JP6152590B2 - ブロックを形成するための焼結ジルコン材料 - Google Patents
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Description
本開示は一般に、ジルコン構成要素ならびにジルコン構成要素の形成方法および使用方法に関する。
無アルカリアルミノケイ酸ガラス、例えば、アモルファスシリコンもしくは酸化物薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を使用した液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）基板用のガラス、または低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）ＴＦＴ堆積を使用した有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）基板用のガラスは、変形を受けることなく高温処理（最大７００℃）できるように設計されている。こうしたガラスは、フュージョンドロープロセスを用いて形成することができ、このプロセスにおいては、水ガラスがジルコン（ＺｒＳｉＯ４）材料で作られたガラスオーバーフロー成形ブロックのリップを超えて流れ出し、そのガラスオーバーフロー成形ブロックの下部で溶融してガラスシートを形成する。無アルカリアルミノホウケイ酸ガラスと接触するジルコン成形ブロックは、ガラスの成形温度において良好な腐食耐性および機械的特性を提供する。しかしながら、ジルコン成形ブロックを使用して形成されるガラスでは気泡混入が起こり得ることが観察された。ガラスへの気泡混入はＴＦＴ基板用途で受け入れられるものではない。
一態様によると、構成要素は、ジルコン（ＺｒＳｉＯ４）結晶粒を含む本体を含み、本体は外側部分と内部部分とを有している。本体は、ジルコン結晶粒間に存在する遊離シリカ粒界相を有し得る。遊離シリカ粒界相は略均一に本体中に分布していてよい。遊離シリカは、本体中のＺｒＳｉＯ４結晶粒に化学結合しない任意の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含んでもよい。本体は、本体の全重量に対して約２重量％以下の含有量の遊離シリカを含んでよい。
別の態様によると、構成要素は、ジルコン結晶粒を含む本体を含み、本体は外側部分と内部部分とを有している。本体は、ジルコン結晶粒間に存在する遊離シリカ粒界相を有し得る。遊離シリカは、本体中のＺｒＳｉＯ４結晶粒に化学結合しない任意の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含んでもよい。本体は、本体の全重量に対して約２重量％以下の含有量の遊離シリカを含んでよい。また、本体の外側部分は体積百分率で測定した見かけの気孔率（Ｐｏｐ）を有してよく、本体の内部部分は体積百分率で測定した見かけの気孔率（Ｐｉｐ）を有してよい。本体は約２．０以下の見かけの気孔率の比Ｐｏｐ／Ｐｉｐを有してよい。
さらに別の態様によると、構成要素は、ジルコン結晶粒を含む本体を含み、本体は外側部分と内部部分とを有している。本体は、ジルコン結晶粒間に存在する遊離シリカ粒界相を有し得る。遊離シリカは、本体中のＺｒＳｉＯ４結晶粒に化学結合しない任意の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含んでもよい。本体は、本体の全重量に対して約２重量％以下の含有量の遊離シリカを含んでよい。さらに、本体は、１）約１．５５ＭＰａ．ｍ−０．５超の破壊靭性（Ｋ１ｃ)、２）約６０ＭＰａ超の破壊係数（ＭｏＲ）、３）約４．０ｇ／ｃｍ３超の密度、４）約１７５ＧＰａ超の弾性率（ＭｏＥ）、５）約６．０ＧＰＡ超のビッカース硬度、および６）これらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの特性を有してよい。
別の態様によると、構成要素は、ジルコン結晶粒を含む本体を含み、本体は外側部分と内部部分とを有している。本体は、ジルコン結晶粒間に存在する遊離シリカ粒界相を有し得る。遊離シリカは、本体中のＺｒＳｉＯ４結晶粒に化学結合しない任意の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含んでもよい。本体は、本体の全重量に対して約２重量％以下の含有量の遊離シリカを含んでよい。また、本体の表面は約１００μｍ／日以下の動的腐食速度を有してよい。
さらに別の態様によると、構成要素は、ジルコン結晶粒を含む本体を含み、本体は外側部分と内部部分とを有している。本体は、ジルコン結晶粒間に存在する遊離シリカ粒界相を有し得る。遊離シリカは、本体中のＺｒＳｉＯ４結晶粒に化学結合しない任意の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含んでもよい。本体は、本体の全重量に対して約２重量％以下の含有量の遊離シリカを含んでよい。また、本体の外側部分における遊離シリカ粒界相の相互連結性は約１０％超であってよい。
別の態様では、構成要素を形成する方法は、約１μｍ〜約２０μｍの範囲内の中央（Ｄ５０）粒径を有するジルコン結晶粒を含む原材料粉末を準備することを含んでよい。原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して約２．０重量％以下の含有量の遊離シリカを有してよい。原材料粉末を焼結して、ジルコン結晶粒、およびジルコン結晶粒間に存在する遊離シリカ粒界相を含む本体を形成してよく、この遊離シリカ粒界相は本体中に略均一に分布する。遊離シリカは、本体中のＺｒＳｉＯ４結晶粒に化学結合しない任意の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含んでもよい。
本開示は、添付図面を参照することによってよりよく理解することができ、またその多数の特徴および利点が当業者に対して明らかになる。実施形態は例として示され、添付の図面に限定されるものではない。
当業者であれば、図中の要素が、簡略さおよび明確さを期して示されており、必ずしも原寸に比例して描かれていないことを認識する。例えば、図中の要素の一部の寸法は、本開示の実施形態をより良く理解する上で一助となるように他の要素と比べて誇張されている場合がある。
以下は概して、ジルコン材料を含む本体を有する構成要素およびジルコン材料を含む本体を有する構成要素を形成する方法に関するものであり、ジルコン材料は、本体の全重量に対して、約２重量％以下、好ましくは約１重量％以下、もっとも好ましくは約０．５重量％以下の含有量の遊離シリカを有する。とりわけ、本明細書における遊離シリカへのいかなる言及も、ジルコン材料中のＺｒＯ２に化学結合しない、本体中のすべてのＳｉＯ２相に対応する。
特定の実施形態では、本体は、ジルコン材料のジルコン結晶粒間に存在する遊離シリカ粒界相を含んでよい。遊離シリカ粒界相は略均一に本体中に分布していてよい。本体は、本体の全重量に対して約２重量％以下の含有量の遊離シリカを含んでよい。遊離シリカ粒界相は、本質的に遊離シリカから構成されてよく、ジルコン結晶粒の粒界中に位置する本質的にすべてのＳｉＯ２は遊離シリカと考えてよい。
本体を形成するために使用される原材料粉末は最初は、未処理原材料、例えば、未処理ジルコン原材料を含んでよい。未処理原材料はまず、未処理原材料から成分（例えば、不純物）を分離することによって処理してよい。未処理原材料は分級技術、例えば、粒径分離、振動もしくは重力テーブル分離、静電分離、電磁分離、またはこれらの任意の組み合わせを用いて処理されてよい。粒径分離によって、粉末中の粒子をそのサイズに基づいて分離でき、これにより不純物含有量を減少させる。振動または重力テーブル分離では、粉末中の粒子をその密度に基づいて分離でき、これによりアルミナリッチのシリケートおよびシリカ結晶粒の量を原材料粉末から減少させることができる。静電分離では、粉末中の粒子を電気伝導率に基づいて分離でき、これによりチタンを含む鉱物粒子、すなわちイルメナイトおよびルチルの分離が可能になり得る。電磁分離では、粉末中の粒子を粒子の磁気特性に基づいて分離できる。未処理原材料の初期処理は、上述分離方法の任意の組み合わせを含むことができ、また任意の上述分離方法の複数の適用を含むことができると理解されよう。未処理原材料の初期処理は上記分離方法を順次または並行して適用することができるとさらに理解されよう。
未処理原材料および任意の追加の材料を粉砕し、一実施形態による構成要素の形成を促すことができる特定の粒径および粒子分布を有する原材料粉末を作ることができる。原材料粉末を形成するための未処理原材料の粉砕は、さまざまな粉砕技術、例えば、乾式ボールミリング、湿式ボールミリング、振動ボールミリング、アトリションミリング（撹拌ボールミリング）、またはジェットミリングを使用して行うことができる。
初期処理および粉砕の後、未処理原材料から形成された原材料粉末は、約１５μｍ以下、例えば、約１４μｍ以下、約１２μｍ以下、約１０μｍ以下、約９μｍ以下、約８μｍ以下、約７μｍ以下、約６μｍ以下、約５μｍ以下、約４μｍ以下、約３μｍ以下、またはさらには約２μｍ以下の中央（Ｄ５０）粒径を有してよい。さらに、原材料粉末は、約１μｍ超、例えば、約２μｍ超、約３μｍ超、約４μｍ超、約５μｍ超、約６μｍ超、約７μｍ超、約８μｍ超、約９μｍ超、約１０μｍ超、約１２μｍ超、またはさらには約１４μｍ超の中央（Ｄ５０）粒径を有してよい。原材料粉末は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値の中央（Ｄ５０）粒径を有してよいことが理解されよう。原材料粉末は、上述した任意の最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の数値の中央（Ｄ５０）粒径を有してよいことがさらに理解されよう。
その他の実施形態において、ジルコンを含む原材料粉末の粒径分布は、原材料粉末が、約４０μｍ以下、例えば、約３０μｍ以下、約２０μｍ以下、約１５μｍ以下、またはさらには約１０μｍ以下のＤ９０粒径を有することができるように制御されてよい。さらに他の場合には、原材料粉末は、約５μｍ超、例えば、約１０μｍ超、約１５μｍ超、約２０μｍ超、またはさらには約３０μｍ超のＤ９０粒径を有してよい。原材料粉末は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値のＤ９０粒径を有してよいことが理解されよう。原材料粉末は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の数値のＤ９０粒径を有してよいことがさらに理解されよう。
その他の実施形態において、ジルコンを含む原材料粉末の粒径分布は、原材料粉末が約０．２μｍ超、例えば、約０．５μｍ超、約０．８μｍ超、またはさらには約１．０μｍ超のＤ１０粒径を有することができるように制御されてよい。さらに他の場合には、原材料粉末は、約１．１μｍ以下、例えば、約１．０μｍ以下、約０．８μｍ以下、またはさらには約０．５μｍ以下のＤ１０粒径を有してよい。原材料粉末は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値のＤ１０粒径を有してよいことが理解されよう。原材料粉末は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の数値のＤ１０粒径を有してよいことがさらに理解されよう。
原材料粉末および任意の追加の材料（すなわち、焼結助剤、結合剤、その他の添加剤等）を任意の好適な方法によって組み合わせるかまたは混合してもよい。混合またはバッチ調製は、乾式または湿式で行ってよい。混合は、造粒の追加ステップを含んでよい。バッチの流動性を改善させ、したがって未加工本体の見掛け密度を増加させるために造粒ステップを追加してもよい。一例示的実施形態では、造粒は噴霧乾燥を使用して実施してよい。原材料粉末を混合タンク内で混合し、その後噴霧乾燥してもよい。
次に、噴霧乾燥された粉末またはバッチは、等方圧加工法を使用して特定の形状を有する未加工本体を形成するために成形される。噴霧乾燥された粉末は、高流動性粉末を形成する。この高流動性粉末を使用して、大型の等方圧成形缶を充填し、未焼密度の不均一な圧縮、空隙または亀裂等の充填不良を最小限にすることができる。原材料粉末を、固体金属缶内で維持されたゴム型に充填する。その後、バッグを密閉し、原材料粉末に真空を印加する。次いで、流体が充填された圧力容器に缶を浸し、加圧する。加圧後、型を圧力容器から取り除き、未加工本体を取り外す。
成形は、特定の圧力で、例えば、約５０ＭＰａ超、例えば、約６０ＭＰａ超、約７０ＭＰａ超、約８０ＭＰａ超、約９０ＭＰａ超、約１００ＭＰａ超、約１１０ＭＰａ超、約１２０ＭＰａ超、約１３０ＭＰａ超、約１４０ＭＰａ超、またはさらには約１５０ＭＰａ超の圧力で等方圧加工法によって行ってよい。約１０分間から約１２０分間の等方圧加工法を用いて、未加工本体に段階的に圧力を印加してよい。これらの加圧サイクルによって、加圧段階中の欠陥の形成を制限することができる。成形はまた、スリップ注型または一方向加圧等の代替的技術を用いて行ってもよい。
未加工本体の形状は、直線構成、円筒形、球状、楕円状、または略任意の他の形状であることができる。特定の実施形態では、未加工本体は、半加工品と呼ばれる直線構成ブロック形状であることができる。半加工品は、その後機械加工されて、ガラスオーバーフロートラフ、スパウトリップ、またはブッシングブロックを形成できる。別の特定の実施形態では、未加工本体は、約１００ｍｍ超、例えば、約２００ｍｍ超、約３００ｍｍ超、約４００ｍｍ超、約５００ｍｍ超、約６００ｍｍ超、約７００ｍｍ超、またはさらには約８００ｍｍ超の少なくとも１つの寸法を有してよい。別の実施形態では、未加工本体は、後成形プロセスを限定するために、成形ブロックのような最終構成要素により厳密に一致するような構造にすることができる。
図１は、成形ブロック２００を示す。成形ブロック２００は、オーバーフロートラフ部分２０２およびテーパ部分２０４を備えることができる。オーバーフロートラフ部分２０２は、成形ブロック２００の長さに沿って減少する深さを有するトラフを含むことができる。図２は、テーパ部分２０４の例示的形状の断面図である。より詳細には、テーパ部分は、楔形状２０４２、凹形状２０４４、または凸形状２０４６を含むことができる。特定の用途のためのニーズまたは要求を満たすために、その他の形状を用いてもよい。
未加工本体の形成後、未加工本体をオーブン、ヒータ、炉等の中で加熱し、ジルコン材料を含む本体を形成することができる。加熱プロセスは、初期加熱を含むことができ、初期加熱では、水分、溶媒、もしくは別の揮発性成分を蒸発させるか、有機材料を蒸発させるか、または任意のこれらの組み合わせが行われる。初期加熱は、約１００℃〜約３００℃の範囲内の温度で、約１０時間から約２００時間の範囲内の時間行うことができる。一実施形態では、初期加熱に次いで、未加工本体は、約１４００℃超、例えば、約１４５０℃超、約１５００℃超、約１５５０℃超、約１６００℃超、またはさらには約１６５０℃超の温度で焼結できる。別の実施形態では、初期加熱に次いで、未加工本体は、約１７００℃以下、例えば、約１６５０℃以下、約１６００℃以下、約１６００℃以下、約１５５０℃以下、約１５００℃以下、またはさらには約１４５０℃以下の温度で焼結できる。未加工本体は約１０時間から約１００時間の範囲内の時間焼結して、本体を形成できる。
焼結は、設定持続期間の焼結サイクルにおいて、複数の時間未加工本体を加熱することを含むことができる。焼結サイクルの持続期間は、約３０日間超、例えば、約３５日間超、約４０日間超、約４５日間超、約５０日間超、約５５日間超、約６０日間超、約６５日間超、約７０日間超、約７５日間超、約８０日間超、またはさらには約８５日間超であってよい。さらに、焼結サイクルの持続期間は、約９０日間以下、例えば、約８５日間以下、約８０日間以下、約７５日間以下、約７０日間以下、約６５日間以下、約６０日間以下、約５５日間以下、約５０日間以下、約４５日間以下、またはさらには約４０日間以下であってよい。
焼結後の本体の形状は、焼結前の未加工本体の形状に概ね一致する。したがって、本体は、未加工本体について先に記載したような形状のいずれかを有してよい。焼結中、いくらかの縮みが起こり得、また本体は未加工本体より小さくなり得る。
本体のような焼結物は、溶融鋳造によって形成された物体と区別可能である。特に、溶融鋳造によって形成された物体は、物体の結晶化した結晶粒が構成する網目構造を埋める極めて多量の粒間ガラス相を含むことが多い。対照的に、焼結物は、別の相との粒界に形成される複数の相を含み得る。微細構造における違いにより、それぞれの用途において焼結物および溶融鋳造物が直面する問題、ならびにこれらの問題を解決するにあたって採用される技術的解決策は一般に異なる。さらに、焼結による物体の製造と溶融鋳造による物体の製造との違いにより、溶融鋳造製品用に開発された組成物を焼結製品の製造にはアプリオリに使用しない場合もある。
ジルコン結晶粒を含む原材料を準備することは、原材料粉末の全重量に対して約２．０重量％以下の含有量の遊離シリカを有する原材料粉末を準備することを含んでもよい。本実施形態の別の態様では、原材料粉末中の遊離シリカの含有量は、例えば、原材料粉末の全重量に対して約１．９重量％以下、例えば、約１．８重量％以下、約１．７重量％以下、約１．６重量％以下、約１．５重量％以下、約１．４重量％以下、約１．３重量％以下、約１．２重量％以下、約１．１重量％以下、約１．０重量％以下、約０．９重量％以下、約０．８重量％以下、約０．７重量％以下、約０．６重量％以下、約０．５重量％以下、約０．４重量％以下、約０．３重量％以下、またはさらには約０．２重量％以下であってよい。さらに他の場合には、原材料粉末中の遊離シリカの含有量は、原材料粉末の全重量に対して約０．１重量％超、例えば、約０．２重量％超、約０．３重量％超、約０．４重量％超、約０．５重量％超、約０．６重量％超、約０．７重量％超、約０．８重量％超、約０．９重量％超、約１．０重量％超、約１．１重量％超、約１．２重量％超、約１．３重量％超、約１．４重量％超、約１．５重量％超、約１．６重量％超、約１．７重量％超、約１．８重量％超、またはさらには約１．９重量％超であってよい。原材料粉末の全重量に対する重量％での原材料中の遊離シリカの含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。原材料粉末の全重量に対する重量％での原材料中の遊離シリカの含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいとさらに理解されよう。
