JP2791441B2 - Zirconia fine powder and zirconia sintered body - Google Patents
Zirconia fine powder and zirconia sintered bodyInfo
- Publication number
- JP2791441B2 JP2791441B2 JP1299416A JP29941689A JP2791441B2 JP 2791441 B2 JP2791441 B2 JP 2791441B2 JP 1299416 A JP1299416 A JP 1299416A JP 29941689 A JP29941689 A JP 29941689A JP 2791441 B2 JP2791441 B2 JP 2791441B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zirconia
- sintered body
- fine powder
- weight
- calcium oxide
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ジルコニア微粉末およびこれを成形および
焼結して得られる高強度かつ高靭性のジルコニア焼結体
に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a zirconia fine powder and a high-strength and high-toughness zirconia sintered body obtained by molding and sintering the zirconia fine powder.
従来技術とその問題点 酸化イットリウム（イットリア）を含むジルコニア
（イットリア安定化ジルコニア）は、従来から高強度か
つ高靭性のセラミックス材料として、良く知られてい
る。この材料粉末を成形し、焼結して得られる焼結体
は、構成粒子の大部分が準安定な正方晶からなってい
る。この様な焼結体に外部からの力が加えられた場合に
は、内部に存在する亀裂先端の応力集中点において、準
安定な正方晶粒子が単結晶へと応力誘起変態し、その際
に発生する体積膨脹が亀裂の進展を抑制する。このた
め、イットリア安定化ジルコニアは、高強度かつ高靭性
という優れた特性を発揮する。従って、イットリア安定
化ジルコニアは、これらの特性を要求される構造用セラ
ミックス材料として、例えば、軸受、メカニカルシー
ル、治工具、刃物類、粉砕メディアなどの材料として、
多様な用途への適用が期待されている。2. Related Art and its Problems Zirconia (yttria-stabilized zirconia) containing yttrium oxide (yttria) has been well known as a high-strength and high-toughness ceramic material. The sintered body obtained by molding and sintering this material powder has most of the constituent particles made of a metastable tetragon. When an external force is applied to such a sintered body, the metastable tetragonal particles undergo a stress-induced transformation into a single crystal at the stress concentration point at the tip of the crack existing inside. The resulting volume expansion suppresses crack growth. For this reason, yttria-stabilized zirconia exhibits excellent properties of high strength and high toughness. Therefore, yttria-stabilized zirconia is used as a structural ceramic material that requires these properties, for example, as a material for bearings, mechanical seals, jigs, tools, cutting media, and the like.
It is expected to be applied to various uses.
また、イットリアに代えて酸化セリウム（以下セリア
という）を安定化剤とするジルコニア焼結体は、曲げ強
度の点では、イットリア安定化ジルコニアに劣るもの
の、破壊靭性では、イットリア安定化ジルコニアを大幅
に上回る。例えば、３モル％イットリア安定化ジルコニ
アの曲げ強度は約5000MPa、破壊靭性値は約8MNm−3/2で
あるのに対し、12モル％セリア安定化ジルコニアの曲げ
強度は約500MPa、破壊靭性値は約20NMm−3/2という値を
示す。しかしながら、セリア安定化ジルコニアは、この
様に他のセラミックスには無い高靭性を発揮するもの
の、金属などの他の構造用材料と比較すると、機械的特
性、特に靭性の点では未だ劣っており、さらに一層の靭
性の改善が要望されている。Further, a zirconia sintered body using cerium oxide (hereinafter referred to as ceria) as a stabilizer instead of yttria is inferior to yttria-stabilized zirconia in terms of bending strength, but is significantly lower in fracture toughness than yttria-stabilized zirconia. Surpass. For example, 3 mol% yttria flexural strength of stabilized zirconia about 5000 MPa, whereas fracture toughness is about 8MNm -3/2, 12 mol% ceria flexural strength of stabilized zirconia about 500 MPa, fracture toughness indicating a value of about 20NMm -3/2. However, although ceria-stabilized zirconia exhibits high toughness not found in other ceramics in this way, it is still inferior in mechanical properties, particularly toughness, as compared with other structural materials such as metals, There is a demand for further improvement in toughness.
セリア安定化ジルコニアの靭性向上のためには、
（イ）焼結温度を高めることにより、焼結体粒子の粒径
を大きくする方法、（ロ）焼結時間を長くして、やはり
焼結体粒子の粒径を大きくする方法、（ハ）焼結体中に
補強材としてウィスカーを分散させる方法などが提案さ
れている。しかしながら、（イ）および（ロ）の方法に
よれば、焼結体の強度が著しく低下する。また、（ハ）
の方法には、ウィスカーを分散させるために煩雑で高度
の技術を必要とし、製品がコスト高となって、実用的で
ないという問題点が存在する。To improve the toughness of ceria-stabilized zirconia,
(A) a method of increasing the particle size of the sintered particles by increasing the sintering temperature; (b) a method of increasing the particle size of the sintered particles by lengthening the sintering time; A method of dispersing whiskers as a reinforcing material in a sintered body has been proposed. However, according to the methods (a) and (b), the strength of the sintered body is significantly reduced. Also, (c)
The method (1) requires a complicated and sophisticated technique for dispersing the whiskers, resulting in a problem that the cost of the product is high and the product is not practical.
