JP2023171832A - Zirconia powder and its production method - Google Patents

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Abstract

To provide at least one of the following: a zirconia powder which gives a zirconia sintered body exhibiting high electrical conductivity even when sintered at a low temperature and a method for producing the zirconia powder; and a zirconia sintered body obtained from the zirconia powder, a method for producing the zirconia sintered body, and a solid electrolyte using the same.SOLUTION: A zirconia powder comprises one or more stabilizers selected from the group of yttria, calcia, magnesia, and ceria, in which a proportion of monoclinic crystals in a crystal phase is 0.5% or less, an average particle diameter is less than 0.5 μm, and a proportion of particles of 1 μm or less in volume particle size distribution is 100%.SELECTED DRAWING: None

Description

本開示は、ジルコニア粉末、特に固体電解質に適したジルコニア焼結体を与えるジルコニア粉末に関する。 The present disclosure relates to zirconia powder, particularly zirconia powder that provides a zirconia sintered body suitable for solid electrolytes.

ジルコニア系の固体電解質は、固体酸化物型燃料電池(SOFC)等に使用されている。例えば、特許文献1では、イットリア(Y)及びセリア(CeO)を含むジルコニア焼結体を粉砕した後、これにランタノイド酸化物及び、二酸化マンガンや酸化鉄を混合したものを1450℃で焼結させて得られた固体電解質が報告されている。また、特許文献2では、8mol%又は10mol%イットリア含有ジルコニアからなる固体電解質層と、燃料極及びバリア層を備えた成形体を1400℃で共焼結して得られた燃料極と一体化された固体電解質が開示されている。 Zirconia-based solid electrolytes are used in solid oxide fuel cells (SOFC) and the like. For example, in Patent Document 1, after pulverizing a zirconia sintered body containing yttria (Y 2 O 3 ) and ceria (CeO 2 ), a mixture of lanthanide oxide, manganese dioxide, and iron oxide is heated at 1450°C. A solid electrolyte obtained by sintering has been reported. Furthermore, in Patent Document 2, a solid electrolyte layer made of 8 mol% or 10 mol% yttria-containing zirconia is integrated with a fuel electrode obtained by co-sintering a molded body including a fuel electrode and a barrier layer at 1400°C. A solid electrolyte is disclosed.

国際公開2012/105580号International Publication 2012/105580 特許5770400号Patent No. 5770400

特許文献1及び2のジルコニア系の固体電解質は、いずれも、実用的な導電性を発現させるために1400℃以上の高い焼結温度を必要としていた。 Both of the zirconia-based solid electrolytes of Patent Documents 1 and 2 require a high sintering temperature of 1400° C. or higher in order to develop practical conductivity.

これに対し、本開示では、低温で焼結した場合であっても高い導電率を示すジルコニア焼結体を与えるジルコニア粉末及びその製造方法、並びに、当該ジルコニア粉末により得られるジルコニア焼結体、その製造方法及びこれを用いた固体電解質、の少なくとも1つを提供することを目的とする。 In contrast, the present disclosure provides a zirconia powder that provides a zirconia sintered body that exhibits high electrical conductivity even when sintered at low temperatures, a method for producing the same, a zirconia sintered body obtained from the zirconia powder, and a zirconia sintered body obtained from the zirconia powder. The present invention aims to provide at least one of a manufacturing method and a solid electrolyte using the same.

本開示の要旨は以下の通りである。
[1] イットリア、カルシア、マグネシア及びセリアの群から選ばれる1以上の安定化剤を含み、結晶相に占める単斜晶の割合が0.5%以下であり、平均粒子径が0.5μm未満であり、体積粒子径分布において1μm以下の粒子が占める割合が100%であることを特徴とするジルコニア粉末。
[2] 体積粒子径分布における0.2μm以下の粒子の占める割合が10%以上90%以下である上記[1]に記載のジルコニア粉末。
[3] 体積粒子径分布において、0.3~0.5μmにピークトップを有する粒子径ピークを有する上記[1]又は[2]に記載のジルコニア粉末。
[4] 安定化剤の含有量が4mol%を超え12mol%以下である[1]乃至[3]のいずれかひとつに記載のジルコニア粉末。
[5] イオン半径がジルコニウムイオンより小さいカチオン、及び、価数が4価以外のカチオン、の少なくともいずれかを含む化合物である上記[1]乃至{4}のいずれかひとつに記載のジルコニア粉末。
[6] 前記化合物が、アルミニウム、珪素及びゲルマニウムの群から選ばれる1以上のカチオンを含む上記[5]に記載のジルコニア粉末。
[7] 前記化合物の含有量が、0質量%を超え1質量%以下である上記[5]又は[6]に記載のジルコニア粉末。
[8] 平均顆粒径が30μm以上80μm以下、軽装嵩密度が1.00g/cm以上1.40g/cm以下ある上記[1]乃至[7]のいずれかひとつに記載のジルコニア粉末。
The gist of the present disclosure is as follows.
[1] Contains one or more stabilizers selected from the group of yttria, calcia, magnesia, and ceria, the proportion of monoclinic crystals in the crystal phase is 0.5% or less, and the average particle diameter is less than 0.5 μm A zirconia powder characterized in that the proportion of particles of 1 μm or less in the volume particle size distribution is 100%.
[2] The zirconia powder according to the above [1], wherein the proportion of particles of 0.2 μm or less in the volume particle size distribution is 10% or more and 90% or less.
[3] The zirconia powder according to [1] or [2] above, which has a particle size peak with a peak top at 0.3 to 0.5 μm in the volume particle size distribution.
[4] The zirconia powder according to any one of [1] to [3], wherein the content of the stabilizer is more than 4 mol% and 12 mol% or less.
[5] The zirconia powder according to any one of [1] to {4} above, which is a compound containing at least one of a cation having an ionic radius smaller than that of a zirconium ion and a cation having a valence other than tetravalent.
[6] The zirconia powder according to the above [5], wherein the compound contains one or more cations selected from the group of aluminum, silicon, and germanium.
[7] The zirconia powder according to [5] or [6] above, wherein the content of the compound is more than 0% by mass and not more than 1% by mass.
[8] The zirconia powder according to any one of [1] to [7] above, having an average granule diameter of 30 μm or more and 80 μm or less, and a light bulk density of 1.00 g/cm 3 or more and 1.40 g/cm 3 or less.

[9] 以下の式で求められるジルコニウム元素量が2質量%以下であるジルコニアゾルと、イットリウム、カルシウム、マグネシウム及びセリウムの群から選ばれる1以上の化合物と、を混合する工程、及び、ジルコニアゾルを仮焼温度900℃以上1200℃以下で処理する工程、を有することを特徴とする上記[1]乃至[8]記載のいずれかひとつに記載のジルコニア粉末の製造方法。
Zr=(m/m)×100
上記式において、WZrは吸着ジルコニウム量(質量%)である。mはジルコニアゾルを純水に分散させたスラリーを、分画分子量が500以上300万以下である限外濾過膜を使用した限外濾過で得られる濾液中のジルコニウム量をジルコニア(ZrO)換算した質量(mg)である。mは、限外濾過前のジルコニアゾルを大気雰囲気下、1000℃、1時間で熱処理した後の質量(mg)である。
[10] 上記[1]乃至[8]のいずれかひとつに記載のジルコニア粉末を使用することを特徴とするジルコニア焼結体の製造方法。
[11] イットリア、カルシア、マグネシア及びセリアの群から選ばれる1以上の安定化剤を含み、600℃における導電率が5.0×10-3S/cm以上であることを特徴とするジルコニア焼結体。
[12] 上記[11]に記載のジルコニア焼結体を含む固体電解質。
[9] A step of mixing a zirconia sol with a zirconium element content of 2% by mass or less as determined by the following formula and one or more compounds selected from the group of yttrium, calcium, magnesium, and cerium, and a zirconia sol The method for producing zirconia powder according to any one of items [1] to [8] above, comprising the step of treating at a calcination temperature of 900° C. or more and 1200° C. or less.
W Zr = (m/m 0 )×100
In the above formula, WZr is the amount of adsorbed zirconium (% by mass). m is the amount of zirconium in the filtrate obtained by ultrafiltration of a slurry prepared by dispersing zirconia sol in pure water using an ultrafiltration membrane with a molecular weight cutoff of 500 to 3 million, converted to zirconia (ZrO 2 ). The mass (mg). m o is the mass (mg) after heat-treating the zirconia sol before ultrafiltration at 1000° C. for 1 hour in the air atmosphere.
[10] A method for producing a zirconia sintered body, which uses the zirconia powder described in any one of [1] to [8] above.
[11] A zirconia sintered product containing one or more stabilizers selected from the group of yttria, calcia, magnesia and ceria, and having an electrical conductivity of 5.0×10 −3 S/cm or more at 600°C. Concretion.
[12] A solid electrolyte comprising the zirconia sintered body according to [11] above.

本開示によって、低温で焼結した場合であっても高い導電率を示すジルコニア焼結体を与えるジルコニア粉末及びその製造方法、並びに、当該ジルコニア粉末により得られるジルコニア焼結体、その製造方法及びこれを用いた固体電解質、の少なくとも1つを提供することができる。 The present disclosure provides a zirconia powder that provides a zirconia sintered body that exhibits high electrical conductivity even when sintered at low temperatures, a method for producing the same, a zirconia sintered body obtained from the zirconia powder, a method for producing the same, and a method for producing the same. A solid electrolyte using a solid electrolyte can be provided.