原材料粉末は、主にジルコン（ＺｒＳｉＯ４）から構成されてよく、例えば、原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して約９５重量％超、例えば、約９６重量％超、約９７重量％超、約９８重量％超、約９９重量％超、またはさらには約９９．５重量％超の含有量のＺｒＳｉＯ４を含んでよい。さらに他の場合には、原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して、約９９．９重量％以下、約９９．５重量％以下、約９９重量％以下、約９８重量％以下、約９７重量％以下、約９６重量％以下、またはさらには約９５重量％以下の含有量のＺｒＳｉＯ４を含んでよい。原材料粉末の全重量に対する重量％での原材料中のＺｒＳｉＯ４の含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。原材料粉末の全重量に対する重量％での原材料中のＺｒＳｉＯ４の含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいとさらに理解されよう。
原材料粉末はＡｌ２Ｏ３を実質的に含まなくてよい。原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して、約０．５重量％以下、例えば、約０．４５重量％以下、約０．４重量％以下、約０．３５重量％以下、約０．３重量％以下、約０．２５重量％以下、約０．２重量％以下、約０．１５重量％以下、約０．１重量％以下、またはさらには約０．０５重量％以下の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでよい。さらに他の場合には、原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して、約０．０１重量％超、例えば、約０．０５重量％超、約０．１重量％超、約０．１５重量％超、約０．２重量％超、約０．２５重量％超、約０．３重量％超、約０．３５重量％超、約０．４重量％超、またはさらには約０．４５重量％超の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでよい。原材料粉末の全重量に対する重量％での原材料中のＡｌ２Ｏ３の含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。原材料粉末の全重量に対する重量％での原材料中のＡｌ２Ｏ３の含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいとさらに理解されよう。
とりわけ、原材料粉末は、原材料粉末中のＡｌ２Ｏ３の含有量（ＣＰＡｌ２Ｏ３）対原材料粉末中の遊離シリカの含有量（ＣＰＦＳ）の特定の比を有してよい。この比は数学的に、ＣＰＡｌ２Ｏ３／ＣＰＦＳと表してよい。ＣＰＡｌ２Ｏ３は、原材料粉末の全重量の重量％として測定した原材料粉末中のＡｌ２Ｏ３の含有量を表すことができる。ＣＰＦＳは、原材料粉末の全重量の重量％として測定した原材料粉末中の遊離シリカの含有量を表すことができる。原材料粉末は、約５以下、例えば、約３以下、約１以下、約０．５以下、約０．４以下、約０．３以下、約０．２以下、約０．１以下、約０．０１以下、またはさらには約０．００５以下の比ＣＰＡｌ２Ｏ３／ＣＰＦＳを有してよい。さらに他の場合には、原材料粉末は、約０．００２５超、例えば、約０．００５超、約０．０１超、約０．１超、約０．２超、約０．３超、約０．４超、約０．５超、約０．６超、約０．７超、約０．８超、またはさらには約０．９超の比ＣＰＡｌ２Ｏ３／ＣＰＦＳを有してよい。比ＣＰＡｌ２Ｏ３／ＣＰＦＳは、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。比ＣＰＡｌ２Ｏ３／ＣＰＦＳは、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。
あるいは、原材料粉末は、原材料粉末中のＡｌ２Ｏ３の含有量（ＣＰＡｌ２Ｏ３）対原材料粉末中のＺｒＳｉＯ４の含有量（ＣＰＺｒＳｉＯ４）の特定の比を有してよい。この比は数学的に、ＣＰＡｌ２Ｏ３／ＣＰＺｒＳｉＯ４と表してよい。ＣＰＡｌ２Ｏ３は、原材料粉末の全重量の重量％として測定した原材料粉末中のＡｌ２Ｏ３の含有量を表すことができる。ＣＰＺｒＳｉＯ４は、原材料粉末の全重量の重量％として測定した原材料粉末中のＺｒＳｉＯ４の含有量を表すことができる。原材料粉末は、約０．００７以下、例えば、約０．００６以下、約０．００５以下、約０．００４以下、約０．００３以下、約０．００２以下、またはさらには約０．００１以下の比ＣＰＡｌ２Ｏ３／ＣＰＺｒＳｉＯ４を有してよい。さらに他の場合には、原材料粉末は、０．０００５超、例えば、約０．００１超、約０．００２超、約０．００３超、約０．００４超、約０．００５超、またはさらには０．００６超の比ＣＰＡｌ２Ｏ３／ＣＰＺｒＳｉＯ４を有してよい。比ＣＰＡｌ２Ｏ３／ＣＰＺｒＳｉＯ４は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。比ＣＰＡｌ２Ｏ３／ＣＰＺｒＳｉＯ４は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。
原材料粉末中のジルコン結晶粒は、原材料粉末中のジルコン結晶粒の全重量に対して約２．０重量％以下、例えば、約１．９重量％以下、約１．８重量％以下、約１．７重量％以下、約１．６重量％以下、約１．５重量％以下、約１．４重量％以下、約１．３重量％以下、約１．２重量％以下、約１．１重量％以下、約１．０重量％以下、約０．９重量％以下、約０．８重量％以下、約０．７重量％以下、約０．６重量％以下、約０．５重量％以下、約０．４重量％以下、約０．３重量％以下、またはさらには約０．２重量％以下の含有量の遊離シリカを含んでよい。さらに他の場合には、原材料粉末中のジルコン結晶粒は、原材料粉末中のジルコン結晶粒の全重量に対して約０．１重量％超、例えば、約０．２重量％超、約０．３重量％超、約０．４重量％超、約０．５重量％超、約０．６重量％超、約０．７重量％超、約０．８重量％超、約０．９重量％超、約１．０重量％超、約１．１重量％超、約１．２重量％超、約１．３重量％超、約１．４重量％超、約１．５重量％超、約１．６重量％超、約１．７重量％超、約１．８重量％超、またはさらには約１．９重量％超の含有量の遊離シリカを含んでよい。原材料粉末中のジルコン結晶粒の全重量に対する重量％での原材料粉末中のジルコン結晶粒中の遊離シリカの含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。原材料粉末中のジルコン結晶粒の全重量に対する重量％での原材料粉末中のジルコン結晶粒中の遊離シリカの含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。
原材料粉末中のジルコン結晶粒はまた、Ａｌ２Ｏ３を実質的に含まなくてよい。原材料粉末中のジルコン結晶粒は、原材料粉末中のジルコン結晶粒の全重量に対して、約０．５重量％以下、例えば、約０．４５重量％以下、約０．４重量％以下、約０．３５重量％以下、約０．３重量％以下、約０．２５重量％以下、約０．２重量％以下、約０．１５重量％以下、約０．１重量％以下、約０．０５重量％以下、またはさらには約０．０１重量％以下の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでよい。さらに他の場合には、原材料粉末中のジルコン結晶粒は、原材料粉末中のジルコン結晶粒の全重量に対して、約０．００１重量％超、例えば、約０．０１重量％超、約０．０５重量％超、約０．１重量％超、約０．１５重量％超、約０．２重量％超、約０．２５重量％超、約０．３重量％超、約０．３５重量％超、約０．４重量％超、またはさらには約０．４５重量％超の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでよい。原材料粉末中のジルコン結晶粒の全重量に対する重量％での原材料粉末中のジルコン結晶粒中のＡｌ２Ｏ３の含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。原材料粉末中のジルコン結晶粒の全重量に対する重量％での原材料粉末中のジルコン結晶粒中のＡｌ２Ｏ３の含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。
焼結助剤を原材料粉末と混ぜ合わせて、複合材料混合物を形成した後、複合材料混合物を成形して、未加工本体を形成してよい。焼結助剤は、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｆｅ２Ｏ３、またはこれらの組み合わせ等の酸化物を含んでもよい。特定の実施形態では、焼結助剤は本質的にＴａ２Ｏ５からなっていてもよい。複合原材料混合物は、複合材料混合物の全重量に対して、約０．２重量％超、例えば、約０．３重量％超、約０．４重量％超、約０．５重量％超、約０．６重量％超、約０．７重量％超、約０．８重量％超、約０．９重量％超、約１．０重量％超、約１．１重量％超、約１．２重量％超、約１．３重量％超、またはさらには約１．４重量％超の含有量の焼結助剤を含んでよい。さらに他の場合には、複合原材料混合物は、複合材料混合物の全重量に対して、約１．５重量％以下、例えば、約１．４重量％以下、約１．３重量％以下、約１．２重量％以下、約１．１重量％以下、約１．０重量％以下、約０．９重量％以下、約０．８重量％以下、約０．７重量％以下、約０．６重量％以下、約０．５重量％以下、約０．４重量％以下、またはさらには約０．３重量％以下の含有量の焼結助剤を含んでよい。材料混合物中の全重量に対する重量％での焼結助剤の含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。材料混合物中の全重量に対する重量％での焼結助剤の含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。
とりわけ、複合材料混合物は、複合材料混合物中の焼結助剤の含有量（ＣＰＳＡ）対複合材料混合物中の遊離シリカの含有量（ＣＰＦＳ）の特定の比を有してよい。この比は数学的に、ＣＰＳＡ／ＣＰＦＳと表してよい。ＣＰＳＡは、複合材料混合物の全重量の重量％として測定した複合材料混合物中の焼結助剤の含有量を表すことができる。ＣＰＦＳは、複合材料混合物の全重量の重量％として測定した複合材料混合物中の遊離シリカの含有量を表すことができる。複合材料混合物は、約１５以下、例えば、約１０以下、約５以下、約１以下、約０．５以下、約０．４以下、約０．３以下、約０．２以下、約０．１以下、またはさらには約０．０５以下の比ＣＰＳＡ／ＣＰＦＳを有してよい。さらに他の場合には、複合材料混合物は、約０．０５超、例えば、約０．１超、約０．２超、約０．３超、約０．４超、約０．５超、約１超、約５超、約１０超、またはさらには約１４超の比ＣＢＳＡ／ＣＢＦＳスペルを有してよい。比ＣＰＳＡ／ＣＰＦＳは、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。比ＣＰＳＡ／ＣＰＦＳは、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいことがさらに理解されよう。
その他の実施形態において、原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して、約２重量％以下、例えば、約１重量％以下、約０．５重量％以下、約０．３重量％以下、約０．２重量％以下、またはさらには約０．１重量％以下の含有量のジルコニア（ＺｒＯ２）を有してよい。その他の実施形態において、原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して、約０．０５重量％超、例えば、約０．１重量％超、約０．２重量％超、約０．５重量％超、約０．７重量％超、またはさらには約１．０重量％超の含有量のＺｒＯ２を含んでよい。原材料粉末の全重量に対する重量％でのＺｒＯ２の含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。原材料粉末の全重量に対する重量％でのＺｒＯ２の含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいとさらに理解されよう。
その他の実施形態において、原材料粉末は、最小限の含有量の金属酸化物、例えば、希土類酸化物、アルカリ土類酸化物、アルカリ酸化物、および本明細書に明示的に開示されていない任意の遷移金属酸化物を有してよい。希土類酸化物としては、ランタノイド系列（すなわち、５７〜７１の間の原子番号を有する元素）の希土類金属を含む任意の酸化物組成物、例えば、酸化ランタン、酸化セリウム、および酸化ユーロピウムを挙げてよい。アルカリ土類酸化物としては、第２族金属（すなわち、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、およびラジウム）を含む任意の酸化物組成物、例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、および酸化バリウムを挙げてよい。アルカリ酸化物としては、第１族金属（すなわち、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、およびフランシウム）を含む任意の酸化物組成物、例えば、酸化リチウム、酸化カリウム、および酸化セシウムを挙げてもよい。最小限の含有量の上述の任意の酸化物、例えば希土類酸化物、アルカリ土類酸化物、アルカリ酸化物、および本明細書に明示的に開示されていない任意の遷移金属酸化物を有する原材料粉末は、原材料粉末の全重量の約１重量％以下、例えば、約０．７重量％以下、約０．５重量％以下、またはさらには約０．２重量％以下の含有量の酸化物を有してよい。
その他の実施形態において、原材料粉末は、従来技術によって形成された従来の材料に存在するであろう特定の化合物を限られた含有量で有してよい。例えば、原材料粉末は、原材料粉末の全重量の約０．５重量％以下、例えば、約０．４重量％以下、約０．３重量％以下、約０．２重量％以下、約０．１重量％以下、約０．０１重量％以下、またはさらには約０．００１重量％以下の含有量のＨ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６、または（ＮＨ４）２ＳｉＦ６を有してよい。さらに他の場合には、原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して、約０．０００１重量％超、例えば、約０．００１重量％超、約０．０１重量％超、約０．１重量％超、約０．２重量％超、またはさらには約０．３重量％超の含有量のＨ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６、または（ＮＨ４）２ＳｉＦ６を有してよい。原材料粉末の全重量に対する重量％での原材料粉末中のＨ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６、または（ＮＨ４）２ＳｉＦ６の含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。原材料粉末の全重量に対する重量％での原材料粉末中のＨ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６、または（ＮＨ４）２ＳｉＦ６の含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいとさらに理解されよう。
その他の実施形態において、原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して、約１重量％以下、約０．９重量％以下、約０．５重量％以下、約０．３重量％以下、またはさらには約０．２重量％以下の含有量のＴｉＯ２を有してよい。その他の実施形態において、原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して、約０．１重量％超、例えば、約０．２重量％超、約０．５重量％超、約０．７重量％超、またはさらには約０．９重量％超の含有量のＴｉＯ２を含んでよい。原材料粉末の全重量に対する重量％でのＴｉＯ２の含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。原材料粉末の全重量に対する重量％でのＴｉＯ２の含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいとさらに理解されよう。
その他の実施形態において、原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して、約１重量％以下、例えば、約０．５重量％以下、約０．３重量％以下、約０．２５重量％以下、またはさらには約０．０５重量％以下の含有量のＮｂ２Ｏ５を有してよい。
その他の実施形態において、原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して、約０．２重量％超、約０．３重量％超、約０．５重量％超、またはさらには約０．８重量％超の合計含有量の酸化物Ｎｂ２Ｏ５およびＴａ２Ｏ５を有してよい。その他の実施形態において、原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して、約２重量％以下、例えば、約１．７重量％以下、約１．５重量％以下、またはさらには約１．０重量％以下の合計含有量の酸化物Ｎｂ２Ｏ５およびＴａ２Ｏ５を有してよい。
その他の実施形態において、原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して、約１重量％以下、例えば、約０．９重量％以下、約０．５重量％以下、約０．３重量％以下、またはさらには約０．２重量％以下の含有量のＰ２Ｏ５を有してよい。その他の実施形態において、原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して、約０．１重量％超、例えば、約０．２重量％超、約０．５重量％超、約０．７重量％超、またはさらには約０．９重量％超の含有量のＰ２Ｏ５を有してよい。原材料粉末の全重量に対する重量％でのＰ２Ｏ５の含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。原材料粉末の全重量に対する重量％でのＰ２Ｏ５の含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいとさらに理解されよう。
その他の実施形態において、原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して、約１重量％以下、例えば、約０．９重量％以下、約０．５重量％以下、約０．３重量％以下、またはさらには約０．２重量％以下の含有量のＶ２Ｏ５を有してよい。
その他の実施形態において、原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して、約０．２重量％以下、約０．１重量％以下、約０．０５重量％以下、約０．０１重量％以下、またはさらには約０．００５重量％以下の含有量のＦｅ２Ｏ３を有してよい。その他の実施形態において、原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して、約０．００２５重量％超、例えば、約０．００５重量％超、約０．０１重量％超、約０．０５重量％超、またはさらには約０．１重量％超の含有量のＦｅ２Ｏ３を有してよい。原材料粉末の全重量に対する重量％でのＦｅ２Ｏ３の含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。原材料粉末の全重量に対する重量％でのＦｅ２Ｏ３の含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいとさらに理解されよう。
その他の実施形態において、原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して、約０．２重量％以下、約０．１重量％以下、約０．０５重量％以下、約０．０１重量％以下、またはさらには約０．００５重量％以下の含有量のＭｎＯを有してよい。その他の実施形態において、原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して、約０．００２５重量％超、例えば、約０．００５重量％超、約０．０１重量％超、約０．０５重量％超、またはさらには約０．１重量％超の含有量のＭｎＯを有してよい。原材料粉末の全重量に対する重量％でのＭｎＯの含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。原材料粉末の全重量に対する重量％でのＭｎＯの含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいとさらに理解されよう。
上述のように形成された構成要素の特定の実施形態は、ジルコン結晶粒を含む本体を含んでよく、本体は外側部分と内部部分とを有している。本体はジルコン結晶粒間に存在する遊離シリカ粒界相を有してよく、遊離シリカ粒界相は略均一に本体中に分布していてよい。この粒界相は遊離シリカを含んでよく、本体は、本体の全重量に対して約２重量％以下の含有量の遊離シリカを含む。
その他の実施形態において、本体は、本体の全重量に対して約１．９重量％以下、例えば、約１．８重量％以下、約１．７重量％以下、約１．６重量％以下、約１．５重量％以下、約１．４重量％以下、約１．３重量％以下、約１．２重量％以下、約１．１重量％以下、約１．０重量％以下、約０．９重量％以下、約０．８重量％以下、約０．７重量％以下、約０．６重量％以下、約０．５重量％以下、約０．４重量％以下、約０．３重量％以下、またはさらには約０．２重量％以下の含有量の遊離シリカを含んでよい。さらに他の場合には、本体は、本体の全重量に対して約０．１重量％超、例えば、約０．２重量％超、約０．３重量％超、約０．４重量％超、約０．５重量％超、約０．６重量％超、約０．７重量％超、約０．８重量％超、約０．９重量％超、約１．０重量％超、約１．１重量％超、約１．２重量％超、約１．３重量％超、約１．４重量％超、約１．５重量％超、約１．６重量％超、約１．７重量％超、約１．８重量％超、またはさらには約１．９重量％超の含有量の遊離シリカを含んでよい。本体の全重量に対する重量％での本体中の遊離シリカの含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。本体の全重量に対する重量％での本体中の遊離シリカの含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。
その他の実施形態において、本体は主にＺｒＳｉＯ４から構成されてよい。本体は、本体の全重量に対して約９５重量％超、例えば、約９６重量％超、約９７重量％超、約９８重量％超、約９９重量％超、またはさらには約９９．５重量％超の含有量のＺｒＳｉＯ４を含んでよい。さらに他の場合には、本体は、本体の全重量に対して、約９９．９重量％以下、例えば、約９９．５重量％以下、約９９重量％以下、約９８重量％以下、約９７重量％以下、約９６重量％以下、または約９５重量％以下の含有量のＺｒＳｉＯ４を含んでよい。本体の全重量に対する重量％での本体中のＺｒＳｉＯ４の含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。本体の全重量に対する重量％での本体中のＺｒＳｉＯ４の含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。
その他の実施形態において、本体は、焼結助剤をさらに含んでよい。焼結助剤は、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｆｅ２Ｏ３、またはこれらの任意の組み合わせであってよい。特定の実施形態では、焼結助剤は本質的にすべてＴａ２Ｏ５であってもよい。本体は、本体の全重量に対して、約０．２重量％超、例えば、約０．３重量％超、約０．４重量％超、約０．５重量％超、約０．６重量％超、約０．７重量％超、約０．８重量％超、約０．９重量％超、約１．０重量％超、約１．１重量％超、約１．２重量％超、約１．３重量％超、またはさらには約１．４重量％超の含有量の焼結助剤を含んでよい。さらに他の場合には、本体は、本体の全重量に対して、約１．５重量％以下、例えば、約１．４重量％以下、約１．３重量％以下、約１．２重量％以下、約１．１重量％以下、約１．０重量％以下、約０．９重量％以下、約０．８重量％以下、約０．７重量％以下、約０．６重量％以下、約０．５重量％以下、約０．４重量％以下、またはさらには約０．３重量％以下の含有量の焼結助剤を含んでよい。本体の全重量に対する重量％での本体中の焼結助剤の含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。本体の全重量に対する重量％での本体中の焼結助剤の含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。
とりわけ、本体は、本体中の焼結助剤の含有量（ＣＢＳＡ）対本体中の遊離シリカの含有量（ＣＢＦＳ）の特定の比を有してよい。この比は数学的に、ＣＢＳＡ／ＣＢＦＳと表してよい。ＣＢＳＡは、複合材料混合物の全重量の重量％として測定した本体中の焼結助剤の含有量を表すことができる。ＣＢＦＳは、本体の全重量の重量％として測定した本体中の遊離シリカの含有量を表すことができる。本体は、約１５以下、例えば、約１０以下、約５以下、約１以下、約０．５以下、約０．４以下、約０．３以下、約０．２以下、約０．１以下、またはさらには約０．０５以下の比ＣＢＳＡ／ＣＢＦＳを有してよい。さらに他の場合には、本体は、約０．０５超、例えば、約０．１超、約０．２超、約０．３超、約０．４超、約０．５超、約１超、約５超、約１０超、またはさらには約１４超の比ＣＢＳＡ／ＣＢＦＳを有してよい。比ＣＢＳＡ／ＣＢＦＳは、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。比ＣＢＳＡ／ＣＢＦＳは、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいことがさらに理解されよう。
本体は、Ａｌ２Ｏ３を実質的に含まなくてよい。本体は、本体の全重量に対して、約０．５重量％以下、例えば、約０．４５重量％以下、約０．４重量％以下、約０．３５重量％以下、約０．３重量％以下、約０．２５重量％以下、約０．２重量％以下、約０．１５重量％以下、約０．１重量％以下、またはさらには約０．０５重量％以下の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでよい。さらに他の場合には、本体は、本体の全重量に対して、０．０１重量％超、例えば、約０．０５重量％超、約０．１重量％超、約０．１５重量％超、約０．２重量％超、約０．２５重量％超、約０．３重量％超、約０．３５重量％超、約０．４重量％超、またはさらには約０．４５重量％超の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでよい。本体の全重量に対する重量％での本体中のＡｌ２Ｏ３の含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。本体の全重量に対する重量％での本体中のＡｌ２Ｏ３の含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。
とりわけ、本体は、本体中のＡｌ２Ｏ３の含有量（ＣＢＡｌ２Ｏ３）対本体中の遊離シリカの含有量（ＣＢＦＳ）の特定の比を有してよい。この比は数学的に、ＣＢＡｌ２Ｏ３／ＣＢＦＳと表してよい。ＣＢＡｌ２Ｏ３は、本体の全重量の重量％として測定した本体中のＡｌ２Ｏ３の含有量を表すことができる。ＣＢＦＳは、本体の全重量の重量％として測定した本体中の遊離シリカの含有量を表すことができる。本体は、約５以下、例えば、約３以下、約１以下、約０．５以下、約０．４以下、約０．３以下、約０．２以下、約０．１以下、約０．０１以下、またはさらには約０．００５以下の比ＣＢＡｌ２Ｏ３／ＣＢＦＳを有してよい。さらに他の場合には、本体は、約０．００２５超、例えば、約０．００５超、約０．０１超、約０．１超、約０．２超、約０．３超、約０．４超、約０．５超、約０．６超、約０．７超、約０．８超、またはさらには約０．９超の比ＣＢＡｌ２Ｏ３／ＣＢＦＳを有してよい。比ＣＢＡｌ２Ｏ３／ＣＢＦＳは、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。比ＣＢＡｌ２Ｏ３／ＣＢＦＳは、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいことがさらに理解されよう。
あるいは、本体は、本体中のＡｌ２Ｏ３の含有量（ＣＢＡｌ２Ｏ３）対本体中のＺｒＳｉＯ４の含有量（ＣＢＺｒＳｉＯ４）の特定の比を有してよい。この比は数学的に、ＣＢＡｌ２Ｏ３／ＣＢＺｒＳｉＯ４と表してよい。ＣＢＡｌ２Ｏ３は、本体の全重量の重量％として測定した本体中のＡｌ２Ｏ３の含有量を表すことができる。ＣＢＺｒＳｉＯ４は、本体の全重量の重量％として測定した本体中のＺｒＳｉＯ４の含有量を表すことができる。本体は、約０．００７以下、例えば、約０．００６以下、約０．００５以下、約０．００４以下、約０．００３以下、約０．００２以下、またはさらには約０．００１以下の比ＣＢＡｌ２Ｏ３／ＣＢＺｒＳｉＯ４を有してよい。さらに他の場合には、原材料粉末は、０．０００５超、例えば、約０．００１超、約０．００２超、約０．００３超、約０．００４超、約０．００５超、またはさらには０．００６超の比ＣＢＡｌ２Ｏ３／ＣＢＺｒＳｉＯ４を有してよい。比ＣＢＡｌ２Ｏ３／ＣＢＺｒＳｉＯ４は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。比ＣＢＡｌ２Ｏ３／ＣＢＺｒＳｉＯ４は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいことがさらに理解されよう。
本体中のジルコン結晶粒は、本体中のジルコン結晶粒の全重量に対して約２．０重量％以下、例えば、約１．９重量％以下、約１．８重量％以下、約１．７重量％以下、約１．６重量％以下、約１．５重量％以下、約１．４重量％以下、約１．３重量％以下、約１．２重量％以下、約１．１重量％以下、約１．０重量％以下、約０．９重量％以下、約０．８重量％以下、約０．７重量％以下、約０．６重量％以下、約０．５重量％以下、約０．４重量％以下、約０．３重量％以下、またはさらには約０．２重量％以下の含有量の遊離シリカを含んでよい。さらに他の場合には、本体中のジルコン結晶粒は、本体中のジルコン結晶粒の全重量に対して約０．１重量％超、例えば、約０．２重量％超、約０．３重量％超、約０．４重量％超、約０．５重量％超、約０．６重量％超、約０．７重量％超、約０．８重量％超、約０．９重量％超、約１．０重量％超、約１．１重量％超、約１．２重量％超、約１．３重量％超、約１．４重量％超、約１．５重量％超、約１．６重量％超、約１．７重量％超、約１．８重量％超、またはさらには約１．９重量％超の含有量の遊離シリカを含んでよい。本体中のジルコン結晶粒の全重量に対する重量％での本体中のジルコン結晶粒中の遊離シリカの含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。本体中のジルコン結晶粒の全重量に対する重量％での本体中のジルコン結晶粒中の遊離シリカの含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。
本体中のジルコン結晶粒はまた、Ａｌ２Ｏ３を実質的に含まなくてよい。本体中のジルコン結晶粒は、本体中のジルコン結晶粒の全重量に対して、約０．５重量％以下、例えば、約０．４５重量％以下、約０．４重量％以下、約０．３５重量％以下、約０．３重量％以下、約０．２５重量％以下、約０．２重量％以下、約０．１５重量％以下、約０．１重量％以下、約０．０５重量％以下、またはさらには約０．０１重量％以下の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでよい。さらに他の場合には、本体中のジルコン結晶粒は、本体中のジルコン結晶粒の全重量に対して、約０．００１重量％超、例えば、約０．０１重量％超、約０．０５重量％超、約０．１重量％超、約０．１５重量％超、約０．２重量％超、約０．２５重量％超、約０．３重量％超、約０．３５重量％超、約０．４重量％超、またはさらには約０．４５重量％超の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでよい。本体中のジルコン結晶粒の全重量に対する重量％での本体中のジルコン結晶粒中のＡｌ２Ｏ３の含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。本体中のジルコン結晶粒の全重量に対する重量％での本体中のジルコン結晶粒中のＡｌ２Ｏ３の含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。
その他の実施形態において、本体は、本体の全重量に対して、約２重量％以下、例えば、約１重量％以下、約０．５重量％以下、約０．３重量％以下、約０．２重量％以下、またはさらには約０．１重量％以下の含有量のジルコニア（ＺｒＯ２）を有してよい。その他の実施形態において、本体は、本体の全重量に対して、約０．０５重量％超、例えば、約０．１重量％超、約０．２重量％超、約０．５重量％超、約０．７重量％超、またはさらには約１．０重量％超の含有量のＺｒＯ２を有してよい。本体の全重量に対する重量％でのＺｒＯ２の含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。本体の全重量に対する重量％でのＺｒＯ２の含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいとさらに理解されよう。
その他の実施形態において、本体は、最小限の含有量の金属酸化物、例えば、希土類酸化物、アルカリ土類酸化物、アルカリ酸化物、および本明細書に明示的に開示されていない任意の遷移金属酸化物を有してよい。希土類酸化物としては、ランタノイド系列（すなわち、５７〜７１の間の原子番号を有する元素）の希土類金属を含む任意の酸化物組成物、例えば、酸化ランタン、酸化セリウム、および酸化ユーロピウムを挙げてよい。アルカリ土類酸化物としては、第２族金属（すなわち、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、およびラジウム）を含む任意の酸化物組成物、例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、および酸化バリウムを挙げてよい。アルカリ酸化物としては、第１族金属（すなわち、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、およびフランシウム）を含む任意の酸化物組成物、例えば、酸化リチウム、酸化カリウム、および酸化セシウムを挙げてもよい。最小限の含有量の上述の任意の酸化物、例えば希土類酸化物、アルカリ土類酸化物、アルカリ酸化物、および本明細書に明示的に開示されていない任意の遷移金属酸化物を有する本体は、本体の全重量の約１重量％以下、例えば、約０．７重量％以下、約０．５重量％以下、またはさらには約０．２重量％以下の含有量の酸化物を有してよい。
その他の実施形態において、本体は、従来技術によって形成された従来の材料に存在するであろう特定の化合物を限られた含有量で有してよい。例えば、本体は、本体の全重量の約０．５重量％以下、例えば、約０．４重量％以下、約０．３重量％以下、約０．２重量％以下、約０．１重量％以下、約０．０１重量％以下、またはさらには約０．００１重量％以下の含有量のＨ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６、または（ＮＨ４）２ＳｉＦ６を有してよい。さらに他の場合には、本体は、本体の全重量に対して、約０．０００１重量％超、例えば、約０．００１重量％超、約０．０１重量％超、約０．１重量％超、約０．２重量％超、またはさらには約０．３重量％超の含有量のＨ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６、または（ＮＨ４）２ＳｉＦ６を含んでよい。本体の全重量に対する重量％での本体中のＨ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６、または（ＮＨ４）２ＳｉＦ６の含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。本体の全重量に対する重量％での本体中のＨ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６、または（ＮＨ４）２ＳｉＦ６の含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいとさらに理解されよう。
