JP5634512B2 - 着色された焼結ジルコニア - Google Patents

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Description

本発明は、粒子混合物、そのような粒子混合物から得られる焼結された部品、及び該焼結された部品を製造する方に関する。
ジルコニアに基づく焼結された部品は装飾物品、例えば宝石、時計、ブレスレット、ブローチ、タイピン、ネックレス、財布、電話、家具又は家庭用品の製造のために日常的に使用されている。
色を得るために、顔料がジルコニアに添加され得る。例えば、米国特許出願公開第2007/270304号はコバルト、亜鉛、鉄及びアルミニウムに基づくスピネル構造を有する顔料を取り込んだジルコニア製品を記載している。特開2006−342036号、特開2005-289721又は欧州特許第0678490号が、顔料のさらなる例を提供する。
しかし、顔料は、一般的にジルコニアの焼結の間に分解する傾向があり、そのことは制御するのが困難である色の変化をもたらし得る。
装飾品のジルコニアは、良好なスクラッチ耐性及び耐衝撃性をもまた有しなければならず、かつよく発現された均一な色を有して、良好に見えなければならない。それは生体適合性でもなければならず、即ち浸出され得る元素、ヒトに危険であり得る元素を含んでいてはならない。
そのような性質を有するジルコニアに基づく新規なセラミックの焼結された部品及び該部品を製造する新規な方法に対して継続する必要性がある。
本発明の目的は、この必要性を少なくとも部分的に満足することである。
本発明に従って、この目的は、酸化物に基づく重量百分率で以下の化学組成
― ジルコニアZrO、全体を100%にする量;
― 灰チタン石構造を有する酸化物、0.5%〜10.0%;
― Y,Sc,MgO,CaO,CeO及びそれらの混合物からなる群から選択されるジルコニアのための安定化剤、2.0%〜20.0%、MgO+CaOの量は5.0%未満である;
― Al,ZnO,TiO及びそれらの混合物からなる群から選択された焼結添加剤、2.0%未満;
― 他の酸化物、2.0%未満;
を有する粒子混合物により達成され、ここで該灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該安定化剤及び/又は該焼結添加剤は、該酸化物の当量の前駆体により完全に又は部分的に置き換えられていてもよい。
好ましくは、粒子混合物は、0.5%〜10.0%の灰チタン石構造を有する酸化物を含む。
本発明者らは、本発明に従う粒子混合物は、装飾品の製造に理想的に適するジルコニアを焼結によって製造するために使用されることができることを観察した。
本発明に従う粒子混合物は、1以上の以下の特徴をもまた有し得る。
― 灰チタン石構造のA−部位におけるA−元素は、カルシウムCa,ストロンチウムSr,バリウムBa、ランタンLa,プラセオジムPr,ネオジウムNd,ビスマスBi,セリウムCe及びそれらの混合物からなる群G(1)から選択される。
― 好ましくは、Aはカルシウム及びランタンの混合物、ストロンチウム及びランタンの混合物、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ランタン、プラセオジム、ネオジウム、ビスマス、セリウム、及びそれらの混合物からなる群G(2)から選択される。
― 好ましくは、Aはランタン、プラセオジム、ビスマス、セリウム、ネオジウム、及びそれらの混合物からなる群G(3)から選択される。
― 好ましくはAはランタンである。
― 灰チタン石構造のB−部位におけるB−元素は、コバルト及び鉄の混合物、コバルト及びマンガンの混合物、コバルト及びクロムの混合物、コバルト及びニッケルの混合物、クロム及びマンガンの混合物、クロム及びニッケルの混合物、クロム及び鉄の混合物、マンガン及び鉄の混合物、マンガン及びニッケルの混合物、ニッケル及び鉄の混合物、マンガン、コバルト及びチタンの混合物、コバルト及び銅の混合物、コバルト、クロム及びチタンの混合物、クロム及び銅の混合物、ニッケル及びチタンの混合物、クロム、ニッケル、銅、マグネシウム及び鉄の混合物、チタン及び鉄の混合物、バナジウム、タングステン、モリブデン、ニオブ及び鉄の混合物、鉄、及びそれらの混合物からなる群G(1)から選択される。
― 好ましくは、Bは、コバルト及び鉄の混合物、コバルト及びマンガンの混合物、クロム及びマンガンの混合物、クロム及び鉄の混合物、マンガン及び鉄の混合物、コバルト及びクロム及び鉄の混合物、コバルト及びクロム及び鉄及びマンガンの混合物、コバルト及び鉄及びマンガンの混合物,マンガン、コバルト及びクロムの混合物、コバルト及びニッケルの混合物、コバルト及びチタンの混合物、コバルト及び銅の混合物,コバルト、クロム及びニッケルの混合物、クロム及びチタンの混合物、クロム及び銅の混合物、ニッケル及び鉄の混合物、ニッケル及びマンガンの混合物、ニッケル及びコバルトの混合物、ニッケル及びチタンの混合物、ニッケル及びコバルト及びクロムの混合物、ニッケル及びコバルト及びクロム及びマンガンの混合物、ニッケル及びクロム及びマンガンの混合物,クロム,ニッケル,銅、チタン及び鉄の混合物,バナジウム,タングステン、モリブデン、マグネシウム及び鉄の混合物、ニオブ及び鉄の混合物,鉄,及びクロム及びマンガン及び鉄の混合物からなる群G(2)から選択される。
― 好ましくは、Bはコバルト及びクロム及び鉄の混合物、コバルト及びクロム及び鉄及びマンガンの混合物、コバルト及び鉄及びマンガンの混合物,マンガン、コバルト及びクロムの混合物,コバルト、クロム及びニッケルの混合物、ニッケル及びコバルトの混合物、ニッケル及びコバルト及びクロムの混合物、ニッケル及びコバルト及びクロム及びマンガンの混合物,クロム,ニッケル、マグネシウム及び鉄の混合物、チタン及び鉄の混合物,鉄、クロム及び鉄の混合物、マンガン及び鉄の混合物,及びクロム及びマンガン及び鉄の混合物からなる群G(3)から選択される。
― 「灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体、0.5%〜10.0%」における灰チタン石の量は90%超、好ましくは95%超、好ましくは99%超、好ましくは実質的に100%である。
― 一般的に、色を濃くするために、灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の量は、好ましくは3%超、好ましくは4%超、及び/又は好ましくは9%未満、好ましくは6%未満である。対照的に、色を明るくするためには、一般的に灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の量は好ましくは3%未満、好ましくは2%未満、より好ましくは1.5%未満である。
― ジルコニア+任意の安定化剤の総量は、80%超、90%超、又は95%超でさえある。
― ジルコニアのための安定化剤は、Y,Sc,及びそれらの混合物からなる群から選択され、該ジルコニアのための安定化剤の量は、8%未満、好ましくは6.5%未満である。
― ジルコニアのための安定化剤は、MgO,CaO,及びそれらの混合物からなる群から選択され、該ジルコニアのための安定化剤の量は4%未満である。
― ジルコニアのための安定化剤は、CeOであり、該ジルコニアのための安定化剤の量は10%超かつ15%未満である。
― ジルコニアのための安定化剤は、Y,CeO及びそれらの混合物からなる群から選択され、好ましくは以下の関係
10%≦3.Y+CeO≦20%
を満足する。
― 安定化剤は、Yであり、即ち粒子混合物は安定化剤としてYのみを含む。
― Yの量は3%超、好ましくは4%超、及び/又は8%未満、好ましくは6.5%未満である。
― 粒子混合物は、該安定化剤で安定化されたジルコニア、又は任意的に安定化されていてよいジルコニア粒子と該安定化剤の粒子との混合物、又は、任意的に安定化されていてもよいジルコニア及び該安定化剤が緊密に混合されている粒子の混合物を包含する。そのような緊密な混合物は、例えば共沈又はスプレー噴霧化(spray atomization)により得られ得、任意的に熱処理により固められてもよい。該混合物において、安定化剤は該安定化剤の当量の前駆体により置き換えられてもよい。
― 好ましい実施態様において、該粒子混合物は、任意的に安定化されていてもよいジルコニア、安定化剤及び/又は焼結添加剤が緊密に混合されている粒子を含む。好ましくは、該粒子混合物は任意的に安定化されていてもよいジルコニア、安定化剤及び焼結添加剤が緊密に混合されている粒子を含む。
― 焼結添加物の量は0.1%超、好ましくは0.2%超、及び/又は1.5%未満、好ましくは1%未満、好ましくは0.5%未満である。
― 焼結添加物は、Al又はAlの前駆体であり、好ましくは焼結添加物は、Alである。
― 粒子混合物は、安定化剤及び/又は焼結添加剤のための前駆体を含まない。
― 粒子混合物は10μm(マイクロメートル)未満の、又は5μm未満さえの、又は3μm未満さえの、又は1μm未満さえの及び/又は好ましくは0.05μm超のメジアンサイズを有する。粒子混合物のメジアンサイズは焼結部品を製造するために使用される成形方法のために適切である。
― 灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の粒子により構成された粉末は、5μm未満、好ましくは1μm未満、好ましくは0.5μm未満のメジアンサイズを有する。
色、黒又は灰色が製造されるべき焼結部品のために要求されるとき、A及びBは以下のように選択され得る。
Aは、カルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr),バリウム(Ba),ランタン(La),プラセオジム(Pr),ネオジウム(Nd),ビスマス(Bi),セリウム(Ce),及びそれらの混合物からなる群G’(1)から選択され得る。
好ましくはAは、カルシウム及びランタン,ストロンチウム及びランタンの混合物,ランタン,及びそれらの混合物からなる群G’(2)から選択され得る。
より好ましくは、Aはランタンからなる群G’(3)から選択される。
Bは、コバルト及び鉄の混合物CoFe1−x、xは0.2〜0.8の範囲,コバルト及びマンガンの混合物CoMn1−x、xは0.2〜0.8の範囲,コバルト及びクロムの混合物CoCr1−x、xは0.2〜0.8の範囲,コバルト及びニッケルの混合物CoNi1−x、xは0.3〜0.8の範囲,クロム及びマンガンの混合物CrMn1−x、xは0.2〜0.7の範囲,クロム及びニッケルの混合物CrNi1−x、xは0.3〜0.7の範囲,クロム及び鉄の混合物CrFe1−x、xは0.3〜0.7の範囲,マンガン及び鉄の混合物MnFe1−x、xは0.3〜0.8の範囲,マンガン及びニッケルの混合物MnNi1−x、xは0.3〜0.8の範囲,ニッケル及び鉄の混合物、NiFe1−x、xは0.3〜0.7の範囲,マンガン,及びそれらの混合物からなる群G’(1)から選択され得る。
好ましくは、Bはコバルト及び鉄の混合物CoFe1−x、xは0.4〜0.7の範囲,コバルト及びマンガンの混合物CoMn1−x、xは0.4〜0.6の範囲,クロム及びマンガンの混合物CrMn1−x、xは0.3〜0.6の範囲,クロム及び鉄の混合物CrFe1−x、xは0.4〜0.6の範囲,マンガン及び鉄の混合物MnFe1−x、xは0.4〜0.6の範囲,コバルト及びクロム及び鉄の混合物CoCrFe、xは0.2〜0.4の範囲,yは0.2〜0.4の範囲及びzは0.2〜0.4の範囲及びx+y+z=1,コバルト及びクロム及び鉄及びマンガンの混合物CoCrFeMn、xは0.1〜0.4の範囲,yは0.1〜0.4の範囲,zは0.1〜0.4の範囲及びtは0.1〜0.4の範囲及びx+y+z+t=1,コバルト及び鉄及びマンガンの混合物CoFeMn、xは0.2〜0.4の範囲,yは0.3〜0.5の範囲及びzは0.2〜0.4の範囲及びx+y+z=1,及びマンガンからなる群G'(2)から選択され得る。
