JP4514563B2 - Alumina / zirconia ceramics and process for producing the same - Google Patents
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本発明は、アルミナ・ジルコニア系セラミックスおよびその製法に関し、特に、種々の構造部材、切削工具、医療用器具、生体用材料に好適に使用されるアルミナ・ジルコニア系セラミックスおよびその製法に関する。 The present invention relates to an alumina / zirconia ceramic and a method for producing the same, and more particularly, to an alumina / zirconia ceramic suitable for use in various structural members, cutting tools, medical instruments and biomaterials, and a method for producing the same.
近年、アルミナ・ジルコニア系のセラミックスは、高強度、耐摩耗性及び耐食性が要求される構造部材として広く利用されている。特に、アルミナとジルコニアを一定の比率で含むアルミナ・ジルコニア系セラミックスは、結晶粒の微細化効果により、それぞれの単体セラミックスよりも高い強度が得られることが注目されている(非特許文献1参照)。しかし、上記のアルミナ・ジルコニア系セラミックスは、破壊靭性が低いという欠点がある。 In recent years, alumina / zirconia ceramics have been widely used as structural members that require high strength, wear resistance, and corrosion resistance. In particular, alumina / zirconia ceramics containing alumina and zirconia at a certain ratio are attracting attention because of the effect of refining crystal grains, higher strength than the individual ceramics can be obtained (see Non-Patent Document 1). . However, the above-mentioned alumina / zirconia ceramics have a drawback of low fracture toughness.
一方、上記のアルミナ・ジルコニア系セラミックスでは焼結体の粒子形状に異方性を持たせることにより強度および破壊靱性を向上できることが知られており、例えば、12CeZrO2・Al2O3複合材料にMnを添加し、マグネトプランバイト構造の化合物MnCeAl11O19を生成させることにより破壊靭性が大きく向上することが報告されている(非特許文献2)。さらには、上記のMnに代えてMgを添加することによっても、同様のメカニズムにより破壊靱性が大きく向上することが報告されている(非特許文献3)。
しかしながら、非特許文献2、3に開示されているようなマグネトプランバイト構造の化合物を、アルミナ・ジルコニア系のセラミックスに析出させたとしても、切削工具、医療器具、生体材料などの分野で要求されている高強度、高靭性及び耐摩耗性の全てを満足させることはできないものであり、例えば、ジルコニアリッチのアルミナ・ジルコニア系のセラミックスでは、マグネトプランバイト構造の化合物を析出させることにより、強度と破壊靱性とを向上させることができるが、硬度が低く、特に人工関節のような耐摩耗性の要求される材料としての利用が制限されるという問題を有していた。
However, even if a compound having a magnetoplumbite structure disclosed in
一方、アルミナリッチのアルミナ・ジルコニア系のセラミックスでは、硬度や強度の向上は認められるものの、破壊靭性の向上効果が十分でなく、上記用途に適用するには、破壊靭性のさらなる向上が要求されていた。 On the other hand, alumina-rich alumina / zirconia ceramics have improved hardness and strength, but are not sufficiently effective in improving fracture toughness, and are required to be further improved in fracture toughness in order to be applied to the above applications. It was.
従って、本発明は、強度、耐摩耗性(硬度)及び靭性の全てにおいて所望の特性を満足し、特に、種々の構造部材、切削工具、医療用器具、生体用材料に好適に使用されるアルミナ・ジルコニア系セラミックスを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention satisfies desired characteristics in all of strength, wear resistance (hardness) and toughness, and in particular, alumina that is suitably used for various structural members, cutting tools, medical instruments, and biomaterials. -An object is to provide zirconia ceramics.
本発明によれば、8〜12モル%のCeO2を含むジルコニア5〜30質量%と、アルミナ67〜90質量%と、酸化亜鉛0.3〜3質量%、酸化チタン0.2〜2質量%とからなるとともに、前記アルミナに前記CeO2および前記酸化亜鉛の一部が固溶し析出した針状晶とジルコニア結晶相およびアルミナ相を有し、かつ前記ジルコニア結晶相の平均結晶径が1μm以下であることを特徴とするアルミナ・ジルコニア系セラミックスが提供される。 According to the present invention, 5 to 30 wt% zirconia containing 8-12 mol% of CeO 2, alumina 67-90% by weight and zinc oxide from 0.3 to 3 wt% titanium oxide 0.2 to 2 weight % and with consists has the CeO 2 and the portion of the zinc oxide solid solution precipitated needles and zirconia crystal phase and alumina phase to the alumina, and the average crystal size of the zirconia crystal phase is 1μm An alumina / zirconia ceramic characterized by the following is provided.