問題点を解決するための手段 本発明者は、セリア安定化ジルコニア焼結体における
上記の様な問題点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、焼結
原料となるセリア安定化ジルコニア微粉末に特定量のア
ルカリ土類金属酸化物を併せて含有させておく場合に
は、焼結体の強度および靭性が著しく改善されることを
見出した。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies in view of the above-mentioned problems in the ceria-stabilized zirconia sintered body, and as a result, have specified a ceria-stabilized zirconia fine powder as a sintering material It has been found that the strength and toughness of the sintered body are remarkably improved when the alkaline earth metal oxide is contained in an amount.
すなわち、本発明は、下記のセリア安定化ジルコニア
微粉末およびセリア安定化ジルコニア焼結体に係るもの
である。That is, the present invention relates to the following ceria-stabilized zirconia fine powder and ceria-stabilized zirconia sintered body.
（１）酸化セリウム12〜30モル％を含むジルコニア10
0重量部ならびに （２）ａ）酸化カルシウム0.05〜２重量部又は ｂ）アルカリ土類金属酸化物（酸化カルシウム
を除く）の少なくとも１種及び酸化カルシウム0.05〜２
重量部 からなるジルコニア微粉末。(1) Zirconia 10 containing 12 to 30 mol% of cerium oxide
0 parts by weight and (2) a) 0.05 to 2 parts by weight of calcium oxide or b) at least one of alkaline earth metal oxides (excluding calcium oxide) and 0.05 to 2 parts of calcium oxide
Zirconia fine powder consisting of parts by weight.
（１）酸化セリウム12〜30モル％を含むジルコニア10
0重量部ならびに （２）ａ）酸化カルシウム0.05〜２重量部又は ｂ）アルカリ土類金属酸化物（酸化カルシウム
を除く）の少なくとも１種及び酸化カルシウム0.05〜２
重量部 からなるジルコニア微粉末を成形し、焼結してなる、正
方晶を主結晶とする高強度かつ高靭性のジルコニア焼結
体。(1) Zirconia 10 containing 12 to 30 mol% of cerium oxide
0 parts by weight and (2) a) 0.05 to 2 parts by weight of calcium oxide or b) at least one of alkaline earth metal oxides (excluding calcium oxide) and 0.05 to 2 parts of calcium oxide
A high-strength and high-toughness zirconia sintered body having a tetragonal main crystal formed by molding and sintering a zirconia fine powder consisting of parts by weight.
本発明のジルコニア微粉末は、セリア12〜30モル％
（より好ましくは12〜16モル％）を含むジルコニア100
重量部に対し、ａ）酸化カルシウム0.05〜２重量部（よ
り好ましくは0.08〜1.5重量部）又はｂ）アルカリ土類
金属酸化物（酸化カルシウムを除く）の少なくとも１種
及び酸化カルシウム0.05〜２重量部（より好ましくは0.
08〜1.5重量部）の割合で構成されていることを必須と
する。The zirconia fine powder of the present invention contains 12 to 30 mol% of ceria.
Zirconia 100 containing (more preferably 12-16 mol%)
Parts by weight: a) 0.05 to 2 parts by weight of calcium oxide (more preferably 0.08 to 1.5 parts by weight) or b) at least one of alkaline earth metal oxides (excluding calcium oxide) and 0.05 to 2 parts by weight of calcium oxide Part (more preferably, 0.
08 to 1.5 parts by weight).
このように、本発明のジルコニア微粉末においては、
上記アルカリ土類金属酸化物として少なくとも酸化カル
シウムを含むことを必須とする。すなわち、本発明で
は、酸化カルシウム単独で又はこれと他のアルカリ土類
金属酸化物の少なくとも１種とを組み合わせて添加す
る。安定化剤としてのセリアの量が８モル％未満の場合
には、焼結体の結晶相がほぼ100％単斜晶となるのに対
し、30モル％を上回る場合には、焼結体の結晶相がほぼ
立方晶または立方晶に少量の正方晶を含む混合相にな
る。また、セリア安定化ジルコニア100重量部に対する
アルカリ土類金属酸化物の少なくとも一種の量が、0.05
〜２重量部の範囲外となる場合には、焼結体の機械的特
性（強度、靭性など）の改善が不十分となる。Thus, in the zirconia fine powder of the present invention,
It is essential that the alkaline earth metal oxide contains at least calcium oxide. That is, in the present invention, calcium oxide is added alone or in combination with at least one of other alkaline earth metal oxides. When the amount of ceria as a stabilizer is less than 8 mol%, the crystal phase of the sintered body becomes almost 100% monoclinic, while when it exceeds 30 mol%, The crystal phase becomes almost cubic or a mixed phase containing a small amount of tetragon in cubic. Further, the amount of at least one kind of alkaline earth metal oxide with respect to 100 parts by weight of ceria-stabilized zirconia is 0.05%.
