JPH03159960A - ジルコニア微粉末およびジルコニア焼結体 - Google Patents
ジルコニア微粉末およびジルコニア焼結体Info
- Publication number
- JPH03159960A JPH03159960A JP1299416A JP29941689A JPH03159960A JP H03159960 A JPH03159960 A JP H03159960A JP 1299416 A JP1299416 A JP 1299416A JP 29941689 A JP29941689 A JP 29941689A JP H03159960 A JPH03159960 A JP H03159960A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zirconia
- sintered body
- fine powder
- ceria
- powder
- 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.)
- Granted
Links
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 110
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 28
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 15
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 19
- 229910002086 ceria-stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 abstract description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 29
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 14
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 9
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 9
- 229910001233 yttria-stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910002076 stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 4
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical compound [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003754 zirconium Chemical class 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005267 amalgamation Methods 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000009837 dry grinding Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UQXWTFXBTIZNGU-UHFFFAOYSA-M oxygen(2-) zirconium(3+) chloride Chemical compound [O-2].[Zr+3].[Cl-] UQXWTFXBTIZNGU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
廉呈こＬ剋里分盟
本発明は、シルコニア微粉末およびこれを成形および焼
結して得られる高強度かつ高靭性のジルコニア焼結体に
関する。
結して得られる高強度かつ高靭性のジルコニア焼結体に
関する。
゛来 ′ｊとそのｏＭ屯
酸化イットリウム（イットリア）を含むジルコニア（イ
ットリア安定化ジルコニア）は、従来から高強度かつ高
靭性のセラミックス材料として、良く知られている。こ
の材料粉末を或形し、焼結して得られる焼結体は、構成
粒子の大部分が準安定な正方晶からな，っている。この
様な焼結体に外部からの力が加えられた場合には、内部
に存在する亀裂先端の応力集中点において、準安定な正
方晶粒子が単結晶へと応力誘起変態し、その際に発生す
る体積膨脹が亀裂の進展を抑制する。このため、イット
リア安定化ジルコニアは、高強度かつ高靭性という優れ
た特性を発揮する。従って、イットリア安定化ジルコニ
アは、これらの特性を要求される横遣用セラミックス材
料として、例えば、軸受、メカニカルシール、治工具、