以下、本開示のジルコニア粉末について実施形態の一例を示して説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the zirconia powder of the present disclosure will be described.

「平均粒子径」は、レーザー回折法による体積粒子径分布測定で得られる累積体積粒子径分布曲線の体積割合が50%に相当する粒子径(メジアン径)である。 The "average particle diameter" is a particle diameter (median diameter) corresponding to a volume ratio of 50% in a cumulative volume particle diameter distribution curve obtained by volume particle diameter distribution measurement using a laser diffraction method.

「結晶子径」とは、粉末X線回折(XRD)法で測定される回折線のブラッグ角(θ)と機械的広がり幅を補正した回折線の半値幅(β)をそれぞれ求めて、以下の式3により算出されたものの値をいう。
Dx = κλ/(β・cosθ)
上式において、κはシェーラー定数(κ=1)、λは測定波長、βは。ジルコニア微粉末の結晶子径は、強度の最も強い回折線により求める。
"Crystallite diameter" is calculated by calculating the Bragg angle (θ) of the diffraction line measured by powder X-ray diffraction (XRD) method and the half-width (β) of the diffraction line corrected for the mechanical broadening width. This is the value calculated using Equation 3.
Dx = κλ/(β・cosθ)
In the above equation, κ is the Scheler constant (κ=1), λ is the measurement wavelength, and β is. The crystallite diameter of the zirconia fine powder is determined by the most intense diffraction line.

「BET比表面積」とは、JIS R 1626-1996に準じ、吸着物質を窒素(N)としたBET法1点法により求められる値である。 The "BET specific surface area" is a value determined by the BET one-point method using nitrogen (N 2 ) as the adsorbent in accordance with JIS R 1626-1996.

「安定化剤含有量」とは、ジルコニアと酸化物換算した安定化剤に対する、安定化剤のモル割合である。 "Stabilizer content" is the molar ratio of stabilizer to zirconia and stabilizer in terms of oxide.

「結晶相に占める単斜晶の割合」(以下、「単斜晶相率」ともいう。)とは、ジルコニアの結晶相に占める、単斜晶の割合である。粉末については、粉末の粉末X線回折(以下、「XRD」ともいう。)パターンを使用し、一方、焼結体については、鏡面研磨後の焼結体の表面のXRDパターンを使用し、以下の式から求めることができる。 "Ratio of monoclinic crystal in the crystal phase" (hereinafter also referred to as "monoclinic phase ratio") is the ratio of monoclinic crystal in the crystal phase of zirconia. For the powder, the powder X-ray diffraction (hereinafter also referred to as "XRD") pattern is used, while for the sintered body, the XRD pattern of the surface of the sintered body after mirror polishing is used. It can be obtained from the formula.

={I(111)+I(11-1)}/[I(111)
+I(11-1)+I(111)+I(111)]×100
f m ={I m (111)+I m (11-1)}/[I m (111)
+I m (11-1)+I t (111)+I c (111)]×100

上式において、fは単斜晶相率(%)、I(111)及びI(11-1)は、それぞれ、単斜晶の(111)面及び(11-1)面に相当するXRDピークの面積強度、I(111)は正方晶の(111)面に相当するXRDピークの面積強度、並びにI(111)は立方晶の(111)面に相当するXRDピークの面積強度である。 In the above formula, f m is the monoclinic phase ratio (%), I m (111) and I m (11-1) correspond to the (111) plane and (11-1) plane of the monoclinic crystal, respectively. I t (111) is the area intensity of the XRD peak corresponding to the (111) plane of the tetragonal crystal, and I c (111) is the area of the XRD peak corresponding to the (111) plane of the cubic crystal. It is strength.

XRDパターンの測定の条件として、以下の条件を挙げることができる。
線源 : CuKα線(λ=0.15418nm)
測定モード : 連続スキャン
スキャンスピード : 4°/分
ステップ幅 : 0.02°
測定範囲 : 2θ=26°~33°
The conditions for measuring the XRD pattern include the following conditions.
Radiation source: CuKα radiation (λ=0.15418nm)
Measurement mode: continuous scan
Scan speed: 4°/min
Step width: 0.02°
Measurement range: 2θ=26°~33°

上述のXRDパターン測定において、好ましくは、ジルコニアの各結晶面に相当するXRDピークは、以下の2θにピークトップを有するピークとして測定される。 In the above-mentioned XRD pattern measurement, preferably, the XRD peak corresponding to each crystal plane of zirconia is measured as a peak having a peak top at the following 2θ.

単斜晶の(111)面に相当するXRDピーク : 2θ=31±0.5°
単斜晶の(11-1)面に相当するXRDピーク: 2θ=28±0.5°
正方晶及び立方晶の(111)面に相当するRDピークは重複して測定され、その2θは、2θ=30±0.5°である。
XRD peak corresponding to monoclinic (111) plane: 2θ=31±0.5°
XRD peak corresponding to monoclinic (11-1) plane: 2θ=28±0.5°
The RD peaks corresponding to the (111) planes of the tetragonal and cubic crystals were measured in duplicate, and the 2θ thereof was 2θ=30±0.5°.

各結晶面のXRDピークの面積強度は、計算プログラムに“PRO-FIT”を使用し、H. Toraya,J. Appl. Crystallogr.,19,440-447(1986)に記載の方法で、各XRDピークを分離した上で求めることができる。 The area intensity of the XRD peak of each crystal plane was determined using the calculation program "PRO-FIT" and the H. Toraya, J. Appl. Crystallogr. , 19, 440-447 (1986), each XRD peak can be separated and determined.

「イオン半径」は、Acta.Crystallogr.,A32,751-67(1976).(以下、「参考文献」ともいう。)に記載されている値である。 "Ionic radius" is Acta. Crystallogr. , A32, 751-67 (1976). (hereinafter also referred to as "references").

「添加物含有量」とは、添加物/(ZrO+安定化剤+添加物)の比率を質量%として表した値をいう。ここで、添加物は酸化物に換算した値である。 "Additive content" refers to the ratio of additive/(ZrO 2 + stabilizer + additive) expressed as mass %. Here, the additives are values converted to oxides.

「平均ゾル粒径」とは、動的光散乱式粒子径分布測定により得られる累積体積粒子径分布曲線の体積割合が50%に相当するゾル径(メジアン径)である。 The "average sol particle size" is a sol diameter (median diameter) corresponding to a volume ratio of 50% in a cumulative volume particle size distribution curve obtained by dynamic light scattering particle size distribution measurement.

「焼結体の実測密度」は、アルキメデス法を用いて測定できる。 The "actually measured density of the sintered body" can be measured using the Archimedes method.

本実施形態のジルコニア粉末は、イットリア、カルシア、マグネシア及びセリアの群から選ばれる1以上の安定化剤を含む。該安定化剤は、イットリア及びセリアの少なくともいずれかであることが好ましい。固体電解質として適した特性を有するジルコニア焼結体が得られるため、安定化剤はイットリアであることがより好ましい。 The zirconia powder of this embodiment contains one or more stabilizers selected from the group of yttria, calcia, magnesia, and ceria. The stabilizer is preferably at least one of yttria and ceria. The stabilizer is more preferably yttria, since a zirconia sintered body having properties suitable as a solid electrolyte can be obtained.

安定化剤の種類及び含有量は、目的とするジルコニア焼結体の特性に応じて適宜変更すればよい。例えば、安定化剤がイットリアである場合、イットリアの含有量が4mol%を超え12mol%以下であることが好ましく、6mol%以上10mol%以下であることがより好ましい。 The type and content of the stabilizer may be changed as appropriate depending on the desired characteristics of the zirconia sintered body. For example, when the stabilizer is yttria, the content of yttria is preferably more than 4 mol% and no more than 12 mol%, more preferably 6 mol% or more and no more than 10 mol%.

本実施形態のジルコニア粉末は、結晶相に占める単斜晶の割合(以下、「単斜晶相率」ともいう。)が0.5%以下であり、0%以上0.2%以下であることが好ましい。単斜晶相率がこの範囲を超えると、緻密化に必要とされる焼結温度が高くなり、また、緻密化が進行しても粗大な気孔が残留しやすい。単斜晶相率が0.5%以下であれば、他の結晶相は任意であり、正方晶及び立方晶、好ましくは立方晶であることが挙げられる。本実施形態のジルコニア粉末の結晶相は立方晶及び単斜晶からなることが好ましい。 In the zirconia powder of this embodiment, the proportion of monoclinic crystal in the crystal phase (hereinafter also referred to as "monoclinic phase ratio") is 0.5% or less, and is 0% or more and 0.2% or less. It is preferable. When the monoclinic phase ratio exceeds this range, the sintering temperature required for densification becomes high, and coarse pores are likely to remain even if densification progresses. As long as the monoclinic phase ratio is 0.5% or less, other crystal phases are optional, and include tetragonal and cubic, preferably cubic. The crystal phase of the zirconia powder of this embodiment is preferably composed of cubic crystals and monoclinic crystals.

本実施形態のジルコニア粉末は、平均粒子径が0.5μm未満である。平均粒子径この範囲以外では、硬く粗大な凝集粒子が多くなり、ジルコニア粉末の成形性及び焼結性が低くなる。成形性及び焼結性が高くなる傾向があるため、平均粒子径は、好ましくは0.05μm以上0.4μm以下、より好ましくは0.05μm以上0.35μm以下、更に好ましくは0.1μm以上0.3μm以下である。 The zirconia powder of this embodiment has an average particle diameter of less than 0.5 μm. If the average particle diameter is outside this range, there will be many hard and coarse agglomerated particles, and the formability and sinterability of the zirconia powder will decrease. Since moldability and sinterability tend to be high, the average particle diameter is preferably 0.05 μm or more and 0.4 μm or less, more preferably 0.05 μm or more and 0.35 μm or less, and even more preferably 0.1 μm or more. .3 μm or less.