その他の実施形態において、本体は、本体の全重量に対して、約１重量％以下、例えば、約０．９重量％以下、約０．５重量％以下、約０．３重量％以下、またはさらには約０．２重量％以下の含有量のＴｉＯ２を有してよい。その他の実施形態において、本体は、本体の全重量に対して、約０．１重量％超、例えば、約０．２重量％超、約０．５重量％超、約０．７重量％超、またはさらには約０．９重量％超の含有量のＴｉＯ２を有してよい。本体の全重量に対する重量％でのＴｉＯ２の含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。本体の全重量に対する重量％でのＴｉＯ２の含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいとさらに理解されよう。
その他の実施形態において、本体は、本体の全重量に対して、約１重量％以下、例えば、約０．５重量％以下、約０．３重量％以下、約０．２５重量％以下、またはさらには約０．０５重量％以下の含有量のＮｂ２Ｏ５を有してよい。
その他の実施形態において、本体は、本体の全重量に対して、約０．２重量％超、約０．３重量％超、約０．５重量％超、またはさらには約０．８重量％超の合計含有量の酸化物Ｎｂ２Ｏ５およびＴａ２Ｏ５を有してよい。その他の実施形態において、本体は、本体の全重量に対して、約２重量％以下、例えば、約１．７重量％以下、約１．５重量％以下、またはさらには約１．０重量％以下の合計含有量の酸化物Ｎｂ２Ｏ５およびＴａ２Ｏ５を有してよい。
その他の実施形態において、本体は、本体の全重量に対して、約１重量％以下、例えば、約０．９重量％以下、約０．５重量％以下、約０．３重量％以下、またはさらには約０．２重量％以下の含有量のＰ２Ｏ５を有してよい。その他の実施形態において、本体は、本体の全重量に対して、約０．１重量％超、例えば、約０．２重量％超、約０．５重量％超、約０．７重量％超、またはさらには約０．９重量％超の含有量のＰ２Ｏ５を有してよい。本体の全重量に対する重量％でのＰ２Ｏ５の含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。本体の全重量に対する重量％でのＰ２Ｏ５の含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいとさらに理解されよう。
その他の実施形態において、本体は、本体の全重量に対して、約１重量％以下、例えば、約０．９重量％以下、約０．５重量％以下、約０．３重量％以下、またはさらには約０．２重量％以下の含有量のＶ２Ｏ５を有してよい。
その他の実施形態において、本体は、本体の全重量に対して、約０．２重量％以下、約０．１重量％以下、約０．０５重量％以下、約０．０１重量％以下、またはさらには約０．００５重量％以下の含有量のＦｅ２Ｏ３を有してよい。その他の実施形態において、本体は、本体の全重量に対して、約０．００２５重量％超、例えば、約０．００５重量％超、約０．０１重量％超、約０．０５重量％超、またはさらには約０．１重量％超の含有量のＦｅ２Ｏ３を有してよい。本体の全重量に対する重量％でのＦｅ２Ｏ３の含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。本体の全重量に対する重量％でのＦｅ２Ｏ３の含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいとさらに理解されよう。
その他の実施形態において、本体は、本体の全重量に対して、約０．２重量％以下、約０．１重量％以下、約０．０５重量％以下、約０．０１重量％以下、またはさらには約０．００５重量％以下の含有量のＭｎＯを有してよい。その他の実施形態において、本体は、本体の全重量に対して、約０．００２５重量％超、例えば、約０．００５重量％超、約０．０１重量％超、約０．０５重量％超、またはさらには約０．１重量％超の含有量のＭｎＯを有してよい。本体の全重量に対する重量％でのＭｎＯの含有量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいと理解されよう。本体の全重量に対する重量％でのＭｎＯの含有量は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいとさらに理解されよう。
その他の実施形態において、本体中のジルコン結晶粒は、約１５μｍ以下、例えば、約１４μｍ以下、約１２μｍ以下、約１０μｍ以下、約９μｍ以下、約８μｍ以下、約７μｍ以下、約６μｍ以下、約５μｍ以下、約４μｍ以下、約３μｍ以下、またはさらには約２μｍ以下の中央粒径（Ｄ５０）を有してよい。さらに、本体中のジルコン結晶粒は、約１μｍ超、例えば、約２μｍ超、約３μｍ超、約４μｍ超、約５μｍ超、約６μｍ超、約７μｍ超、約８μｍ超、約９μｍ超、約１０μｍ超、約１２μｍ超、またはさらには約１４μｍ超の中央（Ｄ５０）粒径を有してよい。本体中のジルコン結晶粒は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値の中央粒径（Ｄ５０）を有してよいことが理解されよう。本体中のジルコン結晶粒は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値の中央粒径を有してよいことがさらに理解されよう。
その他の実施形態において、本体中のジルコン結晶粒の粒径分布は、本体中のジルコン結晶粒が、約４０μｍ以下、例えば、約３０μｍ以下、約２０μｍ以下、約１５μｍ以下、またはさらには約１０μｍ以下のＤ９０粒径を有することができるように制御されてよい。さらに他の場合には、本体中のジルコン結晶粒は、約５μｍ超、例えば、約１０μｍ超、約１５μｍ超、約２０μｍ超、またはさらには約３０μｍ超のＤ９０粒径を有してよい。本体中のジルコン結晶粒は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値のＤ９０粒径を有してよいことが理解されよう。本体中のジルコン結晶粒は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値のＤ９０粒径を有してよいことがさらに理解されよう。本体中のジルコン結晶粒は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値のＤ９０粒径を有してよいことがさらに理解されよう。
その他の実施形態において、本体中のジルコン結晶粒の粒径分布は、本体中のジルコン結晶粒が約０．２μｍ超、例えば、約０．５μｍ超、約０．８μｍ超、またはさらには約１．０μｍ超のＤ１０粒径を有することができるように制御されてよい。さらに他の場合には、本体中のジルコン結晶粒は、約１．１μｍ以下、例えば、約１．０μｍ以下、約０．８μｍ以下、またはさらには約０．５μｍ以下のＤ１０粒径を有してよい。本体中のジルコン結晶粒は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値のＤ１０粒径を有してよいことが理解されよう。本体中のジルコン結晶粒は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値のＤ１０粒径を有してよいことがさらに理解されよう。
上述のように形成された構成要素の別の実施形態は、ジルコン結晶粒を含む本体を含んでよく、本体は外側部分と内部部分とを有している。外側部分と内側部分とが交わる部分は、本体の外側表面から深さ５０００μｍのところで測定できる。本体は、ジルコン結晶粒間に存在する遊離シリカ粒界相を有し得る。遊離シリカ粒界相は遊離シリカを含んでよく、本体は、本体の全重量に対して約２重量％以下の含有量の遊離シリカを含む。また、本体の外側部分は体積百分率で測定した見かけの気孔率（Ｐｏｐ）を有してよく、本体の内部部分は体積百分率で測定した見かけの気孔率（Ｐｉｐ）を有してよい。
見かけの気孔率はＡＳＴＭ Ｃ２０を使用して測定できる。特定の実施形態では、ＰｏｐおよびＰｉｐは略同等であってよい。例えば、ＰｏｐおよびＰｉｐは、約２５％以下、例えば、約２０％以下、約１５％以下、約１０％以下、約５％以下、約４％以下、約３％以下、または約２％以下の体積の差を有してよい。その他の実施形態において、ＰｏｐおよびＰｉｐは、約１％超、例えば、約２％超、約３％超、約４％超、約５％超、または約９％超の体積の差を有してよい。ＰｏｐとＰｉｐの見かけの気孔率の差は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。ＰｏｐとＰｉｐの見かけの気孔率の差は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいことがさらに理解されよう。
とりわけ、本体は、本体の外側部分の見かけの気孔率（Ｐｏｐ）対本体の内側部分の見かけの気孔率（Ｐｉｐ）の特定の比を有してよい。この比は数学的に、Ｐｏｐ／Ｐｉｐと表してよい。Ｐｏｐは体積百分率で測定した本体の外側部分の見かけの気孔率を表すことができる。Ｐｉｐは体積百分率で測定した本体の内部部分の見かけの気孔率を表すことができる。特定の実施形態では、本体は、約１．９以下、例えば、約１．８以下、約１．７以下、約１．６以下、約１．５以下、約１．４以下、約１．３以下、約１．２以下、またはさらには約１．１以下の見かけの気孔率比Ｐｏｐ／Ｐｉｐを含んでよい。その他の実施形態において、本体は約１の見かけの気孔率比Ｐｏｐ／Ｐｉｐを含んでよい。さらにその他の実施形態において、本体は、約０．８超、例えば、約０．８５超、約０．９超、またはさらには約０．９５超の見かけの気孔率比Ｐｏｐ／Ｐｉｐを含んでよい。気孔率比Ｐｏｐ／Ｐｉｐは、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。気孔率比Ｐｏｐ／Ｐｉｐは、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいことがさらに理解されよう。
上述のように形成された構成要素の別の特定の実施形態は、特定量の開放気孔率（ＯＰ）を有する本体を含んでよい。開放気孔率は、開いており構成要素の本体の表面から連続的に評価可能な任意の気孔率として定義され得る。開放気孔率はＡＳＴＭ Ｄ４４０４を使用して測定できる。特定の実施形態では、本体は、本体の全体積に対して、約１０体積％以下、例えば、約９体積％以下、約８体積％以下、約７体積％以下、約６体積％以下、約５体積％以下、約４体積％以下、約３体積％以下、約２体積％以下、約１体積％以下、約０．５体積％以下、またはさらには約０．１体積％以下の開放気孔率を含んでよい。別の実施形態によれば、本体は、本体の全体積に対して少なくとも約０．００１体積％、例えば、本体の全体積に対して少なくとも約０．０１体積％、少なくとも約０．１体積％、少なくとも約０．５体積％、少なくとも約１体積％、少なくとも約２体積％、少なくとも約３体積％、少なくとも約４体積％，少なくとも約５体積％、少なくとも約６体積％、少なくとも約７体積％、またはさらには少なくとも約８体積％の開放気孔率を含んでよい。本体は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値の開放気孔率の量を含んでよいことが理解されよう。本体は、上述した任意の最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の開放気孔率を含んでよいことがさらに理解されよう。
上述のように形成された構成要素の別の実施形態は、ジルコン結晶粒を含む本体を含んでよく、本体は外側部分と内部部分とを有している。本体は、ジルコン結晶粒間に存在する遊離シリカ粒界相を有し得る。遊離シリカ粒界相は遊離シリカを含んでよく、本体は、本体の全重量に対して約２重量％以下の含有量の遊離シリカを含む。さらに、本体は、１）約１．５５ＭＰａ．ｍ−０．５超の破壊靭性（Ｋ１ｃ)、２）約６０ＭＰａ超の破壊係数（ＭｏＲ）、３）約４．０ｇ／ｃｍ３超の密度、４）約１７５ＧＰａ超の弾性率（ＭｏＥ）、５）約６．０ＧＰＡ超のビッカース硬度、および６）これらの任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの特性を有してよい。
Ｋ１ｃはＡＳＴＭ Ｅ３８４−８９にしたがって押し込みにより決定することができる。その他の実施形態において、本体は、約１．６ＭＰａ．ｍ−０．５超、例えば、約１．７ＭＰａ．ｍ−０．５超、約１．８ＭＰａ．ｍ−０．５超、約１．９ＭＰａ．ｍ−０．５超、約２．０ＭＰａ．ｍ−０．５超、約２．１ＭＰａ．ｍ−０．５超、約２．２ＭＰａ．ｍ−０．５超、約２．３ＭＰａ．ｍ−０．５超、約２．４ＭＰａ．ｍ−０．５超、約２．５ＭＰａ．ｍ−０．５超、約２．６ＭＰａ．ｍ−０．５超、約２．７ＭＰａ．ｍ−０．５超、約２．８ＭＰａ．ｍ−０．５超、約２．９ＭＰａ．ｍ−０．５超、約３．０ＭＰａ．ｍ−０．５超、約３．１ＭＰａ．ｍ−０．５超、約３．２ＭＰａ．ｍ−０．５超、約３．３ＭＰａ．ｍ−０．５超、約３．４ＭＰａ．ｍ−０．５超、約３．５ＭＰａ．ｍ−０．５超、約３．６ＭＰａ．ｍ−０．５超、約３．７ＭＰａ．ｍ−０．５超、約３．８ＭＰａ．ｍ−０．５超、またはさらには約３．９ＭＰａ．ｍ−０．５超のＫ１ｃを有してよい。さらに他の場合には、本体は、約４．０ＭＰａ．ｍ−０．５以下、例えば、約３．５ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約３．４ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約３．３ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約３．２ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約３．１ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約３．０ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約２．９ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約２．８ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約２．７ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約２．６ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約２．５ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約２．４ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約２．３ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約２．２ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約２．１ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約２．０ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約１．９ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約１．８ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約１．７ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約１．６ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約１．５ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約１．４ＭＰａ．ｍ−０．５以下、またはさらには約１．３ＭＰａ．ｍ−０．５以下のＫ１ｃを有してよい。Ｋ１ｃは、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。Ｋ１ｃは、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいことがさらに理解されよう。
ＭｏＲは、ＡＳＴＭ Ｃ１３３にしたがって室温で４点曲げ屈曲試験を使用して決定できる。一実施形態において、本体は、約７０ＭＰａ超、例えば、約８０ＭＰａ超、約９０ＭＰａ超、約１００ＭＰａ超、約１１０ＭＰａ超、約１２０ＭＰａ超、約１３０ＭＰａ超、約１４０ＭＰａ超、約１５０ＭＰａ超、約１６０ＭＰａ超、約１７０ＭＰａ超、約１８０ＭＰａ超、約１９０ＭＰａ超、約２００ＭＰａ超、またはさらには約２１０ＭＰａ超のＭｏＲを有してよい。さらに他の場合には、本体は、約２２０ＭＰａ以下、例えば、約２１０ＭＰａ以下、約２００ＭＰａ以下、約１９０ＭＰａ以下、約１８０ＭＰａ以下、約１７０ＭＰａ以下、約１６０ＭＰａ以下、約１５０ＭＰａ以下、約１４０ＭＰａ以下、約１３０ＭＰａ以下、約１２０ＭＰａ以下、約１１０ＭＰａ以下、約１００ＭＰａ以下、約９０ＭＰａ以下、約８０ＭＰａ以下、またはさらには約７０ＭＰａ以下のＭｏＲを有してよい。ＭｏＲは、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。ＭｏＲは、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいことがさらに理解されよう。
密度（Ｄ）は、ＡＳＴＭ Ｃ２０にしたがって見かけ比重を用いて決定できる。一実施形態では、構成要素の本体は、約４．０ｇ／ｃｍ３超、例えば、約４．１ｇ／ｃｍ３超、約４．２ｇ／ｃｍ３超、約４．３ｇ／ｃｍ３超、またはさらには約４．４ｇ／ｃｍ３超の密度を有してよい。さらに他の場合には、構成要素の本体は、約４．５ｇ／ｃｍ３以下、例えば、約４．４ｇ／ｃｍ３以下、約４．３ｇ／ｃｍ３以下、約４．２ｇ／ｃｍ３以下、または約４．１ｇ／ｃｍ３以下の密度を有してよい。密度は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。密度は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいことがさらに理解されよう。
