the yttria content exceeds 3.5 mol%, not only the strength of the sintered body is lowered, but also the transparency becomes too high. If the transparency is too high, the coloration is weakened, so that the coloration tends to be different from the purple coloration.

本発明において、イットリア含有量(mol%)はジルコニア中のイットリア、ネオジア及びジルコニアの合計に対するイットリアのモル割合(Y/(Y+Nd+ZrO))から求めることができる。 In the present invention, the yttria content (mol%) can be determined from the molar ratio of yttria to the total of yttria, neodia and zirconia in zirconia (Y 2 O 3 / (Y 2 O 3 + Nd 2 O 3 + ZrO 2 )). can.

ネオジムは主に着色剤として機能する。ジルコニアがネオジアを含有することで本発明の焼結体が紫色を帯びる。ネオジア含有量は0.01mol%以上2mol%以下であり、0.03mol%以上1.8mol%以下、更には0.05mol%以上1.5mol%以下であることが好ましい。 Neodymium mainly functions as a colorant. When zirconia contains neodia, the sintered body of the present invention becomes purple. The neodia content is 0.01 mol% or more and 2 mol% or less, preferably 0.03 mol% or more and 1.8 mol% or less, and more preferably 0.05 mol% or more and 1.5 mol% or less.

本発明において、ネオジア含有量(mol%)はジルコニア中のイットリア、ネオジア及びジルコニアの合計に対するネオジアのモル割合(Nd/(Y+Nd+ZrO))から求めることができる。 In the present invention, the neodia content (mol%) can be determined from the molar ratio of neodia to the total of yttria, neodia and zirconia in zirconia (Nd 2 O 3 / (Y 2 O 3 + Nd 2 O 3 + ZrO 2 )). can.

ジルコニア中のネオジア含有量(mol%)に対するイットリア含有量(mol%)のモル割合(以下、「Y/Nd比」とする。)は0.8以上、更には1以上であることが好ましい。イットリア及びネオジアはいずれもジルコニアの結晶相を安定する効果を有する。しかしながら、安定化作用はネオジアよりもイットリアの方が強い。そのため、イットリアがネオジアより多いことで、本発明の焼結体は、より安定化した結晶相を有し、なおかつ、紫色の呈色を呈する焼結体となる。Y/Nd比は、上記のイットリア含有量及び上記のネオジア含有量を満たせば任意であるが、Y/Nd比の上限として50、更には10、また更には5を挙げることができる。 The molar ratio of ytria content (mol%) to neodia content (mol%) in zirconia (hereinafter referred to as "Y 2 O 3 / Nd 2 O 3 ratio") is 0.8 or more, and further 1 or more. Is preferable. Both yttria and neodia have the effect of stabilizing the crystal phase of zirconia. However, the stabilizing effect is stronger in yttrium than in neosia. Therefore, since the amount of yttria is larger than that of neodia, the sintered body of the present invention is a sintered body having a more stable crystal phase and exhibiting a purple color. The Y 2 O 3 / Nd 2 O 3 ratio is arbitrary as long as the above Ittoria content and the above Neodia content are satisfied, but the upper limit of the Y 2 O 3 / Nd 2 O 3 ratio is 50, further 10, Furthermore, 5 can be mentioned.

本発明の焼結体のジルコニア結晶構造は正方晶を含み、結晶構造の主相が正方晶であることが好ましい。本発明の焼結体が透光性を有し、かつ、紫色を示す色調とするため、粒界光を散乱する正方晶が必須である。また、本発明の焼結体のジルコニア結晶構造は、主相が正方晶であれば、すなわち、正方晶含有率が50%以上、更には80%以上、また更には90%以上であれば、立方晶を含んでいてもよく、正方晶及び立方晶の混晶であってもよい。 It is preferable that the zirconia crystal structure of the sintered body of the present invention contains tetragonal crystals, and the main phase of the crystal structure is tetragonal crystals. In order for the sintered body of the present invention to have a translucent color tone and a purple color tone, a tetragonal crystal that scatters grain boundary light is indispensable. Further, in the zirconia crystal structure of the sintered body of the present invention, if the main phase is tetragonal, that is, if the tetragonal content is 50% or more, further 80% or more, and further 90% or more. It may contain cubic crystals, or may be a mixed crystal of tetragonal crystals and cubic crystals.

平均結晶粒径が適度に小さいことで、本発明の焼結体が各種部材等で使用できる強度を有する。そのため、本発明の焼結体の平均結晶粒径は0.3μm以上0.5μm以下であり、0.3μm以上0.45μm以下であることが好ましい。 Since the average crystal grain size is appropriately small, the sintered body of the present invention has strength that can be used in various members and the like. Therefore, the average crystal grain size of the sintered body of the present invention is preferably 0.3 μm or more and 0.5 μm or less, and preferably 0.3 μm or more and 0.45 μm or less.

本発明の焼結体は、相対密度が99.7%以上であることが好ましく、99.75%以上、更には99.80%以上であることがより好ましい。相対密度が99.7%以上であることで、本発明の焼結体が透光性を有しやすくなる。本発明において、相対密度は、理論密度に対する実測密度の割合である。理論密度には同一の組成を有する成形体を一次焼結及びHIP処理して得られたHIP処理体の密度を使用した。 The sintered body of the present invention preferably has a relative density of 99.7% or more, more preferably 99.75% or more, and further preferably 99.80% or more. When the relative density is 99.7% or more, the sintered body of the present invention tends to have translucency. In the present invention, the relative density is the ratio of the measured density to the theoretical density. For the theoretical density, the density of the HIP-treated body obtained by primary sintering and HIP-treating the molded body having the same composition was used.

本発明の焼結体の実測密度は組成によって異なるが、6.075g/cm以上6.155g/cm以下、更には6.080g/cm以上6.150g/cm以下、また更には6.085g/cm以上6.145g/cm以下であることが挙げられる。 The measured density of the sintered body of the present invention varies depending on the composition, but is 6.075 g / cm 3 or more and 6.155 g / cm 3 or less, further 6.080 g / cm 3 or more and 6.150 g / cm 3 or less, and further. 6.085 g / cm 3 or more and 6.145 g / cm 3 or less.

本発明の焼結体は透光性を有する。表面の反射光のみならず、焼結体内部の散乱光及び透過光などの表面反射光とそれ以外の光とにより発現する色調を呈することで本発明の焼結体が表面反射光のみの呈色に比べ、より審美性の高い色調を示す。審美性が高くなるため、本発明の焼結体は、試料厚さ1.0mmにおける光源D65対する全光線透過率(以下、単に「全光線透過率」ともいう。)が10%以上、更には13%以上、また更には15%以上あることが好ましい。一方、透光性が高くなりすぎると色調が弱くなる傾向がある。そのため、全光線透過率は40%未満であることが好ましい。好ましい全光線透過率として10%以上40%未満、更には10%以上35%以下、また更には10%以上25%以下であることが挙げられる。 The sintered body of the present invention has translucency. The sintered body of the present invention exhibits only surface reflected light by exhibiting a color tone expressed not only by surface reflected light but also by surface reflected light such as scattered light and transmitted light inside the sintered body and other light. Shows a more aesthetically pleasing color tone than the color. In order to improve the aesthetics, the sintered body of the present invention has a total light transmittance (hereinafter, also simply referred to as “total light transmittance”) of 10% or more with respect to the light source D65 at a sample thickness of 1.0 mm, and further. It is preferably 13% or more, and more preferably 15% or more. On the other hand, if the translucency becomes too high, the color tone tends to be weakened. Therefore, the total light transmittance is preferably less than 40%. Preferred total light transmittance is 10% or more and less than 40%, further 10% or more and 35% or less, and further 10% or more and 25% or less.