If the amount is out of the range of about 2 parts by weight, the mechanical properties (strength, toughness, etc.) of the sintered body will not be sufficiently improved.
本発明のジルコニア微粉末は、公知のジルコニア微粉
末と同様の方法で、製造することができる。例えば、
（イ）ジルコニウム塩および必要ならばさらにセリア塩
を含む水溶液をアルカリで中和して水酸化物の沈殿を作
り（中和沈殿法）、これを600〜1200℃程度で仮焼し、
乾式または湿式で粉砕する方法、（ロ）ジルコニウム塩
および必要ならばさらにセリア塩を含む水溶液を加熱し
て、塩を加水分解し、金属酸化物を得た後（加水分解
法）、上記と同様にして仮焼し、乾式または湿式で粉砕
する方法、また、（ハ）アルコキシド法、ゾルゲル法な
どの湿式法により調製したものを上記すると同様にして
仮焼し、乾式または湿式で粉砕する方法などがある。さ
らに、上記の湿式合成方法以外にも、乾式合成法、混合
法（湿式法、乾式法など）などの方法によっても製造す
ることができる。セリアおよびアルカル土類金属酸化物
は、ジルコニアの上記のジルコニア合成時に添加しても
良く、或いは、合成後のジルコニア粉末に乾式的にまた
はそのスラリーに湿式的に後添加しても良い。或いはさ
らに、添加成分の一部をジルコニア合成時に添加してお
き、添加成分の残余を後添加しても良い。焼結体原料と
してのジルコニア微粉末の粒径は、通常0.7〜10μｍ程
度、より好ましくは1.0〜2.0μｍ程度である。本発明に
よるジルコニア微粉末は、焼結体の特性を阻害しない範
囲で、アルミナ、シリカ、チタニアなどの不可避的不純
物を含んでいても良いことは、言うまでもない。The zirconia fine powder of the present invention can be produced by a method similar to that of a known zirconia fine powder. For example,
(A) An aqueous solution containing a zirconium salt and, if necessary, a ceria salt is neutralized with an alkali to form a hydroxide precipitate (neutralization precipitation method), which is calcined at about 600 to 1200 ° C.
Dry or wet crushing method, (b) After heating an aqueous solution containing zirconium salt and, if necessary, further ceria salt to hydrolyze the salt to obtain metal oxide (hydrolysis method), And calcination and dry or wet pulverization, or (c) a method prepared by a wet method such as an alkoxide method or a sol-gel method, and calcined in the same manner as described above, and a dry or wet pulverization method. There is. Further, in addition to the above-mentioned wet synthesis method, it can also be produced by a method such as a dry synthesis method or a mixing method (wet method, dry method, etc.). The ceria and alkaline earth metal oxides may be added during the above-mentioned zirconia synthesis of zirconia, or may be post-added to the synthesized zirconia powder either dry or wet. Alternatively, some of the additional components may be added during the synthesis of zirconia, and the remainder of the additional components may be added later. The particle size of the zirconia fine powder as a raw material of the sintered body is usually about 0.7 to 10 μm, more preferably about 1.0 to 2.0 μm. It goes without saying that the zirconia fine powder according to the present invention may contain unavoidable impurities such as alumina, silica and titania as long as the characteristics of the sintered body are not impaired.
本発明によるジルコニア焼結体は、上記の様にして製
造された微粉末を常法に従って成形し、焼結することに
より、得られる。より具体的には、例えば、ジルコニア
微粉末をそのままプレス成形するか、或いはスラリー化
して鋳込成形し、得られる成形体を1300〜1600℃程度で
焼結すれば良い。勿論、成形方法、焼結条件などは、こ
れらに限定されるものではなく、必要に応じて、他の方
法および条件を採用しても良い。The zirconia sintered body according to the present invention is obtained by molding and sintering the fine powder produced as described above according to a conventional method. More specifically, for example, the zirconia fine powder may be directly press-molded, or may be slurried and cast-molded, and the obtained molded body may be sintered at about 1300 to 1600 ° C. Of course, the molding method and the sintering conditions are not limited to these, and other methods and conditions may be adopted as needed.
