JP6658050B2 - Colored zirconia sintered body - Google Patents

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Description

本発明は、着色成分を含有するジルコニア焼結体に係る。より詳細には、本発明は、紫系の色調を呈するジルコニア焼結体に関する。   The present invention relates to a zirconia sintered body containing a coloring component. More specifically, the present invention relates to a zirconia sintered body having a purple color tone.

高い機械的強度と高い審美性を兼ね備えることから、着色ジルコニア焼結体は時計バンドやアクセサリー等の装飾部材に用いられている。さらに、最近はこれらの用途に加え、高級建材、各種構造部材等の機械部材、電子部品基板等のセラミックス電子部材、携帯電話、モバイル家電製品等の外装部材等への適用が検討されている。   Colored zirconia sintered bodies are used for decorative members such as watch bands and accessories because they have both high mechanical strength and high aesthetics. Further, recently, in addition to these uses, application to high-grade building materials, mechanical members such as various structural members, ceramic electronic members such as electronic component substrates, and exterior members such as mobile phones and mobile home electric appliances has been studied.

着色ジルコニア焼結体のひとつに、赤色から青色の中間的な色調として紫色を呈色する着色ジルコニア焼結体が検討されている。   As one of the colored zirconia sintered bodies, a colored zirconia sintered body that exhibits purple as an intermediate color tone from red to blue has been studied.

例えば酸化エルビウム、酸化ユーロピウム又は酸化ホルミウムのいずれかと、酸化亜鉛及び酸化アルミニウムを含有するジルコニア焼結体を含有するジルコニア焼結体が紫色を呈することが報告されている(特許文献1)。さらに、Nd又はCoOを含有するジルコニア−アルミナ複合酸化物が薄紫色を呈することが開示されている(特許文献2)。 For example, it has been reported that a zirconia sintered body containing one of erbium oxide, europium oxide and holmium oxide and a zirconia sintered body containing zinc oxide and aluminum oxide exhibits a purple color (Patent Document 1). Further, it is disclosed that a zirconia-alumina composite oxide containing Nd 2 O 3 or CoO exhibits a light purple color (Patent Document 2).

また、VとAlとを含むジルコニア焼結体が紫色を呈することが開示されている(特許文献3)。 Further, it is disclosed that a zirconia sintered body containing V 2 O 5 and Al 2 O 3 exhibits a purple color (Patent Document 3).

さらに、酸化エルビウムと安定化剤を含有するZrOにより淡桃白色を呈することが開示されている(特許文献4)。 Furthermore, it has been disclosed that ZrO 2 containing erbium oxide and a stabilizer gives a pale pink white color (Patent Document 4).

国際公開2009/157508号International Publication No. 2009/157508 特開平01−234364号JP-A-01-234364 特開平01−157462号JP-A-01-157462 特開平04−002658号JP-A-04-002658

特許文献1で開示されたジルコニア焼結体は、灰色に近い色調を呈するジルコニア焼結体であり、いわゆる紫色とは異なる色調を呈する。また、特許文献2及び3のジルコニア焼結体も灰色に近い色調を有するものであり、なおかつ、HIP処理によりはじめて製造できるものであった。HIP処理を行わない焼結体は紫色とは大きく異なる色調を呈するものであった。また、特許文献4はピンク色又は薄いピンク色を呈するジルコニア焼結体であり、紫色と異なる色調を呈する。   The zirconia sintered body disclosed in Patent Literature 1 is a zirconia sintered body having a color tone close to gray, and has a color tone different from a so-called purple color. Further, the zirconia sintered bodies of Patent Documents 2 and 3 also have a color tone close to gray, and can be manufactured only by HIP processing. The sintered body that was not subjected to the HIP treatment had a color tone significantly different from purple. Patent Literature 4 is a zirconia sintered body that exhibits a pink color or a light pink color, and exhibits a color tone different from purple.

本発明は、紫色を呈色するジルコニア焼結体であって、工業的な製造に適したものを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a purple zirconia sintered body suitable for industrial production.

本発明者らは上記課題に対して検討した。その結果、着色剤として主にコバルトとアルミニウムの複合酸化物と酸化エルビウムとを含み、なおかつ、亜鉛とアルミニウムとを一定の割合で含有するジルコニア焼結体が、紫色の色調を呈し、なおかつ、これが安定的に得られることを見出した。   The present inventors have studied the above problem. As a result, a zirconia sintered body mainly containing a composite oxide of cobalt and aluminum and erbium oxide as a coloring agent, and further containing zinc and aluminum at a certain ratio, exhibits a purple color tone, and It has been found that it can be obtained stably.

すなわち、本発明は、コバルトとアルミニウムとの複合酸化物、酸化エルビウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム及びジルコニアを含有し、なおかつ、コバルト、アルミニウム及び亜鉛の合計含有量が酸化物換算で5重量%以下であり、アルミニウムに対する亜鉛の重量比が酸化物換算で0.9未満であるジルコニア焼結体である。   That is, the present invention contains a composite oxide of cobalt and aluminum, erbium oxide, zinc oxide, aluminum oxide and zirconia, and the total content of cobalt, aluminum and zinc is 5% by weight or less in terms of oxide. The zirconia sintered body has a weight ratio of zinc to aluminum of less than 0.9 in terms of oxide.

以下、本発明のジルコニア焼結体について説明する。   Hereinafter, the zirconia sintered body of the present invention will be described.

本発明のジルコニア焼結体は、コバルトとアルミニウムとの複合酸化物、酸化亜鉛、酸化アルミニウム及び酸化エルビウム(以下、これらを個々に又はまとめて「着色酸化物」ともいう。)を含む。ジルコニア焼結体中のコバルト、アルミニウム、亜鉛及びエルビウムは着色剤として機能する。これら4つの異なる着色酸化物を含有することで、本発明のジルコニア焼結体が紫色、さらには赤味と青味を帯びた紫色を呈する。   The zirconia sintered body of the present invention contains a composite oxide of cobalt and aluminum, zinc oxide, aluminum oxide, and erbium oxide (hereinafter, these may be individually or collectively referred to as “colored oxide”). Cobalt, aluminum, zinc and erbium in the zirconia sintered body function as coloring agents. By containing these four different colored oxides, the zirconia sintered body of the present invention exhibits a purple color, and further, a reddish and bluish purple color.

本発明のジルコニア焼結体において、着色酸化物の合計含有量は20重量%以下、更には15重量%以下であればよい。着色酸化物及び含有量とすることで紫色を呈するジルコニア焼結体とすることができる。これに加え、繰返しの製造、特に繰返しの常圧焼結による製造においても色調の再現性が高くなる。呈色を明確にするため、着色酸化物の合計含有量は5重量%以上、更には7重量%以上であることが好ましい。   In the zirconia sintered body of the present invention, the total content of the colored oxides may be not more than 20% by weight, more preferably not more than 15% by weight. A zirconia sintered body exhibiting a purple color can be obtained by using the colored oxide and the content. In addition to this, the reproducibility of the color tone is also increased in repeated production, especially in repeated production under normal pressure sintering. In order to make the coloration clear, the total content of the colored oxides is preferably 5% by weight or more, more preferably 7% by weight or more.

なお、本発明のジルコニア焼結体における着色酸化物の含有量は、ジルコニア焼結体の重量に対する、各着色酸化物の重量割合である。各着色酸化物は、コバルトとアルミニウムとの複合酸化物をCoAl、酸化コバルトをCoO、酸化アルミニウムをAl、酸化エルビウムをEr及び酸化亜鉛をZnOとして、その含有量を求めればよい。 The content of the colored oxide in the zirconia sintered body of the present invention is a weight ratio of each colored oxide to the weight of the zirconia sintered body. The content of each colored oxide is as follows: CoAl 2 O 4 , CoO 2 as cobalt oxide, CoO as cobalt oxide, Al 2 O 3 as aluminum oxide, Er 2 O 3 as erbium oxide, and ZnO as zinc oxide. Should be obtained.