本発明の焼結体は紫色を呈する。このような色調はL表色系において、明度Lが45以上85以下、aが−5以上20以下及びbが−25以上5以下であることにより確認することができる。より好ましい色調として明度Lが50以上80以下、aが−3以上15以下及びbが−20以上0以下、更には明度Lが54以上75以下、aが−1以上12以下及びbが−18以上−5以下であることが挙げられる。 The sintered body of the present invention exhibits a purple color. Such a color tone can be confirmed by checking that the brightness L * is 45 or more and 85 or less, a * is -5 or more and 20 or less, and b * is -25 or more and 5 or less in the L * a * b * color system. can. More preferable color tones are lightness L * of 50 or more and 80 or less, a * of -3 or more and 15 or less, b * of -20 or more and 0 or less, lightness L * of 54 or more and 75 or less, and a * of -1 or more and 12 or less. And b * is -18 or more and -5 or less.

本発明の焼結体が長期間使用による色調変化がない。色調変化がないことは、使用前後の焼結体の色調を測定することで確認することができる。特に、140℃の熱水中で24時間浸漬した焼結体の色調と、浸漬前の焼結体の色調とから、以下の式で求まる色調差により、色調変化がないこと確認すればよい。 The sintered body of the present invention does not change in color due to long-term use. It can be confirmed by measuring the color tone of the sintered body before and after use that there is no change in color tone. In particular, it may be confirmed that there is no change in color tone due to the color tone difference obtained by the following formula from the color tone of the sintered body immersed in hot water at 140 ° C. for 24 hours and the color tone of the sintered body before immersion.

色調差ΔE={(L −L +(a −a
+(b −b 0.5
上記式において、L 、a 及びb はそれぞれ浸漬前の焼結体の明度L、彩度a及びbである。L 、a 及びb はそれぞれ浸漬後の焼結体の明度L、彩度a及びbである。
Color difference ΔE = {(L 1 * -L 2 * ) 2 + (a 1 * -a 2 * ) 2
+ (B 1 * −b 2 * ) 2 } 0.5
In the above formula, L 1 * , a 1 * and b 1 * are the lightness L * , saturation a * and b * of the sintered body before immersion, respectively. L 2 * , a 2 * and b 2 * are the lightness L * , saturation a * and b * of the sintered body after immersion, respectively.

本発明の焼結体は、上記式で求まるΔEが2.0以下であり、1.8以下、更には1.0以下であることが好ましい。ΔEが2.0以下であれば、目視による観察において審美性の変化が認識できなくなる。理論的にはΔEの下限値は0となるが、測定誤差等を考慮するとΔEは0.2以上であればよい。 In the sintered body of the present invention, ΔE obtained by the above formula is 2.0 or less, preferably 1.8 or less, and more preferably 1.0 or less. If ΔE is 2.0 or less, the change in aesthetics cannot be recognized by visual observation. Theoretically, the lower limit of ΔE is 0, but ΔE may be 0.2 or more in consideration of measurement error and the like.

本発明の焼結体の三点曲げ強度として1000MPa以上、更には1050MPa以上を挙げることができる。強度が高すぎると加工性が低くなるため、本発明のジルコニア焼結体の三点曲げ強度は1300MPa以下、更には1250MPa以下であればよい。 Examples of the three-point bending strength of the sintered body of the present invention include 1000 MPa or more, and further 1050 MPa or more. If the strength is too high, the workability will be low. Therefore, the three-point bending strength of the zirconia sintered body of the present invention may be 1300 MPa or less, more preferably 1250 MPa or less.

本発明において、三点曲げ強度は、IS R 1601に準じた方法で測定することができる。 In the present invention, the three-point bending strength can be measured by a method according to ISR 1601.

次に、本発明の焼結体の製造方法について説明する。 Next, the method for producing the sintered body of the present invention will be described.

本発明の焼結体は、0.01重量%以上1.0重量%以下のアルミニウム酸化物、及び、残部が1.2mol%以上3.5mol%以下のイットリア及び0.01mol%以上2mol%以下のネオジアを含有するジルコニアである成形体を、1350℃以上1500℃以下で焼結する焼結工程、を有する製造方法、により製造することができる。 The sintered body of the present invention includes aluminum oxide of 0.01% by weight or more and 1.0% by weight or less, yttria with a balance of 1.2 mol% or more and 3.5 mol% or less, and 0.01 mol% or more and 2 mol% or less. It can be produced by a production method having a sintering step of sintering a molded product which is zirconia containing neodia in 1350 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower.

焼結工程に供する成形体は、0.01重量%以上1.0重量%以下のアルミニウム酸化物、及び、残部が1.2mol%以上3.5mol%以下のイットリア及び0.01mol%以上2mol%以下のネオジアを含有するジルコニアである。より好ましい成形体として、0.03重量%以上0.8重量%以下のアルミウム酸化物、及び、残部が1.3mol%以上3.2mol%以下のイットリア及び0.03mol%以上1.8mol%以下のネオジアを含有するジルコニアであることが挙げられる。 The molded product to be subjected to the sintering step includes aluminum oxide of 0.01% by weight or more and 1.0% by weight or less, yttria with a balance of 1.2 mol% or more and 3.5 mol% or less, and 0.01 mol% or more and 2 mol%. It is a zirconia containing the following neodia. More preferable molded bodies include aluminum oxide of 0.03% by weight or more and 0.8% by weight or less, yttria having a balance of 1.3 mol% or more and 3.2 mol% or less, and 0.03 mol% or more and 1.8 mol% or less. It is mentioned that it is zirconia containing neodia.

アルミニウム酸化物の含有量は、アルミナ(Al)換算したアルミニウム酸化物と、イットリア及びネオジアを含有するジルコニア(Y/Nd含有ジルコニア)との合計重量に対する、アルミナ(Al)換算したアルミニウム酸化物の重量割合として求めることができる。 The content of aluminum oxide, alumina (Al 2 O 3) and aluminum oxide in terms, to the total weight of the zirconia containing yttria and Neojia (Y / Nd-containing zirconia), alumina (Al 2 O 3) in terms It can be obtained as the weight ratio of the aluminum oxide.