同様な理由により、本実施形態のジルコニア粉末は、体積粒子径分布において1μm以下の粒子が占める割合(以下、「粒子比率」ともいう。)が100%であり、体積粒子径分布において1μmを超える粒子を含まない粉末である。そのため、本実施形態のジルコニア粉末は、ジルコニア微粉末とみなすこともできる。 For the same reason, in the zirconia powder of this embodiment, the ratio of particles of 1 μm or less in the volume particle size distribution (hereinafter also referred to as "particle ratio") is 100%, and the proportion of particles larger than 1 μm in the volume particle size distribution is 100%. It is a powder containing no particles. Therefore, the zirconia powder of this embodiment can also be considered as a zirconia fine powder.

成形性が向上する傾向があるため、本実施形態のジルコニア粉末は、好ましくは体積粒子径分布における0.2μm以下の粒子の占める割合(以下、「微小粒子比率」ともいう。)が10%以上90%以下、より好ましくは20%以上80%以下、更に好ましくは30%以上70%以下である。 Since moldability tends to improve, the zirconia powder of this embodiment preferably has a volume particle size distribution in which the ratio of particles of 0.2 μm or less (hereinafter also referred to as "fine particle ratio") is 10% or more. It is 90% or less, more preferably 20% or more and 80% or less, and still more preferably 30% or more and 70% or less.

より低温での焼結温度であっても緻密な焼結体が得られやすくなるため、本実施形態のジルコニア粉末は、体積粒子径分布において、0.3~0.5μmにピークトップを有する粒子径ピークを有することが好ましい。また、当該粒子径ピークの幅が0.05μm以上0.2μm以下であることが好ましい。 Since a dense sintered body can be easily obtained even at a lower sintering temperature, the zirconia powder of this embodiment has particles having a peak top at 0.3 to 0.5 μm in the volume particle size distribution. It is preferable to have a diameter peak. Moreover, it is preferable that the width of the particle size peak is 0.05 μm or more and 0.2 μm or less.

粒子比率及び微粒子比率は、レーザー回折法による体積粒子径分布測定で得られる累積体積粒子径分布曲線において、累積値100%に対する各粒子径の粒子が占める割合であり、粒子径ピークは、レーザー回折法による体積粒子径分布測定で得られる粒子径分布におけるピークである。 Particle ratio and fine particle ratio are the ratios of particles of each particle size to 100% of the cumulative value in the cumulative volume particle size distribution curve obtained by volume particle size distribution measurement using laser diffraction method. This is a peak in the particle size distribution obtained by volume particle size distribution measurement using the method.

本実施形態のジルコニア粉末の他の物性は任意であるが、例えば、BET比表面積は、好ましくは11m/g以上20m/g以下、より好ましくは13m/g以上19m/g以下であること、平均結晶子径は26nm以上50nm以下、好ましくは30nm以上45nm以下、より好ましくは35nm以上40nm以下であること、が挙げられる。 Although other physical properties of the zirconia powder of this embodiment are arbitrary, for example, the BET specific surface area is preferably 11 m 2 /g or more and 20 m 2 /g or less, more preferably 13 m 2 /g or more and 19 m 2 /g or less. The average crystallite diameter is 26 nm or more and 50 nm or less, preferably 30 nm or more and 45 nm or less, and more preferably 35 nm or more and 40 nm or less.

本実施形態のジルコニア粉末は、安定化剤を含み、残部がジルコニアであればよいが、緻密化速度の促進による焼結性の改善効果が得られるため、本実施形態のジルコニア粉末はイオン半径がジルコニウムイオンより小さいカチオン、及び、価数が4価以外のカチオン、の少なくともいずれかを含む化合物(以下、「添加剤」ともいう。)を含むことが好ましい。これにより、より低い焼結温度であっても密度の高いジルコニア焼結体が得られやすくなる。添加剤は、アルミニウム、ケイ素及びゲルマニウムの群から選ばれる1以上のカチオンを含む化合物であることが好ましく、アルミニウム及びゲルマニウムの少なくともいずれかのカチオンを含む化合物であることがより好ましく、アルミニウムカチオン及びゲルマニウムカチオンを含む化合物であることが更に好ましい。具体的な添加剤として、アルミナ(Al)、シリカ(SiO)及びゲルマニア(Ge)の群から選ばれる1以上、好ましくはアルミナ及びゲルマニアの少なくともいずれかが例示できる。本実施形態のジルコニア粉末は、イオン半径がジルコニウムイオン以上であり、なおかつ、価数が4のカチオンを含まないことが好ましい。 It is sufficient that the zirconia powder of this embodiment contains a stabilizer and the remainder is zirconia, but since the sinterability is improved by accelerating the densification rate, the zirconia powder of this embodiment has an ionic radius. It is preferable to include a compound (hereinafter also referred to as "additive") containing at least one of a cation smaller than a zirconium ion and a cation having a valence other than tetravalent. This makes it easier to obtain a high-density zirconia sintered body even at a lower sintering temperature. The additive is preferably a compound containing one or more cations selected from the group of aluminum, silicon, and germanium, and more preferably a compound containing at least one cation of aluminum and germanium. More preferably, it is a compound containing a cation. Specific additives include one or more selected from the group of alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), and germania (Ge 2 O 3 ), preferably at least one of alumina and germania. It is preferable that the zirconia powder of this embodiment has an ionic radius equal to or larger than a zirconium ion and does not contain a cation having a valence of 4.

なお、参考文献において、ジルコニウムカチオンはイオン半径が0.86Å及び価数が4、アルミニウムカチオンはイオン半径が0.68Å及び価数が3、ケイ素カチオンはイオン半径が0.54Å及び価数が4、及び、ゲルマニウムカチオンはイオン半径が0.67Å及び価数が4、である。 In addition, in the reference literature, zirconium cations have an ionic radius of 0.86 Å and a valence of 4, aluminum cations have an ionic radius of 0.68 Å and a valence of 3, and silicon cations have an ionic radius of 0.54 Å and a valence of 4. , and the germanium cation has an ionic radius of 0.67 Å and a valence of 4.

添加物の含有量は、ジルコニア粉末の質量に対する酸化物換算した添加物の質量割合として0質量%以上1質量%以下であることが例示でき、添加物を含有する場合、0質量%を超え1質量%以下、更には0.05質量%以上0.8質量%以下が例示できる。 The content of the additive can be exemplified as 0% by mass or more and 1% by mass or less as the mass ratio of the additive calculated as an oxide with respect to the mass of the zirconia powder. Examples include 0.05% by mass or more and 0.8% by mass or less.

本実施形態のジルコニア粉末は、緩慢凝集した粒子、いわゆる顆粒、であってもよい。
本実施形態のジルコニア粉末が顆粒である場合、平均顆粒径は30μm以上80μm以下、及び係争嵩密度が1.10g/cm以上1.40g/cmであることが例示できる。
The zirconia powder of this embodiment may be slowly agglomerated particles, so-called granules.
When the zirconia powder of this embodiment is a granule, the average granule diameter is 30 μm or more and 80 μm or less, and the contented bulk density is 1.10 g/cm 3 or more and 1.40 g/cm 3 .

本実施形態のジルコニア粉末は、固体電解質用ジルコニア焼結体を得るための、固体電解質用ジルコニア粉末として供することが好ましい。 The zirconia powder of this embodiment is preferably used as a zirconia powder for solid electrolyte to obtain a zirconia sintered body for solid electrolyte.

本実施形態のジルコニア粉末は、以下の式で求められるジルコニウム元素量が2質量%以下であるジルコニアゾルと、イットリウム、カルシウム、マグネシウム及びセリウムの群から選ばれる1以上の化合物と、を混合する工程、を有することを特徴とする製造方法、によって得ることができる。
Zr=(m/m)×100
The zirconia powder of this embodiment is produced by mixing a zirconia sol having a zirconium element content of 2% by mass or less as determined by the following formula, and one or more compounds selected from the group of yttrium, calcium, magnesium, and cerium. It can be obtained by a manufacturing method characterized by having.
W Zr = (m/m 0 )×100

上記式において、WZrは吸着ジルコニウム量(質量%)である。mはジルコニアゾルを純水に分散させたスラリーを、分画分子量が500以上300万以下である限外濾過膜を使用した限外濾過で得られる濾液中のジルコニウム量をジルコニア(ZrO)換算した質量(mg)である。mは、限外濾過前のジルコニアゾルを大気雰囲気下、1000℃、1時間で熱処理した後の質量(mg)である。濾液中のジルコニウム量はICP分析で測定すればよい。 In the above formula, WZr is the amount of adsorbed zirconium (% by mass). m is the amount of zirconium in the filtrate obtained by ultrafiltration of a slurry prepared by dispersing zirconia sol in pure water using an ultrafiltration membrane with a molecular weight cutoff of 500 to 3 million, converted to zirconia (ZrO 2 ). The mass (mg). m o is the mass (mg) after heat-treating the zirconia sol before ultrafiltration at 1000° C. for 1 hour in the air atmosphere. The amount of zirconium in the filtrate may be measured by ICP analysis.