本発明によるジルコニア焼結体が高強度かつ高靭性を
発揮する基本的な機構は、公知のイットリア安定化およ
びセリア安定化ジルコニア焼結体のそれとほぼ同様であ
り、焼結体内部の微細亀裂の先端での正方晶から単斜晶
への応力誘起変態が、亀裂の進展を抑制するものであ
る。しかるに、セリアとアルカリ土類金属とを併用する
本発明焼結体において、公知のジルコニア焼結体に比し
てその曲げ強度および破壊靭性を著しく高めることが可
能となった理由については、現在のところ解明されてい
ない。アルカリ土類金属、例えば、酸化カルシウム、酸
化マグネシウムなどは、ジルコニアの安定化剤として公
知である（特開昭50−103510号公報など）が、これらの
単独または２種以上を安定化剤とするジルコニア焼結体
の破壊靭性値は、精々イットリア安定化ジルコニア焼結
体の破壊靭性値と同等或いはそれ以下である。しかも、
これら公知のジルコニア焼結体における安定化剤として
のアルカリ土類金属の含有量は、極めて極めて大量であ
る。この様な状況下に、安定化剤としてセリアと少量の
アルカリ土類金属酸化物とを安定化剤とする本発明ジル
コニア焼結体が、極めて優れた曲げ強度および破壊靭性
を発揮するという事実は、従来技術からは全く予測し得
なかったところである。The basic mechanism by which the zirconia sintered body according to the present invention exhibits high strength and high toughness is almost the same as that of the known yttria-stabilized and ceria-stabilized zirconia sintered bodies, and the fine cracks inside the sintered body are reduced. The stress-induced transformation from tetragonal to monoclinic at the tip suppresses crack growth. However, the reason why it became possible to significantly increase the flexural strength and the fracture toughness of the sintered body of the present invention in which ceria and an alkaline earth metal are used in combination as compared with a known zirconia sintered body is based on the current However, it has not been clarified. Alkaline earth metals such as calcium oxide and magnesium oxide are known as stabilizers for zirconia (JP-A-50-103510, etc.), but one or more of these are used as stabilizers. The fracture toughness value of the zirconia sintered body is at most equal to or less than the fracture toughness value of the yttria-stabilized zirconia sintered body. Moreover,
The content of an alkaline earth metal as a stabilizer in these known zirconia sintered bodies is extremely large. Under such circumstances, the fact that the zirconia sintered body of the present invention using ceria as a stabilizer and a small amount of alkaline earth metal oxide as a stabilizer exhibits extremely excellent bending strength and fracture toughness is as follows. However, it cannot be predicted at all from the prior art.
発明の効果 本発明によれば、常法と同様の成形および焼結という
簡単な工程により、セリア安定化ジルコニア焼結体の特
性である高い靭性のみならず、高い強度をも併せて備え
たジルコニア焼結体が得られる。Effects of the Invention According to the present invention, zirconia having not only high toughness, which is a characteristic of a ceria-stabilized zirconia sintered body, but also high strength, is obtained by a simple process of molding and sintering in the same manner as in the ordinary method A sintered body is obtained.
実 施 例 以下に実施例および比較例を示し、本発明の特徴とす
るところをより一層明確にする。Examples Examples and comparative examples are shown below to further clarify the features of the present invention.
実施例１ 酸化塩化ジルコニウムの水溶液を加熱加水分解して、
ジルコニア酸化物の水和物を調製した後、これに硝酸セ
リウムと硝酸カルシウムを含む水溶液を混合し、アンモ
ニア水を加えて、12モル％セリア安定化ジルコニアを共
沈させた。このものは、セリア安定化ジルコニア重量の
1.0％に相当する酸化カルシウムを含有していた。Example 1 An aqueous solution of zirconium oxychloride was heated and hydrolyzed,
After preparing a hydrate of zirconia oxide, an aqueous solution containing cerium nitrate and calcium nitrate was mixed with the hydrate, and ammonia water was added thereto to coprecipitate 12 mol% ceria-stabilized zirconia. This is based on the weight of ceria-stabilized zirconia
It contained 1.0% of calcium oxide.
得られたジルコニア粉末を850℃で3.5時間仮焼した
後、ボールミルで８時間粉砕して、比表面積29.9m2/g、
平均粒径1.2μｍのジルコニア微粉末を得た。After calcining the obtained zirconia powder at 850 ° C. for 3.5 hours, it was pulverized by a ball mill for 8 hours to obtain a specific surface area of 29.9 m 2 / g,
A zirconia fine powder having an average particle size of 1.2 μm was obtained.
得られた微粉末を金型プレスを使用して、プレス圧0.