成形体の形状は任意であり、円板状、柱状、板状、球状及び略球状からなる群の少なくとも1種が例示できる。 The shape of the molded body is arbitrary, and at least one of a group consisting of a disk shape, a columnar shape, a plate shape, a spherical shape, and a substantially spherical shape can be exemplified.

成形体はY/Nd含有ジルコニア及びアルミニウム酸化物を上記の組成で含む原料粉末を成形して得られる。 The molded product is obtained by molding a raw material powder containing Y / Nd-containing zirconia and aluminum oxide in the above composition.

原料粉末は上記の組成を有し、なおかつ、平均粒子径が0.35μm以上0.60μm、更には0.40μm以上0.55μm以下であることが好ましい。また、BET比表面積は5〜15m/g、更には7〜13m/gであることが好ましい。 The raw material powder preferably has the above composition and has an average particle size of 0.35 μm or more and 0.60 μm, and more preferably 0.40 μm or more and 0.55 μm or less. The BET specific surface area is preferably 5 to 15 m 2 / g, more preferably 7 to 13 m 2 / g.

原料粉末は、噴霧造粒粉末顆粒(以下、単に「粉末顆粒」ともいう。)であることが好ましく、有機バインダーを含む粉末顆粒であることが好ましい。原料粉末を粉末顆粒とすることにより、成形体を形成する際の流動性が高くなり、成形体から気孔が排除されやすくなる。これにより、焼結体中に気泡が生成し難くなる。 The raw material powder is preferably spray granulated powder granules (hereinafter, also simply referred to as “powder granules”), and is preferably powder granules containing an organic binder. By using the raw material powder as powder granules, the fluidity when forming the molded product is increased, and pores are easily removed from the molded product. This makes it difficult for bubbles to be generated in the sintered body.

有機バインダーは、一般に用いられるポリビニルアルコール、ポリビニルブチラート、ワックス及びアクリル系からなる群の少なくとも1種の有機バインダーを挙げることができる。粉末顆粒の有機バインダーの含有量は、原料粉末に対して1重量%以上5重量%以下を挙げることができる。 Examples of the organic binder include at least one organic binder in the group consisting of commonly used polyvinyl alcohol, polyvinyl butyrate, wax and acrylic. The content of the organic binder in the powder granules may be 1% by weight or more and 5% by weight or less with respect to the raw material powder.

原料粉末を粉末顆粒とする場合、平均顆粒径は30μm以上80μm以下であることが好ましく、嵩密度は1.10g/cm以上1.40g/cm以下であることが好ましい。 If starting powders and powder granules, preferably has an average granule diameter is 30μm or more 80μm or less, the bulk density is preferably at 1.10 g / cm 3 or more 1.40 g / cm 3 or less.

原料粉末に含まれるY/Nd含有ジルコニアは、イットリア(Y)及びネオジア(Nd)を含有するジルコニア粉末であればよい。さらに、Y/Nd含有ジルコニアはイットリア含有ジルコニア、ネオジア含有ジルコニア、イットリア・ネオジア含有ジルコニアからなる群の少なくとも2種の粉末であってもよく、更にはイットリア含有ジルコニア及びイットリア・ネオジア含有ジルコニアの混合粉末であってもよい。イットリア粉末及びネオジア粉末とジルコニア粉末との混合粉末や、イットリア含有ジルコニア粉末とネオジア粉末との混合粉末と比べ、焼結前にイットリア及びネオジアを含有するジルコニアの粉末を使用することで、得られる焼結体の色調が均一になりやすい。Y/Nd含有ジルコニアは、イットリア含有ジルコニア及びイットリア・ネオジア含有ジルコニアの混合粉末、又は、イットリア・ネオジア含有ジルコニア粉末の少なくともいずれかであることが特に好ましい。 The Y / Nd-containing zirconia contained in the raw material powder may be any zirconia powder containing yttria (Y 2 O 3 ) and neodymium (Nd 2 O 3). Further, the Y / Nd-containing zirconia may be at least two kinds of powders in the group consisting of yttria-containing zirconia, neodia-containing zirconia, and yttria-neodia-containing zirconia, and further, a mixed powder of yttria-containing zirconia and yttria-neodia-containing zirconia. It may be. Compared with the mixed powder of itria powder and neodia powder and zirconia powder, or the mixed powder of itria-containing zirconia powder and neodia powder, the baking obtained by using the zirconia powder containing itria and neodia before sintering The color tone of the body tends to be uniform. The Y / Nd-containing zirconia is particularly preferably at least one of a mixed powder of yttria-containing zirconia and yttria-neodia-containing zirconia, or yttria-neodia-containing zirconia powder.

Y/Nd含有ジルコニア粉末は、イットリア含有量が1.2mol%以上3.5mol%以下、更には1.3mol%以上3.2mol%以下であることが好ましく、なおかつ、ネオジア含有量が0.01mol%以上2mol%以下、更には0.03mol%以上1.8mol%以下であることが好ましい。Y/Nd含有ジルコニアがイットリア含有ジルコニア粉末を含む場合、当該イットリア含有ジルコニア粉末のイットリア含有量は2mol%以上4mol%以下、更には2mol%以上3.5mol%以下であることが挙げられる。Y/Nd含有ジルコニアがネオジア含有ジルコニア粉末を含む場合、当該ネオジア含有ジルコニア粉末のネオジア含有量は0.02mol%以上4mol%以下であることが挙げられる。 The Y / Nd-containing zirconia powder preferably has an yttria content of 1.2 mol% or more and 3.5 mol% or less, more preferably 1.3 mol% or more and 3.2 mol% or less, and a neodia content of 0.01 mol. % Or more and 2 mol% or less, more preferably 0.03 mol% or more and 1.8 mol% or less. When the Y / Nd-containing zirconia contains yttria-containing zirconia powder, the yttria content of the yttria-containing zirconia powder is 2 mol% or more and 4 mol% or less, and further 2 mol% or more and 3.5 mol% or less. When the Y / Nd-containing zirconia contains the neodia-containing zirconia powder, the neodia content of the neodia-containing zirconia powder is 0.02 mol% or more and 4 mol% or less.

原料粉末に含まれる好ましいアルミニウム酸化物は、アルミナ、水和アルミナ、アルミナゾル、水酸化アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム及び硫酸アルミニウムからなる群の少なくとも1種の粉末であることが好ましく、アルミナ、水和アルミナ及びアルミナゾルからなる群の少なくとも1種の粉末であることが好ましい。 The preferable aluminum oxide contained in the raw material powder is preferably at least one powder in the group consisting of alumina, hydrated alumina, alumina sol, aluminum hydroxide, aluminum chloride, aluminum nitrate and aluminum sulfate, and alumina and hydrated. It is preferably at least one powder in the group consisting of alumina and alumina sol.

原料粉末は、Y/Nd含有ジルコニア及びアルミニウム酸化物を任意の方法で混合すればよい。 As the raw material powder, Y / Nd-containing zirconia and aluminum oxide may be mixed by any method.

