JP3261065B2 - 半導電性ジルコニア焼結体 - Google Patents
半導電性ジルコニア焼結体Info
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高強度を維持しなが
ら半導電性を有するジルコニア焼結体に関するものであ
り、具体的には、半導体装置、磁気ヘッド、電子部品等
の製造工程で使用する治工具や、テープガイド、画像形
成装置に用いられる分離爪などの静電気除去作用を必要
とする用途に好適なものである。
ら半導電性を有するジルコニア焼結体に関するものであ
り、具体的には、半導体装置、磁気ヘッド、電子部品等
の製造工程で使用する治工具や、テープガイド、画像形
成装置に用いられる分離爪などの静電気除去作用を必要
とする用途に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、構造部品材料として使用されてい
るアルミナ、ジルコニア、窒化珪素、炭化珪素等を主成
分とするセラミック焼結体は、高強度でかつ高硬度を有
するとともに、耐熱性や耐食性に優れることから、様々
な分野で使用されているが、特に優れた機械的強度や摺
動特性が要求されるような用途ではジルコニア焼結体が
用いられている。
るアルミナ、ジルコニア、窒化珪素、炭化珪素等を主成
分とするセラミック焼結体は、高強度でかつ高硬度を有
するとともに、耐熱性や耐食性に優れることから、様々
な分野で使用されているが、特に優れた機械的強度や摺
動特性が要求されるような用途ではジルコニア焼結体が
用いられている。
【０００３】ところで、ジルコニア焼結体は高絶縁材料
であるため、半導体製造装置等で使用される搬送アーム
やウェハ把持用ピンセット、あるいはプリンタなどの画
像形成装置において使用される分離爪、さらには磁気テ
ープなどのテープ状体を搬送、案内するのに用いられる
テープガイドなど、静電気の除去作用が必要とされる用
途に使用するには、ジルコニア焼結体の体積固有抵抗値
（以下、抵抗値と略称する。）を１０9 Ω・ｃｍ以下と
する必要があり、その為、ジルコニア焼結体に導電性付
与剤を含有させ、抵抗値を小さくすることが試みられて
いる。
であるため、半導体製造装置等で使用される搬送アーム
やウェハ把持用ピンセット、あるいはプリンタなどの画
像形成装置において使用される分離爪、さらには磁気テ
ープなどのテープ状体を搬送、案内するのに用いられる
テープガイドなど、静電気の除去作用が必要とされる用
途に使用するには、ジルコニア焼結体の体積固有抵抗値
（以下、抵抗値と略称する。）を１０9 Ω・ｃｍ以下と
する必要があり、その為、ジルコニア焼結体に導電性付
与剤を含有させ、抵抗値を小さくすることが試みられて
いる。
【０００４】例えば、特開昭６０−１０３０７８号公報
には、Ｙ2 Ｏ3 やＭｇＯで安定化したＺｒＯ2 を主体と
し、これに導電性付与剤としてＴｉＣ，ＴａＣ，ＷＣ等
の炭化物のうち少なくとも１種以上を含有してなり、抵
抗値を０．５〜６０×１０-3Ω・ｃｍとした導電性ジル
コニア焼結体が開示されている。
には、Ｙ2 Ｏ3 やＭｇＯで安定化したＺｒＯ2 を主体と
し、これに導電性付与剤としてＴｉＣ，ＴａＣ，ＷＣ等
の炭化物のうち少なくとも１種以上を含有してなり、抵
抗値を０．５〜６０×１０-3Ω・ｃｍとした導電性ジル
コニア焼結体が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記導電性
ジルコニア焼結体では抵抗値が低すぎることから、静電
気を逃がすと一気に除去されるため、大気摩擦によって
超高電圧の放電が発生するといった課題があった。その
為、例えば、上記ジルコニア焼結体によりテープガイド
を形成し、磁気テープとの摺動に伴う静電気を除去しよ
うとすると、磁気テープの記録内容が破壊される恐れが
あった。
ジルコニア焼結体では抵抗値が低すぎることから、静電
気を逃がすと一気に除去されるため、大気摩擦によって
超高電圧の放電が発生するといった課題があった。その
為、例えば、上記ジルコニア焼結体によりテープガイド
を形成し、磁気テープとの摺動に伴う静電気を除去しよ
うとすると、磁気テープの記録内容が破壊される恐れが
あった。
【０００６】また、このようなジルコニア焼結体を製造
するには、非酸化性雰囲気中にて焼成しなければならな
いことから特殊な装置が必要となり、さらに上記導電性