4kgで直径7cm、厚さ4mmの円板に予備成形した後、CIP圧
１トンで圧密し、1500℃で３時間焼結した。The resulting fine powder was pressed using a mold press at a pressure of 0.
After preliminarily forming a 4 kg thick disk having a diameter of 7 cm and a thickness of 4 mm, the disk was compacted at a CIP pressure of 1 ton and sintered at 1500 ° C. for 3 hours.
得られた焼結体を研削した後、３×４×40mm3の試験
片を切り出し、JIS R−1601に規定された方法にり３点
曲げ強度を測定し、IF法により破壊靭性値を求めた。曲
げ強度は750MPa、破壊靭性値は27MNm−3/2であった。After grinding the obtained sintered body, a test piece of 3 × 4 × 40 mm 3 was cut out, the three-point bending strength was measured according to the method specified in JIS R-1601, and the fracture toughness value was determined by the IF method. Was. Bending strength 750 MPa, fracture toughness was 27MNm -3/2.
また、Ｘ線回折パターンにより、結晶相は、100％正
方晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、1.4μｍであった。The X-ray diffraction pattern confirmed that the crystal phase was 100% tetragonal. The average crystal grain size of the sintered body was 1.4 μm.
実施例２ 湿式合成法によりセリア12モル％を含有する安定化ジ
ルコニア粉末を製造するに際し、酸化カルシウム0.5重
量％および酸化マグネシウム0.5重量％を配合した。Example 2 In manufacturing a stabilized zirconia powder containing 12 mol% of ceria by a wet synthesis method, 0.5% by weight of calcium oxide and 0.5% by weight of magnesium oxide were blended.
得られたジルコニア粉末を実施例１と同様にして仮焼
し、微粉砕して、比表面積30.1m2/g、平均粒径1.3μｍ
のジルコニア微粉末を得た。The obtained zirconia powder was calcined and finely pulverized in the same manner as in Example 1 to have a specific surface area of 30.1 m 2 / g and an average particle diameter of 1.3 μm.
Of zirconia was obtained.
得られた微粉末を実施例１と同様にして、予備成形
し、CIP成形し、焼結し、試験片を作成して、３点曲げ
強度を測定し、破壊靭性値を求めた。曲げ強度は820MP
a、破壊靭性値は28MNm−3/2であった。The obtained fine powder was preformed, CIP-formed and sintered in the same manner as in Example 1 to prepare a test piece, and the three-point bending strength was measured to determine the fracture toughness value. Bending strength is 820MP
a, fracture toughness value was 28MNm -3/2.
また、Ｘ線回折パターンにより、結晶相は、100％正
方晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、1.3μｍであった。The X-ray diffraction pattern confirmed that the crystal phase was 100% tetragonal. The average crystal grain size of the sintered body was 1.3 μm.
比較例１ 酸化カルシウムを配合しない以外は実施例１と同様に
して、比表面積29.8m2/g、平均粒径1.3μｍのジルコニ
ア微粉末を調製した。Comparative Example 1 A zirconia fine powder having a specific surface area of 29.8 m 2 / g and an average particle diameter of 1.3 μm was prepared in the same manner as in Example 1 except that calcium oxide was not blended.
得られた微粉末を実施例１と同様にして、予備成形
し、CIP成形し、焼結し、試験片を作成して、３点曲げ
強度を測定し、破壊靭性値を求めた。曲げ強度は480MP
a、破壊靭性値は18MNm−3/2であった。The obtained fine powder was preformed, CIP-formed and sintered in the same manner as in Example 1 to prepare a test piece, and the three-point bending strength was measured to determine the fracture toughness value. Flexural strength is 480MP
a, fracture toughness value was 18MNm -3/2.
また、Ｘ線回折パターンにより、結晶相は、100％正
方晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、1.5μｍであった。The X-ray diffraction pattern confirmed that the crystal phase was 100% tetragonal. The average crystal grain size of the sintered body was 1.5 μm.
実施例３ 湿式合成法によりセリア16モル％を含有する安定化ジ
ルコニア粉末を製造するに際し、酸化カルシウム1.0重
量％を配合した。Example 3 In manufacturing a stabilized zirconia powder containing 16 mol% of ceria by a wet synthesis method, 1.0% by weight of calcium oxide was blended.
得られたジルコニア粉末を820℃で3.5時間仮焼した
後、ボールミルで８時間粉砕して、比表面積30.2m2/g、
平均粒径1.1μｍのジルコニア微粉末を得た。After calcining the obtained zirconia powder at 820 ° C. for 3.5 hours, it was pulverized with a ball mill for 8 hours to obtain a specific surface area of 30.2 m 2 / g,
A zirconia fine powder having an average particle size of 1.1 μm was obtained.