より好ましくはBは、コバルト及びクロム及び鉄CoCrFez,xは0.2〜0.4の範囲,yは0.2〜0.4の範囲及びzは0.2〜0.4の範囲及びx+y+z=1,コバルト及びクロム及び鉄及びマンガンの混合物CoCrFeMn、xは0.1〜0.4の範囲,yは0.1〜0.4の範囲,zは0.1〜0.4の範囲及びtは0.1〜0.4の範囲及びx+y+z+t=1,コバルト及び鉄及びマンガンの混合物CoFeMn、xは0.2〜0.4の範囲,yは0.3〜0.5の範囲及びzは0.2〜0.4の範囲及びx+y+z=1,及びマンガンからなる群G’(3)から選択され得る。
(R1): 色、黒が製造されるべき焼結部品のために要求されるとき、本発明に従う粒子混合物は、ある量、即ち3%超、好ましくは4%超、好ましくは5%超、及び/又は6%未満の、灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の粉末を特に含み得、A及びBは、好ましくは上記の群G’及びG’(1)〜(3)から選択される。特に、色、黒が要求されるとき、本発明に従う粒子混合物は、ある量、即ち
− B−元素がCoFe1−xであり、xは0.2〜0.3の範囲又は0.7〜0.8の範囲であるときは、5%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がCoFe1−xであり、xは0.3〜0.4の範囲又は0.6〜0.7の範囲であるときは、4%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がCoFe1−xであり、xは0.4〜0.6の範囲であるときは、3%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がCoMn1−xであり、xは0.2〜0.6の範囲であるときは、3%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がCoMn1−xであり、xは0.6〜0.7の範囲であるときは、4%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がCoMn1−xであり、xは0.7〜0.8の範囲であるときは、5%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がCoCr1−xであり、xは0.2〜0.3の範囲又は0.7〜0.8の範囲であるときは、5%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がCoCr1−xであり、xは0.3〜0.4の範囲又は0.6〜0.7の範囲であるときは、4%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がCoCr1−xであり、xは0.4〜0.6の範囲であるときは、3%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がCoNi1−xであり、xは0.2〜0.3の範囲又は0.7〜0.8の範囲であるときは、5%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がCoNi1−xであり、xは0.3〜0.4の範囲又は0.6〜0.7の範囲であるときは、4%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がCoNi1−xであり、xは0.4〜0.6の範囲であるときは、3%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がCrMn1−xであり、xは0.2〜0.6の範囲であるときは、3%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がCrMn1−xであり、xは0.6〜0.7の範囲であるときは、4%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がCrNi1−xであり、xは0.3〜0.4の範囲又はxが0.6〜0.7の範囲であるときは、4%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がCrNi1−xであり、xは0.4〜0.6の範囲であるときは、3%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がCrFe1−xであり、xは0.3〜0.4の範囲又は0.6〜0.7の範囲であるときは、4%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がCrFe1−xであり、xは0.4〜0.6の範囲であるときは、3%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がMnFe1−xであり、xは0.3〜0.4の範囲であるときは、4%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がMnFe1−xであり、xは0.4〜0.8の範囲であるときは、3%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がMnNi1−xであり、xは0.3〜0.4の範囲であるときは、4%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がMnNi1−xであり、xは0.4〜0.8の範囲であるときは、3%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がNiFe1−xであり、xは0.3〜0.4の範囲又は0.6〜0.7の範囲であるときは、4%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がNiFe1−xであり、xは0.4〜0.6の範囲であるときは、3%超かつ好ましくは6%未満;
の灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の粉末を特に含み得る。
(R2): 灰色が製造されるべき焼結部品のために要求されるとき、本発明に従う粒子混合物は、ある量、即ち3%未満、又は2%未満、又は1.5%未満さえの灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の粉末を特に含み得、A及びBは、好ましくは上記の群G’及びG’(1)〜(3)から選択される。
(R3): 色、青が製造されるべき焼結部品のために要求されるとき、A及びBは以下のように選択され得る。
Aはカルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr),バリウム(Ba),ランタン(La),プラセオジム(Pr),ネオジウム(Nd),ビスマス(Bi),セリウム(Ce),及びそれらの混合物からなる群G’’(1)から選択される。
好ましくはAは、カルシウム及びランタンの混合物,ストロンチウム及びランタンの混合物,ランタン,及びそれらの混合物からなる群G’’(2)から選択される。
より好ましくは、Aはランタンからなる群G’’(3)から選択される。
Bはコバルト及び鉄の混合物CoFe1−x,ただし0.6≦x<1,コバルト及びマンガンの混合物CoMn1−x,ただし0.6≦x<1,コバルト及びクロムの混合物CoCr1−x,ただし0.6≦x<1,コバルト及びニッケルの混合物CoNi1−x、ただし0.6≦x<1,コバルト及びチタンの混合物CoTi1−xただし0.5≦x<1,コバルト及び銅の混合物CoCu1−x、ただし0.5≦x<1,コバルト,及びそれらの混合物からなる群G’’(1)から選択され得る。
好ましくはBは、コバルト及び鉄の混合物CoFe1−x、ただし0.8≦x<1,コバルト及びマンガンの混合物CoMn1−x,ただし0.8≦x<1,コバルト及びクロムの混合物CoCr1−x、ただし0.8≦x<1,コバルト及びニッケルの混合物CoNi1−x、ただし0.8≦x<1,コバルト及びチタンの混合物CoTi1−x、ただし0.8≦x<1,コバルト及び銅の混合物CoCu1−x、ただし0.8≦x<1,コバルト及びクロム及び鉄の混合物CoCrFe、xは0.5〜0.8の範囲,yは0.1〜0.4の範囲及びzは0.1〜0.4の範囲及びx+y+z=1,コバルト及びクロム及び鉄及びマンガンの混合物CoCrFeMn、xは0.5〜0.7の範囲,yは0.1〜0.3の範囲,zは0.1〜0.3の範囲及びtは0.1〜0.3の範囲及びx+y+z+t=1,コバルト及び鉄及びマンガンの混合物CoFeMn、xは0.5〜0.8の範囲,yは0.1〜0.4の範囲及びzは0.1〜0.4の範囲及びx+y+z=1,及びコバルトからなる群G’’(2)から選択され得る。
より好ましくは、Bはコバルト及びクロムの混合物CoCr1−x、ただし0.8≦x<1,コバルト及びクロム及び鉄の混合物CoCrFe、xは0.7〜0.8の範囲,yは0.1〜0.2の範囲及びzは0.1〜0.2の範囲及びx+y+z=1,コバルト及びクロム及び鉄及びマンガンの混合物CoCrFeMn、xは0.5〜0.7の範囲,yは0.1〜0.3の範囲,zは0.1〜0.3の範囲及びtは0.1〜0.3の範囲及びx+y+z+t=1,コバルト及び鉄及びマンガンの混合物CoFeMn、xは0.7〜0.8の範囲,yは0.1〜0.2の範囲及びzは0.1〜0.2の範囲及びx+y+z=1,及びコバルトからなる群G’’(3)から選択され得る。
(R4): 濃い青が製造されるべき焼結部品のために要求されるとき、本発明に従う粒子混合物は、即ち3%超、好ましくは4%超、好ましくは5%超、及び/又は6%未満である量の灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の粉末を特に含み得、A及びBは、好ましくは上記の群G’’及びG’’(1)〜(3)から選択される。特に、本発明に従う粒子混合物は、ある量、即ち
− B−元素がCoFe1−x、xは0.7〜0.8の範囲であるときは、3%超かつ5%未満;
− B−元素がCoFe1−x、xは0.6〜0.7の範囲であるときは、3%超かつ4%未満;
− B−元素がCoFe1−x、ただし0.8≦x<1であるときは、3%超かつ6%未満;
− B−元素がCoMn1−x、xは0.7〜0.8の範囲であるときは、3%超かつ5%未満;
− B−元素がCoMn1−x、xは0.6〜0.7の範囲であるときは、3%超かつ4%未満;
− B−元素がCoMn1−x、ただし0.8≦x<1であるときは、3%超かつ6%未満;
− B−元素がCoCr1−x、xは0.7〜0.8の範囲であるときは、3%超かつ5%未満;
− B−元素がCoCr1−x、xは0.6〜0.7の範囲であるときは、3%超かつ4%未満;
− B−元素がCoCr1−x、ただし0.8≦x<1であるときは、3%超かつ6%未満;
− B−元素がCoNi1−x,xは0.7〜0.8の範囲であるときは、3%超かつ5%未満;
− B−元素がCoNi1−x、xは0.6〜0.7の範囲であるときは、3%超かつ4%未満;
− B−元素がCoNi1−x、ただし0.8≦x<1であるときは、3%超かつ6%未満
の灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の粉末を含み得る。
(R5): 色、明るい青が製造されるべき焼結部品のために要求されるとき、本発明に従う粒子混合物は、ある量、即ち3%未満、好ましくは2%未満、好ましくは1.5%未である量の灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の粉末を特に含み得、A及びBは、好ましくは上記の群G’’及びG’’(1)〜(3)から選択される。
