JP2818694B2 - 酸化イットリウム及び酸化セリウムにより安定化したジルコニア - Google Patents
酸化イットリウム及び酸化セリウムにより安定化したジルコニアInfo
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Description
【産業上の利用分野】本発明は、専ら酸化イットリウム
及び酸化セリウムを使用して安定化したジルコニア粉末
に関する。この種の粉末により、乾燥若しくは湿潤した
雰囲気中３００℃を越える温度によって、又は高温度ア
ニーリング後低温で遥かにすぐれた機械的強さを有する
フリットされた部材を得ることができる。同様に高温密
着力の改良された、プラズマ溶射によるコーティングを
得ることができる。更に、本発明はこの種の粉末を得る
ための特別の方法にも関する。
及び酸化セリウムを使用して安定化したジルコニア粉末
に関する。この種の粉末により、乾燥若しくは湿潤した
雰囲気中３００℃を越える温度によって、又は高温度ア
ニーリング後低温で遥かにすぐれた機械的強さを有する
フリットされた部材を得ることができる。同様に高温密
着力の改良された、プラズマ溶射によるコーティングを
得ることができる。更に、本発明はこの種の粉末を得る
ための特別の方法にも関する。
【従来の技術】正方形相（即ち正方晶系）に安定化され
たジルコニアを使用することにより優秀な機械的性質を
有するセラミックス部材を得ることは公知であって、そ
の準安定状態は安定剤として２〜７モル％の比率のＹ２
Ｏ３を添加すること、及びフリッティング後の粒子の組
織及び大きさを制御することによって得られる。しかし
ながら、これらのセラミックスの用途は２００℃以下の
温度範囲に限定される。従って、このような温度より上
では、正方晶相は単斜晶相への変化を生じ、機械的性質
の劣化を伴う。この現象は水蒸気の存在下で加速され、
この場合には使用上限は１００℃を越えない。酸化イッ
トリウムを酸化セリウムにより置き換えると高温の機械
的性質の劣化は避けられるが、低温の機械的性質の低下
を生じる。従って、この欠点を除くために酸化イットリ
ウムと酸化セリウムを同時に添加することが提案されて
いて（ＥＰ−Ａ−１５１３３５号、ＮＧＫ）、それは乾
燥雰囲気中２５０℃で５０００時間後に機械的特性を高
水準に保持することを可能にした。しかしながら、前記
特性の水準は依然として不充分であって、温度範囲が余
りに制限されている。その上、長時間高温かつ湿潤の雰
囲気中に保った後に高水準の機械的特性を保持すること
が重要である。そこで、これらの特性を改良するために
は、前記の三成分混合物に大量のアルミナを添加するこ
とができる（ＦＲ−Ａ−２５７９１９９号、ノリタ
ケ）。
たジルコニアを使用することにより優秀な機械的性質を
有するセラミックス部材を得ることは公知であって、そ
の準安定状態は安定剤として２〜７モル％の比率のＹ２
Ｏ３を添加すること、及びフリッティング後の粒子の組
織及び大きさを制御することによって得られる。しかし
ながら、これらのセラミックスの用途は２００℃以下の
温度範囲に限定される。従って、このような温度より上
では、正方晶相は単斜晶相への変化を生じ、機械的性質
の劣化を伴う。この現象は水蒸気の存在下で加速され、
この場合には使用上限は１００℃を越えない。酸化イッ
トリウムを酸化セリウムにより置き換えると高温の機械
的性質の劣化は避けられるが、低温の機械的性質の低下
を生じる。従って、この欠点を除くために酸化イットリ
ウムと酸化セリウムを同時に添加することが提案されて
いて（ＥＰ−Ａ−１５１３３５号、ＮＧＫ）、それは乾
燥雰囲気中２５０℃で５０００時間後に機械的特性を高
水準に保持することを可能にした。しかしながら、前記
特性の水準は依然として不充分であって、温度範囲が余
りに制限されている。その上、長時間高温かつ湿潤の雰
囲気中に保った後に高水準の機械的特性を保持すること
が重要である。そこで、これらの特性を改良するために
