JPH01286960A - Zirconia-based sintered form and production thereof - Google Patents

Zirconia-based sintered form and production thereof

Info

Publication number
JPH01286960A
JPH01286960A JP63116041A JP11604188A JPH01286960A JP H01286960 A JPH01286960 A JP H01286960A JP 63116041 A JP63116041 A JP 63116041A JP 11604188 A JP11604188 A JP 11604188A JP H01286960 A JPH01286960 A JP H01286960A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zirconia
sintered body
strength
powder
thermal conductivity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63116041A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiki Masaki
孝樹 正木
Yoshihiko Ueda
上田 佳彦
Mitsuhiko Furukawa
満彦 古川
Masaharu Shiroyama
城山 正治
Toyoshige Sasaki
佐々木 豊重
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Tungsten Co Ltd
Toray Industries Inc
Original Assignee
Nippon Tungsten Co Ltd
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Tungsten Co Ltd, Toray Industries Inc filed Critical Nippon Tungsten Co Ltd
Priority to JP63116041A priority Critical patent/JPH01286960A/en
Publication of JPH01286960A publication Critical patent/JPH01286960A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the title sintered form giving excellent thermal conductivity and hardness with reduced mechanical strength drop-off due to low temperature aging, retaining the mechanical strength and toughness inherent in high-strength zirconia, by specifying, within a specific range, the contribution of parallelized model in the composite rule to the composite state of the final sintered form. CONSTITUTION:In such a zirconia-based sintered form as to contain (A) zirconia or a stabilized zirconia containing, in the form of solid solution, pref. <=10mol% of Y2O3, MgO, CaO, CeO2 etc. and (B) 10-50 (pref., 20-40) vol.% of ceramic component(s) other than zirconia, e.g., SiC, AlN, TiN, ZrB2, TiB2, the contribution of parallelized model in the composite rule in said sintered form is specified as 0.2-0.6; thereby, the objective zirconia sintered form giving a thermal conductivity K as high as 0.015-0.1cal/cm.sec. deg.C, with both high mechanical strength and hardness, useful for various sorts of molds, metal-machining tools, internal combustion engine materials, cutter materials, medical materials, etc., can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高強度と高靭性と共に高熱伝導性と高硬度と
を兼ね備えたジルコニア系焼結体およびその製造法に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a zirconia-based sintered body that has high strength and toughness, as well as high thermal conductivity and high hardness, and a method for producing the same.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来ジルコニア焼結体としてY2O,、B4gO,Ca
b。
Conventional zirconia sintered bodies include Y2O,, B4gO, Ca
b.

CeO2等の安定化剤で部分安定化したジルコニアが高
強度ジルコニア焼結体として知られている。
Zirconia partially stabilized with a stabilizer such as CeO2 is known as a high-strength zirconia sintered body.

しかし、これらの部分安定化ジルコニアは硬さと靭性の
面でまだ十分ではなく、そのための各種の改善が行われ
ている。
However, these partially stabilized zirconias still do not have sufficient hardness and toughness, and various improvements have been made to this end.

その中で特開昭58−120571号公報には、いわゆ
る高靭性セラミックス焼結体と呼ばれるセラミックスが
記載されている。この焼結体はY2O,、MgO。
Among them, JP-A-58-120571 describes ceramics called high-toughness ceramic sintered bodies. This sintered body is Y2O, MgO.

CaO等の安定化剤を含む正方晶系および/または立方
晶系の構造をもつZrO2を30499.5重量%と、
残りが#、Siおよび周期律表のrVa、  Va、 
 VIa族元素のホウ化物、炭化物、窒化物、これらの
複合物およびAl 203 のうちの1種または2種以
上の混合物を0.5〜70重量%含有するものである。
30499.5% by weight of ZrO2 having a tetragonal and/or cubic structure containing a stabilizer such as CaO;
The rest are #, Si and the periodic table rVa, Va,
It contains 0.5 to 70% by weight of one or a mixture of two or more of Group VIa borides, carbides, nitrides, composites thereof, and Al 203 .

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、これらの組成を有するジルコニア系焼結体は強
度や靭性が優れている反面、熱伝導度やぼさにおいて劣
るという欠点がある。
However, while the zirconia-based sintered bodies having these compositions have excellent strength and toughness, they have the disadvantage of being inferior in thermal conductivity and roughness.

すなわち、正方晶の結晶構造を主体とする高強度ジルコ
ニアは常温で優れた強度や靭性を有するが、150 ℃
〜300 ℃で空気中で数10時間以上エージングする
と強度低下の割合が50%以上と大きく低下するという
欠点がある。また、熱伝導度は、約0゜QQ7cal/
sec −cm −tとセラミックス中では最も低い材
料の部類に属し、その結果、これら従来のジルコニア系
焼結体を刃物や切削工具や摺動部品として使用すると相
手部材であるセラミックス。
In other words, high-strength zirconia, which has a mainly tetragonal crystal structure, has excellent strength and toughness at room temperature, but at 150 °C
Aging in air at ~300°C for several tens of hours or more has the disadvantage that the rate of strength decline is as great as 50% or more. In addition, the thermal conductivity is approximately 0°QQ7cal/
sec - cm -t, which belongs to the lowest class of materials among ceramics, and as a result, when these conventional zirconia-based sintered bodies are used as blades, cutting tools, or sliding parts, they are mated with ceramics.

プラスチックスまたは金属との間で切断や切削や摺動に
よって発生した摩擦熱の伝播が悪いため、異常な蓄熱現
象や焼付きを生じ、この種の用途に使用できないのが現
状である。
At present, the propagation of frictional heat generated by cutting, cutting, or sliding between plastics or metals is poor, resulting in abnormal heat accumulation and seizure, making it impossible to use this type of application.

本発明において解決すべき課題は、高強度ジルコニア焼
結体が本来有する優れた強度と靭性を失うことなく、ま
た低温エージングによる強度低下が少なく、優れた熱伝
導度と硬さを発現させるための制御の条件を見出すこと
にある。
The problem to be solved by the present invention is to develop a high-strength zirconia sintered body that exhibits excellent thermal conductivity and hardness without losing its inherent excellent strength and toughness, and with little loss of strength due to low-temperature aging. The goal is to find the conditions for control.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明のジルコニア系焼結体は、ジルコニアを主成分と
し、且つ、少なくとも1種の、ジルコニアとは異なるセ
ラミックス成分を10〜50容量%含むジルコニア系焼
結体において、その複合状態を複合則における並列化モ
デルの寄与率が0.2〜0.6の範囲内に規定したもの
であって、これによって、熱伝導度Kが、0.015〜
0.1 cal/cm・sec ・”cの高い値を示す
高熱伝導度で、且つ高硬度と高強度を有するジルコニア
系焼結体を得ることができる。
The zirconia-based sintered body of the present invention is a zirconia-based sintered body containing zirconia as a main component and 10 to 50% by volume of at least one type of ceramic component different from zirconia, whose composite state is determined according to the compound law. The contribution rate of the parallel model is defined within the range of 0.2 to 0.6, and thereby the thermal conductivity K is 0.015 to 0.6.
It is possible to obtain a zirconia-based sintered body having high thermal conductivity exhibiting a high value of 0.1 cal/cm·sec·”c, as well as high hardness and high strength.

本発明において、ジルコニアとしては、Y2O3゜Mg
O,CaOおよびCeO2から選ばれた少なくとも1種
の酸化物が固溶しているものを使用することができる。
In the present invention, the zirconia is Y2O3゜Mg
It is possible to use a material in which at least one oxide selected from O, CaO and CeO2 is dissolved in solid solution.