ＭｏＥは、ＡＳＴＭ Ｃ１２５９にしたがってｅ−ｍｏｄ音響周波数測定を用いて決定できる。一実施形態では、本体は、室温で４点試験を用いて測定した際に約１８０ＧＰａ超、例えば、約１８５ＧＰａ超、約１９０ＧＰａ超、約１９５ＧＰａ、またはさらには約２００ＧＰａ超のＭｏＥを有してよい。さらに他の場合には、本体は、約２１０ＧＰａ以下、例えば、約２００ＧＰａ以下、約１９５ＧＰａ以下、約１９０ＧＰａ以下、またはさらには約１８５ＧＰａ以下のＭｏＥを有してよい。ＭｏＥは、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。ＭｏＥは、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいことがさらに理解されよう。
ビッカース硬度は、ＡＳＴＭ Ｅ３８４にしたがって決定してよい。一実施形態において、構成要素の本体は、約６．１ＧＰａ超、例えば、約６．２ＧＰａ超、約６．３ＧＰａ超、約６．４ＧＰａ超、約６．５ＧＰａ超、約６．６ＧＰａ超、約６．７ＧＰａ超、約６．８ＧＰａ超、約６．９ＧＰａ超、約７．０ＧＰａ超、約７．１ＧＰａ超、約７．２ＧＰａ超、約７．３ＧＰａ超、約７．４ＧＰａ超、約７．５ＧＰａ超、約７．６ＧＰａ超、約７．７ＧＰａ超、約７．８ＧＰａ超、またはさらには約７．９ＧＰａ超のビッカース硬度を有してよい。本体はまた、約８．０ＧＰａ以下、例えば、約８．０ＧＰａ以下、約７．９ＧＰａ以下、約７．８ＧＰａ以下、約７．７ＧＰａ以下、約７．６ＧＰａ以下、約７．５ＧＰａ以下、約７．４ＧＰａ以下、約７．３ＧＰａ以下、約７．２ＧＰａ以下、約７．１ＧＰａ以下、約７．０ＧＰａ以下、約６．９ＧＰａ以下、約６．８ＧＰａ以下、約６．７ＧＰａ以下、約６．６ＧＰａ以下、約６．５ＧＰａ以下、約６．４ＧＰａ以下、約６．３ＧＰａ以下、約６．２ＧＰａ以下、またはさらには約６．１ＧＰａ以下のビッカース硬度を有してよい。ビッカース硬度は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。ビッカース硬度は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいことがさらに理解されよう。
クリープ速度は、等温クリープ試験を用いて測定できる。等温クリープ試験において、外側支持体間の距離Ｌが８０ｍｍであってよく、内側支持体間の距離ｌが４０ｍｍであってよい４点曲げ試験構成を用いてよい。高さ８ｍｍ、幅９ｍｍおよび長さ１００ｍｍの試料棒をこれらの支持体に置き、２ＭＰａの応力を試料棒の中心に印加してよい。温度は１２７５℃または１３００℃で一定に維持されてよい。５０時間に渡る試料棒のたわみの変化（ｍｍ）を記録し、棒の歪み変形をさらに、Ｈｏｌｌｅｎｂｅｒｇ式を用いて計算できる。すると、ｐｐｍ／時で与えられるクリープ速度の平均変形（Ｖｄ）を計算できる。クリープ速度の平均値および中央値を統計学的に関連するサンプルサイズから導くことができる。
一実施形態において、本体は、５０時間に渡って１２７５℃で測定した際に、約５０．０ｐｐｍ／時以下、例えば、約４０ｐｐｍ／時以下、約３０ｐｐｍ／時以下、約２０ｐｐｍ／時以下、約１０ｐｐｍ／時以下、約５ｐｐｍ／時以下、約３．０ｐｐｍ／時以下、約１．５ｐｐｍ／時以下、約１．０ｐｐｍ／時以下、約０．５ｐｐｍ／時以下、またはさらには約０．２５ｐｐｍ／時以下のクリープ速度を有してよい。さらに他の場合には、本体は、５０時間に渡って１２７５℃で測定した際に、約０．１５ｐｐｍ／時超、例えば、約０．２５ｐｐｍ／時超、約０．５ｐｐｍ／時超、約１．０ｐｐｍ／時超、約１．５ｐｐｍ／時超、約３ｐｐｍ／時超、約５ｐｐｍ／時超、約１０ｐｐｍ／時超、約２０ｐｐｍ／時超、約３０．０ｐｐｍ／時超、またはさらには約４０ｐｐｍ／時超のクリープ速度を有してよい。１２７５℃でのクリープ速度は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。１２７５℃でのクリープ速度は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。上述の値は、統計学的に関連するサンプルサイズから導いたクリープ速度の平均値または中央値を表すことができる。
一実施形態において、本体は、５０時間に渡って１３００℃で測定した際に、約５０．０ｐｐｍ／時以下、例えば、約４０ｐｐｍ／時以下、約３０ｐｐｍ／時以下、約２０ｐｐｍ／時以下、約１０ｐｐｍ／時以下、約５ｐｐｍ／時以下、約３．０ｐｐｍ／時以下、約１．５ｐｐｍ／時以下、約１．０ｐｐｍ／時以下、約０．５ｐｐｍ／時以下、またはさらには約０．２５ｐｐｍ／時以下のクリープ速度を有してよい。さらに他の場合には、本体は、５０時間に渡って１３００℃で測定した際に、約０．１５ｐｐｍ／時超、例えば、約０．２５ｐｐｍ／時超、約０．５ｐｐｍ／時超、約１．０ｐｐｍ／時超、約１．５ｐｐｍ／時超、約３ｐｐｍ／時超、約５ｐｐｍ／時超、約１０ｐｐｍ／時超、約２０ｐｐｍ／時超、約３０．０ｐｐｍ／時超、またはさらには約４０ｐｐｍ／時超のクリープ速度を有してよい。１３００℃でのクリープ速度は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。１３００℃でのクリープ速度は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。
るつぼブリスタリングは、るつぼブリスタリング試験を用いて決定できる。るつぼブリスタリング試験において、サンプルブロックからるつぼをコアドリルする。るつぼは、高さ４０ｍｍおよび直径５０ｍｍを有してよく、るつぼのの真ん中には高さ３０ｍｍおよび直径３０ｍｍの穴を有する。準備されると、るつぼは超音波浴内でＤＩ水を使用して洗浄されてよく、機械加工での残留物が一切除去され、その後乾燥される。乾燥された後、るつぼにガラス破片２０ｇを充填し、その後試験温度まで加熱して、長時間（７２時間または１２０時間または３６０時間）含浸させてよい。含浸完了後、るつぼを室温まで冷却する。次に、るつぼを垂直に切断して、ガラスを露出させ、ブリスタリング強度を観察する。ある試験では、材料を１２００℃、３６０時間でＬＣＤガラスＡで試験してよい。別の試験では、材料を１２５０℃、７２時間でＬＣＤガラスＡで試験してよい。別の試験では、材料を１２５０℃、３６０時間でＬＴＰＳガラスＢを用いて試験してよい。
あるいは、ブリスタリングはプラーク（ｐｌａｑｕｅ）ブリスタリング試験を使用して試験してよい。プラークブリスタリング試験では、試験する材料の５×１５×１５ｍｍのプラークを切り取った後、研磨してよい（３０ミクロングリット）。プラークは超音波浴内でＤＩ水を使用して洗浄されてよく、機械加工での残留物が一切除去され、乾燥される。プラークを、９９．９％Ａｌ２Ｏ３結合るつぼ（直径２５ｍｍ、高さ４０ｍｍ、壁厚さ２ｍｍ）内の、ガラス合計約２０ｇで形成されたガラスの水平層２枚の間に置いてよい。その後、プラークを試験温度まで加熱し、長時間試験温度で維持してよい。含浸完了後、プラークを冷却し、ガラスを露出させるように切断してよい。次に、プラークを垂直に切断してガラスを露出させ、ブリスタリング強度を観察する。ある場合においては、試験は１２５０℃、１２０時間でＬＣＤガラスＡを用いて行ってよい。
とりわけ、本明細書に記載される実施形態にしたがって形成されるジルコンを含む構成要素におけるブリスタリング（すなわち、るつぼブリスタリングまたはプラークブリスタリング）は、従来の方法にしたがって形成される従来のジルコン系材料と比較して少ないことが明らかになった。
上述のように形成される構成要素の別の特定の実施形態は、特定の開放気孔率／密度ゼロ点（ＰＤＺＰ）を含み得る本体を含んでよい。図３は、本明細書の実施形態にしたがって形成された構成要素および従来のプロセスにしたがって形成された構成要素に対応するデータ点を比較した開放気孔率対密度の散布図である。データ点３０１は、本明細書における実施形態の構成要素の開放気孔率および密度の値に対応し、このような値を用いて、各構成要素の開放気孔率／密度比値（ＯＰ／Ｄ）を導く。データ点３０２および３０３は、従来のプロセスにしたがって形成された複数の実施例の構成要素の開放気孔率および密度の値に対応し、これらを用いて、これら実施例の構成要素の開放気孔率／密度比値を導く。ＰＤＺＰは、データ点３０１の線形回帰から外挿される値であり、任意の所与の構成要素に対して式ＰＤＺＰ＝ＯＰ＋３５．８４４＊Ｄに基づいて計算できる。式中、Ｄは構成要素の本体の密度であり、ＯＰは構成要素の本体の開放気孔率である。
一実施形態によると、構成要素は少なくとも約１５４、例えば、少なくとも約１５５、少なくとも約１５６、少なくとも約１５７、またはさらには少なくとも約１５８のＰＤＺＰを含み得る本体を含んでよい。別の実施形態によれば、構成要素は約１５９以下、例えば、約１５８以下、約１５７以下、約１５６以下、約１５５以下、またはさらには約１５５以下のＰＤＺＰを含み得る本体を含んでよい。ＰＤＺＰは、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。ＰＤＺＰは、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいことがさらに理解されよう。
特定の場合には、本明細書における構成要素の本体は、所定の密度値に対する特定の開放気孔率を有してよい。例えば、特定の場合には、約４．１ｇ／ｃｃ（±０．５ｇ／ｃｃ）の密度を有する本体の場合、開放気孔率は、約５．５体積％〜約１２体積％の間の範囲内であってよい。さらに、約４．１５ｇ／ｃｃ（±０．５ｇ／ｃｃ）以下の密度を有する本体の場合、開放気孔率は、約５．５体積％〜約９体積％の間の範囲内であってよい。その他の場合においては、約４．２ｇ／ｃｃ（±０．５ｇ／ｃｃ）以下の密度を有する本体の場合、開放気孔率は、約４．５体積％〜約９体積％の間の範囲内であってよい。その他の場合においては、約４．２５ｇ／ｃｃ（±０．５ｇ／ｃｃ）以下の密度を有する本体の場合、開放気孔率は、約３体積％〜約９体積％の間の範囲内であってよい。
上述のように形成された構成要素の別の実施形態は、ジルコン結晶粒を含む本体を含んでよく、本体は外側部分と内部部分とを有している。本体は、ジルコン結晶粒間に存在する遊離シリカ粒界相を有し得る。遊離シリカ粒界相は遊離シリカを含んでよく、本体は、本体の全重量に対して約２重量％以下の含有量の遊離シリカを含む。また、本体は約１００μｍ／日以下の動的腐食速度を有してよい。
動的腐食速度は、１５５０℃、０．０４ＲＰＭの回転速度で７２〜９０時間、無アルカリホウケイ酸塩試験ガラスで試験できる。動的腐食速度は、ブロックからコアサンプルをドリルして２０ｍｍＯＤ×１００ｍｍ長のフィンガを形成して試験してよい。その後、これらのサンプル（試験毎に最大６つ）をセラミック製サンプルホルダに取り付け、直径８００ｍｍの円の周りに均等に振り分ける。試験中、サンプルを、試験ガラスが充填されたプラチナるつぼに部分的に浸す。試験後、サンプルをガラスから取り除き、その後冷却する。試験後のサンプルの残存体積を用いて、サンプルの直径に沿った腐食速度を計算できる。
一実施形態において、本体は、約９０μｍ／日以下、例えば、約８０μｍ／日以下、約７０μｍ／日以下、またはさらには約６０μｍ／日以下の動的腐食速度を有してよい。さらに他の場合には、本体は、約５０μｍ／日超、例えば、約６０μｍ／日超、約７０μｍ／日超、約８０μｍ／日超、またはさらには約９０μｍ／日超の動的腐食を有してよい。本体は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値の動的腐食を有してよいことが理解されよう。本体は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値の動的腐食を有してよいことが理解されよう。
上述のように形成された構成要素の別の実施形態は、ジルコン結晶粒を含む本体を含んでよく、本体は外側部分と内部部分とを有している。外側部分と内側部分の交わる部分は、本体の外側表面から深さ５０００μｍのところで測定できる。本体は、ジルコン結晶粒間に存在する遊離シリカ粒界相を有し得る。遊離シリカ粒界相は遊離シリカを含んでよく、本体は、本体の全重量に対して約２重量％以下の含有量の遊離シリカを含む。また、本体の外側部分における遊離シリカ粒界相の相互連結性は約１０％超であってよい。
その他の実施形態において、本体の外側部分における遊離シリカ粒界相の相互連結性は、約１５％超、例えば、約２０％超、約２５％超、約３０％超、約３５％超、約４０％超、約４５％超、約５０％超、約５５％超、約６０％超、約６５％超、約７０％超、約７５％超、約８０％超、約８５％超、約９０％超、またはさらには約９５％超であってよい。さらに他の場合には、本体の外側部分における遊離シリカ粒界相の相互連結性は、約１００％以下、例えば、約９５％以下、約９０％以下、約８５％以下、約８０％以下、約７５％以下、約７０％以下、約６５％以下、約６０％以下、約５５％以下、約５０％以下、約４５％以下、約４０％以下、約３５％以下、約３０％以下、約２５％以下、約２０％以下、またはさらには約１５％以下であってよい。本体の外側部分における遊離シリカ粒界相の相互連結性は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。本体の外側部分における遊離シリカ粒界相の相互連結性は、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。
とりわけ、本体は、本体の外側部分における遊離シリカ粒界相の相互連結性（ＩＣｏｐ）と本体の内部部分における遊離シリカ粒界相の相互連結性（ＩＣｉｐ）の特定の比を有してよい。この比は数学的に、ＩＣｏｐ／ＩＣｉｐと表してよい。ＩＣｏｐは、本体の外側部分における遊離シリカ粒界相の相互連結性を表すことができる。ＩＣｉｐは、本体の内部部分における遊離シリカ粒界相の相互連結性を表すことができる。特定の実施形態では、本体は、約０．８超、例えば、約０．８５超、約０．９超、約０．９５超、またはさらには約０．９９超の相互連結性比ＩＣｏｐ／ＩＣｉｐを含んでよい。その他の実施形態において、本体は、約１の相互連結性比ＩＣｏｐ／ＩＣｉｐを含んでよい。さらにその他の実施形態において、本体は、約１．２以下、例えば、１．１５以下、約１．１以下、約１．１以下、または約１．０５以下の相互連結性比ＩＣｏｐ／ＩＣｉｐを含んでよい。相互連結性比ＩＣｏｐ／ＩＣｉｐは、上述した任意の最小値から最大値の範囲内の任意の値であってよいことが理解されよう。相互連結性比ＩＣｏｐ／ＩＣｉｐは、上述した最小値から最大値の間の任意の数値間の範囲内の任意の値であってよいことがさらに理解されよう。
図４は、本明細書に記載される実施形態にしたがって形成されるジルコン構成要素の微細構造の画像を示す。図５は、ジルコン構成要素の外側部分をＨＦ溶液で処理することを含む従来の方法にしたがって形成されるジルコン構成要素の微細構造を示す。図４および５では、ジルコン結晶粒は灰色、遊離シリカは薄い灰色、サンプルの表面の見かけの気孔率は黒色で表される。とりわけ、図５に示される従来の方法にしたがって形成されるジルコン構成要素の微細構造の画像では、図４に示される本明細書に記載される実施形態にしたがって形成されるジルコン構成要素の微細構造よりも遊離シリカ（薄い灰色）の量が著しく少ない。さらに、図５に示される従来の方法にしたがって形成されるジルコン構成要素の微細構造の画像では、図４に示される本明細書に記載される実施形態にしたがって形成されるジルコン構成要素の微細構造よりも見かけの気孔率（黒色）の量が著しく多い。
図６は、フッ化水素（ＨＦ）で処理されたジルコンを含む従来の構成要素の一部の画像を示す。とりわけ、図５は、遊離シリカが従来の構成要素の本体全体中に略均一に分布しておらず、特に、本体の内部における遊離シリカの含有量が外側部分における遊離シリカの含有量よりも顕著に多いことを示す。
特定の実施例を参照すると、複数の組成物が調製され試験される。これらの実施例は本明細書に記載される実施形態にしたがって形成されている。
表１は、実施例１〜９の組成物および測定した物理的特性についてまとめている。実施例１〜９は本明細書に記載される実施形態にしたがって形成されるジルコン構成要素の実施例である。
表１−本明細書に記載される実施形態にしたがって形成された実施例のジルコン材料
実施例１〜９はジルコンおよび他の構成成分を含む未処理原材料から形成された。未処理原材料はまず、より微細な粒径となるように粉砕され、焼結助剤（Ｔａ２Ｏ５またはＴｉＯ２）と、特定の場合には、その他の添加剤（Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２（石英）、Ｆｅ２Ｏ３等）と混ぜ合わせられ、バッチを形成する。
実施例１で使用する未処理原材料は乾式ボールミル内でジルコン媒体を用いて粉砕された。粉砕プロセスにより、媒体（すなわち、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３）による汚染によって粉末に不純物が加わった。
実施例２〜９で使用される原材料は湿式ボールミル内で高純度ジルコニア媒体を用いて粉砕された。スラリー中の固形分の重量％は、スラリーの全重量に対して約６０重量％で維持した。粉砕プロセス前に焼結助剤（ＴｉＯ２またはＴａ２Ｏ５）およびその他の添加剤を添加した。
実施例１では、バッチはバッチの全重量に対して約９９重量％の粉砕済み材料Aと、バッチの全重量に対して１重量％のＴａ２Ｏ５を含んでいた。粉砕済み材料Ａを中央（Ｄ５０）粒径が３．８μｍになるように粉砕した。粉砕済み材料Ａは、粉砕済み材料Ａの全重量に対して０．２４重量％の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでいた。粉砕済み材料Ａは、粉砕済み材料Ａの全重量に対して０．５１重量％の含有量の遊離シリカをさらに含んでいた。バッチの全含有量を合計すると１００％になった。
実施例２では、バッチはバッチの全重量に対して約９９重量％の粉砕済み材料Ｂと、バッチの全重量に対して１重量％のＴａ２Ｏ５を含んでいた。粉砕済み材料Ｂを中央（Ｄ５０）粒径が４．８μｍになるように粉砕した。粉砕済み材料Ｂは、粉砕済み材料Ｂの全重量に対して０．１０重量％の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでいた。粉砕済み材料Ｂは、粉砕済み材料Ｂの全重量に対して０．４７重量％の含有量の遊離シリカをさらに含んでいた。バッチの全含有量を合計すると１００％になった。
実施例３では、バッチはバッチの全重量に対して約９９重量％の粉砕済み材料Ｇと、バッチの全重量に対して１重量％のＴａ２Ｏ５を含んでいた。粉砕済み材料Ｇを中央（Ｄ５０）粒径が４．５μｍになるように粉砕した。粉砕済み材料Ｇは、粉砕済み材料Ｇの全重量に対して０．１１重量％の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでいた。粉砕済み材料Ｇは、粉砕済み材料Ｇの全重量に対して０．４５重量％の含有量の遊離シリカをさらに含んでいた。バッチの全含有量を合計すると１００％になった。