付与剤は原料自体が高価であることから製造コストが高
くなるといった課題があった。
するには、非酸化性雰囲気中にて焼成しなければならな
いことから特殊な装置が必要となり、さらに上記導電性
付与剤は原料自体が高価であることから製造コストが高
くなるといった課題があった。
【０００７】本発明の目的は、酸化雰囲気中での焼成が
可能で安価に製造でき、かつジルコニアのもつ機械的特
性を大きく低下させることなく静電気を適度な速度で逃
がすことが可能な半導電性ジルコニア焼結体を提供する
ことにある。
可能で安価に製造でき、かつジルコニアのもつ機械的特
性を大きく低下させることなく静電気を適度な速度で逃
がすことが可能な半導電性ジルコニア焼結体を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで、上記課題に鑑
み、本発明の半導電性ジルコニア焼結体は、安定化剤を
含むＺｒＯ2を６０〜９０重量％と、導電性付与剤とし
て、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｒの酸化物のうち１種以上を
１０〜４０重量％とからなり、全ジルコニア量に対する
単斜晶以外のジルコニア量が９０％以上、ＺｒＯ2の平
均結晶粒子径が０．３〜１．０μｍ、体積固有抵抗値が
１０5〜１０9Ω・ｃｍ、３点曲げ強度が５８０ＭＰａ以
上、破壊靱性値が５ＭＰａｍ1/2以上であることを特徴
とする。
み、本発明の半導電性ジルコニア焼結体は、安定化剤を
含むＺｒＯ2を６０〜９０重量％と、導電性付与剤とし
て、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｒの酸化物のうち１種以上を
１０〜４０重量％とからなり、全ジルコニア量に対する
単斜晶以外のジルコニア量が９０％以上、ＺｒＯ2の平
均結晶粒子径が０．３〜１．０μｍ、体積固有抵抗値が
１０5〜１０9Ω・ｃｍ、３点曲げ強度が５８０ＭＰａ以
上、破壊靱性値が５ＭＰａｍ1/2以上であることを特徴
とする。
【０００９】即ち、本発明の半導電性ジルコニア焼結体
は、導電性付与剤として、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｒの酸
化物のうち１種以上を含有させることにより、これらの
導電性付与剤が粒界相を構成し、ジルコニアのもつ強度
を大きく低下させることなく焼結体の体積固有抵抗値を
１０5 〜１０9 Ω・ｃｍの半導電性を持たせることがで
きることを見出したものである。
は、導電性付与剤として、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｒの酸
化物のうち１種以上を含有させることにより、これらの
導電性付与剤が粒界相を構成し、ジルコニアのもつ強度
を大きく低下させることなく焼結体の体積固有抵抗値を
１０5 〜１０9 Ω・ｃｍの半導電性を持たせることがで
きることを見出したものである。
【００１０】その為、静電気を適度な速度で逃がすこと
ができるため、ジルコニア焼結体と当接する物体が電気
的な影響を受け易いものであっても、破壊することなく
静電気を除去することができる。
ができるため、ジルコニア焼結体と当接する物体が電気
的な影響を受け易いものであっても、破壊することなく
静電気を除去することができる。
【００１１】しかも、上記導電性付与剤は、いずれも酸
化物であるため酸化雰囲気中での焼成が可能であること
から、焼成に特殊な装置を用いる必要がなく、また、こ
れらの導電性付与剤は安価に入手することができるた
め、簡単かつ安価に製造することができる。
化物であるため酸化雰囲気中での焼成が可能であること
から、焼成に特殊な装置を用いる必要がなく、また、こ
れらの導電性付与剤は安価に入手することができるた
め、簡単かつ安価に製造することができる。
【００１２】ただし、上記導電性付与剤の含有量が１０
重量％未満となると、抵抗値を下げる効果が小さく、逆
に、４０重量％より多くなると、抵抗値が１０5 Ω・ｃ
ｍ未満となり、静電気が一気に逃げ易くなるために、大
気摩擦による超高電圧の放電が発生する恐れがあるとと
もに、焼結体の機械的特性（曲げ強度、破壊靱性値、硬
度など）が大きく低下するため、ジルコニア本来の機械
的特性を発揮できなくなる。
重量％未満となると、抵抗値を下げる効果が小さく、逆
に、４０重量％より多くなると、抵抗値が１０5 Ω・ｃ