は、前記の三成分混合物に大量のアルミナを添加するこ
とができる（ＦＲ−Ａ−２５７９１９９号、ノリタ
ケ）。
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明者は、
前記粉末から製造されるフリットされた部材において機
械的性質のみならず、特に水蒸気の存在下を含めて、た
とえば３００℃を越える高温度で、安定性を改良するこ
とを可能にし、且つプラズマ溶射により完全に密着性で
堅牢なコーティングを生じることを可能にする、安定化
ジルコニア粉末を探索して来た。本発明のもう一つの目
的は、前記粉末から得られる、フリットされた部材及び
ホットスプレーにより得られるコーティング、並びにそ
れらを得るための方法に関する。
前記粉末から製造されるフリットされた部材において機
械的性質のみならず、特に水蒸気の存在下を含めて、た
とえば３００℃を越える高温度で、安定性を改良するこ
とを可能にし、且つプラズマ溶射により完全に密着性で
堅牢なコーティングを生じることを可能にする、安定化
ジルコニア粉末を探索して来た。本発明のもう一つの目
的は、前記粉末から得られる、フリットされた部材及び
ホットスプレーにより得られるコーティング、並びにそ
れらを得るための方法に関する。
【課題を解決するための手段】本発明は、湿潤雰囲気中
を含む、高温度の長期アニーリングの後、改良された安
定な機械的性質を有するフリットされたセラミックス部
材又はホットスプレーによるコーティングを得るため
の、酸化イットリウム及び酸化セリウムを使用して安定
化されたジルコニア粉末に関し、１〜３．５モル％のＹ
２Ｏ３及び６〜９モル％のＣｅＯ２、好ましくは１〜
２．５モル％のＹ２Ｏ３及び６〜８モル％のＣｅＯ２を
含有することを特徴とする。本発明の粉末の比表面積は
一般的には４〜２５ｍ２ｇ−１、好ましくは６〜１８ｍ
２ｇ−１であって、フリットされた部材を製造する目的
の場合は、成分粒子の９５％は０．２〜２μｍ（ｍｕ
ｍ）、好ましくは０．３〜１μｍの粒径を有する。ホッ
トスプレー（たとえばプラズマ溶射）によるコーティン
グ製造を目的とする場合は、粒子の９５％は１０〜１０
０μｍ、好ましくは１０〜６０μｍの粒径を有する。本
発明の粉末、特にフリットされた部材を作るための粉末
を得るための好ましい方法は、平均粒径が０．１μｍ以
下で、通常４〜７５ｍ２０−１の比表面積を有するジル
コニア粉末を用いて出発し、それをイットリウム及びセ
リウムの熱分解性の塩、たてえば硝酸塩、酢酸塩等の溶
液に投入して所望の比率に含浸することから成る。得ら
れる懸濁液を濾過して、たとえばアトマイゼーションに
より乾燥し、次いで前記の可溶性塩を破壊してそれらを
酸化物に変えるために力焼する。力焼温度は一般に約７
５０℃を越える。たとえばホットスプレーによるコーテ
ィングの製造を目的とする、球状粒子を有する本発明の
粉末を得る特に好ましい方法は、粉末形態のジルコニ
ア、酸化イットリウム及び酸化セリウムを場合により有
機バインダー（ポリビニルアルコール、ポリエチレング
リコール等が一般的である）と共に水性懸濁液に入れ、
次いで好ましくはアトマイゼーションにより懸濁液を乾
燥し、場合により続いて力焼することから成る。安定化
粉末を得るには、共沈法、ゾルーゲル法等のような他の
方法を使用することができ、これ等の後乾燥及び力焼が
行われる。フリットされた部材を得るためには、あらゆ
るフリッティング方法を使用することができる。たとえ
ばコールドアイソスタティック圧縮又は一軸圧縮に続く
フリッティング、又は好ましくは荷重下、特にアイソス
タティック荷重下のフリッティング（ホットアイソスタ
ティックプレス（ＨＩＰ））を使用することができ、そ
れにより最良の結果を得ることが可能になる。使用する
フリッティング温度は一般的には１２００〜１７００℃
であり、好ましくは１３５０〜１５５０℃である。
を含む、高温度の長期アニーリングの後、改良された安
定な機械的性質を有するフリットされたセラミックス部