実施例４では、バッチはバッチの全重量に対して約９８．７５重量％の粉砕済み材料Ｂと、バッチの全重量に対して１重量％のＴａ２Ｏ５と、バッチの全重量に対して０．２５重量％のＡｌ２Ｏ３を含んでいた。粉砕済み材料Ｂを中央（Ｄ５０）粒径が４．８μｍになるように粉砕した。粉砕済み材料Ｂは、粉砕済み材料Ｂの全重量に対して０．１０重量％の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでいた。粉砕済み材料Ｂは、粉砕済み材料Ｂの全重量に対して０．４７重量％の含有量の遊離シリカをさらに含んでいた。バッチの全含有量を合計すると１００％になった。
実施例５では、バッチはバッチの全重量に対して約９９．２重量％の粉砕済み材料Ｂと、バッチの全重量に対して０．８重量％のＴａ２Ｏ５を含んでいた。粉砕済み材料Ｂを中央（Ｄ５０）粒径が４．８μｍになるように粉砕した。粉砕済み材料Ｂは、粉砕済み材料Ｂの全重量に対して０．１０重量％の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでいた。粉砕済み材料Ｂは、粉砕済み材料Ｂの全重量に対して０．４７重量％の含有量の遊離シリカをさらに含んでいた。バッチの全含有量を合計すると１００％になった。
実施例６では、バッチはバッチの全重量に対して約９９．５重量％の粉砕済み材料Ｃと、バッチの全重量に対して０．５重量％のＴｉＯ２を含んでいた。粉砕済み材料Ｃを中央（Ｄ５０）粒径が２．８μｍになるように粉砕した。粉砕済み材料Ｃは、粉砕済み材料Ｃの全重量に対して０．１２重量％の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでいた。粉砕済み材料Ｃは、粉砕済み材料Ｃの全重量に対して０．１７重量％の含有量の遊離シリカをさらに含んでいた。バッチの全含有量を合計すると１００％になった。
実施例７では、バッチはバッチの全重量に対して約９９．５重量％の粉砕済み材料Ｄと、バッチの全重量に対して０．５重量％のＴｉＯ２を含んでいた。粉砕済み材料Ｄを中央（Ｄ５０）粒径が２．９μｍになるように粉砕した。粉砕済み材料Ｄは、粉砕済み材料Ｄの全重量に対して０．０３重量％の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでいた。粉砕済み材料Ｄは、粉砕済み材料Ｄの全重量に対して０．４重量％の含有量の遊離シリカをさらに含んでいた。バッチの全含有量を合計すると１００％になった。
実施例８では、バッチはバッチの全重量に対して約９９重量％の粉砕済み材料Ｅと、バッチの全重量に対して１重量％のＴａ２Ｏ５を含んでいた。粉砕済み材料Ｅを中央（Ｄ５０）粒径が４．８μｍになるように粉砕した。粉砕済み材料Ｅは、粉砕済み材料Ｅの全重量に対して０．１重量％の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでいた。粉砕済み材料Ｅは、粉砕済み材料Ｅの全重量に対して０．５重量％の含有量の遊離シリカをさらに含んでいた。バッチの全含有量を合計すると１００％になった。
実施例９では、バッチはバッチの全重量に対して約９９重量％の粉砕済み材料Ｆと、バッチの全重量に対して１重量％のＴａ２Ｏ５を含んでいた。粉砕済み材料Ｆを中央（Ｄ５０）粒径が４．９μｍになるように粉砕した。粉砕済み材料Ｆは、粉砕済み材料Ｆの全重量に対して０．０３重量％の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでいた。粉砕済み材料は、粉砕済み材料Ｆの全重量に対して０．４重量％の含有量の遊離シリカをさらに含んでいた。バッチの全含有量を合計すると１００％になった。
実施例１〜９において、混ぜ合わせた材料は次に噴霧乾燥され、噴霧乾燥された顆粒は、冷間等方圧プレス内で室温、１００ＭＰａおよび１４０ＭＰａの圧力下でブロック形状にプレス加工された。その後、ブロックは１６００℃で２８時間焼結された。
表２は、実施例１０および１１の組成物および物理的特性についてまとめている。実施例１０および１１は従来の方法にしたがって形成されるジルコン構成要素の実施例である。
表２−本明細書に記載される実施形態にしたがって形成された実施例のジルコン材料
実施例１０では、未処理原材料は乾式粉砕されたジルコン材料を用いて調製された。焼結助剤（Ｔａ２Ｏ５）をジルコンに添加した後、混合タンク内で混合し、スラリーを形成した。次に、スラリーは噴霧乾燥され、粉末はその他の実施例と同じ条件下でプレス加工され、焼結された（ｆｉｒｅｄ）。
実施例１０では、バッチはバッチの全重量に対して９９重量％の粉砕済み材料Ｈと、バッチの全重量に対して１重量％のＴａ２Ｏ５を含んでいた。粉砕済み材料Ｈを中央（Ｄ５０）粒径が５．４μｍになるように粉砕した。粉砕済み材料Ｈは、粉砕済み材料Ｈの全重量に対して０．３重量％の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでいた。粉砕済み材料Ｇは、粉砕済み材料Ｈの全重量に対して１．８重量％の含有量の遊離シリカをさらに含んでいた。
図７は、実施例１０にしたがって形成されるジルコン構成要素の表面の画像を示す。実施例１０にしたがって形成されるジルコン構成要素は、比較的多い含有量の遊離シリカ（すなわち、ジルコン本体の全重量に対して２重量％超）を含んでいたが、これは比較的多量のブリスタリング（すなわち、るつぼブリスタリングまたはプラークブリスタリング）を示すことに留意されたい。
実施例１１では、未処理原材料は乾式粉砕されたジルコン材料を用いて調製された。焼結助剤（Ｔａ２Ｏ５）をジルコンに添加した後、混合タンク内で混合し、スラリーを形成した。次に、スラリーは噴霧乾燥され、粉末はその他の実施例と同じ条件下でプレス加工され、焼結された。
実施例１１では、バッチはバッチの全重量に対して９９重量％の粉砕済み材料Ｈと、バッチの全重量に対して１重量％のＴａ２Ｏ５を含んでいた。粉砕済み材料Ｈを中央（Ｄ５０）粒径が５．４μｍになるように粉砕した。粉砕済み材料Ｈは、粉砕済み材料Ｈの全重量に対して０．３重量％の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでいた。粉砕済み材料Ｇは、粉砕済み材料Ｈの全重量に対して１．８重量％の含有量の遊離シリカをさらに含んでいた。
実施例１１では、ブロックの形成後、材料を、室温で７２時間、２０％ＨＦ水溶液に入れた。このプロセス中、本体の外側部分の粒界に存在する遊離シリカの大部分が除去される。このような処理は機械的強度を低減させやすいため、望ましくないと分かった。
表３は、実施例１２〜１６の組成物および測定した物理的特性についてまとめている。実施例１２〜１６は本明細書に記載される実施形態にしたがって形成されるジルコン構成要素の追加の実施例である。
表３−本明細書に記載される実施形態にしたがって形成された実施例のジルコン材料
実施例１２〜２０はジルコンおよび他の構成成分を含む原材料から形成された。原材料はまず、より微細な粒径となるように粉砕され、焼結助剤（Ｔａ２Ｏ５またはＴｉＯ２）と、特定の場合には、その他の添加剤（Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２（石英）、Ｆｅ２Ｏ３等）と混ぜ合わせられ、バッチを形成する。
実施例１２〜２０で使用される未処理原材料はジェットミルで粉砕された。粉砕プロセス後に焼結助剤（Ｔａ２Ｏ５）およびその他の添加剤を添加した。
実施例１２では、バッチはバッチの全重量に対して約９８．９５重量％の粉砕済み材料Ｉと、バッチの全重量に対して１重量％のＴａ２Ｏ５を含んでいた。粉砕済み材料Ｉを中央（Ｄ５０）粒径が５．０μｍになるように粉砕した。粉砕済み材料Ｉは、粉砕済み材料Ｉの全重量に対して０．１５重量％の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでいた。粉砕済み材料Ｉは、粉砕済み材料Ｉの全重量に対して０．５重量％の含有量の遊離シリカをさらに含んでいた。バッチの全含有量を合計すると１００％になった。
実施例１３では、バッチはバッチの全重量に対して約９９．０重量％の粉砕済み材料Ｉと、バッチの全重量に対して１重量％のＴａ２Ｏ５を含んでいた。粉砕済み材料Ｉを中央（Ｄ５０）粒径が５．０μｍになるように粉砕した。粉砕済み材料Ｉは、粉砕済み材料Ｉの全重量に対して０．１５重量％の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでいた。粉砕済み材料Ｉは、粉砕済み材料Ｉの全重量に対して０．５重量％の含有量の遊離シリカをさらに含んでいた。バッチの全含有量を合計すると１００％になった。
実施例１４では、バッチはバッチの全重量に対して約９８．９５重量％の粉砕済み材料Ｉと、バッチの全重量に対して１重量％のＴａ２Ｏ５を含んでいた。粉砕済み材料Ｉを中央（Ｄ５０）粒径が５．０μｍになるように粉砕した。粉砕済み材料Ｉは、粉砕済み材料Ｉの全重量に対して０．１５重量％の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでいた。粉砕済み材料Ｉは、粉砕済み材料Ｉの全重量に対して０．５重量％の含有量の遊離シリカをさらに含んでいた。バッチの全含有量を合計すると１００％になった。
実施例１５では、バッチはバッチの全重量に対して約９８．９５重量％の粉砕済み材料Ｊと、バッチの全重量に対して１重量％のＴａ２Ｏ５を含んでいた。粉砕済み材料Ｊを中央（Ｄ５０）粒径が３．５μｍになるように粉砕した。粉砕済み材料Ｊは、粉砕済み材料Ｊの全重量に対して０．１２重量％の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでいた。粉砕済み材料Ｊは、粉砕済み材料Ｊの全重量に対して０．５重量％の含有量の遊離シリカをさらに含んでいた。バッチの全含有量を合計すると１００％になった。
実施例１６では、バッチはバッチの全重量に対して約９８．９５重量％の粉砕済み材料Ｊと、バッチの全重量に対して１重量％のＴａ２Ｏ５を含んでいた。粉砕済み材料Ｊを中央（Ｄ５０）粒径が３．５μｍになるように粉砕した。粉砕済み材料Ｊは、粉砕済み材料Ｊの全重量に対して０．１２重量％の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでいた。粉砕済み材料Ｊは、粉砕済み材料Ｊの全重量に対して０．５重量％の含有量の遊離シリカをさらに含んでいた。バッチの全含有量を合計すると１００％になった。
実施例１７では、バッチはバッチの全重量に対して約９８．９４重量％の粉砕済み材料Ｉと、バッチの全重量に対して１重量％のＴａ２Ｏ５を含んでいた。粉砕済み材料Ｉを中央（Ｄ５０）粒径が５．０μｍになるように粉砕した。粉砕済み材料Ｉは、粉砕済み材料Ｉの全重量に対して０．１５重量％の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでいた。粉砕済み材料Ｉは、粉砕済み材料Ｉの全重量に対して０．５重量％の含有量の遊離シリカをさらに含んでいた。バッチの全含有量を合計すると１００％になった。
実施例１８では、バッチはバッチの全重量に対して約９８．９２重量％の粉砕済み材料Ｉと、バッチの全重量に対して１重量％のＴａ２Ｏ５を含んでいた。粉砕済み材料Ｉを中央（Ｄ５０）粒径が５．０μｍになるように粉砕した。粉砕済み材料Ｉは、粉砕済み材料Ｉの全重量に対して０．１５重量％の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでいた。粉砕済み材料Ｉは、粉砕済み材料Ｉの全重量に対して０．５重量％の含有量の遊離シリカをさらに含んでいた。バッチの全含有量を合計すると１００％になった。
実施例１９では、バッチはバッチの全重量に対して約９８．８８重量％の粉砕済み材料Ｉと、バッチの全重量に対して１重量％のＴａ２Ｏ５を含んでいた。粉砕済み材料Ｉを中央（Ｄ５０）粒径が５．０μｍになるように粉砕した。粉砕済み材料Ｉは、粉砕済み材料Ｉの全重量に対して０．１５重量％の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでいた。粉砕済み材料Ｉは、粉砕済み材料Ｉの全重量に対して０．５重量％の含有量の遊離シリカをさらに含んでいた。バッチの全含有量を合計すると１００％になった。
実施例２０では、バッチはバッチの全重量に対して約９８．８４重量％の粉砕済み材料Ｉと、バッチの全重量に対して１重量％のＴａ２Ｏ５を含んでいた。粉砕済み材料Ｉを中央（Ｄ５０）粒径が５．０μｍになるように粉砕した。粉砕済み材料Ｉは、粉砕済み材料Ｉの全重量に対して０．１５重量％の含有量のＡｌ２Ｏ３を含んでいた。粉砕済み材料Ｉは、粉砕済み材料Ｉの全重量に対して０．５重量％の含有量の遊離シリカをさらに含んでいた。バッチの全含有量を合計すると１００％になった。
実施例１２〜２０において、混ぜ合わせた材料は次に噴霧乾燥され、噴霧乾燥された顆粒は、冷間等方圧プレス内で室温、１００ＭＰａおよび１４０ＭＰａの圧力下でブロック形状にプレス加工された。その後、ブロックは１６００℃で２８時間焼結された。
実施例２〜７および１２〜１６にしたがって形成されるジルコン構成要素は、比較的少ない量の遊離シリカ（すなわち、ジルコン本体の全重量に対して２重量％未満）を含むが、特に実施例１０にしたがって形成されるジルコン構成要素と比べて比較的少ないブリスタリング（すなわち、るつぼブリスタリングまたはプラークブリスタリング）を示したことに留意されたい。図８は、比較的少ないブリスタリングを示す実施例１４にしたがって形成されるジルコン構成要素の表面の画像を示す。
図３を再び参照し、データ点３０１は、実施例３、１２および１４〜１８の開放気孔率対密度の比（ＯＰ／Ｄ）に対応する。データ点３０２は、従来の実施例１０の開放気孔率対密度の比（ＯＰ／Ｄ）に対応し、データ点３０３は、従来の実施例１１の開放気孔率対密度の比（ＯＰ／Ｄ）に対応する。
本出願は現況技術からの発展を表す。とりわけ、本明細書における実施形態は、従来の方法にしたがって形成されるジルコン構成要素に優る、改善されかつ予期しない性能を示す。特定の理論に束縛されるものではないが、粉砕プロセス等を含む特定のプロセスの組み合わせによって、遊離シリカ分布、最終的に形成されるジルコン構成要素中の遊離シリカ含有量、最終的に形成されるジルコン構成要素の見かけの気孔率、ブリスタリング、ならびに破壊靭性（Ｋ１ｃ）、破壊係数（ＭｏＲ）、密度、弾性率（ＭｏＥ）およびビッカース硬度等の最終的に形成されるジルコン構成要素の機械的特性を含むがこれらに限定されない特徴の独自の組み合わせを有する構成要素を形成するのに特に適している原材料の形成を促し得ることが示唆される。
明細書全体または実施例における前述の作業のすべてが必要とされるわけではなく、特定の作業の一部は必要とされないことがあり、また１つまたは複数のさらなる作業が記載されたものに加えて実行されてもよいことに留意されたい。さらに、列記される作業の順序は必ずしも実行される順序ではない。本明細書における実施形態の性質または特性のいかなる値も、統計学的に関連するサンプルサイズから導かれる平均値または中央値を表すことができる。特に指示しない限り、組成物は合計１００％に基づき、組成物の全含有量は１００％を超えないことが理解されよう。
前述の明細書において、特定の実施形態に関して概念が記述された。しかし、当業者は、さまざまな変形および変更が、下記の特許請求の範囲に規定される本発明の範囲を逸脱することなく可能であることを理解する。したがって、明細書および図面は、限定するものではなく例示としてみなされるべきであり、こうした変形はすべて、本発明の範囲内に含まれることが意図される。
本発明で使用する場合、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む、包含する（ｉｎｃｌｕｄｅｓ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ、ｈａｖｉｎｇ）」またはこれらの任意の他の変形形態は、非排他的包含を網羅するように意図される。例えば、特徴のリストを含むプロセス、方法、物品または装置は必ずしもそれらの特徴に限定されておらず、明示的に列挙されていないか、またはかかるプロセス、方法、物品もしくは装置に固有ではない他の特徴を含んでもよい。さらに、明示的に相反する記載がない限り、「または」は包含的なまたはを意味し、排他的なまたはを意味するものではない。例えば、条件ＡまたはＢは以下のいずれか１つにより満たされる：Ａは真であり（または存在し）Ｂは偽である（または存在しない）、Ａは偽であり（または存在しない）Ｂは真である（または存在する）、ならびに、ＡおよびＢの両方が真である（または存在する）。
また、「１つの（ａまたはａｎ）」の使用は、本明細書に記載される要素および構成要素を記述するために利用される。これは単に便宜上なされており、本発明の範囲の一般的な意味を示すためになされている。この記述は、１つまたは少なくとも１つを包含するものとして読まれるべきであり、単数はまた、明らかにそうではないことを意味していない限り、複数を包含し、逆もまた同様である。
利益、他の利点、および問題に対する解決法を、特定の実施形態に関して上記に説明した。しかし、利益、利点、問題に対する解決法、ならびに、いずれの利益、利点もしくは解決法を生じさせ得るかまたはそれらをより明白にし得るいずれの特徴も、特許請求の範囲の請求項のいずれかまたはすべての重要、必要、もしくは不可欠な特徴として解釈すべきではない。
明細書を読んだ上で、当業者であれば、特定の特徴が明確さのために本明細書中で別個の実施形態に関連して記述されているものの、単一の実施形態に組合せた形で提供されてもよいことを認識するであろう。逆に、簡潔さのために単一の実施形態に関連して記述されているさまざまな特徴は、別個にまたは任意の下位組合せの形で提供されてもよいものである。さらに、範囲の形で記載された値に対する言及は、その範囲内のあらゆる値を含む。
項目１。ジルコン結晶粒を含み、外側部分と内部部分とを有する本体と、ジルコン結晶粒間に存在し、また本体中に略均一に分布する遊離シリカ粒界相とを含む構成要素であって、本体は、本体の全重量に対して約２重量％以下の含有量の遊離シリカを含む、構成要素。
項目２。ジルコン結晶粒を含み、外側部分と内部部分とを有する本体と、ジルコン結晶粒間に存在する遊離シリカ粒界相とを含む構成要素であって、本体は、本体の全重量に対して約２重量％以下の含有量の遊離シリカを含み、Ｐｏｐ／Ｐｉｐの比は、約２以下であり、Ｐｏｐは体積百分率で測定した本体の外側部分の見かけの気孔率を表し、Ｐｉｐは体積百分率で測定した本体の内部部分の気孔率を表す、構成要素。