本発明のジルコニア焼結体はコバルトとアルミニウムとの複合酸化物(以下、「Co−Al複合酸化物」ともいう。)を含有する。Co−Al複合酸化物と、酸化エルビウムとを含有することで、本発明のジルコニア焼結体が紫系の色調を呈する。   The zirconia sintered body of the present invention contains a composite oxide of cobalt and aluminum (hereinafter, also referred to as “Co—Al composite oxide”). By containing the Co-Al composite oxide and erbium oxide, the zirconia sintered body of the present invention exhibits a purple color tone.

Co−Al複合酸化物は、スピネル構造を有するCo−Al複合酸化物であることが好ましく、コバルトアルミネート(CoAl)であることがより好ましい。コバルトアルミネートは一定の比率のコバルトとアルミニウムを均一に含有する。これにより、本発明のジルコニア焼結体はムラのない色調を呈する。一方、酸化コバルトと酸化アルミニウムとをそれぞれの酸化物として含むジルコニア焼結体は、焼結体中のコバルトとアルミニウムの分布が不均一になり易い。その結果、焼結体中に色ムラが生じやすい。特に単体としての酸化コバルトは、Co−Al複合酸化物とは異なった色調を呈し、目立つ色ムラが生じやすい。そのため、本発明のジルコニア焼結体はアルミニウムとの複合酸化物を形成していない酸化コバルトを含有しないこと、更には酸化コバルト、また更にはCoO及びCoを含有しないことが好ましい。 The Co—Al composite oxide is preferably a Co—Al composite oxide having a spinel structure, and more preferably cobalt aluminate (CoAl 2 O 4 ). Cobalt aluminate contains a certain ratio of cobalt and aluminum uniformly. Thereby, the zirconia sintered body of the present invention exhibits a uniform color tone. On the other hand, in a zirconia sintered body containing cobalt oxide and aluminum oxide as their respective oxides, the distribution of cobalt and aluminum in the sintered body tends to be uneven. As a result, color unevenness tends to occur in the sintered body. In particular, cobalt oxide as a single substance exhibits a color tone different from that of the Co—Al composite oxide, and conspicuous color unevenness is likely to occur. Therefore, it is preferable that the zirconia sintered body of the present invention does not contain cobalt oxide that does not form a composite oxide with aluminum, and further does not contain cobalt oxide, or further contains CoO and Co 3 O 4 .

本発明のジルコニア焼結体の色調は、主にCo−Al複合酸化物の含有量と酸化エルビウムの含有量との影響を受ける。そのため、酸化エルビウムの含有量により、Co−Al複合酸化物の好ましい含有量は異なる。Co−Al複合酸化物の含有量は、酸化物(CoAl)として換算した場合に0.01重量%以上1重量%以下、更には0.01重量%以上0.3重量%以下、また更には0.05重量%以上0.3重量%以下であることが挙げられる。 The color tone of the zirconia sintered body of the present invention is mainly affected by the content of the Co—Al composite oxide and the content of erbium oxide. Therefore, the preferable content of the Co—Al composite oxide differs depending on the content of erbium oxide. The content of the Co—Al composite oxide is 0.01% by weight or more and 1% by weight or less, more preferably 0.01% by weight or more and 0.3% by weight or less when converted as an oxide (CoAl 2 O 4 ). Further, the content is 0.05% by weight or more and 0.3% by weight or less.

本発明のジルコニア焼結体は酸化エルビウムを含む。Co−Al複合酸化物及び酸化エルビウムを含むことで紫味を帯びた色調を呈する。これに加え、酸化エルビウムはジルコニアの安定化剤としての機能がある。酸化エルビウムの含有量は5重量%以上、更には7重量%以上であることが好ましい。これにより、本発明のジルコニア焼結体が明るい紫色を呈することができる。一方、酸化エルビウムは15重量%以下、更には13重量%以下、また更には9重量%以下であることが好ましい。   The zirconia sintered body of the present invention contains erbium oxide. By containing the Co-Al composite oxide and erbium oxide, it exhibits a purplish color tone. In addition, erbium oxide has a function as a stabilizer for zirconia. The content of erbium oxide is preferably at least 5% by weight, more preferably at least 7% by weight. Thereby, the zirconia sintered body of the present invention can exhibit a bright purple color. On the other hand, erbium oxide is preferably 15% by weight or less, more preferably 13% by weight or less, and further preferably 9% by weight or less.

酸化エルビウムは、ジルコニアに固溶した状態又は酸化物の状態で、含有されていればよい。焼結体中の色ムラがより生じにくくなるため、酸化エルビウムはジルコニアに固溶した状態であること、すなわち、ジルコニアが酸化エルビウム含有ジルコニアであることが好ましい。   Erbium oxide may be contained in a state of solid solution in zirconia or in an oxide state. Since color unevenness in the sintered body is less likely to occur, it is preferable that erbium oxide is in a solid solution state with zirconia, that is, zirconia is erbium oxide-containing zirconia.

酸化エルビウムがジルコニアに固溶しているか否かは、ジルコニア焼結体の粉末X線回折(以下、「XRD」とする。)パターンにより確認することができる。すなわち、酸化エルビウムがジルコニアに固溶している場合、そのXRDパターンにおいて独立した酸化エルビウムのXRDピークが確認されない。   Whether or not erbium oxide is dissolved in zirconia can be confirmed by a powder X-ray diffraction (hereinafter referred to as “XRD”) pattern of the zirconia sintered body. That is, when erbium oxide is dissolved in zirconia, no independent XRD peak of erbium oxide is observed in the XRD pattern.

本発明のジルコニア焼結体は、酸化アルミニウム及び酸化亜鉛を含有する。Co−Al複合酸化物以外に酸化アルミニウムを含み、なおかつ、酸化亜鉛を含むことで、本発明のジルコニア焼結体の明度Lと色度bを制御することが可能であり、なおかつ、常圧焼結による繰返し製造において再現性高く紫色調を得ることができる。 The zirconia sintered body of the present invention contains aluminum oxide and zinc oxide. By containing aluminum oxide and zinc oxide in addition to the Co-Al composite oxide, it is possible to control the lightness L * and the chromaticity b * of the zirconia sintered body of the present invention, and A purple tone can be obtained with high reproducibility in repeated production by pressure sintering.

さらに、本発明のジルコニア焼結体は、アルミニウムに対する亜鉛の重量比(以下、「Zn/Al比」ともいう。)が酸化物換算で0.9未満、更には0.89以下である。Zn/Al比が高くなると、黄色味が強すぎる色調となり、青色味の弱い紫色色調になる。さらに、Zn/Al比が1.2を超えると焼結時に焼結体が割れやすくなる。明るい紫色を呈する焼結体を再現よく得られるようにするため、Zn/Al比は0.15以上、更には0.19以上であることが好ましい。好ましいZn/Al比の範囲として、0.15以上0.9未満、更には0.15以上0.89以下、また更には0.25以上0.85以下、また更には0.35以上0.6以下を挙げることができる。   Furthermore, the zirconia sintered body of the present invention has a weight ratio of zinc to aluminum (hereinafter, also referred to as “Zn / Al ratio”) of less than 0.9, and more preferably 0.89 or less in terms of oxide. When the Zn / Al ratio increases, the color tone becomes too yellow and the purple color tone becomes weaker. Further, when the Zn / Al ratio exceeds 1.2, the sintered body is easily cracked during sintering. In order to obtain a sintered body exhibiting a bright purple color with good reproducibility, the Zn / Al ratio is preferably 0.15 or more, more preferably 0.19 or more. A preferable range of the Zn / Al ratio is 0.15 or more and less than 0.9, furthermore, 0.15 or more and 0.89 or less, further 0.25 or more and 0.85 or less, or even 0.35 or more. 6 or less.

本発明のジルコニア焼結体の酸化亜鉛及び酸化アルミニウムの含有量は、Zn/Al比が上記の範囲であれば任意の含有量とすればよい。酸化亜鉛の含有量は、0.05重量%以上1.2重量%以下、更には0.15重量%以上1.05重量%以下であることが挙げられる。また、酸化アルミニウムの含有量は、0.25重量%以上2.0重量%以下、更には0.25重量%以上1.50重量%以下、またさらには0.5重量%以上、1.5重量%以下であることが挙げられる。   The content of zinc oxide and aluminum oxide in the zirconia sintered body of the present invention may be any content as long as the Zn / Al ratio is within the above range. The content of zinc oxide is 0.05% by weight or more and 1.2% by weight or less, and more preferably 0.15% by weight or more and 1.05% by weight or less. Further, the content of aluminum oxide is 0.25% by weight or more and 2.0% by weight or less, 0.25% by weight or more and 1.50% by weight or less, and further 0.5% by weight or more and 1.5% by weight % By weight or less.

本発明のジルコニア焼結体は、コバルト、アルミニウム及び亜鉛の合計含有量(以下、「着色金属量」ともいう。)が酸化物換算で5重量%以下である。着色金属量が5重量%を超えると明度Lが低くなりすぎ、明るい色調の焼結体が得られない。着色金属量は4重量%以下、更には2.85重量%以下であることが好ましい。さらに、着色金属量が2.1重量%以下であることで明度Lが高くなりやすく、焼結体の色調が明るくなる傾向がある。着色金属量は0.45重量%以上、更には0.6重量%以上であればよい。 The zirconia sintered body of the present invention has a total content of cobalt, aluminum, and zinc (hereinafter, also referred to as “colored metal amount”) of 5% by weight or less in terms of oxide. If the amount of the colored metal exceeds 5% by weight, the lightness L * becomes too low, and a sintered body having a bright color tone cannot be obtained. The amount of the colored metal is preferably 4% by weight or less, more preferably 2.85% by weight or less. Further, when the amount of the colored metal is 2.1% by weight or less, the lightness L * tends to be high, and the color tone of the sintered body tends to be bright. The amount of the colored metal may be 0.45% by weight or more, and more preferably 0.6% by weight or more.

着色金属量は、本発明のジルコニア焼結体の重量に対する、コバルト、アルミニウム及び亜鉛をそれぞれCoO、Al及びZnOに換算した合計重量の割合である。 The colored metal amount is a ratio of the total weight of cobalt, aluminum, and zinc converted to CoO, Al 2 O 3, and ZnO, respectively, based on the weight of the zirconia sintered body of the present invention.

本発明のジルコニア焼結体は、着色酸化物を含有し、残部がジルコニアである。ジルコニアは、安定化剤含有ジルコニアであることが好ましい。   The zirconia sintered body of the present invention contains a colored oxide, and the remainder is zirconia. The zirconia is preferably zirconia containing a stabilizer.

ジルコニアは安定化剤含有量が、2.0mol%以上5.0mol%以下、更には3.1mol%以上5.0mol%以下、また更には3.1mol%以上3.8mol%以下であればよい。安定化剤を上記の範囲で含むことで、焼結体中のジルコニアが正方晶ジルコニアの単相、又は正方晶を主相とするジルコニアとなる。これにより、本発明のジルコニア焼結体の機械的強度がより高くなる。   Zirconia may have a stabilizer content of 2.0 mol% or more and 5.0 mol% or less, further 3.1 mol% or more and 5.0 mol% or less, or even 3.1 mol% or more and 3.8 mol% or less. . By including the stabilizer in the above range, the zirconia in the sintered body becomes a single phase of tetragonal zirconia or zirconia having a tetragonal main phase. Thereby, the mechanical strength of the zirconia sintered body of the present invention becomes higher.

本発明のジルコニア焼結体における、安定化剤の含有量(mol%)は、ジルコニア焼結体中のジルコニア及び安定化剤の合計に対する安定化剤のモル割合であり、以下の式により求めることができる。   The content (mol%) of the stabilizer in the zirconia sintered body of the present invention is a molar ratio of the stabilizer to the total of zirconia and the stabilizer in the zirconia sintered body, and is determined by the following equation. Can be.

安定化剤の含有量(mol%)
=安定化剤(mol)/{安定化剤(mol)+ジルコニア(mol)}×100
上記式において、安定化剤は酸化物換算した場合のmol数である。
Stabilizer content (mol%)
= Stabilizer (mol) / {stabilizer (mol) + zirconia (mol)} x 100
In the above formula, the stabilizer is a mol number in terms of oxide.

ジルコニアに含まれる安定化剤は、少なくとも酸化エルビウムを含む。
安定化剤は、酸化エルビウム以外に焼結体の色調に大きく影響しないものを含んでいることが好ましく、酸化イットリウム(Y)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)、及び酸化セリウム(CeO)からなる群の少なくとも1種を含んでいることがより好ましく、ジルコニアは酸化エルビウム及び酸化イットリウム含含有ジルコニアであることが特に好ましい。
The stabilizer contained in zirconia contains at least erbium oxide.
The stabilizer preferably contains, besides erbium oxide, one that does not significantly affect the color tone of the sintered body, such as yttrium oxide (Y 2 O 3 ), magnesium oxide (MgO), calcium oxide (CaO), and oxide. More preferably, it contains at least one member of the group consisting of cerium (CeO 2 ), and the zirconia is particularly preferably zirconia containing erbium oxide and yttrium oxide.

ジルコニアが、安定化剤として酸化エルビウムと酸化イットリウムとを含むジルコニアである、酸化エルビウム及び酸化イットリウム含有ジルコニアである場合、酸化イットリウムの含有量に対し酸化エルビウムの含有量が大きいことが好ましく、酸化イットリウムに対する酸化エルビウムのモル割合(以下、「Er/Y比」ともいう。)が1を超える、更には2.5以上8.0以下、また更には3.0以上6.0以下、また更には3.0以上4.0以下であることが好ましい。 When zirconia is zirconia containing erbium oxide and yttrium oxide as a stabilizer, erbium oxide and yttrium oxide-containing zirconia, the content of erbium oxide is preferably larger than the content of yttrium oxide, and yttrium oxide is preferably used. The molar ratio of erbium oxide to γ (hereinafter, also referred to as “Er 2 O 3 / Y 2 O 3 ratio”) is more than 1, more preferably 2.5 or more to 8.0 or less, and further 3.0 or more to 6.0. It is preferably 0 or less, and more preferably 3.0 or more and 4.0 or less.

本発明のジルコニア焼結体は紫系の色調を呈するが、L表色系におけるL、a及びb(以下、それぞれを単に「L」、「a」及び「b」ともいう。)が、それぞれ、35≦L≦60、2≦a≦20及び−60≦b≦−10であることが挙げられる。 Although the zirconia sintered body of the present invention exhibits a purple color tone, L * , a * and b * in the L * a * b * color system (hereinafter, simply referred to as "L * ", "a * " and also referred to as a "b *".), respectively, and to be 35 ≦ L * ≦ 60,2 ≦ a * ≦ 20 and -60 ≦ b * ≦ -10.

より好ましくは、Lが39.5以上63.4以下、aが3.6以上14.2以下、及びbが−48.5以上−7.8以下である。更には9≦a≦20、及び、−60≦b≦−40であることが好ましい。これにより、本発明のジルコニア焼結体の色調がより鮮明な青紫となりやすい。 More preferably, L * is 39.5 or more and 63.4 or less, a * is 3.6 or more and 14.2 or less, and b * is -48.5 or more and -7.8 or less. More preferably, 9 ≦ a * ≦ 20 and −60 ≦ b * ≦ −40. Thereby, the color tone of the zirconia sintered body of the present invention tends to be clearer blue-violet.

本発明のジルコニア焼結体は強度が高いほど、これを適用できる用途が多くなる。そのため、本発明のジルコニア焼結体は、三点曲げ強度が1100MPa以上、更には1200MPa以上であることが好ましい。三点曲げ強度は1200MPa以上1350MPa以下であることが挙げられる。   The higher the strength of the zirconia sintered body of the present invention, the more applications to which it can be applied. Therefore, the zirconia sintered body of the present invention preferably has a three-point bending strength of 1100 MPa or more, more preferably 1200 MPa or more. The three-point bending strength may be 1200 MPa or more and 1350 MPa or less.

次に、本発明のジルコニア焼結体の製造方法について説明する。   Next, a method for producing a zirconia sintered body of the present invention will be described.

本発明のジルコニア焼結体は、コバルトとアルミニウムの複合酸化物、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化エルビウム及びジルコニアを上記の組成を満たすように混合した後に、これを成形及び焼結することで、これを製造することができる。   The zirconia sintered body of the present invention is formed by mixing and sintering a composite oxide of cobalt and aluminum, zinc oxide, aluminum oxide, erbium oxide and zirconia so as to satisfy the above composition. Can be manufactured.

さらに、本発明のジルコニア焼結体の好ましい製造方法として、コバルトとアルミニウムの複合酸化物、酸化亜鉛及び酸化アルミニウムと、酸化エルビウム含有ジルコニアとを混合する混合工程、得られた混合物を成形する成形工程、及び、得られた成形体を焼結する焼結工程、を含む製造方法を挙げることができる。   Further, as a preferred method for producing the zirconia sintered body of the present invention, a mixing step of mixing a composite oxide of cobalt and aluminum, zinc oxide and aluminum oxide, and erbium oxide-containing zirconia, and a forming step of forming the obtained mixture And a sintering step of sintering the obtained molded body.

混合工程では、コバルトとアルミニウムの複合酸化物(Co−Al複合酸化物)、酸化亜鉛及び酸化アルミニウムと、酸化エルビウム含有ジルコニアとを混合する。酸化エルビウム含有ジルコニアとCo−Al複合酸化物とを混合することで、得られるジルコニア焼結体中のエルビウムと、コバルト及びアルミニウムがより均一に分布する。これにより、より色ムラのなく紫系の呈色を示す焼結体となりやすい。   In the mixing step, a composite oxide of cobalt and aluminum (Co-Al composite oxide), zinc oxide and aluminum oxide, and erbium oxide-containing zirconia are mixed. By mixing the erbium oxide-containing zirconia and the Co-Al composite oxide, erbium, cobalt, and aluminum in the obtained zirconia sintered body are more uniformly distributed. As a result, the sintered body tends to exhibit a purple coloration without color unevenness.

酸化エルビウム含有ジルコニアは、酸化エルビウム固溶ジルコニアであることが好ましい。より好ましい酸化エルビウム固溶ジルコニアとして、水和ジルコニアゾル水溶液とエルビウム化合物とを混合、乾燥した後、1000℃以上1200℃以下で仮焼して得られた酸化エルビウム固溶ジルコニアを挙げることができる。   The erbium oxide-containing zirconia is preferably erbium oxide solid solution zirconia. As more preferred erbium oxide solid solution zirconia, erbium oxide solid solution zirconia obtained by mixing and drying an aqueous hydrated zirconia sol and an erbium compound, and then calcining at 1000 ° C to 1200 ° C can be exemplified.

エルビウム化合物としては、酸化エルビウム、水和酸化エルビウム、酸化エルビウムゾル、水酸化エルビウム、塩化エルビウム、及び硝酸エルビウムからなる群の少なくとも1種、更には酸化エルビウム又は塩化エルビウムの少なくともいずれかを挙げることができる。   Examples of the erbium compound include at least one of the group consisting of erbium oxide, hydrated erbium oxide, erbium oxide sol, erbium hydroxide, erbium chloride, and erbium nitrate, and further include at least one of erbium oxide and erbium chloride. it can.

また、水和ジルコニアゾル水溶液とエルビウム化合物とを混合する際に、酸化エルビウム以外の安定化剤又はその前駆体を混合してもよい。これにより、酸化エルビウム及び安定化剤が固溶したジルコニアとすることができる。   When mixing the hydrated zirconia sol aqueous solution and the erbium compound, a stabilizer other than erbium oxide or a precursor thereof may be mixed. Thereby, zirconia in which erbium oxide and the stabilizer are dissolved can be obtained.

安定化剤又はその前駆体として、イットリウム(Y)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、及びセリウム(Ce)からなる群の少なくとも1種の酸化物、水和酸化物、ゾル、水酸化物、塩化物、及び硝酸塩からなる群の少なくとも1種を挙げることができる。   As a stabilizer or a precursor thereof, at least one oxide, hydrated oxide, sol, or hydroxide of a group consisting of yttrium (Y), magnesium (Mg), calcium (Ca), and cerium (Ce) , Chlorides, and nitrates.

酸化エルビウム以外の安定化剤はイットリアであることが特に好ましいため、安定化剤又はその前駆体は、イットリア、水和イットリア、イットリアゾル、水酸化イットリウム、塩化イットリウム、及び硝酸イットリウムからなる群の少なくとも1種、更にはイットリア又は塩化イットリウムの少なくともいずれかを挙げることができる。   Since it is particularly preferable that the stabilizer other than erbium oxide is yttria, the stabilizer or its precursor is at least a member of the group consisting of yttria, hydrated yttria, yttria sol, yttrium hydroxide, yttrium chloride, and yttrium nitrate. At least one of yttria and yttrium chloride can be mentioned.

エルビウム化合物、必要に応じて安定化剤又はその前駆体、と混合後の水和ジルコニアゾルは、適宜乾燥及び仮焼すればよい。   The hydrated zirconia sol after mixing with the erbium compound and, if necessary, the stabilizer or its precursor, may be appropriately dried and calcined.

Co−Al複合酸化物、酸化亜鉛、及び酸化アルミニウムは、本発明のジルコニア焼結体の組成となるように、これらを酸化エルビウム含有ジルコニアと混合することが好ましい。   The Co-Al composite oxide, zinc oxide, and aluminum oxide are preferably mixed with erbium oxide-containing zirconia so that the composition of the zirconia sintered body of the present invention is obtained.

混合物中のCo−Al複合酸化物、酸化亜鉛、及び酸化アルミニウムの含有量としては、Co−Al複合酸化物が0.01重量%以上1重量%以下、酸化亜鉛が0.05重量%以上1.2重量%以下、及び酸化アルミニウムが0.25重量%以上2.0重量%以下であることが挙げられる。   The content of the Co—Al composite oxide, zinc oxide, and aluminum oxide in the mixture is 0.01 to 1% by weight of the Co—Al composite oxide and 0.05 to 1% by weight of the zinc oxide. 0.2% by weight or less, and aluminum oxide of 0.25% by weight or more and 2.0% by weight or less.

さらに、混合物中のZn/Al比が0.15以上0.9未満となるように、酸化アルミニウムと酸化亜鉛とを混合することが好ましい。これにより得られるジルコニア焼結体の明度が高くなり、より明確な紫色を呈する焼結体となる。   Further, it is preferable to mix aluminum oxide and zinc oxide such that the Zn / Al ratio in the mixture is 0.15 or more and less than 0.9. As a result, the brightness of the obtained zirconia sintered body increases, and the sintered body exhibits a clearer purple color.

得られる混合物の組成が均一になれば混合方法は任意であり、湿式混合又は乾式混合のいずれであってもよい。得られる混合物がより均一になるため混合は湿式混合であることが好ましく、ボールミルを使用した湿式混合であることがより好ましい。   The mixing method is arbitrary as long as the composition of the obtained mixture becomes uniform, and may be either wet mixing or dry mixing. Mixing is preferably wet mixing, and more preferably wet mixing using a ball mill, so that the resulting mixture becomes more uniform.

成形工程では、混合工程で得られた混合物を成形する。所望の形状の成形体が得られればその方法は任意である。成形方法として、プレス成形、冷間静水圧成形、シート成形、射出成形、及び鋳込み成形からなる群の少なくとも1種を挙げることができる。   In the forming step, the mixture obtained in the mixing step is formed. Any method can be used as long as a molded article having a desired shape can be obtained. Examples of the molding method include at least one of a group consisting of press molding, cold isostatic molding, sheet molding, injection molding, and cast molding.

焼結工程では、成形工程で得られた成形体を焼結させる。焼結方法は任意の方法を適用することができる。工業的な観点から、焼結工程は簡便な焼結方法であることが好ましく、常圧焼結であることが好ましい。なお、常圧焼結とは、焼結時に、成形体に対して外的な力を加えず単に加熱することにより焼結する方法である。   In the sintering step, the molded body obtained in the molding step is sintered. Any sintering method can be applied. From an industrial viewpoint, the sintering step is preferably a simple sintering method, and is preferably normal pressure sintering. In addition, the normal pressure sintering is a method of sintering by simply heating a compact without applying an external force to the compact during sintering.

焼結雰囲気は、酸化雰囲気、不活性雰囲気、又は還元雰囲気中のいずれかであってよいが、酸化雰囲気であること、更には大気中であることが好ましい。   The sintering atmosphere may be any of an oxidizing atmosphere, an inert atmosphere, and a reducing atmosphere, but is preferably an oxidizing atmosphere, and more preferably an air atmosphere.

焼結温度は、1300℃以上1500℃以下であればよい。   The sintering temperature may be from 1300 ° C to 1500 ° C.

常圧焼結後にHIP処理を行う等、2回以上の焼結処理を含む製造方法では、焼結体の色調が変化しやすく、再現性が低くなりやすい。そのため、本発明の製造方法は、900℃以上に加熱する処理が焼結工程のみであることが好ましく、焼結工程を大気中、1400℃以上1500℃以下の常圧焼結とし、当該焼結工程以降に焼結体を900℃以上に加熱処理する工程を有さないことが好ましい。本発明のジルコニア焼結体は、この様な焼結方法であっても、三点曲げ強度が1100MPa以上と高くなりやすい。   In a manufacturing method including two or more sintering processes, such as performing an HIP process after normal pressure sintering, the color tone of the sintered body tends to change, and reproducibility tends to be low. Therefore, in the manufacturing method of the present invention, it is preferable that the process of heating to 900 ° C. or more is only a sintering process, and the sintering process is performed under atmospheric pressure sintering at 1400 ° C. to 1500 ° C. in the air. It is preferable that there is no step of heating the sintered body to 900 ° C. or more after the step. The zirconia sintered body of the present invention tends to have a three-point bending strength of 1100 MPa or more even with such a sintering method.

本発明により、紫色を呈色するジルコニア焼結体であって、工業的な製造に適したものを提供することができる。   According to the present invention, a purple zirconia sintered body suitable for industrial production can be provided.

さらに、本発明のジルコニア焼結体は、審美性の高い紫色、更には青紫色を呈するため、公知のジルコニア焼結体の用途のみならず、各種外装部材などの装飾性を必要とする用途に用いることができる。   Furthermore, since the zirconia sintered body of the present invention exhibits an aesthetically high purple color, and further exhibits a bluish purple color, it is used not only for known zirconia sintered bodies but also for applications requiring decorative properties such as various exterior members. Can be used.

実施例22のジルコニア焼結体の粉末X線回折パターンPowder X-ray diffraction pattern of zirconia sintered body of Example 22

以下、本発明を具体的に説明する。しかしながら、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described specifically. However, the invention is not limited to these examples.

(密度の測定)
焼結体試料の密度は、アルキメデス法で測定した。
(色調の測定)
焼結体試料の色調は、JISZ8729に規定された色彩パラメーターL、a、bを測定した。色調の測定には焼結体表面を鏡面に研磨した面を測定した。色調の測定は3点行い、その平均値をもって各試料の色調とした。
なお、前処理として焼結体試料の表面を0.3mm研削し、研削痕がなくなるまで、鏡面研磨を実施した。
(焼結体の強度)
JIS R1601に準拠した方法により、焼結体試料の3点曲げ強度を測定した。
(Measurement of density)
The density of the sintered body sample was measured by the Archimedes method.
(Measurement of color tone)
The color tone of the sintered body sample was measured by measuring color parameters L * , a * , and b * specified in JISZ8729. To measure the color tone, the surface of the sintered body polished to a mirror surface was measured. The color tone was measured at three points, and the average value was used as the color tone of each sample.
As a pretreatment, the surface of the sintered body sample was ground by 0.3 mm and mirror-polished until no grinding marks were left.
(Strength of sintered body)
The three-point bending strength of the sintered body sample was measured by a method based on JIS R1601.

実施例1
オキシ塩化ジルコニウム水溶液を加水分解反応して水和ジルコニアゾルを得た。Y濃度が3.0mol%及びEr濃度が3.1mol%となるように、YCl及びErClを当該水和ジルコニアゾルに添加した。
Example 1
The aqueous solution of zirconium oxychloride was hydrolyzed to obtain a hydrated zirconia sol. YCl 3 and ErCl 3 were added to the hydrated zirconia sol such that the Y 2 O 3 concentration was 3.0 mol% and the Er 2 O 3 concentration was 3.1 mol%.

添加後のジルコニアゾルは、180℃で乾燥した後に、1150℃で2時間焼成して粉末とした。得られた粉末を蒸留水で水洗した後に、110℃で乾燥することで、0.72mol%のYと2.41mol%のErを含むジルコニア粉末を得た。
得られたジルコニア粉末に、CoAlが0.1重量%、ZnOが0.45重量%、及び、Alが0.75重量%となるように、得られたジルコニア粉末にCoAl粉末、ZnO粉末及びAl粉末を混合した。
得られた混合粉末に、蒸留水を加えて固形分濃度が45重量%のスラリーを得た。直径10mmのジルコニアボールを用いたボールミルによって、当該スラリーを粉砕混合した。粉砕混合は、混合粉末の粒子径がDmax≦5.5μmとなるようにして行った。
混合後、スラリーを乾燥、目開き180μmを通過させて原料粉末を得た。
The zirconia sol after the addition was dried at 180 ° C. and then fired at 1150 ° C. for 2 hours to obtain a powder. The obtained powder was washed with distilled water, and then dried at 110 ° C. to obtain a zirconia powder containing 0.72 mol% of Y 2 O 3 and 2.41 mol% of Er 2 O 3 .
CoAl 2 O 4 was added to the obtained zirconia powder in an amount of 0.1% by weight, ZnO was added in an amount of 0.45% by weight, and Al 2 O 3 was added in an amount of 0.75% by weight. 2 O 4 powder, ZnO powder and Al 2 O 3 powder were mixed.
Distilled water was added to the obtained mixed powder to obtain a slurry having a solid content of 45% by weight. The slurry was pulverized and mixed by a ball mill using zirconia balls having a diameter of 10 mm. The pulverization and mixing were performed such that the particle size of the mixed powder was Dmax ≦ 5.5 μm.
After mixing, the slurry was dried and passed through an opening of 180 μm to obtain a raw material powder.

当該原料粉末5gを直径25mmの金型に入れ、98MPaの成形圧力でプレス成形して成形体とした後、大気中、1450℃、昇温速度100℃/hr、保持2時間で焼結させて本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体は、密度が6.228g/cmであった。安定化剤含有量を表1、焼結体の組成を表2及び評価結果を表3に示す。 5 g of the raw material powder was put into a mold having a diameter of 25 mm, and press-molded at a molding pressure of 98 MPa to obtain a molded body. A zirconia sintered body of this example was obtained. The obtained zirconia sintered body had a density of 6.228 g / cm 3 . Table 1 shows the stabilizer content, Table 2 shows the composition of the sintered body, and Table 3 shows the evaluation results.

実施例2
CoAl粉末を0.30重量%としたこと、ZnO粉末を0.70重量%としたこと及びAl粉末を0.75重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表1、焼結体の組成を表2及び評価結果を表3に示す。
Example 2
A method similar to that of Example 1 except that the CoAl 2 O 4 powder was 0.30% by weight, the ZnO powder was 0.70% by weight, and the Al 2 O 3 powder was 0.75% by weight. Thus, a zirconia sintered body of this example was obtained. Table 1 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 2 shows the composition of the sintered body, and Table 3 shows the evaluation results.

実施例3
ZnO粉末を0.45重量%としたこと及びAl粉末を0.50重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表1、焼結体の組成を表2及び評価結果を表3に示す。
Example 3
A zirconia sintered body of this example was obtained in the same manner as in Example 1 except that the ZnO powder was set to 0.45% by weight and the Al 2 O 3 powder was set to 0.50% by weight. Table 1 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 2 shows the composition of the sintered body, and Table 3 shows the evaluation results.

実施例4
CoAl粉末を0.20重量%としたこと、ZnO粉末を0.90重量%としたこと及びAl粉末を1.50重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表1、焼結体の組成を表2及び評価結果を表3に示す。
Example 4
A method similar to that of Example 1 except that the CoAl 2 O 4 powder was 0.20% by weight, the ZnO powder was 0.90% by weight, and the Al 2 O 3 powder was 1.50% by weight. Thus, a zirconia sintered body of this example was obtained. Table 1 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 2 shows the composition of the sintered body, and Table 3 shows the evaluation results.

実施例5
Al粉末を0.50重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表1、焼結体の組成を表2及び評価結果を表3に示す。
Example 5
A zirconia sintered body of this example was obtained in the same manner as in Example 1, except that the Al 2 O 3 powder was changed to 0.50% by weight. Table 1 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 2 shows the composition of the sintered body, and Table 3 shows the evaluation results.

実施例6
CoAl粉末を0.05重量%としたこと及びZnO粉末を0.15重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表1、焼結体の組成を表2及び評価結果を表3に示す。
Example 6
A zirconia sintered body of this example was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of CoAl 2 O 4 powder was 0.05% by weight and the amount of ZnO powder was 0.15% by weight. Table 1 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 2 shows the composition of the sintered body, and Table 3 shows the evaluation results.

実施例7
CoAl粉末を0.20重量%としたこと、ZnO粉末を0.90重量%としたこと、及び、Al粉末を1.00重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表1、焼結体の組成を表2及び評価結果を表3に示す。
Example 7
Same as Example 1 except that the CoAl 2 O 4 powder was 0.20% by weight, the ZnO powder was 0.90% by weight, and the Al 2 O 3 powder was 1.00% by weight. The zirconia sintered body of this example was obtained by a suitable method. Table 1 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 2 shows the composition of the sintered body, and Table 3 shows the evaluation results.

実施例8
オキシ塩化ジルコニウム水溶液を加水分解反応して水和ジルコニアゾルを得た。Er濃度が4.66mol%となるようにErClを当該水和ジルコニアゾルに添加したしたこと以外は実施例1と同様な方法でジルコニア粉末を得た。得られたジルコニア粉末は4.66mol%のErを含んでいた。
当該ジルコニア粉末を使用したこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表1、焼結体の組成を表2及び評価結果を表3に示す。
Example 8
The aqueous solution of zirconium oxychloride was hydrolyzed to obtain a hydrated zirconia sol. A zirconia powder was obtained in the same manner as in Example 1, except that ErCl 3 was added to the hydrated zirconia sol such that the Er 2 O 3 concentration was 4.66 mol%. The obtained zirconia powder contained Er 2 O 3 of 4.66mol%.
A zirconia sintered body of this example was obtained in the same manner as in Example 1 except that the zirconia powder was used. Table 1 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 2 shows the composition of the sintered body, and Table 3 shows the evaluation results.

実施例9
オキシ塩化ジルコニウム水溶液を加水分解反応して水和ジルコニアゾルを得た。Y濃度が0.36mol%及びEr濃度が2.77mol%となるように、YCl及びErClを当該水和ジルコニアゾルに添加した。得られたジルコニア粉末は0.36mol%のY及び2.77mol%のErを含んでいた。
当該ジルコニア粉末を使用したこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表1、焼結体の組成を表2及び評価結果を表3に示す。
Example 9
The aqueous solution of zirconium oxychloride was hydrolyzed to obtain a hydrated zirconia sol. YCl 3 and ErCl 3 were added to the hydrated zirconia sol such that the Y 2 O 3 concentration was 0.36 mol% and the Er 2 O 3 concentration was 2.77 mol%. The resulting zirconia powder contained 0.36 mol% of Y 2 O 3 and 2.77 mol% of Er 2 O 3 .
A zirconia sintered body of this example was obtained in the same manner as in Example 1 except that the zirconia powder was used. Table 1 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 2 shows the composition of the sintered body, and Table 3 shows the evaluation results.

実施例10
CoAl粉末を0.05重量%としたこと、ZnO粉末を0.15重量%としたこと、及び、Al粉末を0.50重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表1、焼結体の組成を表2及び評価結果を表3に示す。
Example 10
Same as Example 1 except that CoAl 2 O 4 powder was 0.05% by weight, ZnO powder was 0.15% by weight, and Al 2 O 3 powder was 0.50% by weight. The zirconia sintered body of this example was obtained by a suitable method. Table 1 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 2 shows the composition of the sintered body, and Table 3 shows the evaluation results.

実施例11
CoAl粉末を0.05重量%としたこと、及び、ZnO粉末を0.25重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表1、焼結体の組成を表2及び評価結果を表3に示す。
Example 11
A zirconia sintered body of this example was obtained in the same manner as in Example 1, except that the CoAl 2 O 4 powder was 0.05% by weight and the ZnO powder was 0.25% by weight. Table 1 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 2 shows the composition of the sintered body, and Table 3 shows the evaluation results.

実施例12
CoAl粉末を0.20重量%としたこと、ZnO粉末を0.65重量%としたこと、及び、Al粉末を1.50重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表1、焼結体の組成を表2及び評価結果を表3に示す。
Example 12
Same as Example 1 except that the CoAl 2 O 4 powder was 0.20% by weight, the ZnO powder was 0.65% by weight, and the Al 2 O 3 powder was 1.50% by weight. The zirconia sintered body of this example was obtained by a suitable method. Table 1 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 2 shows the composition of the sintered body, and Table 3 shows the evaluation results.

実施例13
CoAl粉末を0.20重量%としたこと、ZnO粉末を0.75重量%としたこと、及び、Al粉末を1.25重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表1、焼結体の組成を表2及び評価結果を表3に示す。
Example 13
Same as Example 1 except that the CoAl 2 O 4 powder was 0.20% by weight, the ZnO powder was 0.75% by weight, and the Al 2 O 3 powder was 1.25% by weight. The zirconia sintered body of this example was obtained by a suitable method. Table 1 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 2 shows the composition of the sintered body, and Table 3 shows the evaluation results.

実施例14
CoAl粉末を0.05重量%としたこと、ZnO粉末を0.85重量%としたこと、及び、Al粉末を1.25重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表1、焼結体の組成を表2及び評価結果を表3に示す。
Example 14
Same as Example 1 except that the CoAl 2 O 4 powder was 0.05% by weight, the ZnO powder was 0.85% by weight, and the Al 2 O 3 powder was 1.25% by weight. The zirconia sintered body of this example was obtained by a suitable method. Table 1 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 2 shows the composition of the sintered body, and Table 3 shows the evaluation results.

実施例15
オキシ塩化ジルコニウム水溶液を加水分解反応して水和ジルコニアゾルを得た。Er濃度が3.16mol%となるようにErClを当該水和ジルコニアゾルに添加したしたこと以外は実施例1と同様な方法でジルコニア粉末を得た。得られたジルコニア粉末は3.16mol%のErを含んでいた。
Example 15
The aqueous solution of zirconium oxychloride was hydrolyzed to obtain a hydrated zirconia sol. A zirconia powder was obtained in the same manner as in Example 1, except that ErCl 3 was added to the hydrated zirconia sol such that the Er 2 O 3 concentration was 3.16 mol%. The obtained zirconia powder contained Er 2 O 3 of 3.16mol%.

当該ジルコニア粉末を使用したこと、CoAl粉末を0.20重量%としたこと、ZnO粉末を0.75重量%としたこと、及び、Al粉末を1.25重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表1、焼結体の組成を表2及び評価結果を表3に示す。 The zirconia powder was used, the CoAl 2 O 4 powder was 0.20% by weight, the ZnO powder was 0.75% by weight, and the Al 2 O 3 powder was 1.25% by weight. Except for this, the zirconia sintered body of this example was obtained in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 2 shows the composition of the sintered body, and Table 3 shows the evaluation results.

実施例16
CoAl粉末を0.30重量%としたこと、ZnO粉末を1.00重量%としたこと、及び、Al粉末を1.50重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表1、焼結体の組成を表2及び評価結果を表3に示す。
Example 16
Same as Example 1 except that the CoAl 2 O 4 powder was 0.30% by weight, the ZnO powder was 1.00% by weight, and the Al 2 O 3 powder was 1.50% by weight. The zirconia sintered body of this example was obtained by a suitable method. Table 1 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 2 shows the composition of the sintered body, and Table 3 shows the evaluation results.

実施例17
CoAl粉末を0.05重量%としたこと及び、Al粉末を1.00重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表1、焼結体の組成を表2及び評価結果を表3に示す。
Example 17
The zirconia sintered body of the present example was obtained in the same manner as in Example 1 except that the CoAl 2 O 4 powder was 0.05% by weight and the Al 2 O 3 powder was 1.00% by weight. Was. Table 1 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 2 shows the composition of the sintered body, and Table 3 shows the evaluation results.

実施例18
CoAl粉末を0.05重量%としたこと、ZnO粉末を0.85重量%としたこと、及び、Al粉末を1.00重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表1、焼結体の組成を表2及び評価結果を表3に示す。
Example 18
Same as Example 1 except that CoAl 2 O 4 powder was 0.05% by weight, ZnO powder was 0.85% by weight, and Al 2 O 3 powder was 1.00% by weight. The zirconia sintered body of this example was obtained by a suitable method. Table 1 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 2 shows the composition of the sintered body, and Table 3 shows the evaluation results.

実施例19
CoAl粉末を0.30重量%としたこと、ZnO粉末を0.95重量%としたこと、及び、Al粉末を1.50重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表1、焼結体の組成を表2及び評価結果を表3に示す。
Example 19
Same as Example 1 except that the CoAl 2 O 4 powder was 0.30% by weight, the ZnO powder was 0.95% by weight, and the Al 2 O 3 powder was 1.50% by weight. The zirconia sintered body of this example was obtained by a suitable method. Table 1 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 2 shows the composition of the sintered body, and Table 3 shows the evaluation results.

実施例20
CoAl粉末を0.05重量%としたこと、ZnO粉末を0.25重量%としたこと、及び、Al粉末を0.50重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表1、焼結体の組成を表2及び評価結果を表3に示す。
Example 20
Same as Example 1 except that CoAl 2 O 4 powder was 0.05% by weight, ZnO powder was 0.25% by weight, and Al 2 O 3 powder was 0.50% by weight. The zirconia sintered body of this example was obtained by a suitable method. Table 1 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 2 shows the composition of the sintered body, and Table 3 shows the evaluation results.

実施例21
CoAl粉末を0.20重量%としたこと、ZnO粉末を0.70重量%としたこと、及び、Al粉末を1.25重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表1、焼結体の組成を表2及び評価結果を表3に示す。
Example 21
Same as Example 1 except that the CoAl 2 O 4 powder was 0.20% by weight, the ZnO powder was 0.70% by weight, and the Al 2 O 3 powder was 1.25% by weight. The zirconia sintered body of this example was obtained by a suitable method. Table 1 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 2 shows the composition of the sintered body, and Table 3 shows the evaluation results.

実施例22
実施例15と同様な方法で得られた酸化エルビウム含有ジルコニア粉末を使用したこと以外は実施例1と同様な方法で本実施例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表1、焼結体の組成を表2及び評価結果を表3に示す。また、本実施例のジルコニア焼結体の三点曲げ強度は1240MPaであった。本実施例のジルコニア焼結体のXRDパターンを図1に示した。酸化エルビウムのピークがないことから、酸化エルビウムがジルコニアに固溶していることが確認できる。
Example 22
A zirconia sintered body of this example was obtained in the same manner as in Example 1, except that the erbium oxide-containing zirconia powder obtained in the same manner as in Example 15 was used. Table 1 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 2 shows the composition of the sintered body, and Table 3 shows the evaluation results. Further, the three-point bending strength of the zirconia sintered body of the present example was 1240 MPa. FIG. 1 shows an XRD pattern of the zirconia sintered body of this example. Since there is no peak of erbium oxide, it can be confirmed that erbium oxide is dissolved in zirconia.

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比較例1
オキシ塩化ジルコニウム水溶液を加水分解反応して水和ジルコニアゾルを得た。Er濃度が3.1mol%となるようにErClを当該水和ジルコニアゾルに添加したしたこと以外は実施例1と同様な方法でジルコニア粉末を得た。得られたジルコニア粉末は3.1mol%のErを含んでいた。
当該ジルコニア粉末を使用したこと、CoAl粉末を0.10重量%としたこと、ZnO粉末を混合しなかったこと、及び、Al粉末を0.15重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で本比較例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表4、焼結体の組成を表5及び評価結果を表6に示す。
本比較例のジルコニア焼結体は亜鉛を含有せず、その色調は赤黒い色であった。
Comparative Example 1
The aqueous solution of zirconium oxychloride was hydrolyzed to obtain a hydrated zirconia sol. A zirconia powder was obtained in the same manner as in Example 1, except that ErCl 3 was added to the hydrated zirconia sol such that the Er 2 O 3 concentration became 3.1 mol%. The obtained zirconia powder contained 3.1 mol% of Er 2 O 3 .
Except that the zirconia powder was used, CoAl 2 O 4 powder was 0.10% by weight, ZnO powder was not mixed, and Al 2 O 3 powder was 0.15% by weight. A zirconia sintered body of this comparative example was obtained in the same manner as in Example 1. Table 4 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 5 shows the composition of the sintered body, and Table 6 shows the evaluation results.
The zirconia sintered body of this comparative example did not contain zinc, and its color tone was red-black.

比較例2
オキシ塩化ジルコニウム水溶液を加水分解反応して水和ジルコニアゾルを得た。Y濃度が0.23mol%及びEr濃度が3.00mol%となるように、YCl及びErClを当該水和ジルコニアゾルに添加した。得られたジルコニア粉末は0.23mol%のY及び3.00mol%のErを含んでいた。
当該ジルコニア粉末を使用したこと、CoAl粉末を1.50重量%としたこと、ZnO粉末を3.00重量%としたこと、及び、Al粉末を3.00重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で本比較例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表4、焼結体の組成を表5及び評価結果を表6に示す。
本比較例のジルコニア焼結体は着色金属を多量に含むため、その色調は暗い青色であった。
Comparative Example 2
The aqueous solution of zirconium oxychloride was hydrolyzed to obtain a hydrated zirconia sol. YCl 3 and ErCl 3 were added to the hydrated zirconia sol such that the Y 2 O 3 concentration was 0.23 mol% and the Er 2 O 3 concentration was 3.00 mol%. The obtained zirconia powder contained Y 2 O 3 and 3.00 mol% of Er 2 O 3 of 0.23 mol%.
The zirconia powder was used, the CoAl 2 O 4 powder was 1.50% by weight, the ZnO powder was 3.00% by weight, and the Al 2 O 3 powder was 3.00% by weight. Except for this, a zirconia sintered body of this comparative example was obtained in the same manner as in Example 1. Table 4 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 5 shows the composition of the sintered body, and Table 6 shows the evaluation results.
Since the zirconia sintered body of this comparative example contained a large amount of a colored metal, the color tone was dark blue.

比較例3
CoAl粉末を0.05重量%としたこと、ZnO粉末を0.55重量%としたこと、及び、Al粉末を0.50重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で本比較例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表4、焼結体の組成を表5及び評価結果を表6に示す。
本比較例のジルコニア焼結体は着色金属を多量に含むため、その色調は微かに青味を帯びた赤色であった。
Comparative Example 3
Same as Example 1 except that the CoAl 2 O 4 powder was 0.05% by weight, the ZnO powder was 0.55% by weight, and the Al 2 O 3 powder was 0.50% by weight. The zirconia sintered body of this comparative example was obtained by a suitable method. Table 4 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 5 shows the composition of the sintered body, and Table 6 shows the evaluation results.
Since the zirconia sintered body of this comparative example contained a large amount of a colored metal, the color tone was slightly bluish red.

比較例4
オキシ塩化ジルコニウム水溶液を加水分解反応して水和ジルコニアゾルを得た。Y濃度が0.41mol%及びEr濃度が3.15mol%となるように、YCl及びErClを当該水和ジルコニアゾルに添加した。得られたジルコニア粉末は0.41mol%のY及び3.15mol%)のErを含んでいた。
当該ジルコニア粉末を使用したこと、CoAl粉末を2.50重量%としたこと、ZnO粉末を4.0重量%としたこと、及び、Al粉末を6.0重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で本比較例のジルコニア焼結体を得た。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表4、焼結体の組成を表5及び評価結果を表6に示す。
本比較例のジルコニア焼結体は着色金属を多量に含むため、その色調は鮮やかな青色であった。
Comparative Example 4
The aqueous solution of zirconium oxychloride was hydrolyzed to obtain a hydrated zirconia sol. YCl 3 and ErCl 3 were added to the hydrated zirconia sol such that the Y 2 O 3 concentration was 0.41 mol% and the Er 2 O 3 concentration was 3.15 mol%. The resulting zirconia powder contained 0.41 mol% of Y 2 O 3 and 3.15 mol%) of Er 2 O 3 .
The zirconia powder was used, the CoAl 2 O 4 powder was 2.50% by weight, the ZnO powder was 4.0% by weight, and the Al 2 O 3 powder was 6.0% by weight. Except for this, a zirconia sintered body of this comparative example was obtained in the same manner as in Example 1. Table 4 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, Table 5 shows the composition of the sintered body, and Table 6 shows the evaluation results.
Since the zirconia sintered body of this comparative example contained a large amount of a colored metal, the color tone was bright blue.

比較例5
CoAl粉末を0.10重量%としたこと、ZnO粉末を0.60重量%としたこと、及び、Al粉末を0.25重量%としたこと以外は実施例1と同様な方法で焼結した。しかしながら、焼結によりジルコニア焼結体は割れ、色調の評価ができなかった。得られたジルコニア焼結体の安定化剤含有量を表4及び焼結体の組成を表5に示す。
Comparative Example 5
Same as Example 1 except that the CoAl 2 O 4 powder was 0.10% by weight, the ZnO powder was 0.60% by weight, and the Al 2 O 3 powder was 0.25% by weight. In a simple manner. However, the zirconia sintered body was broken by sintering, and the color tone could not be evaluated. Table 4 shows the stabilizer content of the obtained zirconia sintered body, and Table 5 shows the composition of the sintered body.

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本発明のジルコニア焼結体は、高密度でなおかつ紫色で、使用により劣化した場合であっても安定した色相を呈する審美性に優れた焼結体であり、傷のつかない高級感のある宝飾品、装飾部材等の部材、例えば、時計部品、携帯用電子機器の外装部品等の様々な部材へ利用することができる。   The zirconia sintered body of the present invention is a high-density, high-purity treasure that is dense and purple, exhibits a stable hue even when deteriorated by use, and has excellent aesthetics. It can be used for various members such as ornaments and decorative members, for example, clock parts, exterior parts of portable electronic devices, and the like.

Claims (6)

コバルトとアルミニウムとの複合酸化物、酸化エルビウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム及びジルコニアを含有し、なおかつ、コバルト、アルミニウム及び亜鉛の合計含有量が酸化物換算で5重量%以下であり、アルミニウムに対する亜鉛の重量比が酸化物換算で0.9未満であるジルコニア焼結体。   It contains a composite oxide of cobalt and aluminum, erbium oxide, zinc oxide, aluminum oxide and zirconia, and has a total content of cobalt, aluminum and zinc of 5% by weight or less in terms of oxide, A zirconia sintered body having a weight ratio of less than 0.9 in terms of oxide. コバルトとアルミニウムとの複合酸化物、酸化亜鉛、酸化アルミニウム及び酸化エルビウムの合計含有量が20重量%以下である請求項1に記載のジルコニア焼結体。   The zirconia sintered body according to claim 1, wherein a total content of a composite oxide of cobalt and aluminum, zinc oxide, aluminum oxide, and erbium oxide is 20% by weight or less. 前記ジルコニアの安定化剤含有量が2.0mol%以上5.0mol%以下である請求項1又は2に記載のジルコニア焼結体。   3. The zirconia sintered body according to claim 1, wherein a content of the zirconia stabilizer is 2.0 mol% or more and 5.0 mol% or less. 4. 表色系におけるL、a及びbが、それぞれ、35≦L≦60、2≦a≦20、及び、−60≦b≦−10である請求項1乃至3のいずれか一項に記載のジルコニア焼結体。 L * a * b * L in color system *, claim a * and b *, respectively, 35 ≦ L * ≦ 60,2 ≦ a * ≦ 20, and a -60 ≦ b * ≦ -10 The zirconia sintered body according to any one of claims 1 to 3. コバルトとアルミニウムの複合酸化物、酸化亜鉛及び酸化アルミニウムと、酸化エルビウム含有ジルコニアとを混合する混合工程、得られた混合物を成形する成形工程、及び、得られた成形体を焼結する焼結工程、を含む請求項1乃至4のいずれか一項に記載のジルコニア焼結体の製造方法。   A mixing step of mixing a composite oxide of cobalt and aluminum, zinc oxide and aluminum oxide, and erbium oxide-containing zirconia, a forming step of forming the obtained mixture, and a sintering step of sintering the obtained formed body The method for producing a zirconia sintered body according to any one of claims 1 to 4, comprising: 前記焼結工程が、常圧焼結である請求項5に記載の製造方法。   The method according to claim 5, wherein the sintering step is normal pressure sintering.
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