材又はホットスプレーによるコーティングを得るため
の、酸化イットリウム及び酸化セリウムを使用して安定
化されたジルコニア粉末に関し、１〜３．５モル％のＹ
２Ｏ３及び６〜９モル％のＣｅＯ２、好ましくは１〜
２．５モル％のＹ２Ｏ３及び６〜８モル％のＣｅＯ２を
含有することを特徴とする。本発明の粉末の比表面積は
一般的には４〜２５ｍ２ｇ−１、好ましくは６〜１８ｍ
２ｇ−１であって、フリットされた部材を製造する目的
の場合は、成分粒子の９５％は０．２〜２μｍ（ｍｕ
ｍ）、好ましくは０．３〜１μｍの粒径を有する。ホッ
トスプレー（たとえばプラズマ溶射）によるコーティン
グ製造を目的とする場合は、粒子の９５％は１０〜１０
０μｍ、好ましくは１０〜６０μｍの粒径を有する。本
発明の粉末、特にフリットされた部材を作るための粉末
を得るための好ましい方法は、平均粒径が０．１μｍ以
下で、通常４〜７５ｍ２０−１の比表面積を有するジル
コニア粉末を用いて出発し、それをイットリウム及びセ
リウムの熱分解性の塩、たてえば硝酸塩、酢酸塩等の溶
液に投入して所望の比率に含浸することから成る。得ら
れる懸濁液を濾過して、たとえばアトマイゼーションに
より乾燥し、次いで前記の可溶性塩を破壊してそれらを
酸化物に変えるために力焼する。力焼温度は一般に約７
５０℃を越える。たとえばホットスプレーによるコーテ
ィングの製造を目的とする、球状粒子を有する本発明の
粉末を得る特に好ましい方法は、粉末形態のジルコニ
ア、酸化イットリウム及び酸化セリウムを場合により有
機バインダー（ポリビニルアルコール、ポリエチレング
リコール等が一般的である）と共に水性懸濁液に入れ、
次いで好ましくはアトマイゼーションにより懸濁液を乾
燥し、場合により続いて力焼することから成る。安定化
粉末を得るには、共沈法、ゾルーゲル法等のような他の
方法を使用することができ、これ等の後乾燥及び力焼が
行われる。フリットされた部材を得るためには、あらゆ
るフリッティング方法を使用することができる。たとえ
ばコールドアイソスタティック圧縮又は一軸圧縮に続く
フリッティング、又は好ましくは荷重下、特にアイソス
タティック荷重下のフリッティング（ホットアイソスタ
ティックプレス（ＨＩＰ））を使用することができ、そ
れにより最良の結果を得ることが可能になる。使用する
フリッティング温度は一般的には１２００〜１７００℃
であり、好ましくは１３５０〜１５５０℃である。
【作用】得られる部材のフリッティング後の低温曲げ破
断性は通常７５０〜１２００ＭＰａであり、約０．２μ
ｍの算術的粗度の光沢を有する試験片について測定する
場合、２０００ＭＰａに達し得る。正方晶相中のジルコ
ニア比率は９８％を越え、大抵１００％に達する。即ち
部材は実質的に全く正方晶相になる。その密度は理論的
密度の９７％を越え、好ましくは９８％を越えて、粒径
は０．１〜０．６μｍとなる。水蒸気の存在下で、更に
乾燥雰囲気ではなお著しくなるが、３００℃以上の温度
に高温に保持した後には、曲げ破断性は５５０〜１２０
０ＭＰａとなる。乾燥雰囲気中でも、前記のセラミック
スは１７００℃にも達し得る温度に保持した後、構造的
又は化学的の変化（局部的組成変化）が皆無であった。
このように構造的変化がないこと、即ち安定化主成分の
体積分布の不変性は、その主成分の移動を防止する前記
主成分の相互阻止に多分基因していて、セラミックスの
機械的特性を改良するのに非常に有利である。このよう
な場合、前記主成分は理想的構造を保持する機能を充分
に満たし、たとえば安定化主成分の１つが相対的な不足
のため、さもなければ発生するかも知れない破断の始ま
るのを回避する。これらの性質により前記セラミックス
の使用温度範囲を拡大することができる。ホットスプレ
ーによりコーティングを製造する場合には、本発明の粉
末は耐火性フィルムを付着するためのあらゆる物理的方
法及び耐火性の充分なあらゆる支持体に対して適してい
る。特に、プラズマスプレーによる付着は非常に適して
いて、たとえばＡｒ及びＨ２の混合物を使用する。かよ