(R6): 色、緑が製造されるべき焼結部品のために要求されるとき、A及びBは以下のように選択され得る。
Aはカルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr),バリウム(Ba),ランタン(La),プラセオジム(Pr),ネオジウム(Nd),ビスマス(Bi),セリウム(Ce),及びそれらの混合物からなる群G’’’(1)から選択され得る。
好ましくは、Aはカルシウム及びランタンの混合物,ストロンチウム及びランタンの混合物,ランタン,及びそれらの混合物からなる群G’’’(2)から選択され得る。
より好ましくは、Aは、ランタンからなる群G’’’(3)から選択される。
Bは、クロム及び鉄の混合物CrFe1−x、ただし0.6≦x<1,クロム及びマンガンの混合物CrMn1−x,ただし0.6≦x<1,クロム及びコバルトの混合物CrCo1−x,ただし0.6≦x<1,クロム及びニッケルの混合物CrNi1−x、ただし0.6≦x<1,クロム及びチタンの混合物CrTi1−x、ただし0.5≦x<1,クロム及び銅の混合物CrCu1−x、ただし0.5≦x<1,ニッケル及び鉄の混合物NiFe1−x、ただし0.6≦x<1,ニッケル及びマンガンの混合物NiMn1−x、ただし0.6≦x<1,ニッケル及びコバルトの混合物NiCo1−x,ただし0.6≦x<1,ニッケル及びチタンの混合物NiTi1−x,ただし0.5≦x<1,クロム,ニッケル,銅,及びそれらの混合物からなる群G’’’(1)から選択され得る。
好ましくはBは、クロム及び鉄の混合物CrFe1−x、ただし0.8≦x<1,クロム及びマンガンの混合物CrMn1−x,ただし0.8≦x<1,クロム及びコバルトの混合物CrCo1−x,ただし0.8≦x<1,クロム及びニッケルの混合物CrNi1−x、ただし0.8≦x<1,クロム及びチタンの混合物CrTi1−x、ただし0.8≦x<1,クロム及び銅の混合物CrCu1−x、ただし0.8≦x<1,ニッケル及び鉄の混合物NiFe1−x、ただし0.8≦x<1,ニッケル及びマンガンの混合物NiMn1−x、ただし0.6≦x<1,ニッケル及びコバルトの混合物NiCo1−x、ただし0.8≦x<1,ニッケル及びチタンの混合物NiTi1−x、ただし0.8≦x<1,クロム及びコバルト及び鉄の混合物CrCoFe、xは0.5〜0.7の範囲,yは0.2〜0.4の範囲及びzは0.1〜0.3の範囲及びx+y+z=1,クロム及びコバルト及び鉄及びマンガンの混合物CrCoFeMn、xは0.5〜0.6の範囲,yは0.2〜0.3の範囲,zは0.1〜0.3の範囲及びtは0.1〜0.3の範囲及びx+y+z+t=1,クロム及び鉄及びマンガンの混合物CrFeMn、xは0.6〜0.8の範囲,yは0.1〜0.3の範囲及びzは0.1〜0.4の範囲及びx+y+z=1,ニッケル及びコバルト及びクロムの混合物NiCoCr、xは0.5〜0.8の範囲,yは0.1〜0.4の範囲及びzは0.1〜0.4の範囲及びx+y+z=1,ニッケル及びコバルト及びクロム及びマンガンの混合物NiCoCrMn、xは0.5〜0.7の範囲,yは0.1〜0.3の範囲,zは0.1〜0.3の範囲及びtは0.1〜0.3の範囲及びx+y+z+t=1,ニッケル及びクロム及びマンガンの混合物NiCrMn、xは0.5〜0.8の範囲,yは0.1〜0.4の範囲及びzは0.1〜0.4の範囲及びx+y+z=1,クロム,ニッケル,銅からなる群G’’’(2)から選択される。
より好ましくは、Bは、クロム及びコバルトの混合物CrCo1−x,ただし0.8≦x<1,クロム及びニッケルの混合物CrNi1−x、ただし0.8≦x<1,ニッケル及びコバルトの混合物NiCo1−x、ただし0.8≦x<1,クロム及びコバルト及び鉄の混合物CrCoFe、xは0.5〜0.7の範囲,yは0.2〜0.4の範囲及びzは0.1〜0.3の範囲及びx+y+z=1,ニッケル及びコバルト及びクロムの混合物NiCoCr、xは0.5〜0.8の範囲,yは0.1〜0.4の範囲及びzは0.1〜0.4の範囲及びx+y+z=1,ニッケル及びコバルト及びクロム及びマンガンの混合物NiCoCrMn、xは0.5〜0.7の範囲,yは0.1〜0.3の範囲,zは0.1〜0.3の範囲及びtは0.1〜0.3の範囲及びx+y+z+t=1,クロム,ニッケルからなる群G’’’(3)から選択される。
(R7): 色、濃い緑が製造されるべき焼結部品のために要求されるとき、本発明に従う粒子混合物は、ある量、即ち3%超、好ましくは4%超、好ましくは5%超、及び/又は6%未満、の灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の粉末を特に含み得、A及びBは、好ましくは上記の群G’’’及びG’’’(1)〜(3)から選択される。特に、本発明に従う粒子混合物は、ある量、即ち
−B−元素がCrFe1−x,xは0.6〜0.7の範囲であるときは、3%超かつ4%未満;
− B−元素がCrFe1−x、ただし0.7≦x<1であるときは、3%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がCrMn1−x、xは0.6〜0.7の範囲であるときは、3%超かつ4%未満;
− B−元素がCrMn1−x,ただし0.7≦x<1であるときは、3%超かつ6%未満,好ましくは
− B−元素がCrCo1−x、xは0.7〜0.8の範囲であるときは、3%超かつ5%未満;
− B−元素がCrCo1−x、xは0.6〜0.7の範囲であるときは、3%超かつ好ましくは4%未満;
− B−元素がCrCo1−x、ただし0.8≦x<1であるときは、3%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がCrNi1−x、xは0.6〜0.7の範囲であるときは、3%超かつ4%未満;
− B−元素がCrNi1−x、ただし0.7≦x<1であるときは、3%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がNiFe1−x、xは0.6〜0.7の範囲であるときは、3%超かつ好ましくは4%未満;
− B−元素がNiFe1−x、ただし0.7≦x<1であるときは、3%超かつ6%未満,好ましくは
− B−元素がNiMn1−x、xは0.6〜0.7の範囲であるときは、3%超かつ4%未満;
− B−元素がNiMn1−x、ただし0.7≦x<1であるときは、3%超かつ好ましくは6%未満;
−B−元素がNiCr1−x、xは0.7〜0.8の範囲であるときは、3%超かつ5%未満;
− B−元素がNiCr1−x、xは0.6〜0.7の範囲であるときは、3%超かつ4%未満;
− B−元素がNiCr1−x、ただし0.8≦x<1であるときは、3%超かつ好ましくは6%未満
の灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の粉末を特に含み得る。
(R8): 色、明るい緑が製造されるべき焼結部品のために要求されるとき、本発明に従う粒子混合物は、ある量、即ち3%未満、好ましくは2%未満、好ましくは1.5%未満、の灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の粉末を特に含み得、A及びBは、好ましくは上記の群G’’’及びG’’’(1)〜(3)から選択される。
(R9): 黄色が製造されるべき焼結部品のために要求されるとき、A及びBは以下のように選択され得る:
Aは、カルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr),バリウム(Ba),ランタン(La),プラセオジム(Pr),ネオジウム(Nd),ビスマス(Bi),セリウム(Ce),及びそれらの混合物からなる群G ’(1)から選択され得る。
好ましくはAは、カルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr),バリウム(Ba),ランタン(La),プラセオジム(Pr),ビスマス(Bi),セリウム(Ce),及びそれらの混合物からなる群G ’(2)から選択され得る。
より好ましくは、Aは、ランタン(La),プラセオジム(Pr),ビスマス(Bi),セリウム(Ce),及びそれらの混合物からなる群G ’(3)から選択される。
Bは,マグネシウム及び鉄の混合物MgFe1−x,ただし0.8≦x<1である、と、もしAがプラセオジム(Pr),ビスマス(Bi),セリウム(Ce),及びそれらの混合物から選択されるのでありさえすれば、チタン及び鉄の混合物TiFe1−x、ただし0.8≦x<1である、と、そして、もし、Aがプラセオジム(Pr),ビスマス(Bi),セリウム(Ce),及びそれらの混合物から選択されるのでありさえすれば,タングステンと,バナジウムと、モリブデンと,それらの混合物とからなる群G ’(1)から選択され得る。
好ましくは、Bは、チタン及び鉄の混合物TiFe1−x,ただし0.8≦x<1である、と、もしAがプラセオジム(Pr),ビスマス(Bi),セリウム(Ce),及びそれらの混合物から選択されるのでありさえすれば,タングステンと,バナジウムと、モリブデンとからなる群G ’(2)から選択される。
(R10): 黄色が製造されるべき焼結部品のために要求されるとき、本発明に従う粒子混合物は、ある量、即ち3%超、好ましくは4%超、及び/又は6%未満の灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の粉末を特に含み得、A及びBは、好ましくは上記の群G ’(1)〜(3)及びG ’(1)〜(2)から選択される。
(R11): 橙色が製造されるべき焼結部品のために要求されるとき、A及びBは以下のように選択され得る:
Aはカルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr),バリウム(Ba),ランタン(La),プラセオジム(Pr),ネオジウム(Nd),ビスマス(Bi),セリウム(Ce),及びそれらの混合物からなる群G ’(1)から選択され得る。
好ましくはAは、カルシウム及びランタンの混合物,ストロンチウム及びランタンの混合物,カルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr),バリウム(Ba),ランタン(La),プラセオジム(Pr),ビスマス(Bi),セリウム(Ce),及びそれらの混合物及びそれらの混合物からなる群G ’(2)から選択され得る。
より好ましくはAは、ランタン(La),プラセオジム(Pr),ビスマス(Bi),セリウム(Ce),及びそれらの混合物からなる群G ’(3)から選択される。好ましくはAは、ランタン(La)である。
Bは、マグネシウム及び鉄の混合物MgFe1−x、ただし0<x≦0.5,チタン及び鉄の混合物TiFe1−x,ただし0<x≦0.5,ニオブ及び鉄の混合物NbFe1−x,ただし0<x≦0.5,クロム及び鉄の混合物CrFe1−x、ただし0<x≦0.4,ニッケル及び鉄の混合物NiFe1−x、ただし0<x≦0.4,マンガン及び鉄の混合物MnFe1−x、ただし0<x≦0.4,鉄,及びそれらの混合物からなる群G ’(1)から選択され得る。
好ましくはBは、マグネシウム及び鉄の混合物MgFe1−x、ただし0<x≦0.2,チタン及び鉄の混合物TiFe1−x,ただし0<x≦0.2,ニオブ及び鉄の混合物NbFe1−x,ただし0<x≦0.2,クロム及び鉄の混合物CrFe1−x、ただし0<x≦0.4,マンガン及び鉄の混合物MnFe1−x、ただし0<x≦0.4,クロム及びマンガン及び鉄の混合物CrMnFe、xは0.1〜0.4の範囲,yは0.1〜0.4の範囲及びzは0.5〜0.8の範囲及びx+y+z=1,及び鉄からなる群G ’(2)から選択される。