原料粉末は、アルミニウム酸化物の含有量が0.01重量%以上1.0重量%以下であり、残部がY/Nd含有ジルコニアであればよく、更に原料粉末はアルミニウム酸化物の含有量が0.03重量%以上0.8重量%以下であり、残部がY/Nd含有ジルコニアであればよい。 The raw material powder may have an aluminum oxide content of 0.01% by weight or more and 1.0% by weight or less, and the balance may be Y / Nd-containing zirconia, and the raw material powder has an aluminum oxide content of 0. It may be .03% by weight or more and 0.8% by weight or less, and the balance may be Y / Nd-containing zirconia.

特に好ましい原料粉末として、イットリア含有ジルコニア及びイットリア・ネオジア含有ジルコニアの混合粉末、又は、イットリア・ネオジア含有ジルコニア粉末の少なくともいずれかと、アルミナ粉末との混合粉末であることが特に好ましい。 As a particularly preferable raw material powder, a mixed powder of yttria-containing zirconia and yttria-neodia-containing zirconia, or at least one of the yttria-neodia-containing zirconia powder and an alumina powder is particularly preferable.

成形体は、原料粉末を成形することで得られ、原料粉末を粉砕した後に成形してもよい。成形方法は、原料粉末を所望の形状に成形できる方法であればよく、例えば、金型プレス、冷間静水圧プレス、スリップキャスティング及びインジェクションモールディングからなる群の少なくとも1種を挙げることができる。 The molded product is obtained by molding the raw material powder, and may be molded after crushing the raw material powder. The molding method may be any method as long as the raw material powder can be molded into a desired shape, and examples thereof include at least one of a group consisting of a mold press, a cold hydrostatic press, slip casting and injection molding.

焼結工程では、成形体を酸化雰囲気、焼結温度1350℃以上1500℃以下で焼結する。これにより、本発明の焼結体が得られる。 In the sintering step, the molded product is sintered in an oxidizing atmosphere and at a sintering temperature of 1350 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower. As a result, the sintered body of the present invention can be obtained.

焼結は、酸化雰囲気で行う。酸化雰囲気で焼結することにより、本発明の焼結体が透光性を有し、なおかつ、紫色の呈色を示す。酸化雰囲気として、酸素ガス雰囲気又は大気雰囲気のいずれかを挙げることができる。簡便であるため、大気雰囲気であることが好ましい。 Sintering is performed in an oxidizing atmosphere. By sintering in an oxidizing atmosphere, the sintered body of the present invention has translucency and exhibits a purple color. As the oxidizing atmosphere, either an oxygen gas atmosphere or an air atmosphere can be mentioned. Since it is simple, it is preferable to have an atmospheric atmosphere.

焼結温度は1400℃以上1490℃以下、更には1410℃以上1480℃以下、また更には1420℃以上1470℃以下であることが好ましい。 The sintering temperature is preferably 1400 ° C. or higher and 1490 ° C. or lower, further preferably 1410 ° C. or higher and 1480 ° C. or lower, and further preferably 1420 ° C. or higher and 1470 ° C. or lower.

昇温速度は、800℃/時間以下、さらには650℃/時間以下である。好ましい昇温速度として50℃/時間以上800℃/時間以下、更には100℃/時間以上700℃/時間以下を挙げることができる。これにより、昇温過程における焼結の進行を抑制し、焼結温度下で成形体を焼結することができる。 The rate of temperature rise is 800 ° C./hour or less, and further 650 ° C./hour or less. Preferred heating rates include 50 ° C./hour or more and 800 ° C./hour or less, and further 100 ° C./hour or more and 700 ° C./hour or less. As a result, the progress of sintering in the heating process can be suppressed, and the molded product can be sintered at the sintering temperature.

焼結温度における保持時間(以下、単に「保持時間」ともいう。)は、焼結温度により任意の時間とすればよい。保持時間として5時間以下、更には3時間以下、また更には2時間以下を例示することができる。 The holding time at the sintering temperature (hereinafter, also simply referred to as “holding time”) may be an arbitrary time depending on the sintering temperature. Examples of the holding time include 5 hours or less, further 3 hours or less, and further 2 hours or less.

焼結方法は常圧焼結であることが好ましい。常圧焼結とは、成形体に対して外的な力を加えずに単に加熱することにより焼結する方法である。具体的な常圧焼結として、大気圧下での焼結を挙げることができる。 The sintering method is preferably atmospheric pressure sintering. Atmospheric pressure sintering is a method of sintering by simply heating a molded product without applying an external force. Specific examples of normal pressure sintering include sintering under atmospheric pressure.

本発明の製造方法は、焼結体を研磨する研磨工程又は形状を加工する加工工程の少なくともいずれかを含んでいてもよい。研磨工程は、焼結後の焼結体の表面を研磨する。研磨により、表面に光沢感を付与する等、目的とする用途に適した表面状態を有する焼結体とすることができる。加工工程は、焼結体を任意の形状に加工する。これにより、焼結体を用途に応じた形状とすることができる。研磨工程及び加工工程は、いずれを先に行ってもよい。 The production method of the present invention may include at least one of a polishing step of polishing the sintered body and a processing step of processing the shape. The polishing step polishes the surface of the sintered body after sintering. By polishing, it is possible to obtain a sintered body having a surface condition suitable for the intended use, such as imparting a glossy feeling to the surface. In the processing process, the sintered body is processed into an arbitrary shape. As a result, the sintered body can be shaped according to the application. Either the polishing step or the processing step may be performed first.

本発明により、透光性を有し、なおかつ、紫色を呈するジルコニア焼結体であって、長期間の使用における色調変化が小さいジルコニア焼結体を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a zirconia sintered body having translucency and exhibiting purple color, and having a small change in color tone after long-term use.

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。しかしながら、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples. However, the present invention is not limited to these examples.

(平均粒子径)
粉末試料の平均粒子径は、マイクロトラック粒度分布計(装置名:9320−HRA、Honeywell社製)を用いて測定した。前処理として、試料粉末を蒸留水に懸濁させてスラリーとした後、これを超音波ホモジナイザー(装置名:US−150T、日本精機製作所製)を用いて3分間分散処理した。
(Average particle size)
The average particle size of the powder sample was measured using a Microtrack particle size distribution meter (device name: 9320-HRA, manufactured by Honeywell). As a pretreatment, the sample powder was suspended in distilled water to form a slurry, which was then dispersed for 3 minutes using an ultrasonic homogenizer (device name: US-150T, manufactured by Nippon Seiki Seisakusho).

なお、本発明におけるジルコニア粉末に係わる「平均粒径」とは、体積基準で表される粒径分布の累積カーブが中央値(メディアン径;累積カーブの50%に対応する粒径)である粒子と同じ体積の球の直径をいい、レーザー回折法による粒径分布測定装置によって測定したものをいう。 The "average particle size" related to the zirconia powder in the present invention is a particle whose cumulative curve of the particle size distribution expressed on a volume basis is the median value (median diameter; particle size corresponding to 50% of the cumulative curve). The diameter of a sphere with the same volume as the above, which is measured by a particle size distribution measuring device by a laser diffraction method.