刃物類、粉砕メディアなどの材料として、多様な用途へ
の適用が期待されている。
ットリア安定化ジルコニア）は、従来から高強度かつ高
靭性のセラミックス材料として、良く知られている。こ
の材料粉末を或形し、焼結して得られる焼結体は、構成
粒子の大部分が準安定な正方晶からな，っている。この
様な焼結体に外部からの力が加えられた場合には、内部
に存在する亀裂先端の応力集中点において、準安定な正
方晶粒子が単結晶へと応力誘起変態し、その際に発生す
る体積膨脹が亀裂の進展を抑制する。このため、イット
リア安定化ジルコニアは、高強度かつ高靭性という優れ
た特性を発揮する。従って、イットリア安定化ジルコニ
アは、これらの特性を要求される横遣用セラミックス材
料として、例えば、軸受、メカニカルシール、治工具、
刃物類、粉砕メディアなどの材料として、多様な用途へ
の適用が期待されている。
また、イットリアに代えて酸化セリウム（以下セリアと
いう）を安定化剤とするジルコニア焼結体は、曲げ強度
の点では、イットリア安定化ジルコニアに劣るものの、
破壊靭性では、イットリア安定化ジルコニアを大幅に上
回る。例えば、３モル％イットリア安定化ジルコニアの
曲げ強度は約５０００ＭＰａ、破壊靭性値は約８ＭＮｍ
”２であるのに対し、ｌ２モル％セリア安定化ジルコニ
アの曲げ強度は約５００ＭＰａ、破壊靭性値は約２ ０
Ｍ Ｎ ｍ−”２という値を示す。しがしながら、セ
リア安定化ジルコニアは、この様に他のセラミックスに
は無い高靭性を発揮するものの、金属などの他の構造用
材料と比較すると、機械的特性、特に靭性の点では未だ
劣っており、さらに一層の靭性の改善が要望されている
。
いう）を安定化剤とするジルコニア焼結体は、曲げ強度
の点では、イットリア安定化ジルコニアに劣るものの、
破壊靭性では、イットリア安定化ジルコニアを大幅に上
回る。例えば、３モル％イットリア安定化ジルコニアの
曲げ強度は約５０００ＭＰａ、破壊靭性値は約８ＭＮｍ
”２であるのに対し、ｌ２モル％セリア安定化ジルコニ
アの曲げ強度は約５００ＭＰａ、破壊靭性値は約２ ０
Ｍ Ｎ ｍ−”２という値を示す。しがしながら、セ
リア安定化ジルコニアは、この様に他のセラミックスに
は無い高靭性を発揮するものの、金属などの他の構造用
材料と比較すると、機械的特性、特に靭性の点では未だ
劣っており、さらに一層の靭性の改善が要望されている
。
セリア安定化ジルコニアの靭性向上のためには、（イ）
焼結温度を高めることにより、焼結体粒子の粒径を大き
くする方法、（口）焼結時間を長くして、やはり焼結体
粒子の粒径を大きくする方法、（ハ〉焼結体中に補強材
としてウイスカ一を分散させる方法などが提案されてい
る。しかしながら、（イ）および（口）の方法によれば
、焼結体の強度が著しく低下する。また、（ハ〉の方法
には、ウィスカ一を分散させるために煩雑で高度の技術
を必要とし、製品がコスト高となって、実用的でないと
いう問題点が存在する。
焼結温度を高めることにより、焼結体粒子の粒径を大き
くする方法、（口）焼結時間を長くして、やはり焼結体
粒子の粒径を大きくする方法、（ハ〉焼結体中に補強材
としてウイスカ一を分散させる方法などが提案されてい
る。しかしながら、（イ）および（口）の方法によれば
、焼結体の強度が著しく低下する。また、（ハ〉の方法
には、ウィスカ一を分散させるために煩雑で高度の技術
を必要とし、製品がコスト高となって、実用的でないと
いう問題点が存在する。
司題点を解？ るための手段
本発明者は、セリア安定化ジルコニア焼結体における上
記の様な問題点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、焼結原
料となるセリア安定化ジルコニア微粉末に特定量のアル
カリ土類金属酸化物を併せて含有させておく場合には、
焼結体の強度および靭性が著しく改善されることを見出
した。
記の様な問題点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、焼結原
料となるセリア安定化ジルコニア微粉末に特定量のアル
カリ土類金属酸化物を併せて含有させておく場合には、
焼結体の強度および靭性が著しく改善されることを見出
した。
すなわち、本発明は、下記のセリア安定化ジルコニア微
粉末およびセリア安定化ジルコニア焼結体にかかるもの
である： ■酸化セリウム８〜３０モル％を含むジルコニア１００
重量部とアルカリ土類金属酸化物の少なくとも一種０．
０５〜２重量部からなるジルコニア微粉末。
粉末およびセリア安定化ジルコニア焼結体にかかるもの
である： ■酸化セリウム８〜３０モル％を含むジルコニア１００
重量部とアルカリ土類金属酸化物の少なくとも一種０．
０５〜２重量部からなるジルコニア微粉末。
■酸化セリウム８〜３０モル％を含むジルコニア１００
重量部とアルカリ土類金属酸化物の少なくとも一種０．
０５〜２重量部がらなるジルコニア微粉末を成形し、焼
結してなる、正方晶を主結晶とする高強度かつ高靭性の
ジルコニア焼結体。
重量部とアルカリ土類金属酸化物の少なくとも一種０．
０５〜２重量部がらなるジルコニア微粉末を成形し、焼
結してなる、正方晶を主結晶とする高強度かつ高靭性の
ジルコニア焼結体。
本発明のジルコニア微粉末は、セリア８〜３０モル％（
より好ましくは１０〜１６モル％〉を含むジルコニア１
００重量部に対しアルカリ土類金属酸化物の少なくとも
一種０．０５〜２重量部（より好ましくは０．０８〜１
．５重量部〉の割合で構戒されていることを必須とする
。安定化剤としてのセリアの量が８モル％未満の場合に
は、焼結体の結晶相がほぼ１００％単斜晶となるのに対
し、３０モル％を上回る場合には、焼結体の結５ 晶相がほほ立方晶または立方晶に少量の正方晶を含む混
合相になる。また、セリア安定化ジルコニア１００重量
部に対するアルカリ土類金属酸化物の少なくとも一種の
量が、０．０５〜２重量部の範囲外となる場合には、焼
結体の機械的特性（強度、靭性なと〉の改善が不十分と
なる。
より好ましくは１０〜１６モル％〉を含むジルコニア１
００重量部に対しアルカリ土類金属酸化物の少なくとも
一種０．０５〜２重量部（より好ましくは０．０８〜１
．５重量部〉の割合で構戒されていることを必須とする
。安定化剤としてのセリアの量が８モル％未満の場合に
は、焼結体の結晶相がほぼ１００％単斜晶となるのに対
し、３０モル％を上回る場合には、焼結体の結５ 晶相がほほ立方晶または立方晶に少量の正方晶を含む混
合相になる。また、セリア安定化ジルコニア１００重量
部に対するアルカリ土類金属酸化物の少なくとも一種の
量が、０．０５〜２重量部の範囲外となる場合には、焼
結体の機械的特性（強度、靭性なと〉の改善が不十分と
なる。
本発明のジルコニア微粉末は、公知のジルコニア微粉末
と同様の方法で、製造することができる。
と同様の方法で、製造することができる。
例えば、（イ）ジルコニウム塩および必要ならばさらに
セリア塩を含む水溶液をアルカリで中和して水酸化物の
沈殿を作り（中和沈殿法）、これを６００〜１２００゜
Ｃ程度で仮焼し、乾式または湿式で粉砕する方法、（口
）ジルコニウム塩および必要ならばさらにセリア塩を含
む水溶液を加熱して、塩を加水分解し、金属酸化物を得
た後（加水分解法）、上記と同様にして仮焼し、乾式ま
たは湿式で粉砕する方法、また、（ハ）アルコキシド法
、ゾルゲル法などの湿式法により調製したもの６ − を上記と同様にして仮焼し、乾式または湿式で粉砕する
方法などがある。さらに、上記の湿式合成方法以外にも
、乾式合成法、混合法（湿式法、乾式法など〉などの方
法によっても製造することができる。セリアおよびアル
カリ土類金属酸化物は、ジルコニアの上記のジルコニア
合或時に添加しても良く、或いは、合戒後のジルコニア
粉末に乾式的にまたはそのスラリーに湿式的に後添加し
ても良い。或いはさらに、添加戒分の一部をジルコニア
合戒時に添加しておき、添加成分の残余を後添加しても
良い。焼結体原料としてのジルコニア微粉末の粒径は、
通常０．７〜１０ｔ（ｍ程度、より好ましくは１．０〜
２．０μｍ程度である。本発明によるジルコニア微粉末
は、焼結体の特性を阻害しない範囲で、アルミナ、シリ
カ、チタニアなどの不可避的不純物を含んていても良い
ことは、言うまでもない。
セリア塩を含む水溶液をアルカリで中和して水酸化物の
沈殿を作り（中和沈殿法）、これを６００〜１２００゜
Ｃ程度で仮焼し、乾式または湿式で粉砕する方法、（口
）ジルコニウム塩および必要ならばさらにセリア塩を含
む水溶液を加熱して、塩を加水分解し、金属酸化物を得
た後（加水分解法）、上記と同様にして仮焼し、乾式ま
たは湿式で粉砕する方法、また、（ハ）アルコキシド法
、ゾルゲル法などの湿式法により調製したもの６ − を上記と同様にして仮焼し、乾式または湿式で粉砕する
方法などがある。さらに、上記の湿式合成方法以外にも
、乾式合成法、混合法（湿式法、乾式法など〉などの方
法によっても製造することができる。セリアおよびアル
カリ土類金属酸化物は、ジルコニアの上記のジルコニア
合或時に添加しても良く、或いは、合戒後のジルコニア
粉末に乾式的にまたはそのスラリーに湿式的に後添加し
ても良い。或いはさらに、添加戒分の一部をジルコニア
合戒時に添加しておき、添加成分の残余を後添加しても
良い。焼結体原料としてのジルコニア微粉末の粒径は、
通常０．７〜１０ｔ（ｍ程度、より好ましくは１．０〜
２．０μｍ程度である。本発明によるジルコニア微粉末
は、焼結体の特性を阻害しない範囲で、アルミナ、シリ
カ、チタニアなどの不可避的不純物を含んていても良い
ことは、言うまでもない。
本発明によるジルコニア焼結体は、上記の様にして製造
された微粉末を常法に従って戊形し、焼結することによ
り、得られる。より具体的には、例えば、ジルコニア微
粉末をそのままプレス成形するか、或いはスラリー化し
て鋳込成形し、得られる成形体を１３００〜１６００’
Ｃ程度で焼結すれば良い。勿論、成形方法、焼結条件な
どは、これらに限定されるものではなく、必要に応じて
、他の方法および条件を採用しても良い。
された微粉末を常法に従って戊形し、焼結することによ
り、得られる。より具体的には、例えば、ジルコニア微
粉末をそのままプレス成形するか、或いはスラリー化し
て鋳込成形し、得られる成形体を１３００〜１６００’
Ｃ程度で焼結すれば良い。勿論、成形方法、焼結条件な
どは、これらに限定されるものではなく、必要に応じて
、他の方法および条件を採用しても良い。
本発明によるジルコニア焼結体が高強度かつ高靭性を発
揮する基本的な機構は、公知のイットリア安定化および
セリア安定化ジルコニア焼結体のそれとほほ同様であり
、焼結体内部の微細亀裂の先端での正方晶から単斜晶へ
の応力誘起変態が、亀裂の進展を抑制するものである。
揮する基本的な機構は、公知のイットリア安定化および
セリア安定化ジルコニア焼結体のそれとほほ同様であり
、焼結体内部の微細亀裂の先端での正方晶から単斜晶へ
の応力誘起変態が、亀裂の進展を抑制するものである。
しかるに、セリアとアルカリ土類金属とを併用する本発
明焼結体において、公知のジルコニア焼結体に比してそ
の曲げ強度および破壊靭性を著しく高めることが可能と
なった理由については、現在のところ解明されていない
。アルカリ土類金属、例えば、酸化カルシウム、酸化マ
グネシウムなどは、ジルコニアの安定化剤として公知で
ある（特開昭５０１０３５１０号公報など）が、これら
の単独または２種以上を安定化剤とするジルコニア焼結
体の破壊靭性値は、精々イットリア安定化ジルコニア焼
結体の破壊靭性値と同等或いはそれ以下である。
明焼結体において、公知のジルコニア焼結体に比してそ
の曲げ強度および破壊靭性を著しく高めることが可能と
なった理由については、現在のところ解明されていない
。アルカリ土類金属、例えば、酸化カルシウム、酸化マ
グネシウムなどは、ジルコニアの安定化剤として公知で
ある（特開昭５０１０３５１０号公報など）が、これら
の単独または２種以上を安定化剤とするジルコニア焼結
体の破壊靭性値は、精々イットリア安定化ジルコニア焼
結体の破壊靭性値と同等或いはそれ以下である。
しかも、これら公知のジルコニア焼結体における安定化
剤としてのアルカリ土類金属の含有量は、極めて極めて
大量である。この様な状況下に、安定化剤としてセリア
と少量のアルカリ土類金属酸化物とを安定化剤とする本
発明ジルコニア焼結体が、極めて優れた曲げ強度および
破壊靭性を発揮するという事実は、従来技術からは全く
予測し得なかったところである。
剤としてのアルカリ土類金属の含有量は、極めて極めて
大量である。この様な状況下に、安定化剤としてセリア
と少量のアルカリ土類金属酸化物とを安定化剤とする本
発明ジルコニア焼結体が、極めて優れた曲げ強度および
破壊靭性を発揮するという事実は、従来技術からは全く
予測し得なかったところである。
魚一咀一旦一塾一呆
本発明によれば、常法と同様の成形および焼結という簡
単な工程により、セリア安定化ジルコニ９ ア焼結体の特性である高い靭性のみならず、高い強度を
も併せて備えたジルコニア焼結体が得られる。
単な工程により、セリア安定化ジルコニ９ ア焼結体の特性である高い靭性のみならず、高い強度を
も併せて備えたジルコニア焼結体が得られる。
大一施一徊
以下に実施例および比較例を示し、本発明の特徴とする
ところをより一層明確にする。
ところをより一層明確にする。
実施例１
酸化塩化ジルコニウムの水溶液を加熱加水分解して、ジ
ルコニア酸化物の水和物を調製した後、これに硝酸セリ
ウムと硝酸カルシウムを含む水溶液を混合し、アンモニ
ア水を加えて、１２モル％セリア安定化ジルコニアを共
沈させた。このものは、セリア安定化ジルコニア重量の
１．０％に相当する酸化カルシウムを含有していた。
ルコニア酸化物の水和物を調製した後、これに硝酸セリ
ウムと硝酸カルシウムを含む水溶液を混合し、アンモニ
ア水を加えて、１２モル％セリア安定化ジルコニアを共
沈させた。このものは、セリア安定化ジルコニア重量の
１．０％に相当する酸化カルシウムを含有していた。
得られたジルコニア粉末を８５０゜Ｃで３．５時間仮焼
した後、ボールミルで８時間粉砕して、比表面積２９．
９ｎｆ／ｇ、平均粒径１，２μｍのジルコニア微粉末を
得た。
した後、ボールミルで８時間粉砕して、比表面積２９．
９ｎｆ／ｇ、平均粒径１，２μｍのジルコニア微粉末を
得た。
ｌ０
得られた微粉末を金型プレスを使用して、プレス圧０．
４ｋｇで直径７（１）、厚さ４ｍｍの円板に予備或形し
た後、ＣＩＰ圧１トンで圧密し、１５００゜Ｃで３時間
焼結した。
４ｋｇで直径７（１）、厚さ４ｍｍの円板に予備或形し
た後、ＣＩＰ圧１トンで圧密し、１５００゜Ｃで３時間
焼結した。
得られた焼結体を研削した後、３Ｘ４Ｘ４０ｍｍ’の試
験片を切り出し、ＪＩＳ Ｒ−１６０１に規定された方
法により３点曲げ強度を測定し、ＩＦ法により破壊靭性
値を求めた。曲げ強度は７５０ＭＰａ、破壊靭性値は２
７ＭＮｍ−”２であった。
験片を切り出し、ＪＩＳ Ｒ−１６０１に規定された方
法により３点曲げ強度を測定し、ＩＦ法により破壊靭性
値を求めた。曲げ強度は７５０ＭＰａ、破壊靭性値は２
７ＭＮｍ−”２であった。
また、Ｘ線回折パターンにより、結晶相は、１００％正
方晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、１、４μｍであった。
方晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、１、４μｍであった。
実施例２
湿式合戊法によりセリア１２モル％を含有する安定化ジ
ルコニア粉末を製造するに際し、酸化カルシウムＣｌ
５重量％および酸化マグネシウム０．５重量％を配合し
た。
ルコニア粉末を製造するに際し、酸化カルシウムＣｌ
５重量％および酸化マグネシウム０．５重量％を配合し
た。
得られたジルコニア粉末を実施例１と同様にして仮焼し
、微粉砕して、比表面積３０．］．ｒｒ？／ｇ、平均粒
径１．３μｍのジルコニア微粉末を得た。
、微粉砕して、比表面積３０．］．ｒｒ？／ｇ、平均粒
径１．３μｍのジルコニア微粉末を得た。
得られた微粉末を実施例１と同様にして、予備成形し、
ＣＩＰ成形し、焼結し、試験片を作或して、３点曲げ強
度を測定し、破壊靭性値を求めた。
ＣＩＰ成形し、焼結し、試験片を作或して、３点曲げ強
度を測定し、破壊靭性値を求めた。
曲げ強度は８２０ＭＰａ、破壊靭性値は２８ＭＮｍ’−
””であった。
””であった。
また、Ｘ線回折パターンにより、結晶相は、１０’０％
正方晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子
径は、１，３μｍであった。
正方晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子
径は、１，３μｍであった。
比較例１
酸化カルシウムを配合しない以外は実施例１と同様にし
て、比表面積２９．８ｒｒ！’／ｇ、平均粒径１．３μ
ｍのジルコニア微粉末を調製した。
て、比表面積２９．８ｒｒ！’／ｇ、平均粒径１．３μ
ｍのジルコニア微粉末を調製した。
得られた微粉末を実施例１と同様にして、予備成形し、
ＣＩＰ成形し、焼結し、試験片を作戒して、３点曲げ強
度を測定し、破壊靭性値を求めた。
ＣＩＰ成形し、焼結し、試験片を作戒して、３点曲げ強
度を測定し、破壊靭性値を求めた。
曲げ強度は４８０ＭＰａ、破壊靭性値は１８Ｍ Ｎ ｍ
””／２であった。
””／２であった。
また、Ｘ線回折パターンにより、結晶相は、１００％正
方晶であることがｉ認さｈた。焼結体の平均結晶粒子径
は、１．５μｍであった。
方晶であることがｉ認さｈた。焼結体の平均結晶粒子径
は、１．５μｍであった。
実施例３
湿式合戒法によりセリア１６モル％を含有する安定化ジ
ルコニア粉末を製造するに際し、酸化カルシウム１．０
重量％を配合した。
ルコニア粉末を製造するに際し、酸化カルシウム１．０
重量％を配合した。
得られたジルコニア粉末を８２０゜Ｃで３．５時間仮焼
した後、ボールミルで８時間粉砕して、比表面積３ ０
． ２ｒｒ＋’／ ｇ 、平均粒径１．１μｍのジル
コニア微粉末を得た。
した後、ボールミルで８時間粉砕して、比表面積３ ０
． ２ｒｒ＋’／ ｇ 、平均粒径１．１μｍのジル
コニア微粉末を得た。
得られたジルコニア粉末を実施例１と同様にして仮焼し
、微粉砕して、比表面積３０．２ｒｒＦ／ｇ、平均粒径
１．１μｍのジルコニア微粉末を得た。
、微粉砕して、比表面積３０．２ｒｒＦ／ｇ、平均粒径
１．１μｍのジルコニア微粉末を得た。
得られた微粉末を実施例１と同様にして、予備成形し、
ＣＩＰ戊形し、焼結し、試験片を作戒して、３点曲げ強
度を測定し、破壊靭性値を求めた。
ＣＩＰ戊形し、焼結し、試験片を作戒して、３点曲げ強
度を測定し、破壊靭性値を求めた。
ｌ３
曲げ強度は６ １０ＭＰａ、破壊靭性値は２４Ｍ Ｎ
ｍ−３／２であった。
ｍ−３／２であった。
また、Ｘ線回折パターンにより、結晶相は、１００％正
方晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、１．５μｍであった。
方晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、１．５μｍであった。
実施例４
湿式合戒法によりセリア１６モル％を含有する安定化ジ
ルコニア粉末を製造するに際し、酸化カルシウム０．５
重量％および酸化マグネシウム０．５重量％を配合した
。
ルコニア粉末を製造するに際し、酸化カルシウム０．５
重量％および酸化マグネシウム０．５重量％を配合した
。
得られたジルコニア粉末を実施例１と同様にして仮焼し
、微粉砕して、比表面積３０．１＆／．、平均粒径１．
３μｍのジルコニア微粉末を得た。
、微粉砕して、比表面積３０．１＆／．、平均粒径１．
３μｍのジルコニア微粉末を得た。
得られた微粉末を実施例１と同様にして、予備成形し、
ＣＩＰ戊形し、焼結し、試験片を作戒して、３点曲げ強
度を測定し、破壊靭性値を求めた。
ＣＩＰ戊形し、焼結し、試験片を作戒して、３点曲げ強
度を測定し、破壊靭性値を求めた。
曲げ強度は５６０Ｍ，Ｐａ、破壊靭性値は２３ＭＮｍ−
”２であった。
”２であった。
ｌ４
また、Ｘ線回折パターンにより、結晶相は、１００％正
方晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、１．４μｍであった。
方晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、１．４μｍであった。
比較例２
湿式合成法によりセリア６モル％を含有する安定化ジル
コニア粉末を製造するに際し、酸化カルシウム１．０重
量％を配合した。
コニア粉末を製造するに際し、酸化カルシウム１．０重
量％を配合した。
得られたジルコニア粉末を実施例１と同様にして仮焼し
、微粉砕して、比表面積２９．５ｒｒｒ／ｇ、平均粒径
１，１μｍのジルコニア微粉末を調製した。
、微粉砕して、比表面積２９．５ｒｒｒ／ｇ、平均粒径
１，１μｍのジルコニア微粉末を調製した。
得られた微粉末を実施例１と同様にして、予備成形し、
ＣＩＰ成形し、焼結し、試験片を作戒して、３点曲げ強
度を測定し、破壊靭性値を求めた。
ＣＩＰ成形し、焼結し、試験片を作戒して、３点曲げ強
度を測定し、破壊靭性値を求めた。
曲げ強度は１ ９ ０ Ｍ Ｐ ａ、破壊靭性値は１４
Ｍ Ｎ ｍ−”２であった。
Ｍ Ｎ ｍ−”２であった。
また、Ｘ線回折パターンにより、結晶相は、１００％単
斜晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、４．２μｍであった。
斜晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、４．２μｍであった。
実施例５
湿式合戒法によりセリア２５モル％を含有する安定化ジ
ルコニア粉末を製造するに際し、酸化カルシウム１．４
重量％を配合した。
ルコニア粉末を製造するに際し、酸化カルシウム１．４
重量％を配合した。
得られたジルコニア粉末を実施例ｌと同様にして仮焼し
（但し仮焼温度は、７２０゜Ｃ）、微粉砕して、比表面
積３ｏ．Ｏｎｆ／ｇ、平均粒径１．１μｍのジルコニア
微粉末を得た。
（但し仮焼温度は、７２０゜Ｃ）、微粉砕して、比表面
積３ｏ．Ｏｎｆ／ｇ、平均粒径１．１μｍのジルコニア
微粉末を得た。
得られた微粉末を実施例１と同様にして、予備成形し、
ＣＩＰ成形し、焼結し、試験片を作或して、３点曲げ強
度を測定し、破壊靭性値を求めた。
ＣＩＰ成形し、焼結し、試験片を作或して、３点曲げ強
度を測定し、破壊靭性値を求めた。
曲げ強度は８８０ＭＰａ、破壊靭性値は２４ＭＮｍ−”
２であった。
２であった。
また、Ｘ線回折パターンにより、結晶相は、１００％正
方晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、１．３μｍであった。
方晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、１．３μｍであった。
実施例６
湿式合戒法によりセリア１６モル％を含有する安定化ジ
ルコニア粉末を製造するに際し、酸化カルシウム０．７
重量％および酸化マグネシウム０．７重量％を配合した
。
ルコニア粉末を製造するに際し、酸化カルシウム０．７
重量％および酸化マグネシウム０．７重量％を配合した
。
得られたジルコニア粉末を実施例ｌと同様にして仮焼し
（但し仮焼温度は、８２０’Ｃ）、微粉砕して、比表面
積３０．３ｎｆ／ｇ、平均粒径１．１μｍのジルコニア
微粉末を得た。
（但し仮焼温度は、８２０’Ｃ）、微粉砕して、比表面
積３０．３ｎｆ／ｇ、平均粒径１．１μｍのジルコニア
微粉末を得た。
得られた微粉末を実施例１と同様にして、予備成形し、
ＣＩＰ戊形し、焼結し、試験片を作或して、３点曲げ強
度を測定し、破壊靭性値を求めた。
ＣＩＰ戊形し、焼結し、試験片を作或して、３点曲げ強
度を測定し、破壊靭性値を求めた。
曲げ強度は５７０ＭＰａ、破壊靭性値は２３ＭＮｍ−”
２であった。
２であった。
また、Ｘ線回折パターンにより、結晶相は、１００％正
方晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、１．３μｍであった。
方晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、１．３μｍであった。
比較例３
湿式合戒法によりセリア１６モル％を含有する１７
− 安定化ジルコニア粉末を製造した。
− 安定化ジルコニア粉末を製造した。
得られたジルコニア粉末を実施例１と同様にして仮焼し
（但し仮焼温度は、８２０℃）、微粉砕して、比表面積
２９．８耐／ ｇ 、平均粒径１．２μｍのジルコニア
微粉末を得た。
（但し仮焼温度は、８２０℃）、微粉砕して、比表面積
２９．８耐／ ｇ 、平均粒径１．２μｍのジルコニア
微粉末を得た。
得られた微粉末を実施例１と同様にして、予備成形し、
ＣＩＰ成形し、焼結し、試験片を作或して、３点曲げ強
度を測定し、破壊靭性値を求めた。
ＣＩＰ成形し、焼結し、試験片を作或して、３点曲げ強
度を測定し、破壊靭性値を求めた。
曲げ強度は８００ＭＰａ、破壊靭性値は５Ｍ Ｎ ｍ−
”’であった。
”’であった。
また、Ｘ線回折パターンにより、結晶相は、１００％正
方晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、１、４μｍであった。
方晶であることが確認された。焼結体の平均結晶粒子径
は、１、４μｍであった。
（以 上〉
ｌ８
Claims (2)
- （１）酸化セリウム８〜３０モル％を含むジルコニア１
００重量部とアルカリ土類金属酸化物の少なくとも一種
０．０５〜２重量部からなるジルコニア微粉末。 - （２）酸化セリウム８〜３０モル％を含むジルコニア１
００重量部とアルカリ土類金属酸化物の少なくとも一種
０．０５〜２重量部からなるジルコニア微粉末を成形し
、焼結してなる、正方晶を主結晶とする高強度かつ高靭
性のジルコニア焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1299416A JP2791441B2 (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | ジルコニア微粉末およびジルコニア焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1299416A JP2791441B2 (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | ジルコニア微粉末およびジルコニア焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03159960A true JPH03159960A (ja) | 1991-07-09 |
| JP2791441B2 JP2791441B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=17872279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1299416A Expired - Fee Related JP2791441B2 (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | ジルコニア微粉末およびジルコニア焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2791441B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0842748A1 (en) * | 1996-11-15 | 1998-05-20 | Eastman Kodak Company | Method for micromolding ceramic structures |
| JP2008536675A (ja) * | 2005-04-18 | 2008-09-11 | アミ アグロリンツ メラミネ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 固体粒子、それを生成する方法および装置 |
| WO2023190119A1 (ja) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | 第一稀元素化学工業株式会社 | ジルコニア粉末、ジルコニア焼結体、及び、ジルコニア焼結体の製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61136960A (ja) * | 1984-12-06 | 1986-06-24 | 日立化成工業株式会社 | 黒色ジルコニアセラミツクスの製造法 |
| JPS63139050A (ja) * | 1986-11-28 | 1988-06-10 | 住友化学工業株式会社 | ジルコニア質セラミツクス |
| JPH0230663A (ja) * | 1988-07-20 | 1990-02-01 | Sumitomo Chem Co Ltd | ジルコニア質焼結体およびその製造方法 |
-
1989
- 1989-11-16 JP JP1299416A patent/JP2791441B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61136960A (ja) * | 1984-12-06 | 1986-06-24 | 日立化成工業株式会社 | 黒色ジルコニアセラミツクスの製造法 |
| JPS63139050A (ja) * | 1986-11-28 | 1988-06-10 | 住友化学工業株式会社 | ジルコニア質セラミツクス |
| JPH0230663A (ja) * | 1988-07-20 | 1990-02-01 | Sumitomo Chem Co Ltd | ジルコニア質焼結体およびその製造方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0842748A1 (en) * | 1996-11-15 | 1998-05-20 | Eastman Kodak Company | Method for micromolding ceramic structures |
| JP2008536675A (ja) * | 2005-04-18 | 2008-09-11 | アミ アグロリンツ メラミネ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 固体粒子、それを生成する方法および装置 |
| JP2014111538A (ja) * | 2005-04-18 | 2014-06-19 | Treibacher Industrie Ag | セリウム安定化酸化ジルコニウム粒子 |
| WO2023190119A1 (ja) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | 第一稀元素化学工業株式会社 | ジルコニア粉末、ジルコニア焼結体、及び、ジルコニア焼結体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2791441B2 (ja) | 1998-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2674408B1 (en) | Translucent zirconia sintered body and use of the same | |
| US4772576A (en) | High density alumina zirconia ceramics and a process for production thereof | |
| JP2945935B2 (ja) | ジルコニア系複合セラミック焼結体、及びその製法 | |
| JP5817859B2 (ja) | 透光性ジルコニア焼結体及びその製造方法並びに用途 | |
| US4900701A (en) | Zirconia sintered body and process for the production thereof | |
| JPS62216960A (ja) | 酸化ジルコニウム−アルミニウム−マグネシウム複合物の化学的製造 | |
| JPH09268050A (ja) | アルミナ−ジルコニア系焼結体、その製造法及びアルミナ−ジルコニア系焼結体を用いた衝撃式粉砕機 | |
| JP3368507B2 (ja) | ジルコニア粉末およびその製造方法 | |
| JP2003192452A (ja) | ジルコニア粉末およびその焼結体 | |
| JP2791441B2 (ja) | ジルコニア微粉末およびジルコニア焼結体 | |
| JP3736649B2 (ja) | ジルコニア質焼結体及びその製造方法並びに粉砕用部品材料 | |
| EP0351827B1 (en) | Zirconia-based sintered material and process for producing the same | |
| JPH04231374A (ja) | セラミック製造用組成物 | |
| JPS6259565A (ja) | 高密度アルミナ・ジルコニア焼結体およびその製造方法 | |
| JP3339076B2 (ja) | ジルコニア微粉末 | |
| JPS63103864A (ja) | 部分安定化された酸化ジルコニウムからなる焼結成形体およびその製造法 | |
| JP3153637B2 (ja) | カルシアクリンカーの製造方法 | |
| JP3355655B2 (ja) | 水和ジルコニアゲルおよびジルコニア粉末の製造方法 | |
| JP3257095B2 (ja) | ジルコニア粉末の製造方法 | |
| JPS647030B2 (ja) | ||
| JP2001080919A (ja) | ジルコニア微粉末及びその製造方法 | |
| JP2000327416A (ja) | 酸化ジルコニウム原料粉末およびその製造方法 | |
| JPH04280860A (ja) | 高耐蝕性ジルコン磁器及びその製造方法 | |
| JPH04160053A (ja) | 耐摩耗性アルミナージルコニア焼結体およびその製造方法 | |
| WO1993023347A1 (en) | Wear-resistant zirconia sinter and production thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |