JP7432816B2 - ピンク系ジルコニア焼結体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
[1] Al2O3換算で3.0質量%以上30.0質量%以下のアルミニウムを含有し、残部が2mol%以上4mol%以下のエルビアを含有するジルコニアであり、アルミニウム酸化物の粒子を含み、なおかつ、試料厚み1.0mmにおけるD65光源に対する全光線透過率が10%以下であることを特徴とするジルコニア焼結体。
[2] 前記アルミニウム酸化物がアルミナである上記[1]に記載のジルコニア焼結体。
[3] 焼結体重量に対する鉄の含有量がFe2O3換算で0.1質量%未満である上記[1]又は[2]のいずれかに記載のジルコニア焼結体。
[4] 前記ジルコニアが、エルビアを含有するジルコニアゾルが熱処理されたジルコニアが焼結された状態のジルコニアである上記[1]乃至[3]のいずれかひとつに記載のジルコニア焼結体。
[5] 試料厚み1.0mmにおける色調が、以下を満たす上記[1]乃至[4]のいずれかひとつに記載のジルコニア焼結体。
89≦L*<100、5≦a*≦15、-2.0≦b*≦2.0
△b*=b* n/b* (-50) (式A)
△a*=a* n/a* (-50) (式B)
上記式において、△a*及び△b*は、それぞれ、受光角間の色相a*の差及び色相b*の差であり、a* n及びb* nは、それぞれ、受光角-50°以上30°以下のいずれかにおける色相a*及び色相b*、並びに、a* (-50)及びb* (-50)は、それぞれ、受光角-50°色相a*で及び色相b*である。
平均結晶粒径=(Nc+(1/2)×Ni)/(A/M2)
89≦L*<100、好ましくは90≦L*≦98、より好ましくは90≦L*≦95
5≦a*≦15、好ましくは7≦a*≦13、より好ましくは8≦a*≦12
-2.0≦b*≦2.0、好ましくは-1.5≦b*≦1.5、より好ましくは-1.0≦b*≦1.00
である。
光源 : F2光源
視野角 : 10°
△b*=b* n/b* (-50) (式A)
△a*=a* n/a* (-50) (式B)
光源 : F2光源
入射角 : 60°
受光角 : -50°~30°
測定試料 : (形状) 縦50mm×横50mm×厚さ3mmの板状
(表面粗さ) Ra≦0.02
レーザー回折法により測定される体積粒子径分布における50%径(メジアン径)を測定し、粉末の平均粒子径とした。
JIS K7361に準じた方法で、入射光として光源F2を使用した場合の全光線透過率を測定した。焼結体を両面研磨し、表面粗さ(Ra)≦0.02μmとしたものを測定試料とした。全光線透過率の測定は、濁度計(装置名:NDH2000、日本電色工業製)を使用し、入射光をD65光源とし、当該入射光における全光線透過率を測定した。
JIS Z8722に準じた方法で、焼結体試料の色調を測定した。測定には、一般的な分光測色計(装置名:CM-700d、コニカミノルタ社製)を用いた。測定条件は以下のとおりである。
光源 : F2光源
視野角 : 10°
JIS Z8722に準じた方法により、色違いを測定した。測定には、一般的な変角分光システム(装置名:GCMS-4、村上色彩技術研究所社製)を使用した。測定条件は以下のとおりである。
光源 : F2光源
入射角 : 60°
受光角 :-70°~70°
あおり角 : 0°
JIS R 1601に準じた方法で、焼結体試料の三点曲げ強度を測定した。測定は10回行い、その平均値を三点曲げ強度として採用した。測定は、幅4mm、厚さ3mmの柱形状の焼結体試料を用い、支点間距離30mmとして実施した。
JIS R 1634に準じた方法により焼結体の密度を測定し、実測密度を求めた。
(平均結晶粒径)
平均結晶粒径は走査型電子顕微鏡(装置名:JSM-6390LV、日本電子社製)を使用して得られたSEM観察図を使用したプラニメトリック法により求めた。SEM観察は、表面粗さ(Ra)≦0.02μmとなるまで研磨した焼結体を熱エッチングした焼結体試料について行った。SEM観察の条件は以下の通りである。
加速電圧 :15kV
観察倍率 :5000倍
上記式において、Ncは円内の結晶粒子数、Niは円の円周上の結晶粒子数、Aは円の面積、及び、Mは走査型電子顕微鏡観察の倍率である。
オキシ塩化ジルコニウム水溶液に対し、Er2O3濃度が3.2mol%となるようにエルビアを添加し、これを加水分解して水和ジルコニアゾルとした。得られた水和ジルコニアゾルを乾燥させ、大気中、1100℃、2時間で熱処理し、これをイオン交換水で十分に洗浄した。得られた3.2mol%エルビア安定化ジルコニアと、高純度アルミナ(住友化学製)とをイオン交換水に添加してスラリーとし、当該スラリーをボールミルを使用して湿式混合した。湿式混合において、適宜スラリーを抜き出し、スラリーの平均粒子径が0.50μmとなった時点でボールミルを止め、スラリーを回収した。回収後のスラリーを、大気中、110℃で乾燥し、以下の組成を有し、BET比表面積が11m2/gである粉末組成物を得た。
アルミナ : 3.0質量%
3.2mol%エルビア安定化ジルコニア: 残部
粉末組成物の組成を以下に示す組成に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。
アルミナ : 5.0質量%
3.2mol%エルビア安定化ジルコニア: 残部
粉末組成物の組成を以下に示す組成に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。
アルミナ : 10.0質量%
3.2mol%エルビア安定化ジルコニア: 残部
粉末組成物の組成を以下に示す組成に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。
アルミナ : 15.0質量%
3.2mol%エルビア安定化ジルコニア: 残部
粉末組成物の組成を以下に示す組成に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。
アルミナ : 0.05質量%
3.2mol%エルビア安定化ジルコニア: 残部
Claims (7)
- Al2O3換算で3.0質量%以上30.0質量%以下のアルミニウムを含有し、残部が2mol%以上4mol%以下のエルビアを含有するジルコニアであり、アルミニウム酸化物の粒子を含み、なおかつ、試料厚み1.0mmにおけるD65光源に対する全光線透過率が10%以下であり、かつ、以下の(式A)から求まる△b * の最大値が3.0以下であり、以下の(式B)から求まる△a * の最大値が0.6以下であることを特徴とするジルコニア焼結体。
△b * =b * n /b * (-50) (式A)
△a * =a * n /a * (-50) (式B)
上記式において、△a * 及び△b * は、それぞれ、受光角間の色相a * の差及び色相b * の差であり、a * n 及びb * n は、それぞれ、受光角-50°以上30°以下のいずれかにおける色相a * 及び色相b * 、並びに、a * (-50) 及びb * (-50) は、それぞれ、受光角-50°色相a * で及び色相b * である。 - 前記アルミニウム酸化物がアルミナである請求項1に記載のジルコニア焼結体。
- 焼結体重量に対する鉄の含有量がFe2O3換算で0.1質量%未満である請求項1又は2のいずれかに記載のジルコニア焼結体。
- 試料厚み1.0mmにおける色調が、以下を満たす請求項1乃至3のいずれか一項に記載のジルコニア焼結体。
89≦L * <100、5≦a * ≦15、-2.0≦b * ≦2.0 - 前記残部が2.5mol%以上3.5mol%以下のエルビアを含有するジルコニアである請求項1乃至4のいずれか一項に記載のジルコニア焼結体。
- 請求項1乃至5のいずれか一項に記載のジルコニア焼結体を含む部材。
- エルビアを含有するジルコニアゾルが熱処理されたジルコニアを焼結してジルコニア焼結体を得る、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のジルコニア焼結体の製造方法。
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