ジルコニアゾルとイットリウム等の化合物を混合する工程(以下、「混合工程」ともいう。)に供するジルコニアゾルは、以下の式で求められるジルコニウム元素量(以下、「吸着ジルコニウム量」ともいう。)が2質量%以下であり、0質量%以上1質量%以下であることが好ましく、0質量%以上0.5質量%以下であることがより好ましく、0質量%以上0.01質量%以下であることが更に好ましい。
Zr=(m/m)×100
The zirconia sol to be subjected to the process of mixing zirconia sol and a compound such as yttrium (hereinafter also referred to as "mixing process") has an amount of zirconium element (hereinafter also referred to as "adsorbed zirconium amount") determined by the following formula. 2% by mass or less, preferably 0% by mass or more and 1% by mass or less, more preferably 0% by mass or more and 0.5% by mass or less, and 0% by mass or more and 0.01% by mass or less. More preferably.
W Zr = (m/m 0 )×100

上記式において、WZrは吸着ジルコニウム量(質量%)である。mはジルコニアゾルを純水に分散させたスラリーを、分画分子量が500以上300万以下である限外濾過膜を使用した限外濾過することで得られる濾液中のジルコニウム量をジルコニア(ZrO)換算した質量(mg)である。濾液中のジルコニウム量はICP分析で測定すればよい。mは、限外濾過前のジルコニアゾルを大気雰囲気下、1000℃、1時間で熱処理した後の質量(mg)である。m及びmの測定は、それぞれ、限外濾過前のジルコニアゾルを同量用意して行えばよい。 In the above formula, WZr is the amount of adsorbed zirconium (% by mass). m is the amount of zirconium in the filtrate obtained by ultrafiltrating a slurry in which zirconia sol is dispersed in pure water using an ultrafiltration membrane with a molecular weight cut-off of 500 to 3 million . ) is the converted mass (mg). The amount of zirconium in the filtrate may be measured by ICP analysis. m o is the mass (mg) after heat-treating the zirconia sol before ultrafiltration at 1000° C. for 1 hour in the air atmosphere. The measurements of m and m o can be carried out by preparing the same amount of zirconia sol before ultrafiltration.

吸着ジルコニウム量が2質量%を超えると、仮焼時に粉末粒子同士が強固に焼結し、硬い凝集粒子を含む粗粒が多くなる。その結果、成形性及び焼結性のいずれもが低くなる。 When the amount of adsorbed zirconium exceeds 2% by mass, powder particles are strongly sintered together during calcination, and coarse particles including hard aggregated particles increase. As a result, both formability and sinterability become low.

成形性が高くなるため、ジルコニアゾルは平均ゾル粒径が0.05μm以上0.2μm以下であることが好ましい。 In order to improve moldability, it is preferable that the average sol particle size of the zirconia sol is 0.05 μm or more and 0.2 μm or less.

ジルコニアゾルは、上述の特徴を有していればよく、その製造方法は任意である。ジルコニアゾルの製造方法として水熱合成法及び加水分解法の少なくともいずれかが例示できる。水熱合成法では、溶媒存在下でジルコニウム塩とアルカリ等とを混合して得られる共沈物を100~200℃で熱処理することでジルコニアゾルが得られる。また、加水分解法では、溶媒存在下でジルコニウム塩を加熱することで該ジルコニウム塩が加水分解してジルコニアゾルが得られる。このように、ジルコニアゾルは水熱合成法又は加水分解法で得られるジルコニアゾルであることが例示でき、加水分解法で得られるジルコニアゾルであることが好ましい。 The zirconia sol only needs to have the above-mentioned characteristics, and its manufacturing method is arbitrary. Examples of methods for producing zirconia sol include at least one of a hydrothermal synthesis method and a hydrolysis method. In the hydrothermal synthesis method, a zirconia sol is obtained by heat-treating a coprecipitate obtained by mixing a zirconium salt and an alkali etc. in the presence of a solvent at 100 to 200°C. Furthermore, in the hydrolysis method, the zirconium salt is hydrolyzed by heating it in the presence of a solvent to obtain a zirconia sol. As described above, the zirconia sol can be exemplified by a zirconia sol obtained by a hydrothermal synthesis method or a hydrolysis method, and is preferably a zirconia sol obtained by a hydrolysis method.

なお、加水分解でジルコニアゾルを得る場合、反応終了時のpHを制御することが好ましい。これにより、ジルコニアゾルの平均ゾル粒径が制御しやすくなる。例えば、平均ゾル粒径0.05~0.2μmの水和ジルコニアゾルを得るため、反応終了時のpHを酸性及び塩基性の少なくともいずれかとすることが好ましく、具体的に0.3以上0.6以下及び0.8以上1.4以下の少なくともいずれかであることが好ましい。 In addition, when obtaining zirconia sol by hydrolysis, it is preferable to control the pH at the end of the reaction. This makes it easier to control the average sol particle size of the zirconia sol. For example, in order to obtain a hydrated zirconia sol with an average sol particle size of 0.05 to 0.2 μm, the pH at the end of the reaction is preferably at least one of acidic and basic, specifically 0.3 to 0.0. It is preferably at least one of 6 or less and 0.8 or more and 1.4 or less.

ジルコニアゾルの製造に使用するジルコニウム塩は、オキシ塩化ジルコニウム、硝酸ジルコニル、塩化ジルコニウム及び硫酸ジルコニウムの群から選ばれる1以上が挙げられ、塩化ジルコニウム及びオキシ塩化ジルコニウムの少なくともいずれかが好ましく、オキシ塩化ジルコニウムがより好ましい。別の実施形態として、ジルコニム塩は、水酸化ジルコニウムと酸との混合物であることが挙げられる。酸は、無機酸及び有機酸の少なくともいずれかがであり、酢酸、クエン酸、塩酸、硝酸及び硫酸の群から選ばれる1以上が好ましく、塩酸、硝酸及び硫酸の群から選ばれる1以上がより好ましい。 The zirconium salt used in the production of zirconia sol includes one or more salts selected from the group of zirconium oxychloride, zirconyl nitrate, zirconium chloride, and zirconium sulfate, preferably at least one of zirconium chloride and zirconium oxychloride, and zirconium oxychloride is more preferable. In another embodiment, the zirconium salt is a mixture of zirconium hydroxide and an acid. The acid is at least one of an inorganic acid and an organic acid, preferably one or more selected from the group of acetic acid, citric acid, hydrochloric acid, nitric acid, and sulfuric acid, more preferably one or more selected from the group of hydrochloric acid, nitric acid, and sulfuric acid. preferable.

ジルコニアゾルの製造に使用するアルカリは、アンモニア、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムの群から選ばれる1以上が例示できる。別の実施形態として、アルカリは、分解して塩基性を示す化合物、例えば尿素、である。 Examples of the alkali used for producing the zirconia sol include one or more selected from the group of ammonia, sodium hydroxide, and potassium hydroxide. In another embodiment, the alkali is a compound that decomposes to become basic, such as urea.

本実施形態の製造方法に供するイットリウム、カルシウム、マグネシウム及びセリウムの群から選ばれる1以上の化合物(以下、「安定化剤源」ともいう。)は、イットリウム、カルシウム、マグネシウム及びセリウムの群から選ばれる1以上を含む、塩化物、フッ化物、硝酸塩、炭酸塩、硫酸塩、酢酸塩、酸化物及び水酸化物の群から選ばれる1以上が例示でき、塩化物、フッ化物、酸化物及び水酸化物の群から選ばれる1以上が好ましく、塩化物及び酸化物の少なくともいずれかであることがより好ましい。 One or more compounds selected from the group of yttrium, calcium, magnesium, and cerium (hereinafter also referred to as "stabilizer source") used in the production method of the present embodiment are selected from the group of yttrium, calcium, magnesium, and cerium. Examples include one or more selected from the group of chlorides, fluorides, nitrates, carbonates, sulfates, acetates, oxides, and hydroxides, including one or more of chlorides, fluorides, oxides, and hydroxides. One or more selected from the group of oxides is preferred, and at least one of chlorides and oxides is more preferred.

ジルコニアゾルと安定化剤源とは、両者が均一になるように混合すればよい。混合方法は任意であるが、例えば、ジルコニアゾル水溶液に安定化剤源を添加する方法が挙げられる。 The zirconia sol and the stabilizer source may be mixed uniformly. Although the mixing method is arbitrary, for example, a method of adding a stabilizer source to an aqueous zirconia sol solution can be mentioned.

ジルコニアゾルと混合する安定化剤源の濃度は、ジルコニアゾル中のジルコニアに対する酸化物換算した安定化剤源が、目的とするジルコニア粉末の安定化剤含有量となるようにすればよい。例えば、安定化剤源がイットリア源である場合、4mol%を超え12mol%以下、好ましくは6mol%以上10mol%以下が挙げられる。 The concentration of the stabilizer source to be mixed with the zirconia sol may be such that the stabilizer source in terms of oxide relative to zirconia in the zirconia sol has the desired stabilizer content of the zirconia powder. For example, when the stabilizer source is an yttria source, it may be more than 4 mol% and less than 12 mol%, preferably more than 6 mol% and less than 10 mol%.

本実施形態の製造方法は、安定化剤源と混合後のジルコニアゾルを乾燥する工程(以下、「乾燥工程」ともいう。)を有することが好ましい。乾燥方法は、溶媒、ジルコニアゾルの水和水や吸着水を除去できる方法であればよく、例えば、大気中、120~200℃で処理することが挙げられる。 The manufacturing method of the present embodiment preferably includes a step of drying the zirconia sol after mixing with the stabilizer source (hereinafter also referred to as "drying step"). The drying method may be any method as long as it can remove the solvent, hydration water and adsorbed water of the zirconia sol, and for example, treatment in the air at 120 to 200° C. may be used.