項目３。ジルコン結晶粒を含み、外側部分と内部部分とを有する本体と、ジルコン結晶粒間に存在する遊離シリカ粒界相とを含む構成要素であって、本体は、本体の全重量に対して約２重量％以下の含有量の遊離シリカを含み、本体は、約１．５５ＭＰａ．ｍ−０．５超の破壊靭性（Ｋ１ｃ)、約６０ＭＰａ超の破壊係数（ＭｏＲ）、約４．０ｇ／ｃｍ３超の密度、約１７５ＧＰａ超の弾性率（ＭｏＥ）、約６．０ＧＰＡ超のビッカース硬度、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの特性を備える、構成要素。
項目４。ジルコン結晶粒を含み、外側部分と内部部分とを有する本体と、ジルコン結晶粒間に存在する遊離シリカ粒界相とを含む構成要素であって、本体は、本体の全重量に対して約２重量％以下の含有量の遊離シリカを含み、本体は約１００μｍ／日以下の動的腐食速度を有する、構成要素。
項目５。ジルコン結晶粒を含み、外側部分と内部部分とを有する本体と、ジルコン結晶粒間に存在する遊離シリカ粒界相とを含む構成要素であって、本体は、本体の全重量に対して約２重量％以下の含有量の遊離シリカを含み、粒界相は、本体の外側部分において約１０％超の相互連結性を含む、構成要素。
項目６。遊離シリカは本体中に略均一に分布する、項目２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目７。本体のＫ１ｃは、約１．６ＭＰａ．ｍ−０．５超、約１．６５ＭＰａ．ｍ−０．５超、約１．７ＭＰａ．ｍ−０．５超、約１．８ＭＰａ．ｍ−０．５超、約１．９ＭＰａ．ｍ−０．５超、約２．０ＭＰａ．ｍ−０．５超、約２．１ＭＰａ．ｍ−０．５超、約２．２ＭＰａ．ｍ−０．５超、約２．３ＭＰａ．ｍ−０．５超、約２．４ＭＰａ．ｍ−０．５超、約２．５ＭＰａ．ｍ−０．５超、約２．６ＭＰａ．ｍ−０．５超、約２．７ＭＰａ．ｍ−０．５超、約２．８ＭＰａ．ｍ−０．５超、約２．９ＭＰａ．ｍ−０．５超、約３．０ＭＰａ．ｍ−０．５超、約３．１ＭＰａ．ｍ−０．５超、約３．２ＭＰａ．ｍ−０．５超、約３．３ＭＰａ．ｍ−０．５超、約３．４ＭＰａ．ｍ−０．５超、約３．５ＭＰａ．ｍ−０．５超、約３．６ＭＰａ．ｍ−０．５超、約３．７ＭＰａ．ｍ−０．５超、約３．８ＭＰａ．ｍ−０．５超、約３．９ＭＰａ．ｍ−０．５超、および約４．０ＭＰａ．ｍ−０．５超である、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目８。本体のＫ１ｃは、約４．５ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約４．０ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約３．５ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約３．４ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約３．３ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約３．２ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約３．１ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約３．０ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約２．９ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約２．８ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約２．７ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約２．６ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約２．５ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約２．４ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約２．３ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約２．２ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約２．１ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約２．０ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約１．９ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約１．８ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約１．７ＭＰａ．ｍ−０．５以下、約１．６５ＭＰａ．ｍ−０．５以下、および約１．６ＭＰａ．ｍ−０．５以下である、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目９。本体は、約６．０ＧＰａ超、約６．１ＧＰａ超、約６．２ＧＰａ超、約６．３ＧＰａ超、約６．４ＧＰａ超、約６．５ＧＰａ超、約６．６ＧＰａ超、約６．７ＧＰａ超、約６．８ＧＰａ超、約６．９ＧＰａ超、約７．０ＧＰａ超、約７．１ＧＰａ超、約７．２ＧＰａ超、約７．３ＧＰａ超、約７．４ＧＰａ超、約７．５ＧＰａ超、約７．６ＧＰａ超、約７．７ＧＰａ超、約７．８ＧＰａ超、および約７．９ＧＰａ超のビッカース硬度を有する、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目１０。本体は、約８．０ＧＰａ以下、約７．９ＧＰａ以下、約７．８ＧＰａ以下、約７．７ＧＰａ以下、約７．６ＧＰａ以下、約７．５ＧＰａ以下、約７．４ＧＰａ以下、約７．３ＧＰａ以下、約７．２ＧＰａ以下、約７．１ＧＰａ以下、約７．０ＧＰａ以下、約６．９ＧＰａ以下、約６．８ＧＰａ以下、約６．７ＧＰａ以下、約６．６ＧＰａ以下、約６．５ＧＰａ以下、約６．４ＧＰａ以下、約６．３ＧＰａ以下、約６．２ＧＰａ以下、および約６．１ＧＰａ以下のビッカース硬度を有する、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目１１。本体は、本体の全重量に対して、約１．９重量％以下、約１．８重量％以下、約１．７重量％以下、約１．６重量％以下、約１．５重量％以下、約１．４重量％以下、約１．３重量％以下、約１．２重量％以下、約１．１重量％以下、約１．０重量％以下、約０．９重量％以下、約０．８重量％以下、約０．７重量％以下、約０．６重量％以下、約０．５重量％以下、約０．４重量％以下、約０．３重量％以下、および約０．２重量％以下の含有量の遊離シリカを含む、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目１２。本体は、本体の全重量に対して、約０．１重量％超、約０．２重量％超、約０．３重量％超、約０．４重量％超、約０．５重量％超、約０．６重量％超、約０．７重量％超、約０．８重量％超、約０．９重量％超、約１．０重量％超、約１．１重量％超、約１．２重量％超、約１．３重量％超、約１．４重量％超、約１．５重量％超、約１．６重量％超、約１．７重量％超、約１．８重量％超、および約１．９重量％超の含有量の遊離シリカを含む、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目１３。本体は、焼結助剤を含む、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目１４。本体は、本体の全重量に対して、約０．２重量％超、約０．３重量％超、約０．４重量％超、約０．５重量％超、約０．６重量％超、約０．７重量％超、約０．８重量％超、約０．９重量％超、約１．０重量％超、約１．１重量％超、約１．２重量％超、約１．３重量％超、および約１．４重量％超の含有量の焼結助剤を含む、項目１３に記載の構成要素。
項目１５。本体は、本体の全重量に対して、約１．５重量％以下、約１．４重量％以下、約１．３重量％以下、約１．２重量％以下、約１．１重量％以下、約１．０重量％以下、約０．９重量％以下、約０．８重量％以下、約０．７重量％以下、約０．６重量％以下、約０．５重量％以下、約０．４重量％以下、および約０．３重量％以下の含有量の焼結助剤を含む、項目１３に記載の構成要素。
項目１６。本体は、約１５以下、約１０以下、約５以下、約１以下、約０．５以下、約０．４以下、約０．３以下、約０．２以下、および約０．１以下のＣＢＳＡ／ＣＢＦＳの比を含み、ＣＢＳＡは本体の全重量に対する焼結助剤の重量％での含有量を表し、ＣＢＦＳは本体の全重量に対する遊離シリカの重量％での含有量を表す、項目１３に記載の構成要素。
項目１７。本体は、約０．０５超、約０．１超、約０．２超、約０．３超、約０．４超、約０．５超、約１超、約５超、約１０超、および約１４超のＣＢＳＡ／ＣＢＦＳの比を含み、ＣＢＳＡは本体の全重量に対する焼結助剤の重量％での含有量を表し、ＣＢＦＳは本体の全重量に対する遊離シリカの重量％での含有量を表す、項目１３に記載の構成要素。
項目１８。焼結助剤は、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｆｅ２Ｏ３、およびこれらの組み合わせからなる群から選択され、焼結助剤は、Ｔａ２Ｏ５から本質的になる、項目１３に記載の構成要素。
項目１９。本体は、約０．５重量％以下、約０．４５重量％以下、約０．４重量％以下、約０．３５重量％以下、約０．３重量％以下、約０．２５重量％以下、約０．２重量％以下、約０．１５重量％以下、約０．１重量％以下、および約０．０５重量％以下の含有量のＡｌ２Ｏ３を含む、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目２０。本体は、約０．０１重量％超、約０．０５重量％超、および約０．１重量％超の含有量のＡｌ２Ｏ３を含む、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目２１。本体は、本体中のジルコン結晶粒の全重量に対して、約０．５重量％以下、約０．４５重量％以下、約０．４重量％以下、約０．３５重量％以下、約０．３重量％以下、約０．２５重量％以下、約０．２重量％以下、約０．１５重量％以下、約０．１重量％以下、約０．０５重量％以下、および約０．０１重量％以下の含有量のＡｌ２Ｏ３を含む、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目２２。本体は、本体中のジルコン結晶粒の全重量に対して、約０．００１重量％超、約０．０１重量％超、約０．０５重量％超、および約０．１重量％超の含有量のＡｌ２Ｏ３を含む、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目２３。本体は、約５以下、約３以下、約１以下、約０．５以下、約０．４以下、約０．３以下、約０．２以下、約０．１以下、約０．０１以下、および約０．００５以下のＣＢＡｌ２Ｏ３／ＣＢＦＳの比を含み、ＣＢＡｌ２Ｏ３は本体の全重量に対するＡｌ２Ｏ３の重量％での含有量を表し、ＣＢＦＳは本体の全重量に対する遊離シリカの重量％での含有量を表す、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目２４。本体は、約０．００２５超、約０．００５超、約０．０１超、約０．１超、約０．２超、約０．３超、約０．４超、約０．５超、約０．６超、約０．７超、約０．８超、および約０．９超のＣＢＡｌ２Ｏ３／ＣＢＦＳの比を含み、ＣＢＡｌ２Ｏ３は本体の全重量に対するＡｌ２Ｏ３の重量％での含有量を表し、ＣＢＦＳは本体の全重量に対する遊離シリカの重量％での含有量を表す、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目２５。本体は、約０．００７以下、約０．００６以下、約０．００５以下、約０．００４以下、約０．００３以下、約０．００２以下、および約０．００１以下のＣＢＡｌ２Ｏ３／ＣＢＺｒＳｉＯ４の比を含み、ＣＢＡｌ２Ｏ３は本体の全重量に対するＡｌ２Ｏ３の重量％での含有量を表し、ＣＢＺｒＳｉＯ４は本体の全重量に対するＺｒＳｉＯ４の重量％での含有量を表す、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目２６。本体は、約０．０００１超、約０．００１超、約０．００２超、約０．００３超、約０．００４超、約０．００５超、および約０．００６超のＣＢＡｌ２Ｏ３／ＣＢＺｒＳｉＯ４の比を含み、ＣＢＡｌ２Ｏ３は本体の全重量に対するＡｌ２Ｏ３の重量％での含有量を表し、ＣＢＺｒＳｉＯ４は本体の全重量に対するＺｒＳｉＯ４の重量％での含有量を表す、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目２７。ジルコン結晶粒は、処理済みジルコン粒子から形成される、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目２８。ジルコン粒子は粉砕される、項目２７に記載の構成要素。
項目２９。ジルコン粒子は、約１μｍ超、約２μｍ超、約３μｍ超、約４μｍ超、約５μｍ超、約６μｍ超、約７μｍ超、約８μｍ超、約９μｍ超、約１０μｍ超、約１２μｍ超、および約１４μｍ超の中央粒径（Ｄ５０）を有する、項目２７に記載の構成要素。
項目３０。ジルコン粒子は、約１５μｍ以下、約１４μｍ以下、約１２μｍ以下、約１０μｍ以下、約９μｍ以下、約８μｍ以下、約７μｍ以下、約６μｍ以下、約５μｍ以下、約４μｍ以下、約３μｍ以下、約２μ以下、および約１μｍ以下の中央粒径（Ｄ５０）を有する、項目２７に記載の構成要素。
項目３１．ジルコン粒子は、約４０μｍ以下、約３０μｍ以下、約２０μｍ以下、約１５μｍ以下、および約１０μｍ以下のＤ９０粒径を有する、項目２７に記載の構成要素。
項目３２。ジルコン粒子は、約５μｍ超、約１０μｍ超、約１５μｍ超、約２０μｍ超、および約３０μｍ超のＤ９０粒径を有する、項目２７に記載の構成要素。
項目３３。ジルコン粒子は、約０．２μｍ超、約０．５μｍ超、約０．８μｍ超、および約１．０μｍ超のＤ１０粒径を有する、項目２７に記載の構成要素。
項目３４。ジルコン粒子は、約１．１μｍ以下、約１．０μｍ以下、約０．８μｍ以下、および約０．５μｍ以下のＤ１０粒径を有する、項目２７に記載の構成要素。
項目３５。ジルコン粒子は、約１μｍ超、約２μｍ超、約３μｍ超、約４μｍ超、約５μｍ超、約６μｍ超、約７μｍ超、約８μｍ超、約９μｍ超、約１０μｍ超、約１２μｍ超、および約１４μｍ超の中央粒径（Ｄ５０）を有する、項目２７に記載の構成要素。
項目３６。ジルコン結晶粒は、約２０μｍ以下、約１９μｍ以下、約１８μｍ以下、約１７μｍ以下、約１６μｍ以下、約１５μｍ以下、約１４μｍ以下、約１３μｍ以下、約１２μｍ以下、および約１０μｍ以下の中央粒径（Ｄ５０）を有する、項目２７に記載の構成要素。
項目３７。本体は、本体の全重量に対して、約９５重量％超、約９６重量％超、約９７重量％超、約９８重量％超、約９９重量％超、および約９９．５重量％超の含有量のジルコンを含む、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目３８。本体は、本体の全重量に対して、約９９．９重量％以下、約９９．５重量％以下、約９９重量％以下、約９８重量％以下、約９７重量％以下、および約９６重量％以下の含有量のジルコンを含む、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目３９。本体は、約４ｇ／ｃｍ３超、約１ｇ／ｃｍ３超、約４．２ｇ／ｃｍ３超、約４．３ｇ／ｃｍ３超、および約４．４ｇ／ｃｍ３超の密度を有する、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目４０。本体は、約４．５ｇ／ｃｍ３以下、約４．４ｇ／ｃｍ３以下、約４．３ｇ／ｃｍ３以下、約４．２ｇ／ｃｍ３以下、および約４．１ｇ／ｃｍ３以下の密度を有する、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目４１。本体は、１３００℃で測定して約５０ｐｐｍ／時以下、１３００℃で測定して約４０ｐｐｍ／時以下、１３００℃で測定して約３０ｐｐｍ／時以下、１３００℃で測定して約２０ｐｐｍ／時以下、１３００℃で測定して約１０ｐｐｍ／時以下、１３００℃で測定して約５ｐｐｍ／時以下、１３００℃で測定して約３ｐｐｍ／時以下、１３００℃で測定して約１．５ｐｐｍ／時以下、１３００℃で測定して約１．０ｐｐｍ／時以下、１３００℃で測定して約０．５ｐｐｍ／時以下、および１３００℃で測定して約０．２５ｐｐｍ／時以下のクリープ速度を有する、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目４２。本体は、１２７５℃で測定して約３０ｐｐｍ／時以下、１２７５℃で測定して約２０ｐｐｍ／時以下、１２７５℃で測定して約１０ｐｐｍ／時以下、および１２７５℃で測定して５ｐｐｍ／時以下のクリープ速度を有する項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目４３。本体は、約１．９以下、約１．８以下、約１．７以下、約１．６以下、約１．５以下、約１．４以下、約１．３以下、約１．２以下、および約１．１以下のＰｏｐ／Ｐｉｐの比を含む項目２に記載の構成要素。
項目４４。本体は約１のＰｏｐ／Ｐｉｐの比を含む、項目２に記載の構成要素。
項目４５。本体は約０．８超、約０．８５超、約０．９超、および約０．９５超のＰｏｐ／Ｐｉｐの比を含む、項目２に記載の構成要素。
項目４６。本体の外側部分は、本体の外部表面から約５０００μｍ以下の深さまで延びることができる、項目２に記載の構成要素。
項目４７。本体は、本体の全重量に対して約１重量％以下の含有量の希土類酸化物を含む、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目４８。本体は、本体の全重量に対して約１重量％以下の含有量のアルカリ酸化物を含む、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目４９。本体は、本体の全重量に対して約１重量％以下の含有量のアルカリ土類酸化物を含む、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目５０。本体は、本体の全重量に対して約１重量％以下の含有量のＢ２Ｏ３を含む、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目５１。本体は、本体の全重量の約０．５重量％以下、約０．４重量％以下、約０．３重量％以下、約０．２重量％以下、約０．０１重量％以下、またはさらには約０．００１重量％以下の含有量のＨ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＳｉＦ６および（ＮＨ４）２ＳｉＦ６からなる群のうちの化合物を含む、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目５２。遊離シリカ粒界相は、本体の外側部分において、約１５％超、約２０％超、約２５％超、約３０％超、約３５％超、約４０％超、約４５％超、約５０％超、約５５％超、約６０％超、約６５％超、約７０％超、約７５％超、約８０％超、約８５％超、約９０％超、および約９５％超の相互連結性を含む、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目５３。遊離シリカ粒界相は、本体の外側部分において、約１００％以下、約９５％以下、約９０％以下、約８５％以下、約８０％以下、約７５％以下、約７０％以下、約６５％以下、約６０％以下、約５５％以下、約５０％以下、約４５％以下、約４０％以下、約３５％以下、約３０％以下、約２５％以下、約２０％以下、および約１５％以下の相互連結性を含む、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目５４。本体は、約０．８超、約０．８５超、約０．９超、約０．９５超、および約０．９９超のＩＣｏｐ／ＩＣｉｐの比を含み、ＩＣｏｐは、本体の外側部分における遊離シリカ粒界相の相互連結性を表すことができ、ＩＣｏｐは、本体の内側部分における遊離シリカ粒界相の相互連結性を表すことができる、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目５５。本体は、約１．０のＩＣｏｐ／ＩＣｉｐの比を含み、ＩＣｏｐは、本体の外側部分における遊離シリカ粒界相の相互連結性を表すことができ、ＩＣｏｐは、本体の内側部分における遊離シリカ粒界相の相互連結性を表すことができる、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目５６。ジルコン結晶粒を含む原材料粉末を準備するステップと、原材料を焼結して、ジルコン結晶粒、およびジルコン結晶粒間に存在し、かつ本体中に略均一に分布している遊離シリカ粒界相を含む本体を形成するステップとを含むジルコン構成要素を形成する方法。
項目５７。原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して、約２．０重量％以下、約１．９重量％以下、約１．８重量％以下、約１．７重量％以下、約１．６重量％以下、約１．５重量％以下、約１．４重量％以下、約１．３重量％以下、約１．２重量％以下、約１．１重量％以下、約１．０重量％以下、約０．９重量％以下、約０．８重量％以下、約０．７重量％以下、約０．６重量％以下、約０．５重量％以下、約０．４重量％以下、約０．３重量％以下、および約０．２重量％以下の含有量の遊離シリカを含む、項目５６に記載の方法。
項目５８。原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して、約０．１重量％超、約０．２重量％超、約０．３重量％超、約０．４重量％超、約０．５重量％超、約０．６重量％超、約０．７重量％超、約０．８重量％超、約０．９重量％超、約１．０重量％超、約１．１重量％超、約１．２重量％超、約１．３重量％超、約１．４重量％超、約１．５重量％超、約１．６重量％超、約１．７重量％超、約１．８重量％超、および約１．９重量％超の含有量の遊離シリカを含む、項目５６に記載の方法。
項目５９。原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して、約０．５重量％以下、約０．４５重量％以下、約０．４重量％以下、約０．３５重量％以下、約０．３重量％以下、約０．２５重量％以下、約０．２重量％以下、約０．１５重量％以下、約０．１重量％以下、および約０．０５重量％以下の含有量のＡｌ２Ｏ３を含む、項目５６に記載の方法。
項目６０。原材料粉末は、原材料粉末の全重量に対して、約０．０１重量％超、約０．０５重量％超、約０．１重量％超、約０．１５重量％超、約０．２重量％超、約０．２５重量％超、約０．３重量％超、約０．３５重量％超、約０．４重量％超、および約０．４５重量％超の含有量のＡｌ２Ｏ３を含む、項目５６に記載の方法。
項目６１。原材料粉末は、原材料粉末中のジルコン結晶粒の全重量に対して、約０．５重量％以下、約０．４５重量％以下、約０．４重量％以下、約０．３５重量％以下、約０．３重量％以下、約０．２５重量％以下、約０．２重量％以下、約０．１５重量％以下、約０．１重量％以下、約０．０５重量％以下、および約０．０１重量％以下の含有量のＡｌ２Ｏ３を含む、項目５６に記載の方法。
項目６２。原材料粉末は、原材料粉末中のジルコン結晶粒の全重量に対して、約０．００１重量％超、約０．０１重量％超、約０．０５重量％超、約０．１重量％超、約０．１５重量％超、約０．２重量％超、約０．２５重量％超、約０．３重量％超、約０．３５重量％超、約０．４重量％超、および約０．４５重量％超の含有量のＡｌ２Ｏ３を含む、項目５６に記載の方法。
項目６３。原材料粉末は、約５以下、約３以下、約１以下、約０．５以下、約０．４以下、約０．３以下、約０．２以下、約０．１以下、約０．０１以下、またはさらには約０．００５以下のＣＰＡｌ２Ｏ３／ＣＰＦＳの比を含み、ＣＰＡｌ２Ｏ３は原材料粉末の全重量に対するＡｌ２Ｏ３の重量％での含有量を表し、ＣＰＦＳは原材料粉末の全重量に対する遊離シリカの重量％での含有量を表す、項目５６に記載の方法。
項目６４。原材料粉末は、約０．００２５超、約０．００５超、約０．０１超、約０．１超、約０．２超、約０．３超、約０．４超、約０．５超、約０．６超、約０．７超、約０．８超、および約０．９超のＣＰＡｌ２Ｏ３／ＣＰＦＳの比を含み、ＣＰＡｌ２Ｏ３は原材料粉末の全重量に対するＡｌ２Ｏ３の重量％での含有量を表し、ＣＰＦＳは原材料粉末の全重量に対する遊離シリカの重量％での含有量を表す、項目５６に記載の方法。
項目６５。原材料粉末は、約０．００７以下、約０．００６以下、約０．００５以下、約０．００４以下、約０．００３以下、約０．００２以下、および約０．００１以下のＣＰＡｌ２Ｏ３／ＣＰＺｒＳｉＯ４の比を含み、ＣＰＡｌ２Ｏ３は原材料粉末の全重量に対するＡｌ２Ｏ３の重量％での含有量を表し、ＣＰＺｒＳｉＯ４は原材料粉末の全重量に対するＺｒＳｉＯ４の重量％での含有量を表す、項目５６に記載の方法。
項目６６。本体は、約０．０００５超、約０．００１超、約０．００２超、約０．００３超、約０．００４超、約０．００５超、および約０．００６超のＣＰＡｌ２Ｏ３／ＣＰＺｒＳｉＯ４の比を含み、ＣＰＡｌ２Ｏ３は原材料粉末の全重量に対するＡｌ２Ｏ３の重量％での含有量を表し、ＣＰＺｒＳｉＯ４は原材料粉末の全重量に対するＺｒＳｉＯ４の重量％での含有量を表す、項目５６に記載の方法。
項目６７。原材料粉末を準備するステップは、原材料粉末を粉砕するステップを含む、項目５６に記載の方法。
項目６８。原材料粉末は、約１５μｍ以下、約１４μｍ以下、約１２μｍ以下、約１０μｍ以下、約９μｍ以下、約８μｍ以下、約７μｍ以下、約６μｍ以下、約５μｍ以下、約４μｍ以下、約３μｍ以下、約２μ以下、および約１μｍ以下の中央粒径（Ｄ５０）になるように粉砕される、項目６７に記載の方法。
項目６９。原材料粉末は、約２μｍ超、約３μｍ超、約４μｍ超、約５μｍ超、約６μｍ超、約７μｍ超、約８μｍ超、約９μｍ超、約１０μｍ超、約１２μｍ超、および約１４μｍ超の中央粒径（Ｄ５０）になるように粉砕される、項目６７に記載の方法。
項目７０。原材料粉末は、約４０μｍ以下、約３０μｍ以下、約２０μｍ以下、約１５μｍ以下、および約１０μｍ以下のＤ９０粒径を有するように制御される、項目６７に記載の方法。
項目７１。原材料粉末は、約５μｍ超、約１０μｍ超、約１５μｍ超、約２０μｍ超、および約３０μｍ超のＤ９０粒径を有するように制御される、項目６７に記載の方法。
項目７２。原材料粉末は、約０．２μｍ超、約０．５μｍ超、約０．８μｍ超、および約１．０μｍ超のＤ１０粒径を有するように制御される、項目６７に記載の方法。
項目７３。原材料粉末は、約１．１μｍ以下、約１．０μｍ以下、約０．８μｍ以下、および約０．５μｍ以下のＤ１０粒径を有するように制御される、項目６７に記載の方法。
項目７４。焼結助剤を準備するステップと、原材料粉末を焼結助剤と混ぜ合わせて、複合材料混合物を形成し、原材料を焼結するステップとを更に含む、項目５６に記載の方法。
項目７５。複合材料混合物は、複合材料混合物の全重量に対して、約０．５重量％超、約０．６重量％超、約０．７重量％超、約０．８重量％超、約０．９重量％超、約１．０重量％超、約１．１重量％超、約１．２重量％超、約１．３重量％超、および約１．４重量％超の含有量の焼結助剤を含む、項目７４に記載の方法。
項目７６。複合材料混合物は、複合材料混合物の全重量に対して、約１．５重量％以下、約１．４重量％以下、約１．３重量％以下、約１．２重量％以下、約１．１重量％以下、約１．０重量％以下、約０．９重量％以下、約０．８重量％以下、約０．７重量％以下、約０．６重量％以下、約０．５重量％以下、約０．４重量％以下、および約０．３重量％以下の含有量の焼結助剤を含む項目７４に記載の方法。
項目７７。複合材料混合物は、約１５以下、約１０以下、約５以下、約１以下、約０．５以下、約０．４以下、約０．３以下、約０．２以下、および約０．１のＣＰＳＡ／ＣＰＦＳの比を含み、ＣＰＳＡは複合材料混合物の全重量に対する焼結助剤の重量％での含有量を表し、ＣＰＦＳは複合材料混合物の全重量に対する遊離シリカの重量％での含有量を表す、項目７４に記載の方法。
項目７８。複合材料混合物は、約０．０５超、約０．１超、約０．２超、約０．３超、約０．４超、約０．５超、約１超、約５超、約１０超、および約１４超のＣＰＳＡ／ＣＰＦＳの比を含み、ＣＰＳＡは複合材料混合物の全重量に対する焼結助剤の重量％での含有量を表し、ＣＦＳは複合材料混合物の全重量に対する遊離シリカの重量％での含有量を表す、項目７４に記載の方法。
項目７９。焼結助剤は、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｆｅ２Ｏ３、およびこれらの組み合わせからなる群から選択され、焼結助剤はＴａ２Ｏ５から本質的になる、項目７４に記載の方法。
項目８０。複合材料混合物を噴霧乾燥した後、複合材料混合物を焼結するステップを更に含む、項目７４に記載の方法。
項目８１。噴霧乾燥された複合材料混合物を等方圧加工して半加工品を形成するステップを更に含む、項目８０に記載の方法。
項目８２。乾燥された複合材料混合物は、約５０ＭＰａ超、約６０ＭＰａ超、約７０ＭＰａ超、約８０ＭＰａ超、約９０ＭＰａ超、約１００ＭＰａ超、約１１０ＭＰａ超、約１２０ＭＰａ超、約１３０ＭＰａ超、約１４０ＭＰａ超、および約１５０ＭＰａ超の圧力でプレス加工される、項目８１に記載の方法。
項目８３。半加工品は、約１００ｍｍ超、約２００ｍｍ超、約３００ｍｍ超、約４００ｍｍ超、約５００ｍｍ超、約６００ｍｍ超、約７００ｍｍ超、および約８００ｍｍ超の少なくとも１つの寸法を有する、項目８１に記載の方法。
項目８４。原材料を焼結するステップは、原材料を加熱するステップを含む、項目５６に記載の方法。
項目８５。原材料を加熱するステップは、原材料を約３０日間超、約３５日間超、約４０日間超、約４５日間超、約５０日間超、約５５日間超、約６０日間超、約６５日間超、約７０日間超、約７５日間超、約８０日間超、および約８５日間超の加熱サイクル持続期間の間加熱するステップを含む、項目８４に記載の方法。
項目８６。原材料を加熱するステップは、原材料を約９０日間以下、約８５日間以下、約８０日間以下、約７５日間以下、約７０日間以下、約６５日間以下、約６０日間以下、約５５日間以下、約５０日間以下、約４５日間以下、および約４０日間以下の加熱サイクル持続期間の間加熱するステップを含む、項目８４に記載の方法。
項目８７。原材料を加熱するステップは、約１５００℃超、約１５５０℃超、および約１６００℃超の温度で原材料を加熱するステップを含む、項目８４に記載の方法。
項目８８。原材料を加熱するステップは、約1６５０℃以下、約１６００℃以下、および約１５５０℃以下の温度で原材料を加熱するステップを含む、項目８４に記載の方法。
項目８９。本体は、本体の全体積に対して、約１０体積％以下、約９体積％以下、約８体積％以下、約７体積％以下、約６体積％以下、約５体積％以下、約４体積％以下、約３体積％以下、約２体積％以下、約１体積％以下、約０．５体積％以下、および約０．１体積％以下の開放気孔率を含む、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目９０。本体は、本体の全体積に対して、少なくとも約０．００１体積％、少なくとも約０．０１体積％、少なくとも約０．１体積％、少なくとも約０．５体積％、少なくとも約１体積％、少なくとも約２体積％、少なくとも約３体積％、少なくとも約４体積％，少なくとも約５体積％、少なくとも約６体積％、少なくとも約７体積％、および少なくとも約８体積％の開放気孔率を含む、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目９１。本体は、少なくとも約１５４の開放気孔率／密度ゼロ点（ＰＤＺＰ）を含み、ＰＤＺＰは式ＰＤＺＰ＝ＯＰ＋３５．８４４＊Ｄで定義され、Ｄは本体の密度であり、ＯＰは本体の開放気孔率である、項目１、２、３、４または５のいずれか１つに記載の構成要素。
項目９２。本体は、少なくとも約１５５、少なくとも約１５６、少なくとも約１５７、および少なくとも約１５８の開放気孔率／密度ゼロ点（ＰＤＺＰ）を含む、項目９１に記載の構成要素。
項目９３。本体は、約１５９以下の開放気孔率／密度ゼロ点（ＰＤＺＰ）を含み、ＰＤＺＰは式ＰＤＺＰ＝ＯＰ＋３５．８４４＊Ｄで定義され、Ｄは本体の密度であり、ＯＰは本体の開放気孔率である、請求項１、２、３、４または５のいずれか一項に記載の構成要素。
項目９４。本体は、約１５８以下、約１５７以下、約１５６以下、および約１５５以下の開放気孔率／密度ゼロ点（ＰＤＺＰ）を含む、項目９３に記載の構成要素。
Claims (13)
- ジルコン結晶粒を含み、外側部分と内部部分とを有する本体と、
前記ジルコン結晶粒間に存在し、また前記本体中に略均一に分布する遊離シリカ粒界相と
を含む構成要素であって、
前記本体は、前記本体の全重量に対して２重量％以下の含有量の遊離シリカを含み、
前記本体は、Ｔａ ２ Ｏ ５ 、ＴｉＯ ２ 、Ｎｂ ２ Ｏ ５ 、Ｆｅ ２ Ｏ ３ 、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される焼結助剤を含み、当該焼結助剤の含有量は元素単体換算として０．４４重量％超である、構成要素。 - ジルコン結晶粒を含み、外側部分と内部部分とを有する本体と、
前記ジルコン結晶粒間に存在する遊離シリカ粒界相と
を含む構成要素であって、
前記本体は、前記本体の全重量に対して２重量％以下の含有量の遊離シリカを含み、
前記本体は、
１．５５ＭＰａ．ｍ−０．５超の破壊靭性（Ｋ１ｃ）、
６０ＭＰａ超の破壊係数（ＭｏＲ）、
１７５ＧＰａ超の弾性率（ＭｏＥ）、
６．０ＧＰＡ超のビッカース硬度、および
これらの任意の組合せ
からなる群から選択される少なくとも１つの特性を備え、
前記本体は、Ｔａ ２ Ｏ ５ 、ＴｉＯ ２ 、Ｎｂ ２ Ｏ ５ 、Ｆｅ ２ Ｏ ３ 、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される焼結助剤を含み、当該焼結助剤の含有量は元素単体換算として０．４４重量％超である、構成要素。 - 前記遊離シリカは前記本体中に略均一に分布する、請求項２に記載の構成要素。
- 前記本体は、０．０５超の比ＣＢＳＡ／ＣＢＦＳを含み、ＣＢＳＡは前記本体の全重量に対する焼結助剤の重量％での含有量を表し、ＣＢＦＳは前記本体の全重量に対する遊離シリカの重量％での含有量を表す、請求項１または２のいずれか一項に記載の構成要素。
- 前記本体は、前記本体の全重量に対して０．５重量％以下の含有量のＡｌ２Ｏ３を含む、請求項１または２のいずれか一項に記載の構成要素。
- 前記本体は、５以下のＣＢＡｌ２Ｏ３／ＣＢＦＳの比を含み、ＣＢＡｌ２Ｏ３は前記本体の全重量に対するＡｌ２Ｏ３の重量％での含有量を表し、ＣＢＦＳは前記本体の全重量に対する遊離シリカの重量％での含有量を表す、請求項１または２のいずれか一項に記載の構成要素。
- 前記本体は、０．００７以下のＣＢＡｌ２Ｏ３／ＣＢＺｒＳｉＯ４の比を含み、ＣＢＡｌ２Ｏ３は前記本体の全重量に対するＡｌ２Ｏ３の重量％での含有量を表し、ＣＢＺｒＳｉＯ４は前記本体の全重量に対するＺｒＳｉＯ４の重量％での含有量を表す、請求項１または２のいずれか一項に記載の構成要素。
- 前記本体は、１３００℃で測定して５０ｐｐｍ／時以下のクリープ速度を有する、請求項１または２、３または４のいずれか一項に記載の構成要素。
- ジルコン構成要素を形成する方法であって、
ジルコン結晶粒を含む原材料粉末を準備するステップと、
Ｔａ ２ Ｏ ５ 、ＴｉＯ ２ 、Ｎｂ ２ Ｏ ５ 、Ｆｅ ２ Ｏ ３ 、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される焼結助剤を準備し、前記原材料粉末を前記焼結助剤と混ぜ合わせて、複合材料混合物を形成するステップと、
前記複合材料混合物を焼結して、ジルコン結晶粒、および前記ジルコン結晶粒間に存在し、かつ本体中に略均一に分布している遊離シリカ粒界相を含む前記本体を形成するステップと
を含む方法。 - 前記原材料粉末は、前記原材料粉末の全重量に対して２．０重量％以下の含有量の遊離シリカを含む、請求項９に記載の方法。
- 前記原材料粉末は、前記原材料粉末の全重量に対して０．５重量％以下の含有量のＡｌ２Ｏ３を含む、請求項９に記載の方法。
- 原材料粉末を準備するステップは、前記原材料粉末を粉砕するステップを含む、請求項９に記載の方法。
- 前記原材料粉末は１５μｍ以下の中央粒径（Ｄ５０）になるように粉砕される、請求項１２に記載の方法。
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