うにして得られる付着物では、正方晶相ジルコニア比率
は９８％を越える。これらの付着物は種々の熱疲れのサ
イクル、たとえば火炎及び冷気ジェットとの交互接触に
よる熱衝撃の反復、又は湿り大気下の温度の上昇及び保
持、並びに周囲空気中での焼入れに付した。その場合前
記付着物は慣用材料の付着物（たとえばイットリウム安
定化ジルコニア）と比較して少なくとも５０％より大き
い剥離を多数のサイクルの後に被ることがなく、支持材
料中への拡散も全く増加を示していない。
断性は通常７５０〜１２００ＭＰａであり、約０．２μ
ｍの算術的粗度の光沢を有する試験片について測定する
場合、２０００ＭＰａに達し得る。正方晶相中のジルコ
ニア比率は９８％を越え、大抵１００％に達する。即ち
部材は実質的に全く正方晶相になる。その密度は理論的
密度の９７％を越え、好ましくは９８％を越えて、粒径
は０．１〜０．６μｍとなる。水蒸気の存在下で、更に
乾燥雰囲気ではなお著しくなるが、３００℃以上の温度
に高温に保持した後には、曲げ破断性は５５０〜１２０
０ＭＰａとなる。乾燥雰囲気中でも、前記のセラミック
スは１７００℃にも達し得る温度に保持した後、構造的
又は化学的の変化（局部的組成変化）が皆無であった。
このように構造的変化がないこと、即ち安定化主成分の
体積分布の不変性は、その主成分の移動を防止する前記
主成分の相互阻止に多分基因していて、セラミックスの
機械的特性を改良するのに非常に有利である。このよう
な場合、前記主成分は理想的構造を保持する機能を充分
に満たし、たとえば安定化主成分の１つが相対的な不足
のため、さもなければ発生するかも知れない破断の始ま
るのを回避する。これらの性質により前記セラミックス
の使用温度範囲を拡大することができる。ホットスプレ
ーによりコーティングを製造する場合には、本発明の粉
末は耐火性フィルムを付着するためのあらゆる物理的方
法及び耐火性の充分なあらゆる支持体に対して適してい
る。特に、プラズマスプレーによる付着は非常に適して
いて、たとえばＡｒ及びＨ２の混合物を使用する。かよ
うにして得られる付着物では、正方晶相ジルコニア比率
は９８％を越える。これらの付着物は種々の熱疲れのサ
イクル、たとえば火炎及び冷気ジェットとの交互接触に
よる熱衝撃の反復、又は湿り大気下の温度の上昇及び保
持、並びに周囲空気中での焼入れに付した。その場合前
記付着物は慣用材料の付着物（たとえばイットリウム安
定化ジルコニア）と比較して少なくとも５０％より大き
い剥離を多数のサイクルの後に被ることがなく、支持材
料中への拡散も全く増加を示していない。
【実施例】実施例１ この実施例により、本発明と先行技術の粉末から得られ
るフリットされた部材の機械的特性を比較することが可
能である。これらの粉末は比表面積１７．４ｍ２ｇ−１
の純ジルコニア粉末を、１００ｇの水に対して固体１０
０ｇの割合で懸濁することにより得られ、次いで必要量
の硝酸セリウム及び硝酸イットリウムを溶解した。次い
で、乾燥に続いてアトマイゼーションし、７５０℃で３
時間力焼することにより水を除去した。粉末は数十μの
直径を有する球の形態で得られる。解凝集を起こして中
位数１μ以下の直径を得る。部材を１６０ＭＰａでハイ
ドロスタティックプレスすることによって成形し、フリ
ッティングを１４２０℃で２時間実施した。曲げ破断性
を三点曲げ法により測定し、試験片の表面状態がＲａ＝
０．２μｍとなるようにした。フリッティグ後及び水蒸
気の存在下に３００℃で３０００時間保持することによ
る熱処理の後に常温で測定した。結果を第１表（試験
１，３〜５）に示す。第１図に同じ表示により図示し
た。各試験な少なくとも５個の試験片の平均から成る。
るフリットされた部材の機械的特性を比較することが可
能である。これらの粉末は比表面積１７．４ｍ２ｇ−１
の純ジルコニア粉末を、１００ｇの水に対して固体１０
０ｇの割合で懸濁することにより得られ、次いで必要量
の硝酸セリウム及び硝酸イットリウムを溶解した。次い