ｍ未満となり、静電気が一気に逃げ易くなるために、大
気摩擦による超高電圧の放電が発生する恐れがあるとと
もに、焼結体の機械的特性（曲げ強度、破壊靱性値、硬
度など）が大きく低下するため、ジルコニア本来の機械
的特性を発揮できなくなる。
【００１３】その為、導電性付与剤の含有量は１０〜４
０重量％、好ましくは２０〜３０重量％とすることが重
要である。
０重量％、好ましくは２０〜３０重量％とすることが重
要である。
【００１４】また、主体をなすＺｒＯ2 は、Ｙ2 Ｏ3 、
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＣｅＯ2 等の安定化剤で部分安定化し
たものを使用する。
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＣｅＯ2 等の安定化剤で部分安定化し
たものを使用する。
【００１５】具体的には、安定化剤としてＹ2 Ｏ3 を用
いる時には、ＺｒＯ2 に対して３〜９ｍｏｌ％の範囲で
添加し、ＭｇＯを用いる時には、ＺｒＯ2 に対して１６
〜２６ｍｏｌ％の範囲で添加し、ＣａＯを用いる時に
は、ＺｒＯ2 に対して８〜１２ｍｏｌ％の範囲で添加
し、ＣｅＯ2 を用いる時には、ＺｒＯ2 に対して１０〜
１６ｍｏｌ％の範囲でそれぞれ添加すれば良く、これら
の範囲で安定化剤を添加すれば、全ジルコニア量に対す
る単斜晶以外のジルコニア（正方晶ジルコニア及び立方
晶ジルコニア）量を９０％以上とすることができるた
め、導電性付与剤を含有したことによる強度低下を抑
え、曲げ強度５８０ＭＰａ以上、破壊靱性値５ＭＰａｍ
1/2 以上の高強度と、ビッカース硬度９．５ＧＰａ以上
の高硬度を実現することができる。
いる時には、ＺｒＯ2 に対して３〜９ｍｏｌ％の範囲で
添加し、ＭｇＯを用いる時には、ＺｒＯ2 に対して１６
〜２６ｍｏｌ％の範囲で添加し、ＣａＯを用いる時に
は、ＺｒＯ2 に対して８〜１２ｍｏｌ％の範囲で添加
し、ＣｅＯ2 を用いる時には、ＺｒＯ2 に対して１０〜
１６ｍｏｌ％の範囲でそれぞれ添加すれば良く、これら
の範囲で安定化剤を添加すれば、全ジルコニア量に対す
る単斜晶以外のジルコニア（正方晶ジルコニア及び立方
晶ジルコニア）量を９０％以上とすることができるた
め、導電性付与剤を含有したことによる強度低下を抑
え、曲げ強度５８０ＭＰａ以上、破壊靱性値５ＭＰａｍ
1/2 以上の高強度と、ビッカース硬度９．５ＧＰａ以上
の高硬度を実現することができる。
【００１６】即ち、ジルコニアの結晶状態には立方晶、
正方晶、単斜晶の３つの状態があり、特に、正方晶ジル
コニアは外部応力に対し、応力誘軌変態を受けて単斜晶
ジルコニアに相変態し、この時に生じる体積膨張によっ
てジルコニアの周囲に微小なマイクロクラックを形成し
て外部応力の進行を阻止できるため、ジルコニア焼結体
の強度を高めることができる。
正方晶、単斜晶の３つの状態があり、特に、正方晶ジル
コニアは外部応力に対し、応力誘軌変態を受けて単斜晶
ジルコニアに相変態し、この時に生じる体積膨張によっ
てジルコニアの周囲に微小なマイクロクラックを形成し
て外部応力の進行を阻止できるため、ジルコニア焼結体
の強度を高めることができる。
【００１７】その為、このジルコニア焼結体により半導
体製造装置等で使用される薄肉の搬送アームやウェハ把
持用ピンセット、あるいはプリンタなどの画像形成装置
において紙をローラから分離するのに使用される分離
爪、さらには磁気テープなどのテープ状体を搬送、案内
するのに用いられるテープガイド等を形成すれば、短期
間で摩耗したり、破損することがないため、長期間にわ
たって好適に使用することができる。
体製造装置等で使用される薄肉の搬送アームやウェハ把
持用ピンセット、あるいはプリンタなどの画像形成装置
において紙をローラから分離するのに使用される分離
爪、さらには磁気テープなどのテープ状体を搬送、案内
するのに用いられるテープガイド等を形成すれば、短期
間で摩耗したり、破損することがないため、長期間にわ
たって好適に使用することができる。
【００１８】なお、ジルコニア焼結体中におけるＺｒＯ
2 の平均結晶粒子径は０．３〜１．０μｍ、好ましくは
０．４〜０．６μｍのものが良い。
2 の平均結晶粒子径は０．３〜１．０μｍ、好ましくは
０．４〜０．６μｍのものが良い。
【００１９】また、ジルコニア焼結体中における全ジル
コニア量に対し、単斜晶以外のジルコニア量を算出する