(平均顆粒径)
顆粒試料の平均顆粒径は、ふるい分け試験方法によって求めた。
(Average granule diameter)
The average granule diameter of the granule sample was determined by the sieving test method.

(焼結体の平均結晶粒径)
焼結体試料の平均結晶粒径は、電解放出形走査型電子顕微鏡(FESEM)により得られたSEM写真からプラニメトリック法により求めた。すなわち、鏡面研磨した焼結体試料を熱エッチングし、電解放出形走査型電子顕微鏡(装置名:JSM−T220、日本電子社製)を用いてこれを観察した。得られたSEM写真からプラニメトリック法により平均結晶粒径を算出した。
(Average crystal grain size of sintered body)
The average crystal grain size of the sintered sample was determined by the planimetric method from the SEM photograph obtained by the field emission scanning electron microscope (FESEM). That is, the mirror-polished sintered body sample was thermally etched and observed using a field emission scanning electron microscope (device name: JSM-T220, manufactured by JEOL Ltd.). The average crystal grain size was calculated from the obtained SEM photographs by the planimetric method.

(焼結体の密度)
アルキメデス法により焼結体試料の実測密度を求めた。焼結体試料と同一の組成のHIP処理体を作製し、当該HIP処理体の実測密度をアルキメデス法により求め、これを理論密度とした。理論密度に対する焼結体の実測密度の割合をより、焼結体試料の相対密度を求めた。
(Density of sintered body)
The measured density of the sintered sample was determined by the Archimedes method. A HIP-treated body having the same composition as the sintered body sample was prepared, and the measured density of the HIP-treated body was determined by the Archimedes method and used as the theoretical density. The relative density of the sintered body sample was obtained from the ratio of the measured density of the sintered body to the theoretical density.

(全光線透過率)
焼結体試料の全光線透過率は、濁度計(装置名:NDH2000、日本電色社製)を用い、JIS K7361に準拠した方法によって測定した。両面研磨した、厚み1mmの円板状の焼結体を測定試料として用いた。
(Total light transmittance)
The total light transmittance of the sintered body sample was measured by a method conforming to JIS K7361 using a turbidity meter (device name: NDH2000, manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd.). A disk-shaped sintered body having a thickness of 1 mm, which had been polished on both sides, was used as a measurement sample.

(色調)
焼結体試料の色調は、JIS Z 8729に準拠した方法によって測定した。測定には、色差計(装置名:Z−300、日本電色社製)を使用した。
(Color tone)
The color tone of the sintered sample was measured by a method conforming to JIS Z 8729. A color difference meter (device name: Z-300, manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd.) was used for the measurement.

測定使用には、片面研磨した厚み2.8mmの円板状の焼結体を使用した。色調の測定は、当該焼結体の研磨面について行なった。 For measurement use, a disk-shaped sintered body having a thickness of 2.8 mm, which had been polished on one side, was used. The color tone was measured on the polished surface of the sintered body.

(強度)
JIS R 1601に準じた三点曲げ測定法により、焼結体試料の三点曲げ強度を測定した。
(Strength)
The three-point bending strength of the sintered sample was measured by the three-point bending measurement method according to JIS R 1601.

実施例1
オキシ塩化ジルコニウム水溶液を加水分解反応して水和ジルコニアゾルを得た。イットリア濃度が1.59mol%、ネオジア濃度が0.73mol%になるようにイットリア(Y)及びネオジア(Nd)を水和ジルコニアゾルに添加した後、乾燥及び仮焼して、イットリア及びネオジアを含むジルコニア仮焼粉末を得た。仮焼条件は、大気中、1170℃で2時間とした。得られた仮焼粉末を蒸留水で水洗した後に、乾燥することでY/Nd含有ジルコニア粉末を得た。Y/Nd含有ジルコニア粉末の重量に対するAl含有量が0.05重量%となるように、当該Y/Nd含有ジルコニア粉末に平均粒子径0.3μmのα−アルミナを添加して混合粉末とした。
Example 1
A hydrated zirconia sol was obtained by hydrolyzing an aqueous solution of zirconium oxychloride. Yttria (Y 2 O 3 ) and neodia (Nd 2 O 3 ) are added to the hydrated zirconia sol so that the yttria concentration is 1.59 mol% and the neodia concentration is 0.73 mol%, and then dried and calcined. , Yttria and neodia were obtained as zirconia calcined powder. The calcining conditions were 1170 ° C. for 2 hours in the air. The obtained calcined powder was washed with distilled water and then dried to obtain a Y / Nd-containing zirconia powder. A mixed powder obtained by adding α-alumina having an average particle size of 0.3 μm to the Y / Nd-containing zirconia powder so that the Al 2 O 3 content is 0.05% by weight based on the weight of the Y / Nd-containing zirconia powder. And said.

混合粉末に蒸留水を加えて粉末含有量が45重量%のスラリーを得、これをボールミルで粉砕処理した。ボールミルは、水溶媒中、粉砕媒体に直径2mmのジルコニア製ボールを使用し、処理時間は16時間として行った。 Distilled water was added to the mixed powder to obtain a slurry having a powder content of 45% by weight, which was pulverized with a ball mill. The ball mill used a zirconia ball having a diameter of 2 mm as a pulverization medium in an aqueous solvent, and the treatment time was 16 hours.

粉砕処理後のスラリー(以下、「粉砕スラリー」ともいう。)中の粉末の平均粒子径及びBET比表面積を測定した。なお、BET比表面積の測定は粉砕スラリーを大気中、110℃で乾燥した後のジルコニア粉末について行った。平均粒子径が0.45μm及びBET比表面積が12.3m/gであった。 The average particle size and BET specific surface area of the powder in the slurry after the pulverization treatment (hereinafter, also referred to as “pulverized slurry”) were measured. The BET specific surface area was measured on the zirconia powder after the pulverized slurry was dried in the air at 110 ° C. The average particle size was 0.45 μm and the BET specific surface area was 12.3 m 2 / g.

粉砕スラリーに有機バインダーを3重量%添加した後、これを噴霧乾燥して粉末顆粒を得た。粉末顆粒は平均顆粒径が46μm及び軽装嵩密度が1.23g/cmであった。 After adding 3% by weight of an organic binder to the pulverized slurry, this was spray-dried to obtain powdered granules. The powder granules had an average granule diameter of 46 μm and a light bulk density of 1.23 g / cm 3 .

得られた顆粒を19.6MPaの一軸プレスで予備成形した後、196MPaで冷間静水圧プレス(以下、「CIP」ともいう。)処理することで成形して成形体を得た。得られた成形体を、大気雰囲気中、焼結温度1450℃、昇温速度600℃/hr、保持時間2時間で常圧焼結して本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体は透光性を有し、なおかつ、紫色を呈していた。 The obtained granules were premolded with a 19.6 MPa uniaxial press and then subjected to a cold hydrostatic press (hereinafter, also referred to as “CIP”) at 196 MPa to obtain a molded product. The obtained molded product was sintered under atmospheric pressure in an air atmosphere at a sintering temperature of 1450 ° C., a heating rate of 600 ° C./hr, and a holding time of 2 hours to obtain a zirconia sintered body of this example. The obtained zirconia sintered body had translucency and was purple.