で、乾燥に続いてアトマイゼーションし、７５０℃で３
時間力焼することにより水を除去した。粉末は数十μの
直径を有する球の形態で得られる。解凝集を起こして中
位数１μ以下の直径を得る。部材を１６０ＭＰａでハイ
ドロスタティックプレスすることによって成形し、フリ
ッティングを１４２０℃で２時間実施した。曲げ破断性
を三点曲げ法により測定し、試験片の表面状態がＲａ＝
０．２μｍとなるようにした。フリッティグ後及び水蒸
気の存在下に３００℃で３０００時間保持することによ
る熱処理の後に常温で測定した。結果を第１表（試験
１，３〜５）に示す。第１図に同じ表示により図示し
た。各試験な少なくとも５個の試験片の平均から成る。
【表１】 試験１及び３は本発明によるのに対し、試験４及び５は
先行技術を示す。試験１及び３においてはフリッティン
グ直後に低温で測定した機械的特性は低いＣｅＯ２含有
量を用いる先行技術の試験４と同等の、非常に良好な水
準にあり、更に一層明瞭にはＣｅＯ２含有量が高くかつ
本発明の範囲外の試験５よりも遥かにすぐれた水準にあ
ることを知ることができる。有利なことには、熱疲れを
経てから、試験１及び３では試験４及び５と比較し、機
械的特性の明確な改良を予想外に示している。このよう
に、本発明の粉末の場合には、高いＣｅＯ２含有量を用
いて機械的特性の劣化が存在しないのに対して、範囲外
に高い含有量では前記の劣化を生じる（試験５）。熱疲
れの後ではこれらの特性が明確に改良されている。 実施例２ この実施例は、ホットスプレーによりコーティングを製
造するために本発明の粉末を使用した後に得られる結果
を説明する。次の比率でジルコニア、酸化イットリウム
及び酸化セリウムを有機バインダを加えて水性懸濁液に
入れることにより粉末を得た。 ＺｒＯ２（直径中位数０．７μ） ５２．０重量％ Ｙ２Ｏ３（直径中位数１．２μ） ２．１重量％ ＣｅＯ２（直径中位数０．９μ） ５．７重量％ ポリビニルアルコール ０．６重量％ 脱イオン水 ４２．６重量％ 懸濁液を１０ｋｇ／ｈの蒸発能力を有する装置でアトマ
イゼーションした。３０μｍを中心とする１５〜６０μ
ｍの下記組成の球形粒子を得た。 ＺｒＯ２ ９１モル％ Ｙ２Ｏ３ ２モル％ ＣｅＯ２ ７モル％ 次の条件下にプラズマ溶射により幾つかの付着物（第１
図のＺｒＣｅＹ）を製造した。 プラズマ源混合物 水素１５％含有アルゴン 電力 ３５ＫＷ 粉末流速 ０．７ｋｇ／ｈ 基材：空気による吹付けで付着した、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ
及びＹの合金の厚さ１ｍｍの下層を用いて被覆された、
厚さ７ｍｍ、直径２．５ｃｍのペレットの形態のステン
レス鋼。酸化物付着物の厚さは、研磨後約０．５ｍｍで
ある。比較のため、４モル％のＹ２Ｏ３を含有する安定
化ジルコニアの付着物（第１図のＺｒＹ）を同一条件下
に製造した。次の結果を得た。 気孔率：両方の付着物の形式とも実施的に同じで約１０
％。 熱疲れ： （ａ）熱衝撃：酸素アセチレンバーナーの火炎に対する
１分間の暴露を持続して伴なうサイクルと、次いで２０
℃で２分間ウォータージェットに付着物を付して、剥離
が起るのはＺｒＣｅＹ付着物については３１０サイクル
後であり、ＺｒＹ付着物については僅か２００サイクル
後であった。 （ｂ）高温の湿り大気中の性質：付着物を湿り大気（相
対湿度１００％）中で６００℃まで３００°／ｈの温度
上昇に付し、その状態に１０時間保持し、次いで開放空
気中で冷却さてた場合、１５０サイクル後にＺｒＣｅＹ
付着物は劣化していなかったが、ＺｒＹ付着物は１００
サイクル後に剥離していた。
先行技術を示す。試験１及び３においてはフリッティン
グ直後に低温で測定した機械的特性は低いＣｅＯ２含有
量を用いる先行技術の試験４と同等の、非常に良好な水
準にあり、更に一層明瞭にはＣｅＯ２含有量が高くかつ
本発明の範囲外の試験５よりも遥かにすぐれた水準にあ
ることを知ることができる。有利なことには、熱疲れを
経てから、試験１及び３では試験４及び５と比較し、機
械的特性の明確な改良を予想外に示している。このよう
に、本発明の粉末の場合には、高いＣｅＯ２含有量を用
いて機械的特性の劣化が存在しないのに対して、範囲外
に高い含有量では前記の劣化を生じる（試験５）。熱疲
れの後ではこれらの特性が明確に改良されている。 実施例２ この実施例は、ホットスプレーによりコーティングを製
造するために本発明の粉末を使用した後に得られる結果
を説明する。次の比率でジルコニア、酸化イットリウム
及び酸化セリウムを有機バインダを加えて水性懸濁液に
入れることにより粉末を得た。 ＺｒＯ２（直径中位数０．７μ） ５２．０重量％ Ｙ２Ｏ３（直径中位数１．２μ） ２．１重量％ ＣｅＯ２（直径中位数０．９μ） ５．７重量％ ポリビニルアルコール ０．６重量％ 脱イオン水 ４２．６重量％ 懸濁液を１０ｋｇ／ｈの蒸発能力を有する装置でアトマ
イゼーションした。３０μｍを中心とする１５〜６０μ
ｍの下記組成の球形粒子を得た。 ＺｒＯ２ ９１モル％ Ｙ２Ｏ３ ２モル％ ＣｅＯ２ ７モル％ 次の条件下にプラズマ溶射により幾つかの付着物（第１
図のＺｒＣｅＹ）を製造した。 プラズマ源混合物 水素１５％含有アルゴン 電力 ３５ＫＷ 粉末流速 ０．７ｋｇ／ｈ 基材：空気による吹付けで付着した、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ
及びＹの合金の厚さ１ｍｍの下層を用いて被覆された、
厚さ７ｍｍ、直径２．５ｃｍのペレットの形態のステン
レス鋼。酸化物付着物の厚さは、研磨後約０．５ｍｍで
ある。比較のため、４モル％のＹ２Ｏ３を含有する安定
化ジルコニアの付着物（第１図のＺｒＹ）を同一条件下
に製造した。次の結果を得た。 気孔率：両方の付着物の形式とも実施的に同じで約１０
％。 熱疲れ： （ａ）熱衝撃：酸素アセチレンバーナーの火炎に対する
１分間の暴露を持続して伴なうサイクルと、次いで２０
℃で２分間ウォータージェットに付着物を付して、剥離
が起るのはＺｒＣｅＹ付着物については３１０サイクル
後であり、ＺｒＹ付着物については僅か２００サイクル
後であった。 （ｂ）高温の湿り大気中の性質：付着物を湿り大気（相
対湿度１００％）中で６００℃まで３００°／ｈの温度
上昇に付し、その状態に１０時間保持し、次いで開放空
気中で冷却さてた場合、１５０サイクル後にＺｒＣｅＹ
付着物は劣化していなかったが、ＺｒＹ付着物は１００
サイクル後に剥離していた。
【発明の効果】本発明の粉末により、水蒸気の存在下を
含めて、低温の場合及び高温度に暴露した後の場合の両
方ですぐれた機械的特性及びすぐれた付着性を有する、
セラミックス部材及び付着物を得ることが可能となる。
特に乾燥雰囲気中では、セラミックスは１７００℃に達
する温度に暴露した後、構造上若しくは寸法上の変化
も、又は局部的組成変化も受けない。これらの性質によ
り、以前は非常に限られた温度範囲及び乾燥雰囲気に限
定されていた安定化ジルコニアセラミックスの使用の範
囲を拡大することが可能になる。
含めて、低温の場合及び高温度に暴露した後の場合の両
方ですぐれた機械的特性及びすぐれた付着性を有する、
セラミックス部材及び付着物を得ることが可能となる。
特に乾燥雰囲気中では、セラミックスは１７００℃に達
する温度に暴露した後、構造上若しくは寸法上の変化
も、又は局部的組成変化も受けない。これらの性質によ
り、以前は非常に限られた温度範囲及び乾燥雰囲気に限
定されていた安定化ジルコニアセラミックスの使用の範
囲を拡大することが可能になる。
【図１】第１図はモル％で表示したＺｒＯ２，Ｙ
２Ｏ３，ＣｅＯ２三成分系図表である。図中、四辺形Ａ
ＢＣＤは本発明による定義の範囲を表わし、ＡＥＦＧは
好ましい範囲を示す。点１〜７は実施例で試験した組成
を表わす。
２Ｏ３，ＣｅＯ２三成分系図表である。図中、四辺形Ａ
ＢＣＤは本発明による定義の範囲を表わし、ＡＥＦＧは
好ましい範囲を示す。点１〜７は実施例で試験した組成
を表わす。
【図２】
【図３】第２図及び第３図は１４２０℃に２時間（第２
図）又は１７００℃に３時間（第３図）保持した後、セ
ラミックス部材の異なる点における安定化主成分（Ｙ２
Ｏ３及びＣｅＯ２）の濃度の統計的分布度数の例を示
す。濃度は電子マイクロプローブにより測定した。これ
らのグラフは高温度においても、安定化主成分の有意な
拡散及び偏析が存在しないことを例示している。
図）又は１７００℃に３時間（第３図）保持した後、セ
ラミックス部材の異なる点における安定化主成分（Ｙ２
Ｏ３及びＣｅＯ２）の濃度の統計的分布度数の例を示
す。濃度は電子マイクロプローブにより測定した。これ
らのグラフは高温度においても、安定化主成分の有意な
拡散及び偏析が存在しないことを例示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヤン−ピエール・クテユール フランス国、45071・オルレアン・セデ ツクス・２、セー・エヌ・エール・エス −セー・エール・ペー・アツシユ・テー （番地なし) (72)発明者 テイエリー・デユパン フランス国、13090・エク−サン−プロ バンス、アブニユ・ポール・セザンヌ・ 36 (72)発明者 フイリツプ・オデイエ フランス国、45560・サン・ドウニ−ザ ン−バル、リユ・ドユ・デゼール・107 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C01G 25/02
Claims (9)
- 【請求項１】 １〜３．５モル％のＹ２Ｏ３及び６〜９
モル％のＣｅＯ２を含有することを特徴とする、湿り大
気中を含む高温度の長期アニーリングの後、安定で改良
された機械的性質を有し、酸化イットリウム及び酸化セ
リウムの使用により安定化された、フリットされたセラ
ミックス部材又はホットスプレーによるコーティングを
得るためのジルコニア粉末。 - 【請求項２】 １〜２モル％のＹ２Ｏ３及び６〜８モル
％のＣｅＯ２を含有することを特徴とする、請求項１に
記載の粉末。 - 【請求項３】 比表面積が４〜２５ｍ２ｇ−１、好まし
くは６〜１８ｍ２ｇ−１であることを特徴とする、請求
項１及び２のいずれかに記載の粉末。 - 【請求項４】 フリットされた部材を得ることを目的と
する場合、粒子の９５％が０．２〜２μｍ、好ましくは
０．３〜１μｍであることを特徴とする、請求項１〜３
のいずれか一項に記載の粉末。 - 【請求項５】 ホットスプレーによりコーティングを得
ることを目的とする場合、粒子の９５％が１０〜１００
μｍ、好ましくは１０〜６０μｍであることを特徴とす
る、請求項１〜３のいずれか一項に記載の粉末。 - 【請求項６】 ４〜７５ｍ２ｇ−１の比表面積及び０．
１μｍ未満の粒度を有するジルコニア粉末を出発物質と
し、それを熱分解性のイットリウム及びセリウムの塩の
溶液に投入して含浸し、得られる懸濁液を濾過し、続い
て乾燥及び力焼することを特徴とする、請求項１〜４の
いずれか一項に記載の粉末を得るための方法。 - 【請求項７】 ジルコニア、酸化イットリウム及び酸化
セリウムの粉末を水性懸濁液として、有機バインダーを
添加し、続いて乾燥し場合により力焼することを特徴と
する、請求項１〜３及び５のいずれか一項に記載の粉末
を得るための方法。 - 【請求項８】 正方晶相ジルコニアの比率が９８％を越
えること、フリッティング後の低温曲げ破断性が７５０
〜１２００ＭＰａであって、３００℃以上の温度に保っ
た後の曲げ破断性が５５０〜１２００ＭＰａであること
を特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項の粉末から
得られるフリットされたセラミックス部材。 - 【請求項９】 正方晶相ジルコニアの比率が９８％を越
えることを特徴とする、請求項５の粉末を使用するホッ
トスプレーにより得られるジルコニアコーティング。
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