には、Ｘ線回折により単斜晶ジルコニアのＸ線回折強度
と、正方晶ジルコニア及び立方晶ジルコニアのＸ線回折
強度をそれぞれ測定し、数１により算出すれば良い。
コニア量に対し、単斜晶以外のジルコニア量を算出する
には、Ｘ線回折により単斜晶ジルコニアのＸ線回折強度
と、正方晶ジルコニア及び立方晶ジルコニアのＸ線回折
強度をそれぞれ測定し、数１により算出すれば良い。
【００２０】
【数１】
【００２１】さらに、原料粉末中や製造工程中におい
て、Ａｌ2 Ｏ3 ，ＭｎＯ，ＳｉＯ2 ，Ｎａ，Ｆｅ等が不
純物として混入する恐れがあるが、これらは２．０重量
％以下の範囲であれば含有していても良い。
て、Ａｌ2 Ｏ3 ，ＭｎＯ，ＳｉＯ2 ，Ｎａ，Ｆｅ等が不
純物として混入する恐れがあるが、これらは２．０重量
％以下の範囲であれば含有していても良い。
【００２２】一方、このような半導電性ジルコニア焼結
体を製造するには、平均粒子径が０．５〜１．０μｍの
ＺｒＯ2 粉末と安定化剤としてのＹ2 Ｏ3 ，ＭｇＯ，Ｃ
ａＯ，ＣｅＯ2 の粉末、及び導電性付与剤としてＦｅ2
Ｏ3 ，Ｃｏ3 Ｏ4 ，ＮｉＯ，Ｃｒ2 Ｏ3 のうち１種以上
の酸化物粉末を用いるか、あるいは焼成中にこれらの材
料に変化しうる水酸化物粉末や炭酸化粉末等を用い、安
定化剤を含むＺｒＯ2が６０〜９０重量％、導電性付与
剤が１０〜４０重量％となるように調合し、これらを乾
式又は湿式で混合する。なお、湿式の場合はスプレード
ライヤー等で乾燥造粒して顆粒を製作することもでき
る。
体を製造するには、平均粒子径が０．５〜１．０μｍの
ＺｒＯ2 粉末と安定化剤としてのＹ2 Ｏ3 ，ＭｇＯ，Ｃ
ａＯ，ＣｅＯ2 の粉末、及び導電性付与剤としてＦｅ2
Ｏ3 ，Ｃｏ3 Ｏ4 ，ＮｉＯ，Ｃｒ2 Ｏ3 のうち１種以上
の酸化物粉末を用いるか、あるいは焼成中にこれらの材
料に変化しうる水酸化物粉末や炭酸化粉末等を用い、安
定化剤を含むＺｒＯ2が６０〜９０重量％、導電性付与
剤が１０〜４０重量％となるように調合し、これらを乾
式又は湿式で混合する。なお、湿式の場合はスプレード
ライヤー等で乾燥造粒して顆粒を製作することもでき
る。
【００２３】そして、乾式による原料粉末や湿式による
顆粒を型内に充填し、メカプレス成形法やラバープレス
成形法等の公知の成形手段により所定の形状に成形する
か、あるいは湿式による泥漿を押出成形法や射出成形
法、テープ成形法等の公知の成形手段により所定の形状
に成形したのち、酸化雰囲気中にて１〜３時間程度焼成
する。この時、焼成温度が１３６０℃未満であると完全
に焼結させることができず、１４５０℃より高くなると
シンターオーバーとなるために、いずれもジルコニア焼
結体の強度や硬度を高めることができない。その為、１
３６０〜１４５０℃の温度で焼成することが重要であ
る。
顆粒を型内に充填し、メカプレス成形法やラバープレス
成形法等の公知の成形手段により所定の形状に成形する
か、あるいは湿式による泥漿を押出成形法や射出成形
法、テープ成形法等の公知の成形手段により所定の形状
に成形したのち、酸化雰囲気中にて１〜３時間程度焼成
する。この時、焼成温度が１３６０℃未満であると完全
に焼結させることができず、１４５０℃より高くなると
シンターオーバーとなるために、いずれもジルコニア焼
結体の強度や硬度を高めることができない。その為、１
３６０〜１４５０℃の温度で焼成することが重要であ
る。
【００２４】このような条件にて製作すれば、全ジルコ
ニア量に対する単斜晶以外のジルコニア量が９０％以上
であり、曲げ強度５８０ＭＰａ以上、破壊靭性値５ＭＰ
ａｍ1/2 以上、ビッカース（Ｈｖ）硬度９．５ＧＰａ以
上を有するとともに、１０5〜１０9 Ω・ｃｍの体積固
有抵抗値を有する半導電性ジルコニア焼結体を得ること
ができる。
ニア量に対する単斜晶以外のジルコニア量が９０％以上
であり、曲げ強度５８０ＭＰａ以上、破壊靭性値５ＭＰ
ａｍ1/2 以上、ビッカース（Ｈｖ）硬度９．５ＧＰａ以
上を有するとともに、１０5〜１０9 Ω・ｃｍの体積固
有抵抗値を有する半導電性ジルコニア焼結体を得ること
ができる。
【００２５】なお、ＺｒＯ2 と安定化剤の混合において
共沈法を用いても良く、この共沈法を用いれば、微細か
つ均一に安定化剤が分散されたＺｒＯ2 を得ることがで
きる。
共沈法を用いても良く、この共沈法を用いれば、微細か
つ均一に安定化剤が分散されたＺｒＯ2 を得ることがで
きる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
る。
る。
【００２７】平均粒子径０．６μｍのＺｒＯ2 粉末に対
し、Ｙ2 Ｏ3 粉末を３ｍｏｌ％添加するとともに、導電
性付与剤としてＦｅ2 Ｏ3 粉末を３０重量％添加し、さ
らにバインダーと溶媒を加えて混練乾燥することにより
顆粒を製作した。そして、この顆粒を金型中に充填して
メカプレス成形法により１．０ｔｏｎ／ｃｍ2 のプレス
圧にて所定の形状に成形し、しかるのち、１３９０℃の
大気雰囲気中にて２時間程度焼成することによりジルコ
ニア焼結体を得た。
し、Ｙ2 Ｏ3 粉末を３ｍｏｌ％添加するとともに、導電
性付与剤としてＦｅ2 Ｏ3 粉末を３０重量％添加し、さ
らにバインダーと溶媒を加えて混練乾燥することにより
顆粒を製作した。そして、この顆粒を金型中に充填して
メカプレス成形法により１．０ｔｏｎ／ｃｍ2 のプレス
圧にて所定の形状に成形し、しかるのち、１３９０℃の
大気雰囲気中にて２時間程度焼成することによりジルコ
ニア焼結体を得た。
【００２８】そして、このジルコニア焼結体をＸ線回折
により単斜晶ジルコニアのＸ線回折強度と正方晶ジルコ
ニア及び立方晶ジルコニアのＸ線回折強度をそれぞれ測
定し、全ジルコニア量に対する単斜晶以外のジルコニア
量を数１より算出したところ９９％が単斜晶以外のジル
コニアであった。
により単斜晶ジルコニアのＸ線回折強度と正方晶ジルコ
ニア及び立方晶ジルコニアのＸ線回折強度をそれぞれ測
定し、全ジルコニア量に対する単斜晶以外のジルコニア
量を数１より算出したところ９９％が単斜晶以外のジル
コニアであった。
【００２９】また、上記ジルコニア焼結体を３ｍｍ×４
ｍｍ×５０ｍｍの角柱状に切削したあと、表面を中心線
平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍに研摩して試料を作製し、
この試料をＪＩＳ Ｒ１６０１に基づく３点曲げ試験に
より曲げ強度と破壊靭性値を測定したところ、曲げ強度
８４３ＭＰａ、破壊靭性値５．６ＭＰａｍ1/2 を有して
いた。
ｍｍ×５０ｍｍの角柱状に切削したあと、表面を中心線
平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍに研摩して試料を作製し、
この試料をＪＩＳ Ｒ１６０１に基づく３点曲げ試験に
より曲げ強度と破壊靭性値を測定したところ、曲げ強度
８４３ＭＰａ、破壊靭性値５．６ＭＰａｍ1/2 を有して
いた。
【００３０】また、別の試料を用意し、ビッカース硬度
（Ｈｖ）を測定したところ１１．３ＧＰａを有してお
り、さらに別の試料を４端子法にて、体積固有抵抗値を
測定したところ、２．０×１０6 Ω・ｃｍであった。
（Ｈｖ）を測定したところ１１．３ＧＰａを有してお
り、さらに別の試料を４端子法にて、体積固有抵抗値を
測定したところ、２．０×１０6 Ω・ｃｍであった。
【００３１】そこで、静電気の除去具合を見るために、
２．５ｍｍ×６ｍｍ×４０ｍｍの角柱状をしたジルコニ
ア焼結体を用意し、一方端に１０００Ｖの電圧を印加
し、他方端における電圧値が１００Ｖとなるまでの降下
時間を測定したところ、０．１〜２０秒の時間を要し、
大気摩擦による放電を生じることなく適度な速度で静電
気を逃がすことができ良好であった。
２．５ｍｍ×６ｍｍ×４０ｍｍの角柱状をしたジルコニ
ア焼結体を用意し、一方端に１０００Ｖの電圧を印加
し、他方端における電圧値が１００Ｖとなるまでの降下
時間を測定したところ、０．１〜２０秒の時間を要し、
大気摩擦による放電を生じることなく適度な速度で静電
気を逃がすことができ良好であった。
【００３２】（実施例１）上記実施形態におけるジルコ
ニア焼結体において、導電性付与剤であるＦｅ2Ｏ3 の
含有量を変化させた時の機械的特性（曲げ強度、破壊靭
性値、ビッカース硬度）と、電気的特性（体積固有抵抗
値及び静電気の除去具合）について測定した。なお、機
械的特性及び電気的特性については前記実施形態と同様
の方法にて測定した。
ニア焼結体において、導電性付与剤であるＦｅ2Ｏ3 の
含有量を変化させた時の機械的特性（曲げ強度、破壊靭
性値、ビッカース硬度）と、電気的特性（体積固有抵抗
値及び静電気の除去具合）について測定した。なお、機
械的特性及び電気的特性については前記実施形態と同様
の方法にて測定した。
【００３３】それぞれの結果は表１に示す通りである。
【００３４】
【表１】
【００３５】この結果、Ｆｅ2 Ｏ3 の含有量が１０重量
％未満である試料Ｎｏ．１，２は、ジルコニアの持つ優
れた機械的特性を有していたものの、体積固有抵抗値が
１０10Ω・ｃｍ以上と絶縁性が高いために、静電気の除
去効果が得られなかった。
％未満である試料Ｎｏ．１，２は、ジルコニアの持つ優
れた機械的特性を有していたものの、体積固有抵抗値が
１０10Ω・ｃｍ以上と絶縁性が高いために、静電気の除
去効果が得られなかった。
【００３６】また、Ｆｅ2 Ｏ3 の含有量が４０重量％よ
り多い試料Ｎｏ．７，８では、機械的特性の低下が見ら
れたものの、曲げ強度５８０ＭＰａ以上、破壊靱性値５
ＭＰａｍ1/2 以上、ビッカース硬度（Ｈｖ）９．５ＧＰ
ａ以上を有していた。しかしながら、Ｆｅ2 Ｏ3 の含有
量が多すぎるために、体積固有抵抗値が１０4 Ω・ｃｍ
にまで低下した結果、静電気が一気に逃げてしまうとい
った問題があった。
り多い試料Ｎｏ．７，８では、機械的特性の低下が見ら
れたものの、曲げ強度５８０ＭＰａ以上、破壊靱性値５
ＭＰａｍ1/2 以上、ビッカース硬度（Ｈｖ）９．５ＧＰ
ａ以上を有していた。しかしながら、Ｆｅ2 Ｏ3 の含有
量が多すぎるために、体積固有抵抗値が１０4 Ω・ｃｍ
にまで低下した結果、静電気が一気に逃げてしまうとい
った問題があった。
【００３７】これに対し、Ｆｅ2 Ｏ3 の含有量が１０〜
４０重量％の範囲にある試料Ｎｏ．３〜６は、いずれも
曲げ強度５８０ＭＰａ以上、破壊靱性値５ＭＰａｍ1/2
以上、ビッカース硬度（Ｈｖ）９．５ＧＰａ以上と優れ
た機械的特性を有していた。
４０重量％の範囲にある試料Ｎｏ．３〜６は、いずれも
曲げ強度５８０ＭＰａ以上、破壊靱性値５ＭＰａｍ1/2
以上、ビッカース硬度（Ｈｖ）９．５ＧＰａ以上と優れ
た機械的特性を有していた。
【００３８】しかも、体積固有抵抗値を１０5 〜１０9
Ω・ｃｍとすることができるため、静電気を適度な速度
で逃がすことができ、優れた静電気除去効果も有してい
た。
Ω・ｃｍとすることができるため、静電気を適度な速度
で逃がすことができ、優れた静電気除去効果も有してい
た。
【００３９】この結果、導電性付与剤であるＦｅ2 Ｏ3
を１０〜４０重量％の範囲で含有量すれば、ジルコニア
の持つ機械的特性を大きく低下させることなく、優れた
静電気除去効果を有する半導電性ジルコニア焼結体が得
られることが判る。
を１０〜４０重量％の範囲で含有量すれば、ジルコニア
の持つ機械的特性を大きく低下させることなく、優れた
静電気除去効果を有する半導電性ジルコニア焼結体が得
られることが判る。
【００４０】（実施例２）次に、他の導電性付与剤とし
て、ＮｉＯ，Ｃｏ3 Ｏ4 ，Ｃｒ2 Ｏ3 を用いたジルコニ
ア焼結体を試作し、これらの機械的特性及び電気的特性
を前記実施形態と同様の方法にて測定した。
て、ＮｉＯ，Ｃｏ3 Ｏ4 ，Ｃｒ2 Ｏ3 を用いたジルコニ
ア焼結体を試作し、これらの機械的特性及び電気的特性
を前記実施形態と同様の方法にて測定した。
【００４１】それぞれの結果は表２に示す通りである。
【００４２】
【表２】
【００４３】この結果、導電性付与剤としてＮｉＯ，Ｃ
ｏ3 Ｏ4 ，Ｃｒ2 Ｏ3 を用いた場合においてもその含有
量を１０〜４０重量％とすれば、ジルコニアの持つ機械
的特性を大きく低下させることなく、優れた静電気除去
効果を有する半導電性ジルコニア焼結体が得られること
が判った。
ｏ3 Ｏ4 ，Ｃｒ2 Ｏ3 を用いた場合においてもその含有
量を１０〜４０重量％とすれば、ジルコニアの持つ機械
的特性を大きく低下させることなく、優れた静電気除去
効果を有する半導電性ジルコニア焼結体が得られること
が判った。
【００４４】なお、導電性付与剤として添加したＣｏ3
Ｏ4 は焼結体中においてＣｏＯの状態で存在していた。
Ｏ4 は焼結体中においてＣｏＯの状態で存在していた。
【００４５】
【発明の効果】以上のように、本発明の本発明の半導電
性ジルコニア焼結体は、安定化剤を含むＺｒＯ2を６０
〜９０重量％と、導電性付与剤として、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｃｒの酸化物のうち１種以上を１０〜４０重量％と
からなり、全ジルコニア量に対する単斜晶以外のジルコ
ニア量を９０％以上、ＺｒＯ2の平均結晶粒子径を０．
３〜１．０μｍ、体積固有抵抗値を１０5〜１０9Ω・ｃ
ｍ、３点曲げ強度を５８０ＭＰａ以上、破壊靱性値を５
ＭＰａｍ1/2以上としたことから、ジルコニアの持つ機
械的特性を大きく低下させることなく、静電気を適度な
速度で逃がすことができる。その為、この半導電性ジル
コニア焼結体により、半導体製造装置で使用される搬送
アームやウェハ把持用ピンセット、あるいはプリンタな
どの画像形成装置において使用される分離爪、さらには
磁気テープなどのテープ状体を搬送、案内するのに用い
られるテープガイド等を形成すれば、静電気による悪影
響を受けることがなく、また、短期間で摩耗したり、破
損することがないため、長期間にわたって好適に使用す
ることができる。
性ジルコニア焼結体は、安定化剤を含むＺｒＯ2を６０
〜９０重量％と、導電性付与剤として、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｃｒの酸化物のうち１種以上を１０〜４０重量％と
からなり、全ジルコニア量に対する単斜晶以外のジルコ
ニア量を９０％以上、ＺｒＯ2の平均結晶粒子径を０．
３〜１．０μｍ、体積固有抵抗値を１０5〜１０9Ω・ｃ
ｍ、３点曲げ強度を５８０ＭＰａ以上、破壊靱性値を５
ＭＰａｍ1/2以上としたことから、ジルコニアの持つ機
械的特性を大きく低下させることなく、静電気を適度な
速度で逃がすことができる。その為、この半導電性ジル
コニア焼結体により、半導体製造装置で使用される搬送
アームやウェハ把持用ピンセット、あるいはプリンタな
どの画像形成装置において使用される分離爪、さらには
磁気テープなどのテープ状体を搬送、案内するのに用い
られるテープガイド等を形成すれば、静電気による悪影
響を受けることがなく、また、短期間で摩耗したり、破
損することがないため、長期間にわたって好適に使用す
ることができる。
【００４６】しかも、上記半導電性ジルコニア焼結体は
酸化雰囲気中での焼成が可能であるため、特殊な装置を
必要とせず、さらに、本発明で使用する導電性付与剤は
原料自体が安価に入手できるため、簡単かつ安価に製造
することができる。
酸化雰囲気中での焼成が可能であるため、特殊な装置を
必要とせず、さらに、本発明で使用する導電性付与剤は
原料自体が安価に入手できるため、簡単かつ安価に製造
することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 35/42 - 35/50 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)
Claims (1)
- 【請求項１】安定化剤を含むＺｒＯ2を６０〜９０重量
％と、導電性付与剤として、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｒの
酸化物のうち１種以上を１０〜４０重量％とからなり、
全ジルコニア量に対する単斜晶以外のジルコニア量が９
０％以上、ＺｒＯ 2 の平均結晶粒子径が０．３〜１．０
μｍ、体積固有抵抗値が１０5〜１０9Ω・ｃｍ、３点曲
げ強度が５８０ＭＰａ以上、破壊靱性値が５ＭＰａｍ
1/2 以上であることを特徴とする半導電性ジルコニア焼
結体。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10985597A JP3261065B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 半導電性ジルコニア焼結体 |
| US09/214,049 US6274524B1 (en) | 1997-04-25 | 1998-04-22 | Semiconductive zirconia sintering body and electrostatic removing member constructed by semiconductive zirconia sintering body |
| PCT/JP1998/001882 WO1998049121A1 (fr) | 1997-04-25 | 1998-04-22 | Agglomere de zircone semiconducteur et element eliminateur d'electricite statique comprenant un agglomere de zircone semiconducteur |