得られたジルコニア粉末を実施例１と同様にして仮焼
し、微粉砕して、比表面積30.2m2/g、平均粒径1.1μｍ
のジルコニア微粉末を得た。The obtained zirconia powder was calcined and pulverized in the same manner as in Example 1 to have a specific surface area of 30.2 m 2 / g and an average particle size of 1.1 μm.
Of zirconia was obtained.
得られた微粉末を実施例１と同様にして、予備成形
し、CIP成形し、焼結し、試験片を作成して、３点曲げ
強度を測定し、破壊靭性値を求めた。曲げ強度は610MP
a、破壊靭性値は24MNm−3/2であった。The obtained fine powder was preformed, CIP-formed and sintered in the same manner as in Example 1 to prepare a test piece, and the three-point bending strength was measured to determine the fracture toughness value. Bending strength is 610MP
a, fracture toughness value was 24MNm -3/2.
また、Ｘ線回折パターンにより、結晶相は、100％正
方晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、1.5μｍであった。The X-ray diffraction pattern confirmed that the crystal phase was 100% tetragonal. The average crystal grain size of the sintered body was 1.5 μm.
実施例４ 湿式合成法によりセリア16モル％を含有する安定化ジ
ルコニア粉末を製造するに際し、酸化カルシウム0.5重
量％および酸化マグネシウム0.5重量％を配合した。Example 4 In preparing a stabilized zirconia powder containing 16 mol% of ceria by a wet synthesis method, 0.5% by weight of calcium oxide and 0.5% by weight of magnesium oxide were blended.
得られたジルコニア粉末を実施例１と同様にして仮焼
し、微粉砕して、比表面積30.1m2/g、平均粒径1.3μｍ
のジルコニア微粉末を得た。The obtained zirconia powder was calcined and finely pulverized in the same manner as in Example 1 to have a specific surface area of 30.1 m 2 / g and an average particle diameter of 1.3 μm.
Of zirconia was obtained.
得られた微粉末を実施例１と同様にして、予備成形
し、CIP成形し、焼結し、試験片を作成して、３点曲げ
強度を測定し、破壊靭性値を求めた。曲げ強度は560MP
a、破壊靭性値は23MNm−3/2であった。The obtained fine powder was preformed, CIP-formed and sintered in the same manner as in Example 1 to prepare a test piece, and the three-point bending strength was measured to determine the fracture toughness value. Bending strength is 560MP
a, fracture toughness value was 23MNm -3/2.
また、Ｘ線回折パターンにより、結晶相は、100％正
方晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、1.4μｍであった。The X-ray diffraction pattern confirmed that the crystal phase was 100% tetragonal. The average crystal grain size of the sintered body was 1.4 μm.
比較例２ 湿式合成法によりセリア６モル％を含有する安定化ジ
ルコニア粉末を製造するに際し、酸化カルシウム1.0重
量％を配合した。Comparative Example 2 In producing a stabilized zirconia powder containing 6 mol% of ceria by a wet synthesis method, 1.0% by weight of calcium oxide was blended.
得られたジルコニア粉末を実施例１と同様にして仮焼
し、微粉砕して、比表面積29.5m2/g、平均粒径1.1μｍ
のジルコニア微粉末を調製した。The obtained zirconia powder was calcined and finely pulverized in the same manner as in Example 1 to have a specific surface area of 29.5 m 2 / g and an average particle size of 1.1 μm.
Of zirconia fine powder was prepared.
得られた微粉末を実施例１と同様にして、予備成形
し、CIP成形し、焼結し、試験片を作成して、３点曲げ
強度を測定し、破壊靭性値を求めた。曲げ強度は190MP
a、破壊靭性値は14MNm−3/2であった。The obtained fine powder was preformed, CIP-formed and sintered in the same manner as in Example 1 to prepare a test piece, and the three-point bending strength was measured to determine the fracture toughness value. Flexural strength 190MP
a, fracture toughness value was 14MNm -3/2.
また、Ｘ線回折パターンにより、結晶相は、100％単
斜晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、4.2μｍであった。The X-ray diffraction pattern confirmed that the crystal phase was 100% monoclinic. The average crystal grain size of the sintered body was 4.2 μm.
実施例５ 湿式合成法によりセリア25モル％を含有する安定化ジ
ルコニア粉末を製造するに際し、酸化カルシウム1.4重
量％を配合した。Example 5 In preparing a stabilized zirconia powder containing 25 mol% of ceria by a wet synthesis method, 1.4% by weight of calcium oxide was blended.
得られたジルコニア粉末を実施例１と同様にして仮焼
し（但し仮焼温度は、720℃）、微粉砕して、比表面積3
0.0m2/g、平均粒径1.1μｍのジルコニア微粉末を得た。The obtained zirconia powder was calcined in the same manner as in Example 1 (provided that the calcination temperature was 720 ° C.) and finely pulverized to obtain a specific surface area of 3%.
A zirconia fine powder having an average particle diameter of 0.0 m 2 / g and an average particle diameter of 1.1 μm was obtained.
得られた微粉末を実施例１と同様にして、予備成形
し、CIP成形し、焼結し、試験片を作成して、３点曲げ
強度を測定し、破壊靭性値を求めた。曲げ強度は880MP
a、破壊靭性値は24MNm−3/2であった。The obtained fine powder was preformed, CIP-formed and sintered in the same manner as in Example 1 to prepare a test piece, and the three-point bending strength was measured to determine the fracture toughness value. Bending strength is 880MP
a, fracture toughness value was 24MNm -3/2.
また、Ｘ線回折パターンにより、結晶相は、100％正
方晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、1.3μｍであった。The X-ray diffraction pattern confirmed that the crystal phase was 100% tetragonal. The average crystal grain size of the sintered body was 1.3 μm.
実施例６ 湿式合成法によりセリア16モル％を含有する安定化ジ
ルコニア粉末を製造するに際し、酸化カルシウム0.7重
量％および酸化マグネシウム0.7重量％を配合した。Example 6 In manufacturing a stabilized zirconia powder containing 16 mol% of ceria by a wet synthesis method, 0.7% by weight of calcium oxide and 0.7% by weight of magnesium oxide were blended.
得られたジルコニア粉末を実施例１と同様にして仮焼
し（但し仮焼温度は、820℃）、微粉砕して、比表面積3
0.3m2/g、平均粒径1.1μｍのジルコニア微粉末を得た。The obtained zirconia powder was calcined in the same manner as in Example 1 (however, the calcination temperature was 820 ° C.), finely pulverized, and the specific surface area was 3
A zirconia fine powder having a particle size of 0.3 m 2 / g and an average particle size of 1.1 μm was obtained.
得られた微粉末を実施例１と同様にして、予備成形
し、CIP成形し、焼結し、試験片を作成して、３点曲げ
強度を測定し、破壊靭性値を求めた。曲げ強度は570MP
a、破壊靭性値は23MNm−3/2であった。The obtained fine powder was preformed, CIP-formed and sintered in the same manner as in Example 1 to prepare a test piece, and the three-point bending strength was measured to determine the fracture toughness value. Flexural strength is 570MP
a, fracture toughness value was 23MNm -3/2.
また、Ｘ線回折パターンにより、結晶相は、100％正
方晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、1.3μｍであった。The X-ray diffraction pattern confirmed that the crystal phase was 100% tetragonal. The average crystal grain size of the sintered body was 1.3 μm.
比較例３ 湿式合成法によりセリア16モル％を含有する安定化ジ
ルコニア粉末を製造した。Comparative Example 3 A stabilized zirconia powder containing 16 mol% of ceria was produced by a wet synthesis method.
得られたジルコニア粉末を実施例１と同様にして仮焼
し（但し仮焼温度は、820℃）、微粉砕して、比表面積2
9.8m2/g、平均粒径1.2μｍのジルコニア微粉末を得た。The obtained zirconia powder was calcined in the same manner as in Example 1 (however, the calcination temperature was 820 ° C.), finely pulverized, and the specific surface area 2
A fine zirconia powder having an average particle diameter of 9.8 m 2 / g and 1.2 μm was obtained.
得られた微粉末を実施例１と同様にして、予備成形
し、CIP成形し、焼結し、試験片を作成して、３点曲げ
強度を測定し、破壊靭性値を求めた。曲げ強度は800MP
a、破壊靭性値は5MNm−3/2であった。The obtained fine powder was preformed, CIP-formed and sintered in the same manner as in Example 1 to prepare a test piece, and the three-point bending strength was measured to determine the fracture toughness value. Bending strength is 800MP
a, fracture toughness value was 5MNm -3/2.
また、Ｘ線回折パターンにより、結晶相は、100％正
方晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、1.4μｍであった。The X-ray diffraction pattern confirmed that the crystal phase was 100% tetragonal. The average crystal grain size of the sintered body was 1.4 μm.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−139050（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−136960（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−30663（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 35/48 C01G 25/02────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-63-139050 (JP, A) JP-A-61-136960 (JP, A) JP-A-2-30663 (JP, A) (58) Survey Field (Int.Cl. 6 , DB name) C04B 35/48 C01G 25/02
Claims (2)
ルコニア100重量部ならびに （２）ａ）酸化カルシウム0.05〜２重量部又は ｂ）アルカリ土類金属酸化物（酸化カルシウムを除く）
の少なくとも１種及び酸化カルシウム0.05〜２重量部 からなるジルコニア微粉末。(1) 100 parts by weight of zirconia containing 12 to 30 mol% of cerium oxide and (2) 0.05 to 2 parts by weight of calcium oxide or b) alkaline earth metal oxide (excluding calcium oxide)
Zirconia fine powder comprising at least one of the above and 0.05 to 2 parts by weight of calcium oxide.
ルコニア100重量部ならびに （２）ａ）酸化カルシウム0.05〜２重量部又は ｂ）アルカリ土類金属酸化物（酸化カルシウムを除く）
の少なくとも１種及び酸化カルシウム0.05〜２重量部 からなるジルコニア微粉末を成形し、焼結してなる、正
方晶を主結晶とする高強度かつ高靭性のジルコニア焼結
体。2. (1) 100 parts by weight of zirconia containing 12 to 30 mol% of cerium oxide and (2) 0.05 to 2 parts by weight of a) calcium oxide or b) alkaline earth metal oxide (excluding calcium oxide)
A high-strength and high-toughness zirconia sintered body having a tetragonal crystal as a main crystal, obtained by molding and sintering a zirconia fine powder comprising at least one of the above and 0.05 to 2 parts by weight of calcium oxide.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1299416A JP2791441B2 (en) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | Zirconia fine powder and zirconia sintered body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1299416A JP2791441B2 (en) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | Zirconia fine powder and zirconia sintered body |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03159960A JPH03159960A (en) | 1991-07-09 |
| JP2791441B2 true JP2791441B2 (en) | 1998-08-27 |
Family
ID=17872279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1299416A Expired - Fee Related JP2791441B2 (en) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | Zirconia fine powder and zirconia sintered body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2791441B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5735985A (en) * | 1996-11-15 | 1998-04-07 | Eastman Kodak Company | Method for micromolding ceramic structures |
| DE102005018949A1 (en) * | 2005-04-18 | 2006-10-19 | Ami-Agrolinz Melamine International Gmbh | Solid particles production, especially urea particles, from flowable starting material containing e.g. actinium oxide, useful e.g. in catalysts or milling bodies, comprises splitting into droplets and introducing into solidification liquid |
| WO2023190119A1 (en) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | 第一稀元素化学工業株式会社 | Zirconia powder, sintered zirconia object, and method for producing sintered zirconia object |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61136960A (en) * | 1984-12-06 | 1986-06-24 | 日立化成工業株式会社 | Manufacture of black zirconia ceramics |
| JPS63139050A (en) * | 1986-11-28 | 1988-06-10 | 住友化学工業株式会社 | Zirconia base ceramics |
| JPH0230663A (en) * | 1988-07-20 | 1990-02-01 | Sumitomo Chem Co Ltd | Sintered material of zirconia and production thereof |
-
1989
- 1989-11-16 JP JP1299416A patent/JP2791441B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03159960A (en) | 1991-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2674408B1 (en) | Translucent zirconia sintered body and use of the same | |
| US4772576A (en) | High density alumina zirconia ceramics and a process for production thereof | |
| JP2945935B2 (en) | Zirconia-based composite ceramic sintered body and method for producing the same | |
| JP5817859B2 (en) | Translucent zirconia sintered body, manufacturing method and use thereof | |
| US4900701A (en) | Zirconia sintered body and process for the production thereof | |
| JPS6140621B2 (en) | ||
| JPH09268050A (en) | Alumina-zirconia sintered material, its production and impact mill using the same | |
| JP2001521874A (en) | Platelet reinforced sintered compact | |
| JP2791441B2 (en) | Zirconia fine powder and zirconia sintered body | |
| JPH0553751B2 (en) | ||
| EP0351827B1 (en) | Zirconia-based sintered material and process for producing the same | |
| JPS6259565A (en) | High density alumina/zirconia sintered body and its production | |
| JPH09188562A (en) | Zirconia-based sintered compact, production of the same and material for crushing part | |
| JPH0339967B2 (en) | ||
| JPS63162570A (en) | Thermal degradation-resistant high strength zirconia-alumina ceramics and manufacture | |
| JP3076682B2 (en) | Alumina-based sintered body and method for producing the same | |
| JPS63103864A (en) | Sintered formed body comprising partially stabilized zirconium oxide and manufacture | |
| JPS6360106A (en) | Spinel powder and its production | |
| JP3257095B2 (en) | Method for producing zirconia powder | |
| JPS647030B2 (en) | ||
| JP2581939B2 (en) | High-strength alumina sintered body and method for producing the same | |
| JP2000327416A (en) | Zirconium oxide raw material powder and its production | |
| JP2001080919A (en) | Fine powdery zirconia and its production | |
| JPH0840770A (en) | Zirconia sintered product and method for producing the same | |
| JPH08698B2 (en) | Partially stabilized zirconia powder |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |