JPH0218327A - ジルコニア―アルミナ製造法およびその製品 - Google Patents

ジルコニア―アルミナ製造法およびその製品

Info

Publication number
JPH0218327A
JPH0218327A JP1120615A JP12061589A JPH0218327A JP H0218327 A JPH0218327 A JP H0218327A JP 1120615 A JP1120615 A JP 1120615A JP 12061589 A JP12061589 A JP 12061589A JP H0218327 A JPH0218327 A JP H0218327A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zirconia
gel
salt
alumina
liquid phase
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
JP1120615A
Other languages
English (en)
Inventor
Jean Yamanis
ジーン・ヤマニス
Anthony J Fanelli
アンソニー・ジェイ・ファネリー
Stephen Haig
ステフェン・ヘイグ
Beili Li
ベイリー・リ
Gary Marsh
ゲイリー・マーシュ
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.)
Honeywell International Inc
Original Assignee
AlliedSignal 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 AlliedSignal Inc filed Critical AlliedSignal Inc
Publication of JPH0218327A publication Critical patent/JPH0218327A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/34Preparation of aluminium hydroxide by precipitation from solutions containing aluminium salts
    • C01F7/36Preparation of aluminium hydroxide by precipitation from solutions containing aluminium salts from organic aluminium salts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G25/00Compounds of zirconium
    • C01G25/006Compounds containing, besides zirconium, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111Fine ceramics
    • C04B35/117Composites
    • C04B35/119Composites with zirconium oxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/624Sol-gel processing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/10Solid density

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は低費用でかつ簡単な方法で極めて微小粒径で高
密度、高曲げ強度、高破壊靭性を有する高靭性ジルコニ
アアルミナをつくる製造法に関するものである。
〔従来の技術及び問題点〕
高靭性ジルコニアアルミナ(即ちジルコニアにより高靭
性化したアルミナ以下ZTAと称する)は種々の極端な
環境条件の下で使用される高強度のセラミックスである
。アルミナの連続マトリックス中のジルコニアからなる
セラミックスは一般に優れた破壊靭性を有するが2機械
強度が劣るということが知られている。適切な強度を維
持しながら、高靭性を得ることに、この技術分野では今
迄に関心がよせられている。
破壊靭性と曲げ強度はセラミックマトリックスの極度に
微小なき裂と関係があることを米国(US)特許4,2
98.385は提案している。即ちこの特許ではセラミ
ック酸化物を適切な粒径まで湿式粉砕することによりセ
ラミック粉末を製造する。そして、ジルコニアは平均2
〜15μの凝集塊まで粉砕し、一方アルミナはサブミク
ロンの範囲に粉砕している。この場合焼結温度から室温
迄冷却した時、準安定な正方晶系結晶状態は安定な状態
へと相転移(付随して容積が増大する)シ、マトリック
ス内に分散したジルコニア粒子によりマトリックス中に
微小き裂が生じる。しがしこの微小き裂による破壊靭性
の増大は9曲げ強度の減少を生ずる。この現象は所望の
粒径を得るため、甚大な粉砕時間および粉砕エネルギー
に依存している。
これに関し種々の特許があり、アルミナマトリックス中
に内部分散した微細(サブミクロン範囲の)粒径のジル
コニアを使用することが提案されている。
US特許4,218.253はアルミナマトリックス中
に内部分散したサブミクロンの範囲の準安定な正方品系
ジルコニア粒子を使用することを開示している。そして
これら微細粒子は微小き裂を必要とせずに強度と破壊靭
性の両者が良好なセラミック焼結体を与えると主張して
いる。US特許4.318.984は前記US特許4,
218.253と類似していてイツトリアのような各種
安定剤を添加することにより粒径の大きなジルコニアが
安定な単斜晶系へ転移することなく、使用できることを
開示している。上述した2つのUS特許の目的はクラッ
クが生じた時準安定な正方晶系ジルコニア(Z r O
2)はクラック端で安定な単斜晶系構造に転移し、これ
により材料全体の破壊靭性が増大するという理論に基づ
き、いずれも室温で準安定な正方晶系のジルコニアを形
成することを目的としている。
US特許4,314,827は研磨材用の許容できる程
度に高密度のセラミックス(例えばアルミナとマグネシ
ア)マトリックスを作るため乾燥後。
粗く粉砕(約150μmに粉砕)したジルコニアゲルを
使用することを開示している。この場合。
ジルコニアゲルはジルコニルアルカナートと消化(pe
ptlzed)アルミナ1水和物から作ったものである
US特許4,532.224には高密度セラミックスグ
レードのZTA粒子粉末の製造法を開示している。この
場合の工程としては、正方晶系で自然に安定の極微細な
(0,2μm未満)ジルコニア粒子を作るために、特殊
設計の高温フラッシュ炉でフラッシュ蒸発する工程を含
めている。そして極微細な粒子は遠心分離後乾燥し、フ
ラッシュ蒸発して急冷に使用した水を除去している。し
かしこの特許では凝集した粒子の寸法については何も論
じていないし、またこの方法は複雑で、微細寸法の乱流
型噴霧機構を必要とし、製品は容易に扱うことができな
いという欠点がある。
日本特公昭54−25523はジルコニアセラミックス
製造の1方法として、共沈(澱)物を使用することを提
案している。この方法は先駆物質としての硝酸塩または
オキシ塩化物等のジルコニウム(ないしジルコニア)塩
に安定剤としての塩または酸化物を添加したものをアン
モニア水溶液で共沈させる方法である。このようにして
共沈した粉末は有機溶剤を加えて共沸蒸溜により無水物
とされる。そして残留する有機溶剤は大気圧下150”
Cで乾燥して除去する。
US特許4,501.818は無水エタノール中でジル
コニアとイツトリアをNaOHで共沈させることを開示
している。そして沈澱物は乾燥し、水洗し、再び乾燥す
る。この特許の目的は濾過をしなくても焼結可能な粉末
を得ることにあった。しかしくり返し乾燥することと、
無水エタノールを必要とするためこの方法は多くの工業
的応用には不適当である。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した努力にも拘らず、均一分散した微細粒子で、高
密度、高曲げ強度、高破壊靭性を有する焼結可能なZT
A粉体を得るための簡単な方法が現在の技術ではなお求
められている。
従って本発明の一般的目的はこの技術分野において上述
した問題を解決することにある。
本発明の特定の目的は高靭性ジルコニアアルミナ製造の
ため均一分散した粉末を得ることにある。
本発明の他の目的は粉末を混合段階や他の複雑なブレン
ド段階を必要とすることなく、先駆物質溶液から微細な
分散ZTAを簡単に直接製造できる方法を得ることにあ
る。
本発明のさらに別の目的は曲げ強度と破壊靭性の両方が
優れた焼結体に焼結可能なZTA粉末を得ることにある
〔課題を解決するための手段〕
本発明によれば下記の高靭性ジルコニアアルミナの製造
法により、上記目的を達成する。この製造法は、大量の
アルミニウム塩と少量のジルコニウム塩の混合物に沈澱
用塩基を混合しジルコニア水和酸化物とアルミナの水和
酸化物を共沈させて共沈物の液体ゾル(ないし、共沈物
が固体粒子として液相中に分散しているゲル)を作成し
、このゾル(ないしゲル)を連続工程かバッチ工程の何
れかで、液相の臨界温度と臨界圧力以上に加熱加圧して
液相を気相に転移し2次いで固体粒子を液相から分離し
、得られた固体粒子を固化することを特徴とする方法で
ある。
更にまた1本発明によると上述製造法で得られた製品が
提供される。
以下本発明を具体的に説明する。
本発明の製造法は高靭性ジルコニアアルミナの製造法で
あって、この場合得られる高靭性ジルコニアアルミナ中
にはジルコニアが約5〜約40容量%、好ましくはlO
〜30容量%、最も好ましくは15〜25容量%存在し
、アルミナは約5〜約40容量%好まし、くは70〜9
0容量%、最も好ましくは75〜85容量%存在する。
Z r 02は5容量%未満では最終焼結体の靭性の改
善が不十分であり、 40容量26をこえると靭性はそ
れ以上余り増大しないにも拘らず比重が大きくなりかつ
コスト増大になる。
ZrO210〜30容量%、15〜25容量%は、夫々
焼結体の高強度、高靭性の組合せ上好ましいレンジ、そ
の最高レベルを与える最適レンジである。
更にイツトリアはZrO3基準重量当り約1〜約12重
量%、好ましくは約2〜約5重量%存在してもよい。
そしてジルコニア安定剤としてはイツトリア以外のもの
も本発明の方法では使用できる。1例として公知のCa
O,MgOや希土類元素の酸化物(例えばCe O2)
があげられる。
更にアルミナ中の分散相としてジルコニアのがわりにハ
フニアまたはハフニア/ジルコニア混合物も使用可能で
ある。
またアルミナは少量の酸化マグネシウムを含んでいても
よい。少量の酸化マグネシウムはアルミナの先駆物質で
ある市販の塩中には屡々存在する。しかし場合によって
は酸化マグネシウムを更に添加してもよく1通常は粒子
生長を妨止するため0.2重量%までの酸化マグネシウ
ムが使用される。酸化マグネシウムは先駆物質の塩とし
て添加し、共沈でき、また、酸化物、または水酸化物と
して直接沈澱液や沈澱したゲル中に添加することもでき
る。酸化マグネシウムの先駆物質としては例えば硝酸マ
グネシウム、塩化マグネシウム、酢酸マグネシウムも用
いられうる。
セラミック粉末組成物は低コストのアルミニウム塩とジ
ルコニウム塩(必要な場合さらにイツトリウム塩とマグ
ネシウム塩)から製造できる。
般に最も広範囲に使用される塩はハロゲン化塩であり、
殊に塩化物9例えば塩化アルミニウム、オキシ塩化ジル
コニウム、塩化イツトリウム等が好ましい。しかし本発
明の製造法の条件下で反応して酸化物を生成する他の塩
2例えば硝酸塩のようなものも使用可能である。
塩基としては塩と反応しかつ共沈した場合酸化物を生成
する塩基は何れも使用できる。好ましい塩基はアンモニ
アであり、アンモニアは殊に沈澱溶液が水である場合に
好適である。この技術分野で公知の他の溶媒/塩基系の
ものを使用することも本発明では可能である。例えばア
ミン、置換されたアミン、カルバミド、アンモニア化合
物も塩基として使用できる。
NaOHのような無機塩基も使用できるが、残留ナトリ
ウムイオンはセラミック製品の性質を低下する汚染物で
あることが知られている。
共沈物の好ましい製造法はセラミック酸化物の先駆物質
としての塩の溶液を塩基性溶液に添加することである。
実際に共沈物のこの好ましい製造法はアルミニウムとジ
ルコニウム(場合によってさらにイツトリウムやマグネ
シウム)の先駆物質の塩の水溶液を厳しい混合条件の下
でアンモニア溶液中に添加する。使用するアンモニアの
量は一般に存在するすべての塩を沈澱させるために必要
な化学量論的量より過剰であり、好ましくは0〜2モル
、最も好ましくはO〜0.5モル過剰に加えられる。
共沈後の共沈澱物は反応液から分離し洗條される。洗條
は好ましくは脱イオン水を用いて行なう。しかし溶媒、
または溶質を含む溶液のいかなるものも製品セラミック
スと適合性を有し、乾燥工程で昇華し、かつ他の点でも
本発明の方法に悪影響を及ぼさないならば使用できる。
また沈澱反応の際の副産物(例えばNH4C’jりを溶
解する揮発性溶媒のいかなるものも洗條溶媒として適切
である。
洗條後の沈澱物は次に適当な液体で稀釈してゲルを生成
させる。ゲル生成液体溶媒(稀釈溶媒と称する)は水性
溶媒か有機溶媒の何れかである。
水性溶媒、有機溶媒の何れを使用しても、これら稀釈溶
媒は洗條用溶媒および/または沈澱用溶媒と混合可能で
あることが一般に望ましい。沈澱用溶媒と洗條用溶媒の
両方が水性である場合は、稀釈溶媒は同様に水性溶媒か
水と混合可能な有機溶媒を使用することができる。この
場合、水と混合可能な有機溶媒としては1例えばメタノ
ール、エタノール、プロパツール、イソプロパノール等
のアルコールやケトンがあげられる。他の適当な混合可
能な溶媒の組合せも1landbook of Che
mlstryand  Physlcs  (C,R,
C,Press、1974)、pp  c−720−7
22等の参考文献をみて使用することができる。
イソプロパノールは沈澱溶液および/または洗條溶液が
水性またはアルコール溶液である時の好ましい稀釈溶媒
である。
適切な稀釈溶媒の選択は1次段階の乾燥工程に依って決
められる。この理由は乾燥工程の温度と圧力は稀釈溶媒
の、また洗條および/または共沈の際の残留溶媒の、臨
界圧力と臨界温度以上を必要とするためである。
乾燥工程はゲル生成後直ちに行なわれる場合とゲルをZ
TA予備が必要とするまで貯蔵してその後で行われる場
合がある。
ゲルは次に乾燥させて所望の粉末、即ちジルコニアとア
ルミナ混合物を生成させる。本発明の乾燥は高温、高圧
で行われ、液体と固体を分離する工程である。この乾燥
工程は連続式またはバッチ式の何れかであって、ゲルの
臨界温度および臨界圧力以上に加熱、加圧して行われる
このような温度および圧力下ではゲルの溶媒相の表面張
力は0または0に近い数値を示す。粉末から溶媒の分離
は固体粒子同志が実質的に凝集することなく行われる。
生成した粉末は微細な粒子範囲内にあり、一般に約0.
O1〜約lOμts、  Lばしば約0.1〜約2μm
である。このような粒径の粒子は最新の高強度セラミッ
クの製造に使用するのに特に適している。本発明の製造
法で製造したセラミックは高曲げ強度、および高破壊靭
性を有すると同時に理論的密度に近い密度を有すること
が可能である。
本発明の分離工程では、温度は一般に溶媒の臨界温度に
より決定される。一般に乾燥は溶媒の臨界温度より約1
0〜約100℃、好ましくは約20〜約80℃、最も好
ましくは約20〜約50℃高い温度で行なわれる。乾燥
工程の圧力は臨界圧より一般に約5〜約25気圧、好ま
しくは約5〜10気圧高くする。
固体と液体の分離は第1図に図式的に示した装置を使用
して連続的に行なわれる。ゲルはタンク1に貯蔵され1
次にバイブ12を通ってポンプ2へ供給される。ポンプ
2は高圧ダイヤフラム型容積圧縮式ポンプ(ゲル用ポン
プ)であり、ゲルの圧力をゲル溶媒相の臨界圧以上の圧
力まで」−昇する。加圧されたゲルは次にバイブ12を
通り、超臨界容器(Super critleal v
essel臨界温度以上で処理する容器)3に導入され
る。この容器3は縦型容器で、少くとも1個の定温浴中
に浸漬されている。
浴温度はゲル液体の臨界温度よりも約り0℃〜約120
℃、好ましくは約り0℃〜約100℃高い温度に維持さ
れる。ゲルは浴の内部において、加熱されるので、その
温度はゲル液体の臨界温度より高い温度まで上昇する。
この温度で液相は気F目へ転換すると同時にゲル液体の
表面張力は0に近い値になる。液相が気相になると、固
体状の共沈澱粒子は微細粒子の粉末としてゲル保持液体
の気体に連行される。気体(蒸気)/固体の2相系は1
次に少なくとも1個以上の調節バルブ4を通過するが、
ここで断熱膨張するのが好ましい。従来の連続乾燥技術
で使用される調節バルブは閉塞の問題を起こすことなく
使用できる。本発明に適する従来の調節バルブとしては
軸と弁座の改良された摺動軸式の調節弁がある。
気相中に移った断熱膨張後の固体粉末は少なくとも1個
以上のサイクロン5のセパレータに送られる。そしてこ
のサイクロンで気相からサブミクロンおよびミクロンオ
ーダの粒子を分離する。サイクロンは外部から加熱し、
熱損失のため温度が低下するのを避けるようにして、気
相が固相に凝縮するのを防止することが好ましい。この
加熱には例えばサイクロンにジャケットを取付け、ジャ
ケットの環状部に熱再循液体または熱焼ガスを供給する
等の従来の加熱方法が行なわれる。これ以外の加熱方法
としてサイクロンを外部からコイルヒータまたはプレー
トヒータで加熱してもよい。
またサイクロンは絶縁することができ、これにより熱損
失を防止すると同時に、工業規模での沈澱操業中の音の
大きさを減少できる。
サイクロンはそのアペックス部から受器(集塵室)6に
固体粉末を放出する。セラミック粉体を場合により随伴
するガスはサイクロンのオーバフロー出口を経てバイブ
15から放出される。出口バイブ15にはフィルタ7と
8で残留粉末を最終除去するのに適した温度にするため
ジャケットを取付けることができる。そしてガスの温度
はフィルタで許容される最大温度(140℃)以下であ
る。本発明の工程は定期的に停止してフィルターを取換
える。
フィルタ7および8で濾過したガスは溶媒コンデンサに
送入し、溶媒を凝縮させるのが好ましい。溶媒は次に再
循環用や、適切な用途や、適当な処理のために使用され
る。
〔本発明の効果〕
乾燥工程で回収された粒子は従来法1例えばスリップキ
ャステングでZTA成形体にし焼結される。得られたZ
TA焼結体は曲げ強度と破壊靭性の両方が優れている。
更に本発明の製造法で得られる微細粒子による焼結体は
同一成型法および同一条件を用いた従来の粒径の大きい
粒子の焼結体よりも高密度である。また本発明の製品は
微小き裂がないという特徴がある。
本発明の製造法および本発明で得られた製品は以下の実
施例により説明される。なお、これらの実施例は単に説
明のためのものであり2本発明の範囲を限定するもので
なく、各種の変更が可能であることを銘記されたい。
実施例 実施例1 下記の溶液が準備された。
溶液A: Y2O3換算5.8g当量を含むY(、e3
溶液38gを準備し、これを撹拌し乍らZrO換算18
0 g当量を含むZ r OCJ 2溶液800gに添
加した。得られた溶液にAl2O3換算434.8g当
量を含むAで0℃3溶液4083.5gを撹拌し乍ら添
加し溶液Aを得た。
溶液B: 濃NH4OH5,4j!を脱イオン水(DI
水>  i、ozに添加して得た。
溶液C:  DI水4ぶをコウルズ(Covles)ミ
キサーを用いて11000rpで撹拌したもの。
溶液AおよびBを溶液Cの乱流域に添加し。
得られたスラリーのpHを常に9.6以上に維持される
ようにした。pH9,6以上ではスラリー粘度は低く、
ミキサーによる激しい混合が可能である。なお、溶液C
に対する溶液AおよびBの添加は約75分を要した。得
られた白色ゲルは更に30分撹拌しゲルの完全な混合を
確認した。このゲルは次にDI水で数回洗條し、イソプ
ロパノールを添加して、最終液体はイソプロパノール中
に約20重量%の水が含まれるようにした。得られたス
ラリーはスラリーDと名付ける。
スラリーDの1部は第1図に示した連続工程で処理した
。系内の全圧は約102気圧に維持され。
調節バルブ入口の温度は330℃に保持された。粉末(
A C993g)合計980gが得られた。粉末の若干
の性質は第1表および第2表に示される。
(以下余白) 第  1  表 焼成温度(3時間保持)が比表面積および結晶形に及ぼ
す影響。
無加熱 バイエライト。
ベーマイト γ θ、σ α、θ α、痕痕跡 箱  2 表 非晶質 正方晶系 正方晶系 正方晶系 正方晶系。
痕跡の単斜晶系 焼成およびボールミル粉砕が粒子分布に及ぼす影響。
0.42 0.33 0.74 0.60 0.84 0.50  0.72 0.90  1.10 実施例2 次の溶液を準備した。
溶液A: Y2O3換算5.8g当量を含むYC(溶液
4e、agを準備し、これをZ r O2換算180 
g当量を含むZ r OC12溶液800gに撹拌しな
がら添加した。得られた溶液にAぶ203換算434.
8g当量を含むAぶCぶ、溶液4,101.2gを撹拌
しながら加え、溶液Aを得た。
溶液B: 濃NH4OH5,Oj! 実施例1と同様にして、溶液AおよびBを溶液Cの乱流
域に加え、得られたスラリーpHを常に9.6以上に維
持するようにした。p119.8以上ではスラリー粘度
は低く、ミキサーで激しい撹拌をなすことが可能である
。なお溶液Cに対する溶液AおよびBの添加時間は約3
5分要し、ゲルの完全な混合を確認した。このゲルは次
にDI水で数回洗條し、イソプロパノールで稀釈した。
この得られたスラリーはスラリーDと名付ける。
スラリー〇の1部は第1図に示した連続工程で処理され
た。系の全圧は約102気圧に維持され。
調節バルブ入口の温度は320℃に保持された。
粉末(A G 99B2)の全量は825gであった。
生成した粉末は比表面積210d1gであった。粉末を
1200℃で6時間仮焼した結果、比表面積は12.2
rrr / gで、これをボールミルで7時間粉砕した
場合の平均粒径は0.4μmであった。
実施例3 実施例2の粉末は1273℃で6時間焼成した。この粉
末の1部は次の通り、スリップキャステングのためのス
ラリーを製造した。DI水60g、水酸化アンモニウム
2 ce、  0.596ダーバン(Dirvan) 
CO,75gとミリングメディア1000 gを含むポ
リエチレンポット中に粉末120 gを入れた。内容物
は4時間粉砕し、更に粉末を基準として1%になるよう
にDarvan Cを添加してボールミル粉砕を合計2
4時間まで連続的に行なった。得られたスラリーは70
.8%の固形分を有し、スリップキャステングにより2
つのブロックを作製した。乾燥後ブロックは規定の温度
で1時間焼結した。第3表は焼結ブロックの密度と機械
的性質を示す。
第  3  表 ジルコニア強化アルミナの機械的性質 1525   9[i、2   147B     1
07     4.21575   97.0    
1520    110     4.5* modu
lus of’ rupture (MOR)  l 
ksi m B、8948 MPa本発明の具体例はこ
こに開示された明細書または実施例を参照すると当業者
には明白である。本発明の明細書と実施例は単なる1例
であって1本発明の真の精神は特許請求の範囲に示され
る。
1・・・タンク     2・・・ゲルポンプ3・・・
超臨界容器   4・・・調節バルブ5・・・サイクロ
ン   6・・・受器7.8・・・アエロゲルフィルタ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)大量のアルミニウム塩と少量のジルコニウム塩の
    混合物に沈澱用塩基を混合しジルコニアおよびアルミナ
    の水和酸化物を共沈させて共沈物が固体粒子として液相
    中に分散しているゲルを作成し,該液相の臨界温度およ
    び臨界圧力以上にゲルを加熱加圧し該共沈ゲルを乾燥し
    て液相を気相に変換し,次いで固体粒子を液相から分離
    し,さらに得られた固体粒子を固化する工程を含むこと
    を特徴とする高靭性ジルコニアアルミナの製造法。
  2. (2)ジルコニウムおよびアルミニウムの塩がハロゲン
    化塩であることを特徴とする請求項第1項記載の製造法
  3. (3)沈澱用塩基としてアンモニアが溶液として混合塩
    溶液に混合されることを特徴とする請求項第1又は第2
    項記載の製造法。
  4. (4)該塩の混合物は更にイットリウム塩を含むことを
    特徴とする請求項第1〜3項の一に記載の製造法。
  5. (5)前記共沈物のゲルは連続的に製造され,次に圧力
    第1処理工程に供給され、次いで加熱第2工程に供給さ
    れ臨界圧力と臨界温度以上で処理されることを特徴とす
    る請求項第1〜4項の一に記載の製造法。
  6. (6)該液相が水性溶媒であることを特徴とする請求項
    第1〜5項の一に記載の製造法。
  7. (7)前記固体粒子は固化状態で約5〜約40容量%の
    ジルコニアを含むことを特徴とする請求項第1〜6項の
    一に記載の製造法。
  8. (8)前記固体粒子は固化状態で約70〜約90容量%
    のアルミナと約10〜約30容量%のジルコニアを含む
    ことを特徴とする請求項第7項記載の製造法。
  9. (9)前記固体粒子は固化状態で約75〜約85容量%
    のアルミナと約15〜約25容量%のジルコニアを含む
    ことを特徴とする請求項第8項記載の製造法。
  10. (10)該イットリウム塩はジルコニアに対し約1〜約
    12重量%存在することを特徴とする請求項第4項記載
    の製造法。
  11. (11)該液相は主として水混合性の有機溶媒であるこ
    とを特徴とする請求項1〜10の一記載の製造法。
  12. (12)該液相は主としてイソプロパノールである請求
    項1〜10の一記載の製造法。
JP1120615A 1988-05-16 1989-05-16 ジルコニア―アルミナ製造法およびその製品 Pending JPH0218327A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/194,357 US5032555A (en) 1988-05-16 1988-05-16 Process for making zirconia-alumina
US194,357 1988-05-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0218327A true JPH0218327A (ja) 1990-01-22

Family

ID=22717271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1120615A Pending JPH0218327A (ja) 1988-05-16 1989-05-16 ジルコニア―アルミナ製造法およびその製品

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5032555A (ja)
JP (1) JPH0218327A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100481057B1 (ko) * 2002-06-11 2005-04-07 경상대학교산학협력단 알루미나-지르코니아 복합체의 제조방법
JP2009507750A (ja) * 2005-09-08 2009-02-26 ハンファ ケミカル コーポレーション 耐熱性に優れた金属酸化物およびその製造方法
JP2015110521A (ja) * 2015-01-30 2015-06-18 関東電化工業株式会社 無機微粒子の製造方法及びその製造装置

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5373976A (en) * 1993-04-16 1994-12-20 Vesuvius Crucible Company Refractory zirconia mortar
US5456877A (en) * 1994-03-04 1995-10-10 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Method of preparing a high solids content, low viscosity ceramic slurry
GB9709449D0 (en) * 1997-05-10 1997-07-02 Univ Warwick Low temperature production of metal oxides
US5856265A (en) * 1997-05-23 1999-01-05 La Roche Industries, Inc. Alumina body formation using high pH
US6159898A (en) * 1997-05-23 2000-12-12 Uop Llc Alumina bodies containing alkali or alkaline earth metal compounds
US6013600A (en) * 1997-05-23 2000-01-11 Laroche Industries Inc. Alumina bodies containing alkali or alkaline earth metal compounds
DE19810565A1 (de) * 1998-03-11 1999-09-16 Basf Ag Verfahren zur Trocknung und Herstellung von mikroporösen Teilchen
WO2002030572A1 (en) * 2000-10-12 2002-04-18 The Penn State Research Foundation Dynamic control and enhanced chemical milling of ceramics to submicron particle sizes
US6838046B2 (en) * 2001-05-14 2005-01-04 Honeywell International Inc. Sintering process and tools for use in metal injection molding of large parts
US6770114B2 (en) 2001-12-19 2004-08-03 Honeywell International Inc. Densified sintered powder and method
WO2003066554A1 (en) * 2002-02-08 2003-08-14 General Electric Company Process and catalyst for purifying phenol
US7201687B2 (en) * 2003-03-06 2007-04-10 Borgwarner Inc. Power transmission chain with ceramic joint components
US7358485B2 (en) * 2005-02-08 2008-04-15 Perkinelmer Las, Inc. Zirconia toughened alumina composition and use in ion and electron optical systems
CN102869635B (zh) * 2009-12-16 2015-12-09 陶瓷技术有限责任公司 由主成分氧化铝和氧化锆以及弥散体相组成的陶瓷复合材料
CA2784693C (en) 2009-12-16 2018-06-05 Ceramtec Gmbh Ceramic composite material consisting of aluminium oxide and zirconium oxide as main constituents
EP2637204B8 (en) * 2010-11-01 2017-05-31 Nippon Steel & Sumikin Electronics Devices Inc. An electronic component element housing package
US8679995B1 (en) 2012-07-25 2014-03-25 Superior Technical Ceramics Corporation Addition of magnesium oxide to zirconia toughened alumina
JP6630722B2 (ja) * 2014-08-28 2020-01-15 ビーワイディー カンパニー リミテッド セラミック基板およびその製造方法、パワーモジュール
US10731260B2 (en) * 2017-06-12 2020-08-04 Raytheon Technologies Corporation Rotor with zirconia-toughened alumina coating
CN111620691B (zh) * 2020-05-11 2021-09-21 华南理工大学 基于共沸蒸馏法的Al2O3/ZrO2复合陶瓷及其制备方法与应用

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4429051A (en) * 1981-03-11 1984-01-31 United Kingdom Atomic Energy Authority Ceramic materials by sol-gel route
DE3230216A1 (de) * 1981-08-13 1983-08-04 Ngk Spark Plug Co., Ltd., Nagoya, Aichi Sinterkoerper mit hoher zaehigkeit
US4665040A (en) * 1982-01-12 1987-05-12 Kureha Chemical Industry Co., Ltd. Alumina-zirconia ceramic powders and a method of making the same
JPS59128268A (ja) * 1983-01-14 1984-07-24 呉羽化学工業株式会社 複合セラミック粉体及びその製造方法
US4501818A (en) * 1983-07-05 1985-02-26 Norton Company Process for the preparation of ceramic powders
US4574003A (en) * 1984-05-03 1986-03-04 Minnesota Mining And Manufacturing Co. Process for improved densification of sol-gel produced alumina-based ceramics
US4649037A (en) * 1985-03-29 1987-03-10 Allied Corporation Spray-dried inorganic oxides from non-aqueous gels or solutions
US4845056A (en) * 1987-10-09 1989-07-04 Allied-Signal Inc. Continuous process for production of fine particulate ceramics

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100481057B1 (ko) * 2002-06-11 2005-04-07 경상대학교산학협력단 알루미나-지르코니아 복합체의 제조방법
JP2009507750A (ja) * 2005-09-08 2009-02-26 ハンファ ケミカル コーポレーション 耐熱性に優れた金属酸化物およびその製造方法
JP2015110521A (ja) * 2015-01-30 2015-06-18 関東電化工業株式会社 無機微粒子の製造方法及びその製造装置

Also Published As

Publication number Publication date
US5032555A (en) 1991-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0218327A (ja) ジルコニア―アルミナ製造法およびその製品
CA1298955C (en) Continuous process for production of fine particulate ceramics
US4769351A (en) Hydrothermal process for preparing zirconia-alumina base ultra-fine powders of high purity
AU640150B2 (en) Sintered material based on aluminium oxide, a process for its production and its use
EP0236507B1 (en) High-density alumina-zirconia sinter and process for its production
CA1302681C (en) Ceramic bodies produced from boehmite gels by a hydrothermal process
US5863850A (en) Process of making zirconia based ceramic material
JP2523776B2 (ja) ジルコニアセラミツク材料用組成物
US5728636A (en) Zirconia based ceramic material
US5681658A (en) Gelation-resistant alumina
US4880757A (en) Chemical preparation of zirconium-aluminum-magnesium oxide composites
US3725094A (en) Doped alumina powder
US4835124A (en) Alumina ceramic product from colloidal alumina
EP0490500B1 (en) Stabilised metal oxides
JPH0339967B2 (ja)
US5316752A (en) Process for preparing mixed oxides
JPH05193947A (ja) ジルコニア微粉末
JPH08337467A (ja) セラミック材料及びその製造方法
JP3257095B2 (ja) ジルコニア粉末の製造方法
JPH042613A (ja) アルミナ‐ジルコニア複合粉末および焼結体の製造方法
JP2001080919A (ja) ジルコニア微粉末及びその製造方法
JPH05147924A (ja) アルミナ・シリカ系粉末の製造方法
JPH0543240A (ja) ジルコニウム含有ペロブスカイト化合物微粉体の製造方法
JP2607517B2 (ja) ジルコニアセラミックスの製造方法
JPS6221750A (ja) セラミツク焼結体の製造方法