| US09/853,416 US6602813B2 (en) | 1997-04-25 | 2001-05-10 | Electrostatic removing member having semiconductive zirconia sintered body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10985597A JP3261065B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 半導電性ジルコニア焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10297968A JPH10297968A (ja) | 1998-11-10 |
| JP3261065B2 true JP3261065B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=14520908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10985597A Expired - Lifetime JP3261065B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 半導電性ジルコニア焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3261065B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000191372A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-11 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 医療材料用ジルコニア焼結体及びその製造方法 |
| US6669871B2 (en) | 2000-11-21 | 2003-12-30 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | ESD dissipative ceramics |
| JP4936606B2 (ja) * | 2001-06-27 | 2012-05-23 | 京セラ株式会社 | 半導電性ジルコニア焼結体の製造方法 |
| JP2009029667A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Kyocera Corp | 導電性セラミックスおよびその製法 |
| KR101209612B1 (ko) | 2008-02-07 | 2012-12-07 | 쿄세라 코포레이션 | 지르코니아질 소결체 및 그 제조방법 |
| JP5886706B2 (ja) * | 2012-07-24 | 2016-03-16 | 京セラ株式会社 | 乳鉢と支持部材との集合体、および乳棒と支持部材との集合体 |
| CN104944946B (zh) * | 2015-06-26 | 2017-05-03 | 西安理工大学 | 一种钛钇共掺杂氧化锆常温半导体陶瓷材料的制备方法 |
| CN107922141B (zh) * | 2015-08-28 | 2019-11-01 | 京瓷株式会社 | 纤维引导器 |
| WO2021085073A1 (ja) * | 2019-10-29 | 2021-05-06 | 京セラ株式会社 | セラミック構造体、吸着ノズル、カッター、ピンセット、摩耗検出器、粉体除電装置、粉体製造装置、リフトピン、搬送ハンドおよび繊維ガイド |
| CN111848163A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-30 | 山东东大新材料研究院有限公司 | 一种电阻率、气孔率、颜色可调氧化锆陶瓷及其制备方法 |
-
1997
- 1997-04-25 JP JP10985597A patent/JP3261065B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10297968A (ja) | 1998-11-10 |
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