より好ましくはBは、マグネシウム及び鉄の混合物MgFe1−x、ただし0<x≦0.2,チタン及び鉄の混合物TiFe1−x,ただし0<x≦0.2,クロム及び鉄の混合物CrFe1−x、ただし0<x≦0.4,マンガン及び鉄の混合物MnFe1−x、ただし0<x≦0.4,クロム及びマンガン及び鉄の混合物CrMnFe、xは0.1〜0.4の範囲,yは0.1〜0.4の範囲及びzは0.5〜0.8の範囲及びx+y+z=1,及び鉄からなる群G ’(3)から選択される。
(R12): 明るい橙色が製造されるべき焼結部品のために要求されるとき、本発明に従う粒子混合物は、ある量、即ち3%未満、好ましくは2%未満、好ましくは1.5%未満の灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の粉末を特に含み得、A及びBは、好ましくは上記の群G ’及びG ’(1)〜(3)から選択される。
(R13): 濃い茶色が製造されるべき焼結部品のために要求されるとき、A及びBは以下のように選択され得る:
Aは、カルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr),バリウム(Ba),ランタン(La),プラセオジム(Pr),ネオジウム(Nd),ビスマス(Bi),セリウム(Ce),及びそれらの混合物からなる群G ’(1)から選択され得る。
好ましくはAはカルシウム及びランタンの混合物,ストロンチウム及びランタンの混合物、ランタン,及びそれらの混合物からなる群G ’(2)から選択され得る。
より特にAは、ランタンからなる群G ’(3)から選択される。
Bは、クロム及び鉄の混合物CrFe1−x、ただし0<x≦0.4,ニッケル及び鉄の混合物NiFe1−x、ただし0<x≦0.4,マンガン及び鉄の混合物MnFe1−x、ただし0<x≦0.4,及びそれらの混合物からなる群G ’(1)から選択され得る。
好ましくはBは、クロム及び鉄の混合物CrFe1−x、ただし0<x≦0.4,マンガン及び鉄の混合物MnFe1−x、ただし0<x≦0.4,クロム及びマンガン及び鉄の混合物CrMnFez,xは0.1〜0.4の範囲,yは0.1〜0.4の範囲及びzは0.5〜0.8の範囲及びx+y+z=1からなる群G ’(2)から選択され得る。
(R14): 濃い茶色が製造されるべき焼結部品のために要求されるとき、本発明に従う粒子混合物は、3%超、好ましくは4%超、好ましくは5%超、及び/又は6%未満である量の灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の粉末を特に含み得、A及びBは、好ましくは上記の群G ’(1)〜(3)及びG ’(1)〜(2)から選択される。特に、本発明に従う粒子混合物は、ある量、即ち
− B−元素がCrFe1−x、ただしxは0.3〜0.4の範囲,であるときは、3%超かつ好ましくは4%未満;
− B−元素がCrFe1−x、ただし0<x≦0.3であるときは、3%超かつ好ましくは6%未満;
− B−元素がMnFe1−x、xは0.3〜0.4であるときは、3%超かつ好ましくは4%未満;
− B−元素がMnFe1−x、ただし0<x≦0.3であるときは、3%超かつ好ましくは6%未満
の灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の粉末を特に含み得る。
(R15): 赤色が製造されるべき焼結部品のために要求されるとき、A及びBは以下のように選択され得る:
Aはカルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr),バリウム(Ba),ランタン(La),プラセオジム(Pr),ネオジウム(Nd),ビスマス(Bi),セリウム(Ce),及びそれらの混合物からなる群G ’(1)から選択され得る。
好ましくはAは、カルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr),バリウム(Ba),ランタン(La),プラセオジム(Pr),ビスマス(Bi),セリウム(Ce),及びそれらの混合物からなる群G '(2)から選択され得る。
より好ましくはAは、ランタン(La),プラセオジム(Pr),ビスマス(Bi),セリウム(Ce),及びそれらの混合物からなる群G '(3)から選択され得る。好ましくはAはランタン(La)である。
Bは、マグネシウム及び鉄の混合物MgFe1−x,ただし0<x≦0.5,チタン及び鉄の混合物TiFe1−x,ただし0<x≦0.5,ニオブ及び鉄の混合物NbFe1−x,ただし0<x≦0.5,鉄,及びそれらの混合物からなる群G ’(1)から選択され得る。
好ましくはBは、マグネシウム及び鉄の混合物MgFe1−x,ただし0<x≦0.2,チタン及び鉄の混合物TiFe1−x,ただし0<x≦0.2,及び鉄からなる群G ’(2)から選択され得る。好ましくはBは、鉄である。
(R16): 赤色が製造されるべき焼結部品のために要求されるとき、本発明に従う粒子混合物は、3%超、好ましくは4%超、及び/又は6%未満である量の灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の粉末を特に含み得、A及びBは、好ましくは上記の群G ’(1)〜(3)及びG ’(1)〜(2)から選択される。
(R17): 紫色が製造されるべき焼結部品のために要求されるとき、A及びBは以下のように選択され得る:
Aは、カルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr),バリウム(Ba),ランタン(La),プラセオジム(Pr),ネオジウム(Nd),ビスマス(Bi),セリウム(Ce),及びそれらの混合物からなる群G ’(1)から選択され得る。
好ましくはAは、ランタン(La),プラセオジム(Pr),ネオジウム(Nd),セリウム(Ce),及びそれらの混合物からなる群G ’(2)から選択され得る。
より好ましくはAは、ランタン(La),ネオジウム(Nd),及びそれらの混合物からなる群G ’(3)から選択され得る。
Bはコバルト及び鉄の混合物CoFe1−x,ただし0<x≦0.4であり得る。
(R18): 濃い紫色が製造されるべき焼結部品のために要求されるとき、本発明に従う粒子混合物は、3%超、好ましくは4%超、及び/又は6%未満である量の灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の粉末を特に含み得、Aは好ましくは上記の群G ’(1)〜(3)から選択され、Bは、CoFe1−x、ただし0<x≦0.4、である。特に、本発明に従う粒子混合物は、ある量、即ち
− B−元素がCoFe1−x、xは0.3〜0.4の範囲であるときは、3%超かつ4%未満;
− B−元素がCoFe1−x、xは0.2〜0.3の範囲であるときは、3%超かつ5%未満;
− B−元素がCoFe1−x、ただし0<x≦0.2であるときは、3%超かつ好ましくは6%未満
の灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の粉末を特に含み得る。
種々の色を特徴付けるために上で定義された範囲は、特に、曖昧さなしに分類することが困難である色調を説明するために部分的に重ね合わされ得る。例えば「灰―青」の色調は青色又は灰色であると考えられ得る。
本発明はまた、本発明に従う粒子混合物及び通知、例えば粒子混合物のための包装に施与されるラベルの形の通知、又は該粒子混合物を随行する小冊子を含む集合体をもまた与え、該通知は該粒子混合物が装飾用焼結部品の製造を意図されていることを示す。
例えば、該通知は、表示「装飾用セラミックのための粉末」又は「着色されたセラミックのための粉末」を有し得る。
包装は、例えば鞄、例えば「大きな鞄」タイプ、カン、又はドラムであり得る。
本発明は、焼結品を製造するための方法において、以下の段階、
a)原料を混合して、出発物質を形成する段階;
b)該出発物質からプレフォームを成形する段階;及び
c)該プレフォームを焼結して該焼結品を得る段階
を含み、該出発物質が本発明に従う粒子混合物を含むことを特徴とする方法をもまた提供する。
一つの実施態様において、出発物質は、任意的に安定化されていてもよいジルコニア及び安定化剤及び/又は焼結添加剤が緊密に混合されている粒子を含む。
用語「ジルコニア粉末」は、重量によるその主成分がジルコニアである粒子の集合体を記述するために下記において使用される。
段階c)において、プレフォームは好ましくは空気中で、好ましくは大気圧下又は加圧下(ホットプレス又は熱間等静圧圧縮成形、HIP)で、かつ1200℃〜1500℃、好ましくは1300℃超、及び/又は1450℃未満の範囲の温度において焼結される。
本発明は、酸化物に基づく重量百分率として少なくとも70%のジルコニアを含む焼結品において、所定の色を有するものを製造する方法をもまた提供する。該方法は、以下の段階、
a’) 原料を混合して、出発物質を形成する段階;
b’) 該出発物質からプレフォームを成形する段階;及び
c’) 該プレフォームを焼結して該焼結品を得る段階
を含み、
灰チタン石構造を有する酸化物の粉末が出発物質に添加されることを特徴とし、該灰チタン石構造を有する酸化物の量及び性質は、好ましくは規則(R1)〜(R18)及び上で定義されたその変形に従って該色の関数として決められ、該灰チタン石構造を有する酸化物は、完全に又は部分的に該酸化物の当量の前駆体により置き換えられてもよい。
出発物質をこれらの規則を満足するように適合させることは、何ら特定の問題をなげかけない。
本方法は、本発明に従う装飾品を製造するために特に実行され得る。
段階a’)〜c’)は特に、本発明に従う焼結品を製造する方法のそれぞれ段階a)〜c)であってもよい。
本発明は、本発明に従う焼結品の色を濃くする方法をもまた提供する。該方法において、
― 該焼結部品の製造を意図された出発物質において、灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の量が増加され、該量は好ましくは3%超、好ましくは4%超、及び/又は好ましくは9%未満、好ましくは6%未満である;及び/又は
― ある量の灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体が該焼結部品の製造を意図された出発原料に添加され、該灰チタン石のA及びB元素は上記の群G’(1)〜(3)及びG’(1)〜(3)から選択され、好ましくは出発原料の酸化物に基づく重量百分率として0.2%〜1%である。
本発明は、酸化物に基づく重量百分率で以下の化学組成:
― ジルコニアZrO、全体を100%にする量;
― 灰チタン石構造を有する酸化物、0.5%〜10.0%;
― Y,Sc,MgO,CaO,CeO及びそれらの酸化物からなる群から選択されるジルコニアのための安定化剤、2.0%〜20.0%、MgO+CaOの量は5.0%未満である;
― Al,ZnO,TiO及びそれらの混合物からなる群から選択された焼結添加剤、2.0%未満;
― 他の酸化物、2.0%未満;
を有する焼結部品をもまた提供する。
特に、本発明は、本発明に従う粒子混合物から得られた又は得られ得る焼結部品、特に本発明の製造方法に従って製造された焼結部品を提供する。
本発明者らは、そのような焼結部品は、その表面の粗さRaが0.05μm未満、好ましくは0.02μm未満、より好ましくは0.01μm未満であるとき、又は0.1μm〜0.5μmの範囲であるとき、装飾用物品における使用に特に適する概観を有することを見出した。