Y/Nd含有ジルコニア粉末の組成を表1に、本実施例のジルコニア焼結体の評価結果を表2及び表3に示した。 The composition of the Y / Nd-containing zirconia powder is shown in Table 1, and the evaluation results of the zirconia sintered body of this example are shown in Tables 2 and 3.

実施例2
イットリア濃度が1.59mol%、ネオジア濃度が1.48mol%となるようにイットリア及びネオジアを水和ジルコニアゾルに添加したこと、及び、仮焼温度を1210℃としたこと以外は実施例1と同様な方法で粉砕スラリー及び粉末顆粒を得た。
Example 2
Same as Example 1 except that yttria and neodia were added to the hydrated zirconia sol so that the yttria concentration was 1.59 mol% and the neodia concentration was 1.48 mol%, and the calcining temperature was 1210 ° C. Grinded slurry and powder granules were obtained by the above method.

粉砕スラリー中の粉末は、平均粒子径が0.43μm及びBET比表面積は13.8m/gであり、粉末顆粒は平均顆粒径が43μm及び軽装嵩密度が1.26g/cmであった。 The powder in the pulverized slurry had an average particle size of 0.43 μm and a BET specific surface area of 13.8 m 2 / g, and the powder granules had an average granule diameter of 43 μm and a light bulk density of 1.26 g / cm 3 . ..

得られた粉末顆粒を用いたこと以外は実施例1と同様な方法で成形及び焼結することで本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体は透光性を有し、なおかつ、紫色を呈していた。 The zirconia sintered body of this example was obtained by molding and sintering in the same manner as in Example 1 except that the obtained powder granules were used. The obtained zirconia sintered body had translucency and was purple.

Y/Nd含有ジルコニア粉末の組成を表1に、本実施例のジルコニア焼結体の評価結果を表2及び表3に示した。 The composition of the Y / Nd-containing zirconia powder is shown in Table 1, and the evaluation results of the zirconia sintered body of this example are shown in Tables 2 and 3.

実施例3
イットリア濃度が1.59mol%、ネオジア濃度が1.48mol%となるようにイットリア及びネオジアを水和ジルコニアゾルに添加したこと、及び、仮焼温度を1210℃としたこと以外は実施例1と同様な方法で粉砕スラリー及び粉末顆粒を得た。
Example 3
Same as Example 1 except that yttria and neodia were added to the hydrated zirconia sol so that the yttria concentration was 1.59 mol% and the neodia concentration was 1.48 mol%, and the calcining temperature was 1210 ° C. Grinded slurry and powder granules were obtained by the above method.

粉砕スラリー中の粉末は、平均粒子径が0.43μm及びBET比表面積は13.8m/gであり、粉末顆粒は平均顆粒径が43μm及び軽装嵩密度が1.26g/cmであった。 The powder in the pulverized slurry had an average particle size of 0.43 μm and a BET specific surface area of 13.8 m 2 / g, and the powder granules had an average granule diameter of 43 μm and a light bulk density of 1.26 g / cm 3 . ..

得られた粉末顆粒を用いたこと、及び、焼結温度を1500℃としたこと以外は実施例1と同様な方法で成形及び焼結することで本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体は透光性を有し、なおかつ、紫色を呈していた。 The zirconia sintered body of this example was obtained by molding and sintering in the same manner as in Example 1 except that the obtained powder granules were used and the sintering temperature was set to 1500 ° C. The obtained zirconia sintered body had translucency and was purple.

Y/Nd含有ジルコニア粉末の組成を表1に、本実施例のジルコニア焼結体の評価結果を表2及び表3に示した。 The composition of the Y / Nd-containing zirconia powder is shown in Table 1, and the evaluation results of the zirconia sintered body of this example are shown in Tables 2 and 3.

実施例4
オキシ塩化ジルコニウム水溶液を加水分解反応して水和ジルコニアゾルを得た。イットリア濃度が3mol%になるようにイットリアを水和ジルコニアゾルに添加した後、乾燥及び仮焼して、イットリアを含むジルコニア仮焼粉末を得た。仮焼条件は、大気中、1100℃で2時間とした。得られた仮焼粉末を蒸留水で水洗し、乾燥しイットリア含有ジルコニア粉末を得た。
Example 4
A hydrated zirconia sol was obtained by hydrolyzing an aqueous solution of zirconium oxychloride. Yttria was added to the hydrated zirconia sol so that the yttria concentration was 3 mol%, and then dried and calcined to obtain a zirconia calcined powder containing yttria. The calcining condition was 1100 ° C. for 2 hours in the air. The obtained calcined powder was washed with distilled water and dried to obtain an yttria-containing zirconia powder.

得られたイットリア含有ジルコニア粉末を使用したこと以外は実施例1と同様な方法で粉砕スラリー及び粉末顆粒を得た。 A pulverized slurry and powder granules were obtained in the same manner as in Example 1 except that the obtained yttria-containing zirconia powder was used.

粉砕スラリー中の粉末は平均粒子径が0.42μm及びBET比表面積が13.1m/gであり、粉末顆粒の平均顆粒径は45μm及び軽装嵩密度は1.27g/cmであった。 The powder in the pulverized slurry had an average particle size of 0.42 μm and a BET specific surface area of 13.1 m 2 / g, and the average granule diameter of the powder granules was 45 μm and the light bulk density was 1.27 g / cm 3 .

得られた粉末顆粒と、実施例1と同様な方法で得られた粉末顆粒とを以下の組成となるように撹拌混合し、混合粉末顆粒を得た。 The obtained powder granules and the powder granules obtained in the same manner as in Example 1 were stirred and mixed so as to have the following composition to obtain mixed powder granules.

Al :0.05重量%
Y/Nd含有ジルコニア :残部
また、混合粉末顆粒中のY/Nd含有ジルコニアの組成はYが2.3mol%、Ndが0.74mol%及び残部がZrOであった。
Al 2 O 3 : 0.05% by weight
Y / Nd-containing zirconia: balance The composition of Y / Nd-containing zirconia in the mixed powder granules was 2.3 mol% for Y 2 O 3 , 0.74 mol% for Nd 2 O 3, and ZrO 2 for the balance.

得られた混合粉末顆粒を使用したこと以外は実施例1と同様な方法で成形及び焼結し、本実施例の焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体は透光性を有し、なおかつ、紫色を呈していた。 A sintered body of this example was obtained by molding and sintering in the same manner as in Example 1 except that the obtained mixed powder granules were used. The obtained zirconia sintered body had translucency and was purple.

混合粉末顆粒中のY/Nd含有ジルコニアの組成を表1に、本実施例のジルコニア焼結体の評価結果を表2及び表3に示した。 The composition of Y / Nd-containing zirconia in the mixed powder granules is shown in Table 1, and the evaluation results of the zirconia sintered body of this example are shown in Tables 2 and 3.

実施例5
混合粉末顆粒が以下の組成となるようにしたこと以外は実施例4と同様な方法で本実施例の焼結体を得た。
Example 5
A sintered body of this example was obtained in the same manner as in Example 4 except that the mixed powder granules had the following composition.

Al :0.05重量%
Y/Nd含有ジルコニア :残部
また、混合粉末顆粒中のY/Nd含有ジルコニアの組成はYが2.93mol%、Ndが0.07mol%、及び残部がZrOであった。
Al 2 O 3 : 0.05% by weight
Y / Nd-containing zirconia: balance The composition of Y / Nd-containing zirconia in the mixed powder granules was 2.93 mol% for Y 2 O 3 , 0.07 mol% for Nd 2 O 3 , and ZrO 2 for the balance. ..

得られたジルコニア焼結体は透光性を有し、なおかつ、紫色を呈していた。 The obtained zirconia sintered body had translucency and was purple.

混合粉末顆粒中のY/Nd含有ジルコニアの組成を表1に、本実施例のジルコニア焼結体の評価結果を表2及び表3に示した。 The composition of Y / Nd-containing zirconia in the mixed powder granules is shown in Table 1, and the evaluation results of the zirconia sintered body of this example are shown in Tables 2 and 3.

比較例1
ネオジア濃度が3mol%となるようにネオジアを水和ジルコニアゾルに添加したこと、及び、イットリアを添加しなかったこと以外は実施例1と同様な方法でネオジア含有ジルコニア粉末、粉砕スラリー及び粉末顆粒を得た。
Comparative Example 1
The neodia-containing zirconia powder, pulverized slurry and powder granules were prepared in the same manner as in Example 1 except that neodia was added to the hydrated zirconia sol so that the neodia concentration was 3 mol% and yttria was not added. Obtained.

粉砕スラリー中の粉末は、平均粒子径が0.41μm及びBET比表面積は14.1m/gであり、粉末顆粒は平均顆粒径が43μm及び軽装嵩密度が1.22g/cmであった。 The powder in the pulverized slurry had an average particle size of 0.41 μm and a BET specific surface area of 14.1 m 2 / g, and the powder granules had an average granule diameter of 43 μm and a light bulk density of 1.22 g / cm 3 . ..

得られた粉末顆粒を用いたこと以外は実施例1と同様な方法で成形及び焼結することで本比較例のジルコニア焼結体を作製した。しかしながら、本比較例において焼結中にクラックが発生し、形状を維持した焼結体が得られなかった。結果を表1及び2に示す。 The zirconia sintered body of this comparative example was prepared by molding and sintering in the same manner as in Example 1 except that the obtained powder granules were used. However, in this comparative example, cracks were generated during sintering, and a sintered body that maintained its shape could not be obtained. The results are shown in Tables 1 and 2.

比較例2
ネオジア濃度が4mol%となるようにネオジアを水和ジルコニアゾルに添加したこと以外は比較例1と同様な方法でイットリア含有ジルコニア粉末、粉砕スラリー及び粉末顆粒を得た。
Comparative Example 2
Yttria-containing zirconia powder, pulverized slurry and powder granules were obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that neodia was added to the hydrated zirconia sol so that the neodia concentration was 4 mol%.

粉砕スラリー中の粉末は、平均粒子径が0.42μm及びBET比表面積は13.9m/gであり、粉末顆粒は平均顆粒径が47μm及び軽装嵩密度が1.23g/cmであった。 The powder in the pulverized slurry had an average particle size of 0.42 μm and a BET specific surface area of 13.9 m 2 / g, and the powder granules had an average granule diameter of 47 μm and a light bulk density of 1.23 g / cm 3 . ..

得られた粉末顆粒を使用したこと以外は比較例1と同様な方法で成形及び焼結し、本比較例の焼結体を製造した。しかしながら、本比較例において焼結中にクラックが発生し、形状を維持した焼結体が得られなかった。結果を表1及び2に示す。 A sintered body of this Comparative Example was produced by molding and sintering in the same manner as in Comparative Example 1 except that the obtained powder granules were used. However, in this comparative example, cracks were generated during sintering, and a sintered body that maintained its shape could not be obtained. The results are shown in Tables 1 and 2.

比較例3
イットリア濃度が1.08mol%となるようにイットリア及びネオジアを水和ジルコニアゾルに添加した以外は比較例1と同様な方法でY/Nd含有ジルコニア粉末、粉砕スラリー及び粉末顆粒を得た。
Comparative Example 3
Y / Nd-containing zirconia powder, pulverized slurry and powder granules were obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that yttria and neodia were added to the hydrated zirconia sol so that the yttria concentration was 1.08 mol%.

粉砕スラリー中の粉末は、平均粒子径が0.43μm及びBET比表面積は13.8m/gであり、粉末顆粒は平均顆粒径が48μm及び軽装嵩密度が1.26g/cmであった。 The powder in the pulverized slurry had an average particle size of 0.43 μm and a BET specific surface area of 13.8 m 2 / g, and the powder granules had an average granule diameter of 48 μm and a light bulk density of 1.26 g / cm 3 . ..

得られた粉末顆粒を使用したこと、及び、焼結温度を1500℃としたこと以外は比較例1と同様な方法で成形及び焼結し、本比較例の焼結体を製造した。しかしながら、本比較例において焼結中にクラックが発生し、形状を維持した焼結体が得られなかった。結果を表1及び2に示す。 A sintered body of this Comparative Example was produced by molding and sintering in the same manner as in Comparative Example 1 except that the obtained powder granules were used and the sintering temperature was set to 1500 ° C. However, in this comparative example, cracks were generated during sintering, and a sintered body that maintained its shape could not be obtained. The results are shown in Tables 1 and 2.

Figure 2021113152
Figure 2021113152

Figure 2021113152
Figure 2021113152

Figure 2021113152
Figure 2021113152

(色調変化ΔEの測定)
実施例1乃至5の焼結体をそれぞれ140℃の熱水に24時間浸漬し、浸漬前後の焼結体の色調を測定し、色調差ΔEを求めた。結果を表4に示す。
(Measurement of color change ΔE)
The sintered bodies of Examples 1 to 5 were each immersed in hot water at 140 ° C. for 24 hours, the color tone of the sintered body before and after immersion was measured, and the color tone difference ΔE was determined. The results are shown in Table 4.

Figure 2021113152
Figure 2021113152

表4より、色調差ΔEはいずれも2.0以下であり、目視による色調変化は確認されなかった。 From Table 4, the color tone difference ΔE was 2.0 or less, and no visual change in color tone was confirmed.

本発明のジルコニア焼結体は、粉砕部材等の構造材料、歯列補綴材やその色調調整材等の歯科用部材のみならず、宝飾品、装飾部材等の部材、例えば、時計部品、携帯用電子機器の外装部品等や様々な部材へ利用することができる。 The zirconia sintered body of the present invention is not only a structural material such as a crushed member, a dental member such as a dental prosthesis material and a color tone adjusting material thereof, but also a member such as a jewelry or a decorative member, for example, a watch part or a portable material. It can be used for exterior parts of electronic devices and various members.