本実施形態の製造方法は、ジルコニアゾルを仮焼温度900℃以上1200℃以下で処理する工程(以下、「仮焼工程」ともいう。)を有するこれにより、本実施形態のジルコニア粉末が得られる。仮焼温度がこの範囲内であると、ジルコニア粉末粒子同士の凝集が強くならなない、又は、強固に凝集した粗大粒子が生成しにくくなる。これにより、粉砕等により本実施形態のジルコニア粉末の平均粒子径等を制御しやすくなる。好ましい仮焼条件として、900℃以上1100℃以下が挙げられる。 The manufacturing method of this embodiment includes a step of treating zirconia sol at a calcination temperature of 900°C or more and 1200°C or less (hereinafter also referred to as "calcination step"), whereby the zirconia powder of this embodiment is obtained. . When the calcination temperature is within this range, the aggregation of zirconia powder particles does not become strong, or it becomes difficult to form strongly agglomerated coarse particles. This makes it easier to control the average particle diameter, etc. of the zirconia powder of this embodiment by pulverization or the like. Preferred calcination conditions include 900°C or more and 1100°C or less.

添加物を含むジルコニア粉末を製造する場合、混合工程及び仮焼工程の少なくともいずれかで、ジルコニアゾルに添加物を混合すればよい。ジルコニアゾルと混合する添加物は任意であるが、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、硫酸アルミニウム、シリカ、シリカゾル、ケイ酸、酸化ゲルマニウム及び水酸化ゲルマニウムの群から選ばれる1以上が例示でき、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、硫酸アルミニウム、酸化ゲルマニウム及び水酸化ゲルマニウムの群から選ばれる1以上であることが好ましく、アルミナ、水和アルミナ、アルミナゾル、酸化ゲルマニウム及び水酸化ゲルマニウムの群から選ばれる1以上であることがより好ましく、アルミナ及び酸化ゲルマニウムの少なくともいずれかであることが更に好ましい。 When producing zirconia powder containing additives, the additives may be mixed with zirconia sol in at least one of the mixing step and the calcination step. Additives to be mixed with the zirconia sol are optional, but are from the group of alumina, hydrated alumina, alumina sol, aluminum hydroxide, aluminum chloride, aluminum nitrate, aluminum sulfate, silica, silica sol, silicic acid, germanium oxide and germanium hydroxide. Examples include one or more selected from the group consisting of alumina, hydrated alumina, alumina sol, aluminum hydroxide, aluminum chloride, aluminum nitrate, aluminum sulfate, germanium oxide, and germanium hydroxide. It is more preferably one or more selected from the group of hydrated alumina, alumina sol, germanium oxide, and germanium hydroxide, and even more preferably at least one of alumina and germanium oxide.

本実施形態のジルコニア粉末の平均粒子径及び粒子径比とするため、ジルコニア粉末を粉砕する工程(以下、「粉砕工程」ともいう。)を含んでいてもよい。粉砕方法は、乾式粉砕又は湿式粉砕のいずれであってもよく、湿式粉砕であることが好ましい。特に好ましい粉砕方法として、粉砕媒体としてジルコニアボール、好ましくは直径3mm以下のジルコニアボール、より好ましくは直径2mm以下のジルコニアボール、を使用した湿式粉砕、が挙げられる。具体的な湿式粉砕として、振動ミル、連続式媒体撹拌ミル及びボールミルの群から選ばれる1以上を使用した粉砕を上げることができる。 In order to obtain the average particle diameter and particle diameter ratio of the zirconia powder of this embodiment, the process may include a step of pulverizing the zirconia powder (hereinafter also referred to as a "pulverization step"). The pulverization method may be dry pulverization or wet pulverization, and wet pulverization is preferred. A particularly preferred pulverization method includes wet pulverization using zirconia balls, preferably zirconia balls with a diameter of 3 mm or less, more preferably zirconia balls with a diameter of 2 mm or less, as the pulverization medium. A specific example of wet pulverization is pulverization using one or more selected from the group of a vibration mill, a continuous medium stirring mill, and a ball mill.

本実施形態の製造方法は、ジルコニア粉末を顆粒とする場合、公知の方法でこれを顆粒化することができる。顆粒化方法として、噴霧造粒による顆粒化が例示できる。 In the manufacturing method of this embodiment, when zirconia powder is made into granules, it can be granulated by a known method. An example of the granulation method is granulation by spray granulation.

本実施形態のジルコニア粉末は、これを使用する焼結体の製造方法に供することができる。本実施形態のジルコニア粉末を使用する焼結体の製造方法は任意であり、例えば、本実施形態のジルコニア粉末を成形し、得られた成形体を焼結する方法や、本実施形態のジルコニア粉末を成形し、得られた成形体を仮焼し、得られた仮焼体を焼結する方法、などが挙げられる。 The zirconia powder of this embodiment can be used in a method for manufacturing a sintered body using the zirconia powder. The method for producing a sintered body using the zirconia powder of this embodiment is arbitrary, and examples include a method of molding the zirconia powder of this embodiment and sintering the obtained molded body, and a method of manufacturing the sintered body using the zirconia powder of this embodiment. Examples include a method of molding, calcining the obtained molded body, and sintering the obtained calcined body.

成形方法は任意であるが、金型プレス成形、シート成形、ドクターブレード法、カレンダーロール法、射出成形及び冷間静水圧プレス(CIP)の群から選ばれる1以上が例示できる。具体的な成形方法として、例えば、20MPa以上100MPa以下、好ましくは30MPa以上80MPa以下の金型プレス成形、及び、30MPa以上250MPa以下、好ましくは50MPa以上200MPa以下のCIP法、の少なくともいずれかが挙げられる。成形に供するジルコニア粉末は、ジルコニア粉末、又は、ジルコニア粉末を含む組成物であればよい。 The molding method is arbitrary, but examples include one or more selected from the group of die press molding, sheet molding, doctor blade method, calendar roll method, injection molding, and cold isostatic pressing (CIP). Specific molding methods include, for example, at least one of mold press molding at 20 MPa or more and 100 MPa or less, preferably 30 MPa or more and 80 MPa or less, and CIP method at 30 MPa or more and 250 MPa or less, preferably 50 MPa or more and 200 MPa or less. . The zirconia powder used for molding may be zirconia powder or a composition containing zirconia powder.

焼結方法は、常圧焼結、加圧焼結及び真空焼結の群から選ばれる1以上が例示でき、常圧焼結及び加圧焼結の少なくともいずれかが好ましい。簡便であるため、常圧焼結が好ましく、特に大気雰囲気下の常圧焼結であることが好ましい。常圧焼結の条件としては、焼結温度として1200℃以上1600℃以下、更には1250℃以上1500℃以下、焼結時間として1時間以上24時間以下、好ましくは2時間以上20時間以下、が挙げられる。しかしながら、本実施形態のジルコニア粉末は、従来より低い焼結温度であっても、高い伝導利を有するジルコニア焼結体が得られるため、焼結温度は1200℃以上1400℃未満がより好ましく、1200℃以上1325℃以下が特に好ましい。 Examples of the sintering method include one or more selected from the group of normal pressure sintering, pressure sintering, and vacuum sintering, and at least one of normal pressure sintering and pressure sintering is preferred. Since it is simple, pressureless sintering is preferred, and pressureless sintering in an atmospheric atmosphere is particularly preferred. Conditions for pressureless sintering include a sintering temperature of 1200°C or more and 1600°C or less, further 1250°C or more and 1500°C or less, and a sintering time of 1 hour or more and 24 hours or less, preferably 2 hours or more and 20 hours or less. Can be mentioned. However, with the zirconia powder of this embodiment, a zirconia sintered body with high conductivity can be obtained even at a lower sintering temperature than conventional ones, so the sintering temperature is more preferably 1200°C or more and less than 1400°C, and 1200°C or more and less than 1400°C. Particularly preferred is 1325°C or higher.

本実施形態のジルコニア粉末から得られるジルコニア焼結体(以下、「本実施形態のジルコニア焼結体」ともいう。)は、イットリア、カルシア、マグネシア及びセリアの群から選ばれる1以上の安定化剤を含む。該安定化剤は、イットリア及びセリアの少なくともいずれかであることが好ましく、イットリアであることがより好ましい。 The zirconia sintered body obtained from the zirconia powder of this embodiment (hereinafter also referred to as "zirconia sintered body of this embodiment") contains one or more stabilizers selected from the group of yttria, calcia, magnesia, and ceria. including. The stabilizer is preferably at least one of yttria and ceria, and more preferably yttria.

安定化剤の種類及び含有量は、目的とするジルコニア焼結体の特性に応じて適宜変更すればよい。例えば、安定化剤がイットリアである場合、イットリアの含有量が4mol%を超え12mol%以下であることが好ましく、6mol%以上10mol%以下であることがより好ましい。 The type and content of the stabilizer may be changed as appropriate depending on the desired characteristics of the zirconia sintered body. For example, when the stabilizer is yttria, the content of yttria is preferably more than 4 mol% and no more than 12 mol%, more preferably 6 mol% or more and no more than 10 mol%.