好ましくは、該焼結部品の密度は理論密度の98%超、好ましくは99%超、好ましくは99,5%超である。本発明者らは高い密度は、焼結部品において良好な色の発色及び良好な機械的性質を有利にもたらすことを見出した。
好ましくは、該焼結部品のジルコニアの80体積%超、好ましくは90体積%超、好ましくは95体積%超が正方晶及び/又は立方の相により構成されており、100%の残余は、単斜晶系の相により構成される。
好ましくは、ジルコニアの粒子のメジアンサイズは2μm未満、好ましくは1μm未満、又は0.5μm未満でさえある。
灰チタン石構造を有する一つの酸化物又は複数の酸化物は、A及びBが上記の群G及びG(1)〜(3)に属するようなものであってもよい。
本発明に従う焼結部品は、A及びBを上記の群G’及びG’(1)〜(3)から選択することにより特に色が黒又は灰色であってさえよい。
特に、フランス標準NF ISO 7724に従って測定されて、以下の色パラメーターを有してもよい。
− 灰色の場合L<50,そしてもし黒色が要求されるならば、L<10,好ましくはL<5,好ましくはL<1;及び/又は
− |a|<5,好ましくは|a|<2,好ましくは|a|<1,好ましくは|a|<0.5;及び/又は
− |b|<5,好ましくは|b|<2,好ましくは|b|<1,好ましくは|b|<0.5。
本発明に従う焼結部品は、特にA及びBを上記の群G”及びG”(1)〜(3)から選択することにより、青色をもまた有し得る。
特に、それはフランス標準NF ISO 7724に従って測定されて、以下の色パラメーターを有してもよい。
− 濃い青の場合、10<L<30,好ましくは10<L<20そして、もし明るい青が要求されるならば:30<L<70,好ましくは30<L<50;及び/又は
− a<5,好ましくはa<0;及び/又は
− b<-10,好ましくはb<−20。
本発明に従う焼結部品は、特にA及びBを上記の群G’’’及びG’’’(1)〜(3)から選択することにより、緑色をもまた有し得る。
特に、それはフランス標準NF ISO 7724に従って測定されて、以下の色パラメーターを有してもよい。
− 濃い緑の場合、10<L<30,好ましくは10<L<20そして、もし明るい緑が要求されるならば:30<L<70,好ましくは30<L<50;及び/又は
− a<−5,好ましくはa<−10;及び/又は
− b>0,好ましくはb>20。
本発明に従う焼結部品は、特にA及びBを上記の群G ’(1)〜(3)及び/又G ’(1)〜(2)から選択することにより、黄色をもまた有し得る。
特に、それはフランス標準NF ISO 7724に従って測定されて、以下の色パラメーターを有してもよい。
− 明るい黄色の場合、30<L<70,好ましくは30<L<50;及び/又は
− |a|<5;及び/又は
− b>10,好ましくはb>20。
本発明に従う焼結部品は、特にA及びBを上記の群G ’及び/又はG ’(1)〜(3)から選択することにより、橙色をもまた有し得る。
特に、それはフランス標準NF ISO 7724に従って測定されて、以下の色パラメーターを有してもよい。
− 明るい橙色の場合、30<L<70,好ましくは30<L<50;及び/又は
− a>5,好ましくはa>10;及び/又は
− b>10,好ましくはb>20。
本発明に従う焼結部品は、特にA及びBを上記の群G ’(1)〜(3)及びG ’(1)〜(2)から選択することにより、濃い茶色をもまた有し得る。
特に、それはフランス標準NF ISO 7724に従って測定されて、以下の色パラメーターを有してもよい。
− 10<L<30,好ましくは10<L<20;及び/又は
− a>5,好ましくはa>10;及び/又は
− b>10,好ましくはb>20。
本発明に従う焼結部品は、特にA及びBを上記の群G ’(1)〜(3)及びG ’(1)〜(2)から選択することにより、赤色をもまた有し得る。
特に、それはフランス標準NF ISO 7724に従って測定されて、以下の色パラメーターを有してもよい。
− 明るい赤の場合、30<L<70,好ましくは30<L<50;及び/又は
− a>5,好ましくはa>10;及び/又は
− |b|<10,好ましくは|b|<5。
本発明に従う焼結部品は、上記のように、特にAを群G ’(1)〜(3)から選択し、Bはコバルト及び鉄の混合物CoFe1−x,ただし0<x≦0.4、であることにより、濃い紫をもまた有し得る。
特に、それはフランス標準NF ISO 7724に従って測定されて、以下の色パラメーターを有してもよい。
− 10<L<30,好ましくは10<L<20;及び/又は
− a>5,好ましくはa>10;及び/又は
− b<−5,好ましくはb<−10。
本発明に従う焼結部品の組成は、一時的な構成は考慮せず、特に酸化物のみを考慮すると、本発明に従う粒子混合物のものと同一であってもよい。特に焼結部品は、以下の特徴を有し得る:
― 好ましくは、焼結部品は、0.5%〜10.0%の、灰チタン石構造を有する酸化物を含む。
― 灰チタン石構造を有する酸化物における灰チタン石の量は、90%超、好ましくは95%超、好ましくは99%超、好ましくは実質的に100%である。
― 灰チタン石構造を有する酸化物の量は3%超、好ましくは4%超、及び/又は9%未満、好ましくは6%未満である。
― ジルコニアのための安定化剤は、Y,Sc,及びそれらの混合物からなる群から選択され、該ジルコニアのための安定化剤の量は8%未満、好ましくは6.5%未満である。
― ジルコニアのための安定化剤は、MgO,CaO,及びそれらの混合物からなる群から選択され、該ジルコニアのための安定化剤の量は4%未満である。
― ジルコニアのための安定化剤は、CeOであり、該ジルコニアのための安定化剤の量は、10%超かつ15%未満である。
― ジルコニアのための安定化剤は、Y,CeO,及びそれらの混合物からなる群から選択され、好ましくは、下記の関係
10%≦3.Y+CeO≦20%
を満足する。
― 該安定化剤はYである。
の量は3%超、好ましくは4%超であり、及び/又は8%未満、好ましくは6.5%未満である。
― 焼結添加剤の量は、0.1%超,好ましくは0.2%超及び/又は1.5%未満,好ましくは1%未満,好ましくは0.5%未満である。
― 焼結添加剤はAlである。
― 焼結部品は、3%超,好ましくは4%超及び/又は6%未満の量の灰チタン石構造を有する酸化物を含み,A及びB好ましくは上記の群G’及びG’(1)〜(3)から選択される。
― 焼結部品は、3%未満,好ましくは2%未満,1.5%未満さえの量の灰チタン石構造を有する酸化物の粉末を含み,A及びBは好ましくは上記の群G’及びG’(1)〜(3),G’’及びG’’(1)〜(3),G’’’及びG’’’(1)〜(3),G ’及びG ’(1)〜(3)から選択される。
本発明は、宝石類、時計、ブレスレット、ネックレス、指輪、ブローチ、タイピン、財布、電話、家具、家庭用品、例えばナイフ又ははさみ、ハンドル(乗り物におけるもの、例えばドアハンドル、ギアスティックのノブ;住空間におけるもの、例えばドア及び/又は窓のハンドル)、ボタン(例えばシャツのボタン)、駆動ボタン(窓を開けるためのボタン、オーディオラジオ等)、パネル(乗り物の計器盤、ギター等)、消費財の可視部分(例えばコンピューター又は電話のプッシュボタン、コンピューターのケーシング等)、
メガネのフレームの部品若しくはフレーム全体でさえ、陶器製品、フレーム(写真フレーム)からなる群から選択された物品をもまた提供し、該物品は本発明に従う焼結部品を含む。
これらの物品の場合特に、0.05μm未満,好ましくは0.02μm未満,より好ましくは0.01μm未満の表面粗さRaが特に有利であると考えられる。
本発明は、本発明に従う焼結部品を含む物品をもまた提供し、該焼結部品は、分解するとき以外、少なくとも部分的に該物品上で露出されている。
一つの実施態様において、焼結部品は、該物品の基本的な機能に実質的に参加しない、即ち該焼結部品は原則的に装飾機能を有するか、又は純粋に装飾的に機能する。言い換えると、該焼結部品は、原則的に審美的な選択の結果、選択される。
定義
― 用語「焼結する」は、1100℃超における熱処理により粒状の集塊を固化するために使用され、該集塊のある成分の部分的又は完全な(しかし、該成分の全部ではない)融解を任意的に伴ってもよい。
― 灰チタン石の結晶学的構造は、慣用的に「A−部位」及び「B−部位」と命名された部位の元素の特定の配置に該当する。用語「A−元素」及び「B−元素」は通常、A−部位及びB−部位それぞれに配置された元素のために使用される。
灰チタン石結晶学的構造を有する化合物の中で、「灰チタン石構造を有する酸化物」は、特に選抜されることができる。該酸化物は式ABOを有する化合物を含む。A−及び/又はB−部位はそれぞれ常にA−及び/又はB−元素により占められているわけではない。
例えば、灰チタン石構造を有するランタン−マンガン(LM)酸化物は、Aがランタンであり、Bがマンガンである化合物である。その構造は、タイプLaMnOの式により慣用的に定義される。別の例は、Aがランタンであり、Bがコバルト,鉄及びマンガンの混合物である灰チタン石構造を有するランタン−コバルト−鉄−マンガン酸化物であって、タイプLaCoFeMnの式により定義されるものであり、ただしx+y+z=1,x,y及びzはそれぞれ元素コバルト,鉄及びマンガンのモル画分である。
― 不純物を含む「灰チタン石の量」は、以下の式(1)により%として定義される
T=100*(APER)/(APER+A第二の相) (1)
ここで
・APERは、銅XRDチューブを備えられた供給元ブルッカー製のD5000自動回折計タイプの装置を使用して、灰チタン石構造を有する酸化物の基本的な回折ピーク又は基本的な回折の多重線の解析処理なしで得られるX−線回折ダイアグラムで測定された面積である。
・A第二の相は、第二の層の基本的な回折ピーク又は基本的な回折の多重線の解析処理なしに、同じダイアグラム上で測定された面積である。該第二の層は、灰チタン石構造を有する酸化物を考慮しないで、基本的なピーク又は多重線についての最大面積を有する相である。言い換えると、Mn相はX−線回折ダイアグラム上で識別された第二の相であり得る。
多重線は、複数のピークの部分的な重ね合わせである。例えば、2本のピークからなる多重線はダブレットであり、3本のピークからなる多重線はトリプレットである。
― 化学組成物において、酸化物の量は、産業界において慣用的である通り、最も安定な酸化物の形で表現された、対応する各化学元素についての全体の量を意味する;即ち、亜酸化物が含まれ、窒化物、オキシ窒化物、カーバイド、オキシカーバイド、カルボナイトライド、又は上記の元素の金属種でさえもがおそらく含まれる。
― 用語「不純物」は、原料と共に必然的に導入される又は該成分との反応から生じる不可避な成分を意味する。不純物は必要とされる成分ではなく、許容されるに過ぎない。特に、例えば、酸化物、窒化物、オキシ窒化物、カーバイド、オキシカーバイド、カルボナイトライド及びナトリウム及び他のアルカリの金属種からなる群に属する化合物は不純物である。挙げられ得る例は、NaOである。対照的に、酸化ハフニウムは、不純物であるとは考えられない。2%未満の総量の不純物は実質的に得られる結果を変えない。
― ジルコニア粒子の源において、HfOはZrOから化学的に分離され得ない。従って、「ZrO」は、これらの酸化物両方の合計量を慣用的に意味する。本発明においてHfOは出発物質に意図的に添加されるわけではない。従って、HfOは、痕跡量の酸化ハフニウムを意味するにすぎず、その酸化物はジルコニア源には常に天然に一般的に2%未満の含有量で存在する。従って、明確性のために、ジルコニア含有量及び痕跡量の酸化ハフニウムは、差別せずに「ZrO+HfO」又は「ZrO」又は実際には「ジルコニア含有量」により意味される。
― 用語「安定化されたジルコニア」は、安定化剤で安定化されたジルコニアであって、80体積%超、又は90体積%超さえ、又は95体積%超さえ、又は実質的に100体積%さえが正方晶及び/又は立方の相であり、100%の残余は、単斜晶系の相により構成されているジルコニアを意味する。安定化されたジルコニアの量は、X−線回折により測定される。固体部分では、測定表面が磨かれる。最終の研磨段階は、PRESIにより供給されているMecaprex LD32−E 1μmとして公知のダイアモンド含有調整物で行われ、その後、該部分は1000℃において1時間熱処理を受け、環境温度まで冷却される。粉末の場合、測定は、予備的な粉砕なしに該粉末において直接行われる。
― 用語「前駆体」は、製品、即ち、空気中での焼結の間に、該生成物の形成をもたらす化合物又は化合物の集合体のために使用される。灰チタン石構造を有する酸化物の特定の環境においては、灰チタン石構造を有する酸化物の前駆体は、該灰チタン石構造を有する酸化物を含む酸化物及び/又は酸化物の前駆体の緊密な混合物により構成される化合物である。そのような緊密な混合物は、例えば共沈又はスプレー噴霧化により得られ得る。好ましくは、緊密な混合物は熱処理により固化される。例えば、もし、灰チタン石構造を有するランタン−コバルト−鉄−マンガン酸化物がLaCoFeMn,ただしx+y+z=1,x,y及びzはそれぞれ元素コバルト,鉄及びマンガンのモル画分である、で考えられるならば、灰チタン石構造を有する酸化物の前駆体は、ランタン酸化物、コバルト酸化物、鉄酸化物及びマンガン酸化物の緊密な混合物である。別の可能性のある前駆体は、該酸化物の前駆体の緊密な混合物、例えば硝酸ランタン、硝酸コバルト、硝酸鉄、硝酸マンガンの緊密な混合物である。
― ある製品の前駆体の量は、焼結の間に、それが該製品の該量をもたらすとき、該製品の量と「当量」であると言われる。
― 用語「一時的な」は、「焼結の間にプレフォームから除かれることができる」を意味する。
― 焼結部品の粒子の用語「メジアンサイズ」は、ASTM法E1382に記載された「平均直線切片」法を使用して測定される寸法のために使用される。
― 粒子の集合体の用語「メジアンサイズ」は、一般的にD50と表され、この集合体の粒子を質量において等しい第一及び第二の母集団に分割するサイズのために使用され、該第一及び第二の母集団は該メジアンサイズより大きいサイズ又はより小さいサイズを有する粒子のみをそれぞれ含む。
― パーセンタイル又は「センタイル」10(D10)及び90(D90)は、該粉末の粒子サイズの累積粒度分布曲線上でそれぞれ10%及び50%の重量百分率に相当する粒子サイズであり、粒子サイズは昇順で分類されている。例えば、該粉末の粒子の10重量%は、D10未満のサイズを有し、該粒子の90重量%は、D10より大きいサイズを有する。パーセンタイルは、レーザー粒度計を使用して得られた粒度分布の助けにより決定され得る。
― 比表面積は、Journal of American Chemical Society、第60巻(1938年),309〜316頁に記載されたBET法(Brunauer Emmet Teller)を使用して計算される。
他に明記されない限り、全ての百分率は酸化物の重量に基づく百分率である。
群G(1)〜(3),G(1)〜(3),G’(1)〜(3),G’(1)〜(3),G”及びG”(1)〜(3),G’’’及びG’’’(1)〜(3),G ’(1)〜(3),G ’(1)〜(2),G ’及びG ’(1)〜(3),G ’(1)〜(3),G ’(1)〜(2),G ’(1)〜(3),G ’(1)〜(2),G ’(1)〜(3)において,指数x,y,z,及びtはモル画分である。
発明の詳細な説明
95%超、98%超、又は実質的に100%さえの本発明に従う粒子混合物は、好ましくは酸化物により構成される。
好ましくは,該粒子混合物は、3m/g超[1グラム当たり平方メートル],好ましくは5m/g超及び/又は30m/g未満,好ましくは25m/g未満,好ましくは20m/g未満のBET法により計算された比表面積を有する。
より好ましくは,それは、10μm未満,又は5μm未満さえの,3μm未満さえの,又は1μm未満さえの及び/又は好ましくは0.05μm超のメジアンサイズ(D50)を有する。
該粒子混合物は、乾燥の形態であり得、即ち適切な出発物質を混合することにより直接的に得られ得る。それは、追加の段階、例えばスプレー噴霧化段階、特に化学的な均一性をそれにより改善するための段階をもまた受け得る。
粒子混合物の基本的な成分はジルコニアである。
ジルコニアのメジアンサイズは10μm未満,又は5μm未満さえ,又は3μm未満さえ,又は1μm未満さえ及び/又は好ましくは0.05μm超であり得る。
焼結部品において、ジルコニアは安定化されていなければならない。即ち、粒子混合物において、ジルコニアは、該安定化剤、好ましくはYで安定化されていてもよい。
該安定化剤及び/又は該安定化剤の前駆体もまた、粉末の形の粒子混合物に部分的に又は完全に、取り込まれていてもよく、即ちジルコニアとは別の形で取り込まれていてもよく、焼結の間に、ジルコニアの少なくとも一部は安定化される。
好ましくは,該粒子混合物は、Y,CeO,及びそれらの混合物からなる群から選択された、ジルコニアのための安定化剤を含む。好ましくは,Y,CeOの量は、以下の関係
10%≦3.Y+CeO≦20%
を満足する。
好ましくは,該安定化剤は、Yである。Yの量は3%超,好ましくは4%超及び/又は8%未満,好ましくは6.5%未満であり得る。
粉末化された安定化剤及び/又はジルコニアのためのそのような安定化剤の前駆体のメジアンサイズは1μm未満,好ましくは0.5μm未満,より好ましくは0.1μm未満である。ジルコニア安定化剤の能率は、そうであることにより焼結の間に有利に改善される。
本発明に従って、粒子混合物は灰チタン石構造を有する1以上の別の酸化物及び/又はそのような酸化物の前駆体を含む。
本発明に従う粒子混合物の灰チタン石構造を有する酸化物の粒子は、種々の方法、例えば融解、固相合成、塩熱分解、水酸化物の沈殿及びその焼成、又はゾルゲル合成を使用して得られ得る。
本発明者らは、もし該粒子混合物が、灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体10.0重量%超を含むならば、焼結部品の機械的性質、特に強さ、が低下することを見出した。該低下は、焼結部品が装飾品、例えば時計、ブレスレット、ブローチ、タイピン、ネックレス、電話、家具又は家庭用品例えばナイフ又は鋏、の製造に意図されているとき特に、重要な問題である。即ち、灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の総量が10.0%を超えないことが重要である。
該粒子混合物における灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体0.5%の最小量は、良好な耐スクラッチ性及び耐衝撃性並びによく発現され、均一な色を有する良好な外観を得るのに必須であると考えられる。
灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の粒子により構成される粉末は、好ましくは5μm未満,好ましくは1μm未満,好ましくは0.5μm未満のメジアンサイズを有する。有利には、焼結部品における灰チタン石構造を有する酸化物の効率はそうであることにより改善される。
一つの実施態様において、該粒子混合物は、焼結添加剤を含まず、そのような添加剤の前駆体も含まない。しかし、該粒子混合物は、好ましくは焼結添加剤及び/又はそのような添加剤の前駆体を含む。有利には、焼結添加剤の存在は、焼結温度が下げられることを意味する。
焼結添加剤及び該添加剤の前駆体の総量は0.1%超,0.2%超,及び/又は1.5%未満,好ましくは1.0%未満,好ましくは0.5%未満であり得る。
焼結添加剤は、好ましくはAl,TiO,及びそれらの混合物からなる群から選択される。;好ましくは,焼結添加剤はAlである。
「他の酸化物」は、好ましくは1.5%未満,好ましくは1%未満,より好ましくは0.5%未満,好ましくは0.2%未満,好ましくは0.1%未満,好ましくは0.05%未満,好ましくは0.01%未満を占める。
「他の酸化物」は、好ましくは不純物のみである。
本発明に従う粒子混合物は、1以上の脱凝集剤及び/又はバインダー及び/又は潤滑剤、好ましくは一時的なものであって、焼結のためのプレフォームの製造の成型方法において慣用的に使用されているもの、例えばアクリル樹脂、ポリエチレングリコール(PEG)、又はポリビニルアルコール(PVA)をもまた含み得る。
本発明に従う焼結部品は、慣用的に段階a)〜c)を含む方法を使用して本発明の粒子混合物から製造され得る。任意的に、この方法は、段階a)の前に、該物質の良好な次の密度化に必要な、粒度分析の特徴を生み出すために粉砕段階を含んでいてもよい。特に、粉砕は、段階a)において使用される各粉末又は該粉末の集合体の粒子混合物が、1μm未満である(D50)のメジアンサイズを有するように行われ得る。
段階a)において、本発明に従う「使用する用意ができている」粒子混合物が使用され得る。変形において、出発物質のすべてが、出発原料が用意された時点において計量され得る。
出発物質は、1以上の脱凝集剤及び/又はバインダー及び/又は潤滑剤、好ましくは一時的なものであって、焼結のためのプレフォームの製造の成型方法において慣用的に使用されているもの、例えばアクリル樹脂、ポリエチレングリコール(PEG)、又はポリビニルアルコール(PVA)をもまた含み得る。
出発物質の混合物は、任意的に段階b)に送る前にスプレー噴霧化されてもよい。有利には、スプレー噴霧化は該混合物の化学的均一性を改善するために使用されることができる。
段階b)において、所望されるサイズのブロックを形成するために、混合物は次に例えば冷間等静圧圧縮成型(cold isostatic pressing)により成型される。
他の技術、例えばスリップキャスティング、単軸圧縮、ゲルキャスティング、振動キャスティング、射出成型、又はこれらの技術の組み合わせが使用されることができるだろう。
段階c)において、プレフォームは好ましくは空気中で、好ましくは大気圧下又は加圧下(ホットプレス又は熱間等静圧圧縮成形、HIP)で、1200℃〜1500℃、好ましくは1300℃〜1450℃の範囲の温度において焼結される。有利には、この温度範囲における焼結は良好な色の発現を促進する。この温度が維持される時間は好ましくは2時間〜8時間である。温度上昇は慣用的には10°C/時〜100°C/時である。温度下降は自由であってもよい。もし脱凝集剤及び/又はバインダー及び/又は潤滑剤が使用されるならば、焼結サイクルは該製品の除去を促進するために、好ましくは、400°C〜800°Cの範囲の温度において1時間〜4時間の不変の段階を含む。
製造方法のパラメーター、特に出発物質の粒子の粒度分析、焼結添加剤、プレフォームを製造するための圧縮及び焼結温度は、公知の方法で、想定される用途に焼結部品の密度を適合させるために適合され得る。
段階c)の最後において得られる焼結部品は機械加工され得、及び/又は当業者に公知の任意の技術を使用して表面処理、例えば磨き又は研磨を受け得る。
実施例
以下の実施例は、非制限的な例示の目的のために与えられる。
化学分析は、0.5%超の量の成分についてX−線蛍光により行われた。0.5%未満の量で存在する成分の量は、AES−ICP(原子発光分析−誘導結合プラズマ)により決定された。
比表面積は、77Kにおける窒素吸着により測定され、1点BET法を使用して計算された。試料は分析前2時間の間、窒素の流れにおいて300℃で前処理された。
粉末及び焼結部品における結晶相は、ブルッカーD5000装置(0.02°の段階及び1段階当たり1秒において5°〜80°の2θのための調整付き)を使用するX−線回折により決定された。
測定の前に、焼結されたジルコニア部品は磨かれ、最終の研磨段階は、PRESIにより供給されているMecaprex LD32−E 1μmの調整物で行われ、その後、該部分は1000℃において1時間熱処理を受け、環境温度まで冷却される。
粒度計分布は、同定される該粉末の懸濁物を超音波を使用してメタリン酸ナトリウムの存在において分散させた後、供給元Micromeritics(商標)製のSedigraph 5100装置を使用して沈降法により決定された。
EDS(「エネルギー分散型分光学」)分析もまた粒子混合並びに焼結部品に存在する灰チタン石構造を有する酸化物の性質を同定するために実行されることができるだろう。
焼結部品の粒子のメジアンサイズは、ASTM標準E1382に従う「平均リニアインターセプト(Mean Linear Intercept)」法を使用して測定された。その標準において、分析ラインが該焼結部品の画像上で追跡され、その後、該分析ラインを切断する2つの連続的な粒子の境界の間の長さ(「インターセプト」と呼ばれる)が各分析ラインに沿って測定される。次に、該インターセプト「l」の平均長さ「l’」が測定される。下記の試験のために、該インターセプトは、走査電子顕微鏡により得られた焼結部品の断面画像上で測定され、該断面は鏡の品質を得るために磨かれ、次に粒子の境界を明らかにするために焼結温度において100℃未満の温度において熱的に攻撃されたものである。画像を記録するために使用された倍率は、1つの画像上で約500個の粒子を見ることができるように選択された。1つの焼結部品につき5枚の画像が製作された。
焼結部品の粒子の平均サイズ「d」は、関係d=1.56.l’により与えられる。この式は、論文「多結晶セラミックにおける平均粒子サイズ」、M.I.Mendelson,J.Am.Cerm.Soc.第52巻,第8号,443〜446頁から来ている。
色の測定は、NF標準ISO 7724に従って、磨かれた部品上(最後の研磨は、PRESIにより供給されるダイアモンド含有Mecaprex LD32−E 1μm調整物を使用して行われた)で、コニカ−ミノルタにより供給されたCM−2500d装置(光源D65(自然光)、10°における観測者、及び正反射除去)を使用して行われた。
試験された焼結部品の硬度及び強さは磨かれた焼結部品を使用して、ビッカースの押し込み(Vickers indentatio)により測定された。最終の研磨段階は、1μmのダイアモンド含有ペーストで行われた。
曲げ強さは、45mm×4mm×3mmの寸法に機械加工された棒上で3点曲げにより環境温度において測定された。
以下の非制限的な実施例は、本発明を説明する目的で与えられる。
実施例において使用された、灰チタン石構造を有する種々の酸化物の粉末は、アンモニアによる塩基性媒体において共沈された種々の塩、硝酸塩又は塩化物の固相反応により製造された。シグマアルドリッチにより供給され、使用された塩は、硝酸ランタン水和物La(NO,xHO、塩化ストロンチウム6水和物SrCl,6HO、硝酸マンガン水和物Mn(NO,xHO,硝酸コバルト6水和物Co(NO,6HO,硝酸鉄9水和物Fe(NO.9HO,塩化クロム6水和物CrCl,6HO,硝酸プラセオジム6水和物Pr(NO,6HO,及び塩化チタンであった。塩は1モル/L(1リットル当たりモル)の総濃度において蒸留水に溶解された。種々の塩の質量は下記の表1に示される。
Figure 0005634512
Figure 0005634512
Figure 0005634512
Figure 0005634512
アンモニアは撹拌しながら、pHが9に到達するまで一定に添加された。得られた沈殿は、ブフナーロートを通してろ過された。沈殿は、110℃において少なくとも12時間オーブン乾燥された。そのようにすることにより得られた粉末は灰チタン石相の形成を許す温度において、一般的に1000℃〜1400℃の範囲において、空気中で熱処理された(より低い温度が可能であっただろうが、灰チタン石前駆体を与えただろう)。ここで、温度は1300℃であった。熱処理後、それぞれの粉末についてX−線回折により測定された灰チタン石の百分率は97.5%超であった。
灰チタン石構造を有する相の量は、本明細書の上記において記載された方法を使用して決定された。例えば、ランタン−ストロンチウム−マンガン酸化物の灰チタン石(La0.8Sr0.2)MnOの量の測定は、銅XRDチューブを備えられた供給元ブルッカー製のD5000回折計で得られたX−線回折ダイアグラムから実行された。合成後、得られた生成物は灰チタン石相並びに他の相、例えばMnをより少ない量で含むだろう。
ランタン−ストロンチウム−マンガンの酸化物の灰チタン石相は、ICDD(“International Center for Diffraction Data”)ファイルを使用するX−線回折による慣用のプロトコルを使用して確認された。例えば、ファイルICDD 01−040−1100はランタン−ストロンチウム−マンガンの酸化物の灰チタン石相La0.8Sr0.2MnOのものである。
実際には、ランタン−ストロンチウム−マンガン酸化物における灰チタン石の量の測定は、X−線回折ダイアグラムが、
・大半においてランタン−ストロンチウム−マンガン酸化物の灰チタン石相;
・第二の相及びおそらく他の少ない相
を示す時、実行された。
即ち、EVAソフトウェア(ブルッカーにより供給されている)を使用して、連続するバックグラウンド(0.8)を引いた後、ランタン−ストロンチウム−マンガン酸化物の灰チタン石相の基本的な回折ピーク又は基本的な回折多重線の面積APER(解析処理なし)を、及び第二の相(ここではMn)の基本的な回折ピーク又は基本的な回折多重線の面積A第二の相(解析処理なし)を測定することが可能である。その後に、ランタン−ストロンチウム−マンガン酸化物灰チタン石の量が式(1)を使用して計算される。
即ち、もしランタン−ストロンチウム−マンガン酸化物灰チタン石相(LSM)が、X−線回折ダイアグラムに存在する唯一の相であるならば、灰チタン石の百分率は100%に等しい。ここで式(1)を使用して計算されたLa0.8Sr0.2MnO灰チタン石の量は97.9%であった。
各実施例のために、灰チタン石構造を有する粉末化された酸化物は、灰チタン石構造を有する粉末化された酸化物と共にジルコニア粉末をマイクロ粉砕することにより表2に示された基本的な特徴を有するジルコニア粉末と混合された。このジルコニア粉末におけるアルミナは焼結添加剤として有利に作用する。
Figure 0005634512
該マイクロ粉砕は、湿ったビーズミル(0.8mm(ミリメートル)の直径を有するY、3モル%を含むジルコニアビーズ)又は摩擦粉砕機において行われた。各混合物のために使用された粉砕条件は以下の通りである:
― ミルの体積:800mL(ミリリットル);
― ビーズの質量:2.2kg(キログラム)
― 脱ミネラル水の体積:200mL
― マイクロミルにおける粉末の質量:50g(グラム)。
マイクロ粉砕の後、該粉末は沈降法により測定されて、0.25μmのメジアンサイズを有していた。
その後、種々の懸濁物はスプレー噴霧化(300℃の噴霧器の入口温度及び110℃の噴霧器の出口温度)により乾燥され、懸濁物の流動速度は6L/時(1時間当たりのリットル)であった。
製造された種々の粒子混合物は下の表3に示される:
Figure 0005634512
32mmの直径及び8gの質量を有するペレットの形状のプレフォームが、100MPaの圧力において、実施例の粒子混合物の単軸圧縮により製造された。該プレフォームは、その後以下のサイクル
・100℃/時において500℃まで温度上昇
・500℃において2時間保持;
・100℃/時(1時間当たりの℃)において、1350℃まで温度上昇
・1350℃において2時間保持;
・自然冷却による温度の下降
を使用して焼結された。
下記の表4は、得られた焼結部品の性質をまとめる。
Figure 0005634512
粒子混合物1〜7から得られた焼結部品のジルコニアの95体積%超は正方晶及び/又は立方の相により構成されており、全体を100%にする量は単斜晶系相により構成されていた。
表4は、試験された本発明の焼結部品が良好な機械的性質を有し、かつ濃密であることを示す。
実施例1〜3の比較は、灰チタン石(La0.8Sr0.2)MnOの量が増加したときの機械的性質、特に強さの減少を示す。灰チタン石構造を有する酸化物の量が10.0%超であるとき、機械的性質は想定される用途に不十分であると考えられる。
本発明の焼結部品は物品、例えば時計、ブレスレット、ブローチ、タイピン、ネックレス、電話、家具又は家庭用品例えばナイフ又はハサミにおける装飾的アクセサリーとしての使用に特に適する。
明らかに、本発明は、記載され、例として与えられた実施態様に制限されない。

Claims (15)

  1. 粒子混合物から得られる焼結部品を含む装飾物品において、該粒子混合物が、酸化物に基づく重量百分率で以下の化学組成、
    ― ジルコニアZrO、全体を100%にする量;
    ― 灰チタン石構造を有する酸化物、0.5%〜10.0%;
    ― Y,Sc,MgO,CaO,CeO及びそれらの混合物からなる群から選択される、ジルコニアのための安定化剤、2.0%〜20.0%、ただしMgO+CaOの量は5.0%未満である;
    ― Al,ZnO,TiO及びそれらの混合物からなる群から選択される焼結添加剤、2.0%未満;
    ― 他の酸化物、2.0%未満;
    を有し、
    該灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該安定化剤及び/又は該焼結添加剤は、該酸化物の当量の前駆体により完全に又は部分的に置き換えられていてもよい、
    上記物品。
  2. 0.05μm未満、又は0.1μm〜0.5μmの範囲である粗さRaの表面を有する、請求項1に記載の物品。
  3. 該混合物が、
    酸化物に基づく重量百分率で、灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体、0.5%〜10.0%を含み、
    ― 該酸化物の灰チタン石構造のA−部位におけるA−元素が、カルシウム,ストロンチウム,バリウム、ランタン,プラセオジム,ネオジウム,ビスマス,セリウム及びそれらの混合物からなる群G(1)から選択され、かつ
    ― 該酸化物の灰チタン石構造のB−部位におけるB−元素が、コバルト及び鉄の混合物と、コバルト及びマンガンの混合物と、コバルト及びクロムの混合物と、コバルト及びニッケルの混合物と、クロム及びマンガンの混合物と、クロム及びニッケルの混合物と、クロム及び鉄の混合物と、マンガン及び鉄の混合物と、マンガン及びニッケルの混合物と、ニッケル及び鉄の混合物と、マンガンと、コバルト及びチタンの混合物と、コバルト及び銅の混合物と、コバルトと、クロム及びチタンの混合物と、クロム及び銅の混合物と、ニッケル及びチタンの混合物と、クロムと、ニッケルと、銅と、マグネシウム及び鉄の混合物と、チタン及び鉄の混合物と、バナジウムと、タングステンと、モリブデンと、ニオブ及び鉄の混合物と、鉄と、それらの混合物とからなる群G(1)から選択される、
    請求項1又は2に記載の物品。
  4. 請求項3に記載の物品において、
    ― 該灰チタン石構造の該A−部位における該A−元素が、カルシウム,ストロンチウム,バリウム,ランタン,プラセオジム,ネオジウム,ビスマス,セリウム,及びそれらの混合物からなる群G’(1)から選択され、かつ、
    ― 該灰チタン石構造のB−部位におけるB−元素が、コバルト及び鉄の混合物CoFe1−x、xは0.2〜0.8の範囲である、と,コバルト及びマンガンの混合物CoMn1−x、xは0.2〜0.8の範囲である、と,コバルト及びクロムの混合物CoCr1−x、xは0.2〜0.8の範囲である、と,コバルト及びニッケルの混合物CoNi1−x、xは0.3〜0.8の範囲である、と,クロム及びマンガンの混合物CrMn1−x、xは0.2〜0.7の範囲である、と,クロム及びニッケルの混合物CrNi1−x、xは0.3〜0.7の範囲である、と,クロム及び鉄の混合物CrFe1−x、xは0.3〜0.7の範囲である、と,マンガン及び鉄の混合物MnFe1−x、xは0.3〜0.8の範囲である、と,マンガン及びニッケルの混合物MnNi1−x、xは0.3〜0.8の範囲である、と,ニッケル及び鉄の混合物、NiFe1−x、xは0.3〜0.7の範囲である、と,マンガンと,それらの混合物とからなる群G’(1)から選択されるもの、又は
    ― 該灰チタン石構造の該A−部位における該A−元素が、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、ランタン(La)、プラセオジム(Pr)、ネオジウム(Nd)、ビスマス(Bi)、セリウム(Ce)、及びそれらの混合物からなる群G ’’(1)から選択され、かつ
    ― 該灰チタン石構造の該B−部位における該B−元素が、 コバルト及び鉄の混合物Co Fe 1−x 、ただし0.6≦x<1である、と、コバルト及びマンガンの混合物Co Mn 1−x 、ただし0.6≦x<1である、と、コバルト及びクロムの混合物Co Cr 1−x 、ただし0.6≦x<1である、と、コバルト及びニッケルの混合物Co Ni 1−x 、ただし0.6≦x<1である、と、コバルト及びチタンの混合物Co Ti 1−x 、ただし0.5≦x<1である、と、コバルト及び銅の混合物Co Cu 1−x 、ただし0.5≦x<1である、と、コバルトと、それらの混合物とからなる群G ’’(1)から選択されるもの、
    又は
    ― 該灰チタン石構造の該A−部位における該A−元素が、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、ランタン(La)、プラセオジム(Pr)、ネオジウム(Nd)、ビスマス(Bi)、セリウム(Ce)、及びそれらの混合物からなる群G ’’’(1)から選択され、かつ
    ― 該灰チタン石構造の該B−部位における該B−元素が、クロム及び鉄の混合物Cr Fe 1−x 、ただし0.6≦x<1である、と、クロム及びマンガンの混合物Cr Mn 1−x 、ただし0.6≦x<1である、と、クロム及びコバルトの混合物Cr Co 1−x 、ただし0.6≦x<1である、と、クロム及びニッケルの混合物Cr Ni 1−x 、ただし0.6≦x<1である、と、クロム及びチタンの混合物Cr Ti 1−x 、ただし0.5≦x<1である、と、クロム及び銅の混合物Cr Cu 1−x 、ただし0.5≦x<1である、と、ニッケル及び鉄の混合物Ni Fe 1−x 、ただし0.6≦x<1である、と、ニッケル及びマンガンの混合物Ni Mn 1−x 、ただし0.6≦x<1である、と、ニッケル及びコバルトの混合物Ni Co 1−x 、ただし0.6≦x<1である、と、ニッケル及びチタンの混合物Ni Ti 1−x 、ただし0.5≦x<1である、と、クロムと、ニッケルと、銅と、それらの混合物とからなる群G ’’’(1)から選択されるもの、
    又は
    ― 該灰チタン石構造の該A−部位における該A−元素が、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、ランタン(La)、プラセオジム(Pr)、ネオジウム(Nd)、ビスマス(Bi)、セリウム(Ce)、及びそれらの混合物からなる群G ’(1)から選択され、かつ
    ― 該灰チタン石構造の該B−部位における該B−元素が、マグネシウム及び鉄の混合物Mg Fe 1−x 、ただし0.8≦x<1である、と、もし、Aがプラセオジム(Pr)、ビスマス(Bi)、セリウム(Ce)、及びそれらの混合物から選択されるのでありさえすれば、チタン及び鉄の混合物Ti Fe 1−x 、ただし0.8≦x<1である、と、もし、Aがプラセオジム(Pr)、ビスマス(Bi)、セリウム(Ce)、及びそれらの混合物から選択されるのでありさえすれば、タングステンと、バナジウムと、モリブデンと、それらの混合物とからなる群G '(1)から選択されるもの、
    又は
    ― 該灰チタン石構造の該A−部位における該A−元素が、カルシウム(Ca)と、ストロンチウム(Sr)と、バリウム(Ba)と、ランタン(La)と、プラセオジム(Pr)と、ネオジウム(Nd)と、ビスマス(Bi)と、セリウム(Ce)と、それらの混合物とからなる群G ’(1)から選択され、かつ
    ― 該灰チタン石構造の該B−部位における該B−元素が、マグネシウム及び鉄の混合物Mg Fe 1−x 、ただし0<x≦0.5である、と、チタン及び鉄の混合物Ti Fe 1−x 、ただし0<x≦0.5である、と、ニオブ及び鉄の混合物Nb Fe 1−x 、ただし0<x≦0.5である、と、クロム及び鉄の混合物Cr Fe 1−x 、ただし0<x≦0.4である、と、ニッケル及び鉄の混合物Ni Fe 1−x 、ただし0<x≦0.4である、と、マンガン及び鉄の混合物Mn Fe 1−x 、ただし0<x≦0.4である、と、鉄と、それらの混合物とからなる群G ’(1)から選択されるもの、
    又は
    ― 該灰チタン石構造の該A−部位における該A−元素が、カルシウム(Ca)と、ストロンチウム(Sr)と、バリウム(Ba)と、ランタン(La)と、プラセオジム(Pr)と、ネオジウム(Nd)と、ビスマス(Bi)と、セリウム(Ce)と、それらの混合物とからなる群G ’(1)から選択され、かつ
    ― 該灰チタン石構造の該B−部位における該B−元素が、クロム及び鉄の混合物Cr Fe 1−x 、ただし0<x≦0.4である、と、ニッケル及び鉄の混合物Ni Fe 1−x 、ただし0<x≦0.4である、と、マンガン及び鉄の混合物Mn Fe 1−x 、ただし0<x≦0.4である、と、それらの混合物とからなる群G ’(1)から選択されるもの、
    又は
    ― 該灰チタン石構造の該A−部位における該A−元素が、カルシウム(Ca)と、ストロンチウム(Sr)と、バリウム(Ba)と、ランタン(La)と、プラセオジム(Pr)と、ネオジウム(Nd)と、ビスマス(Bi)と、セリウム(Ce)と、それらの混合物とからなる群G ’(1)から選択され、かつ
    ― 該灰チタン石構造の該B−部位における該B−元素が、マグネシウム及び鉄の混合物Mg Fe 1−x 、ただし0<x≦0.5、チタン及び鉄の混合物Ti Fe 1−x 、ただし0<x≦0.5、ニオブ及び鉄の混合物Nb Fe 1−x 、ただし0<x≦0.5である、と、鉄と、それらの混合物とからなる群G ’(1)から選択されるもの、
    又は
    ― 該灰チタン石構造の該A−部位における該A−元素が、カルシウム(Ca)と、ストロンチウム(Sr)と、バリウム(Ba)と、ランタン(La)と、プラセオジム(Pr)と、ネオジウム(Nd)と、ビスマス(Bi)と、セリウム(Ce)と、それらの混合物とからなる群G ’(1)から選択され、かつ
    ― 該灰チタン石構造の該B−部位における該B−元素が、コバルト及び鉄の混合物Co Fe 1−x 、ただし0<x≦0.4、であるもの
    であるところの上記物品
  5. 該混合物が、酸化物に基づく重量百分率として、3重量%超及び6重量%未満である量の灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の粉末を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の物品。
  6. 該混合物が、酸化物に基づく重量百分率として、3重量%未満である量の灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の粉末を含む、請求項1〜のいずれか1項に記載の物品。
  7. 「灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体、0.5%〜10.0%」における灰チタン石の量が、下式(1)により定義された%として90%超であり、「灰チタン石の量」は、不純物を除いており、
    T=100*(APER)/(APER+A第二の相) (1)
    ここで
    ・APERは、得られた灰チタン石構造を有する酸化物の基本的な回折ピーク又は基本的な回折の多重線の解析処理なしで、銅XRDチューブを備えられた、供給元ブルッカー製のD5000回折計タイプの装置を使用して得られるX−線回折ダイアグラムで測定された面積であり、
    ・A第二の相は、同じダイアグラム上で測定された、解析処理なしで、第二のの基本的な回折ピーク又は基本的な回折の多重線の面積である、
    請求項1〜のいずれか1項に記載の物品。
  8. ジルコニアのための安定化剤が、Y,CeO,及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1〜のいずれか1項に記載の物品。
  9. 該混合物が、10μm未満であるメジアンサイズを有する、請求項1〜のいずれか1項に記載の物品。
  10. 該焼結部品が、理論密度の98%超である密度を有する、請求項1〜のいずれか1項に記載の物品。
  11. 該ジルコニアの80体積%超が、正方晶及び/又は立方の相により構成されており、100%の残余は、単斜晶系の相により構成されている、請求項1〜10のいずれか1項に記載の物品。
  12. 宝石類、時計、ブレスレット、ネックレス、指輪、ブローチ、タイピン、財布、電話、家具、家庭用品、ハンドル、ボタン、パネル、消費財の可視部分、メガネのフレームの部品、陶器製品、及びフレームからなる群から選択された、請求項1〜11のいずれか1項に記載の物品。
  13. 該焼結部品を製造する以下の工程:
    a’)出発物質を形成するために原料を混合する段階;
    b’)該出発物質からプレフォームを成形する段階;及び
    c’)該焼結部品を得るために、該プレフォームを焼結する段階
    を含む、請求項1〜12のいずれか1項に記載の装飾物品を製造する方法において、段階c’)の終わりに黒色、青色、緑色、黄色、橙色、濃い茶色、赤色又は紫色を有する焼結部品を得るために、請求項に記載の物品の焼結部品と一致する焼結部品を得るように、該出発物質が決定される、上記方法。
  14. 該焼結部品の色を濃くするために、
    ― 該焼結部品の製造のために意図された出発物質において、灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体の量が増加され、該量は、3%超かつ9%未満であり、及び/又は
    ― ある量の灰チタン石構造を有する酸化物及び/又は該酸化物の前駆体が、該焼結部品の製造のために意図された出発物質に添加され、該灰チタン石のA及びB元素は、請求項において定義された群G’(1)〜(3) 及び G’(1)〜 (3)から選択され、好ましくは、該出発物質の酸化物に基づく重量百分率として0.2%〜1%の範囲の量である、請求項13に記載の方法。
  15. − 請求項1〜12のいずれか1項に記載の物品の焼結部品の焼結による製造に適合された組成物を有する粒子混合物、及び
    − 該粒子混合物が、装飾用の焼結部品の製造のために意図されていることを示す通知、ここで、該通知は、該粒子混合物のための包装に施与されるラベル又は該粒子混合物に随行する小冊子である、
    を含む集合体、ここで、該集合体は、包装された該粒子混合物と該通知との組合せである
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