本発明のアルミナ・ジルコニア系セラミックスにおいては、アルミナ相の平均結晶径が2μm以下であること、針状晶がZnCeAl11O19であることが好ましい。 In the alumina / zirconia ceramic of the present invention, the average crystal diameter of the alumina phase is preferably 2 μm or less, and the needle-like crystals are preferably ZnCeAl 11 O 19 .
本発明によれば、いずれも平均粒径が1μm以下である、Ce2O3が固溶したCe安定化ジルコニア粉末と、アルミナ粉末と、酸化亜鉛粉末と、酸化チタン粉末とを用意する工程、前記Ce安定化ジルコニア粉末と前記アルミナ粉末と前記酸化亜鉛粉末と前記酸化チタン粉末とを、下記の条件(a)、(b)の条件:(a)前記Ce安定化ジルコニア粉末5〜30質量%、前記アルミナ粉末67〜90質量%、前記酸化亜鉛粉末0.3〜3質量%、前記酸化チタン粉末0.2〜2質量%、(b)前記Ce安定化ジルコニア粉末当り、CeO2濃度が8〜12モル%であること、を満足するように混合して成形用混合粉末を調製する工程、前記成形用混合粉末を所定形状に成形する工程、及び得られた成形体を1350℃〜1550℃の大気雰囲気中で焼成し、次に、焼成温度よりも低い温度で熱間静水圧焼成を行う工程、からなることを特徴とするアルミナ・ジルコニア系セラミックスの製法が提供される。 According to the present invention, a step of preparing a Ce-stabilized zirconia powder in which Ce 2 O 3 is a solid solution, an alumina powder, a zinc oxide powder, and a titanium oxide powder , all having an average particle diameter of 1 μm or less, and said Ce-stabilized zirconia powder and the alumina powder and the zinc oxide powder and the titanium oxide powder, the following conditions (a), (b), conditions: (a) the Ce-stabilized zirconia powder 5-30 wt% the alumina powder 67-90 wt%, the zinc oxide powder 0. 3-3 wt%, the titanium oxide powder 0.2 to 2 wt%, were mixed so as to satisfy, it is 8 to 12 mol% (b) the Ce-stabilized zirconia powder per, CeO 2 concentration preparing a molding mixed powder, steps of molding the molding mixed powder into a predetermined shape, and the resulting molded body was fired in the air atmosphere at 1350 ° C. to 1550 ° C., then, than baked formed temperature There is provided a process for producing an alumina / zirconia ceramic characterized by comprising a step of performing hot isostatic firing at a low temperature.
本発明のアルミナ・ジルコニア系セラミックスは、アルミナリッチのアルミナ・ジルコニア系セラミックスであり、アルミナ含有量が多いため、硬度が高く、優れた耐摩耗性を示すばかりか、ジルコニア結晶相がCeO2により安定化された正方晶を主体としており、しかもジルコニア結晶相の結晶径が平均して1μm以下に抑制され、磁器中に分散して存在することでアルミナの増量に起因する強度低下を有効に回避することができ、強度や靭性にも優れ、例えば、1600Hv以上のビッカース硬度および4.1MPa・m1/2以上の破壊靭性値にできる。また、上記構成成分に加えて微量の酸化チタンを含むため、Ceによる正方晶ZrO 2 の異方性結晶の増加によりさらに高強度化できる。この場合、酸化チタンは0.5〜1質量%が好ましい。 The alumina / zirconia ceramic of the present invention is an alumina-rich alumina / zirconia ceramic, and since it has a high alumina content, it has high hardness and excellent wear resistance, and the zirconia crystal phase is stabilized by CeO 2. Mainly composed of tetragonal crystals, and the average crystal diameter of the zirconia crystal phase is suppressed to 1 μm or less, and the presence of the zirconia crystal phase dispersed in the porcelain effectively avoids a decrease in strength due to an increase in alumina. It can also be excellent in strength and toughness. For example, it can have a Vickers hardness of 1600 Hv or higher and a fracture toughness value of 4.1 MPa · m 1/2 or higher. Further, since it contains a small amount of titanium oxide in addition to the above components, the strength can be further increased by increasing the anisotropic crystal of tetragonal ZrO 2 by Ce . In this case, the titanium oxide is preferably 0.5 to 1% by mass.