本実施形態のジルコニア焼結体は、安定化剤を含み、残部がジルコニアであればよいが、アルミナ(Al)、シリカ(SiO)及びゲルマニア(Ge)の群から選ばれる1以上、好ましくはアルミナ及びゲルマニアの少なくともいずれかを含んでいてもよい。 The zirconia sintered body of this embodiment may contain a stabilizer, and the remainder may be zirconia, but may be selected from the group of alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), and germania (Ge 2 O 3 ). It may contain at least one of alumina and germania, preferably alumina and germania.

本実施形態のジルコニア焼結体は、結晶相に少なくとも立方晶を含み、立方晶を主相とすることが好ましく、立方晶のみであることがより好ましい。これにより、導電性が高くなる傾向がある。本実施形態のジルコニア焼結体において、「立方晶を主相とする」とは、ジルコニアの結晶相に占める立方晶の割合が最も多いことである。 The zirconia sintered body of this embodiment preferably contains at least cubic crystals in its crystal phase, preferably has cubic crystals as its main phase, and more preferably only cubic crystals. This tends to increase conductivity. In the zirconia sintered body of this embodiment, "having cubic crystal as the main phase" means that the proportion of cubic crystal in the crystal phase of zirconia is the largest.

本実施形態のジルコニア焼結体は、実測密度が5.76g/cm以上であることが挙げられ、好ましくは5.82g/cm以上、より好ましくは5.94g/cm以上である。 The zirconia sintered body of this embodiment has an actual density of 5.76 g/cm 3 or more, preferably 5.82 g/cm 3 or more, more preferably 5.94 g/cm 3 or more.

実測密度の上限値は理論密度になるが、本実施形態のジルコニア焼結体が常圧焼結で得られる焼結体(常圧焼結体)である場合、実測密度は6.02g/cm以下、更には6.01g/cm以下であることが挙げられる。 The upper limit of the measured density is the theoretical density, but if the zirconia sintered body of this embodiment is a sintered body obtained by pressureless sintering (pressureless sintered body), the measured density is 6.02 g/cm. 3 or less, more preferably 6.01 g/cm 3 or less.

本実施形態のジルコニア焼結体は、JIS R 1601に準じた方法で測定される三点曲げ強度が350MPa以上であることが挙げられ、380MPa以上であることが好ましく、400MPa以上であることがより好ましい。本実施形態のジルコニア焼結体が常圧焼結で得られる焼結体(常圧焼結体)である場合、三点曲げ強度は600MPa以下、更には500MPa以下であることが挙げられる。 The zirconia sintered body of this embodiment has a three-point bending strength of 350 MPa or more, preferably 380 MPa or more, and more preferably 400 MPa or more, as measured by a method according to JIS R 1601. preferable. When the zirconia sintered body of this embodiment is a sintered body obtained by pressureless sintering (pressureless sintered body), the three-point bending strength is 600 MPa or less, and further preferably 500 MPa or less.

本実施形態のジルコニア焼結体は、固体電解質として適した導電率、特に800℃未満で作動する低温型の固体電解質として適した導電率を有することが好ましい。具体的な導電率として、600℃における導電率が5.0×10-3S/cm以上であることが挙げられ、6.5×10-3S/cm以上であることが好ましい。本実施形態のジルコニア焼結体が常圧焼結で得られる焼結体(常圧焼結体)である場合、導電率は1.0×10-2S/cm以下あることが挙げられる。 The zirconia sintered body of this embodiment preferably has a conductivity suitable as a solid electrolyte, particularly a conductivity suitable as a low-temperature solid electrolyte that operates at less than 800°C. Specifically, the conductivity at 600° C. is 5.0×10 −3 S/cm or more, preferably 6.5×10 −3 S/cm or more. When the zirconia sintered body of this embodiment is a sintered body obtained by pressureless sintering (atmospheric pressure sintered body), the electrical conductivity is 1.0×10 −2 S/cm or less.

本実施形態のジルコニア焼結体は、高い導電率を示すため、固体電解質、更には固体酸化物型燃料電池(SOFC)用固体電解質、として供することができる。 Since the zirconia sintered body of this embodiment exhibits high electrical conductivity, it can be used as a solid electrolyte, and further as a solid electrolyte for solid oxide fuel cells (SOFC).

本実施形態のジルコニア焼結体を備えたSOFCは、燃料極、空気極及び本実施形態のジルコニア焼結体を備えたSOFCであればよい。 The SOFC including the zirconia sintered body of this embodiment may be any SOFC provided with a fuel electrode, an air electrode, and the zirconia sintered body of this embodiment.

燃料極は、公知の材料からなる燃料極であればよく、例えば、ニッケル60質量%-ジルコニア40質量%で構成されるNi-ジルコニアサーメット材料が例示できる。 The fuel electrode may be any fuel electrode made of a known material, such as a Ni-zirconia cermet material composed of 60% by mass of nickel and 40% by mass of zirconia.

空気極は、公知の材料からなる空気極であればよく、例えば、ランタンストロンチウムマンガネイト(La(Sr)MnO)が例示できる。 The air electrode may be any air electrode made of a known material, such as lanthanum strontium manganate (La(Sr)MnO 3 ).

本実施形態のジルコニア焼結体を備えたSOFCの製造方法は任意である。例えば、本実施形態のジルコニア焼結体の一方の面に燃料極及びその前駆体化合物の少なくともいずれかを塗布し、他方の面に空気極及びその前駆体化合物の少なくともいずれかを塗布した後、これを一体として焼結する方法が挙げられる。さらに、本実施形態のジルコニア粉末は、燃料極及び空気極と同程度の焼結温度であっても、高い導電率を示すジルコニア焼結体を与える。そのため、燃料極及びその前駆体化合物の少なくともいずれか、本実施形態のジルコニア粉末、並びに、空気極及びその前駆体化合物の少なくともいずれか、を積層させ、これを一体として成形及び焼結する方法、により、一度の焼結により燃料極、固体電解質及び空気極が一体となったSOFCを得ることができる。 The method for manufacturing the SOFC including the zirconia sintered body of this embodiment is arbitrary. For example, after applying at least one of the fuel electrode and its precursor compound to one surface of the zirconia sintered body of this embodiment and applying at least one of the air electrode and its precursor compound to the other surface, One method is to sinter this as one piece. Furthermore, the zirconia powder of this embodiment provides a zirconia sintered body that exhibits high electrical conductivity even at a sintering temperature comparable to that of the fuel electrode and the air electrode. Therefore, a method of laminating at least one of the fuel electrode and its precursor compound, the zirconia powder of this embodiment, and the air electrode and at least one of its precursor compound, and molding and sintering them as one body; Accordingly, a SOFC in which a fuel electrode, a solid electrolyte, and an air electrode are integrated can be obtained by sintering once.

以下、実施例により本実施形態を具体的に説明する。しかしながら、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。
(平均ゾル粒径)
ジルコニアゾルの平均ゾル粒径は、動的光散乱式粒子径分布測定装置(装置名:UPA-UT151、マイクロトラック・ベル社製)を用いて測定した。試料の前処理として、水和ジルコニアゾル含有溶液を純水に懸濁させ、超音波ホモジナイザーを用いて3分間分散させた。
(吸着ジルコニウム量)
加水分解後のジルコニアゾルを含有するスラリーを一部回収し、その半分について、分画分子量が500~300万である限外濾過膜を使用した限外濾過することで濾液中を得た。残った半分のスラリーは大気雰囲気下、1000℃、1時間で熱処理した後の質量(mg)である。ICP分析で、それぞれのジルコニウム量を測定してm及びmを求め、以下の式から吸着ジルコニウム量を求めた。
Zr=(m/m)×100
Hereinafter, this embodiment will be specifically described with reference to Examples. However, the present disclosure is not limited to these examples.
(Average sol particle size)
The average sol particle size of the zirconia sol was measured using a dynamic light scattering particle size distribution measuring device (device name: UPA-UT151, manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd.). As pretreatment of the sample, a solution containing hydrated zirconia sol was suspended in pure water and dispersed for 3 minutes using an ultrasonic homogenizer.
(Amount of adsorbed zirconium)
A portion of the slurry containing the zirconia sol after hydrolysis was collected, and half of it was subjected to ultrafiltration using an ultrafiltration membrane having a molecular weight cutoff of 5 million to 3 million to obtain a filtrate. The mass (mg) of the remaining half of the slurry is after heat treatment at 1000° C. for 1 hour in an air atmosphere. By ICP analysis, the amount of zirconium was measured to determine m and m 0 , and the amount of adsorbed zirconium was determined from the following formula.
W Zr = (m/m 0 )×100

(粒子径分布測定)
マイクロトラック粒度分布計(商品名:MT3000II、マイクロトラック・ベル社製)のHRAモードにより、粉末試料の体積粒子径分布曲線及び累積体積粒子径分布曲線を得、付属の解析ソフトによって、平均粒子径、粒子比率、微粒子比率、粒子径ピーク及び粒子径ピークの幅を測定した。測定に先立ち、粉末試料を純水に懸濁させ、超音波ホモジナイザーを用いて10分間分散させ、前処理とした。
(単斜晶相率)
一般的なX線回折装置(商品名:UltimaIIV、リガク社製)を使用し、粉末試料のXRDパターンを得た。XRD測定の条件は以下のとおりである。
線源 : CuKα線(λ=0.15418nm)
測定モード : 連続スキャン
スキャンスピード : 4°/分
ステップ幅 : 0.02°
測定範囲 : 2θ=26°~33°
得られたXRDパターン及び計算プログラムとして“PRO-FIT”を使用し、上述の式により、単斜晶相率を求めた。
(Particle size distribution measurement)
The volume particle size distribution curve and the cumulative volume particle size distribution curve of the powder sample were obtained using the HRA mode of the Microtrac particle size distribution meter (trade name: MT3000II, manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd.), and the average particle size was calculated using the attached analysis software. , particle ratio, fine particle ratio, particle size peak, and width of particle size peak were measured. Prior to the measurement, the powder sample was suspended in pure water and dispersed for 10 minutes using an ultrasonic homogenizer to perform pretreatment.
(monoclinic phase ratio)
An XRD pattern of the powder sample was obtained using a general X-ray diffraction device (trade name: Ultima IIV, manufactured by Rigaku Corporation). The conditions for XRD measurement are as follows.
Radiation source: CuKα radiation (λ=0.15418nm)
Measurement mode: continuous scan
Scan speed: 4°/min
Step width: 0.02°
Measurement range: 2θ=26°~33°
Using the obtained XRD pattern and "PRO-FIT" as a calculation program, the monoclinic phase ratio was determined according to the above formula.

(BET比表面積)
一般的な流動式比表面積自動測定装置(装置名:フローソーブIII2305、島津製作所社製)、及び吸着ガスとして窒素を使用し、粉末試料のBET比表面積を測定した。
測定に先立ち、粉末試料は大気中、250℃で30分間の脱気処理を施し、前処理とした。
(平均顆粒径)
ジルコニア顆粒の平均粒径は、ふるい分け試験方法によって求めた。
(成形体密度)
成形体試料の質量を天秤で測定し、また、体積をノギスで測定して寸法から求めた。得られた質量及び体積から実測密度を求めた。
(焼結体密度)
焼結体試料の実測密度をアルキメデス法により測定した。測定に先立ち、乾燥後の焼結体の質量を測定した後,焼結体を水中に配置し、これを1時間煮沸し、前処理とした。
(三点曲げ強度)
焼結体試料の曲げ強度は、JIS R1601に準じた三点曲げ試験で測定した。の測定は、支点間距離30mmで、幅4mm、厚さ3mmの柱形状の焼結体試料を使用して行い、10回測定した平均値をもって曲げ強度とした。
(導電率)
導電率は測定装置に周波数応答アナライザー(装置名:1260、Solartron社製)、及び、ポテンショスタット(装置名:1286A、Solartron社製)を使用した交流インピーダンス法により測定した。測定条件を以下に示す。
測定試料 :縦4mm×横3mm、長さ35mmの直方体状焼結体
測定雰囲気 :大気雰囲気
測定温度 :600℃
測定方法 :四端子法
電極端子 :Pt線(直径0.2mm)
電圧端子間距離 :15mm
測定周波数 :1MHz~0.1Hz
印可電流 :1mA
(BET specific surface area)
The BET specific surface area of the powder sample was measured using a general fluid type automatic specific surface area measuring device (device name: Flowsorb III 2305, manufactured by Shimadzu Corporation) and nitrogen as an adsorption gas.
Prior to the measurement, the powder sample was subjected to deaeration treatment at 250° C. for 30 minutes in the air as a pretreatment.
(Average granule diameter)
The average particle size of the zirconia granules was determined by the sieving test method.
(Molded body density)
The mass of the molded body sample was measured with a balance, and the volume was measured with a caliper and determined from the dimensions. The measured density was determined from the obtained mass and volume.
(sintered body density)
The actual density of the sintered body sample was measured by the Archimedes method. Prior to the measurement, after measuring the mass of the sintered body after drying, the sintered body was placed in water and boiled for 1 hour to perform pretreatment.
(Three-point bending strength)
The bending strength of the sintered sample was measured by a three-point bending test according to JIS R1601. The measurement was performed using a column-shaped sintered body sample with a distance between fulcrums of 30 mm, a width of 4 mm, and a thickness of 3 mm, and the average value of 10 measurements was taken as the bending strength.
(conductivity)
The conductivity was measured by an AC impedance method using a frequency response analyzer (device name: 1260, manufactured by Solartron) and a potentiostat (device name: 1286A, manufactured by Solartron) as measurement devices. The measurement conditions are shown below.
Measurement sample: Rectangular parallelepiped sintered body measuring 4 mm long x 3 mm wide and 35 mm long Measurement atmosphere: Air atmosphere Measurement temperature: 600°C
Measurement method: Four-terminal method Electrode terminal: Pt wire (diameter 0.2 mm)
Distance between voltage terminals: 15mm
Measurement frequency: 1MHz to 0.1Hz
Applied current: 1mA

実施例1
2mol/Lのオキシ塩化ジルコニウム水溶液に、2mol/Lのアンモニア水、及び、純水を添加及び混合し、ジルコニア換算濃度0.8mol/Lのオキシ塩化ジルコニウム水溶液を得た。得られた水溶液を攪拌しながら200時間、煮沸温度で加水分解し、ジルコニアゾルを得た。得られたジルコニアゾルは吸着ジルコニウム量が0.5質量%で、平均ゾル粒径が0.1μmであった。
Example 1
2 mol/L aqueous ammonia and pure water were added and mixed to a 2 mol/L zirconium oxychloride aqueous solution to obtain a zirconium oxychloride aqueous solution with a zirconia equivalent concentration of 0.8 mol/L. The resulting aqueous solution was hydrolyzed at boiling temperature for 200 hours while stirring to obtain a zirconia sol. The obtained zirconia sol had an adsorbed zirconium amount of 0.5% by mass and an average sol particle size of 0.1 μm.

イットリア濃度が8mol%となるように塩化イットリウムをジルコニアゾルに添加及び混合し、大気中、160℃で乾燥させた後、大気中、980℃、2時間で仮焼してジルコニア粉末を得た。 Yttrium chloride was added and mixed with zirconia sol so that the yttria concentration was 8 mol %, dried in the air at 160°C, and then calcined in the air at 980°C for 2 hours to obtain zirconia powder.

得られたジルコニア粉末を十分量の純水で洗浄した後、スラリーとし、粉砕媒体として直径2mmのジルコニアボールを備えた振動ミルで24時間粉砕した。粉砕後、大気中、130℃で乾燥し、本実施例のジルコニア粉末とした。 The obtained zirconia powder was washed with a sufficient amount of pure water, made into a slurry, and ground for 24 hours in a vibrating mill equipped with zirconia balls having a diameter of 2 mm as a grinding medium. After pulverization, it was dried in the air at 130°C to obtain the zirconia powder of this example.

本実施形態のジルコニア粉末を圧力70MPaで金型プレス成形した後、大気中、1300℃で2時間常圧焼結して、本実施例のジルコニア焼結体を得た。 The zirconia powder of this embodiment was press-molded with a mold at a pressure of 70 MPa, and then sintered under normal pressure at 1300° C. for 2 hours in the atmosphere to obtain a zirconia sintered body of this embodiment.

実施例2
純水での洗浄後、アルミナ含有量が0.25質量%になるようアルミナゾルをジルコニア粉末に添加したこと以外は、実施例1と同様な条件で本実施例のジルコニア粉末を得た。
Example 2
Zirconia powder of this example was obtained under the same conditions as Example 1, except that after washing with pure water, alumina sol was added to the zirconia powder so that the alumina content was 0.25% by mass.

焼結温度を1250℃としたこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。 A zirconia sintered body of this example was obtained in the same manner as in Example 1 except that the sintering temperature was 1250°C.

実施例3
純水での洗浄後、アルミナ含有量が0.25質量%になるようアルミナゾルとゲルマニア含有量が0.25質量%になるようジルコニア粉末に添加したこと以外は、実施例1と同様な条件で本実施例のジルコニア粉末を得た。
Example 3
After washing with pure water, the conditions were the same as in Example 1, except that alumina sol was added to the zirconia powder so that the alumina content was 0.25% by mass and the germania content was 0.25% by mass. Zirconia powder of this example was obtained.

焼結温度を1200℃としたこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。 A zirconia sintered body of this example was obtained in the same manner as in Example 1 except that the sintering temperature was 1200°C.

実施例4
実施例1と同様な方法でジルコニア粉末と純水を混合してスラリーとしたのち、これを噴霧造粒して顆粒粉末とした。ジルコニア顆粒の平均顆粒径は55μm、軽装嵩密度が1.29g/cmであった。
Example 4
Zirconia powder and pure water were mixed to form a slurry in the same manner as in Example 1, and then this was sprayed and granulated to obtain granulated powder. The average particle diameter of the zirconia granules was 55 μm, and the light bulk density was 1.29 g/cm 3 .

得られたジルコニア顆粒を使用したこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。 A zirconia sintered body of this example was obtained in the same manner as in Example 1 except that the obtained zirconia granules were used.

実施例5
イットリア濃度が10mol%となるように塩化イットリウムをジルコニアゾルに添加したこと、純水での洗浄後、アルミナ含有量が0.25質量%になるようアルミナゾルをジルコニア粉末に添加したこと、及び、大気中、970℃、2時間で仮焼したこと以外は実施例1と同様亜方法で本実施例のジルコニア粉末を得た。
Example 5
Yttrium chloride was added to the zirconia sol so that the yttria concentration was 10 mol%, and after washing with pure water, the alumina sol was added to the zirconia powder so that the alumina content was 0.25% by mass. The zirconia powder of this example was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was calcined at 970° C. for 2 hours.