Claims (5)

Al含有量が0.01重量%以上1.0重量%以下であり、残部が1.2mol%以上3.5mol%以下のイットリア及び0.01mol%以上2mol%以下のネオジアを含有するジルコニアであって、試料厚さ1.0mmにおける光源D65に対する全光線透過率が10%以上であるジルコニア焼結体。 The Al 2 O 3 content is 0.01% by weight or more and 1.0% by weight or less, and the balance contains yttria of 1.2 mol% or more and 3.5 mol% or less and neodia of 0.01 mol% or more and 2 mol% or less. A zirconia sintered body having a total light transmittance of 10% or more with respect to a light source D65 at a sample thickness of 1.0 mm. Al含有量が0.03重量%以上0.8重量%以下である請求項1に記載のジルコニア焼結体。 The zirconia sintered body according to claim 1, wherein the Al 2 O 3 content is 0.03% by weight or more and 0.8% by weight or less. ネオジアに対するイットリアのモル割合が0.8以上である請求項1又は2に記載のジルコニア焼結体。 The zirconia sintered body according to claim 1 or 2, wherein the molar ratio of yttria to neodia is 0.8 or more. 相対密度が99.7%以上である請求項1乃至3のいずれか一項に記載のジルコニア焼結体。 The zirconia sintered body according to any one of claims 1 to 3, wherein the relative density is 99.7% or more. 請求項1乃至4のいずれか一項に記載のジルコニア焼結体を含む部材。 A member containing the zirconia sintered body according to any one of claims 1 to 4.
JP2021066585A 2016-02-09 2021-04-09 Purple zirconia sintered body and method for producing the same Active JP7192908B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022194602A JP2023016927A (en) 2016-02-09 2022-12-06 Purple zirconia sintered body and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016022422 2016-02-09
JP2016022422 2016-02-09
JP2016247516A JP6897087B2 (en) 2016-02-09 2016-12-21 Purple zirconia sintered body and its manufacturing method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016247516A Division JP6897087B2 (en) 2016-02-09 2016-12-21 Purple zirconia sintered body and its manufacturing method

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022194602A Division JP2023016927A (en) 2016-02-09 2022-12-06 Purple zirconia sintered body and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021113152A true JP2021113152A (en) 2021-08-05
JP7192908B2 JP7192908B2 (en) 2022-12-20

Family

ID=59627016

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016247516A Active JP6897087B2 (en) 2016-02-09 2016-12-21 Purple zirconia sintered body and its manufacturing method
JP2021066585A Active JP7192908B2 (en) 2016-02-09 2021-04-09 Purple zirconia sintered body and method for producing the same
JP2022194602A Pending JP2023016927A (en) 2016-02-09 2022-12-06 Purple zirconia sintered body and manufacturing method thereof

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016247516A Active JP6897087B2 (en) 2016-02-09 2016-12-21 Purple zirconia sintered body and its manufacturing method

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022194602A Pending JP2023016927A (en) 2016-02-09 2022-12-06 Purple zirconia sintered body and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (3) JP6897087B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022059792A (en) * 2020-10-02 2022-04-14 第一稀元素化学工業株式会社 Cherry-colored zirconia sintered body, cherry-colored zirconia powder, and producing method of cherry-colored zirconia powder

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009269812A (en) * 2008-04-09 2009-11-19 Tosoh Corp Light-transmitting sintered zirconia compact, method for producing the same, and use thereof
JP2011020877A (en) * 2009-07-14 2011-02-03 Tosoh Corp Purple zirconia sintered compact
US20110236860A1 (en) * 2008-11-27 2011-09-29 Michael Jahns Dental Ceramic Article, Process for Production and Use Thereof
JP2012096977A (en) * 2010-11-05 2012-05-24 Tosoh Corp Blue transluscent zirconia sintered compact, and method for manufacturing the same and use of the same

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6259571A (en) * 1985-09-06 1987-03-16 東レ株式会社 Colored zirconia sintered body and its producton
JPH0688835B2 (en) * 1987-06-11 1994-11-09 日立金属株式会社 High-toughness ZrO 2) system sintered body and manufacturing method thereof
JP5608976B2 (en) * 2008-12-24 2014-10-22 東ソー株式会社 Translucent zirconia sintered body, manufacturing method and use thereof
JP5511661B2 (en) * 2008-06-26 2014-06-04 京セラ株式会社 Pink to purple ceramics and decorative parts
CN104529439B (en) * 2014-12-10 2016-08-31 成都科宁达材料有限公司 The high fluorescent type zirconia ceramics and preparation method thereof thoroughly of a kind of dental
JP6672765B2 (en) * 2014-12-24 2020-03-25 東ソー株式会社 Zirconia sintered body and its use

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009269812A (en) * 2008-04-09 2009-11-19 Tosoh Corp Light-transmitting sintered zirconia compact, method for producing the same, and use thereof
US20110236860A1 (en) * 2008-11-27 2011-09-29 Michael Jahns Dental Ceramic Article, Process for Production and Use Thereof
JP2011020877A (en) * 2009-07-14 2011-02-03 Tosoh Corp Purple zirconia sintered compact
JP2012096977A (en) * 2010-11-05 2012-05-24 Tosoh Corp Blue transluscent zirconia sintered compact, and method for manufacturing the same and use of the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017141143A (en) 2017-08-17
JP6897087B2 (en) 2021-06-30
JP7192908B2 (en) 2022-12-20
JP2023016927A (en) 2023-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10555795B2 (en) Colored translucent zirconia sintered body and powder, and use thereof
JP6760443B2 (en) Translucent zirconia sintered body and zirconia powder, and their uses
CN108358627B (en) Colored light-transmitting zirconia sintered body and use thereof
JP6079028B2 (en) Colored translucent zirconia sintered body and use thereof
JP6443513B2 (en) Colored translucent zirconia sintered body and use thereof
JP6221698B2 (en) Pink zirconia sintered body
JP6331840B2 (en) Red zirconia sintered body and manufacturing method thereof
JP2010150063A (en) Light-transmitting zirconia sintered compact, method for producing the same and use thereof
JP2021113152A (en) Purple-colored zirconia sintered body and method for producing the same
JP7434993B2 (en) Pink zirconia sintered body and its manufacturing method
JP5804144B2 (en) Translucent zirconia sintered body and use thereof
JP6897088B2 (en) Orange zirconia sintered body and its manufacturing method
JP7432816B2 (en) Pink zirconia sintered body and its manufacturing method
JP2017132647A (en) Colored zirconia sintered body and method for producing the same
JP7432817B2 (en) Pink zirconia sintered body and its manufacturing method
JP2014131958A (en) Translucent zirconia sintered body, method for producing the same and application of the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210409

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220208

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220407

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220705

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220804

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221121

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7192908

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151