さらに本発明によれば、磁器中にZnとCeとAlとを構成元素として有する複合酸化物の針状晶による扁平晶強化によりさらに靭性を向上できる。この場合、針状結晶を析出させかつ高強度、高靭性、高硬度という点で、酸化亜鉛量は0.4〜2質量%、特に、0.5〜1.5質量%が好ましい。 Furthermore, according to the present invention, the toughness can be further improved by the flat crystal strengthening by acicular crystals of a composite oxide having Zn, Ce and Al as constituent elements in the porcelain. In this case, the amount of zinc oxide is preferably 0.4 to 2% by mass, and particularly preferably 0.5 to 1.5% by mass in terms of precipitating acicular crystals and high strength, high toughness, and high hardness.
さらには、アルミナ相の平均結晶径が2μm以下であれば、抗折強度をさらに高めることができる。 Furthermore, if the average crystal diameter of the alumina phase is 2 μm or less, the bending strength can be further increased.
このように、本発明のアルミナ・ジルコニア系セラミックスは、高強度、高靭性でかつ硬度が高く、耐摩耗性に優れていることから、種々の構造用部品や、種々の刃物類や工具類、あるいは軸受けなどの構造用部品、生体関連部材などの用途に極めて有用である。 As described above, the alumina / zirconia ceramic of the present invention has high strength, high toughness, high hardness, and excellent wear resistance. Therefore, various structural parts, various blades and tools, Or it is very useful for uses, such as structural parts, such as a bearing, and a bio-related member.
また本発明の製法によれば、前記混合粉末に酸化チタンを加えることにより、Ceによる正方晶ZrO2の準安定化と異方性結晶の生成が促進されることから、結果的に、より低温での焼結が可能となる。 Further, according to the production method of the present invention, the addition of titanium oxide to the mixed powder promotes the metastabilization of tetragonal ZrO 2 by Ce and the generation of anisotropic crystals, resulting in lower temperatures. Sintering is possible.
図1は、本発明のアルミナ・ジルコニア系セラミックスの内部組織を示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic view showing the internal structure of the alumina / zirconia ceramic of the present invention.
本発明のアルミナ・ジルコニア系セラミックスは、結晶相として、ジルコニア結晶相とアルミナ相とを有しており、アルミナリッチであるという基本構造を有している。即ち、CeO2を含むジルコニア結晶相1とアルミナ相3と酸化亜鉛とから構成され、特に本発明によれば、アルミナにCeO2および酸化亜鉛の一部が固溶し析出した針状晶5が析出していることを特徴とするものであるが、その組成として、CeO2を8〜12モル%の範囲で含むジルコニア結晶相1を5〜30質量%と、アルミナ相3を67〜90質量%、酸化亜鉛を0.3〜3質量%と、酸化チタンを0.2〜2質量%となることが重要である。
The alumina / zirconia ceramic of the present invention has a basic structure of having a zirconia crystal phase and an alumina phase as crystal phases and being rich in alumina. That is, it is composed of a
ジルコニア結晶相中に含まれるCeO2の含有量は、このジルコニア結晶相1を正方晶として安定化させ、単斜晶および立方晶の析出を抑制させるために、9〜10モル%であることが望ましい。ここで、前記針状晶5がZnCeAl11O19であることが靭性を一層向上させるという点で望ましい。
The content of CeO 2 contained in the zirconia crystal phase is 9 to 10 mol% in order to stabilize the
本発明のアルミナ・ジルコニア系セラミックスの結晶相中において酸化チタンは低温焼成という点で望ましい。 In the crystal phase of the alumina / zirconia ceramic of the present invention, titanium oxide is desirable in terms of low-temperature firing.
本発明のアルミナ・ジルコニア系セラミックスの主成分であるジルコニア結晶相中に含まれるCeO2は8モル%より少ない場合には準安定相である単斜晶が析出しやすくなり、一方、12モル%より多い場合には立方晶が増加し、抗折強度、靭性、硬度が低下する。 When CeO 2 contained in the zirconia crystal phase, which is the main component of the alumina / zirconia ceramic of the present invention, is less than 8 mol%, a monoclinic crystal that is a metastable phase tends to precipitate, whereas 12 mol%. When the amount is larger, cubic crystals increase, and bending strength, toughness, and hardness decrease.
また、アルミナ・ジルコニア系セラミックスを構成するジルコニア結晶相の割合が5質量%よりも少なく、アルミナ相の割合が90質量%よりも多い場合には、機械的特性のうち特に靭性が低下し、強度を低下する。 Further, when the proportion of the zirconia crystal phase constituting the alumina / zirconia ceramic is less than 5% by mass and the proportion of the alumina phase is more than 90% by mass, the toughness is reduced particularly in the mechanical properties, and the strength To lower.
一方、ジルコニア結晶相1の割合が30質量%よりも多く、アルミナ相3の割合が67質量%よりも少ない場合には、機械的特性のうち特に抗折強度およびビッカース硬度が低下する。また、酸化亜鉛の量が0.5%より少ないと、靭性が低くなり、3%を越えると強度が低下する。
On the other hand, when the proportion of the
また、本発明のアルミナ・ジルコニア系セラミックスでは、ジルコニア結晶相1による高靭性化という点で、ジルコニア結晶相はアルミナ相3の粒界に存在することが好ましい。
In the alumina / zirconia-based ceramic of the present invention, the zirconia crystal phase is preferably present at the grain boundary of the
そして、本発明のジルコニア結晶相1は平均粒径が1μm以下であることが重要であり、それらは抗折強度および靭性を高めるという点で0.3〜0.8μmがより望ましい。ジルコニア結晶相1の平均粒径が1μmよりも大きい場合には、ジルコニア結晶相1が正方晶系から単斜晶系に変り靭性が大きく低下する。かかるセラミックス中に、ときに平均粒径の大きな結晶が存在する場合、耐磨耗性試験時にジルコニア結晶相1若しくはアルミナ相3の粒子の欠落が発生しやすく耐磨耗性が低下する。このため、アルミナ相についても平均結晶径は2μm以下であることが望ましい。
And it is important that the
上記構成の本発明にかかるアルミナ・ジルコニア系セラミックスは、その特性を、抗折強度が1000MPa以上、ビッカース硬度が1700以上、破壊靭性値が4MPa・m1/2以上にできる。 The alumina / zirconia-based ceramics according to the present invention having the above-described configuration can have characteristics of a bending strength of 1000 MPa or more, a Vickers hardness of 1700 or more, and a fracture toughness value of 4 MPa · m 1/2 or more.
次に、本発明のアルミナ・ジルコニア系セラミックスの製法について説明する。 Next, a method for producing the alumina / zirconia ceramic of the present invention will be described.
本発明では、まず、Ce2O3を8〜12モル%含むジルコニア粉末とアルミナ粉末とを混合したジルコニア系混合粉末を調製した後、このジルコニア系混合粉末と酸化亜鉛粉末とを混合した混合粉末を調製し、次いで、この混合粉末を所望の形状に成形する。さらに、上記酸化亜鉛を含む混合粉末に対して酸化チタンを混合する。 In the present invention, first, after preparing a zirconia-based mixed powder obtained by mixing zirconia powder containing 8 to 12 mol% of Ce 2 O 3 and alumina powder, mixed powder obtained by mixing this zirconia-based mixed powder and zinc oxide powder. Then, this mixed powder is formed into a desired shape. Furthermore, titanium oxide is mixed with the mixed powder containing zinc oxide.
また本発明によれば、上記ジルコニア粉末5〜30質量%と、アルミナ粉末を67〜90質量%、酸化亜鉛粉末を0.3〜3質量%、酸化チタン粉末を0.2〜2質量%の割合で混合して用いることを特徴とする。特に、ジルコニア粉末10〜25質量%と、アルミナ粉末を68.5〜79質量%、酸化亜鉛粉末を1〜2質量%、酸化チタン粉末を0.5〜1質量%とすることが好ましい。 According to the present invention, 5 to 30 wt% the zirconia powder, alumina powder 67-90 wt%, zinc oxide powder 0. It is characterized by using 3 to 3% by mass of titanium oxide powder mixed at a rate of 0.2 to 2% by mass . In particular, a 10 to 25 wt% zirconia powder, alumina powder from 68.5 to 79 wt%, 1-2 wt% of zinc oxide powder, it is preferable that the titanium oxide powder and 0.5 to 1 wt%.
つまり、上記ジルコニア粉末およびアルミナ粉末は、かかるセラミックス焼結体の高強度、高硬度を図るという理由から設定されるものであり、また、酸化亜鉛の量は、この酸化亜鉛を含み析出する針状晶5の析出量を規定するものである。この針状晶が多量に析出するとかかるセラミックスの硬度低下につながるからである。
That is, the zirconia powder and the alumina powder are set for the purpose of achieving high strength and high hardness of the ceramic sintered body, and the amount of zinc oxide is acicular that contains and precipitates this zinc oxide. The amount of precipitation of
この場合、ジルコニア粉末の平均粒径は、ともに1μm以下であることが重要であり、特に、0.8μm以下とすることが好ましく、一方、アルミナ相3の平均結晶径は2μm以下、特に1.5μm以下が好ましい。平均粒径がこれよりも大きいものを用いた場合には焼結後のアルミナ・ジルコニア系セラミックスを構成するジルコニア結晶相およびアルミナ相の平均粒径が大きくなる恐れがある。
In this case, it is important that the average particle size of the zirconia powder is 1 μm or less, particularly 0.8 μm or less, while the average crystal size of the
また、本発明に用いるジルコニア粉末およびアルミナ粉末の純度は99.9%以上が望ましい。また本発明で用いるジルコニア粉末は、CeO2とジルコニア粉末とを個々に添加したもの、また、CeO2とジルコニア粉末とを混合した後に仮焼して得られたもの、あるいは、Ceおよびジルコニアの金属塩やアルコキシドをpH調整した水溶液中で混合(加水分解法)して得られたもののいずれでも好適に用いることができるが、より均一な粒子径を有し、かつ、より安定化したジルコニアが得られるという点で、加水分解法で合成した粉末がより好ましい。 The purity of the zirconia powder and alumina powder used in the present invention is desirably 99.9% or more. The zirconia powder used in the present invention, those that have been added and CeO 2 and zirconia powder individually, also those obtained by calcining after mixing the CeO 2 and zirconia powder, or, Ce and zirconia metal Any of those obtained by mixing (hydrolyzing) a salt or alkoxide in an aqueous solution adjusted in pH can be suitably used, but a more uniform zirconia having a more uniform particle size is obtained. The powder synthesized by the hydrolysis method is more preferable.
さらに、本発明にかかる上記セラミックスでは、焼結性を高めるために、必要により、アルカリ土類金属の酸化物などの粉末を焼結助剤として用いることができる。これらの焼結助剤は酸化物に限定されるものではなく、焼成により酸化物を形成する化合物の形、炭酸塩として用いることもできる。これらの焼結助剤の粉末の平均粒径もまた、主原料と同様、1μm以下であることが好ましい。このような焼結助剤量としては、主原料であるジルコニア粉末、アルミナ粉末および酸化亜鉛粉末の混合粉末100質量部あたり、2質量部以下とするのがよい。 Furthermore, in the ceramic according to the present invention, a powder such as an alkaline earth metal oxide can be used as a sintering aid, if necessary, in order to enhance the sinterability. These sintering aids are not limited to oxides, and can be used as a form of a compound that forms an oxide by firing, or as a carbonate. The average particle size of the powder of these sintering aids is also preferably 1 μm or less, like the main raw material. The amount of the sintering aid is preferably 2 parts by mass or less per 100 parts by mass of the mixed powder of zirconia powder, alumina powder and zinc oxide powder which are main raw materials.
また、本発明にかかるセラミックスの製法では、成形体を1350℃〜1550℃の大気雰囲気中で焼成し、次に、前記焼成温度よりも低い温度で熱間静水圧焼成を行うことを特徴とする。これは、1550℃よりも高い温度で焼成を行うとジルコニア結晶相1およびアルミナ相3が粒成長し、本発明で規定する平均結晶径よりも大きくなり、ジルコニア結晶相1が正方晶から単斜晶に転移し靭性が低下しやすくなり、特に、耐磨耗性が低下するからである。1350℃以下では緻密化できなくなる。
In the method for producing a ceramic according to the present invention, the compact is fired in an air atmosphere at 1350 ° C. to 1550 ° C., and then hot isostatic firing is performed at a temperature lower than the firing temperature. . This is because when calcination is performed at a temperature higher than 1550 ° C., the
本発明では、前記常圧焼成後に、その常圧焼成の温度よりも低い温度で熱間静水圧焼成を行うものであるが、これによりアルミナ・ジルコニア系セラミックスを構成するジルコニア結晶相1およびアルミナ相3の粒成長を抑制しつつ高密度化できる。
In the present invention, after the normal pressure firing, hot isostatic firing is performed at a temperature lower than the temperature of the normal pressure firing. Thus, the
尚、本発明では、熱間静水圧焼成前の予備焼結体の相対密度は95%以上であること好ましく、特に97%以上が好ましい。この熱間静水圧加圧焼成の場合の雰囲気はアルゴンまたは酸素濃度15〜20%が好ましい。 In the present invention, the relative density of the pre-sintered body before hot isostatic firing is preferably 95% or more, particularly preferably 97% or more. The atmosphere in the case of this hot isostatic pressing is preferably argon or an oxygen concentration of 15 to 20%.