得られたジルコニア粉末を使用したこと、及び、焼結温度を1250℃としたこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。 A zirconia sintered body of this example was obtained in the same manner as in Example 1 except that the obtained zirconia powder was used and the sintering temperature was 1250°C.

比較例1
0.37mol/Lのオキシ塩化ジルコニウム水溶液を攪拌しながら160時間、煮沸温度で加水分解し、ジルコニアゾルを得た。得られたジルコニアゾルは吸着ジルコニウム量が12質量%で、平均ゾル粒径が0.1μmであった。
Comparative example 1
A 0.37 mol/L zirconium oxychloride aqueous solution was hydrolyzed at boiling temperature for 160 hours while stirring to obtain a zirconia sol. The obtained zirconia sol had an adsorbed zirconium amount of 12% by mass and an average sol particle size of 0.1 μm.

イットリア濃度が8mol%となるように塩化イットリウムをジルコニアゾルに添加及び混合し、大気中、160℃で乾燥させた後、大気中、1030℃、2時間で仮焼してジルコニア粉末を得た。 Yttrium chloride was added and mixed with zirconia sol so that the yttria concentration was 8 mol %, dried in the air at 160°C, and then calcined in the air at 1030°C for 2 hours to obtain zirconia powder.

得られたジルコニア粉末を十分量の純水で洗浄した後、スラリーとし、粉砕媒体として直径10mmのジルコニアボールを備えた振動ミルで30時間粉砕した。粉砕後、大気中、130℃で乾燥し、本比較例のジルコニア粉末とした。 After washing the obtained zirconia powder with a sufficient amount of pure water, it was made into a slurry and ground for 30 hours in a vibrating mill equipped with zirconia balls having a diameter of 10 mm as a grinding medium. After pulverization, it was dried in the air at 130°C to obtain zirconia powder of this comparative example.

本比較例のジルコニア粉末を圧力70MPaで金型プレス成形した後、大気中、1300℃で2時間常圧焼結して、本比較例のジルコニア焼結体を得た。 The zirconia powder of this comparative example was press-molded with a mold at a pressure of 70 MPa, and then sintered under normal pressure at 1300° C. for 2 hours in the atmosphere to obtain a zirconia sintered body of this comparative example.

比較例2
イットリア濃度が4mol%となるように塩化イットリウムをジルコニアゾルに添加したこと以外は、実施例1と同様な方法で本比較例のジルコニア粉末を得た。
Comparative example 2
Zirconia powder of this comparative example was obtained in the same manner as in Example 1, except that yttrium chloride was added to the zirconia sol so that the yttria concentration was 4 mol %.

焼結温度を1350℃としたこと以外は実施例1と同様な方法でジルコニア焼結体を得た。 A zirconia sintered body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the sintering temperature was 1350°C.

比較例3
実施例1と同様な方法でジルコニアゾルを得た。得られたジルコニアゾルを十分量の水で洗浄し、得られたジルコニアゾルは吸着ジルコニウム量が0.5質量%で、平均ゾル粒径が0.1μmであった。
Comparative example 3
A zirconia sol was obtained in the same manner as in Example 1. The obtained zirconia sol was washed with a sufficient amount of water, and the amount of adsorbed zirconium in the obtained zirconia sol was 0.5% by mass, and the average sol particle size was 0.1 μm.

イットリア濃度が8mol%となるように塩化イットリウムをジルコニアゾルに添加及び混合し、大気中、160℃で乾燥させた後、大気中、990℃、2時間で仮焼してジルコニア粉末を得た。 Yttrium chloride was added and mixed with zirconia sol so that the yttria concentration was 8 mol %, dried in the air at 160°C, and then calcined in the air at 990°C for 2 hours to obtain zirconia powder.

得られたジルコニア粉末を十分量の純水で洗浄した後、スラリーとし、粉砕媒体として直径10mmのジルコニアボールを備えた振動ミルで24時間粉砕した。粉砕後、大気中、130℃で乾燥し、本比較例のジルコニア粉末とした。 After washing the obtained zirconia powder with a sufficient amount of pure water, it was made into a slurry and ground for 24 hours in a vibrating mill equipped with zirconia balls having a diameter of 10 mm as a grinding medium. After pulverization, it was dried in the air at 130°C to obtain zirconia powder of this comparative example.

焼結温度を1350℃としたこと以外は実施例1と同様な方法でジルコニア焼結体を得た。 A zirconia sintered body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the sintering temperature was 1350°C.

実施例及び比較例で得られたジルコニア粉末の評価結果を下表に示す。実施例のジルコニア粉末は、いずれも体積粒子径分布において、0.3~0.5μmにピークトップを有する粒子径ピークを有し、該粒子径ピークの幅が0.1μmであった。また、比較例1は平均粒子径が0.5μmを超え、なおかつ、粒子比率が80%以下であること、比較例2及び3は、単斜晶相率が1%以上であることが確認できる。 The evaluation results of the zirconia powders obtained in Examples and Comparative Examples are shown in the table below. All of the zirconia powders of Examples had a particle size peak having a peak top at 0.3 to 0.5 μm in the volume particle size distribution, and the width of the particle size peak was 0.1 μm. In addition, it can be confirmed that Comparative Example 1 has an average particle diameter exceeding 0.5 μm and a particle ratio of 80% or less, and Comparative Examples 2 and 3 have a monoclinic phase ratio of 1% or more. .

Figure 2023171832000001
Figure 2023171832000001

実施例及び比較例で得られたジルコニア焼結体の評価結果を下表に示す。実施例及び比較例1のジルコニア焼結体は、いずれも焼結温度が1300℃以下と低温の焼結によって得られた焼結体であるにもかかわらず、比較例1のジルコニア焼結体は、600℃における導電率が5.0×10-3S/cm未満であるのに対し、実施例のジルコニア焼結体は、導電率が8.0×10-3S/cm以上と、高い電気伝導性を有することが確認できる。 The evaluation results of the zirconia sintered bodies obtained in Examples and Comparative Examples are shown in the table below. Although the zirconia sintered bodies of Examples and Comparative Example 1 were both obtained by sintering at a low temperature of 1300°C or lower, the zirconia sintered bodies of Comparative Example 1 were , the electrical conductivity at 600°C is less than 5.0 x 10 -3 S/cm, whereas the zirconia sintered body of the example has a high electrical conductivity of 8.0 x 10 -3 S/cm or more. It can be confirmed that it has electrical conductivity.

さらに、比較例2及び3のジルコニア焼結体は1350℃と比較的高温の焼結であるにも関わらず、導電率が5.0×10-3S/cm以下と、電気伝導性が低いことが確認できる。 Furthermore, although the zirconia sintered bodies of Comparative Examples 2 and 3 were sintered at a relatively high temperature of 1350°C, they had low electrical conductivity of 5.0 × 10 -3 S/cm or less. This can be confirmed.

なお、比較例1の成形体の実測密度は2.55g/cmであったのに対し、組成が等しい実施例1及び5の成形体の実測密度はいずれも2.76g/cmであり、これらのジルコニア粉末は高い成形性を示すことが確認できる。 Note that the actual density of the compact of Comparative Example 1 was 2.55 g/cm 3 , whereas the actual density of the compacts of Examples 1 and 5 having the same composition was 2.76 g/cm 3 . It can be confirmed that these zirconia powders exhibit high moldability.

Figure 2023171832000002
Figure 2023171832000002

Claims (8)

イットリア、カルシア、マグネシア及びセリアの群から選ばれる1以上の安定化剤を含み、600℃における導電率が5.0×10-3S/cm以上であることを特徴とするジルコニア焼結体。 A zirconia sintered body containing one or more stabilizers selected from the group of yttria, calcia, magnesia, and ceria, and having an electrical conductivity of 5.0×10 −3 S/cm or more at 600° C. 前記安定化剤がイットリアであり、かつイットリアが4mol%を超え、12mol%以下含有している請求項1に記載のジルコニア焼結体。 The zirconia sintered body according to claim 1, wherein the stabilizer is yttria and contains more than 4 mol% and 12 mol% or less of yttria. 結晶相に少なくとも立方晶を含む、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 crystal phase includes at least cubic crystals. 実測密度が5.76g/cm以上6.02g/cm以下である、請求項1乃至3のいずれかひとつ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, having an actual density of 5.76 g/cm 3 or more and 6.02 g/cm 3 or less. JIS R 1601に準じた方法で測定される三点曲げ強度が、350MPa以上600MPa以下である、請求項1乃至4のいずれかひとつに記載のジルコニア焼結体。 The zirconia sintered body according to any one of claims 1 to 4, having a three-point bending strength of 350 MPa or more and 600 MPa or less, as measured by a method according to JIS R 1601. ジルコニア粉末を大気雰囲気下、焼結温度が1200℃以上1600℃以下、焼結時間が1時間以上24時間以下で焼結することを含む、請求項1乃至5のいずれかひとつに記載のジルコニア焼結体の製造方法。 The zirconia sintering method according to any one of claims 1 to 5, comprising sintering zirconia powder in an air atmosphere at a sintering temperature of 1200°C or more and 1600°C or less, and for a sintering time of 1 hour or more and 24 hours or less. Method for producing solids. 請求項1乃至5のいずれかひとつに記載のジルコニア焼結体を含む、固体電解質。 A solid electrolyte comprising the zirconia sintered body according to any one of claims 1 to 5. 請求項1乃至5のいずれかひとつに記載のジルコニア焼結体を使用する、固体電解質の製造方法。 A method for producing a solid electrolyte, using the zirconia sintered body according to any one of claims 1 to 5.
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