Y2O,やMgO等の酸化物を含まぬジルコニアは高温
での結晶構造が正方晶や立方晶あるいは正方晶と立方晶
の混合相であり、冷却時に正方晶は単斜晶に変態するが
その際体積膨張を伴い、その結果セラミックスは破壊す
る。これを回避するため、純ジルコニアにY2O,やM
gO等の酸化物を固溶させて安定化させる。この結果、
焼結後のジルコニアの結晶構造は正方晶か、正方晶と立
方晶との混合相か、立方晶になる。場合によってこれら
の結晶構造に単斜晶の構造を一部含むが、その量は全体
に対して10モル%以下であるのが好ましい。上記の結
晶構造の種類は、添加する安定化剤の種類や割合によっ
て異なる。強度や靭性が優れたジルコニア系焼結体を得
るには、Y2O3にあっては2〜5モル%、MgOにあ
っては6〜10モル%、CaOにあっては4〜9モル%
、CeO□にあっては8〜15モル%を固溶して、正方
晶系を50モル%以上の結晶構造とする。また上記の安
定化剤はY2O,、MgO,Cab。
Zirconia, which does not contain oxides such as Y2O and MgO, has a crystal structure at high temperatures that is tetragonal, cubic, or a mixed phase of tetragonal and cubic, and when cooled, the tetragonal crystal transforms into monoclinic crystal. This is accompanied by volumetric expansion, and as a result, the ceramic is destroyed. In order to avoid this, pure zirconia has Y2O, M
Stabilize by dissolving oxides such as gO. As a result,
The crystal structure of zirconia after sintering is tetragonal, a mixed phase of tetragonal and cubic, or cubic. In some cases, these crystal structures include a part of monoclinic structure, but the amount thereof is preferably 10 mol % or less based on the total. The type of crystal structure described above varies depending on the type and proportion of the stabilizer added. To obtain a zirconia-based sintered body with excellent strength and toughness, 2 to 5 mol% for Y2O3, 6 to 10 mol% for MgO, and 4 to 9 mol% for CaO.
, CeO□ is dissolved in an amount of 8 to 15 mol % to form a tetragonal crystal structure of 50 mol % or more. Further, the above-mentioned stabilizers include Y2O, MgO, and Cab.

又はCeO,を少なくとも一種類を含むがその組合せで
もよい。またこれ以外にLa2O3やYb2LやEr、
0゜等の精工類の酸化物を少量加えて安定化させても良
い。
or CeO, but a combination thereof may also be used. In addition to this, La2O3, Yb2L, Er,
It may be stabilized by adding a small amount of a refined oxide such as 0°.

本発明jこおいて、ジルコニアに添加するセラミックス
成分は、10〜50容量%のWC,SiC,AIN、 
TiN。
In the present invention, the ceramic components added to zirconia include 10 to 50% by volume of WC, SiC, AIN,
TiN.

ZrB2およびTiB2から選ばれた少なくとも1種の
セラミックス成分とすることができる。また好ましい添
加物成分の量は20〜40容量%で強度が高くなり、並
列化モデルの寄与率が高(なる。
It can be at least one ceramic component selected from ZrB2 and TiB2. Further, a preferable amount of additive components is 20 to 40% by volume, which increases the strength and increases the contribution rate of the parallel model.

添加するセラミックス成分が10容量%未満では、ジル
コニア系焼結体の熱伝導度が低くなり、刃物や摺動部品
や切削工具として使用した場合には、摩擦による発熱に
対して効果が少なくなる。また、添加量が50容量%を
超えると緻密なジルコニア系焼結体が得られず、強度や
靭性や硬さ等の機械的特性が低下する。
If the added ceramic component is less than 10% by volume, the thermal conductivity of the zirconia-based sintered body will be low, and when used as a knife, sliding part, or cutting tool, it will be less effective against heat generation due to friction. Furthermore, if the amount added exceeds 50% by volume, a dense zirconia-based sintered body cannot be obtained, and mechanical properties such as strength, toughness, and hardness deteriorate.

本発明のジルコニア系焼結体は、上記セラミックス成分
中に第2のセラミックス成分を20容量%以下含有せし
めることによって、緻密なジルコニア系焼結体を低温で
得ることが可能になり、強度や硬さにおいて優れた焼結
体を得ることができ、電気伝導度を向上したり、熱衝撃
強度を向上せしめることができる。
In the zirconia-based sintered body of the present invention, a dense zirconia-based sintered body can be obtained at a low temperature by containing the second ceramic component in the above-mentioned ceramic component in an amount of 20% by volume or less, and the strength and hardness of the zirconia-based sintered body can be improved. A sintered body with excellent properties can be obtained, and the electrical conductivity and thermal shock strength can be improved.

この第2のセラミックス成分としては、上記のWC,S
+C,AlN、 TiN、 ZrLおよびTiB2等の
第1のセラミックス成分以外の■a族元素の硼化物、炭
化物、窒化物、これらの複合物およびアルミナ(A12
03)のうち少なくとも1種を使用できる。
As this second ceramic component, the above-mentioned WC, S
Boride, carbide, nitride of group a elements other than the first ceramic component such as +C, AlN, TiN, ZrL and TiB2, composites thereof and alumina (A12
At least one of 03) can be used.

また、本発明のジルコニア系焼結体は、複合剤における
並列化モデルの寄与率γ、がQ、2〜0.13の範囲に
あることを要件とする。
Further, the zirconia-based sintered body of the present invention is required that the contribution rate γ of the parallel model in the composite agent be in the range of Q, 2 to 0.13.

本発明において、並列化モデルの寄与率γ、は以下のよ
うに定義する。
In the present invention, the contribution rate γ of the parallelized model is defined as follows.

上記ジルコニア系焼結体の熱伝導度Kを等価な電気回路
に置き換えると熱流速は電流に、温度差は電圧、熱伝導
、度は電気伝導度に相当する。
When the thermal conductivity K of the zirconia-based sintered body is replaced with an equivalent electric circuit, heat flow rate corresponds to current, temperature difference corresponds to voltage, thermal conductivity, and degree corresponds to electrical conductivity.

したがって、2種類の異なったセラミックスからなるジ
ルコニア系焼結体の熱伝導度をKとし、それぞれのセラ
ミックスの熱伝導度をに1.に3、体積分率をV、、 
V2とすれば直列型モデルの場合の熱伝導度Koは、 として表わすことができる。
Therefore, let K be the thermal conductivity of a zirconia-based sintered body made of two different types of ceramics, and the thermal conductivity of each ceramic is 1. 3. Let the volume fraction be V,
If V2 is used, the thermal conductivity Ko in the case of the series model can be expressed as follows.

また、並列型モデルではその熱云導度に、は、Kp ”
V+に+ +V2に2    ’ ” ’ (2)と表
わすとすると、ジルコニア系焼結体としてジルコニアに
1種以上の添加物を含有した複合セラミックス焼結体の
場合も、同様に定義できるので直列型モデルの場合のn
成分のにaの一般式は、Kn   KI    L  
  Ka       に1として表わすことができる
In addition, in the parallel model, the thermal conductivity is, Kp ”
If V+ is expressed as + + V2 is 2 '''' (2), a composite ceramic sintered body containing one or more additives in zirconia as a zirconia-based sintered body can be defined in the same way, so it is a series type. n for the model
The general formula of the component a is Kn KI L
It can be expressed as 1 in Ka.

また、並列型モデルの場合のn成分・Kpの一般式は、 K、 =V、に、+V、に2+V3に、+ ・・+V、
IK、  ・−・(4)となる。
In addition, the general formula for n components/Kp in the case of a parallel model is: K, =V, +V, 2+V3, +...+V,
IK, ...(4).

ここに、例えばZrO□とWCを含む2成分系のジルコ
ニア系焼結体を例にとって説明する。
Here, a two-component zirconia-based sintered body containing, for example, ZrO□ and WC will be explained.

それぞれの成分が殆ど固溶しないとすると、複合化した
ジルコニア系焼結体のKは直列型と並列化モデルのそれ
ぞれの熱伝導度の組合せから、K=KoγD+にprp
    ・・・・(5)ただしγ。+r、=1    
’俸・・(6)となる。
Assuming that each component hardly dissolves in solid solution, K of the composite zirconia-based sintered body is prp
...(5) However, γ. +r,=1
'Salary...(6).

ここでγ。は直列型の寄与率、γ、は並列型の寄与率を
示す。
Here γ. represents the contribution rate of the series type, and γ represents the contribution rate of the parallel type.

この結果、ジルコニア系焼結体の複合剤における並列化
モデルの寄与率γ、は(1)、 (2)、 (5)及び
(6)式から として表わすことができる。
As a result, the contribution rate γ of the parallel model in the zirconia-based sintered composite can be expressed as from equations (1), (2), (5), and (6).

第1図から第3図は、上記ジルコニア(Zr02)中の
セラミックス成分粒子(WC)の分散状態をそれぞれ等
価の電気回路として模ホするものである。
FIGS. 1 to 3 each model the dispersion state of the ceramic component particles (WC) in the zirconia (Zr02) as equivalent electric circuits.

第1図は直列型を、第2図は並列型を、また、第3図は
その混合型を模型化して示すものである。
FIG. 1 shows a series type, FIG. 2 shows a parallel type, and FIG. 3 shows a mixed type.

すなわち、各図の分散の形態を左側に、その右側に等価
電気回路を、さらにその時の熱伝導度りとに、との関係
式(上記関係式(3)、(4)に相当)をそれぞれ第1
図と第2図に示す。さらに、第3図は上記ジルコニア(
ZrOz)  中のセラミックス成分粒子(WC)の分
散状態における関係が、上記関係式(5)と(6)とし
て表されることを示す。
In other words, the form of dispersion in each figure is shown on the left, the equivalent electric circuit is shown on the right, and the relational expressions (corresponding to relational expressions (3) and (4) above) are shown for the thermal conductivity at that time. 1st
As shown in Fig. and Fig. 2. Furthermore, Fig. 3 shows the above-mentioned zirconia (
This shows that the relationship in the dispersion state of ceramic component particles (WC) in ZrOz) is expressed as the above relational expressions (5) and (6).

すなわち、Kをジルコニア系焼結体の熱伝導度、K、と
vlをそれぞれZrO2の熱伝導度と容量%、に、とり
2をそれぞれ添加セラミックス成分の熱伝導度と容量%
とすると、これらの関係は、上記各関係式によって表す
ことができ、とくに本発明においては、γとして表され
る寄与率をジルコニア系セラミックスの制gB因子とす
るものである。
That is, K is the thermal conductivity of the zirconia-based sintered body, K and vl are the thermal conductivity and volume % of ZrO2, respectively, and 2 is the thermal conductivity and volume % of the added ceramic component, respectively.
Then, these relationships can be expressed by the above-mentioned relational expressions, and in particular, in the present invention, the contribution rate expressed as γ is used as the gB factor of the zirconia ceramic.

さらに、熱伝導度の大きさ1強度、硬さ等の機械的特性
の点から並列型の寄与率γ、によって、そのセラミック
ス成分の分散度を制御するもので、上記(7)式におい
てγ、が0.5 の場合に、2rO□と肛が均一に分散
した組織と考えられる。本発明は(7)式によるT、は
0.2 から0.6 の範囲まで許容できる。好ましく
は、0.4〜0.6 にあるように制御するものである
Furthermore, the degree of dispersion of the ceramic component is controlled by the contribution rate γ of the parallel type in terms of the magnitude of thermal conductivity, mechanical properties such as strength and hardness, and in the above equation (7), γ, When is 0.5, it is considered to be a tissue in which 2rO□ and anus are uniformly dispersed. In the present invention, T according to equation (7) can be allowed in the range of 0.2 to 0.6. Preferably, it is controlled to be between 0.4 and 0.6.

並列型の寄与率γ、が0.2〜0.′6の範囲を必要と
するのは、0.2未満ではZrO□とWCとが不均一な
組織となり気孔率や強度や硬さの低下をもたらし、また
、0.6を超えると熱伝導度は向上するが気孔゛率や強
度の低下をもたらすためである。
The contribution rate γ of the parallel type is 0.2 to 0. The reason for the need for a range of This is because although it improves the porosity and strength, it causes a decrease in porosity and strength.

複合則における寄与率は、ジルコニア系焼結体の組織す
なわちZrO□や添加物の粒子径や粒子の形状や形態や
粒子径の分布、すなわち粒子の分散状態や気孔のサイズ
や分布および焼結体の微細構造、すなわちZrO,とI
ICとの粒界の結合状態や粒子内の構造に依存すると考
えられる。
The contribution rate in the composite rule is determined by the structure of the zirconia-based sintered body, that is, the particle size of ZrO□ and additives, the shape and form of particles, and the distribution of particle size, that is, the dispersion state of particles, the size and distribution of pores, and the sintered body. The microstructure of ZrO, and I
It is thought that it depends on the bonding state of the grain boundaries with the IC and the structure within the grains.

並列型の寄与率T、を上記の範囲とすることによって熱
伝導度が高く、硬さ9強度および熱衝撃強度の優れた焼
結体が得られる。更に、好ましい0.4〜0.6 の範
囲ではより均一な組織が得られ、機械的および熱的性質
に優れたものが得られる。
By setting the parallel type contribution factor T within the above range, a sintered body with high thermal conductivity, excellent hardness 9 strength and thermal shock strength can be obtained. Further, in a preferable range of 0.4 to 0.6, a more uniform structure can be obtained, and one with excellent mechanical and thermal properties can be obtained.

ジルコニア系焼結体は並列化型モデル寄与率が0.2〜
0.6の範囲にあるとき、エージングによる強度低下が
非常に少なく、耐食性も優れたものとなる。例えばZr
O,にwCを10〜50容量%含み、並列化型モデル寄
与率が0.2〜0.6 の範囲にあるとき、150 ℃
から300 ℃で1.000時間のエージングによって
も強度低下が初期値の10%以下で、ZrO,の正方晶
から単斜晶への変態率も初期値の10%以下である。
For zirconia-based sintered bodies, the parallel model contribution rate is 0.2~
When it is in the range of 0.6, there is very little decrease in strength due to aging, and the corrosion resistance is also excellent. For example, Zr
150 °C when O, contains 10 to 50% by volume of wC and the parallelized model contribution rate is in the range of 0.2 to 0.6.
Even after aging at 300° C. for 1,000 hours, the decrease in strength is less than 10% of the initial value, and the transformation rate from tetragonal to monoclinic ZrO is also less than 10% of the initial value.

このように強度低下や単斜晶への変態の割合が少ない理
由の一つとしては、ZrO,に対してヤング率や熱膨張
係数の小さいIIc、 SiC,#N、 TiN、 Z
rLおよびTiB2を含む焼結体では残留応力の測定の
結果、ZrO,粒子マトリックスに圧縮応力場が作用し
、変態を抑制する効果や変態を誘起しない添加物がZr
O2との粒界にあると、ZrO,粒子が変態しても添加
したセラミックス成分によって変態が停止したり、変態
のエネルギーが吸収されることによるものと考えられる
One of the reasons why the rate of strength reduction and monoclinic transformation is small is that IIc, SiC, #N, TiN, and Z have a smaller Young's modulus and coefficient of thermal expansion than ZrO.
Residual stress measurements of sintered bodies containing rL and TiB2 revealed that a compressive stress field acts on ZrO and the particle matrix, and that ZrO has the effect of suppressing transformation and that additives that do not induce transformation
This is thought to be due to the fact that even if the ZrO particles are transformed, the added ceramic component stops the transformation or absorbs the energy of the transformation when it is present at the grain boundary with O2.

さらに本発明のジルコニア系焼結体は、従来の高強度ジ
ルコニアが有する高温強度が低い欠点が改良され、60
0 ℃以上でも強度低下が少ないという利点を有する。
Furthermore, the zirconia-based sintered body of the present invention has improved the drawback of low high-temperature strength that conventional high-strength zirconia has.
It has the advantage that there is little decrease in strength even at temperatures above 0°C.

この理由は明らかではないが、ZrO2に高温でも塑性
変形のしにくいセラミックス成分が均一に分散された状
態にあることによって、分散強化機構や析出物と亀裂等
との相互作用により、亀裂の伝播が高温で抑制されるた
め高温強度が向上するものと考えられる。
The reason for this is not clear, but because ceramic components that are difficult to deform plastically even at high temperatures are uniformly dispersed in ZrO2, crack propagation is inhibited due to the dispersion strengthening mechanism and interaction between precipitates and cracks. It is thought that the high temperature strength is improved because it is suppressed at high temperatures.

本発明のジルコニア系焼結体の粒子径は、ZrLの粒子
径が0.3〜0.8虜の範囲にあることが望ましい。0
.3s以下では正方晶のジルコニア粒子が単斜晶へ変態
することによって強度や靭性が向上する、いわゆる応力
誘起型変態機構の作用が低下する結果、強度や靭性が低
下するようになる。また、0.8IEnを超えると焼結
後の冷却過程で正方晶のジルコニア粒子が単斜晶のジル
コニアに変態が容易に起こり、強度や靭性が低下するよ
うになる。
As for the particle size of the zirconia-based sintered body of the present invention, it is desirable that the particle size of ZrL is in the range of 0.3 to 0.8 mm. 0
.. At 3 seconds or less, the effect of the so-called stress-induced transformation mechanism, which improves strength and toughness by transforming tetragonal zirconia particles into monoclinic crystals, decreases, resulting in a decrease in strength and toughness. Moreover, if it exceeds 0.8 IEn, tetragonal zirconia particles are easily transformed into monoclinic zirconia during the cooling process after sintering, resulting in a decrease in strength and toughness.

また、ジルコニアにAINを添加した焼結体では、焼結
温度や雰囲気によってジルコニアがAlN と反応し#
20□やZrN等の化合物を形成する場合がある。
In addition, in a sintered body in which AIN is added to zirconia, zirconia reacts with AlN depending on the sintering temperature and atmosphere.
Compounds such as 20□ and ZrN may be formed.

また、ZrO□とSiCが反応し、粒界に別の化合物(
例えばガラス相)を形成し、立方晶や正方晶ZrO2粒
子内構造の微細化や正方晶ZrO2粒子の単斜晶への変
態によって、強度低下する等の問題がある。
In addition, ZrO□ and SiC react, and another compound (
For example, a glass phase) is formed, and there are problems such as a decrease in strength due to the refinement of the internal structure of cubic or tetragonal ZrO2 particles or the transformation of tetragonal ZrO2 particles to monoclinic.

したがって、本発明のジルコニア系焼結体の粒子組織は
、ジルコニア粒子とWC,SiC,#N、 TiN。
Therefore, the grain structure of the zirconia-based sintered body of the present invention includes zirconia particles and WC, SiC, #N, and TiN.

ZrB2およびTiB2等のセラミックス成分の粒子と
がお互いに固溶せずに、相互に均一に分散しているのが
好ましい。
It is preferable that particles of ceramic components such as ZrB2 and TiB2 are mutually uniformly dispersed without forming a solid solution with each other.

ここでZrO,とAlN との反応を回避するためには
、混合粉末を作成する過程でAlN粒子の周りにAii
’ 202粒子の膜を形成し、焼結すると効果がある。
Here, in order to avoid the reaction between ZrO and AlN, it is necessary to add Aii around the AlN particles during the process of creating the mixed powder.
' It is effective to form a film of 202 particles and sinter it.

AlNの周りにAl 20 、l 膜を形成するには、
AlN粉末を空気中で300 ℃〜800 ℃の温度で
数時間から数十時間熱処理した粉末を使用することによ
って可能である。
To form an Al 20 , l film around AlN,
This is possible by using AlN powder heat-treated in air at a temperature of 300° C. to 800° C. for several hours to several tens of hours.

また、ZrO2とSiCとの反応を回避するためには、
#、01. Er20.、 B、CあるいはC等を1〜
10重量%添加した混合粉末を使用すると効果がある。
In addition, in order to avoid the reaction between ZrO2 and SiC,
#, 01. Er20. , B, C or C etc. from 1 to
It is effective to use a mixed powder containing 10% by weight.

本発明のジルコニア系焼結体の中には、熱伝導度が高く
硬さや強度の優れた特性を有し、且つ電気伝導性がある
ため放電加工が可能であり、その結果、WC,TiN、
 ZrB1やTlB2を含む組織では、ダイスや金型部
品として使用するために必要である複雑な加工や精密加
工が可能である。
Some of the zirconia-based sintered bodies of the present invention have high thermal conductivity, excellent hardness and strength, and are electrically conductive, so electrical discharge machining is possible, and as a result, WC, TiN,
Structures containing ZrB1 and TlB2 can be subjected to complex processing and precision processing necessary for use as dies and mold parts.

上記の特性を有する本発明のジルコニア系焼結体は、例
えば以下のようにして製造することができる。
The zirconia-based sintered body of the present invention having the above characteristics can be produced, for example, as follows.

まず、純度が99.5%以上のジルコニア粉末に純度が
99.5%以上のイツトリア(Y2O3) 、マグネシ
ア(MgO)  、カルシア(Cab)およびセリア(
CeO,)から選ばれた少なくとも1種の酸化物が固溶
した粉末と、純度が99.5%以上の炭化タングステン
(WC) 。
First, zirconia powder with a purity of 99.5% or more is mixed with ittria (Y2O3), magnesia (MgO), calcia (Cab), and ceria (with a purity of 99.5% or more).
A powder in which at least one oxide selected from CeO, ) is dissolved in solid solution, and tungsten carbide (WC) with a purity of 99.5% or more.

炭化珪素(SiC)、  窒化アルミニウム(All!
N)、  窒化チタン(TiN)、硼化ジルコニウム(
ZrL)および硼化チタン(Ti82)から選ばれた少
なくとも1種のセラミックス粉末の10〜50容量%と
の混合粉末を調製する。
Silicon carbide (SiC), aluminum nitride (All!
N), titanium nitride (TiN), zirconium boride (
A mixed powder with 10 to 50% by volume of at least one ceramic powder selected from ZrL) and titanium boride (Ti82) is prepared.

この混合粉末を、90%粒子径が2〜4p、50%粒子
径が0.5〜1.Q、can、比表面積が3〜15m’
/gとなるようにボールミルやアトライタにて湿式で混
合粉砕する。次に混合粉末のスラリーをスプレードライ
ヤにて造粒乾燥するか、またはミキサー等で均一に攪拌
しながら乾燥し、均質な乾燥粉末を作成する。
This mixed powder has a 90% particle size of 2 to 4p and a 50% particle size of 0.5 to 1. Q, can, specific surface area is 3-15m'
Mix and grind wetly using a ball mill or an attritor so that the weight of the mixture is 1/g. Next, the slurry of the mixed powder is granulated and dried using a spray dryer, or dried while being uniformly stirred using a mixer, etc., to create a homogeneous dry powder.

とくに、複合則の寄与率を0.2から0.6 の範囲に
するためには、90%粒子径が2〜4m150%粒子径
が0.5〜1゜0Js1比表面積が3〜15m’/gで
あるWC,SiC,UN、 TiN、 2rB2および
TiB2粉末の周りをY2O3,MgO,CaOまたは
CeO2が固溶したZrO,のゾルで均一にくるんだ後
、この混合物を500 ℃から900 ℃で仮焼した後
粉砕し、更に造粒か、又はミキサー等で均一に攪拌しな
がら乾燥することによってZrO□系粉末を作成するこ
とが好ましい。この際、凝集を少なくするために必要に
応じて分散剤を使用することができる。造粒乾燥や攪拌
乾燥する場合、所定のジルコニアと添加物成分とをスラ
リー混合する。ミキサー等による湿式混合では粉末と溶
媒(水やアセトン等)の割合、ボールミルやアトライタ
ーによる混合粉砕では、粉末、溶媒およびボールのそれ
ぞれの割合が最適となるように選定する。この際、通常
の乾燥器等の静止乾燥方法を用いたのでは、上記の酸化
物が固溶したジルコニア粉末、すなわち部分安定化ジル
コニア粉末と、添加成分であるWC,SiC,MN、 
TiN、 ZrL右よびTiB、等との比重の違いが大
きいため、ジルコニア粉末や添加成分が別々に凝集する
ことになり、成形、焼結後において均質な焼結体が得ら
れなくなり、熱伝導度1強度、硬さ等の低下をもたらす
。さら°に好ましくは、造粒乾燥後の粉末を溶媒の量を
通常の混合粉砕の半分以下にして粉砕し、沈殿を防止し
ながら乾燥することによってより均質な粉末を得ること
ができる。
In particular, in order to make the contribution rate of the compound law in the range of 0.2 to 0.6, the 90% particle diameter should be 2 to 4 m, the 50% particle diameter should be 0.5 to 1°0Js, the specific surface area should be 3 to 15 m'/ WC, SiC, UN, TiN, 2rB2, and TiB2 powders are uniformly wrapped in a sol of ZrO containing Y2O3, MgO, CaO, or CeO2 as a solid solution, and then this mixture is temporarily heated at 500 to 900 °C. It is preferable to create a ZrO□-based powder by pulverizing after baking and then granulating or drying while stirring uniformly with a mixer or the like. At this time, a dispersant may be used as necessary to reduce agglomeration. In the case of granulation drying or stirring drying, predetermined zirconia and additive components are mixed in a slurry. For wet mixing using a mixer, etc., the ratio of powder to solvent (water, acetone, etc.) is selected, and for mixing and grinding using a ball mill or attritor, the ratios of powder, solvent, and balls are selected to be optimal. At this time, if a static drying method such as a normal dryer is used, zirconia powder in which the above-mentioned oxide is solidly dissolved, that is, partially stabilized zirconia powder, and the additive components WC, SiC, MN,
Due to the large difference in specific gravity between TiN, ZrL, TiB, etc., the zirconia powder and additive components will aggregate separately, making it impossible to obtain a homogeneous sintered body after molding and sintering, resulting in poor thermal conductivity. 1. It causes a decrease in strength, hardness, etc. More preferably, a more homogeneous powder can be obtained by pulverizing the powder after granulation and drying using less than half the amount of solvent used in normal mixed pulverization and drying while preventing precipitation.

上記本発明において使用する添加成分は、ジルコニアと
比較して耐酸化性に劣る。したがって、水等の酸化性の
溶媒を用いた造粒乾燥においては、添加成分が酸化しな
いように、アトマイザの回転数や混合スラリーが最初に
通過する入口の乾燥温度条件を設定する必要がある。と
くにWCの場合には、入口の乾燥温度を130から23
0 ℃に、回転数を10.000から15.000pp
mの範囲に設定して乾燥造粒するか、酸素分圧1%以下
のN2又は不活性ガス密閉循環型の装置で有機溶媒を使
用して造粒乾燥することによって、酸化することなしに
均質な粉末を得ることができる。
The additive components used in the present invention have inferior oxidation resistance compared to zirconia. Therefore, in granulation drying using an oxidizing solvent such as water, it is necessary to set the rotational speed of the atomizer and the drying temperature conditions of the inlet through which the mixed slurry first passes, so that the added components are not oxidized. In particular, in the case of WC, the drying temperature at the inlet should be set from 130 to 23
0 °C, rotation speed from 10,000 to 15,000 pp
By drying and granulating in the range of m, or by granulating and drying using an organic solvent in a N2 or inert gas closed circulation type device with an oxygen partial pressure of 1% or less, it becomes homogeneous without oxidation. A fine powder can be obtained.

この粉末を成形、焼結することによってより優れたジル
コニア系焼結体が作成できる。
By molding and sintering this powder, a more excellent zirconia-based sintered body can be produced.

また上記の混合粉末の成形は、通常の成形法、例えば、
静水圧成形(ラバープレス)、金型成形。
Further, the above mixed powder can be molded using a normal molding method, for example,
Isostatic pressure molding (rubber press), mold molding.

射出成形、押出成形法等を用いることができるが、バイ
ンダの選定やバインダの脱脂には酸化物セラミックスと
異なり、中性や真空雰囲気下での脱脂が必要である。本
発明の熱伝導度や硬度が高く、しかも強度、靭性や熱衡
撃強度が優れたジルコニア系焼結体の場合には、加圧焼
結(PAS)や熱間加圧成形(ホットプレス、HP)に
よって予備焼結を行った後、熱間等方圧加圧(HIP)
  を適用することが好ましい。
Injection molding, extrusion molding, etc. can be used, but unlike oxide ceramics, it is necessary to select a binder and degrease the binder in a neutral or vacuum atmosphere. In the case of the zirconia-based sintered body of the present invention, which has high thermal conductivity and hardness, as well as excellent strength, toughness, and thermal equilibrium strength, pressure sintering (PAS), hot pressing, After pre-sintering by HP), hot isostatic pressing (HIP)
It is preferable to apply

真空焼結や中性雰囲気下での常圧焼結に比し、加圧焼結
は緻密な焼結体の作成に好都合である。
Pressure sintering is more convenient for producing dense sintered bodies than vacuum sintering or normal pressure sintering in a neutral atmosphere.

例えば2rO,にlICを10から50容量%添加した
ジルコニア系焼結体において真空焼結では開気孔が残存
する結果、熱間等方圧加圧法(IIIP)  で処理し
ても緻密な焼結体が得られない場合があるが、加圧焼結
法で作成した場合、95〜97%の相対密度で開気孔が
消滅するので、旧P処理によってほぼ理論密度を有する
焼結体が得られる効果がある。
For example, in a zirconia-based sintered body in which 10 to 50% by volume of lIC is added to 2rO, open pores remain after vacuum sintering, resulting in a dense sintered body even when processed by hot isostatic pressing (IIIP). However, when created using the pressure sintering method, open pores disappear at a relative density of 95 to 97%, so the old P treatment has the effect of obtaining a sintered body that has approximately the theoretical density. There is.

加圧焼結においては、通常の成形法で作成した成形体を
不活性雰囲気、例えば窒素(N2)やアルゴン(Ar)
ガス雰囲気下で圧力5〜300 kg/ cffl、温
度1550℃〜1800℃に昇温し、その温度に保持す
ることによって行う。好ましくは、圧力が50から30
0kg/cm”である加圧焼結の適用によって、前記添
加成分が焼結時に安定化ジルコニアと反応して別の化合
物を生成するのを回避したり、添加物成分の化学量論的
な組成からのずれや蒸発、あるいは添加成分が高温で炭
素や雰囲気ガスと反応して別の化合物が生成するのを防
ぐのに役立つ。また、加圧焼結の場合、高温まで結晶粒
生長を抑制できるのでより高温下で焼結が可能となる。
In pressure sintering, a molded body made by a normal molding method is placed in an inert atmosphere, such as nitrogen (N2) or argon (Ar).
It is carried out by raising the temperature to 1550°C to 1800°C under a gas atmosphere at a pressure of 5 to 300 kg/cffl and maintaining it at that temperature. Preferably the pressure is between 50 and 30
By applying pressure sintering with a pressure of 0 kg/cm", it is possible to avoid the additive components from reacting with the stabilized zirconia during sintering to form other compounds, and to avoid the stoichiometric composition of the additive components. This helps to prevent deviation and evaporation, or the formation of other compounds due to the reaction of added components with carbon or atmospheric gas at high temperatures.Also, in the case of pressure sintering, grain growth can be suppressed up to high temperatures. Therefore, sintering can be performed at higher temperatures.

また、ホットプレスにおいては、混合粉末を所要形状の
カーボンダイス内で非酸化性雰囲気中圧力100 kg
/cd以上、温度1450℃〜1750℃の下で焼結体
を作成する。
In addition, in hot pressing, the mixed powder is placed in a carbon die of the desired shape under a pressure of 100 kg in a non-oxidizing atmosphere.
/cd or more and a temperature of 1450°C to 1750°C to create a sintered body.

こうして、加圧焼結あるいはホットプレスによって、焼
結体の相対密度を96%以上、好ましくは98%以上と
なる条件で予備焼結した後、非酸化性雰囲気下で圧力1
.000 kg / cd以上、温度1450℃〜17
00℃で旧P法によって焼結する。
In this way, after pre-sintering the relative density of the sintered body by pressure sintering or hot pressing under conditions such that the relative density of the sintered body becomes 96% or more, preferably 98% or more, the pressure is 1
.. 000 kg/cd or more, temperature 1450℃~17
Sintered at 00°C using the old P method.

上記において予備焼結体の相対密度を96%以上とした
のはジルコニア粉末に比較し、添加成分は難焼結性材料
であり、塑性変形がし難いため、96%以上の相対密度
がないと、HTP処理によっても更に緻密な焼結体が得
られないためである。
In the above, the relative density of the preliminary sintered body was set to be 96% or more, compared to zirconia powder, because the additive component is a difficult-to-sinter material and is difficult to plastically deform. This is because a denser sintered body cannot be obtained even by HTP treatment.

〔実施例〕〔Example〕

実施例1 安定化剤としてY2O,を2.5モル%含む平均粒子径
0.5−のZrO□粉末とWC(純度99%、平均粒子
径0.6 Jin)、 SiC(純度99.5%、平均
粒子径0.4虜)粉末を表1に示す組成に湿式粉砕混合
した。混合後の粉末は90%粒子径が3.2虜、 50
%粒子径が0.9p、比表面積が11.5m″/gの微
粉末であった。
Example 1 ZrO□ powder with an average particle diameter of 0.5-1 containing 2.5 mol% of Y2O as a stabilizer, WC (purity 99%, average particle diameter 0.6 Jin), and SiC (purity 99.5%) , average particle size 0.4 mm) powder was wet-pulverized and mixed into the composition shown in Table 1. After mixing, the powder has a 90% particle size of 3.2 mm, 50
It was a fine powder with a % particle size of 0.9p and a specific surface area of 11.5 m''/g.

次に、この混合粉末を水中でミキサーで攪拌しなから造
粒乾燥した。乾燥条件は、乾燥空気の人口側温度200
 ℃、出口側温度107 ℃、アトマイザー回転数12
.000rpmであった。
Next, this mixed powder was stirred in water with a mixer and then granulated and dried. The drying conditions are: the artificial side temperature of the drying air is 200°C.
℃, outlet side temperature 107 ℃, atomizer rotation speed 12
.. 000 rpm.

次に、乾燥後の粉末を成形圧力2ton/ctlでラバ
ープレスした後、加圧焼結した。加圧焼結はアルゴン雰
囲気中で圧力50 kg / ctlにて温度1650
℃右よび1700℃で2時間保持して行った。こうして
得た予備焼結体の相対密度は96〜97.5%であった
Next, the dried powder was rubber pressed at a molding pressure of 2 tons/ctl, and then pressure sintered. Pressure sintering is performed at a pressure of 50 kg/ctl and a temperature of 1650 ml in an argon atmosphere.
The temperature was maintained at 1700°C for 2 hours. The relative density of the pre-sintered body thus obtained was 96-97.5%.

次に、この予備焼結体を非酸化性ガス雰囲気下で温度1
550℃及び1600℃で圧力2000 kg / c
iの条件で90分保持し、熱間静水圧加圧焼結(HIP
)  L、焼結体を得た。
Next, this pre-sintered body was heated to 1°C under a non-oxidizing gas atmosphere.
Pressure 2000 kg/c at 550℃ and 1600℃
Hold for 90 minutes under the conditions of i, and perform hot isostatic pressing (HIP).
) A sintered body was obtained.

また、比較のために、安定剤としてY2O,2,5モル
%を含む平均粒子径1.0pのZr[1,粉末とIIc
(純度99%、平均粒子径1.5 p)、 SiC(純
度99%、平均粒子径1.3m+)  の粉末をそれぞ
れ組成が20及び30容量%となるようにミキサーにて
湿式混合した。
For comparison, Zr[1, powder and
(purity 99%, average particle size 1.5 p) and SiC (purity 99%, average particle size 1.3 m+) powders were wet mixed in a mixer so that the compositions were 20 and 30% by volume, respectively.

混合後の粉末は90%粒子径が4.5 m、 50%粒
子径が1.2縛で、比表面積が6 m’ / gであっ
た。
The powder after mixing had a 90% particle size of 4.5 m, a 50% particle size of 1.2 m, and a specific surface area of 6 m'/g.

次に、この湿式混合後の粉末を乾燥器にて静止乾燥した
。更にこの混合粉末を黒鉛型に充填し、焼結温度150
0℃及び1600℃で圧力200 kg/catで1時
間保持してホットプレスし、焼結体を作成した。
Next, the wet-mixed powder was statically dried in a dryer. Furthermore, this mixed powder was filled into a graphite mold, and the sintering temperature was 150°C.
A sintered body was prepared by hot pressing at 0° C. and 1600° C. under a pressure of 200 kg/cat for 1 hour.

これらの焼結体より3 X 4 X40の曲げ試験及び
直径19X2の熱伝導度測定用試験片を切断、加工して
作成した後、表1に示すような諸物性と複合則の並列化
モデルの寄与率を測定した。
After cutting and processing test pieces for bending test of 3 x 4 x 40 and measuring thermal conductivity of diameter 19 x 2 from these sintered bodies, we created a parallel model of various physical properties and compound rules as shown in Table 1. The contribution rate was measured.

表1から明らかなように、本発明の焼結体は高熱伝導度
を有する高強度、高靭性材料であることは明らかである
As is clear from Table 1, it is clear that the sintered body of the present invention is a high-strength, high-toughness material with high thermal conductivity.

また、並列化モデルの寄与率(T、)が本発明の範囲内
にあると熱伝導度が高く、低気孔率で強度(TR3) 
や硬度が高く、優れていることが分かる。
Furthermore, if the contribution rate (T,) of the parallelized model is within the range of the present invention, the thermal conductivity is high, the porosity is low, and the strength (TR3) is high.
It can be seen that it has high hardness and excellent properties.

(各種物性の測定法) (1)  曲げ強度(TRS)  はJIS B12O
3により測定し、5本の平均値を示す。
(Methods for measuring various physical properties) (1) Flexural strength (TRS) is JIS B12O
3, and the average value of five measurements is shown.

(2) ビッカース硬さをビッカース硬度計にて荷重2
0kgにて測定した。
(2) Vickers hardness measured by Vickers hardness tester (load 2)
Measured at 0 kg.

(3)  熱伝導度は三鬼エンヂニアリング製TXP−
400を用い、室温(24℃)にて、レーザフラッシュ
法で測定した。
(3) Thermal conductivity is TXP- manufactured by Miki Engineering.
400 at room temperature (24° C.) by the laser flash method.

実施例2 安定化剤としてYaks 2.5モル%を含む平均粒子
径0.5JinのZrO,粉末とWC(純度99%、平
均粒子径0.6p)  を表2の組成にて湿式粉砕混合
し、実施例1と同様の粉末物性を得た。
Example 2 ZrO powder with an average particle size of 0.5Jin containing 2.5 mol% of Yaks as a stabilizer and WC (purity 99%, average particle size 0.6p) were wet-pulverized and mixed in the composition shown in Table 2. , the same powder properties as in Example 1 were obtained.

更に、上記のZrO,粉末に30容1%の(W、 Ti
、 Ta) C(WC:TiC:TaC=5:3:2.
  平均粒子径0.9p)および(T+Bz  Tic
) (Tic:4.8%、平均粒子径0.8p)。
Furthermore, 30 volumes of 1% (W, Ti) were added to the above ZrO powder.
, Ta) C(WC:TiC:TaC=5:3:2.
Average particle size 0.9p) and (T+Bz Tic
) (Tic: 4.8%, average particle size 0.8p).

20容量%及び30容■%のSiCに計0*、  Al
Osをそれぞれ添加して湿式粉砕混合し、表2に示す組
成の粉末を作成した。
20% by volume and 30% by volume of SiC with a total of 0*, Al
Os was added and wet-pulverized and mixed to produce powders having the compositions shown in Table 2.

混合後の粉末は90%粒子径が2.5〜4.0 tan
、 50%粒子径が0.7〜1.OIIJR,比表面積
が6〜l1m’/gの微粉末であった。
The powder after mixing has a 90% particle size of 2.5 to 4.0 tan
, 50% particle size is 0.7-1. OIIJR was a fine powder with a specific surface area of 6 to 11 m'/g.

次に、上記組成の湿式粉砕後のスラリーを容器に取り出
し、この容器を温度90℃に保持した浴槽中に入れ、ス
ラリーをミキサーにて均一に攪拌しながら水分を蒸発さ
せ、乾燥した。
Next, the wet-pulverized slurry having the above composition was taken out into a container, and the container was placed in a bathtub kept at a temperature of 90° C., and the slurry was uniformly stirred with a mixer to evaporate water and dried.

次に、乾燥後の粉末を黒鉛型に充填し、焼結温度150
0℃及び1600℃で圧力200 kg/carで1時
間保持してホットプレスし、焼結体を作成した。更にこ
の焼結体を実施例1と同様の条件の下で旧P処理して焼
結体を作成し、表2のような結果を得た。
Next, the dried powder was filled into a graphite mold and sintered at a temperature of 150
A sintered body was produced by hot pressing at 0°C and 1600°C under a pressure of 200 kg/car for 1 hour. Further, this sintered body was subjected to old P treatment under the same conditions as in Example 1 to produce a sintered body, and the results shown in Table 2 were obtained.

本発明の焼結体は複合則の並列化モデルの寄与率が0.
2〜0.6 の範囲内にあると、熱伝導度、硬さ1強度
がともに高く、気孔の少ない焼結体であることが分かる
In the sintered body of the present invention, the contribution rate of the parallelized model of the compound law is 0.
It can be seen that within the range of 2 to 0.6, the thermal conductivity, hardness and strength are both high, and the sintered body has few pores.

(以下、この頁余白) 〔発明の効果〕 本発明のジルコニア系焼結体は、焼結体の組織が均一で
、熱伝導度が高く、強度、靭性、硬さ。
(Hereinafter, this page margin) [Effects of the Invention] The zirconia-based sintered body of the present invention has a uniform structure, high thermal conductivity, strength, toughness, and hardness.

熱衝撃強度等の機械および熱的性質が優れ、また、従来
の高強度ジルコニアの欠点である200 ℃〜300℃
でのエージングによる強度低下や耐食性や600℃以上
での高温強度の低下を大幅に解消でき、各種金型、金属
切削用工具、木工用刃、樹脂切断用刃、摺動部材等の材
料として最適なもので広汎に利用され得るものである。
It has excellent mechanical and thermal properties such as thermal shock strength, and can be used at temperatures of 200°C to 300°C, which is a drawback of conventional high-strength zirconia.
It can significantly eliminate the decrease in strength due to aging, corrosion resistance, and high temperature strength at temperatures above 600℃, making it ideal as a material for various molds, metal cutting tools, woodworking blades, resin cutting blades, sliding parts, etc. It can be used widely.

A、高温強度、耐熱衝撃性(高熱伝導、低熱膨張)を必
要とする副燃焼室、ターボチャージャ、ピストンキャッ
プ、シリンダ、シリンダライチ、プレートエグゾースト
パルブヘッド、カスタービン7jl。
A. Sub-combustion chamber, turbocharger, piston cap, cylinder, cylinder lychee, plate exhaust valve head, and cast turbine 7JL that require high-temperature strength and thermal shock resistance (high thermal conductivity, low thermal expansion).

燃焼器、ノーズコーン、シニラッド、排気弁、各種断熱
部材等の内燃機関用材料。
Materials for internal combustion engines such as combustors, nose cones, sinirads, exhaust valves, and various insulation materials.

B、耐摩耗性、高強度、耐熱衝撃性を必要とするダイス
、ノズル、キャピラリ、精密測定用ブロックやゲージ、
リング、加熱シリンダ、断熱スペーサ、断熱スリーブ、
メカニカルシール、プランジャポンプ、ポンチ、バネ、
コイルスプリング、絞り加工工具、切削工具、軸受、ベ
アリング用ボール、粉砕機用ボール、ガイドロール、圧
延ロール。
B.Dice, nozzles, capillaries, precision measurement blocks and gauges that require wear resistance, high strength, and thermal shock resistance,
rings, heating cylinders, insulation spacers, insulation sleeves,
Mechanical seals, plunger pumps, punches, springs,
Coil springs, drawing tools, cutting tools, bearings, balls for bearings, balls for crushers, guide rolls, rolling rolls.

スラリー用ポンプのインペラー、スクリュー、スリーブ
、バルブ、オリフィス、タイル、ワイヤラッピング用ス
リーブ、ドライバー、糸道ガイド等の各種産業機械用材
料。
Materials for various industrial machines such as slurry pump impellers, screws, sleeves, valves, orifices, tiles, wire wrapping sleeves, drivers, thread guides, etc.

C1耐摩耗性、靭性、熱伝導性1強度を必要とするua
m、  紙、フィルム、磁気テープ、タバコ等のカッタ
、(スリッタや丸刃やレーザ刃)、剃刀、バリカン刃、
各種はさみ、各種ナイフ、各種包丁等の刃物材料。
C1 wear resistance, toughness, thermal conductivity UA that requires strength
m, Cutters for paper, film, magnetic tape, cigarettes, etc. (slitters, round blades, laser blades), razors, clipper blades,
Cutting tools materials such as various scissors, various knives, and various kitchen knives.

D、硬さ1表面平滑性、生体適合性を必要とするメス、
ビンセット、骨頭、歯根、歯冠、関節、骨固定剤等の医
療器具材料または医療材料。
D, a scalpel requiring hardness 1 surface smoothness and biocompatibility;
Medical equipment materials or medical materials such as vinsets, femoral heads, tooth roots, dental crowns, joints, bone fixatives, etc.

E9時計用部品等の装飾材料。Decorative materials for E9 watch parts, etc.

F、放電加工ができることを利用した、プラスチックや
金属成型用の金型部品用材料。耐食用金型。
F. A material for mold parts for plastic and metal molding that takes advantage of electrical discharge machining. Corrosion resistant mold.

G、耐摩、耐食性、靭性、低摩擦係数を必要とする釣糸
ガイド、スキー、スケート、ゴルフ用品等のスポーツ・
レジャー用具材料。
Sports equipment such as fishing line guides, skis, skates, and golf equipment that require G, wear resistance, corrosion resistance, toughness, and low coefficient of friction.
Leisure equipment materials.

H9耐摩、耐食1表面平滑性を必要とするボールペン用
ボール、ペン先等の筆記具材料。
H9 Abrasion resistance, corrosion resistance 1 Writing instrument materials such as ballpoint pen balls and pen nibs that require surface smoothness.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図から第3図は、上記ジルコニア(ZrO2)中の
セラミックス成分粒子(WC)の分散状態における熱伝
導の状態を、等価の電気回路として模示する図である。 特許出願人   東し株式会社(ほか1名)代  理 
 人     大  塚   文  昭第1図 <1 第2図 第3図
FIGS. 1 to 3 are diagrams illustrating the state of heat conduction in the dispersed state of ceramic component particles (WC) in the zirconia (ZrO2) as an equivalent electric circuit. Patent applicant Toshi Co., Ltd. (and 1 other person) representative
Person Aya Otsuka Figure 1 <1 Figure 2 Figure 3

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.ジルコニアを主成分とし、且つ、少なくとも1種の
、ジルコニアとは異なるセラミック成分を含むジルコニ
ア系焼結体において、同焼結体における複合則の並列化
モデルの寄与率が0.2〜0.6の範囲内にあることを
特徴とするジルコニア系焼結体。
1. In a zirconia-based sintered body containing zirconia as a main component and at least one ceramic component different from zirconia, the contribution rate of a parallelized model of the compound law in the sintered body is 0.2 to 0.6. A zirconia-based sintered body characterized by being within the range of.
2.ジルコニア粉末を主体とし、そのジルコニア粉末に
、少なくとも1種の、ジルコニアとは異なるセラミック
粉末を添加した混合粉末を湿式混合粉砕して、90%粒
子径が2〜4μmで且つ50%粒子径が0.5〜1.0
μmで比表面積が3〜15m^2/gの微粉末のスラリ
ーとし、ついで、同スラリーを乾燥し、得られた粉末を
成形し、焼結することを特徴とするジルコニア系焼結体
の製造方法。
2. A mixed powder consisting mainly of zirconia powder and at least one type of ceramic powder different from zirconia is wet-mixed and pulverized to produce a powder with a 90% particle size of 2 to 4 μm and a 50% particle size of 0. .5-1.0
Production of a zirconia-based sintered body characterized by forming a slurry of fine powder with a specific surface area of 3 to 15 m^2/g in μm, then drying the slurry, molding the obtained powder, and sintering it. Method.
JP63116041A 1988-05-13 1988-05-13 Zirconia-based sintered form and production thereof Pending JPH01286960A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63116041A JPH01286960A (en) 1988-05-13 1988-05-13 Zirconia-based sintered form and production thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63116041A JPH01286960A (en) 1988-05-13 1988-05-13 Zirconia-based sintered form and production thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01286960A true JPH01286960A (en) 1989-11-17

Family

ID=14677259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63116041A Pending JPH01286960A (en) 1988-05-13 1988-05-13 Zirconia-based sintered form and production thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01286960A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111039694A (en) * 2019-12-31 2020-04-21 三祥新材股份有限公司 Preparation method of zirconia-based foamed ceramic filter

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62288162A (en) * 1986-06-03 1987-12-15 東芝タンガロイ株式会社 High hardness high strength ceramic sintered body and manufacture

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62288162A (en) * 1986-06-03 1987-12-15 東芝タンガロイ株式会社 High hardness high strength ceramic sintered body and manufacture

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111039694A (en) * 2019-12-31 2020-04-21 三祥新材股份有限公司 Preparation method of zirconia-based foamed ceramic filter
CN111039694B (en) * 2019-12-31 2022-04-01 三祥新材股份有限公司 Preparation method of zirconia-based foamed ceramic filter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3368090B2 (en) Zirconia-based sintered body, method for producing the same, crushing component material and orthodontic bracket material
EP2889279B1 (en) Machinable Zirconia
US7056851B2 (en) ZrO2-Al2O3 composite ceramic material
US7012036B2 (en) ZrO2-Al2O3 composite ceramic material and production method thereof
KR910005053B1 (en) High toughness zro2 sintered body and method of producing the same
US20140011661A1 (en) Method of making high toughness high strength zirconia bodies
Abi et al. Microstructure and mechanical properties of MgO-stabilized ZrO2–Al2O3 dental composites
JP4701654B2 (en) Zirconia-alumina composite ceramic material
JPS61111970A (en) Silicon nitride sintered body and manufacture
US4975397A (en) Sintered molding, a method for producing it and its use
JPH0832587B2 (en) Ceramics sintered body and its manufacturing method
JPH01286960A (en) Zirconia-based sintered form and production thereof
JP2690571B2 (en) Zirconia cutting tool and its manufacturing method
JPS605067A (en) Manufacture of zirconia sintered body
JP3076682B2 (en) Alumina-based sintered body and method for producing the same
JP2645894B2 (en) Method for producing zirconia ceramics
JPH02255573A (en) Production of high-toughness silicon nitride sintered body
JP2517249B2 (en) High-strength zirconia-based HIP sintered body
JPH06102574B2 (en) High toughness ceramic sintered body excellent in heat resistance stability and method for producing the same
JP2537132B2 (en) High toughness ceramic sintered body excellent in heat resistance stability and method for producing the same
JPS63144166A (en) Manufacture of high strength zirconia base sintered body
JPH0813702B2 (en) Composite ceramics
JP2985519B2 (en) Particle-dispersed ZrO2-based ceramic material and method for producing the same
JP2759084B2 (en) High hardness and high strength ceramics sintered body and method for producing the same
JPH05330926A (en) Boride-based composite ceramic sintered compact