まず、加水分解法により調製したCeO2を含む部分安定化したジルコニア粉末(純度99.9%、平均粒径0.2μm、(試料No.28については0.7μm、純度99.9%を使用))、およびアルミナ粉末(平均粒径0.3μm、純度99.9%、(試料No.28については0.8μm、純度99.9%を使用))、酸化亜鉛、酸化チタンを表1に示す組成になるように配合した。混合は、高純度耐摩耗アルミナボールとポリエチレン容器を用い、IPAを溶媒として24時間湿式ボ・ルミルを用いて行った。その後乾燥して得られた混合粉末をプレス成形し、大気中、1300〜1600℃、2時間の焼成を行い棒状の一次焼結体を作製し、続いて、熱間静水圧焼成(HIP)を表1に示す温度条件にて行った。この処理後の相対密度は99.5%以上であった。 First, partially stabilized zirconia powder containing CeO 2 prepared by a hydrolysis method (purity 99.9%, average particle size 0.2 μm, (0.7 μm for sample No. 28, purity 99.9% was used) )), And alumina powder (average particle size 0.3 μm, purity 99.9% (for sample No. 28, use 0.8 μm, purity 99.9%)), zinc oxide, titanium oxide in Table 1 It mix | blended so that it might become the composition shown. The mixing was carried out using a high-purity wear-resistant alumina ball and a polyethylene container, using IPA as a solvent, and a wet ball mill for 24 hours. Thereafter, the mixed powder obtained by drying is press-molded and fired in air at 1300 to 1600 ° C. for 2 hours to produce a rod-shaped primary sintered body, followed by hot isostatic pressing (HIP). The temperature conditions shown in Table 1 were used. The relative density after this treatment was 99.5% or more.
次に、得られた焼結体を研削加工して、4×3×35mmの試料を作製した。結晶組織観察は電子顕微鏡を用いて行った。ジルコニア結晶相およびアルミナ結晶相の平均結晶径および最大結晶径は得られた電子顕微鏡写真の対角線上に沿って存在するものについて平均結晶径を測定顕微鏡を用いて求めた。測定箇所は各10点とした。また、JIS−R1601による室温における抗折強度、JISS 2244によりビッカース硬度、及びJIS−R1607によるSEPB法により破壊靱性値を測定した。なお、本発明では、配合したジルコニア粉末およびアルミナ粉末組成が結晶相組成として反映されていた。得られた結果を表1に示す。
表1の結果から、試料No.2〜4、7〜10、13〜15、17〜20、23〜26では、ジルコニア結晶相の平均結晶径が1μm以下、アルミナ相の平均結晶径が2μm以下となり、抗折強度が1010MPa以上、破壊靭性値が4.1以上、ビッカース硬度が1705以上であった。本発明の酸化チタンを0.2〜2質量%含んだ試料No.17〜20では、焼成温度が1350〜1,450℃と低いにもかかわらず、上記の試料と同等の特性を有していた。 From the results shown in Table 1, specimen No. 2 to 4, 7 to 10, 13 to 15, 17 to 20, 23 to 26, the average crystal diameter of the zirconia crystal phase is 1 μm or less, the average crystal diameter of the alumina phase is 2 μm or less, and the bending strength is 1010 MPa or more. The fracture toughness value was 4.1 or more, and the Vickers hardness was 1705 or more. Sample No. containing 0.2 to 2 mass% of titanium oxide of the present invention . In 17 to 20, the firing temperature in spite 1350~1,4 5 0 ℃ low, had the same characteristics as the above sample.
一方、本発明外の試料No.1、5、6、11、12、16、21、22、27、28では、抗折強度、破壊靭性値、ビッカース硬度のうちいずれかが本発明品より低い値であった。 On the other hand, sample No. In 1, 5, 6, 11, 12, 16, 21, 22, 27, and 28, any one of the bending strength, fracture toughness value, and Vickers hardness was lower than the product of the present invention.
1 ジルコニア結晶相
3 アルミナ相
5 針状晶
1
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