JPH03237060A - 高靭性のセラミック合金 - Google Patents
高靭性のセラミック合金Info
- Publication number
- JPH03237060A JPH03237060A JP2266189A JP26618990A JPH03237060A JP H03237060 A JPH03237060 A JP H03237060A JP 2266189 A JP2266189 A JP 2266189A JP 26618990 A JP26618990 A JP 26618990A JP H03237060 A JPH03237060 A JP H03237060A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mol
- point
- ceramic
- zro2
- cations
- 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
Links
- 229910002110 ceramic alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000011214 refractory ceramic Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 103
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical group [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 description 38
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 37
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000011029 spinel Substances 0.000 claims description 31
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 25
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 20
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 claims description 20
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 15
- -1 sialon Chemical compound 0.000 claims description 9
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910026551 ZrC Inorganic materials 0.000 claims description 7
- OTCHGXYCWNXDOA-UHFFFAOYSA-N [C].[Zr] Chemical compound [C].[Zr] OTCHGXYCWNXDOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 7
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 7
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 7
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 7
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- 229910000873 Beta-alumina solid electrolyte Inorganic materials 0.000 claims description 3
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000012745 toughening agent Substances 0.000 claims 4
- RPMPQTVHEJVLCR-UHFFFAOYSA-N pentaaluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Na+].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3] RPMPQTVHEJVLCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 claims 1
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 205
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(IV) oxide Inorganic materials O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 121
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 71
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Chemical compound O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 38
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 38
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 description 26
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 description 24
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 20
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 19
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 19
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000000047 product Substances 0.000 description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 14
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 13
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 12
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 10
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 9
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 9
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000006187 pill Substances 0.000 description 9
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 8
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 7
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 6
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 6
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 6
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 6
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 6
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 6
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 5
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 4
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 4
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KTUFCUMIWABKDW-UHFFFAOYSA-N oxo(oxolanthaniooxy)lanthanum Chemical compound O=[La]O[La]=O KTUFCUMIWABKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N erbium(III) oxide Inorganic materials O=[Er]O[Er]=O VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 3
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 3
- WPCMRGJTLPITMF-UHFFFAOYSA-I niobium(5+);pentahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Nb+5] WPCMRGJTLPITMF-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 3
- 238000000399 optical microscopy Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019792 NbO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910009253 Y(NO3)3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- HFLAMWCKUFHSAZ-UHFFFAOYSA-N niobium dioxide Inorganic materials O=[Nb]=O HFLAMWCKUFHSAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- FIXNOXLJNSSSLJ-UHFFFAOYSA-N ytterbium(III) oxide Inorganic materials O=[Yb]O[Yb]=O FIXNOXLJNSSSLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BXJPTTGFESFXJU-UHFFFAOYSA-N yttrium(3+);trinitrate Chemical compound [Y+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O BXJPTTGFESFXJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- 241000588731 Hafnia Species 0.000 description 1
- 241000264877 Hippospongia communis Species 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229910017974 NH40H Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019660 Nb(OH)5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019714 Nb2O3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 229910018540 Si C Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006217 ZrO27 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- KVBCYCWRDBDGBG-UHFFFAOYSA-N azane;dihydrofluoride Chemical compound [NH4+].F.[F-] KVBCYCWRDBDGBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910000421 cerium(III) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- YOBCTIIWHLYFII-UHFFFAOYSA-L difluorotitanium Chemical compound F[Ti]F YOBCTIIWHLYFII-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N gadolinium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Gd+3].[Gd+3] CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N neodymium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Nd+3].[Nd+3] PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- UJVRJBAUJYZFIX-UHFFFAOYSA-N nitric acid;oxozirconium Chemical compound [Zr]=O.O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O UJVRJBAUJYZFIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 description 1
- 239000004482 other powder Substances 0.000 description 1
- YHBDIEWMOMLKOO-UHFFFAOYSA-I pentachloroniobium Chemical compound Cl[Nb](Cl)(Cl)(Cl)Cl YHBDIEWMOMLKOO-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910000498 pewter Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010957 pewter Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- FKTOIHSPIPYAPE-UHFFFAOYSA-N samarium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Sm+3].[Sm+3] FKTOIHSPIPYAPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HYXGAEYDKFCVMU-UHFFFAOYSA-N scandium(III) oxide Inorganic materials O=[Sc]O[Sc]=O HYXGAEYDKFCVMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000000365 skull melting Methods 0.000 description 1
- 238000001330 spinodal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical group [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012720 thermal barrier coating Substances 0.000 description 1
- ZIKATJAYWZUJPY-UHFFFAOYSA-N thulium (III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Tm+3].[Tm+3] ZIKATJAYWZUJPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003746 yttrium Chemical class 0.000 description 1
- GRTBAGCGDOYUBE-UHFFFAOYSA-N yttrium(3+) Chemical compound [Y+3] GRTBAGCGDOYUBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004857 zone melting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/48—Shaped 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 zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/5805—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on borides
- C04B35/58064—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on borides based on refractory borides
- C04B35/58071—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on borides based on refractory borides based on titanium borides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/10—Shaped 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
- C04B35/111—Fine ceramics
- C04B35/117—Composites
- C04B35/119—Composites with zirconium oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/16—Shaped 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 silicates other than clay
- C04B35/18—Shaped 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 silicates other than clay rich in aluminium oxide
- C04B35/185—Mullite 3Al2O3-2SiO2
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/44—Shaped 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 aluminates
- C04B35/443—Magnesium aluminate spinel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/48—Shaped 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 zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
- C04B35/481—Shaped 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 zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing silicon, e.g. zircon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/48—Shaped 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 zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
- C04B35/486—Fine ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/48—Shaped 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 zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
- C04B35/486—Fine ceramics
- C04B35/488—Composites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/48—Shaped 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 zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
- C04B35/486—Fine ceramics
- C04B35/488—Composites
- C04B35/4885—Composites with aluminium oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
- C04B35/5607—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on refractory metal carbides
- C04B35/5622—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on refractory metal carbides based on zirconium or hafnium carbides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
- C04B35/645—Pressure sintering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
- C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
- C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
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】
（産業上の利用分野）
本発明は高靭性を有するセラミック合金に関するもので
ある。
ある。
（従来の技術とその問題点）
２種またはそれ以上の金属または非金属の混合物はそれ
ぞれ金属合金または非金属合金と呼ばれており、固溶体
を生成する２種またはそれ以上の金属酸化物の混合物は
セラミック合金と記述されることが多い。後者の例とし
て安定化したあるいは一部安定化したＺｒ ０２が良く
知られている。
ぞれ金属合金または非金属合金と呼ばれており、固溶体
を生成する２種またはそれ以上の金属酸化物の混合物は
セラミック合金と記述されることが多い。後者の例とし
て安定化したあるいは一部安定化したＺｒ ０２が良く
知られている。
微小構造に関して、２種の基本タイプの一部安定化した
多結晶Ｚｒ ０２体が従来技術において論じられてきた
。第１のタイプは比較的大きなサイズ（〜３０−１００
ミクロン）の正方体ＺｒＯ２粒から成り、慣例上ドーパ
ントを含み、中に低含量のドーパントを有するサブミク
ロンサイズの正方晶構造をもつＺｒＯ２の沈澱物を含み
、ＺｒＯ２の沈澱物が正方晶位の粒界に沿って大きさが
約１〜１０ミクロンの単斜晶および／または正方晶構造
を有し、これによってＺｒ ０２と１種または２種以上
の安定剤を有するセラミック合金から成る微小構造を生
成する。安定剤としては通常Ｍｇ Ｏおよび／またはＣ
ａＯおよび／またはＹ２Ｏ３が使用される。第２のタイ
プの一部安定化した多結晶ＺｒＯ２体はＺｒＯ２と１種
または２種以上のサブミクロン粒径の安定剤を有し最も
一般的に正方晶構造を有するセラミック合金から成る。
多結晶Ｚｒ ０２体が従来技術において論じられてきた
。第１のタイプは比較的大きなサイズ（〜３０−１００
ミクロン）の正方体ＺｒＯ２粒から成り、慣例上ドーパ
ントを含み、中に低含量のドーパントを有するサブミク
ロンサイズの正方晶構造をもつＺｒＯ２の沈澱物を含み
、ＺｒＯ２の沈澱物が正方晶位の粒界に沿って大きさが
約１〜１０ミクロンの単斜晶および／または正方晶構造
を有し、これによってＺｒ ０２と１種または２種以上
の安定剤を有するセラミック合金から成る微小構造を生
成する。安定剤としては通常Ｍｇ Ｏおよび／またはＣ
ａＯおよび／またはＹ２Ｏ３が使用される。第２のタイ
プの一部安定化した多結晶ＺｒＯ２体はＺｒＯ２と１種
または２種以上のサブミクロン粒径の安定剤を有し最も
一般的に正方晶構造を有するセラミック合金から成る。
この第２のタイプのセラミック合金は、ＣｅＯ２が使用
されてきたが、Ｙ２Ｏ３とＭｇ Ｏおよび／またはＣａ
Ｏの組み会わせも使用できるが、Ｚ ｒ Ｏ２とＹ２Ｏ
３の組み合わせが多い。基本的には、任意数の希土類金
属酸化物も合金として使用される。
されてきたが、Ｙ２Ｏ３とＭｇ Ｏおよび／またはＣａ
Ｏの組み会わせも使用できるが、Ｚ ｒ Ｏ２とＹ２Ｏ
３の組み合わせが多い。基本的には、任意数の希土類金
属酸化物も合金として使用される。
高靭性の値を示すＺｒ ０２含有セラミック体は大きい
粒径の上記微小構造を生成するためのＭｇＯの安定化を
包含していた。このようなセラミック体は短ビーム、シ
ェブロンノツチビーム およびシングルエツジノツチビ
ームタイプのＫｌｏテストによってρり定する場合、ｌ
［１ＭＰａσの過剰な靭性値を示した。反対に、実験室
のテストでは、上記の微細粒ＺｒＯ２セラミック合金は
実質的に低い靭性値を示した。例えば、３モル％のＹ２
Ｏ３を含むＺｒＯ２の微細粒体は約６ＭＰａ１のＫＩＣ
を示し、２モル％のＹ２Ｏ３を用いて安定化した微細粒
ＺｒＯ２は約１０ＭＰａ１よりも高くない値を示した。
粒径の上記微小構造を生成するためのＭｇＯの安定化を
包含していた。このようなセラミック体は短ビーム、シ
ェブロンノツチビーム およびシングルエツジノツチビ
ームタイプのＫｌｏテストによってρり定する場合、ｌ
［１ＭＰａσの過剰な靭性値を示した。反対に、実験室
のテストでは、上記の微細粒ＺｒＯ２セラミック合金は
実質的に低い靭性値を示した。例えば、３モル％のＹ２
Ｏ３を含むＺｒＯ２の微細粒体は約６ＭＰａ１のＫＩＣ
を示し、２モル％のＹ２Ｏ３を用いて安定化した微細粒
ＺｒＯ２は約１０ＭＰａ１よりも高くない値を示した。
破壊靭性におけるこの差は微細構造によって説明するこ
とができる。従って、上述のように、大きい粒径のセラ
ミック体は正方晶構造を有するサブミクロンサイズの沈
澱物を含むだけでなく、粒界に沿って正方晶および／ま
たは単斜晶構造を有する大きいサイズ（〜１−１０ミク
ロン）の沈澱物を含む。大きい粒径の沈澱物の正方晶構
造は、セラミック体の製造温度から冷却する間に単斜晶
多形体に変化することができ、あるいは伝播亀裂によっ
て生じる応力場に変化することができる。単斜晶系構造
に変化した立方体のＺｒＯ２の粒界に沿って、これらの
比較的大きい寸法の沈澱物は、正方体粒内の一層小さい
サイズの正方晶構造の沈澱物を単斜晶形状に変化させる
ように働くことが］ ２ できる高応力の領域である。光学電子顕微鏡の検査では
、伝播亀裂の回りに（大きい粒子および小さい粒子の）
変化した沈澱物の大きい、すなわち〜１００ミクロンの
帯域の存在を示した。これが高靭性への上昇を示す変化
の大きい帯域である。
とができる。従って、上述のように、大きい粒径のセラ
ミック体は正方晶構造を有するサブミクロンサイズの沈
澱物を含むだけでなく、粒界に沿って正方晶および／ま
たは単斜晶構造を有する大きいサイズ（〜１−１０ミク
ロン）の沈澱物を含む。大きい粒径の沈澱物の正方晶構
造は、セラミック体の製造温度から冷却する間に単斜晶
多形体に変化することができ、あるいは伝播亀裂によっ
て生じる応力場に変化することができる。単斜晶系構造
に変化した立方体のＺｒＯ２の粒界に沿って、これらの
比較的大きい寸法の沈澱物は、正方体粒内の一層小さい
サイズの正方晶構造の沈澱物を単斜晶形状に変化させる
ように働くことが］ ２ できる高応力の領域である。光学電子顕微鏡の検査では
、伝播亀裂の回りに（大きい粒子および小さい粒子の）
変化した沈澱物の大きい、すなわち〜１００ミクロンの
帯域の存在を示した。これが高靭性への上昇を示す変化
の大きい帯域である。
反対に、第２のタイプの一部安定化したＺｒＯ２体のミ
クロ構造は、粒径が全く均一であり、点火温度、焼結温
度での時間、出発バッチの物資の粒径および組成に依存
し、約０．３−１ミクロンの間で変化する。各正方晶粒
子は単一の沈澱物として働くので、微細粒子の沈澱物は
生成しない。粒界に沿った大きいタイプの沈澱物の発生
がない。
クロ構造は、粒径が全く均一であり、点火温度、焼結温
度での時間、出発バッチの物資の粒径および組成に依存
し、約０．３−１ミクロンの間で変化する。各正方晶粒
子は単一の沈澱物として働くので、微細粒子の沈澱物は
生成しない。粒界に沿った大きいタイプの沈澱物の発生
がない。
その結果、このタイプのセラミック体において伝播する
亀裂の囲りの変化帯域は４ミクロンまたはそれ以下の程
度であるに過ぎない。靭性のレベルは直接、変化帯域の
ディメンションの平方根に比例しなければならない。２
つのタイプのセラミック体に関し上記の靭性の１１ｔｌ
Ｊ定は女性的に前述の予測を証明している。
亀裂の囲りの変化帯域は４ミクロンまたはそれ以下の程
度であるに過ぎない。靭性のレベルは直接、変化帯域の
ディメンションの平方根に比例しなければならない。２
つのタイプのセラミック体に関し上記の靭性の１１ｔｌ
Ｊ定は女性的に前述の予測を証明している。
（問題点を解決するための手段）
ＹＮｂ ４ 、 ＹＴａ Ｏ，！ 、 ＭＮｂ Ｏ，
！ 、およびＭＴａＯ４（式中のＭは＋３の原子価をも
つ多数の希土類元素を示す）で表される化合物は室温（
Ｒ。
！ 、およびＭＴａＯ４（式中のＭは＋３の原子価をも
つ多数の希土類元素を示す）で表される化合物は室温（
Ｒ。
Ｔ、 ）で単斜晶構造を有し、高温で正方晶構造を有す
る化合物である。
る化合物である。
細かく粉砕した一部安定化したＺｒ ０２物体において
単斜晶ＺｒＯ２の生長に対する容易な核発生が欠けると
、伝播亀裂の広角の場において変化できる粒子の数が制
限され、順に達成され得る靭性のレベルを制限すること
が考えられる。本発明はＹＮｂＯ４および／またはＹＴ
ａ ０４および／またはＭＮ、ｂ０４および／またはＭ
Ｔａ Ｏ，を−部安定化したＺｒＯ２本体に導入するこ
とによって、少ない第２相または固溶体として、単斜晶
２ｒ０２の核発生を一層容易にすると共に、室温にて正
方晶の結晶構造を維持することを基礎としている。この
容易な核発生は以下に示す３種の仮定した機構の１種ま
たは２種以上によって、最終生成物の靭性を改良するこ
とができる。
単斜晶ＺｒＯ２の生長に対する容易な核発生が欠けると
、伝播亀裂の広角の場において変化できる粒子の数が制
限され、順に達成され得る靭性のレベルを制限すること
が考えられる。本発明はＹＮｂＯ４および／またはＹＴ
ａ ０４および／またはＭＮ、ｂ０４および／またはＭ
Ｔａ Ｏ，を−部安定化したＺｒＯ２本体に導入するこ
とによって、少ない第２相または固溶体として、単斜晶
２ｒ０２の核発生を一層容易にすると共に、室温にて正
方晶の結晶構造を維持することを基礎としている。この
容易な核発生は以下に示す３種の仮定した機構の１種ま
たは２種以上によって、最終生成物の靭性を改良するこ
とができる。
第１の機構では、得られた物質が２相から成り、１相は
高レベルのＹＮｂ Ｏ，および／またはＹＴａＯａおよ
び／またはＹＮｂＯ４および／またはＭＴａ Ｏ，を含
有し、冷却時または伝播亀裂の応力部分において単斜晶
シンメトリ−に変化する。
高レベルのＹＮｂ Ｏ，および／またはＹＴａＯａおよ
び／またはＹＮｂＯ４および／またはＭＴａ Ｏ，を含
有し、冷却時または伝播亀裂の応力部分において単斜晶
シンメトリ−に変化する。
この変化は、２相間の粒界に沿った変化双晶の端部から
の転位および局部の高応力部分の発生によって、または
単純に全体の粒子と会合した応力部分によって、特に変
化時の容量変化が負である場合に、ＺｒＯ２に富んだ相
の隣接粒子の変化を助長する。第１の三者間の選択では
、ＹＮｂＯａおよび／またはｙＴａ ｏ、および／また
はＭＮｂ ０４および／またはＭＴａＯａの含量の高い
各粒子は、立方体Ｚｒ ０２の粒界に沿って大きい寸法
の沈澱物と似た方法で、Ｚｒ ０２−Ｍｇ Ｏ系におけ
る組成を有するセラミック合金の微細構造において見ら
れたように挙動する。
の転位および局部の高応力部分の発生によって、または
単純に全体の粒子と会合した応力部分によって、特に変
化時の容量変化が負である場合に、ＺｒＯ２に富んだ相
の隣接粒子の変化を助長する。第１の三者間の選択では
、ＹＮｂＯａおよび／またはｙＴａ ｏ、および／また
はＭＮｂ ０４および／またはＭＴａＯａの含量の高い
各粒子は、立方体Ｚｒ ０２の粒界に沿って大きい寸法
の沈澱物と似た方法で、Ｚｒ ０２−Ｍｇ Ｏ系におけ
る組成を有するセラミック合金の微細構造において見ら
れたように挙動する。
第２の機構では、得られた物質は単一相固溶体から成り
、ＹＮｂＯａおよび／またはＹＴａ Ｏａおよび／また
はＹＮｂＯ４および／またはＭ Ｔ ａ０４は単斜晶相
の生成に対する弾性エネルギーバリヤを低くするように
、固溶体の正方晶相および単斜晶相の異方性熱膨張率お
よび格子定数を調整し、あるいはＹＮｂ Ｏ４および／
またはＹＴａ ０４および／またはＭ Ｎ ｂ Ｏａお
よび／またはＭＴａＯ４は格子定数を「低く」シ、これ
によって弾性定数およびペイエルス応カバリヤを引下げ
、従って結局、亀裂の応力部分における単斜晶系のＺｒ
Ｏ２の成長と満足すべき核発生の可能性を増加すると共
に、その結果として靭性を高める。
、ＹＮｂＯａおよび／またはＹＴａ Ｏａおよび／また
はＹＮｂＯ４および／またはＭ Ｔ ａ０４は単斜晶相
の生成に対する弾性エネルギーバリヤを低くするように
、固溶体の正方晶相および単斜晶相の異方性熱膨張率お
よび格子定数を調整し、あるいはＹＮｂ Ｏ４および／
またはＹＴａ ０４および／またはＭ Ｎ ｂ Ｏａお
よび／またはＭＴａＯ４は格子定数を「低く」シ、これ
によって弾性定数およびペイエルス応カバリヤを引下げ
、従って結局、亀裂の応力部分における単斜晶系のＺｒ
Ｏ２の成長と満足すべき核発生の可能性を増加すると共
に、その結果として靭性を高める。
第３の機構は、スピノダル分解または定められた方法に
よって単一粒子内に２相を形成し、上述の２種の機構間
の中間に示されるようなセラミック合金の製造を含む。
よって単一粒子内に２相を形成し、上述の２種の機構間
の中間に示されるようなセラミック合金の製造を含む。
走査電子顕微鏡および透過電子顕微鏡による本発明の生
成物の研究では、若干の物質の組成は２相から成ること
が示されたが、第２および第３の仮定した機構も実施可
能である。従って、最終生成物の改良された靭性を基礎
とする最終機構は解明されなかった。
成物の研究では、若干の物質の組成は２相から成ること
が示されたが、第２および第３の仮定した機構も実施可
能である。従って、最終生成物の改良された靭性を基礎
とする最終機構は解明されなかった。
本発明の好適例は、０，９〜９モル％のＹＯ３／□を用
いて一部安定化したＺｒ Ｏ２に、次に示すそれぞれの
範囲から誘導された全体で約０．５〜８モル％のＹＮｂ
Ｏ４および／またはＹＴａ Ｏａを添加するが、ＹＮｂ
Ｏ４および／またはＹＴａ ０４は酸化物を基準とし
た重量％で示され、０．５〜７．６％のＮｂ２Ｏ５およ
び／または０．８５〜１２％のＴａ２Ｏ５から戊る０、
５〜１２％のＮｂｚＯ５＋Ｔａｚｏｓおよび２．４〜１
２．９％のＹ２Ｏ３を含み、Ａｊ！ｚＯ３のような第３
のマトリックス物質中の主な第２相、多数の希土類酸化
物およびＭｇ Ｏ。
いて一部安定化したＺｒ Ｏ２に、次に示すそれぞれの
範囲から誘導された全体で約０．５〜８モル％のＹＮｂ
Ｏ４および／またはＹＴａ Ｏａを添加するが、ＹＮｂ
Ｏ４および／またはＹＴａ ０４は酸化物を基準とし
た重量％で示され、０．５〜７．６％のＮｂ２Ｏ５およ
び／または０．８５〜１２％のＴａ２Ｏ５から戊る０、
５〜１２％のＮｂｚＯ５＋Ｔａｚｏｓおよび２．４〜１
２．９％のＹ２Ｏ３を含み、Ａｊ！ｚＯ３のような第３
のマトリックス物質中の主な第２相、多数の希土類酸化
物およびＭｇ Ｏ。
ＣａＯおよび５Ｃ２Ｏ３は同じ働きをするので、正方晶
系マトリックスからの単斜晶ＺｒＯ２の核発生およびま
たは正方晶ＺｒＯ２の核発生を改良する。従って、これ
らの元素はモルを基礎としてＹＮｂＯ４および／または
ＹＴａ Ｏ４においてイツトリウムを置換することがで
きる。実施可能な希土類酸化物はＬａ２Ｏ３ 、Ｃｅ
０２ 、Ｃｅ２Ｏ３＋ ｐｒ２Ｏ３＋ Ｎｂｚ ｏ３
，５ｌｌｌｌ！ ｏ８．Ｅｕ２Ｏ３１ Ｇｄ ２Ｏ３
、Ｔｂ ２Ｏ３ ＋ ＤＹ ２Ｏ３ ＋ＨＯ２Ｏ３
、Ｅｒ２Ｏ３ 、Ｔｍ２Ｏ３ 、Ｙｂ２Ｏ３、およびＬ
ｕ２Ｏ３を含むと共に、これらのカチオンは＋３の原子
価を示し、イツトリウムカチオンの置換は１：１で行わ
れ、＋２の原子価をもつこれらのカチオンに対し３個の
＋２のカチオンを２個の＋３のイツトリウムカチオンと
置換する。
系マトリックスからの単斜晶ＺｒＯ２の核発生およびま
たは正方晶ＺｒＯ２の核発生を改良する。従って、これ
らの元素はモルを基礎としてＹＮｂＯ４および／または
ＹＴａ Ｏ４においてイツトリウムを置換することがで
きる。実施可能な希土類酸化物はＬａ２Ｏ３ 、Ｃｅ
０２ 、Ｃｅ２Ｏ３＋ ｐｒ２Ｏ３＋ Ｎｂｚ ｏ３
，５ｌｌｌｌ！ ｏ８．Ｅｕ２Ｏ３１ Ｇｄ ２Ｏ３
、Ｔｂ ２Ｏ３ ＋ ＤＹ ２Ｏ３ ＋ＨＯ２Ｏ３
、Ｅｒ２Ｏ３ 、Ｔｍ２Ｏ３ 、Ｙｂ２Ｏ３、およびＬ
ｕ２Ｏ３を含むと共に、これらのカチオンは＋３の原子
価を示し、イツトリウムカチオンの置換は１：１で行わ
れ、＋２の原子価をもつこれらのカチオンに対し３個の
＋２のカチオンを２個の＋３のイツトリウムカチオンと
置換する。
若干の組成物に対して、ニオベートおよび／またはタン
タレートは分離相の化学を支配することができ、これは
最終の焼結した生成物を電子顕微鏡で検査することによ
って確かめられ、またＺｒＯ２の部分的な安定化はＹ２
Ｏ３．ＣｅＯ２，ＭｇＯおよびＣａＯのような既知の安
定剤の存在によって行われることが理解されるであろう
。
タレートは分離相の化学を支配することができ、これは
最終の焼結した生成物を電子顕微鏡で検査することによ
って確かめられ、またＺｒＯ２の部分的な安定化はＹ２
Ｏ３．ＣｅＯ２，ＭｇＯおよびＣａＯのような既知の安
定剤の存在によって行われることが理解されるであろう
。
さらに説明すると、０．５〜８モル％（〜１−１５重量
％）のＹＮｂ Ｏ，を生成するために必要な過剰のＹ
Ｏ３／２はＺｒＯ２を部分的に安定化するように含ませ
ることができる。従って、全量が１２．９重量％のＹ２
Ｏ３はＺｒＯ２を部分的に安定化し、さらにＺｒＯ２−
８モル％ＹＯ３／２ ８モル％ＹＮｂ Ｏ，のような組
成に対し、１４．１重量％のＹＮｂＯ４を供給する必要
かある。１４，１重量％のＹＮｂＯ４のこの組成に対し
、７．６重量％のＮｂ２Ｏ５が必要である。
％）のＹＮｂ Ｏ，を生成するために必要な過剰のＹ
Ｏ３／２はＺｒＯ２を部分的に安定化するように含ませ
ることができる。従って、全量が１２．９重量％のＹ２
Ｏ３はＺｒＯ２を部分的に安定化し、さらにＺｒＯ２−
８モル％ＹＯ３／２ ８モル％ＹＮｂ Ｏ，のような組
成に対し、１４．１重量％のＹＮｂＯ４を供給する必要
かある。１４，１重量％のＹＮｂＯ４のこの組成に対し
、７．６重量％のＮｂ２Ｏ５が必要である。
次の説明として、ＺｒＯ２−８モル％ＹＯ３／２８モル
％ＹＴａ ｏ、から戊る生成物に対し、１２．３重量％
のＹ２Ｏ３が必要であり、−層大きい分子量のＴａ２Ｏ
５によれば、１２．０重量％のＴａ２Ｏ５が必要である
。
％ＹＴａ ｏ、から戊る生成物に対し、１２．３重量％
のＹ２Ｏ３が必要であり、−層大きい分子量のＴａ２Ｏ
５によれば、１２．０重量％のＴａ２Ｏ５が必要である
。
第３の例として、ＺｒＯ２−１モル％ＹＯ３／２８モル
％ＹＴａ ０４のような組成物に対し、約７．３重量％
のＹ２Ｏ３と１２．７重量％のＴａ２Ｏ５が必要である
。
％ＹＴａ ０４のような組成物に対し、約７．３重量％
のＹ２Ｏ３と１２．７重量％のＴａ２Ｏ５が必要である
。
一層経済的に使用するために、Ｍｇ Ｏおよび／または
ＣａＯを使用してＺｒＯ２を安定化させることができる
。同様に、過剰の上記希土類酸化物を安定化を目的とし
て使用することができるが、このようにするためのコス
トは非常に高くする。
ＣａＯを使用してＺｒＯ２を安定化させることができる
。同様に、過剰の上記希土類酸化物を安定化を目的とし
て使用することができるが、このようにするためのコス
トは非常に高くする。
本発明の最終生成物の電子顕微鏡、電子回折およびＸ線
回折による研究では、正方晶Ｚｒ ０２立方体ＺｒＯ２
および単斜晶Ｚｒ ０２ 、並びにニオベートおよび／
またはタンタレートによって支配される第２相の存在を
示した。この相の組成は、実際に、本発明生成物の全体
の組成と粒径と共に変化する相の組成および金相のレベ
ルと共に、Ｚｒ ０２ ＋ Ｙ２Ｏ３およびＮｂ２Ｏ５
および／またはＴａ２Ｏ５の濃度を変化する固溶体であ
ることが理解されるであろう。
回折による研究では、正方晶Ｚｒ ０２立方体ＺｒＯ２
および単斜晶Ｚｒ ０２ 、並びにニオベートおよび／
またはタンタレートによって支配される第２相の存在を
示した。この相の組成は、実際に、本発明生成物の全体
の組成と粒径と共に変化する相の組成および金相のレベ
ルと共に、Ｚｒ ０２ ＋ Ｙ２Ｏ３およびＮｂ２Ｏ５
および／またはＴａ２Ｏ５の濃度を変化する固溶体であ
ることが理解されるであろう。
本発明のセラミック合金は硬い耐火セラミックの靭性を
高めるために極めて有用である。従って、これら５容量
％の少量の合金が実質的に靭性を改善する。即ち、セラ
ミックマトリックスは９５容量％までの生成物から成る
。このようなセラミックマトリックスの例はα−アルミ
ナ、β−アルミナ。
高めるために極めて有用である。従って、これら５容量
％の少量の合金が実質的に靭性を改善する。即ち、セラ
ミックマトリックスは９５容量％までの生成物から成る
。このようなセラミックマトリックスの例はα−アルミ
ナ、β−アルミナ。
β１−アルミナ、Ａｌｚ ０３−Ｃｒ ２Ｏ３固溶体ム
ライト シアロン、ナシコン、シリコンカーバイド、窒
化シリコンスピネル、チタニウムカーバイド ニホウ化
チタン、ジルコン、およびジルコニウムカーバイドを含
む。
ライト シアロン、ナシコン、シリコンカーバイド、窒
化シリコンスピネル、チタニウムカーバイド ニホウ化
チタン、ジルコン、およびジルコニウムカーバイドを含
む。
Ｚ ｒ ０２−Ｙ Ｏ３／２ Ｙ ＮｂＯ２か５０容
量％またはこれ以下のレベル程度でアルミナのようなマ
トリックス物質中に存在する場合、ＹＮｂＯ４を］ ９ 生成するために使用され量を超過する分量の（部分的に
安定化するために使用される）Ｚｒ ０ｚ−ＹＮｂ Ｏ
，相中のＹＯ３／２を０．１モル％以下まで引下げるこ
とができ、これらの組成は靭性を高めることができるこ
とを理解されなければならない。
量％またはこれ以下のレベル程度でアルミナのようなマ
トリックス物質中に存在する場合、ＹＮｂＯ４を］ ９ 生成するために使用され量を超過する分量の（部分的に
安定化するために使用される）Ｚｒ ０ｚ−ＹＮｂ Ｏ
，相中のＹＯ３／２を０．１モル％以下まで引下げるこ
とができ、これらの組成は靭性を高めることができるこ
とを理解されなければならない。
また本発明のセラミック合金は耐火ファイバおよび／ま
たはホイスカを含有する強靭な複合体を生成する際に有
効である。一般に、ファイバおよびホイスカは生成物の
約８０容量％まてを含む。ＡＩ！ｚＯ３，シリコンオキ
シカーバイド、ムライトスピネル、窒化シリコン、 Ａ
ｆ！Ｎ、 β４ Ｃ，ＢＮＺｒ ０２ 、 ジルコ
ン、およびＳｉＣは有用なファイバおよびホイスカの例
である。
たはホイスカを含有する強靭な複合体を生成する際に有
効である。一般に、ファイバおよびホイスカは生成物の
約８０容量％まてを含む。ＡＩ！ｚＯ３，シリコンオキ
シカーバイド、ムライトスピネル、窒化シリコン、 Ａ
ｆ！Ｎ、 β４ Ｃ，ＢＮＺｒ ０２ 、 ジルコ
ン、およびＳｉＣは有用なファイバおよびホイスカの例
である。
ＨｆＯ２およびＨｆ ｏ２−ｚｒ ｏｚ固溶体はＣａ
Ｏ，Ｍｇ Ｏ，Ｙ２Ｏ３および希土類酸化物で部分的に
安定化することができるが、これらの部分的に安定化し
た物質、特に高いＨｆ○２レベルをもつ物質において正
方晶相は室温て単斜晶相に変化する場合か多い。これら
の因子のため、ＨｆＯ２およびＨｆＯ２−ＺｒＯ２固溶
体をＹＮｂ Ｏ４および／またはｙＴａ ｏａおよびそ
の類似物を用いてＺｒ Ｏ２に似た方法で強靭にすると
共に部分的に安定化することができ、高靭性の合金を生
成し、順に、セラミックマトリックスおよび／または耐
火ファイバおよび／またはホイスカ含有の物体に混入し
、さらにその靭性を改良する。
Ｏ，Ｍｇ Ｏ，Ｙ２Ｏ３および希土類酸化物で部分的に
安定化することができるが、これらの部分的に安定化し
た物質、特に高いＨｆ○２レベルをもつ物質において正
方晶相は室温て単斜晶相に変化する場合か多い。これら
の因子のため、ＨｆＯ２およびＨｆＯ２−ＺｒＯ２固溶
体をＹＮｂ Ｏ４および／またはｙＴａ ｏａおよびそ
の類似物を用いてＺｒ Ｏ２に似た方法で強靭にすると
共に部分的に安定化することができ、高靭性の合金を生
成し、順に、セラミックマトリックスおよび／または耐
火ファイバおよび／またはホイスカ含有の物体に混入し
、さらにその靭性を改良する。
従来技術と本発明の比較
米国特許節３．５２２，６０４号は、３〜１０重量％の
ＣａＯと２〜１５重量％のＮｂ２Ｏ２から成る５〜２Ｏ
重量％のＣａ０−Ｎｂ２Ｏ２を用いて、１７００°〜２
１００°Ｃにてこのような組成物を焼成して安定化した
ＺｒＯ２を含有する耐火体の製造を開示しているが、こ
の焼成温度は本発明で用いる焼結温度よりはるかに高い
温度である。最終生成物のＸ線回折分析は約１０〜２Ｏ
重量％の単斜晶ＺｒＯ２および残りの立方晶Ｚｒ ０２
の存在を同定した。反対に、本発明により得られた焼結
した生成物の電子顕微鏡 電子回折、およびＸ線回折の
研究は、大部分の組成物において正方晶相のかなりの分
量のＺｒＯ２および本発明の範囲に含まれた全組成物に
おいて少なくとも小さい濃度の正方晶相の存在を示した
。さらに、本発明生成物の電子顕微鏡での研究は、大部
分の組成物に対しニオベートおよび／またはタンタレー
トに富んだ相の存在を同定し、並びにＺｒ ０２に富ん
だ成分が正方晶結晶構造を示し、これらの情況が本発明
生成物の変化する靭性に必要なミクロ構造を与えること
を同定した。
ＣａＯと２〜１５重量％のＮｂ２Ｏ２から成る５〜２Ｏ
重量％のＣａ０−Ｎｂ２Ｏ２を用いて、１７００°〜２
１００°Ｃにてこのような組成物を焼成して安定化した
ＺｒＯ２を含有する耐火体の製造を開示しているが、こ
の焼成温度は本発明で用いる焼結温度よりはるかに高い
温度である。最終生成物のＸ線回折分析は約１０〜２Ｏ
重量％の単斜晶ＺｒＯ２および残りの立方晶Ｚｒ ０２
の存在を同定した。反対に、本発明により得られた焼結
した生成物の電子顕微鏡 電子回折、およびＸ線回折の
研究は、大部分の組成物において正方晶相のかなりの分
量のＺｒＯ２および本発明の範囲に含まれた全組成物に
おいて少なくとも小さい濃度の正方晶相の存在を示した
。さらに、本発明生成物の電子顕微鏡での研究は、大部
分の組成物に対しニオベートおよび／またはタンタレー
トに富んだ相の存在を同定し、並びにＺｒ ０２に富ん
だ成分が正方晶結晶構造を示し、これらの情況が本発明
生成物の変化する靭性に必要なミクロ構造を与えること
を同定した。
米国特許第４．２６６．９７９号は平均粒径が２〜ｌＯ
ミクロンの立方晶Ｚｒ ０２粒子の集合体と平均粒径か
０，２〜１ミクロンの単斜晶２１０２粒子を含むＺｒ
０２−Ｙｚ ０３の固体電解質から成る酸素センサセラ
ミックの製造が開示されており、立方晶ＺｒＯ２の集合
体は互いに接触し、単斜晶ＺｒＯ２は立方晶ＺｒＯ２の
集合体の間の隙間に集合体として分散している。
ミクロンの立方晶Ｚｒ ０２粒子の集合体と平均粒径か
０，２〜１ミクロンの単斜晶２１０２粒子を含むＺｒ
０２−Ｙｚ ０３の固体電解質から成る酸素センサセラ
ミックの製造が開示されており、立方晶ＺｒＯ２の集合
体は互いに接触し、単斜晶ＺｒＯ２は立方晶ＺｒＯ２の
集合体の間の隙間に集合体として分散している。
Ｎｂ２Ｏ５およびＴａ２Ｏ５については、トコにも記述
されていない。
されていない。
米国特許第４，２９８．３８５号は、高靭性の焼結セラ
ミック製品の製造が記載されている。この製品は等方性
マトリックス、例えばＡ Ｊ！ ２Ｏ３ 、およびその
中に分散された少なくとも１相のセラミック埋込物質、
例えば０．３〜１．２５ ミクロンの平均径を有する粒
子から成る粉末から形成されたＺｒＯ２から成る。好適
例において安定化していないＺｒＯ２は製品中の微小亀
裂の発生をもたらす埋込物質を含む。
ミック製品の製造が記載されている。この製品は等方性
マトリックス、例えばＡ Ｊ！ ２Ｏ３ 、およびその
中に分散された少なくとも１相のセラミック埋込物質、
例えば０．３〜１．２５ ミクロンの平均径を有する粒
子から成る粉末から形成されたＺｒＯ２から成る。好適
例において安定化していないＺｒＯ２は製品中の微小亀
裂の発生をもたらす埋込物質を含む。
Ｎｂ２Ｏ５とＴａ２Ｏ５についてはどこにも記載かない
。
。
米国特許第４，３１８，９６４号は構造中に正方晶Ｚｒ
Ｏ２の準安定粒子を混入して強靭な強いＡ、１）２Ｏ３
−ＺｒＯ２焼結セラミツクの調製に関するものである。
Ｏ２の準安定粒子を混入して強靭な強いＡ、１）２Ｏ３
−ＺｒＯ２焼結セラミツクの調製に関するものである。
２ミクロン以下の直径をもつ正方晶ＺｒＯ２粒子５〜９
５容量％から成り、Ｙ２Ｏ３，ＣｅＯ２、Ｅｒ２Ｏ３お
よびＬａ２Ｏ３の群から選ばれた希土類酸化物と残りの
Ａ１゜０３から成る。
５容量％から成り、Ｙ２Ｏ３，ＣｅＯ２、Ｅｒ２Ｏ３お
よびＬａ２Ｏ３の群から選ばれた希土類酸化物と残りの
Ａ１゜０３から成る。
Ｎｂ２Ｏ５およびＴａ２Ｏ５についてはどこにも記載が
ない。
ない。
米国特許第４．８２２．２４９号はマトリックス、例え
ば１２Ｏ３．Ｓｉ Ｃ，またはＳｔ ３ Ｎ４ 、約０
、エル５ミクロンの粒子の少なくとも１種のセラミツク
埋込物質、例えば安定化していないＺｒ ０２またはＨ
ｆ ＯＺを全体に分散して成る焼結したまたは熱圧した
セラミック製品を製造することに関する。
ば１２Ｏ３．Ｓｉ Ｃ，またはＳｔ ３ Ｎ４ 、約０
、エル５ミクロンの粒子の少なくとも１種のセラミツク
埋込物質、例えば安定化していないＺｒ ０２またはＨ
ｆ ＯＺを全体に分散して成る焼結したまたは熱圧した
セラミック製品を製造することに関する。
Ｎｂ２Ｏ５およびＴａ２Ｏ５についてはどこにも記載が
ない。
ない。
米国特許第４，３４３，９０９号は切断道具のための挿
入物として有効なセラミック組成物が開示されている。
入物として有効なセラミック組成物が開示されている。
この組成物は基本的には重量％で１〜１５％のＺｒＯ２
，５〜２Ｏ％のＴｉ Ｂ２ 、 ［ｉ０〜９０％のＡＩ
！２Ｏ３，０〜２％のＭｇＯ，および０〜ｌＯ％のＴｊ
Ｏ２から成る。
，５〜２Ｏ％のＴｉ Ｂ２ 、 ［ｉ０〜９０％のＡＩ
！２Ｏ３，０〜２％のＭｇＯ，および０〜ｌＯ％のＴｊ
Ｏ２から成る。
Ｎｂ２Ｏ５およびＴａ２Ｏ５についてはどこにも記載が
ない。
ない。
米国特許第４．３５８，５１６号はβ−ＡＪ！２Ｏ３
＋ βＡｆ！。０３．およびＮａｔ＋Ｘ ｚｒ２Ｓｉ
Ｘ Ｐ３−ＸＯ＋２から成る固体の電解液の製造に関
し、物体の強度と靭性は２ミクロン以下の粒径をもつ５
〜４０容量％の正方晶ＺｒＯ２を混入することによって
改良され、その構造においてＹｚ ０３ 、 ＣｅＯ
２、Ｅｒ２Ｏ３，およびＬａ２Ｏ３から選ばれた希土類
酸化物を含む。
＋ βＡｆ！。０３．およびＮａｔ＋Ｘ ｚｒ２Ｓｉ
Ｘ Ｐ３−ＸＯ＋２から成る固体の電解液の製造に関
し、物体の強度と靭性は２ミクロン以下の粒径をもつ５
〜４０容量％の正方晶ＺｒＯ２を混入することによって
改良され、その構造においてＹｚ ０３ 、 ＣｅＯ
２、Ｅｒ２Ｏ３，およびＬａ２Ｏ３から選ばれた希土類
酸化物を含む。
Ｎｂ２Ｏ５およびＴａ２Ｏ５についてはどこにも記載が
ない。
ない。
米国特許第４，８８６，２５４号は切断道具として適し
ているセラミック体の構造を記載しており、セラミック
体は４〜２Ｏ容量％のＺｒＯ２，６０〜９０容量％のＡ
Ｊｚ ０３および周期律表第１ＶＢ族および第ＶＢ族金
属のカーバイド、窒化物、およびカーボニトリドおよび
第ＶＩＢ族金属のカーバイドの群から選ばれた３〜３０
容量％の耐大金属化合物から成る。
ているセラミック体の構造を記載しており、セラミック
体は４〜２Ｏ容量％のＺｒＯ２，６０〜９０容量％のＡ
Ｊｚ ０３および周期律表第１ＶＢ族および第ＶＢ族金
属のカーバイド、窒化物、およびカーボニトリドおよび
第ＶＩＢ族金属のカーバイドの群から選ばれた３〜３０
容量％の耐大金属化合物から成る。
Ｎｂ２Ｏ５およびＴａ２Ｏ５についてはどこにも記載が
ない。
ない。
米国特許第４．３９６，７２４号はＡｆ！２Ｏ３ 、
Ｚｒ ０２およびＷＣから成る切断道具に有用なセラ
ミック体を記載している。
Ｚｒ ０２およびＷＣから成る切断道具に有用なセラ
ミック体を記載している。
Ｎｂ２Ｏ５およびＴａ２Ｏ５についてはどこにも記載が
ない。
ない。
米国特許第４，３６０．５９８号はＹｚ ０３ ：
Ｚｒ ０２のモル比が約２：９ｇ−７＋９３のＺｒ ０
２およびＹ２Ｏ３を主成分とする一部安定化したＺｒ
０２を与える。この物体は正方晶ＺｒＯ２および立方晶
Ｚｒ ０２を主成分とする混合相を有するか、または正
方晶Ｚｒ ０２から成る相を有する結晶粒から成り、結
晶粒子の平均径は２ミクロンより大きくない。この特許
は３０モル％までのＹ２Ｏ３をＣａＯ，Ｍｇ ｏ、また
ハＹｂ ２Ｏ３ 、 Ｓｃ ２Ｏ３ 、 Ｎｂ２Ｏ３
＋ およびＳｍ２Ｏ３のような希土類酸化物と任意に置
換することに注目しており、唯一の具体例ではＹｂ２Ｏ
３を含んだ希土類酸化物の置換を行っている。従って、
本発明において定義した系内の組成物を有する最終生成
物の開示がない。
Ｚｒ ０２のモル比が約２：９ｇ−７＋９３のＺｒ ０
２およびＹ２Ｏ３を主成分とする一部安定化したＺｒ
０２を与える。この物体は正方晶ＺｒＯ２および立方晶
Ｚｒ ０２を主成分とする混合相を有するか、または正
方晶Ｚｒ ０２から成る相を有する結晶粒から成り、結
晶粒子の平均径は２ミクロンより大きくない。この特許
は３０モル％までのＹ２Ｏ３をＣａＯ，Ｍｇ ｏ、また
ハＹｂ ２Ｏ３ 、 Ｓｃ ２Ｏ３ 、 Ｎｂ２Ｏ３
＋ およびＳｍ２Ｏ３のような希土類酸化物と任意に置
換することに注目しており、唯一の具体例ではＹｂ２Ｏ
３を含んだ希土類酸化物の置換を行っている。従って、
本発明において定義した系内の組成物を有する最終生成
物の開示がない。
米国特許第４，５０７，８９４号は高い電気抵抗率と機
械的強度を示すジルコニアおよび／またはハフニア含有
セラミックスか引用されており、これはＹ０３／２．Ｓ
ｃ○３／２１ ５Ｉ１１０３／２ ＋ Ｅｕ ０３／
２ ＋Ｇｄ ０３／２ 、 Ｔｂ ０３／２・ ＤｙＯ
３／２・ ＨＯＯ３／２１ Ｅｒ ０３／２１ Ｔ、
、０３／２１ Ｙｂ ０３／２＋ Ｌｕ０３７□、Ｃ
ａＯおよびＭｇ Ｏから成る群Ａの少なくとも１成分を
５〜３０モル％、Ｎｂ０ｓｚ２および／またはＴａＯ５
７２から成る群Ｂの少なくとも１成分を５〜４０モル％
、およびＺｒＯ２およびＨｆＯ２から成る群Ｃの少なく
とも１成分を３０〜９０モル％を主成分としており、前
記セラミックスは好ましくは次式を満足する。
械的強度を示すジルコニアおよび／またはハフニア含有
セラミックスか引用されており、これはＹ０３／２．Ｓ
ｃ○３／２１ ５Ｉ１１０３／２ ＋ Ｅｕ ０３／
２ ＋Ｇｄ ０３／２ 、 Ｔｂ ０３／２・ ＤｙＯ
３／２・ ＨＯＯ３／２１ Ｅｒ ０３／２１ Ｔ、
、０３／２１ Ｙｂ ０３／２＋ Ｌｕ０３７□、Ｃ
ａＯおよびＭｇ Ｏから成る群Ａの少なくとも１成分を
５〜３０モル％、Ｎｂ０ｓｚ２および／またはＴａＯ５
７２から成る群Ｂの少なくとも１成分を５〜４０モル％
、およびＺｒＯ２およびＨｆＯ２から成る群Ｃの少なく
とも１成分を３０〜９０モル％を主成分としており、前
記セラミックスは好ましくは次式を満足する。
’ｌＥ［４−（群Ａの各成分のイオン原子価数）×（群
Ａの各成分のモル数）］≦（群Ｂの成分の全モル数） また前記セラミックスの結晶相は正方晶相を主成分とす
ることが好ましい。
Ａの各成分のモル数）］≦（群Ｂの成分の全モル数） また前記セラミックスの結晶相は正方晶相を主成分とす
ることが好ましい。
この特許ではどのセラミックスも靭性が測定されていな
い。この特許の発明者は高い強度をもつセラミックスを
クレームに記載しているが、これらの物質を測定して一
番高い曲げ強度は４７Ｋｇ／ｍｍ２であった。前述の米
国特許第４，３００．５９８号は主として正方晶の結晶
相のＺｒ ０２−Ｙ２Ｏ３セラミツクスを記載している
。この特許に引用された最大曲げ強さはＯ２に９／ｍｍ
２であり、米国特許第４．５０７．３９４号に引用され
た４”１Ｋｇ／ｒｒｍｒ２の曲げ強さよりも２倍高いフ
ァクタである。シュンシー・マセは２つの特許の発明者
であるので、米国特許第４．５０７，３９４号に記載さ
れたセラミックが関連した組成および結晶構造の前のセ
ラミックスよりも強度が劇的に劣ることに気付いていた
と思われるのは当然である。従って米国特許第４．５０
７．３９４号に記載されたセラミックスは高い電気抵抗
率とは別の観点では目立ったものは何もない。このよう
に、本発明による生成した高靭性の物質は当業者が全く
予想も期待もしていなかったものである。さらに、Ｚｒ
０２−ＹＯ３／２ ＹＮｂ ＯａおよびＡｌ！２Ｏ
３のようなマトリックス物質の組み合せから高靭性合金
を生成することは全く期待されておらず、米国特許第４
，５０７，３９４号によっても自明のものではない。
い。この特許の発明者は高い強度をもつセラミックスを
クレームに記載しているが、これらの物質を測定して一
番高い曲げ強度は４７Ｋｇ／ｍｍ２であった。前述の米
国特許第４，３００．５９８号は主として正方晶の結晶
相のＺｒ ０２−Ｙ２Ｏ３セラミツクスを記載している
。この特許に引用された最大曲げ強さはＯ２に９／ｍｍ
２であり、米国特許第４．５０７．３９４号に引用され
た４”１Ｋｇ／ｒｒｍｒ２の曲げ強さよりも２倍高いフ
ァクタである。シュンシー・マセは２つの特許の発明者
であるので、米国特許第４．５０７，３９４号に記載さ
れたセラミックが関連した組成および結晶構造の前のセ
ラミックスよりも強度が劇的に劣ることに気付いていた
と思われるのは当然である。従って米国特許第４．５０
７．３９４号に記載されたセラミックスは高い電気抵抗
率とは別の観点では目立ったものは何もない。このよう
に、本発明による生成した高靭性の物質は当業者が全く
予想も期待もしていなかったものである。さらに、Ｚｒ
０２−ＹＯ３／２ ＹＮｂ ＯａおよびＡｌ！２Ｏ
３のようなマトリックス物質の組み合せから高靭性合金
を生成することは全く期待されておらず、米国特許第４
，５０７，３９４号によっても自明のものではない。
好適例の説明
ＹＮｂ Ｏ，が好適例を構成するので、次の記載はこの
物質に関するものである。同様に、ＺｒＯ２またはＹ２
Ｏ３によって一部安定化したＺｒＯ２は好ましいＺｒ
０２および／またはＨｆ ｏ２或分を含む。
物質に関するものである。同様に、ＺｒＯ２またはＹ２
Ｏ３によって一部安定化したＺｒＯ２は好ましいＺｒ
０２および／またはＨｆ ｏ２或分を含む。
２つの一般的方法はＺｒＯ２−Ｙ２Ｏ３−ＹＮｂＯ４系
における所望の組成の細かに粉砕した焼結可能な粉末を
生成するために用いられた。第１の方法は共沈技術を含
むのに対し、第２の方法は単にＹ （ＮＯ３） ３
・６Ｈ２Ｏの形のイツトリウムおよびＮｂ （ＯＨ）
ｓおよびＮｂ２Ｏ５の形のニオブを付加して改変したベ
ース物質として市販のＺｒＯ２−３モル％Ｙ２Ｏ３粉末
を使用した。
における所望の組成の細かに粉砕した焼結可能な粉末を
生成するために用いられた。第１の方法は共沈技術を含
むのに対し、第２の方法は単にＹ （ＮＯ３） ３
・６Ｈ２Ｏの形のイツトリウムおよびＮｂ （ＯＨ）
ｓおよびＮｂ２Ｏ５の形のニオブを付加して改変したベ
ース物質として市販のＺｒＯ２−３モル％Ｙ２Ｏ３粉末
を使用した。
次の実施例ではＹＮｂＯ４の密度をＺｒＯ２の密度と等
しいと仮定し、ＹＮｂ Ｏ，の容量％をＹＮｂＯ４の重
量％と等しいとした。
しいと仮定し、ＹＮｂ Ｏ，の容量％をＹＮｂＯ４の重
量％と等しいとした。
共沈方法
Ｎｂ ＣＪ！ｓを水性ＨＣＪに溶解し、 ０．３〜１ミ
クロンフィルターに通して濾過することができる。
クロンフィルターに通して濾過することができる。
溶液を生成した。溶液は空気にさらされるので、ニオブ
は極めて細かく分散した水酸化物の形にすることができ
る。ジルコニル硝酸塩およびＹ（ＮＯ３）３ ・６Ｈ２
Ｏの濃い水性溶液をＮｂＣｆ！５／ＨＣ，ｆ！溶液に添
加した。高濃度のニオブは水酸化ニオブの沈澱を妨げる
ように追加のＨｌｄを必要とし、高濃度のイツトリウム
は溶液中にイツトリウム塩を保持するように追加の水と
少量のＨＮＯ３を必要とした。次の水酸化物沈澱反応中
に発生した大量の熱のために、溶成を１ｏＯｔｄずつに
分けた。ＮＨ４ＯＨを一滴ずつ添加し、過飽和度が高く
なるように大過剰に使用して、カチオンの凝離を避ける
ように迅速に沈澱を行った。対す過飽和度は、極めて細
かく粉砕し良く混合しゲルを生成する水酸化物粒子を与
える高い核発生率を生じる。その後で沈澱したゲルを、
ｐＨが１０以上の水性ＮＨ４ＯＨ溶液を用いて少なくと
も３回洗浄し、所望により遠心分離容器にゲルを入れ数
分聞損とうし、次いでゲルを遠心分離によって洗浄水か
ら分離した。洗浄はゲル中に残っているＮＨ４Ｃ，ｆｉ
塩を除くために必要である。ゲル中にトラップした水は
ｔ過し次に凍結乾燥して除去した。
は極めて細かく分散した水酸化物の形にすることができ
る。ジルコニル硝酸塩およびＹ（ＮＯ３）３ ・６Ｈ２
Ｏの濃い水性溶液をＮｂＣｆ！５／ＨＣ，ｆ！溶液に添
加した。高濃度のニオブは水酸化ニオブの沈澱を妨げる
ように追加のＨｌｄを必要とし、高濃度のイツトリウム
は溶液中にイツトリウム塩を保持するように追加の水と
少量のＨＮＯ３を必要とした。次の水酸化物沈澱反応中
に発生した大量の熱のために、溶成を１ｏＯｔｄずつに
分けた。ＮＨ４ＯＨを一滴ずつ添加し、過飽和度が高く
なるように大過剰に使用して、カチオンの凝離を避ける
ように迅速に沈澱を行った。対す過飽和度は、極めて細
かく粉砕し良く混合しゲルを生成する水酸化物粒子を与
える高い核発生率を生じる。その後で沈澱したゲルを、
ｐＨが１０以上の水性ＮＨ４ＯＨ溶液を用いて少なくと
も３回洗浄し、所望により遠心分離容器にゲルを入れ数
分聞損とうし、次いでゲルを遠心分離によって洗浄水か
ら分離した。洗浄はゲル中に残っているＮＨ４Ｃ，ｆｉ
塩を除くために必要である。ゲル中にトラップした水は
ｔ過し次に凍結乾燥して除去した。
その後、物質を１０００°Ｃで２時間か焼し、か焼物の
イソプロピルアルコールスラリー コニアビーズを用いて振動粉砕した。スラリーをスクリ
ーンに通してビーズを抽出し、粉末を乾燥させた。粉末
をイソプロピルアルコールで僅かに湿めらせ、直径１．
２７ ｃｎｒ （ ０．５インチ）のピルを一軸に低圧
、すなわち約７０．３ 〜３５１．５Ｋｇ／ｃｆｆｌ
（１．０００ 〜５０００ｐｓｉ ）で圧縮し、平衡に
３１６３．５Ｎｇ／ｃｎ（４５０００ｐｓｉ）まで冷却
した。
イソプロピルアルコールスラリー コニアビーズを用いて振動粉砕した。スラリーをスクリ
ーンに通してビーズを抽出し、粉末を乾燥させた。粉末
をイソプロピルアルコールで僅かに湿めらせ、直径１．
２７ ｃｎｒ （ ０．５インチ）のピルを一軸に低圧
、すなわち約７０．３ 〜３５１．５Ｋｇ／ｃｆｆｌ
（１．０００ 〜５０００ｐｓｉ ）で圧縮し、平衡に
３１６３．５Ｎｇ／ｃｎ（４５０００ｐｓｉ）まで冷却
した。
この方法の変更例として、市販のＺｒＯｚ−３モル％Ｙ
２Ｏ３の粉末をメタノール中に分散させ、適当量のＮｂ
（ｕｓをスラリー中に溶かした。スラリーをはげしく
振とうさせた後、ＮＨ４０Ｈをその中に混ぜ、再びスラ
リーをはげしく振とうさせ、ＺｒＯ２−３モル％Ｙ２Ｏ
３プラス水酸化ニオブ［Ｎｂ （ＯＨ）５ ］を沈澱
物を遠心分離した。
２Ｏ３の粉末をメタノール中に分散させ、適当量のＮｂ
（ｕｓをスラリー中に溶かした。スラリーをはげしく
振とうさせた後、ＮＨ４０Ｈをその中に混ぜ、再びスラ
リーをはげしく振とうさせ、ＺｒＯ２−３モル％Ｙ２Ｏ
３プラス水酸化ニオブ［Ｎｂ （ＯＨ）５ ］を沈澱
物を遠心分離した。
物質を数回ＮＨ．ＯＨ含有メタノールで洗浄しｐＨを高
レベルに保持し、次に洗浄液から遠心分離によって分離
した。
レベルに保持し、次に洗浄液から遠心分離によって分離
した。
その後、物質を７００℃で２時間か焼した。適当量のＹ
（ＮＯ３）３ ・６Ｈ２Ｏをメタノール中に溶解し、
か焼粉末をメタノール溶酸に混合させた。
（ＮＯ３）３ ・６Ｈ２Ｏをメタノール中に溶解し、
か焼粉末をメタノール溶酸に混合させた。
メタノールをゆっくりと僅かに高温の状態で蒸発させ、
スラリーを時折かきまぜた。再度、得られた粉末を７０
０°Ｃで２時間か焼し、か焼物を上記のような方法でピ
ルに圧縮した。表１，ＩＩ，および■にリストされてい
る組成物を市販のＺｒ ０２３モル％Ｙ２Ｏ３の分散と
塩化ニオブからの水酸化ニオブの沈澱によって生成した
が、このうち実施例１１および１６のみ、２日間振動粉
砕して組成の均一性を改良した。
スラリーを時折かきまぜた。再度、得られた粉末を７０
０°Ｃで２時間か焼し、か焼物を上記のような方法でピ
ルに圧縮した。表１，ＩＩ，および■にリストされてい
る組成物を市販のＺｒ ０２３モル％Ｙ２Ｏ３の分散と
塩化ニオブからの水酸化ニオブの沈澱によって生成した
が、このうち実施例１１および１６のみ、２日間振動粉
砕して組成の均一性を改良した。
追加の方法
この技術では、ＺｒＯ２−２モル％Ｙ２Ｏ３−４重量％
ＹＮｂ○４を、粉末のＺｒＯ２−３モル％Ｙ２Ｏ，から
、メタノールと粉末のＺｒ ０２ −３モル％Ｙ２Ｏ３
から成るスラリーに計算量の粉末試薬用Ｎｂ２Ｏ５を単
に混合し、２，５日間ＺｒＯ２ビーズを用いて振動粉砕
して調製した。スラリーをスクリーンに通してビーズを
除去し、メタノールをスラリーからゆっくりと蒸発させ
、得られた粉末を２時間７００℃にてか焼した。約１２
．７ｍｍ（２インチ）の直径をもつピルを、上記技術の
か焼物カラー軸ＩＪ］７０．３ 〜３５１．５Ｋｇ／ｃ
ｉ （１０００ 〜５０００ｐｓｉ ）で圧縮し、平衡
に３１Ｂ３．５Ｋｇ／ ｃｒ７ｒ （４５０００ｐｓｉ
）まで冷却した。ピルの製造には分散剤も結合剤も使用
しなかった。
ＹＮｂ○４を、粉末のＺｒＯ２−３モル％Ｙ２Ｏ，から
、メタノールと粉末のＺｒ ０２ −３モル％Ｙ２Ｏ３
から成るスラリーに計算量の粉末試薬用Ｎｂ２Ｏ５を単
に混合し、２，５日間ＺｒＯ２ビーズを用いて振動粉砕
して調製した。スラリーをスクリーンに通してビーズを
除去し、メタノールをスラリーからゆっくりと蒸発させ
、得られた粉末を２時間７００℃にてか焼した。約１２
．７ｍｍ（２インチ）の直径をもつピルを、上記技術の
か焼物カラー軸ＩＪ］７０．３ 〜３５１．５Ｋｇ／ｃ
ｉ （１０００ 〜５０００ｐｓｉ ）で圧縮し、平衡
に３１Ｂ３．５Ｋｇ／ ｃｒ７ｒ （４５０００ｐｓｉ
）まで冷却した。ピルの製造には分散剤も結合剤も使用
しなかった。
共沈方法または簡単な追加の技術によって調製したピル
を、種々のスケジュールによって焼結した。若干量を１
００°Ｃ／時の加熱冷却速度で空気中２時間１０００℃
にて予備焼結加熱処理をした後、８００°Ｃ／時の加熱
冷却速度で１３００６〜ｉｅｏｏ°Ｃの温度で２時間真
空炉中で焼成した。他の物を空気中で↓４００°Ｃまた
は１４５０°Ｃにて２時間焼成し、 １００℃／時の加
熱速度で１０００℃まで、５０℃／時の加熱速度で１４
００℃または１４５０°Ｃまで、１００℃／時の冷却速
度であった。
を、種々のスケジュールによって焼結した。若干量を１
００°Ｃ／時の加熱冷却速度で空気中２時間１０００℃
にて予備焼結加熱処理をした後、８００°Ｃ／時の加熱
冷却速度で１３００６〜ｉｅｏｏ°Ｃの温度で２時間真
空炉中で焼成した。他の物を空気中で↓４００°Ｃまた
は１４５０°Ｃにて２時間焼成し、 １００℃／時の加
熱速度で１０００℃まで、５０℃／時の加熱速度で１４
００℃または１４５０°Ｃまで、１００℃／時の冷却速
度であった。
１成分を添加すると（ＺｒＯｚ ２モル％Ｙ２Ｏ３−
４重量％ＹＮｂＯ４）、直径５０．８ｍｍ（２インチ）
および厚さ９．５２５ｍｍ（ ３ ／ ８インチ）のデ
ィスクの形状の試験片寸法まで拡大した。３個の直径４
７．６２５ｍｍ （ １’インチ）のディスクを低圧、
θ すなわち約７０．３Ｋｇ／ｃｎｉ （ＬＯＯＯｐｓｉ
）で圧縮し、平衡に３１Ｂ８．５に’ｊ／ ｃｔＡ （
４５０００ｐｓｉ）まで冷却した。
４重量％ＹＮｂＯ４）、直径５０．８ｍｍ（２インチ）
および厚さ９．５２５ｍｍ（ ３ ／ ８インチ）のデ
ィスクの形状の試験片寸法まで拡大した。３個の直径４
７．６２５ｍｍ （ １’インチ）のディスクを低圧、
θ すなわち約７０．３Ｋｇ／ｃｎｉ （ＬＯＯＯｐｓｉ
）で圧縮し、平衡に３１Ｂ８．５に’ｊ／ ｃｔＡ （
４５０００ｐｓｉ）まで冷却した。
圧縮した１個のディスクを次の３つのスケジュルの１つ
を用いて焼結した： （ａ）室温（Ｒ，Ｔ、 〜２５℃）と１５０℃の間で５
０℃／時にて空気中で加熱；１００℃／時にて１０００
０Ｃまで加熱、５０℃／時にて１４２Ｏ℃まで加熱；１
４２Ｏ°Ｃにて２時間保持；室温まで１００℃／時にて
冷却； （ｂ）空気中における加熱および冷却速度は上記と同じ
であるが、１４２Ｏ℃よりは１３９０℃にて２時間保持
；および （ｅ）８００℃にて２時間空気中で加熱：室温まで冷却
し真空炉中に放置；４００℃／時にて８００ ’Ｃまで
加熱；８００℃／時にて（４６０℃まで加熱；１４６０
℃にて２時間保持；８００℃／時にて８００℃まで冷却
；４００℃／時にて室温まで冷却。
を用いて焼結した： （ａ）室温（Ｒ，Ｔ、 〜２５℃）と１５０℃の間で５
０℃／時にて空気中で加熱；１００℃／時にて１０００
０Ｃまで加熱、５０℃／時にて１４２Ｏ℃まで加熱；１
４２Ｏ°Ｃにて２時間保持；室温まで１００℃／時にて
冷却； （ｂ）空気中における加熱および冷却速度は上記と同じ
であるが、１４２Ｏ℃よりは１３９０℃にて２時間保持
；および （ｅ）８００℃にて２時間空気中で加熱：室温まで冷却
し真空炉中に放置；４００℃／時にて８００ ’Ｃまで
加熱；８００℃／時にて（４６０℃まで加熱；１４６０
℃にて２時間保持；８００℃／時にて８００℃まで冷却
；４００℃／時にて室温まで冷却。
直径的１．２．１ｍｍ （２インチ）および断面的７．
９３８ｍ（５／１６インチ）の追加タイプのＺｒＯｚ−
２モル％Ｙ２Ｏ３−４重量％ＹＮｂＯｍの１個のディス
クを、２時間１４５０℃＋＝−ｃ ｍ、ｓｇｙ／ｃ＝
（６０００ｐｓｉ ）の圧力で黒鉛型に真空熱圧縮した
。加熱速度は約７００°Ｃ／時および冷却速度は約５０
０’Ｃ／時であった。加熱中に８１）（１°〜７００℃
で圧縮し、冷却中に約５００°Ｃにてゆるめた。
９３８ｍ（５／１６インチ）の追加タイプのＺｒＯｚ−
２モル％Ｙ２Ｏ３−４重量％ＹＮｂＯｍの１個のディス
クを、２時間１４５０℃＋＝−ｃ ｍ、ｓｇｙ／ｃ＝
（６０００ｐｓｉ ）の圧力で黒鉛型に真空熱圧縮した
。加熱速度は約７００°Ｃ／時および冷却速度は約５０
０’Ｃ／時であった。加熱中に８１）（１°〜７００℃
で圧縮し、冷却中に約５００°Ｃにてゆるめた。
表１は上記研究過程において調製した若干の組成物を示
している。実験例３〜８および１８は、共沈プロセスに
よって誘導された：実験例９〜１Ｂは市販のＺｒＯ２−
３モル％Ｙ２Ｏ３とＮｂＣｆ！５を用いてＮｂ（ＯＨ）
、とＮＨ４０）Ｉを沈澱させて生成させた；実験例１７
はＮｂ２Ｏ５を市販のＺｒＯ２−３モル％Ｙ２Ｏ３に添
加した。表■は若干の実験例で行った湿潤化学分析を結
果を示しており、酸化物を基礎とした重量％で表した。
している。実験例３〜８および１８は、共沈プロセスに
よって誘導された：実験例９〜１Ｂは市販のＺｒＯ２−
３モル％Ｙ２Ｏ３とＮｂＣｆ！５を用いてＮｂ（ＯＨ）
、とＮＨ４０）Ｉを沈澱させて生成させた；実験例１７
はＮｂ２Ｏ５を市販のＺｒＯ２−３モル％Ｙ２Ｏ３に添
加した。表■は若干の実験例で行った湿潤化学分析を結
果を示しており、酸化物を基礎とした重量％で表した。
ＨｒＯ２含量はＺｒ○２成分中の不純物を示す。なお、
実験例６． ７．１８．１９は比較例である。
実験例６． ７．１８．１９は比較例である。
動物
表 ■
組 成
ＺｒＯ２−２モル％Ｙ２Ｏ３ （市販品）（ＺｒＯｐ
３．９モル％ＹＯ３／２ ）Ｚｒ ０２−３−Ｅ
ル％Ｙ２Ｏ３ （市販品）（Ｚｒ ０２ ５．８モ
ル％ＹＯ３／２ ）Ｚｒ ０２−３モル％Ｙ２Ｏ３＋
０．５重量％ＹＮＩ）Ｏａ（Ｚｒ ０２ ５．８モル
％Ｙ○３／、、 −０，２５モル％ＹＮｂ Ｏａ ）Ｚ
ｒ ０２−３モル％Ｙ２Ｏ３＋ ２．５重量％ＹＮＩ）
Ｏａ（Ｚｒ ０２−５．８モル％ＹＯ３／２−１．２６
モル％ＹＮｂ ０４ ）ＺｒＯｚ ３モル％Ｙ２Ｏ３
＋１０ｊＩＪ１％ＹＮＩ）Ｏ４（Ｚｒ ０２ ５．
５モル％Ｙ○３／２ ５．２５モル％ＹＮｂＯ４）Ｚ
ｒＯ２３モル％Ｙ２Ｏ３ ＋２５重量％ＹＮｂＯａ（Ｚ
ｒｏｚ−ｓ−ｔ−ル％ＹＯ３／２−１４．３モル％ＹＮ
ｂ Ｏｘ ）Ｚｒ ０２−３モル％Ｙ２Ｏ３ ＋５０重
量％ＹＮｂ ０ａ（Ｚｒ ｏ２ ３．８モル％ＹＯ３
／２−３３．３モル％ＹＮｂ Ｏａ ）Ｚｒ ０２−２
モル％Ｙ２Ｏ３ ＋４重重量ＹＮＩ） ０４（ｚｒ ０
２ ３．８モル％ＹＯ３／２ ２モル％ＹＮｂ ０４
）Ｚ「０２−３モル％Ｙ２Ｏ３ ＋４重量％ＹＮｂ ０
４（Ｚｒ ０２−５．７Ｔニル％ＹＯ３／２ ２モル％
ＹＮＩ） Ｏ４）実櫨例 Ｇ １つ 粧−−−一滅 ＺｒＯ２−３’Ｆニル％Ｙ２Ｏ３＋６１ｉｆｆｉ％ＹＮ
ｂ ０４（Ｚｒ ０２ ５．６モル％ＹＯ３／２−３
．１モル％ＹＮｂ ０４ ）ＺｒＯｚ−１，５モル％Ｙ
２Ｏ３千６重量％ＹＮｂ○４（Ｚｒ ０２−２．９モル
％Ｙ○３７２−３．１モル％ＹＮｂ○４〉Ｚｒ ０２−
２モル％Ｙ２Ｏ３＋６重量％ＹＮｂ○４（ＺｒＯ２−３
．８モル％ＹＯ３／２ ３．１モル％ＹＮｂ○４）Ｚ
ｒＯｚ −２，５モル％Ｙ２Ｏ３＋４重量％ＹＮｂ○４
（ＺｒＯｚ−４，８モル％ＹＯ３／２ ２モル％ＹＮ
ｂ○４）ＺｒＯｚ （Ｚｒ ０２ ２．５モル％Ｙ２Ｏ３ ＋６重量％ＹＮｂ○４４．７モ
／Ｉ／％ＹＯ３／２ ３．１モ／ｌｚ％ＹＮｂ ０４
）Ｚｒ ０２−３，５モル％Ｙ２Ｏ３＋４重量％ＹＮ
ｂ○４（Ｚｒ ０２−６．６モル％ＹＯ３／２ ２モ
ル％ＹＮｂ○４〉ＺｒＯｚ−２モル％Ｙ２Ｏ３＋４１１
ｉｆｉ％ＹＮｂ○４（ＺｒＯ２−３．８モル％ＹＯ３／
２ ２モル％ＹＮｂ ０４ ）ＺｒＯｚ−２モル％Ｙ
２Ｏ３千４重徂％ＹＮｂ ０４（Ｚｒ ０２−３．８モ
ル％ＹＯ３／２ ２モル％ＹＮｂ ０４ ）ＺｒＯｚ
−０，２５モル％Ｙ２Ｏ３＋１６重晟％ＹＮｂ ０４（
Ｚｒ ０＋！−０，５′Ｕニル％Ｙ○３／２−８．７モ
ル％ＹＮｂ○４）Ｎｂ０４ ぼ ４ Φ − 未奨週 去−ｍ 焼結温度 ビッカース硬庫 ＩＣ １３００℃ １４００℃ １４５０℃ １５００℃ １５５０℃ １４５０℃＊ １５００℃＊ １５５０℃＊ １４５０℃＊＊ １５００’Ｃ：Ｉ： ＊ １５５０℃＊＊ １４５０℃ １４６０℃ １５００℃ １５５０℃ １６００℃ １４００℃ １４６０℃ １６００℃ １６００℃＊ １４００℃ １４５０℃ １４６０℃ １５００℃ １５５０℃ １６００℃ 表■は、表１の組成物を２時間焼結した温度、焼結した
試料の示したビッカース硬度の測定値（ＧＰａ）および
ＭＰａｖ’ｉで表された下記の式から計算した破壊靭性
（Ｋ＋ｃ）値をまとめて示している。２Ｏ０ＧＰａのヤ
ング率を計算で推測した。
３．９モル％ＹＯ３／２ ）Ｚｒ ０２−３−Ｅ
ル％Ｙ２Ｏ３ （市販品）（Ｚｒ ０２ ５．８モ
ル％ＹＯ３／２ ）Ｚｒ ０２−３モル％Ｙ２Ｏ３＋
０．５重量％ＹＮＩ）Ｏａ（Ｚｒ ０２ ５．８モル
％Ｙ○３／、、 −０，２５モル％ＹＮｂ Ｏａ ）Ｚ
ｒ ０２−３モル％Ｙ２Ｏ３＋ ２．５重量％ＹＮＩ）
Ｏａ（Ｚｒ ０２−５．８モル％ＹＯ３／２−１．２６
モル％ＹＮｂ ０４ ）ＺｒＯｚ ３モル％Ｙ２Ｏ３
＋１０ｊＩＪ１％ＹＮＩ）Ｏ４（Ｚｒ ０２ ５．
５モル％Ｙ○３／２ ５．２５モル％ＹＮｂＯ４）Ｚ
ｒＯ２３モル％Ｙ２Ｏ３ ＋２５重量％ＹＮｂＯａ（Ｚ
ｒｏｚ−ｓ−ｔ−ル％ＹＯ３／２−１４．３モル％ＹＮ
ｂ Ｏｘ ）Ｚｒ ０２−３モル％Ｙ２Ｏ３ ＋５０重
量％ＹＮｂ ０ａ（Ｚｒ ｏ２ ３．８モル％ＹＯ３
／２−３３．３モル％ＹＮｂ Ｏａ ）Ｚｒ ０２−２
モル％Ｙ２Ｏ３ ＋４重重量ＹＮＩ） ０４（ｚｒ ０
２ ３．８モル％ＹＯ３／２ ２モル％ＹＮｂ ０４
）Ｚ「０２−３モル％Ｙ２Ｏ３ ＋４重量％ＹＮｂ ０
４（Ｚｒ ０２−５．７Ｔニル％ＹＯ３／２ ２モル％
ＹＮＩ） Ｏ４）実櫨例 Ｇ １つ 粧−−−一滅 ＺｒＯ２−３’Ｆニル％Ｙ２Ｏ３＋６１ｉｆｆｉ％ＹＮ
ｂ ０４（Ｚｒ ０２ ５．６モル％ＹＯ３／２−３
．１モル％ＹＮｂ ０４ ）ＺｒＯｚ−１，５モル％Ｙ
２Ｏ３千６重量％ＹＮｂ○４（Ｚｒ ０２−２．９モル
％Ｙ○３７２−３．１モル％ＹＮｂ○４〉Ｚｒ ０２−
２モル％Ｙ２Ｏ３＋６重量％ＹＮｂ○４（ＺｒＯ２−３
．８モル％ＹＯ３／２ ３．１モル％ＹＮｂ○４）Ｚ
ｒＯｚ −２，５モル％Ｙ２Ｏ３＋４重量％ＹＮｂ○４
（ＺｒＯｚ−４，８モル％ＹＯ３／２ ２モル％ＹＮ
ｂ○４）ＺｒＯｚ （Ｚｒ ０２ ２．５モル％Ｙ２Ｏ３ ＋６重量％ＹＮｂ○４４．７モ
／Ｉ／％ＹＯ３／２ ３．１モ／ｌｚ％ＹＮｂ ０４
）Ｚｒ ０２−３，５モル％Ｙ２Ｏ３＋４重量％ＹＮ
ｂ○４（Ｚｒ ０２−６．６モル％ＹＯ３／２ ２モ
ル％ＹＮｂ○４〉ＺｒＯｚ−２モル％Ｙ２Ｏ３＋４１１
ｉｆｉ％ＹＮｂ○４（ＺｒＯ２−３．８モル％ＹＯ３／
２ ２モル％ＹＮｂ ０４ ）ＺｒＯｚ−２モル％Ｙ
２Ｏ３千４重徂％ＹＮｂ ０４（Ｚｒ ０２−３．８モ
ル％ＹＯ３／２ ２モル％ＹＮｂ ０４ ）ＺｒＯｚ
−０，２５モル％Ｙ２Ｏ３＋１６重晟％ＹＮｂ ０４（
Ｚｒ ０＋！−０，５′Ｕニル％Ｙ○３／２−８．７モ
ル％ＹＮｂ○４）Ｎｂ０４ ぼ ４ Φ − 未奨週 去−ｍ 焼結温度 ビッカース硬庫 ＩＣ １３００℃ １４００℃ １４５０℃ １５００℃ １５５０℃ １４５０℃＊ １５００℃＊ １５５０℃＊ １４５０℃＊＊ １５００’Ｃ：Ｉ： ＊ １５５０℃＊＊ １４５０℃ １４６０℃ １５００℃ １５５０℃ １６００℃ １４００℃ １４６０℃ １６００℃ １６００℃＊ １４００℃ １４５０℃ １４６０℃ １５００℃ １５５０℃ １６００℃ 表■は、表１の組成物を２時間焼結した温度、焼結した
試料の示したビッカース硬度の測定値（ＧＰａ）および
ＭＰａｖ’ｉで表された下記の式から計算した破壊靭性
（Ｋ＋ｃ）値をまとめて示している。２Ｏ０ＧＰａのヤ
ング率を計算で推測した。
Ｋ 、ｃ＝ ０．０１６ （Ｅ ”’ Ｐ ” ｄｃ−
１５）式中のＥ＝ ２Ｏ０ＧＰａ ； Ｐ＝５．１０．
３０． または５０Ｋｇの荷重、ｄ−インデントダイア
ゴナル：ｃ−インデント効果の中心からのクラック長さ
を示す。
１５）式中のＥ＝ ２Ｏ０ＧＰａ ； Ｐ＝５．１０．
３０． または５０Ｋｇの荷重、ｄ−インデントダイア
ゴナル：ｃ−インデント効果の中心からのクラック長さ
を示す。
焼結した試料を粉砕し磨いて、５．１０．３０および５
０Ｋｇ荷重を用いて微小硬度試験を行った。表■での測
定はすべて１０Ｋｇ荷重を用いて行ったが、１個の星印
の試料には３０Ｋｇ荷重を用い、２個の星印の試料ニハ
５０Ｋｇ荷重ヲ用イ、ＹＮｂＯ４には５Ｋｇ荷重を用い
た。
０Ｋｇ荷重を用いて微小硬度試験を行った。表■での測
定はすべて１０Ｋｇ荷重を用いて行ったが、１個の星印
の試料には３０Ｋｇ荷重を用い、２個の星印の試料ニハ
５０Ｋｇ荷重ヲ用イ、ＹＮｂＯ４には５Ｋｇ荷重を用い
た。
実褪廻 放積星庶
ビッカース硬度
Ｉｃ
１４００℃
１４５０℃
１４６０℃
１５００℃
１５５０℃
１６００℃
１４００℃
１４５０°Ｃ
１５００℃
１６００℃
１４００℃
１４６０℃
１６００℃
１４００℃
１０００℃
１４６０’Ｃ＊
１６００℃
１４５０℃
１４６０℃
１５００℃
１５５０°Ｃ
１６００’０
１４５０℃
１４６０℃
１５００℃
１５５０℃
１６００℃
＜２１
実欽程
放積揚度
互２カニｌ硬度
に埠
実埜奥 旗韻遮
ビッカース硬度
に工Ｃ
１３００℃
１４００℃
１４５０℃
１５００℃
１５５０℃
１４５０℃
１４６０℃
１５００℃
１５５０℃
１６００℃
１４５０℃
１４６０℃
１５００℃
１５５０℃
１６００℃
１４５０℃
１４６０℃
１５００℃
１５５０℃
１６００℃
１４５０℃
１４６０℃
１５００℃
１５５０℃
１６００℃
１４５０℃ １０４
１５００℃ １０４
１５５０℃ １０１
１６００℃ ９８
１４５０℃＊１０５
１５００℃＊１０１
１５５０℃＊１０１
１４５０’Ｃ＊＊ １１２
１５００”Ｃ＊＊ １０８
１５５０°Ｃ＊＊ １０５
１３９０℃（ａｉｒ ）
１４２Ｏ℃（ａｉｒ ）
１４６０℃（ＶａＣｕＵｎｌ） ９．８１４５０℃
（ｈｏｔ ｐｒｅｓｓｅｄ ）１４００’Ｃ微小亀裂 １４６０℃ １６００℃ ＞１６００℃ ３．５ 〉１４０ 〉１４０ 〉１４０ ４３＝ 試料はすべて孔が閉塞するまで焼結し、光学顕微鏡によ
って試験した場合、理論値の約９７％以上の密度をもっ
ていることが明らかとなった。大抵のサンプルでは一層
大きい面積は理論値の１００％の密度をもつと現われた
が、多くの場合、孔の密集か一層大きくなった。粒径は
０，５ミクロン以下から２ミクロンを超えるまでの範囲
であった。共沈プロセスによって調製し、市販のＺｒＯ
２−３モル％Ｙ２Ｏ３とＮＨ４ＯＨを沈澱させ、さらに
か焼後、粉砕した微小構造は全体の組成物および粒径に
おいて均一であることが明らかになった。
（ｈｏｔ ｐｒｅｓｓｅｄ ）１４００’Ｃ微小亀裂 １４６０℃ １６００℃ ＞１６００℃ ３．５ 〉１４０ 〉１４０ 〉１４０ ４３＝ 試料はすべて孔が閉塞するまで焼結し、光学顕微鏡によ
って試験した場合、理論値の約９７％以上の密度をもっ
ていることが明らかとなった。大抵のサンプルでは一層
大きい面積は理論値の１００％の密度をもつと現われた
が、多くの場合、孔の密集か一層大きくなった。粒径は
０，５ミクロン以下から２ミクロンを超えるまでの範囲
であった。共沈プロセスによって調製し、市販のＺｒＯ
２−３モル％Ｙ２Ｏ３とＮＨ４ＯＨを沈澱させ、さらに
か焼後、粉砕した微小構造は全体の組成物および粒径に
おいて均一であることが明らかになった。
実験例１および１６の比較は特に興味あるものである。
実験例１（ＺｒＯｚ ２モル％Ｙ２Ｏ３ ）の靭性は
、刻み目の荷重が増加するにつれて減少している。反対
に実験例１Ｂ （Ｚｒ’０２−２モル％Ｙ２Ｏ３千４重
量％のＹＮｂＯ４）のａｔり定した靭性は、刻み目の荷
重が増加することにつれて基本的に一定のままである。
、刻み目の荷重が増加するにつれて減少している。反対
に実験例１Ｂ （Ｚｒ’０２−２モル％Ｙ２Ｏ３千４重
量％のＹＮｂＯ４）のａｔり定した靭性は、刻み目の荷
重が増加することにつれて基本的に一定のままである。
このような挙動はＹＮｂＯ４の添加によって実質的にＺ
ｒＯ２−Ｙ２Ｏ３組成物の靭性を改善できることを見出
した証拠であると考えられる。
ｒＯ２−Ｙ２Ｏ３組成物の靭性を改善できることを見出
した証拠であると考えられる。
実験例２と実験例３〜５，９および１０の比較は、ＹＮ
ｂ ｏ、が含まれるとベースのＺｒＯ２−３モル％Ｙ２
Ｏ３体に与えられる靭性がかなり増加することを示して
いる。しかし、実験例６および７は、靭性を改善するた
めにはＹＮｂ Ｏ４の添加が２Ｏ重量％以下に保持され
なければならないことを示している。
ｂ ｏ、が含まれるとベースのＺｒＯ２−３モル％Ｙ２
Ｏ３体に与えられる靭性がかなり増加することを示して
いる。しかし、実験例６および７は、靭性を改善するた
めにはＹＮｂ Ｏ４の添加が２Ｏ重量％以下に保持され
なければならないことを示している。
実験例１８は極めて低いＹ２Ｏ３レベルては、ＹＮｂＯ
４を添加しても、正方晶相は焼結温度から冷却する際に
単斜晶相に変化し、その結果微小亀裂体になることを示
しいる。
４を添加しても、正方晶相は焼結温度から冷却する際に
単斜晶相に変化し、その結果微小亀裂体になることを示
しいる。
１４００°Ｃ，１４６０°Ｃまたは１６００°Ｃにて２
時間焼結した実験例３，７および８、および１４００℃
および王６００°Ｃにて２時間焼結した実験例４および
５の例ではＮＨ４Ｆ−ＨＦ中で磨きエツチングし、次に
走査電子顕微鏡で試験した。主結晶相および小数結晶相
か観察され、後者は主結晶相よりも容易にエツチングさ
れ大きい粒径を有していた。この第２の相の明らかな面
積割合はＹＮｂ Ｏ４とＹ２Ｏ３の濃度の増加と共に増
加し、焼結温度の増加と共に増加した。ニフッ化アンモ
ニウムがＺｒＯ２の立方晶相をエツチングし、この相は
安定剤（Ｙ ２Ｏ３）の含量かＺｒ ０２の正方晶相よ
りも一層速く、後者の相か一層低い含量の安定剤を含有
するので、Ｚｒ ０２−Ｙ２Ｏ３−ＹＮｂ ０４の粒径
が一層大きいこの相はＹ２Ｏ３の濃度が高いが、粒径が
一層細かい相では正方晶である。
時間焼結した実験例３，７および８、および１４００℃
および王６００°Ｃにて２時間焼結した実験例４および
５の例ではＮＨ４Ｆ−ＨＦ中で磨きエツチングし、次に
走査電子顕微鏡で試験した。主結晶相および小数結晶相
か観察され、後者は主結晶相よりも容易にエツチングさ
れ大きい粒径を有していた。この第２の相の明らかな面
積割合はＹＮｂ Ｏ４とＹ２Ｏ３の濃度の増加と共に増
加し、焼結温度の増加と共に増加した。ニフッ化アンモ
ニウムがＺｒＯ２の立方晶相をエツチングし、この相は
安定剤（Ｙ ２Ｏ３）の含量かＺｒ ０２の正方晶相よ
りも一層速く、後者の相か一層低い含量の安定剤を含有
するので、Ｚｒ ０２−Ｙ２Ｏ３−ＹＮｂ ０４の粒径
が一層大きいこの相はＹ２Ｏ３の濃度が高いが、粒径が
一層細かい相では正方晶である。
上記実験データから幾つかの結果が引き出される。第１
に、ＺｒＯ２−３モル％Ｙ２Ｏ３の焼結体は６ＭＰａ１
より若干大きい破壊靭性を示し、焼結ＹＮｂ Ｏａ体は
２ Ｍ Ｐ ａｉ付近の破壊靭性を示すが、これら成分
の組み合せから成る焼結体は１２．５ＭＰａσを超過す
る破壊靭性レベルを示すことができる。−層低レベルの
Ｙ２Ｏ３を含む組成、ずなわちＺｒＯ２−２モル％Ｙ２
Ｏ３とＹＮｂ Ｏの添加レベルまたはこれ以下で、破壊
靭性値は１５ＭＰａσを超えることができる。第２は、
０．５重量％のＹＮｂ ＯａをＺｒＯ２−３モル％Ｙ２
Ｏ３に添加した量に等しい量のＹＮｂＯ４を含ませるこ
とは、焼結したＺｒ ０２−Ｙ２Ｏ３体によって示され
る性質に対し何ら明らかな効果を与えるに十分でないこ
とである。第３は、ＺｒＯ２−３モル％Ｙ２Ｏ３に対し
２５重量％を添加した量に等しい量のＹＮｂＯａを混入
すると、ＺｒＯ２−Ｙ２Ｏ３の焼結体によって示される
靭性に対し極めて有害に影響する。
に、ＺｒＯ２−３モル％Ｙ２Ｏ３の焼結体は６ＭＰａ１
より若干大きい破壊靭性を示し、焼結ＹＮｂ Ｏａ体は
２ Ｍ Ｐ ａｉ付近の破壊靭性を示すが、これら成分
の組み合せから成る焼結体は１２．５ＭＰａσを超過す
る破壊靭性レベルを示すことができる。−層低レベルの
Ｙ２Ｏ３を含む組成、ずなわちＺｒＯ２−２モル％Ｙ２
Ｏ３とＹＮｂ Ｏの添加レベルまたはこれ以下で、破壊
靭性値は１５ＭＰａσを超えることができる。第２は、
０．５重量％のＹＮｂ ＯａをＺｒＯ２−３モル％Ｙ２
Ｏ３に添加した量に等しい量のＹＮｂＯ４を含ませるこ
とは、焼結したＺｒ ０２−Ｙ２Ｏ３体によって示され
る性質に対し何ら明らかな効果を与えるに十分でないこ
とである。第３は、ＺｒＯ２−３モル％Ｙ２Ｏ３に対し
２５重量％を添加した量に等しい量のＹＮｂＯａを混入
すると、ＺｒＯ２−Ｙ２Ｏ３の焼結体によって示される
靭性に対し極めて有害に影響する。
表■は上記研究過程で調製された別のグループの組成物
を示している。この組成物はＹＮｂ Ｏａを添加した、
および添加していないＺｒＯ２−Ｙ２Ｏ３を含む。各サ
ンプルは上記の水酸化アンモニウム沈澱方法を用いて調
製したが、実験例２Ｏを除いて、Ｚｒ ０２ 、Ｚｒ
０２−２モル％Ｙ２Ｏ３Ｚｒ ０２−２．５モル％ＹＺ
０３ 、Ｚｒ ０２−３モル％Ｙ２Ｏ３，またはＺｒ
Ｏ２−６モル％Ｙ２Ｏ３の市販品として入手できる粉末
を用いた。これらの沈殿物全部を２日間振動粉砕した。
を示している。この組成物はＹＮｂ Ｏａを添加した、
および添加していないＺｒＯ２−Ｙ２Ｏ３を含む。各サ
ンプルは上記の水酸化アンモニウム沈澱方法を用いて調
製したが、実験例２Ｏを除いて、Ｚｒ ０２ 、Ｚｒ
０２−２モル％Ｙ２Ｏ３Ｚｒ ０２−２．５モル％ＹＺ
０３ 、Ｚｒ ０２−３モル％Ｙ２Ｏ３，またはＺｒ
Ｏ２−６モル％Ｙ２Ｏ３の市販品として入手できる粉末
を用いた。これらの沈殿物全部を２日間振動粉砕した。
実験例２Ｏでは、Ｎｂ２Ｏ５を市販のＺｒＯ２粉末に添
加して２日間振動粉砕した。実験例２１のＺｒＯ２−２
，５モル％Ｙ２Ｏ３は市販品である。なお、実験例２Ｏ
は比較例である。
加して２日間振動粉砕した。実験例２１のＺｒＯ２−２
，５モル％Ｙ２Ｏ３は市販品である。なお、実験例２Ｏ
は比較例である。
末焚燃
ＺｒＯ２
（ＺｒＯ２
宍−一一理
組成
２．５重量％Ｎｂ２Ｏ５
２．３モル％Ｎｂ○５／２〉
ＺｒＯ２−２，５モル％Ｙ２Ｏ３（市販品）（Ｚｒ ０
２−４．９モル％Ｙ○３／２）ＺｒＯｚ５モル％Ｙ２Ｏ
３ （ＺｒＯ２−９，５モル％ＹＯ３／２ ）Ｚｒ ０２−
７．５モル％Ｙ２Ｏ３ （ＺｒＯ２−１４モル％ＹＯ３／２ ）ＺＩ”０２ １
モル％Ｙ２Ｏ３ ＋１２重量％ＹＮＩ）Ｏ４（Ｚｒ ０
２−１．９モル％Ｙ○３／２−６．４モル％ＹＮＩ）
０４）ＺｒＯ２−２モル％Ｙ２Ｏ３＋８重量％ＹＮｂ○
４（ＺｒＯ２−３，８モル％ＹＯ３／２−４．２モル％
ＹＮｂ ０４ ’）ＺｒＯ２２モル％Ｙ２Ｏ３＋１０重
目％ＹＮｂ○。
２−４．９モル％Ｙ○３／２）ＺｒＯｚ５モル％Ｙ２Ｏ
３ （ＺｒＯ２−９，５モル％ＹＯ３／２ ）Ｚｒ ０２−
７．５モル％Ｙ２Ｏ３ （ＺｒＯ２−１４モル％ＹＯ３／２ ）ＺＩ”０２ １
モル％Ｙ２Ｏ３ ＋１２重量％ＹＮＩ）Ｏ４（Ｚｒ ０
２−１．９モル％Ｙ○３／２−６．４モル％ＹＮＩ）
０４）ＺｒＯ２−２モル％Ｙ２Ｏ３＋８重量％ＹＮｂ○
４（ＺｒＯ２−３，８モル％ＹＯ３／２−４．２モル％
ＹＮｂ ０４ ’）ＺｒＯ２２モル％Ｙ２Ｏ３＋１０重
目％ＹＮｂ○。
（Ｚｒ ０２ ３，７モル％Ｙ○３１２−５．３モル
％ＹＮｂＯ４）Ｚｒ ０２−３モル％Ｙ２Ｏ３ ＋１ｓ
重昆％ＹＮｂ ０４（Ｚｒ ０２ ５．４モル％ＹＯ
３／２ ８．１モル％ＹＮｂ ０４ ）Ｚｒ ０２−５
モル％Ｙ２Ｏ３ ＋５重Ｊｉｋ％ＹＮｂ ０４（Ｚｒ
０２ ９．３モル％ＹＯ３／２−２．６モル％ＹＮｂ
○４）犬肱泗 Ｇ 狙−一−−−成 ７−ｒ○２−５モル％Ｙ２Ｏ３＋１ｏｌｆｆｉ％ＹＮｂ
○４（ＺｒＯ２−９モル％Ｙ○３／２−５．２モル％Ｙ
Ｎｂ ０４ ）ＺｒＯ２−５モル％Ｙ２Ｏ３＋１５重坦
％ＹＮｂ○４（ＺｒＯ２−８，８モル％Ｙ○３／２−８
．１モル％ＹＮｂ○４）ＺｒＯ２−７，５モル％Ｙ２Ｏ
３＋１０重量％ＹＮｂ○４（Ｚｒ ０２−１３．２モル
％Ｙ○３／２−５．２モル％ＹＮｂ ０４ ）７、ｒ○
２ ２重ｆｆ１％ＹＮｂ○４ （ＺｒＯ２１モル％ＹＮｂ○４） ＺｒＯｚ ６型出％ＹＮｂＯ４ （ＺｒＯ２−３，１モル％ＹＮｂ○４）ｚｒ ０２ ＋
１０重母％ＹＮｂＯ４ （ＺｒＯ２−５，３モル％ＹＮＩ）０４ ）Ｚｒ ０２
＋１４重ｆｆ１％ＹＮｂ○４（ＺｒＯ２−７，５モル
％ＹＮｂ○４）ＺｒＯ２−０，５モル％Ｙ２Ｏ３＋３重
量％ＹＮｂ○４（ＺｒＯ２−１モル％Ｙ○３／２ １
．５モル％ＹＮｂ Ｏｔ ）ＺｒＯ２−０，５モル％Ｙ
２Ｏ３千７重最％ＹＮｂ０４（ＺｒＯ２−”＋モル％Ｙ
○３／２−３．６モル％ＹＮＩ）０４ ）実身斑 ＺｒＯ２ （Ｚｒ ０２ 狙−一一一城 ０．５モル％Ｙ２Ｏ３−１−１１重量％ＹＮｌ１０４０
．９モル％ＹＯ３／２ ５．８モル％ＹＮｂ○４）Ｚ
ｒＯｚ １モル％Ｙ２Ｏ３ ＋２重量％￥Ｎｂ ０４
（Ｚｒ ０２−２モル％Ｙ○３／２ １モル％ＹＮＩ）
Ｏ４）ＺｒＯｚ１モル％Ｙ２Ｏ３＋４１ｆｆｉ％ＹＮｂ
０４（ＺｒＯ２１，９モル％ＹＯ３／２ ２モル％Ｙ
Ｎｂ○４）ＺｒＯ２−１モル％Ｙ２Ｏ３千８重邑％ＹＮ
ｂ○４（ＺｒＯ２−１，９−Ｅル％Ｙ○３／２−４．２
モル％ＹＮＩ）０４ ）ＺｒＯｚ １モル％Ｙ２Ｏ：
ｌ ＋１８Ｊｉｆｆｉ％ＹＮｂＯ４（ＺｒＯ２−１，８
モル％ＹＯ３／２ ９．９モル％ＹＮｂ Ｏ，）Ｚｒ
Ｏ２−１，５モル％Ｙ２Ｏ３ ＋２重量％ＹＮｂ○４（
Ｚｒ ０２−２．９モル％ＹＯ３／２ １モル％ＹＮ
ｂ ０４ ）７、ｒ○２−２モル％Ｙ２Ｏ３千２重徂％
ＹＮｂ○４（ＺｒＯ２−３，９モル％ＹＯ３／２ １モ
ル％ＹＮｂ Ｏｔ ）ＺｒＯ２３モル％Ｙ２Ｏ３ ＋１
８重量％ＹＮｂ ０４（ＺｒＯ２−５，２モル％ＹＯ３
／２ ９．９モル％ＹＮＩ）０４ ）Ｚｒ ０２
１．’Ｉモ／Ｌ／％Ｙ２Ｏ３ ＋１６１ｉｆｆｉ％ＹＮ
ｂ ０４（ＺｒＯ２−２モル％ＹＯ３／２ ８．７モ
ル％ＹＮｂ ０４ ）（ＺｒＯ２−１０モル％Ｙ○３／
２ ８モル％Ｎｂ ０５／２ ）約］、２．７Ｍ （０
，５インチ）の直径をもつピルを上述の方法で圧縮し焼
結した。各サンプルは８００°Ｃ／時の加熱冷却速度を
用いて、第ｖ表に記した温度にて真空中２時間焼結した
。ビッカース硬度測定値（ＧＰａ）およびＭＰａｉで計
算した破壊靭性値（Ｋ＋ｃ）を、５Ｋｇ荷重を用いた星
印のサンプルを除いて、１１０１（荷重を用いて導いた
。
％ＹＮｂＯ４）Ｚｒ ０２−３モル％Ｙ２Ｏ３ ＋１ｓ
重昆％ＹＮｂ ０４（Ｚｒ ０２ ５．４モル％ＹＯ
３／２ ８．１モル％ＹＮｂ ０４ ）Ｚｒ ０２−５
モル％Ｙ２Ｏ３ ＋５重Ｊｉｋ％ＹＮｂ ０４（Ｚｒ
０２ ９．３モル％ＹＯ３／２−２．６モル％ＹＮｂ
○４）犬肱泗 Ｇ 狙−一−−−成 ７−ｒ○２−５モル％Ｙ２Ｏ３＋１ｏｌｆｆｉ％ＹＮｂ
○４（ＺｒＯ２−９モル％Ｙ○３／２−５．２モル％Ｙ
Ｎｂ ０４ ）ＺｒＯ２−５モル％Ｙ２Ｏ３＋１５重坦
％ＹＮｂ○４（ＺｒＯ２−８，８モル％Ｙ○３／２−８
．１モル％ＹＮｂ○４）ＺｒＯ２−７，５モル％Ｙ２Ｏ
３＋１０重量％ＹＮｂ○４（Ｚｒ ０２−１３．２モル
％Ｙ○３／２−５．２モル％ＹＮｂ ０４ ）７、ｒ○
２ ２重ｆｆ１％ＹＮｂ○４ （ＺｒＯ２１モル％ＹＮｂ○４） ＺｒＯｚ ６型出％ＹＮｂＯ４ （ＺｒＯ２−３，１モル％ＹＮｂ○４）ｚｒ ０２ ＋
１０重母％ＹＮｂＯ４ （ＺｒＯ２−５，３モル％ＹＮＩ）０４ ）Ｚｒ ０２
＋１４重ｆｆ１％ＹＮｂ○４（ＺｒＯ２−７，５モル
％ＹＮｂ○４）ＺｒＯ２−０，５モル％Ｙ２Ｏ３＋３重
量％ＹＮｂ○４（ＺｒＯ２−１モル％Ｙ○３／２ １
．５モル％ＹＮｂ Ｏｔ ）ＺｒＯ２−０，５モル％Ｙ
２Ｏ３千７重最％ＹＮｂ０４（ＺｒＯ２−”＋モル％Ｙ
○３／２−３．６モル％ＹＮＩ）０４ ）実身斑 ＺｒＯ２ （Ｚｒ ０２ 狙−一一一城 ０．５モル％Ｙ２Ｏ３−１−１１重量％ＹＮｌ１０４０
．９モル％ＹＯ３／２ ５．８モル％ＹＮｂ○４）Ｚ
ｒＯｚ １モル％Ｙ２Ｏ３ ＋２重量％￥Ｎｂ ０４
（Ｚｒ ０２−２モル％Ｙ○３／２ １モル％ＹＮＩ）
Ｏ４）ＺｒＯｚ１モル％Ｙ２Ｏ３＋４１ｆｆｉ％ＹＮｂ
０４（ＺｒＯ２１，９モル％ＹＯ３／２ ２モル％Ｙ
Ｎｂ○４）ＺｒＯ２−１モル％Ｙ２Ｏ３千８重邑％ＹＮ
ｂ○４（ＺｒＯ２−１，９−Ｅル％Ｙ○３／２−４．２
モル％ＹＮＩ）０４ ）ＺｒＯｚ １モル％Ｙ２Ｏ：
ｌ ＋１８Ｊｉｆｆｉ％ＹＮｂＯ４（ＺｒＯ２−１，８
モル％ＹＯ３／２ ９．９モル％ＹＮｂ Ｏ，）Ｚｒ
Ｏ２−１，５モル％Ｙ２Ｏ３ ＋２重量％ＹＮｂ○４（
Ｚｒ ０２−２．９モル％ＹＯ３／２ １モル％ＹＮ
ｂ ０４ ）７、ｒ○２−２モル％Ｙ２Ｏ３千２重徂％
ＹＮｂ○４（ＺｒＯ２−３，９モル％ＹＯ３／２ １モ
ル％ＹＮｂ Ｏｔ ）ＺｒＯ２３モル％Ｙ２Ｏ３ ＋１
８重量％ＹＮｂ ０４（ＺｒＯ２−５，２モル％ＹＯ３
／２ ９．９モル％ＹＮＩ）０４ ）Ｚｒ ０２
１．’Ｉモ／Ｌ／％Ｙ２Ｏ３ ＋１６１ｉｆｆｉ％ＹＮ
ｂ ０４（ＺｒＯ２−２モル％ＹＯ３／２ ８．７モ
ル％ＹＮｂ ０４ ）（ＺｒＯ２−１０モル％Ｙ○３／
２ ８モル％Ｎｂ ０５／２ ）約］、２．７Ｍ （０
，５インチ）の直径をもつピルを上述の方法で圧縮し焼
結した。各サンプルは８００°Ｃ／時の加熱冷却速度を
用いて、第ｖ表に記した温度にて真空中２時間焼結した
。ビッカース硬度測定値（ＧＰａ）およびＭＰａｉで計
算した破壊靭性値（Ｋ＋ｃ）を、５Ｋｇ荷重を用いた星
印のサンプルを除いて、１１０１（荷重を用いて導いた
。
ケ
害暴燃
焼結温度
１４００℃
１５００℃
１６００℃
１３００℃
１４００℃
１４５０℃
１５００℃
１５５０℃
１６００℃
１４００℃
１５００℃
１６００℃
１４００℃
１５００℃
１６００℃＊
１４００℃
１４５０℃
１５００℃
１５５０℃
１６００℃
宍−一−！
ビッカース硬度
ｌ〈工Ｃ
微小亀裂
実数例 尻積星瓜
１３００℃
１４００℃
１４５０℃
１５００℃
１５５０℃
１６００℃
１３００℃
１４００℃
１４５０°Ｃ
１５００°Ｃ
１５５０℃
１６００℃
１４００℃
１５００℃
１６００℃
１４００℃
１５００℃
１６００℃
１４００℃
１５００℃
１６００℃
１４００℃＊
１５００℃
１６００℃
ζ１妃５鮫呟
ＴＣ
１０，９
１３，９
実穏健
焼積温麿 ζム畳ジ也呟
に′Ｌｃ
１４００℃
１５００℃
１６００℃＊
１３００℃
１４００℃
１５００℃
１６００℃
１３００℃
１４００℃
１５００℃
１６００℃
１３００℃
１４００℃
１５００℃
１６００℃
１３００℃
１４００℃
１５００℃
１６００℃
１３００℃
１４００℃
１５００℃
１６００℃
１６００℃
実檀廻
放積星度 ビッカース硬直
に工Ｃ
１３００℃
１４００℃
１５００℃
１６００℃
１３００℃
１４００℃
１５００℃
１６００℃
１３００℃
１４００℃
１５００℃
１６００℃
１３００℃
１４００℃
１５００℃
１６００℃
衷穏興 焼結温度
ζム辷≦塾度
ＴＣ
北
１３００℃
１４００°Ｃ
１５００°Ｃ
１６００℃
１３００℃
１４００℃
１５００℃
１６００℃
１３００℃
１４００℃
１５００℃
１６００℃
１３００℃
１４００℃
１５００℃
１６００℃
１３００℃
１４００℃
１５００℃
１６００℃
１３００℃
１４００℃
１５００℃
１６００℃
Ｇ−
上記データを探査することによって幾つかの結論を引出
すことができる。
すことができる。
まず、実験例３２〜４１はＹＮｂＯ４の追加量が１０重
量％に等しいかまたはこれ以下である場合、微小亀裂か
ら全くフリーである物体を形成するには若干過剰（１モ
ル％より大きい）Ｙ２Ｏ３が必要であることを明らかに
している。実験例２４．４２および４６は、大量の（約
１２重量％またはこれ以上の）ＹＮｂ ｏ、をＺｒＯ２
−１モル％Ｙ２Ｏ３に添加する場合、全く微小亀裂を生
じていない物体が得られる。これは焼結温度から冷却中
に微小亀裂が生しることを避けるため、約２モル％のＹ
２Ｏ３を必要とする二成分系Ｚｒ ０２−Ｙ２Ｏ３と対
称的である。従って、当該分野に知られているＺｒＯ２
−Ｙ２Ｏ３組成物（〜２−７モル％Ｙ２Ｏ３）を強靭に
する靭性変化を高める他に、少量のＹＮｂＯ４を含ませ
ると、部分的安定化効果を与える。
量％に等しいかまたはこれ以下である場合、微小亀裂か
ら全くフリーである物体を形成するには若干過剰（１モ
ル％より大きい）Ｙ２Ｏ３が必要であることを明らかに
している。実験例２４．４２および４６は、大量の（約
１２重量％またはこれ以上の）ＹＮｂ ｏ、をＺｒＯ２
−１モル％Ｙ２Ｏ３に添加する場合、全く微小亀裂を生
じていない物体が得られる。これは焼結温度から冷却中
に微小亀裂が生しることを避けるため、約２モル％のＹ
２Ｏ３を必要とする二成分系Ｚｒ ０２−Ｙ２Ｏ３と対
称的である。従って、当該分野に知られているＺｒＯ２
−Ｙ２Ｏ３組成物（〜２−７モル％Ｙ２Ｏ３）を強靭に
する靭性変化を高める他に、少量のＹＮｂＯ４を含ませ
ると、部分的安定化効果を与える。
この現象は、所望により同じ働きを行うための若干過剰
のＹ２Ｏ３を必要としない。
のＹ２Ｏ３を必要としない。
第２に、Ｙ２Ｏ３含量が約５モル％以下であるＺｒ ０
２−Ｙ２Ｏ３組成物にＹＮｂ Ｏａを添加するとその靭
性を一層高レベルのＹ２Ｏ３、すなわち、約７，５モル
％Ｙ２Ｏ３にて改良することができるが、このような添
加は靭性を促進するとは思われない。後者の状況は組成
物が基本的に立方晶構造を生成する事実に困るものと思
われる。すなわち生成物中に正方晶Ｚｒ ０２が欠けて
いるためである。この状態は１０重量％のＹＮｂ Ｏ，
をＺｒＯ２−７，５モル％ＹｚＯ３に添加した実験例３
１に明らかである。
２−Ｙ２Ｏ３組成物にＹＮｂ Ｏａを添加するとその靭
性を一層高レベルのＹ２Ｏ３、すなわち、約７，５モル
％Ｙ２Ｏ３にて改良することができるが、このような添
加は靭性を促進するとは思われない。後者の状況は組成
物が基本的に立方晶構造を生成する事実に困るものと思
われる。すなわち生成物中に正方晶Ｚｒ ０２が欠けて
いるためである。この状態は１０重量％のＹＮｂ Ｏ，
をＺｒＯ２−７，５モル％ＹｚＯ３に添加した実験例３
１に明らかである。
第３に、Ｎｂ２Ｏ５のみをドープしていないＺｒｏｂ（
実験例３０）に添加すると、基本的に単斜晶構造の非常
に微小亀裂を生じた物体を生成することである。従って
Ｎｂ２Ｏ５のみをＺｒＯ２に添加しても靭性を高めない
。
実験例３０）に添加すると、基本的に単斜晶構造の非常
に微小亀裂を生じた物体を生成することである。従って
Ｎｂ２Ｏ５のみをＺｒＯ２に添加しても靭性を高めない
。
第１図は組成物を前記温度範囲で焼結後、生成した微小
亀裂体または全く完全な物体を試験した組成範囲を示す
。第１図は特定の組成に対し測定した最高の靭性を示す
。８．５ＭＰａσ以上の最高の靭性の物質は、０．２５
モル％以上のＹＮｂＯａ（０，５重量％）の添加物およ
び約８モル％以下のＹＮｂＯａ（約１５重量％以下）の
添加物を有する。
亀裂体または全く完全な物体を試験した組成範囲を示す
。第１図は特定の組成に対し測定した最高の靭性を示す
。８．５ＭＰａσ以上の最高の靭性の物質は、０．２５
モル％以上のＹＮｂＯａ（０，５重量％）の添加物およ
び約８モル％以下のＹＮｂＯａ（約１５重量％以下）の
添加物を有する。
高い靭性はＹＮｂ Ｏ，の添加を無視すると約９モル％
以下のＹＯ３／２ （４，７モル％以下のＹ２Ｏ３
）でのみ起こる。この最後の現象は立方晶相の量がかな
り多く、単斜晶に変化する正方晶の量が少なすぎるため
であると思われる。
以下のＹＯ３／２ （４，７モル％以下のＹ２Ｏ３
）でのみ起こる。この最後の現象は立方晶相の量がかな
り多く、単斜晶に変化する正方晶の量が少なすぎるため
であると思われる。
表１〜Ｖおよび第１図に示したデータから、０．５モル
％（１重量％）をＺ ｒ Ｏｚ ２．２−９モル％
Ｙ０３２（約１，１〜４．７モル％Ｙ２Ｏ３）に含ませ
た量に等しい最小量のＹＮｂ ｏ、は、得られる生成物
の靭性をかなり高めるために必要であると思われ、また
約８モル％以下（約１５重量％）をＺｒＯ２−約０．８
−８モル％ＹＯ３／２ （約０．４〜４．５モル％Ｙ
２Ｏ３）に混入させた量に等しいＹＮｂ Ｏ，は好まし
い最大量を含むと思われた。特にＹＮｂ Ｏａの量か増
加し過剰のＹＯ３／２を減らすことができる。好ましい
方法は、約３〜１０重量％のＹＮｂ Ｏａ （約１．
５〜５モル％）をＺｒ○２約１〜３モル％Ｙ２Ｏ３（約
２〜６モル％ＹＯ、／２）に添加した量に等しい量のＹ
Ｎｂ Ｏ４を使用すると、かなり靭性を高めると考えら
れる。
％（１重量％）をＺ ｒ Ｏｚ ２．２−９モル％
Ｙ０３２（約１，１〜４．７モル％Ｙ２Ｏ３）に含ませ
た量に等しい最小量のＹＮｂ ｏ、は、得られる生成物
の靭性をかなり高めるために必要であると思われ、また
約８モル％以下（約１５重量％）をＺｒＯ２−約０．８
−８モル％ＹＯ３／２ （約０．４〜４．５モル％Ｙ
２Ｏ３）に混入させた量に等しいＹＮｂ Ｏ，は好まし
い最大量を含むと思われた。特にＹＮｂ Ｏａの量か増
加し過剰のＹＯ３／２を減らすことができる。好ましい
方法は、約３〜１０重量％のＹＮｂ Ｏａ （約１．
５〜５モル％）をＺｒ○２約１〜３モル％Ｙ２Ｏ３（約
２〜６モル％ＹＯ、／２）に添加した量に等しい量のＹ
Ｎｂ Ｏ４を使用すると、かなり靭性を高めると考えら
れる。
マセらは米国特許第４，５０７，３９４号に、ジルコニ
ア、ニオビア（タンタラ）およびイツトリア（希土類酸
化物）組成物は高い電気抵抗を示すことを記載している
。彼らが試験した４組成物は表■に示す。本発明者また
、米国特許第４．５０７，３９４号のコラム５． ６．
７． ８および１０に与えられた記述によってこれら
の組成物を試験した。
ア、ニオビア（タンタラ）およびイツトリア（希土類酸
化物）組成物は高い電気抵抗を示すことを記載している
。彼らが試験した４組成物は表■に示す。本発明者また
、米国特許第４．５０７，３９４号のコラム５． ６．
７． ８および１０に与えられた記述によってこれら
の組成物を試験した。
表 ＶＩ
注：ダッシュ（′）の符号はマセらの組成物を（マセら
の米国特許節４，５０７，３９４号と容易に比較するた
め）示すために使用するが、この仕事で試験された多数
の組成物から上記４種の組成物を区別した。
の米国特許節４，５０７，３９４号と容易に比較するた
め）示すために使用するが、この仕事で試験された多数
の組成物から上記４種の組成物を区別した。
前記サンプルに使用したＹ２Ｏ３を添加していない同じ
市販のＺｒ ０２粉末もここでは使用した。
市販のＺｒ ０２粉末もここでは使用した。
市販のＴａｚｏ５＋ Ｎｂ２Ｏ５，ＡＪｚＯ３，ｙ（
ＮＯ３）３−６Ｈ２ＯおよびＥｕ （ＮＯ３） ３６
Ｈ２Ｏを使用した。ＺｒＯｚ、ＮｂｚＯ５またはＴａ
２Ｏ５ 、およびＹ （ＮＯ３）３−６Ｈ２ＯまたはＥ
ｕ （ＮＯ３）３ ６Ｈ２Ｏを湿潤プロセスによって
混合し、混合物を完全に乾燥させた。
ＮＯ３）３−６Ｈ２ＯおよびＥｕ （ＮＯ３） ３６
Ｈ２Ｏを使用した。ＺｒＯｚ、ＮｂｚＯ５またはＴａ
２Ｏ５ 、およびＹ （ＮＯ３）３−６Ｈ２ＯまたはＥ
ｕ （ＮＯ３）３ ６Ｈ２Ｏを湿潤プロセスによって
混合し、混合物を完全に乾燥させた。
混合物を８００°Ｃにか焼した。例えばサンプル番号２
′では、Ａｆ！２Ｏ３焼結促進剤を添加した。４組成物
を次に、０．５重量％のポリエチレングリコルを用いて
２Ｏ〜２Ｏ０時間乾燥粉砕させた。得られた粉末を圧縮
成型し、次に１３２５℃で空気中２時間焼成した。他の
サンプルを圧縮成型し。１０００ ℃にて空気中で予備
焼成し、次に真空中で１３２５℃にて２時間焼成した。
′では、Ａｆ！２Ｏ３焼結促進剤を添加した。４組成物
を次に、０．５重量％のポリエチレングリコルを用いて
２Ｏ〜２Ｏ０時間乾燥粉砕させた。得られた粉末を圧縮
成型し、次に１３２５℃で空気中２時間焼成した。他の
サンプルを圧縮成型し。１０００ ℃にて空気中で予備
焼成し、次に真空中で１３２５℃にて２時間焼成した。
サンプルを光学顕微鏡によって試験し、微小亀裂を生じ
なかった１組成物を磨き、表Ｉ〜■の前述のサンプルに
対して使用した方法と同じ方法で破壊靭性を測定した。
なかった１組成物を磨き、表Ｉ〜■の前述のサンプルに
対して使用した方法と同じ方法で破壊靭性を測定した。
表■はその結果を示したものである。
サンプルＮα
表 Ｖｌ
トＩ ＫＹＣ
焼結温度 焼結雰囲気 皇旦這 ＭＰａＪｍ１′
２′
３′
２２′
１３２５℃
１３２５℃
１３２５℃
１３２５℃
１３２５℃
１３２５℃
１３２５℃
１３２５℃
空 気 微小亀裂
真 空 微小亀裂
空 気 微小亀裂
真 空 微小亀裂
空気 ７，３ ８．１
真空 ７．３ ７．３
空気
真空
微小亀裂
微小亀裂
表■はこれら４種の組成物のうち１種のみが、マセらが
記述した時には微小亀裂かなかったことを示している。
記述した時には微小亀裂かなかったことを示している。
組成物１’ 、２’ および２２′の微小亀裂は表１−
Ｖに示したイツトリアを少量または過剰にならずに（０
〜０．５モル％ＹＯ３／。）含有する組成物に生じてい
る。微小亀裂のない組成物３′は例外的な靭性は示さす
８．１ＭＰａ１であり硬度は７．３ＧＰａであり、これ
は実験例１９のＹＮｂ ｏ、を除いて、微小亀裂しなか
った表１−Ｖに記載した全部のセラミックよりも劣って
いる。
Ｖに示したイツトリアを少量または過剰にならずに（０
〜０．５モル％ＹＯ３／。）含有する組成物に生じてい
る。微小亀裂のない組成物３′は例外的な靭性は示さす
８．１ＭＰａ１であり硬度は７．３ＧＰａであり、これ
は実験例１９のＹＮｂ ｏ、を除いて、微小亀裂しなか
った表１−Ｖに記載した全部のセラミックよりも劣って
いる。
特に興味あるものは表■およびＶの実験例４６の組成物
である。この組成物はＴａ２Ｏ５をＮｂ２Ｏ５で置換し
た表■および■の３′のものと同じである。実験例４６
は単に８．１ＭＰａ１の最大靭性を示すだけであり、こ
の仕事で試験したＺｒ ０２Ｙ２Ｏ３セラミツクに少量
のＹＮｂ Ｏ４を添加した種々の組成物において見られ
る１１．７ＭＰａβ〜１８．５ＭＰａ鉦の靭性と比較す
る場合、これは例外的ではない。
である。この組成物はＴａ２Ｏ５をＮｂ２Ｏ５で置換し
た表■および■の３′のものと同じである。実験例４６
は単に８．１ＭＰａ１の最大靭性を示すだけであり、こ
の仕事で試験したＺｒ ０２Ｙ２Ｏ３セラミツクに少量
のＹＮｂ Ｏ４を添加した種々の組成物において見られ
る１１．７ＭＰａβ〜１８．５ＭＰａ鉦の靭性と比較す
る場合、これは例外的ではない。
マセらの試験した組成物全部を表１〜■のデー夕と比較
すると、組成物３′を除いて、物質は極めて低い約５Ｍ
Ｐａ５以下の靭性を示し、微小亀裂している。前述のよ
うに、組成物３′によって達せられる８、１ＭＰａσの
靭性およびニオビア類似の実験例４６の靭性は小量のＹ
ＮｂＯ４をＺｒＯ２Ｙ２Ｏ３セラミック合金に添加した
組成物によって達せられる靭性の関係において顕著でな
い。
すると、組成物３′を除いて、物質は極めて低い約５Ｍ
Ｐａ５以下の靭性を示し、微小亀裂している。前述のよ
うに、組成物３′によって達せられる８、１ＭＰａσの
靭性およびニオビア類似の実験例４６の靭性は小量のＹ
ＮｂＯ４をＺｒＯ２Ｙ２Ｏ３セラミック合金に添加した
組成物によって達せられる靭性の関係において顕著でな
い。
イツトリウムニオベートに対する類似物ジルコニア含有
体の靭性を高めるためにＹＮｂＯ４以外の化合物の使用
を調べるため、表■に示した幾つかの組成物を（容量％
およびモル％において）式で表した。組成物には、イツ
トリウムをイツトリウムの原子価を示す元素と一部また
は全部置換したもの、およびニオブをニオブの原子価を
示す元素と一部または全部置換したものを含む。
体の靭性を高めるためにＹＮｂＯ４以外の化合物の使用
を調べるため、表■に示した幾つかの組成物を（容量％
およびモル％において）式で表した。組成物には、イツ
トリウムをイツトリウムの原子価を示す元素と一部また
は全部置換したもの、およびニオブをニオブの原子価を
示す元素と一部または全部置換したものを含む。
得られた化合物はＹＮｂ ｏ、に似た構造と耐火性を示
した。［これらの実験のためこれら希土類ニオベートお
よび／またはタンタレートのモル容量をＺｒＯ２のモル
容量の２倍とした。従って、例えば、ＺｒＯ２において
５容量％のＬａＮｂ０ａはＺｒＯ２において２，５モル
％のＬａＮｂ０ａに等しい。］ 各サンプルは前記概略の水酸化アンモニウム沈澱技術を
用いて調製した。直径が約１２．７ｔｎｍ （０，５イ
ンチ）のピル標本を上記方法で圧縮し焼結した。
した。［これらの実験のためこれら希土類ニオベートお
よび／またはタンタレートのモル容量をＺｒＯ２のモル
容量の２倍とした。従って、例えば、ＺｒＯ２において
５容量％のＬａＮｂ０ａはＺｒＯ２において２，５モル
％のＬａＮｂ０ａに等しい。］ 各サンプルは前記概略の水酸化アンモニウム沈澱技術を
用いて調製した。直径が約１２．７ｔｎｍ （０，５イ
ンチ）のピル標本を上記方法で圧縮し焼結した。
各サンプルを２時間表■に示した温度で焼結した。
ピッカール硬度測定値（ＧＰａ）およびＭ Ｐ ａｉで
計算した破壊靭性値（Ｋ＋ｃ）を１０Ｋｇ荷重を用いて
導いた。
計算した破壊靭性値（Ｋ＋ｃ）を１０Ｋｇ荷重を用いて
導いた。
去−ｍ−■
東場泗
組成
郷都遮息旦ａ五隻
９０％（Ｚｒ ０２−３モル％Ｙ２Ｏ３）１３００℃＋
１０％ＹＴａ○４ １４００℃（Ｚｒ
０２−７．３−Ｅル％Ｙ○３／２１５００℃−５，２
モル％ＹＴａ ０４ ） １０．１３ ４．５ １０．７１２６ 微小亀裂 ９６％（Ｚｒ ０２−２モル％Ｙ２ＯＢ ） １３００
℃＋４％ＹＴａ○ａ １４００℃（
Ｚｒ ０２−３．８モル％ＹＯ３／２ １５００℃＝
２モル％ＹＴａ○４） １１．３ １３．４ １０．７ １５．５ ９．５ ７．１ ９０％（Ｚｒ ０２−２モル％Ｙ２Ｏ３ ） １３００
℃＋１０％ＹＴａ ０４ １４００℃
（Ｚｒ ０２−３．７モル％Ｙ○３７．． １５００
℃−５，３モル％ＹＴａ ０４ ） １０ｊ ６，４ ９．８ １３．８ 微小亀裂 ９０％（ＺｒＯ２−３モル％Ｙ２Ｏ３ ） １３００℃
＋１０％Ｙ （Ｎ ｂ ｏ、Ｊａ ０．５）０４． １
４００℃［Ｚｒ ０２−７．３モ／Ｌ、％ＹＯ３／２
１５００℃−５，２モル％Ｙ（Ｔａｏ、ｔＮｂｏ、ｉ
） １６００℃０４］ １０．４ ４，９ １０．９ ５．４ ９．８ １２．７ 微小亀裂 ９５％＜ｚｒ ０２−３モル％Ｙ２Ｏ３） １３００℃
＋５％Ｌａ Ｎｌ） Ｏａ １４００
℃（Ｚｒ ０２−５．７−Ｔニル％ＹＯ３／２ １５
００℃２．６モル％しａＮｂ○ａ） １６００℃
９．８ ５，２ １０．４ １２．１ 微小亀裂 微小亀裂 実蜂例 粧−−−域 ９５％（Ｚｒ ０２−３モル％Ｙ２Ｏ３＋５％Ｎｄ Ｎ
ｌｌ ０４ （ＺｒＯ２−５，７モル％Ｙ○３／２ ２．６モル％Ｎ（ｔＮｂｏ４） ９５％（Ｚｒ ０２−３モル％Ｙ２Ｏ３千５％（Ｙｌ）
ｏｊＧｄｏ、ｓ） ＮｂＯ２［：Ｚｒ ０２−５．７モ
ル％Ｙ○３／２−２．６モル％（Ｙｂａ５Ｇｔｌｏ、ｓ
）ＮｂＯ４］ 放債墨庶 ）１３００℃ １４００℃ １５００℃ １６００℃ ）１３００℃ １４００℃ １５００℃ １６００℃ ９４％（ＺｒＯ２−３モル％ １３００°Ｃ［
Ｙｂ Ｇｄ ］ ２Ｏ３ ） １４００°
Ｃ十６％（Ｙｂｏ、、５Ｇｄｏｓ） Ｎｂ○４１５００
℃ｃｚｒ ０２−ｓ、ｅモル％ １６００’
Ｃ（Ｙｂｏ、ｓ Ｇｄ Ｏｓ ）０３／２３．１モル％
（Ｙｌ）ｏＳＧ（Ｉ ｏ、ｓ ） Ｎｂ○４ＧＰａＫＩ
ら １０．９ ４，５ １０．９ １２．０ 微小亀裂 微小亀裂 １１．６ ４，３ １１．９ ４，８ １０．９ １１．５ 微小亀裂 ９．１ ６，１ １０．７ ９．８ 微小亀裂 微小亀裂 表■の研究から明らかなように、種々の希土類元素をイ
ツトリウムと置換することができ、タンタルはニオブと
置換することかでき、イツトリウムをドープしたジルコ
ニア含有体の靭性の改良することができる際に有害な作
用を示さない。従ってＹＮｂ Ｏ４は最も好ましい強化
剤を構成するが、ＹＴａ ｏ、およびＹＮｂＯ４とＹＴ
ａ ｏ４の混合物は取扱うことができ、また希土類ニオ
ベート（ＭＮｂ Ｏ，） 、希土類タンタレート（ＹＴ
ａＯ４）、およびＹＮｂ Ｏａおよび／またはＹＴａＯ
４とＭＮｂＯａおよび／またはＹＴａＯ４の混合物も同
様である。
１０％ＹＴａ○４ １４００℃（Ｚｒ
０２−７．３−Ｅル％Ｙ○３／２１５００℃−５，２
モル％ＹＴａ ０４ ） １０．１３ ４．５ １０．７１２６ 微小亀裂 ９６％（Ｚｒ ０２−２モル％Ｙ２ＯＢ ） １３００
℃＋４％ＹＴａ○ａ １４００℃（
Ｚｒ ０２−３．８モル％ＹＯ３／２ １５００℃＝
２モル％ＹＴａ○４） １１．３ １３．４ １０．７ １５．５ ９．５ ７．１ ９０％（Ｚｒ ０２−２モル％Ｙ２Ｏ３ ） １３００
℃＋１０％ＹＴａ ０４ １４００℃
（Ｚｒ ０２−３．７モル％Ｙ○３７．． １５００
℃−５，３モル％ＹＴａ ０４ ） １０ｊ ６，４ ９．８ １３．８ 微小亀裂 ９０％（ＺｒＯ２−３モル％Ｙ２Ｏ３ ） １３００℃
＋１０％Ｙ （Ｎ ｂ ｏ、Ｊａ ０．５）０４． １
４００℃［Ｚｒ ０２−７．３モ／Ｌ、％ＹＯ３／２
１５００℃−５，２モル％Ｙ（Ｔａｏ、ｔＮｂｏ、ｉ
） １６００℃０４］ １０．４ ４，９ １０．９ ５．４ ９．８ １２．７ 微小亀裂 ９５％＜ｚｒ ０２−３モル％Ｙ２Ｏ３） １３００℃
＋５％Ｌａ Ｎｌ） Ｏａ １４００
℃（Ｚｒ ０２−５．７−Ｔニル％ＹＯ３／２ １５
００℃２．６モル％しａＮｂ○ａ） １６００℃
９．８ ５，２ １０．４ １２．１ 微小亀裂 微小亀裂 実蜂例 粧−−−域 ９５％（Ｚｒ ０２−３モル％Ｙ２Ｏ３＋５％Ｎｄ Ｎ
ｌｌ ０４ （ＺｒＯ２−５，７モル％Ｙ○３／２ ２．６モル％Ｎ（ｔＮｂｏ４） ９５％（Ｚｒ ０２−３モル％Ｙ２Ｏ３千５％（Ｙｌ）
ｏｊＧｄｏ、ｓ） ＮｂＯ２［：Ｚｒ ０２−５．７モ
ル％Ｙ○３／２−２．６モル％（Ｙｂａ５Ｇｔｌｏ、ｓ
）ＮｂＯ４］ 放債墨庶 ）１３００℃ １４００℃ １５００℃ １６００℃ ）１３００℃ １４００℃ １５００℃ １６００℃ ９４％（ＺｒＯ２−３モル％ １３００°Ｃ［
Ｙｂ Ｇｄ ］ ２Ｏ３ ） １４００°
Ｃ十６％（Ｙｂｏ、、５Ｇｄｏｓ） Ｎｂ○４１５００
℃ｃｚｒ ０２−ｓ、ｅモル％ １６００’
Ｃ（Ｙｂｏ、ｓ Ｇｄ Ｏｓ ）０３／２３．１モル％
（Ｙｌ）ｏＳＧ（Ｉ ｏ、ｓ ） Ｎｂ○４ＧＰａＫＩ
ら １０．９ ４，５ １０．９ １２．０ 微小亀裂 微小亀裂 １１．６ ４，３ １１．９ ４，８ １０．９ １１．５ 微小亀裂 ９．１ ６，１ １０．７ ９．８ 微小亀裂 微小亀裂 表■の研究から明らかなように、種々の希土類元素をイ
ツトリウムと置換することができ、タンタルはニオブと
置換することかでき、イツトリウムをドープしたジルコ
ニア含有体の靭性の改良することができる際に有害な作
用を示さない。従ってＹＮｂ Ｏ４は最も好ましい強化
剤を構成するが、ＹＴａ ｏ、およびＹＮｂＯ４とＹＴ
ａ ｏ４の混合物は取扱うことができ、また希土類ニオ
ベート（ＭＮｂ Ｏ，） 、希土類タンタレート（ＹＴ
ａＯ４）、およびＹＮｂ Ｏａおよび／またはＹＴａＯ
４とＭＮｂＯａおよび／またはＹＴａＯ４の混合物も同
様である。
さらに、実験例５４は希土類酸化物は両方のＹＮｂＯ４
においてイツトリアを完全に置換できることを示してお
り、ジルコニアにおける「一部安定化コしたドーパント
と同様である。これら合金の可能な相間のカチオンの正
確な分布は知られていないので、実験例５１５２および
５３はイツトリア全量の１７３以上かＬａ２Ｏ３．Ｎｄ
２Ｏ３またはＹｂ Ｇｄ ｏ３によって置換できること
を証明している。Ｃｅ ０２ 、 Ｐｒ ２Ｏ３ 、
Ｌａ ｚ ０３およびＮｄ２Ｏ３を含む種々の希土類
酸化物ならびに希土類酸化物の混合物は、これらの組成
物において完全にイツトリアを置換できると仮定したこ
とは理由がある。
においてイツトリアを完全に置換できることを示してお
り、ジルコニアにおける「一部安定化コしたドーパント
と同様である。これら合金の可能な相間のカチオンの正
確な分布は知られていないので、実験例５１５２および
５３はイツトリア全量の１７３以上かＬａ２Ｏ３．Ｎｄ
２Ｏ３またはＹｂ Ｇｄ ｏ３によって置換できること
を証明している。Ｃｅ ０２ 、 Ｐｒ ２Ｏ３ 、
Ｌａ ｚ ０３およびＮｄ２Ｏ３を含む種々の希土類
酸化物ならびに希土類酸化物の混合物は、これらの組成
物において完全にイツトリアを置換できると仮定したこ
とは理由がある。
上記Ｚｒ Ｏ２−Ｙ２Ｏ３−ＹＮｂ ０４セラミック合
金によって示される固有の高い靭性値のために、種々の
高い耐火性のセラミックマトリックスにおける強化剤と
して使用することが研究された。
金によって示される固有の高い靭性値のために、種々の
高い耐火性のセラミックマトリックスにおける強化剤と
して使用することが研究された。
広範囲のセラミックマトリックスの迅速粗雑な調査は一
般の効力を決定するために行われた。
般の効力を決定するために行われた。
研究のための調製では、次の３種の組成物Ｚｒｏ２−Ｙ
２ｏ３−ＹＮｂ Ｏ，の粉末を、ＮＨ４ＯＨを用いた沈
澱を含めて上に概略で示した共沈法を変更して用いた。
２ｏ３−ＹＮｂ Ｏ，の粉末を、ＮＨ４ＯＨを用いた沈
澱を含めて上に概略で示した共沈法を変更して用いた。
３種の組成物は、Ｚｒ ０２−２モル％Ｙ２Ｏ．＋８重
量％ＹＮｂ ０４ 、 Ｚｒ ０２−２モル％Ｙ２Ｏ
３＋１０重量％ＹＮｂ○４．およびＺｒＯ２−１モル％
Ｙ２Ｏ３＋１２重量％ＹＮｂＯ４である。Ｚｒ ０２
Ｙ２Ｏ３−ＹＮｂ Ｏａ組組物物他の粉末サンプル、
すなわちＺｒＯ２７］ ２モル％Ｙ２Ｏ３千４重量％ＹＮｂＯａを、前記酸化物
添加方法を用いて調製した。
量％ＹＮｂ ０４ 、 Ｚｒ ０２−２モル％Ｙ２Ｏ
３＋１０重量％ＹＮｂ○４．およびＺｒＯ２−１モル％
Ｙ２Ｏ３＋１２重量％ＹＮｂＯ４である。Ｚｒ ０２
Ｙ２Ｏ３−ＹＮｂ Ｏａ組組物物他の粉末サンプル、
すなわちＺｒＯ２７］ ２モル％Ｙ２Ｏ３千４重量％ＹＮｂＯａを、前記酸化物
添加方法を用いて調製した。
以下に詳細に説明するように、これらの粉末はアルミナ
粉末、マグネシウムに富んだスピネル粉末、アルミナに
富んだスピネル粉末、ジルコン粉末、ニフッ化チタン粉
末、ジルコニウムカーバイド粉末、ムライト粉末、シリ
コンカーバイド粉末およびシリコンカーバイドホイスカ
と組合せた。
粉末、マグネシウムに富んだスピネル粉末、アルミナに
富んだスピネル粉末、ジルコン粉末、ニフッ化チタン粉
末、ジルコニウムカーバイド粉末、ムライト粉末、シリ
コンカーバイド粉末およびシリコンカーバイドホイスカ
と組合せた。
得られた粉末混合物並びにマトリックス物質のサンプル
のみを、比較的大きいＺｒ ０２粉砕媒体を用いてイソ
プロピルアルコール中で２４時間振動粉砕した。
のみを、比較的大きいＺｒ ０２粉砕媒体を用いてイソ
プロピルアルコール中で２４時間振動粉砕した。
約１２．１ｍｍ （０，５インチ）の直径をもつピルを
、酸化物粉末から約７０．３〜８５１．５７（ｇ／ｃｆ
ｆｌ （１０００−５０００ｐｓｉ ）にて−軸に圧縮
し、このピルを３１６３．５Ｎｇ／ｃＡ （４５０００
ｐｓｉ）にて平衡に冷圧した。その後、ピルを空気中で
２時間１０００°Ｃまで予備焼成し、次に２時間真空炉
中で１４５０°〜１６５０℃の温度で焼結した。焼結の
研究のための加熱速度および冷却速度は８００℃／時で
あった。
、酸化物粉末から約７０．３〜８５１．５７（ｇ／ｃｆ
ｆｌ （１０００−５０００ｐｓｉ ）にて−軸に圧縮
し、このピルを３１６３．５Ｎｇ／ｃＡ （４５０００
ｐｓｉ）にて平衡に冷圧した。その後、ピルを空気中で
２時間１０００°Ｃまで予備焼成し、次に２時間真空炉
中で１４５０°〜１６５０℃の温度で焼結した。焼結の
研究のための加熱速度および冷却速度は８００℃／時で
あった。
炭化物、ホウ化物、および酸化物を２時間１４５０℃ま
たは１６５０℃にて２８１．２ＫＬ’ｃｆｆｌ （４０
００ｐｓｉ ）の圧力で真空下黒鉛型を用いる誘導加熱
ホットプレスで熱圧し、直径が約３８．１ｍ （１，５
インチ）および断面か約７．９４ ｍｍ （５／ １６
インチ）のディスクを生成した。焼結し熱圧したサンプ
ルを粉砕し１ミクロンダイアモンド仕上げに磨き、これ
らのサンプルを光学顕微鏡によって試験した。
たは１６５０℃にて２８１．２ＫＬ’ｃｆｆｌ （４０
００ｐｓｉ ）の圧力で真空下黒鉛型を用いる誘導加熱
ホットプレスで熱圧し、直径が約３８．１ｍ （１，５
インチ）および断面か約７．９４ ｍｍ （５／ １６
インチ）のディスクを生成した。焼結し熱圧したサンプ
ルを粉砕し１ミクロンダイアモンド仕上げに磨き、これ
らのサンプルを光学顕微鏡によって試験した。
磨いたディスクに１０１（９荷重を用いて微小硬度試験
を行った。ジルコニアイツトリウムニオベートの弾性率
を２Ｏ０ＧＰａとした。アルミナの弾性率を３８０Ｇ
Ｐ ａとした。スピネルの弾性率を２６０ＧＰａとした
。ジルコンの弾性率を２Ｏ００ Ｐ ａとした。ニホウ
化チタニウムの弾性率を５１５ＧＰａとした。ジルコニ
ウムカーバイドの弾性率を４１０６Ｐａとした。ムライ
トの弾性率を２Ｏ０ＧＰａとした。そしてシリコンカー
バイド粉末およびシリコンカーバイドホイスカの弾性率
を４５０ＧＰａとした。種々の酸化物および非酸化物の
組合せを含む組成物に対して、合金の弾性率を、成分の
弾性率の単純な線状の組合せ（容量によって）とした。
を行った。ジルコニアイツトリウムニオベートの弾性率
を２Ｏ０ＧＰａとした。アルミナの弾性率を３８０Ｇ
Ｐ ａとした。スピネルの弾性率を２６０ＧＰａとした
。ジルコンの弾性率を２Ｏ００ Ｐ ａとした。ニホウ
化チタニウムの弾性率を５１５ＧＰａとした。ジルコニ
ウムカーバイドの弾性率を４１０６Ｐａとした。ムライ
トの弾性率を２Ｏ０ＧＰａとした。そしてシリコンカー
バイド粉末およびシリコンカーバイドホイスカの弾性率
を４５０ＧＰａとした。種々の酸化物および非酸化物の
組合せを含む組成物に対して、合金の弾性率を、成分の
弾性率の単純な線状の組合せ（容量によって）とした。
破壊靭性を上記式から計算した。
焼結したアルミナジルコニアイツトリウムニオベート組
成物の数例をＸ線回折によって試験した。
成物の数例をＸ線回折によって試験した。
Ｘ線回折走査はＣｕ放射線を用いて２６°〜３６°の範
囲の２Ｏ領域に制限した。正方晶ジルコニア・イツトリ
ウム・ニオベート相の量および単斜晶ジルコニア・イツ
トリウム・ニオベート相の量を、２θ領域の相の相対的
なピークの高さから定性的に算定した。
囲の２Ｏ領域に制限した。正方晶ジルコニア・イツトリ
ウム・ニオベート相の量および単斜晶ジルコニア・イツ
トリウム・ニオベート相の量を、２θ領域の相の相対的
なピークの高さから定性的に算定した。
ジルコニア・イツトリウム・ニオベート−シリコンカー
バイトホイスカ組成物の場合、ボイス力とジルコニア・
イツトリウム・ニオベート粉末は２４時間蒸留水で振動
粉砕した。２種のＺｒ ０２ＹＮｂＯａ／ガラス／Ｓｉ
Ｃホイス力組成物の調整では、ガラス粉末は重量％で約
３３．３％ＡＩ！２Ｏ３、３３．３％５ｉ０２．および
３３．３％Ｙ２Ｏ３から成り、ＡＪ！ｚ ０３と５ｉ０
２を一緒に粉砕し、ガラス粉末とＹ（ＮＯ３）３ ・
６Ｈ２Ｏの蒸留水スラリーを調製し、５００°Ｃにて残
っている物質をか焼して生成した。その後、ガラス粉末
シリコンカーバイドホイスカ、およびジルコニア・イ
ツトリウム・ニオベート粉末を４８時間ジルコニア粉砕
媒体を用いて蒸留水中で振動粉砕した。三種の全組成物
に対して得られた粉末を乾燥し、粒状にし、２時間黒鉛
型の中で１４５０°Ｃにて２８１．２Ｋｇ／＝ （４０
００ｐｓｉ ）で真空熱圧した。添加したガラスの弾性
率は６９ＧＰａとした。
バイトホイスカ組成物の場合、ボイス力とジルコニア・
イツトリウム・ニオベート粉末は２４時間蒸留水で振動
粉砕した。２種のＺｒ ０２ＹＮｂＯａ／ガラス／Ｓｉ
Ｃホイス力組成物の調整では、ガラス粉末は重量％で約
３３．３％ＡＩ！２Ｏ３、３３．３％５ｉ０２．および
３３．３％Ｙ２Ｏ３から成り、ＡＪ！ｚ ０３と５ｉ０
２を一緒に粉砕し、ガラス粉末とＹ（ＮＯ３）３ ・
６Ｈ２Ｏの蒸留水スラリーを調製し、５００°Ｃにて残
っている物質をか焼して生成した。その後、ガラス粉末
シリコンカーバイドホイスカ、およびジルコニア・イ
ツトリウム・ニオベート粉末を４８時間ジルコニア粉砕
媒体を用いて蒸留水中で振動粉砕した。三種の全組成物
に対して得られた粉末を乾燥し、粒状にし、２時間黒鉛
型の中で１４５０°Ｃにて２８１．２Ｋｇ／＝ （４０
００ｐｓｉ ）で真空熱圧した。添加したガラスの弾性
率は６９ＧＰａとした。
アルミナ−ジルコニア・イツトリウム・ニオベト
上述のアルミナとジルコニア・イツトリウム・ニオベー
トの粉末組合せの他に、２種のＡＩ！２Ｏ３−ＺｒＯ２
Ｙ２Ｏ３ ＹＮｂ Ｏａ組成物を共沈し、他の共沈試
料に関して上述した方法で焼結した。２種の組成物を以
下に実験例ＡおよびＢとして記録する。これら２種の組
成物の粉末の割合は、ＮＨ４ＯＨを用いる沈澱を含む共
沈技術を変更して用い、Ｎｂ２Ｏ５とＹ２Ｏ３を添加し
て変化させた。これら２種の組成物を以下に実験例Ｃと
Ｄとして記録する。
トの粉末組合せの他に、２種のＡＩ！２Ｏ３−ＺｒＯ２
Ｙ２Ｏ３ ＹＮｂ Ｏａ組成物を共沈し、他の共沈試
料に関して上述した方法で焼結した。２種の組成物を以
下に実験例ＡおよびＢとして記録する。これら２種の組
成物の粉末の割合は、ＮＨ４ＯＨを用いる沈澱を含む共
沈技術を変更して用い、Ｎｂ２Ｏ５とＹ２Ｏ３を添加し
て変化させた。これら２種の組成物を以下に実験例Ｃと
Ｄとして記録する。
アルミナとジルコニア・イツトリウム・ニオベートの３
種の粉末の組合せを、実験例Ｅ、ＦおよびＧとして、ま
た、アルミナ単独の試料を実験例Ｈとして以下に表にし
て示す。
種の粉末の組合せを、実験例Ｅ、ＦおよびＧとして、ま
た、アルミナ単独の試料を実験例Ｈとして以下に表にし
て示す。
表■は各サンプルの組成（容量％）およびサンプルを焼
結した温度、並びに上記式から計算し、ＭＰａｉで表し
た破壊靭性値（Ｋ＋ｃ）およびビッカース硬度測定値（
ＧＰａ）を示している。先に述べたように、焼結した試
料は全部、粉砕し、磨いた後で１０に９荷重を用いて、
微小硬度測定を行った。
結した温度、並びに上記式から計算し、ＭＰａｉで表し
た破壊靭性値（Ｋ＋ｃ）およびビッカース硬度測定値（
ＧＰａ）を示している。先に述べたように、焼結した試
料は全部、粉砕し、磨いた後で１０に９荷重を用いて、
微小硬度測定を行った。
表 ＩＸ
大腿例
組 成 物
焼結温度 旦旦１に１
２Ｏ％（ＺｒＯ２−３モル％Ｙ２Ｏ３）１４５０℃＋
１．２５％ＹＮｂ０． １６００’Ｃ十７８
．７５％Ａ見２Ｏ３ １６５０″Ｃ１５，
２４，３ １２，２４７ １２，６４，２ ４３％（ＺｒＯ２−３モル％￥２Ｏ３ ） １４５０℃
＋３％ＹＮＩ） ０４１５００°Ｃ 十５４％Ａ９．，２Ｏ３ １５５０℃
１６００℃ １６５０℃ １８％（ＺｒＯ２−Ｏモル％Ｙ２Ｏ３ ） １４５０’
Ｃ＋６％ＹＮｂ ０４ １５５０℃→−
７６％Ａ９Ｊ２Ｏ３ １６５０℃１２．
４ ６９ 微小亀裂 ４０％（ＺｒＯ２−２モル％Ｙ２．０３ ＞ １４５０
’Ｃ＋８％ＹＮｂ○４１５５０’Ｃ →−５２％Ａ９Ｊｚ０３ １６５０℃１
３．５ ４．７ １３．５ ６，７ １２．０ ６，４ ２１％（Ｚｒ ０２−１モル％Ｙ２Ｏ３）１４５０℃→
−４％ＹＮｂ ０４１５５０℃ ＋７５％Ａ９，２Ｏ３ １６５０℃１１．
６ ５．６ １４．５ ５．４ １２．４ ６７ 太袷例 組−酸物 媚韻遮旦口五± 「 ４５％（ＺｒＯ２−２モル％Ｙ２Ｏ３ ） １４５０℃
＋５％ＹＮｂ ０４ １５５０℃→−
５０％Ａ９Ｊｚ ０３ １６５０℃１
２．７ ６，２ １２．２ ７．８ １１．５ ８．７ ７２％（Ｚｒ ０２−２モル％Ｙ２Ｏ３ ） １４５０
℃＋３％ＹＮｂ ０４ １５００℃＋２
５％Ａ９Ｊ２Ｏ３１５５０℃ １６００℃ １６５０°Ｃ 口 １００％Ａ免２Ｏ３ １４５０℃ １５００℃ １５５０℃ １６００℃ １６５０℃ 有孔 １５．４４，５ １５．０４，３ １４．５５．０ １５．０５．４ １４５０℃で焼結したＡＪ！ｚ ０３試料は有効率が高
く、１５００℃で焼結したものはかなりの有効率を示し
た。しかし、１４５０°Ｃで焼成した場合、２５容量％
のジルコニア＋イツトリウム・ニオベートを少量添加す
ると、セラミック合金は完全に密度が高くなった。さら
に、合金の粒径はＡ１□０３サンプルで見られたものよ
りもかなり小さかった。従って、Ｚｒ Ｏｚ −ＹＮｂ
Ｏａを含ませると焼結を促進し、粒子の成長は第２相
を添加することによって妨げられる。
１．２５％ＹＮｂ０． １６００’Ｃ十７８
．７５％Ａ見２Ｏ３ １６５０″Ｃ１５，
２４，３ １２，２４７ １２，６４，２ ４３％（ＺｒＯ２−３モル％￥２Ｏ３ ） １４５０℃
＋３％ＹＮＩ） ０４１５００°Ｃ 十５４％Ａ９．，２Ｏ３ １５５０℃
１６００℃ １６５０℃ １８％（ＺｒＯ２−Ｏモル％Ｙ２Ｏ３ ） １４５０’
Ｃ＋６％ＹＮｂ ０４ １５５０℃→−
７６％Ａ９Ｊ２Ｏ３ １６５０℃１２．
４ ６９ 微小亀裂 ４０％（ＺｒＯ２−２モル％Ｙ２．０３ ＞ １４５０
’Ｃ＋８％ＹＮｂ○４１５５０’Ｃ →−５２％Ａ９Ｊｚ０３ １６５０℃１
３．５ ４．７ １３．５ ６，７ １２．０ ６，４ ２１％（Ｚｒ ０２−１モル％Ｙ２Ｏ３）１４５０℃→
−４％ＹＮｂ ０４１５５０℃ ＋７５％Ａ９，２Ｏ３ １６５０℃１１．
６ ５．６ １４．５ ５．４ １２．４ ６７ 太袷例 組−酸物 媚韻遮旦口五± 「 ４５％（ＺｒＯ２−２モル％Ｙ２Ｏ３ ） １４５０℃
＋５％ＹＮｂ ０４ １５５０℃→−
５０％Ａ９Ｊｚ ０３ １６５０℃１
２．７ ６，２ １２．２ ７．８ １１．５ ８．７ ７２％（Ｚｒ ０２−２モル％Ｙ２Ｏ３ ） １４５０
℃＋３％ＹＮｂ ０４ １５００℃＋２
５％Ａ９Ｊ２Ｏ３１５５０℃ １６００℃ １６５０°Ｃ 口 １００％Ａ免２Ｏ３ １４５０℃ １５００℃ １５５０℃ １６００℃ １６５０℃ 有孔 １５．４４，５ １５．０４，３ １４．５５．０ １５．０５．４ １４５０℃で焼結したＡＪ！ｚ ０３試料は有効率が高
く、１５００℃で焼結したものはかなりの有効率を示し
た。しかし、１４５０°Ｃで焼成した場合、２５容量％
のジルコニア＋イツトリウム・ニオベートを少量添加す
ると、セラミック合金は完全に密度が高くなった。さら
に、合金の粒径はＡ１□０３サンプルで見られたものよ
りもかなり小さかった。従って、Ｚｒ Ｏｚ −ＹＮｂ
Ｏａを含ませると焼結を促進し、粒子の成長は第２相
を添加することによって妨げられる。
表■から明らかなように、ジルコニア・イツトリウム・
ニオベートを含有するザンプル全部の靭性はＡｌ２Ｏ３
試料の靭性よりも大きいが、硬度に関しては逆が真実で
あった。７５容量％のジルコニア・イツトリウム・ニオ
ベートを含有する試料の靭性は組成物を１６００°Ｃと
（６５０°Ｃにて焼結した際に劇的に低下した。また硬
度の値もこれら２つの焼結温度でかなり低下した。
ニオベートを含有するザンプル全部の靭性はＡｌ２Ｏ３
試料の靭性よりも大きいが、硬度に関しては逆が真実で
あった。７５容量％のジルコニア・イツトリウム・ニオ
ベートを含有する試料の靭性は組成物を１６００°Ｃと
（６５０°Ｃにて焼結した際に劇的に低下した。また硬
度の値もこれら２つの焼結温度でかなり低下した。
走査電子顕微鏡から、共沈した組成物は混合物質よりも
若干均一な空間的分布のアルミナおよび７（Ｉ− ジルコニア・イツトリウム・ニオベート相を有している
ことが明らかとなった。また共沈物質の粒径は所定の焼
結温度に刻するよりも僅かに小さかった。最後に明らか
に共沈サンプル中のＡＩ。０３粒子内に閉じ込まれたジ
ルコニア・イツトリウム・ニオベートは一層粒子内粒子
である。
若干均一な空間的分布のアルミナおよび７（Ｉ− ジルコニア・イツトリウム・ニオベート相を有している
ことが明らかとなった。また共沈物質の粒径は所定の焼
結温度に刻するよりも僅かに小さかった。最後に明らか
に共沈サンプル中のＡＩ。０３粒子内に閉じ込まれたジ
ルコニア・イツトリウム・ニオベートは一層粒子内粒子
である。
２種の共沈サンプルにつき湿潤化学分析を行い、その結
果を表Ｘにまとめて示す。ＨｆＯ２はＺｒＯ２物質中の
不純物である。
果を表Ｘにまとめて示す。ＨｆＯ２はＺｒＯ２物質中の
不純物である。
表 Ｘ
実験例 だムう互りらｈ旦ｋ ｙ、旦、＋Ｈｆ○２Ａ
７１．４ ２５．１ ０．９２
２．１８ ０．４３Ｂ ４４．１ ４４．８
１．９７ ４．３２ ０．８４実験例Ｃの試
料は１４５０°Ｃ以上の高温で焼結したものであり、硬
度試験から押込圧にかけ激しい微小亀裂を行ったが、信
頼できる硬度または靭性値を得ることができなかった。
７１．４ ２５．１ ０．９２
２．１８ ０．４３Ｂ ４４．１ ４４．８
１．９７ ４．３２ ０．８４実験例Ｃの試
料は１４５０°Ｃ以上の高温で焼結したものであり、硬
度試験から押込圧にかけ激しい微小亀裂を行ったが、信
頼できる硬度または靭性値を得ることができなかった。
複数のサンプルのＸ線回折分析は正方晶および単斜晶Ｚ
ｒ ０２とＹＮｂ Ｏ，の含量に関して、すなわち５０
容量％以上のＡｊ！ｚ ０３を含有する物体および５０
容量％以下のＡＪｌ！２Ｏ３を含有する物体について、
高靭性の微小構造に２種の基本的様式が存在することを
示した。説明すると、実験例Ｇ（７５容量％のジルコニ
ア・イツトリウム・ニオベト）はジルコニア・イツトリ
ウム・ニオベート単独の回折パターンに（勿論Ａｆ！ｚ
○３のピークを含めて）全く類似した回折パターンを示
した。
ｒ ０２とＹＮｂ Ｏ，の含量に関して、すなわち５０
容量％以上のＡｊ！ｚ ０３を含有する物体および５０
容量％以下のＡＪｌ！２Ｏ３を含有する物体について、
高靭性の微小構造に２種の基本的様式が存在することを
示した。説明すると、実験例Ｇ（７５容量％のジルコニ
ア・イツトリウム・ニオベト）はジルコニア・イツトリ
ウム・ニオベート単独の回折パターンに（勿論Ａｆ！ｚ
○３のピークを含めて）全く類似した回折パターンを示
した。
高靭性を示したサンプルは単斜晶相が極めて少ないかま
たはないことを立証した。低靭性のサンプルは優勢な部
分として正方晶相をまだ含んでいたが、かなりの量の単
斜晶相が存在していた。反対に、約５０容量％またはこ
れにより少ないジルコニアイツトリウムニオベートを含
む試料は、回折パターンが正方晶相のみの存在を示す場
合、最高の靭性を示さなかった。最高の靭性のサンプル
は単斜晶状態でサンプル中にジルコニア・イツトリウム
・ニオベートを全量の約２Ｏ〜５０容量％含んでいた。
たはないことを立証した。低靭性のサンプルは優勢な部
分として正方晶相をまだ含んでいたが、かなりの量の単
斜晶相が存在していた。反対に、約５０容量％またはこ
れにより少ないジルコニアイツトリウムニオベートを含
む試料は、回折パターンが正方晶相のみの存在を示す場
合、最高の靭性を示さなかった。最高の靭性のサンプル
は単斜晶状態でサンプル中にジルコニア・イツトリウム
・ニオベートを全量の約２Ｏ〜５０容量％含んでいた。
大多数のジルニア・イツトリウムが単斜晶相中にある場
合、試料は微小亀裂および低い靭性を示した。
合、試料は微小亀裂および低い靭性を示した。
表Ｘは硬度および靭性の効果を示すアルミナを含む粉末
をさらに組合せた組成物を示している。
をさらに組合せた組成物を示している。
この組合せは、各試料を焼結した温度、ビッカース硬度
測定値（ＧＰａ）、およびＭＰａｉで計算した破壊靭性
値（Ｋ＋ｃ）と共に容量％で表にまとめた。また各焼結
したビルを粉砕し磨いた後で、ＬＯＫ９荷重を用いて微
小硬度をａｌｌ定した。なお、実施例り、Ｎ、Ｐ、Ｑ、
Ｚは比較例である。
測定値（ＧＰａ）、およびＭＰａｉで計算した破壊靭性
値（Ｋ＋ｃ）と共に容量％で表にまとめた。また各焼結
したビルを粉砕し磨いた後で、ＬＯＫ９荷重を用いて微
小硬度をａｌｌ定した。なお、実施例り、Ｎ、Ｐ、Ｑ、
Ｚは比較例である。
六−−Ｘよ
害縁久
組成物
口 Ｋｘｃ
焼結温度 Ω工□ｌｙｌｐａ７ｍ
■
「
１５％ＺｒＯｚ
＋８５％Ａ９Ｊ２Ｏ３
２５％ＺｒＯ２
＋７５％Ａ見、０３
２５％＜ｚｒ ０２−１モル％
Ｙ２Ｏ３〉
＋７５％Ａ９，２Ｏ３
５０％ＺｒＯ２
→−５０％Ａ９Ｊ２Ｏ３
５０％（ＺｒＯ２−２モル％
Ｙ２Ｏ３）
＋５０％Ａ９Ｊ２Ｏ３
７５％ＺｒＯ２
＋２５％Ａ免２Ｏ３
７５％（ＺｒＯ２−２モル％
Ｙ２Ｏ３〉
＋２５％Ａ９Ｊｚ ０３
２４％（Ｚｒ ０２−２，３モ／Ｌ／％Ｎｂ ０５／２
） ＋７６％Δ免２Ｏ３ ２４％（ＺｒＯ２−１１モル％ Ｎｂ Ｏ５／２ ） ＋７６％八９．へ０３ １５５０℃ １６５０℃ １５５０℃ １６５０℃ １５５０℃ １Ｇ５０°Ｃ １４５０°Ｃ １５５０°Ｃ １６５０°Ｃ １４５０℃ １５５０℃ １６５０℃ １４５０℃ １５５０℃ １６５０℃ １４５０℃ １５５０℃ １６５０℃ １４５０℃ １５５０℃ １６５０″０ １４５０℃ １５５０℃ １６５０℃ 微小亀裂 １２．９ ６，８ １３．０ １０．２ １２．７ ６．９ 微小亀裂 １２．４ ７，５ １２．２ ８，９ １２．０ ＋１．２ 微小亀裂 微小亀裂 −８φ− 害埼垣 一 ＫＴＱ 組成物 焼結温度Ｑ王’ａ ＭＰａ （ｍ■ １４．５％Ｚｒ○２ １５５０℃＋０．５％
ＹＮＩＩ ０４ １６５０℃＋８５％Ａ ９．．
２Ｏ３ １４％ＺｒＯ２１５５０℃ ＋１％ＹＮｂ ０４ １６５０℃十８５％Ａ９
Ｊｚ ０３ １２％ＺｒＯ２１５５０℃ ＋３％ＹＮＬ） ０４ １６５０℃＋８５％Ａ
９Ｊ２Ｏ３ ２４％ＺｒＯ２１５５０℃ ＋１％ＹＮｂ ０４ １６５０’Ｃ十７５％Ａ
見２Ｏ３ ２２％Ｚｒ ０２ １５５０℃＋３％ＹＮ
Ｉ） ０４１６５０°Ｃ 十７５％Ａ見２Ｏ３ １９％ＺｒＯ２１５５０℃ ＋６％ＹＮｂ ０４ １６５０℃＋７５％Ａ９
Ｊｚ○３ ２４％（Ｚｒ ０２−１モル％ １５５０℃Ｙ２Ｏ３
） ＋ １％ＹＮＩＩ Ｏ４１６５０℃＋７５％Ａ見
２Ｏ３ ２２％（Ｚｒ ０２−１モル％ １５５０℃Ｙ２Ｏ３
） ＋３％ＹＮｂ ０４１６５０°Ｃ＋７５％Ａ９Ｊ
ｚ ０３ １９％（Ｚ＋・０２−１モル％ １５５０℃Ｙ２Ｏ３
） ＋ ６％ＹＮｂ ０４１６５０°Ｃ＋７５％Ａ見
２Ｏ３ １４．０ ７．８ デツピングのため 測定困難 １４．０ ５，７ チッピングのため 測定困難 １７．１ ４，３ １５．４ ５．９ １０．９ ６．７ １０．９ １０．０ １２．２ ＜ ５．７ ９．３９゜１ １４．０ ４．４ １２．０ ６，０ １４．２ ５．０ １２．４ ６．１ １４．０ １４．０ １４．５ ４．０ １３．７ ４．１ 表■およびＸＩの試験は多くの結論を示しまた。
） ＋７６％Δ免２Ｏ３ ２４％（ＺｒＯ２−１１モル％ Ｎｂ Ｏ５／２ ） ＋７６％八９．へ０３ １５５０℃ １６５０℃ １５５０℃ １６５０℃ １５５０℃ １Ｇ５０°Ｃ １４５０°Ｃ １５５０°Ｃ １６５０°Ｃ １４５０℃ １５５０℃ １６５０℃ １４５０℃ １５５０℃ １６５０℃ １４５０℃ １５５０℃ １６５０℃ １４５０℃ １５５０℃ １６５０″０ １４５０℃ １５５０℃ １６５０℃ 微小亀裂 １２．９ ６，８ １３．０ １０．２ １２．７ ６．９ 微小亀裂 １２．４ ７，５ １２．２ ８，９ １２．０ ＋１．２ 微小亀裂 微小亀裂 −８φ− 害埼垣 一 ＫＴＱ 組成物 焼結温度Ｑ王’ａ ＭＰａ （ｍ■ １４．５％Ｚｒ○２ １５５０℃＋０．５％
ＹＮＩＩ ０４ １６５０℃＋８５％Ａ ９．．
２Ｏ３ １４％ＺｒＯ２１５５０℃ ＋１％ＹＮｂ ０４ １６５０℃十８５％Ａ９
Ｊｚ ０３ １２％ＺｒＯ２１５５０℃ ＋３％ＹＮＬ） ０４ １６５０℃＋８５％Ａ
９Ｊ２Ｏ３ ２４％ＺｒＯ２１５５０℃ ＋１％ＹＮｂ ０４ １６５０’Ｃ十７５％Ａ
見２Ｏ３ ２２％Ｚｒ ０２ １５５０℃＋３％ＹＮ
Ｉ） ０４１６５０°Ｃ 十７５％Ａ見２Ｏ３ １９％ＺｒＯ２１５５０℃ ＋６％ＹＮｂ ０４ １６５０℃＋７５％Ａ９
Ｊｚ○３ ２４％（Ｚｒ ０２−１モル％ １５５０℃Ｙ２Ｏ３
） ＋ １％ＹＮＩＩ Ｏ４１６５０℃＋７５％Ａ見
２Ｏ３ ２２％（Ｚｒ ０２−１モル％ １５５０℃Ｙ２Ｏ３
） ＋３％ＹＮｂ ０４１６５０°Ｃ＋７５％Ａ９Ｊ
ｚ ０３ １９％（Ｚ＋・０２−１モル％ １５５０℃Ｙ２Ｏ３
） ＋ ６％ＹＮｂ ０４１６５０°Ｃ＋７５％Ａ見
２Ｏ３ １４．０ ７．８ デツピングのため 測定困難 １４．０ ５，７ チッピングのため 測定困難 １７．１ ４，３ １５．４ ５．９ １０．９ ６．７ １０．９ １０．０ １２．２ ＜ ５．７ ９．３９゜１ １４．０ ４．４ １２．０ ６，０ １４．２ ５．０ １２．４ ６．１ １４．０ １４．０ １４．５ ４．０ １３．７ ４．１ 表■およびＸＩの試験は多くの結論を示しまた。
第１に、イツトリウム・ニオベートの添加は同じ温度で
５０〜２５容量％のアルミナと２モル％のイツトリアを
用いて一部安定化した５０〜７５容量％のジルコニアの
靭性を改良することができる。対になった試料Ｇ−〇と
Ｆ−Ｍを比較するとＩＩＪＩらかである。
５０〜２５容量％のアルミナと２モル％のイツトリアを
用いて一部安定化した５０〜７５容量％のジルコニアの
靭性を改良することができる。対になった試料Ｇ−〇と
Ｆ−Ｍを比較するとＩＩＪＩらかである。
第２に、イツトリウム・ニオベートを若干添加すると、
１５または２５容量％のジルコニアまたはジルコニア・
イツトリアの相との組成物の靭性を増加する。ジルフニ
アーイットリアーイットリウムニオベート相（単相また
は複相）に対し１５および２５容量％にて、少量のイツ
トリウム・ニオベトを添加すると靭性をｊ曽すが、大量
では靭性を減らす。実験例Ｉ対実験例Ｒ，ＳおよびＴ；
実験例Ｊ対Ｕ、 ＶおよびＷ；および実験例に対実験
例Ｘ。
１５または２５容量％のジルコニアまたはジルコニア・
イツトリアの相との組成物の靭性を増加する。ジルフニ
アーイットリアーイットリウムニオベート相（単相また
は複相）に対し１５および２５容量％にて、少量のイツ
トリウム・ニオベトを添加すると靭性をｊ曽すが、大量
では靭性を減らす。実験例Ｉ対実験例Ｒ，ＳおよびＴ；
実験例Ｊ対Ｕ、 ＶおよびＷ；および実験例に対実験
例Ｘ。
ＹおよびＺｏ
第３に、実験例ＰおよびＱはニオビア単独をアルミナジ
ルコニアセラミック合金に添加すると全部非微小亀裂体
とならない。
ルコニアセラミック合金に添加すると全部非微小亀裂体
とならない。
第４に、イツトリアまたはイツトリウムニオベトを含ま
ないジルコニアをアルミナに１５〜２５容量％のレベル
で添加すると、アルミナを強靭にする、実験例Ｉおよび
Ｊｌ一方５０〜７５容量％のレベルでは物質をひどく微
小亀裂させる、実験例りおよびＮ０２モル％のイツトリ
アを有するジルコニアを５０〜７５容量％レベルでアル
ミナに添加する場合、物質は微小亀裂がなく強化される
、実験例ＭおよびＯｏこれらのデータはジルコニア・イ
ツトリア・アルミナ系に対し、少数の成分のイツトリア
の調整は、物体の機械的結合性および靭性に決定的影響
を与えることを示している。
ないジルコニアをアルミナに１５〜２５容量％のレベル
で添加すると、アルミナを強靭にする、実験例Ｉおよび
Ｊｌ一方５０〜７５容量％のレベルでは物質をひどく微
小亀裂させる、実験例りおよびＮ０２モル％のイツトリ
アを有するジルコニアを５０〜７５容量％レベルでアル
ミナに添加する場合、物質は微小亀裂がなく強化される
、実験例ＭおよびＯｏこれらのデータはジルコニア・イ
ツトリア・アルミナ系に対し、少数の成分のイツトリア
の調整は、物体の機械的結合性および靭性に決定的影響
を与えることを示している。
表■およびＸＩのデータは、上述のジルコニア・イツト
リア・アルミナ系の場合に似た方法で、イツトリウムニ
オベートを含む組成を調整すると、靭性に対しやはり決
定的影響をもたらすことを示している。特に、少量のイ
ツトリウム・ニオベトは靭性を増すが、大量のＹＮｂ
ｏａは明らかに正方晶相を安定化するために役立ち、単
斜晶相への変化を妨げるので、靭性を低くする。この効
果は明らかでなく、当業者にも予想されないことである
。
リア・アルミナ系の場合に似た方法で、イツトリウムニ
オベートを含む組成を調整すると、靭性に対しやはり決
定的影響をもたらすことを示している。特に、少量のイ
ツトリウム・ニオベトは靭性を増すが、大量のＹＮｂ
ｏａは明らかに正方晶相を安定化するために役立ち、単
斜晶相への変化を妨げるので、靭性を低くする。この効
果は明らかでなく、当業者にも予想されないことである
。
スピネル−ジルコニア・イツトリウム・ニオベート
マグネシアに富んだスピネルは、重量％で、２８．９％
Ｍｇ Ｏ，７］、、１％ＡＪ２゜０３を主成分とし、ア
ルミナに富んだスピネルは重量％で２Ｂ、６５％のＭｇ
０．７３．３５％のＡＪｚ ０３を主成分とする。セ
ラミック合金サンプルの焼結温度および組成の関数とし
て靭性（ＭＰａσの式のに＋ｃ）およびビッカース硬度
（ＧＰａ）データは、下の表Ｘ■にはマグネシアの豊富
なスピネル試料として、表Ｘ■にはアルミナの豊富なス
ピネル試料として示されている。各スピネル単独の焼結
した試料に対する値も比較のために示した。なお、実験
例ＡＡ、 ＤＤ、ＥＥ、ＦＦ、ＨＨは比較例である。
Ｍｇ Ｏ，７］、、１％ＡＪ２゜０３を主成分とし、ア
ルミナに富んだスピネルは重量％で２Ｂ、６５％のＭｇ
０．７３．３５％のＡＪｚ ０３を主成分とする。セ
ラミック合金サンプルの焼結温度および組成の関数とし
て靭性（ＭＰａσの式のに＋ｃ）およびビッカース硬度
（ＧＰａ）データは、下の表Ｘ■にはマグネシアの豊富
なスピネル試料として、表Ｘ■にはアルミナの豊富なス
ピネル試料として示されている。各スピネル単独の焼結
した試料に対する値も比較のために示した。なお、実験
例ＡＡ、 ＤＤ、ＥＥ、ＦＦ、ＨＨは比較例である。
去−一蓋１
太埜廻
組 成 物
焼結温度
Ａ
２１％（Ｚｒ ０２−１モル％Ｙ２Ｏ３ ） １４５０
℃＋４％ＹＮｂ ０４ １５５０℃＋７
５％スピネル １６５０℃Ｂ ４５％（Ｚｒ ０２−２モル％Ｙ２Ｏ３ ） １４５０
℃＋５％ＹＮｂ○４１５５０℃ ＋５０％スピネル １６５０℃ＧＰａ
ＫＩＣ １１，８３，７ １１，６２，４ 微小亀裂 １２．０ ５，１ １０．４ ［３，１ 微小亀裂 スピネル単独では１４５０°および１５００℃の温度で
高密度まで焼結しないが、合金試料ではこれらの温度て
焼成後、高密度であった。ジルコニア・イツトリウム・
ニオベートを含有する全試料は１６５０°Ｃに焼成後、
極度に微小亀裂を生していた。合金サンプルの硬度はス
ピネル単独のものよりも若干大きく、合金サンプルの靭
性は５０容量％およびこれ以上のジルコニア・イツトリ
ウム・ニオベート部分でスピネルの靭性の約２倍である
。
℃＋４％ＹＮｂ ０４ １５５０℃＋７
５％スピネル １６５０℃Ｂ ４５％（Ｚｒ ０２−２モル％Ｙ２Ｏ３ ） １４５０
℃＋５％ＹＮｂ○４１５５０℃ ＋５０％スピネル １６５０℃ＧＰａ
ＫＩＣ １１，８３，７ １１，６２，４ 微小亀裂 １２．０ ５，１ １０．４ ［３，１ 微小亀裂 スピネル単独では１４５０°および１５００℃の温度で
高密度まで焼結しないが、合金試料ではこれらの温度て
焼成後、高密度であった。ジルコニア・イツトリウム・
ニオベートを含有する全試料は１６５０°Ｃに焼成後、
極度に微小亀裂を生していた。合金サンプルの硬度はス
ピネル単独のものよりも若干大きく、合金サンプルの靭
性は５０容量％およびこれ以上のジルコニア・イツトリ
ウム・ニオベート部分でスピネルの靭性の約２倍である
。
Ｃ
７２％（Ｚｒ ０２−２モル％Ｙ２Ｏ３）１４５０℃→
〜３％ＹＮｂ Ｏａ １５００℃＋
２５％スピネル １５５０℃１６００
℃ １０．１３ ９．９ １０．８ １４．０ １０．４ １．２ 微小亀裂 ＤＤ １００％スピネル １５５０℃ １０．３ ２．７ １６００℃ ８，０ ２，５ １６５０℃ １０．４ ２．３ 宍−一蓋旦 衷詠例 組 成 焼結温度 ｐ」シに三 Ｅ ２１％（ＺｒＯ２−１モル％Ｙ２Ｏ３） １４５０℃＋
４％ＹＮｂ ０４ ＋７５％スピネル １５５０℃１６
５０℃ １０．９ ３９ ８．８２９ 微小亀裂 Ｆ ４５％（ＺｒＯ２−２モル％Ｙ２Ｏ３ ） １４５０℃
＋５％ＹＮｂ ０４ ＋５０％スピネル １５５０℃１
６５０℃ １０．９ ４．８ ６．９ ２．５ 微小亀裂 Ｇ ７２％（ＺｒＯ２−２−Ｔ−ル％Ｙ２Ｏ３）１４５０℃
＋３％ＹＮｂ○４＋２５％スピネル １５００℃１５５
０℃ １６００℃ １０．４ ８，２ １１．１ １２７ ｉｏ、ｏ １３．０ 微小亀裂 白目 １００％スピネル １５００℃ １５５０℃ １６００℃ １６５０℃ ９．８ ２．３ ８．１ ３．４ ６．７ ８．４ ３．３ スピネル単独では１４５０℃にて高密度まで焼結されな
かったが、セラミック合金は、この温度にて焼成する場
合、良好な密度を示した。合金サンプルの硬度は勿論、
スピネル単独のものよりも僅かに高く、焼成温度か高く
なると共に減少する同じ傾向を示した。合金サンプルの
靭性は低レベルのジルコニア・イツトリウム・ニオベー
トの添加ではスピネル単独のものよりも僅かに高かった
が、５０容量％以上の添加では急に上昇した。光学顕微
鏡は、焼結したスピネル−ジルコニア・イツトリウム・
ニオベート合金の粒径は焼結したスピネル試料に存在す
るものよりもかなり小さいことを示した。同じ観察はア
ルミナ・ジルコニア・イツトリウム・ニオベート合金に
関しても認められた。
〜３％ＹＮｂ Ｏａ １５００℃＋
２５％スピネル １５５０℃１６００
℃ １０．１３ ９．９ １０．８ １４．０ １０．４ １．２ 微小亀裂 ＤＤ １００％スピネル １５５０℃ １０．３ ２．７ １６００℃ ８，０ ２，５ １６５０℃ １０．４ ２．３ 宍−一蓋旦 衷詠例 組 成 焼結温度 ｐ」シに三 Ｅ ２１％（ＺｒＯ２−１モル％Ｙ２Ｏ３） １４５０℃＋
４％ＹＮｂ ０４ ＋７５％スピネル １５５０℃１６
５０℃ １０．９ ３９ ８．８２９ 微小亀裂 Ｆ ４５％（ＺｒＯ２−２モル％Ｙ２Ｏ３ ） １４５０℃
＋５％ＹＮｂ ０４ ＋５０％スピネル １５５０℃１
６５０℃ １０．９ ４．８ ６．９ ２．５ 微小亀裂 Ｇ ７２％（ＺｒＯ２−２−Ｔ−ル％Ｙ２Ｏ３）１４５０℃
＋３％ＹＮｂ○４＋２５％スピネル １５００℃１５５
０℃ １６００℃ １０．４ ８，２ １１．１ １２７ ｉｏ、ｏ １３．０ 微小亀裂 白目 １００％スピネル １５００℃ １５５０℃ １６００℃ １６５０℃ ９．８ ２．３ ８．１ ３．４ ６．７ ８．４ ３．３ スピネル単独では１４５０℃にて高密度まで焼結されな
かったが、セラミック合金は、この温度にて焼成する場
合、良好な密度を示した。合金サンプルの硬度は勿論、
スピネル単独のものよりも僅かに高く、焼成温度か高く
なると共に減少する同じ傾向を示した。合金サンプルの
靭性は低レベルのジルコニア・イツトリウム・ニオベー
トの添加ではスピネル単独のものよりも僅かに高かった
が、５０容量％以上の添加では急に上昇した。光学顕微
鏡は、焼結したスピネル−ジルコニア・イツトリウム・
ニオベート合金の粒径は焼結したスピネル試料に存在す
るものよりもかなり小さいことを示した。同じ観察はア
ルミナ・ジルコニア・イツトリウム・ニオベート合金に
関しても認められた。
ジルコン−ジルコニア・イツトリウム・ニオベート
粉末ジルコン単独のサンプルは１４５０°Ｃおよび１５
００℃にて高密度まで焼結しなかった。この研究で用い
たジルコン粉末は上記で用いたアルミナおよびスピネル
粉末よりも粗かったので、その粒子は′ｌ １− １４５０℃で焼結したとき、２５容量％のジルコニア・
イツトリウム・ニオベートを含有する試料が完全に密に
ならないように十分に集合していた。高温では、ジルコ
ン単独の試料は真空炉の減圧で解離を開始した。従って
、１６００℃および１６５０℃にて焼成したジルコン試
料は、１５５０℃にて焼結したジルコン体よりも孔の多
い特にサンプル表面近くの領域を実証した。これらの有
孔領域は大量の第２の相、例えばＺｒ ０２および粒界
シリケート相を含んでいた。サンプルの内側の他の領域
は孔が多くなく、小量のＺｒ ０２とシリケート相を含
んでいることが明らかであった。合金試料は高温で焼結
した場合、孔が多いようではなかった。ジルコニア・イ
ツトリウム・ニオベートの存在はジルコンの解離を抑え
るように思われる。
００℃にて高密度まで焼結しなかった。この研究で用い
たジルコン粉末は上記で用いたアルミナおよびスピネル
粉末よりも粗かったので、その粒子は′ｌ １− １４５０℃で焼結したとき、２５容量％のジルコニア・
イツトリウム・ニオベートを含有する試料が完全に密に
ならないように十分に集合していた。高温では、ジルコ
ン単独の試料は真空炉の減圧で解離を開始した。従って
、１６００℃および１６５０℃にて焼成したジルコン試
料は、１５５０℃にて焼結したジルコン体よりも孔の多
い特にサンプル表面近くの領域を実証した。これらの有
孔領域は大量の第２の相、例えばＺｒ ０２および粒界
シリケート相を含んでいた。サンプルの内側の他の領域
は孔が多くなく、小量のＺｒ ０２とシリケート相を含
んでいることが明らかであった。合金試料は高温で焼結
した場合、孔が多いようではなかった。ジルコニア・イ
ツトリウム・ニオベートの存在はジルコンの解離を抑え
るように思われる。
セラミック合金サンプルの靭性（ＭＰａｉの式のに＋ｃ
）および焼結温度の関数としてのピッカス硬度（ＧＰａ
）データおよび容量％での組成を、下の表ＸＩＶに示す
。ジルコン単独の焼結試料の値も比較のために表に示す
。なお、実験例ＬＬは比較例である。
）および焼結温度の関数としてのピッカス硬度（ＧＰａ
）データおよび容量％での組成を、下の表ＸＩＶに示す
。ジルコン単独の焼結試料の値も比較のために表に示す
。なお、実験例ＬＬは比較例である。
爬鯉
Ｊ
Ｋ
Ｌ
去−一又■
組 成
焼結温度 旦旦ａ ＫＩＣ
２１％（Ｚｒ ０２−１モル％Ｙ２Ｏ３） １４５０℃
＋４％ＹＮｂ○４＋７５％ジルコン １５５０°Ｃ１６
５０℃ ５．９ ５．５ ８．４５１ 微小亀裂 ４５％（ＺｒＯ２−２モル％Ｙ２Ｏ３ ） １４５０°
Ｃ十５％ＹＮＩ）０４＋５０％ジルコン １５５０℃１
６５０℃ １０．４ ４９ １０．１ ５５ 微小亀裂 ７２％（ＺｒＯ２−２モル％Ｙ２Ｏ３ ） １４５０’
Ｃ＋３％ＹＮｂ○４＋２５％ジルコン １５００℃１５
５０℃ １６００℃ １６５０℃ １０．９ ９０ ８．９ ５．１ ９．０ ５，４ 微小亀裂 １００％ジルコン １５００℃ １５５０℃ １６００’Ｃ １６５０℃ 勿論、合金試料はジルコン単独よりも僅かに硬く、問題
なくかなり靭性があった。
＋４％ＹＮｂ○４＋７５％ジルコン １５５０°Ｃ１６
５０℃ ５．９ ５．５ ８．４５１ 微小亀裂 ４５％（ＺｒＯ２−２モル％Ｙ２Ｏ３ ） １４５０°
Ｃ十５％ＹＮＩ）０４＋５０％ジルコン １５５０℃１
６５０℃ １０．４ ４９ １０．１ ５５ 微小亀裂 ７２％（ＺｒＯ２−２モル％Ｙ２Ｏ３ ） １４５０’
Ｃ＋３％ＹＮｂ○４＋２５％ジルコン １５００℃１５
５０℃ １６００℃ １６５０℃ １０．９ ９０ ８．９ ５．１ ９．０ ５，４ 微小亀裂 １００％ジルコン １５００℃ １５５０℃ １６００’Ｃ １６５０℃ 勿論、合金試料はジルコン単独よりも僅かに硬く、問題
なくかなり靭性があった。
婁縛泗
去−一又Ｍ
組 戊 物
Ｐａ
ｘｃ
ジルコニウム・カーバイド単独のサンプルおよび３種の
ジルコニウム・カーバイド−ジルコニア・イツトリウム
・ニオベートセラミック合金の異なるレベルのサンプル
を１４５０ ℃にて高密度まで熱圧した。靭性（ＭＰａ
ｖ’ｉの式のに＋ｃ）およびビッカース硬度（ＧＰａ）
データの容量％の組成物の関数として下の表Ｘｖに示す
。なお、実験例ＰＰは比較例である。
ジルコニウム・カーバイド−ジルコニア・イツトリウム
・ニオベートセラミック合金の異なるレベルのサンプル
を１４５０ ℃にて高密度まで熱圧した。靭性（ＭＰａ
ｖ’ｉの式のに＋ｃ）およびビッカース硬度（ＧＰａ）
データの容量％の組成物の関数として下の表Ｘｖに示す
。なお、実験例ＰＰは比較例である。
Ｍ
Ｎ
○Ｏ
Ｐ
２１％（Ｚｒ ０２−１モル％Ｙ２Ｏ３ ）＋４％ＹＮ
ｂＯ４＋７５％Ｚｒ Ｃｏ、ｎ５．２ ４５％（Ｚｒ ０２−２モル％Ｙ２Ｏ３〉＋５％ＹＮｂ
Ｏ４＋５０％Ｚ”ｏ、９ｇ１２．７ ６９％（ＺｒＯ２−２モル％Ｙ２Ｏ３〉＋６％ＹＮｂ
０４ ＋２５％Ｚ’ Ｃ６，Ｙ９１１．３ ｉｏｏ％Ｚｒ ｃ６．Ｂ。
ｂＯ４＋７５％Ｚｒ Ｃｏ、ｎ５．２ ４５％（Ｚｒ ０２−２モル％Ｙ２Ｏ３〉＋５％ＹＮｂ
Ｏ４＋５０％Ｚ”ｏ、９ｇ１２．７ ６９％（ＺｒＯ２−２モル％Ｙ２Ｏ３〉＋６％ＹＮｂ
０４ ＋２５％Ｚ’ Ｃ６，Ｙ９１１．３ ｉｏｏ％Ｚｒ ｃ６．Ｂ。
１０．４
表ＸＶから明らかなようにセラミック合金はジルコニウ
ム・カーバイド単独よりも若干硬く強靭であった。
ム・カーバイド単独よりも若干硬く強靭であった。
ムライト−ジルコニア・イツトリウム・ニオベート
表Ｘ■は各サンプル（容量％）の組成および試料を焼結
した温度、ビッカース硬度測定（ＧＰａ）およびＭＰａ
ｉの式で計算した破壊靭性値（Ｋ＋ｃ）を示す。上記サ
ンプルと同様の方法で、各焼結したサンプルをすりつぶ
し、磨いた後、微小硬度の測定を、１０Ｋｇ荷重を用い
て行った。なお、実験例ＲＲ，ＵＵは比較例である。
した温度、ビッカース硬度測定（ＧＰａ）およびＭＰａ
ｉの式で計算した破壊靭性値（Ｋ＋ｃ）を示す。上記サ
ンプルと同様の方法で、各焼結したサンプルをすりつぶ
し、磨いた後、微小硬度の測定を、１０Ｋｇ荷重を用い
て行った。なお、実験例ＲＲ，ＵＵは比較例である。
太に輿
Ｑ
Ｒ
Ｓ
致−１」
組 或
焼結温度 Ω王猶に坐
２４％Ｚｒ Ｏ２＋１％ＹＮｂＯ４
＋７５％ムライト
１４５０℃ 有孔
１５５０’Ｃ８，４４，５
１６５０℃ ８，９ ５．１
２４％（Ｚｒ ０２−２Ｅル％Ｙ２Ｏ３） １４５０’
Ｃ十１％ＹＮｂ Ｏ４−＋−７５％ムライト１５５０℃
有孔 １１．３３．７ ４８％（ＺｒＯ２−２Ｔニル％ Ｙ２Ｏ３）１４５０″
Ｃ＋２％ＹＮｂ Ｏ４＋５０％ムライｌ−’１５５０’
０１６５０℃ ９．５ ５２ ９．８ ４９ 微小亀裂 Ｔ ７２％（Ｚｒ ０ｚ−２モル％Ｙ２Ｏ３） １４５０’
Ｃ＋３％ＹＮｂ○４＋２５％ムライト１５５０℃１６５
０℃ １０．７ ７．０ ８．９ ４．３ 微小亀裂 Ｕす １００％ムライト １４５０°Ｃ有孔 １５５０°Ｃ有孔 １６５０℃ １０，７ ２．１ 上記データは、ムライト体の靭性がジルコニア・イツト
リウム・ニオベートによってかなり改善され、ジルコニ
ア・イツトリウム・ニオベートがムライト体の焼結を促
進できることを示している。
Ｃ十１％ＹＮｂ Ｏ４−＋−７５％ムライト１５５０℃
有孔 １１．３３．７ ４８％（ＺｒＯ２−２Ｔニル％ Ｙ２Ｏ３）１４５０″
Ｃ＋２％ＹＮｂ Ｏ４＋５０％ムライｌ−’１５５０’
０１６５０℃ ９．５ ５２ ９．８ ４９ 微小亀裂 Ｔ ７２％（Ｚｒ ０ｚ−２モル％Ｙ２Ｏ３） １４５０’
Ｃ＋３％ＹＮｂ○４＋２５％ムライト１５５０℃１６５
０℃ １０．７ ７．０ ８．９ ４．３ 微小亀裂 Ｕす １００％ムライト １４５０°Ｃ有孔 １５５０°Ｃ有孔 １６５０℃ １０，７ ２．１ 上記データは、ムライト体の靭性がジルコニア・イツト
リウム・ニオベートによってかなり改善され、ジルコニ
ア・イツトリウム・ニオベートがムライト体の焼結を促
進できることを示している。
ＳｉＣ粉末−ジルコニア争イツトリウム・ニオベート
表■は各サンプル（容量％）の組成およびサンプルを熱
圧した温度、並びにビッカース硬度測定値（ＧＰａ）お
よびＭＰａｙ’ｉの式で計算した破壊靭性値（Ｋ＋ｃ）
を示す。各熱圧体をすりつぶして磨いた後、微小硬度の
測定をｉｏＫｇ荷重を用いで行った。なお、実験例ｖ■
は比較例である。
圧した温度、並びにビッカース硬度測定値（ＧＰａ）お
よびＭＰａｙ’ｉの式で計算した破壊靭性値（Ｋ＋ｃ）
を示す。各熱圧体をすりつぶして磨いた後、微小硬度の
測定をｉｏＫｇ荷重を用いで行った。なお、実験例ｖ■
は比較例である。
表 ＸＶＩ
衷玖例
組 或
Ｖ
１００％Ｓ＋Ｃ
熱圧温度 ＧＰａ ＫＩＣ
１６５０℃
ＷＷ ２４％（ｚｒ ０２−２モル％Ｙ２Ｏ３ ）
１６５０°Ｃ→−１％ＹＮｂ ０４ ＋２４％ＳｉＣ
４８％（Ｚｒ ０２−２モル％Ｙ２Ｏ３）１４５０°Ｃ
＋２％ＹＮｂＯ４＋５０％ＳＩＣ Ｙ ７３％（ＺｒＯ２−２モ／ｌ／％Ｙ２Ｏ３ ） １４５
０”Ｃ＋３％ＹＮｂ ０４ ＋２４％ＳｉＣ ９，８７，３ Ｑ ＳｉＣは５ｉＣ−ジルコニア・イツトリウム・ニオベー
トの密な組成物を生成する温度と圧力では完全に密な物
体まで熱圧することはできなかった。技術文献は約２〜
４ Ｍ Ｐ ａσの間の市販のＳＩＣの靭性値を記録し
た。表Ｘ■のデータはジルコニア・イツトリウムニオベ
ートの添加はＳｉＣ体の靭性を高める。
１６５０°Ｃ→−１％ＹＮｂ ０４ ＋２４％ＳｉＣ
４８％（Ｚｒ ０２−２モル％Ｙ２Ｏ３）１４５０°Ｃ
＋２％ＹＮｂＯ４＋５０％ＳＩＣ Ｙ ７３％（ＺｒＯ２−２モ／ｌ／％Ｙ２Ｏ３ ） １４５
０”Ｃ＋３％ＹＮｂ ０４ ＋２４％ＳｉＣ ９，８７，３ Ｑ ＳｉＣは５ｉＣ−ジルコニア・イツトリウム・ニオベー
トの密な組成物を生成する温度と圧力では完全に密な物
体まで熱圧することはできなかった。技術文献は約２〜
４ Ｍ Ｐ ａσの間の市販のＳＩＣの靭性値を記録し
た。表Ｘ■のデータはジルコニア・イツトリウムニオベ
ートの添加はＳｉＣ体の靭性を高める。
ＳｉＣホイスカージルコニア・イツトリウムニオベート
ＳｉＣホイスカとジルコニア争イツトリウム・ニオベー
トから成る１サンプル、およびＳｉＣホイスカ、ジルコ
ニア・イツトリウム・ニオベートおよび１５容量％の上
記ガラスから成る２サンプルを１４５０℃に熱圧した。
トから成る１サンプル、およびＳｉＣホイスカ、ジルコ
ニア・イツトリウム・ニオベートおよび１５容量％の上
記ガラスから成る２サンプルを１４５０℃に熱圧した。
ガラスは密な物体を製造し易いように混入した。容量％
の組成物の関数としてビッカース硬度（ＧＰａ）および
靭性（ＭＰａｔの式のに＋ｃ）を下の表Ｘ■に示す。
の組成物の関数としてビッカース硬度（ＧＰａ）および
靭性（ＭＰａｔの式のに＋ｃ）を下の表Ｘ■に示す。
込ニー又■
実地廻
ｔＥｌ 或
２２ ７２％（ＺｒＯ２−２モル％Ｙ２Ｏ３）＋３％
ＹＮｂ○４＋２５％ボイスカ ＡΔＡ ３４％（Ｚｒ ０２−２モル％Ｙ２Ｏ３ ）
＋１％ＹＮｂ○４＋１５％ガラス ＋５０％ホイスカ ＢＢＢ ５７％（Ｚｒ ０２−２モル％Ｙ２Ｏ３）＋
３％ＹＮｂ Ｏａ ＋１５％ガラス ＋２５％ボイスカ Ｐａ １２．６ １１．７ ｒｃ 明細書の浄書（内容に変更なし） 壱−ＸＩＸ ニホウ化チタン−ジルコニア・イツトリウム・ニオベー
ト 表ＸＩＸは１４５０℃にて熱圧した複数のニホウ化チタ
ン−ジルコニア・イツトリウム・ニオベート合金につい
て、容量％の組成物の関数としてピッカス硬度（ＧＰａ
）および靭性（ＭＰａｖ’ｉｉ”の式のに＋ｃ）データ
を示す。ニホウ化チタンの靭性は４Ｍ Ｐ ａｖ’ｉ’
以下である。純粋なニホウ化チタンを同じ熱圧工程にか
けた場合、物質は密にならなかった。
ＹＮｂ○４＋２５％ボイスカ ＡΔＡ ３４％（Ｚｒ ０２−２モル％Ｙ２Ｏ３ ）
＋１％ＹＮｂ○４＋１５％ガラス ＋５０％ホイスカ ＢＢＢ ５７％（Ｚｒ ０２−２モル％Ｙ２Ｏ３）＋
３％ＹＮｂ Ｏａ ＋１５％ガラス ＋２５％ボイスカ Ｐａ １２．６ １１．７ ｒｃ 明細書の浄書（内容に変更なし） 壱−ＸＩＸ ニホウ化チタン−ジルコニア・イツトリウム・ニオベー
ト 表ＸＩＸは１４５０℃にて熱圧した複数のニホウ化チタ
ン−ジルコニア・イツトリウム・ニオベート合金につい
て、容量％の組成物の関数としてピッカス硬度（ＧＰａ
）および靭性（ＭＰａｖ’ｉｉ”の式のに＋ｃ）データ
を示す。ニホウ化チタンの靭性は４Ｍ Ｐ ａｖ’ｉ’
以下である。純粋なニホウ化チタンを同じ熱圧工程にか
けた場合、物質は密にならなかった。
東塁廻
組成
ＧＰａ Ｋｘｃ
ＣＣＣ２１％（Ｚｒ ０２−１モル％Ｙ２Ｏ３ ）＋４
％ＹＮｂ○４＋７５％ＴｌＢ２ ＤＤＤ ４５％（ＺｒＯ２−２モル％Ｙ２Ｏ３〉−ト
５％ＹＮｂ ０４−＋−５０％Ｔ：Ｂ２１１．０ ＥＥＥ８９％（ＺｒＯ２−２モル％Ｙ２Ｏ３ ）＋６％
ＹＮｂ○４＋２５％ＴｉＢｚ １０．４ ］、Ｏ３ １０’４− 上記では熱圧Ｊ３よび焼結と同様の方法で生成じた焼結
物体を引用したが、この物体という術語は、ビーズ、コ
ーティング、ファイバ、ハニカム、およびシートのよう
な広範囲の当該分野に知られた方法、例えばアーク溶融
、化学蒸着、押出成形。
％ＹＮｂ○４＋７５％ＴｌＢ２ ＤＤＤ ４５％（ＺｒＯ２−２モル％Ｙ２Ｏ３〉−ト
５％ＹＮｂ ０４−＋−５０％Ｔ：Ｂ２１１．０ ＥＥＥ８９％（ＺｒＯ２−２モル％Ｙ２Ｏ３ ）＋６％
ＹＮｂ○４＋２５％ＴｉＢｚ １０．４ ］、Ｏ３ １０’４− 上記では熱圧Ｊ３よび焼結と同様の方法で生成じた焼結
物体を引用したが、この物体という術語は、ビーズ、コ
ーティング、ファイバ、ハニカム、およびシートのよう
な広範囲の当該分野に知られた方法、例えばアーク溶融
、化学蒸着、押出成形。
プラズマスプレー、スカル溶融、および帯域溶融法を含
めた方法を用いて製造したものを含む。例えば、本発明
物質によって示された硬度と靭性を、摩擦抵抗と熱バリ
ヤコーティングとして使用することが推せんされる。
めた方法を用いて製造したものを含む。例えば、本発明
物質によって示された硬度と靭性を、摩擦抵抗と熱バリ
ヤコーティングとして使用することが推せんされる。
上記好適例に基づいて、第２図に示したポリゴン○−Ｐ
−Ｑ−目−Ｓ −１−−−Ｕ−Ｖ−Ｗ −Ｘ −Ｙ−２
−０は本発明で実施できる組成物を取り囲むことを見出
した。ＹＯ３／２が部分的な安定化を生む添加物である
次のパラメーターに基いて前記ポリゴンを引出した。
−Ｑ−目−Ｓ −１−−−Ｕ−Ｖ−Ｗ −Ｘ −Ｙ−２
−０は本発明で実施できる組成物を取り囲むことを見出
した。ＹＯ３／２が部分的な安定化を生む添加物である
次のパラメーターに基いて前記ポリゴンを引出した。
（ａ）ＹＮｂＯ４および／またはＹＴａＯｘおよび／ま
たはＭＮｂＯａおよび／またはＹＴａＯ４の徂が約０．
５〜４．４モル％である場合、ＹＯ３／２は約２．２〜
９モル％の範囲である。
たはＭＮｂＯａおよび／またはＹＴａＯ４の徂が約０．
５〜４．４モル％である場合、ＹＯ３／２は約２．２〜
９モル％の範囲である。
（ｂ ）ＹＮｂＯ４および／またはＹＴａＯ４および／
またはＭＮｂ０４および／またはＹＴａＯ４の量が約４
４〜５モル％である場合、Ｙ Ｏ３／２は約１．２〜９
モル％の範囲である。
またはＭＮｂ０４および／またはＹＴａＯ４の量が約４
４〜５モル％である場合、Ｙ Ｏ３／２は約１．２〜９
モル％の範囲である。
（Ｃ）ＹＮｂ ０４および／またはＹＴａ Ｏａおよび
／またはＭＮｂ ０４および／またはＭＴａ ０４の量
が５〜６モル％である場合、ＹＯ３／２は約１．２〜８
．６モル％の範囲である。
／またはＭＮｂ ０４および／またはＭＴａ ０４の量
が５〜６モル％である場合、ＹＯ３／２は約１．２〜８
．６モル％の範囲である。
（ｄ ）ＹＮｂ ０４および／またはＹＴａＯ４および
／またはＭＮｂ○４および／またはＹＴａＯ４の旦が約
６〜７モル％である場合、Ｙ○３／２は約０．〜８，６
モル％の範囲である。
／またはＭＮｂ○４および／またはＹＴａＯ４の旦が約
６〜７モル％である場合、Ｙ○３／２は約０．〜８，６
モル％の範囲である。
（ｆ３ ）ＹＮｂＯ４および／またはＹＴａ ０４およ
び／またはＭＮＥＩＯ４および／またはＭＴａ ０４の
邑が約７〜８モル％である場合、Ｙ○３／２は約０．８
〜８モル％の範囲である。
び／またはＭＮＥＩＯ４および／またはＭＴａ ０４の
邑が約７〜８モル％である場合、Ｙ○３／２は約０．８
〜８モル％の範囲である。
第１図は焼結体の微小亀裂が無ぎずの完全な物体を生成
する場合に重大な問題となる領域を区別するために、本
発明において研究された組成物の例を示すグラフである
。靭性値はＭＰａ、／ｉの式で表現されており、各その
ままの試料で測定したものを記録している。 第２図は高靭性の焼結体をそのまま得る際に操作できる
本発明組成物の領域を到じ込んでいるポリゴン０−Ｐ−
Ｑ−Ｒ−８−Ｔ−Ｕ−Ｖ−Ｗ−Ｘ−Ｙ−ｚ−ｏを示す図
である。 手続補正書 （方式） 補正の対象 明細書の 「発明の詳細な説明」 の欄 ７゜ 補正の内容 明細書第１０３頁をタイプ浄書明細書に補正します。 ］ 事件の表示 （内容に変更なし） 平成 年 特 許 願 第２６６ ツブ 発明の名称 高靭性のセラミック合金 補正をする者 事件との関係
する場合に重大な問題となる領域を区別するために、本
発明において研究された組成物の例を示すグラフである
。靭性値はＭＰａ、／ｉの式で表現されており、各その
ままの試料で測定したものを記録している。 第２図は高靭性の焼結体をそのまま得る際に操作できる
本発明組成物の領域を到じ込んでいるポリゴン０−Ｐ−
Ｑ−Ｒ−８−Ｔ−Ｕ−Ｖ−Ｗ−Ｘ−Ｙ−ｚ−ｏを示す図
である。 手続補正書 （方式） 補正の対象 明細書の 「発明の詳細な説明」 の欄 ７゜ 補正の内容 明細書第１０３頁をタイプ浄書明細書に補正します。 ］ 事件の表示 （内容に変更なし） 平成 年 特 許 願 第２６６ ツブ 発明の名称 高靭性のセラミック合金 補正をする者 事件との関係
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １） ＹＮｂＯ＿４および／またはＹＴａＯ＿４および
／またはＭＮｂＯ＿４および／またはＭＴａＯ＿４（式
中のＭはＭｇ＾＋＾２、Ｃａ＾＋＾２、Ｓｃ＾＋＾３，
および／またはＬａ＾＋＾３、Ｃｅ＾＋＾４、Ｃｅ＾＋
＾３、Ｐｒ＾＋＾３、Ｎｄ＾＋＾３、Ｓｍ＾＋＾３、Ｅ
ｕ＾＋＾３、Ｇｄ＾＋＾３、Ｔｂ＾＋＾３、Ｄｙ＾＋＾
３、Ｈｏ＾＋＾３、Ｅｒ＾＋＾３、Ｔｍ＾＋＾３、Ｙｂ
＾＋＾３およびＬｕ＾＋＾３から成る群から選ばれる希
土類金属を示し、ＭはＹ＾＋＾３に対し置換されるもの
であって、１個の＋３カチオンは１個のＹ＾＋＾３に対
し置換され、３個の＋２カチオンは２個のＹ＾＋＾３カ
チオンに対し置換され、３個の＋４カチオンは４個のＹ
＾＋＾３カチオンに対し置換される）の群から選ばれる
強靭剤を酸化物を基準として０．５〜８モル％含有する
ことによって、高靭性を示す一部安定化したＺｒＯ＿２
、一部安定化したＺｒＯ＿２−ＨｆＯ＿２固溶体および
一部安定化したＨｆＯ＿２の群のうち少なくとも１種を
主成分とするセラミック合金であって、ＹＯ＿３＿／＿
２が前記一部安定化を生じさせるための添加剤であり、
座標系において、 ＹＯ＿３＿／＿２ ＹＮｂＯ＿４＋ＹＴａＯ＿４点Ｏ
９モル％ ０．５モル％ 点Ｐ ９モル％ ５モル％ 点Ｑ ８．６モル％ ５モル％ 点Ｒ ８．６モル％ ７モル％ 点Ｓ ８モル％ ７モル％ 点Ｔ ８モル％ ８モル％ 点Ｕ ０．８モル％ ８モル％ 点Ｖ ０．８ モル％ ６モル％ 点Ｗ １．２ モル％ ６モル％ 点Ｘ １．２ モル％ ４．４モル％ 点Ｙ ２．２モル％ ４．４モル％ 点Ｚ ２．２モル％ ０．５モル％ の各点からなるポリゴンＯ−Ｐ−Ｑ−Ｒ−Ｓ−Ｔ−Ｕ−
Ｖ−Ｗ−Ｘ−Ｙ−Ｚ−Ｏ内の組成を有しており、該合金
のミクロ構造は主として正方晶構造を有する結晶からな
ることを特徴とするセラミック合金。 ２） 前記強靭剤が、酸化物を基礎として表わされる重
量％で、２．４〜１２．９％のＹ＿２Ｏ＿３、および０
．５〜７．６％のＮｂ＿２Ｏ＿５および／または０．８
５〜１２．０％のＴａ＿２Ｏ＿５から成る０．５〜１２
．０％のＮｂ＿２Ｏ＿５＋Ｔａ＿２Ｏ＿５を主成分とす
るＹＮｂＯ＿４および／またはＹＴａＯ＿４の群から選
ばれる特許請求の範囲第１項記載のセラミック合金。 ３） ＹＮｂＯ＿４および／またはＹＴａＯ＿４および
／またはＭＮｂＯ＿４および／またはＭＴａＯ＿４（式
中のＭはＭｇ＾＋＾２、Ｃａ＾＋＾２、Ｓｃ＾＋＾３、
および／またはＬａ＾＋＾３、Ｃｅ＾＋＾４、Ｃｅ＾＋
＾３、Ｐｒ＾＋＾３、Ｎｄ＾＋＾３、Ｓｍ＾＋＾３、Ｅ
ｕ＾＋＾３、Ｇｄ＾＋＾３、Ｔｂ＾＋＾３、Ｄｙ＾＋＾
３、Ｈｏ＾＋＾３、Ｅｒ＾＋＾３、Ｔｍ＾＋＾３、Ｙｂ
＾＋＾３、およびＬｕ＾＋＾３から成る群から選ばれる
希土類金属を示し、ＭはＹ＾＋＾３に対し置換されるも
のであって、１個の＋３カチオンは１個のＹ＾＋＾３に
対し置換され、３個の＋２カチオンは２個のＹ＾＋＾３
カチオンに対し置換され、３個の＋４カチオンは４個の
Ｙ＾＋＾３カチオンに対し置換される）の群から選ばれ
る強靭剤を酸化物を基準として０．５〜８モル％含有す
ることによって、高靭性を示す一部安定化したＺｒＯ＿
２、一部安定化したＺｒＯ＿２−ＨｆＯ＿２固溶体およ
び一部安定化したＨｆＯ＿２の群のうち少なくとも１種
を主成分とするセラミック合金であって、ＹＯ＿３＿／
＿２が前記一部安定化を生じさせるための添加剤であり
、座標系において、 ＹＯ＿３＿／＿２ ＹＮｂＯ＿４＋ＹＴａＯ＿４点Ｏ
９モル％ ０．５モル％ 点Ｐ ９モル％ ５モル％ 点Ｑ ８．６モル％ ５モル％ 点Ｒ ８．６モル％ ７モル％ 点Ｓ ８モル％ ７モル％ 点Ｔ ８モル％ ８モル％ 点Ｕ ０．８モル％ ８モル％ 点Ｖ ０．８モル％ ６モル％ 点Ｗ １．２モル％ ６モル％ 点Ｘ １．２モル％ ４．４モル％ 点Ｙ ２．２モル％ ４．４モル％ 点Ｚ ２．２モル％ ０．５モル％ の各点からなるポリゴンＯ−Ｐ−Ｑ−Ｒ−Ｓ−Ｔ−Ｕ−
Ｖ−Ｗ−Ｘ−Ｙ−Ｚ−Ｏ内の組成を有しており、該合金
のミクロ構造は主として正方晶構造を有する結晶からな
ることを特徴とする合金を少なくとも５容量％と、硬い
耐火セラミックである残部とを主成分とする改良された
靭性のセラミック体。 ４） 前記硬い耐火セラミックが、α−アルミナ，β−
アルミナ，β″−アルミナ，Ａｌ＿２Ｏ＿３−Ｃｒ＿２
Ｏ＿３固溶体，ムライト，シアロン，ナシコン，シリコ
ンカーバイド，窒化シリコン，スピネル，チタニウムカ
ーバイド，ニホウ化チタン，ジルコン，およびジルコニ
ウムカーバイドの群の少なくとも１種から成る特許請求
の範囲第３項記載のセラミック体。 ５） ＹＮｂＯ＿４および／またはＹＴａＯ＿４および
／またはＭＮｂＯ＿４および／またはＭＴａＯ＿４（式
中のＭはＭｇ＾＋＾２，Ｃａ＾＋＾２，Ｓｃ＾＋＾３、
および／またはＬａ＾＋＾３，Ｃｅ＾＋＾４，Ｃｅ＾＋
＾３，Ｐｒ＾＋＾３，Ｎｄ＾＋＾３、Ｓｍ＾＋＾３、Ｅ
ｕ＾＋＾３、Ｇｄ＾＋＾３ｂ、Ｔｂ＾＋＾３、Ｄｙ＾＋
＾３、Ｈｏ＾＋＾３，Ｅｒ＾＋＾３，Ｔｍ＾＋＾３，Ｙ
ｂ＾＋＾３、およびＬｕ＾＋＾３から成る群から選ばれ
る希土類金属を示し、ＭはＹ＾＋＾３に対し置換される
ものであって、１個の＋３カチオンは１個のＹ＾＋＾３
に対し置換され、３個の＋２カチオンは２個のＹ＾３カ
チオンに対し置換され、３個の＋４カチオンは４個のＹ
＾＋＾３カチオンに対し置換される）の群から選ばれる
強靭剤を酸化物を基準として０．５〜８モル％含有する
ことによって、高靭性を示す一部安定化したＺｒＯ＿２
、一部安定化したＺｒＯ＿２−ＨｆＯ＿２固溶体および
一部安定化したＨｆＯ＿２の群のうち少なくとも１種を
主成分とするセラミック合金であって、ＹＯ＿３＿／＿
２が前記一部安定化を生じさせるための添加剤であり、
座標系において、 ＹＯ＿３＿／＿２ ＹＮｂＯ＿４＋ＹＴａＯ＿４点Ｏ
９モル％ ０．５モル％ 点Ｐ ９モル％ ５モル％ 点Ｑ ８．６モル％ ５モル％ 点Ｒ ８．６モル％ ７モル％ 点Ｓ ８モル％ ７モル％ 点Ｔ ８モル％８モル％ 点Ｕ ０．８モル％ ８モル％ 点Ｖ ０．８モル％ ６モル％ 点Ｗ １．２モル％ ６モル％ 点Ｘ １．２モル％ ４．４モル％ 点Ｙ ２．２モル％ ４．４モル％ 点Ｚ ２．２モル％ ０．５モル％ の各点からなるポリゴンＯ−Ｐ−Ｑ−Ｒ−Ｓ−Ｔ−Ｕ−
Ｖ−Ｗ−Ｘ−Ｙ−Ｚ−Ｏ内の組成を有しており、該合金
のミクロ構造は主として正方晶構造を有する結晶からな
ることを特徴とする合金を少なくとも５容量％と、８０
容量％までの耐火セラミックファイバおよび／またはホ
イスカを主成分とする改良された靭性のセラミック複合
体。 ６） 前記ファイバおよび／またはホイスカが、アルミ
ナ，ムライト，シアロン，シリコンカーバイド，窒化シ
リコン，ＡｌＮ、ＢＮ，Ｂ＿４Ｃ，ＺｒＯ＿２，ジルコ
ン，シリコンオキシカーバイド，およびスピンエルの群
の少なくとも１種から成る特許請求の範囲第５項記載の
セラミック複合体。 ７） さらに硬い耐火性セラミックを含む特許請求の範
囲第５項記載のセラミック複合体。 ８） 前記硬い耐火性セラミックが、α−アルミナ，β
−アルミナ，β″−アルミナ，Ａｌ＿２Ｏ＿３−Ｃｒ＿
２Ｏ＿３固溶体，ムライト，シアロン，ナシコン，シリ
コンカーバイド，窒化シリコン，スピネル，チタニウム
カーバイド，ニホウ化チタン，ジルコン，およびジルコ
ニウムカーバイドの群の少なくとも１種から成る特許請
求の範囲第７項記載のセラミック複合体。 ９） 前記ファイバおよび／ホイスカがアルミナ，ムラ
イト，シアロン，シリコンカーバイド，窒化シリコン，
ＡｌＮ，ＢＮ，Ｂ＿４Ｃ，ＺｒＯ＿２，ジルコン，シリ
コンオキシカーバイド，およびスピネルの群の少なくと
も１種から成る特許請求の範囲第８項記載のセラミック
複合体。 １０） ＹＮｂＯ＿４および／またはＹＴａＯ＿４およ
び／またはＭＮｂＯ＿４および／またはＭＴａＯ＿４（
式中のＭはＭｇ＾＋＾２，Ｃａ＾＋＾２，Ｓｃ＾＋＾３
，および／またはＬａ＾＋＾３，Ｃｅ＾＋＾４，Ｃｅ＾
＋＾３，Ｐｒ＾＋＾３，Ｎｄ＾＋＾３，Ｓｍ＾＋＾３，
Ｅｕ＾＋＾３，Ｇｄ＾＋＾３，Ｔｂ＾＋＾３，Ｄｙ＾＋
＾３，Ｈｏ＾＋＾３，Ｅｒ＾＋＾３，Ｔｍ＾＋＾３，Ｙ
ｂ＾＋＾３，およびＬｕ＾＋＾３から成る群から選ばれ
る希土類金属を示し、ＭはＹ＾＋＾３に対し置換される
ものであって、１個の＋３カチオンは１個のＹ＾＋＾３
に対し置換され、３個の＋２カチオンは２個のＹ＾＋＾
３カチオンに対し置換され、３個の＋４カチオンは４個
のＹ＾＋＾３カチオンに対し置換される）の群から選ば
れる強靭剤を酸化物を基準として０．５〜８モル％含有
することによって、高靭性を示すＺｒＯ＿２、一部安定
化したＺｒＯ＿２、一部安定化したＺｒＯ＿２−ＨｆＯ
＿２固溶体、一部安定化したＨｆＯ＿２、およびＨｆＯ
＿２の群のうち少なくとも１種を主成分とする主として
正方晶構造を有する結晶からなるミクロ構造を有するセ
ラミック合金５〜５０容量％と、硬い耐火セラミックで
ある残部とを主成分とする改良された靭性のセラミック
体。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US72222985A | 1985-04-11 | 1985-04-11 | |
| US722229 | 1985-04-11 | ||
| US81246985A | 1985-12-23 | 1985-12-23 | |
| US812469 | 1985-12-23 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61083969A Division JPS61242956A (ja) | 1985-04-11 | 1986-04-11 | 高靭性のセラミツク合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03237060A true JPH03237060A (ja) | 1991-10-22 |
Family
ID=27110561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2266189A Pending JPH03237060A (ja) | 1985-04-11 | 1990-10-03 | 高靭性のセラミック合金 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0199459B1 (ja) |
| JP (1) | JPH03237060A (ja) |
| KR (1) | KR930009328B1 (ja) |
| CN (1) | CN86102486A (ja) |
| AT (1) | ATE71608T1 (ja) |
| AU (1) | AU592976B2 (ja) |
| BR (1) | BR8601593A (ja) |
| CA (1) | CA1247660A (ja) |
| DE (1) | DE3683392D1 (ja) |
| IL (1) | IL78245A0 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005175099A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Canon Inc | 誘電体薄膜素子、圧電アクチュエータおよび液体吐出ヘッドならびにその製造方法 |
| JP2015127294A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-09 | アキュセラ インコーポレイテッド | 加工性ジルコニア及び加工性ジルコニアの製造方法 |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0303622B1 (en) * | 1986-04-29 | 1993-06-16 | Ceramatec, Inc. | Toughening of ceramic bodies |
| CA1271784A (en) * | 1986-06-19 | 1990-07-17 | Kishor P. Gadkaree | Zirconia ceramic article toughened with sic whiskers |
| US4770673A (en) * | 1987-10-09 | 1988-09-13 | Corning Glass Works | Ceramic cutting tool inserts |
| US4886768A (en) * | 1987-11-13 | 1989-12-12 | Board Of Regents Acting For And On Behalf Of University Of Michigan | Toughened ceramics |
| US5073689A (en) * | 1988-02-06 | 1991-12-17 | Shinagawa Shirorenga Kabushiki Kaisha | Zirconia refractory heating element |
| US4939107A (en) * | 1988-09-19 | 1990-07-03 | Corning Incorporated | Transformation toughened ceramic alloys |
| US5047373A (en) * | 1989-03-24 | 1991-09-10 | Corning Incorporated | Ceramic materials exhibiting pseudo-plasticity at room temperature |
| DE59003114D1 (de) * | 1989-05-02 | 1993-11-25 | Lonza Ag | Sinterfähiges Zirkonoxidpulver und Verfahren zu seiner Herstellung. |
| US5089455A (en) * | 1989-08-11 | 1992-02-18 | Corning Incorporated | Thin flexible sintered structures |
| JP3222134B2 (ja) * | 1990-08-06 | 2001-10-22 | セラシヴ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング イノヴェイティヴズ ケラミク―エンジニアリング | 焼結成形体及びその使用 |
| DE4116008A1 (de) * | 1991-05-16 | 1992-11-19 | Feldmuehle Ag Stora | Sinterformkoerper und seine verwendung |
| EP1028928A1 (de) | 1997-10-31 | 2000-08-23 | CeramTec AG Innovative Ceramic Engineering | Plateletverstärkter sinterformkörper |
| US20050142393A1 (en) * | 2003-12-30 | 2005-06-30 | Boutwell Brett A. | Ceramic compositions for thermal barrier coatings stabilized in the cubic crystalline phase |
| US6960395B2 (en) * | 2003-12-30 | 2005-11-01 | General Electric Company | Ceramic compositions useful for thermal barrier coatings having reduced thermal conductivity |
| US6858334B1 (en) * | 2003-12-30 | 2005-02-22 | General Electric Company | Ceramic compositions for low conductivity thermal barrier coatings |
| FR2910467B1 (fr) * | 2006-12-21 | 2010-02-05 | Saint Gobain Ct Recherches | Produit fritte dope a base de zircon et de zircone |
| EP2196559A1 (en) * | 2008-12-15 | 2010-06-16 | ALSTOM Technology Ltd | Thermal barrier coating system, components coated therewith and method for applying a thermal barrier coating system to components |
| CN108892505A (zh) * | 2016-04-20 | 2018-11-27 | 天津中天精科科技有限公司 | 一种耐高温陶瓷刀具及其制备方法 |
| CN110078504B (zh) * | 2019-04-26 | 2020-10-30 | 清华大学 | 一种原位合成赝二元复相稀土铌酸盐陶瓷及其制备方法 |
| CN110240491B (zh) * | 2019-07-09 | 2021-11-23 | 成都贝施美生物科技有限公司 | 一种高韧性的氧化锆瓷块 |
| CN112552042A (zh) * | 2019-09-25 | 2021-03-26 | 比亚迪股份有限公司 | 一种氧化锆陶瓷及其制备方法和应用 |
| CN113004033B (zh) * | 2019-12-20 | 2022-11-11 | 比亚迪股份有限公司 | 氧化锆陶瓷及其制备方法和应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61242956A (ja) * | 1985-04-11 | 1986-10-29 | コ−ニング グラス ワ−クス | 高靭性のセラミツク合金 |
| JPH0450269A (ja) * | 1990-06-18 | 1992-02-19 | Sekisui Chem Co Ltd | 塩化ビニル樹脂系インキビヒクル |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3522064A (en) * | 1967-08-21 | 1970-07-28 | Du Pont | Stabilized zirconia containing niobia and calcium oxide |
| US4507394A (en) * | 1982-12-24 | 1985-03-26 | Ngk Insulators, Ltd. | High electric resistant zirconia and/or hafnia ceramics |
| US4533647A (en) * | 1983-10-27 | 1985-08-06 | The Board Of Regents Acting For And On Behalf Of The University Of Michigan | Ceramic compositions |
-
1986
- 1986-03-19 AT AT86302013T patent/ATE71608T1/de not_active IP Right Cessation
- 1986-03-19 DE DE8686302013T patent/DE3683392D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-03-19 EP EP86302013A patent/EP0199459B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-03-21 CA CA000504752A patent/CA1247660A/en not_active Expired
- 1986-03-24 IL IL78245A patent/IL78245A0/xx not_active IP Right Cessation
- 1986-04-04 AU AU55645/86A patent/AU592976B2/en not_active Ceased
- 1986-04-09 BR BR8601593A patent/BR8601593A/pt unknown
- 1986-04-09 CN CN198686102486A patent/CN86102486A/zh active Pending
- 1986-04-10 KR KR1019860002730A patent/KR930009328B1/ko active IP Right Grant
-
1990
- 1990-10-03 JP JP2266189A patent/JPH03237060A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61242956A (ja) * | 1985-04-11 | 1986-10-29 | コ−ニング グラス ワ−クス | 高靭性のセラミツク合金 |
| JPH0450269A (ja) * | 1990-06-18 | 1992-02-19 | Sekisui Chem Co Ltd | 塩化ビニル樹脂系インキビヒクル |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005175099A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Canon Inc | 誘電体薄膜素子、圧電アクチュエータおよび液体吐出ヘッドならびにその製造方法 |
| JP2015127294A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-09 | アキュセラ インコーポレイテッド | 加工性ジルコニア及び加工性ジルコニアの製造方法 |
| US9545363B2 (en) | 2013-12-27 | 2017-01-17 | Acucera Inc. | Machinable zirconia comprising titania nanopowder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU5564586A (en) | 1986-10-16 |
| EP0199459B1 (en) | 1992-01-15 |
| AU592976B2 (en) | 1990-02-01 |
| KR930009328B1 (ko) | 1993-09-27 |
| EP0199459A3 (en) | 1988-04-27 |
| CA1247660A (en) | 1988-12-28 |
| KR860008105A (ko) | 1986-11-12 |
| ATE71608T1 (de) | 1992-02-15 |
| EP0199459A2 (en) | 1986-10-29 |
| BR8601593A (pt) | 1986-12-09 |
| CN86102486A (zh) | 1986-10-15 |
| IL78245A0 (en) | 1986-07-31 |
| DE3683392D1 (de) | 1992-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH03237060A (ja) | 高靭性のセラミック合金 | |
| US5008221A (en) | High toughness ceramic alloys | |
| EP0279102B1 (en) | Transformation toughened zirconia-titania-yttria ceramic alloys | |
| JP2857626B2 (ja) | 高破壊靭性の自己強化窒化珪素セラミツク及びその製法 | |
| US5863850A (en) | Process of making zirconia based ceramic material | |
| JP2945935B2 (ja) | ジルコニア系複合セラミック焼結体、及びその製法 | |
| US5002911A (en) | Ceramics with high toughness, strength and hardness | |
| US4770673A (en) | Ceramic cutting tool inserts | |
| CA2071522C (en) | Dense sic ceramic products | |
| US5728636A (en) | Zirconia based ceramic material | |
| KR910005053B1 (ko) | 고-인성 ZrO₂소결체 및 이의 제조방법 | |
| FI87187B (fi) | Prekursorpulver, som kan foervandlas till en keramisk komposit av zirkoniumoxidspinell, komposit, som har framstaellts daerav och foerfarande foer framstaellning av sinterbart keramisk material. | |
| JP3222134B2 (ja) | 焼結成形体及びその使用 | |
| JPH05105870A (ja) | 焼結複合研摩剤材料、その製造及び使用 | |
| JPH05246760A (ja) | ジルコニア系複合セラミック焼結体及びその製法 | |
| JPS63260857A (ja) | ジルコニア・イツトリア物品に耐時効性を賦与する方法 | |
| JPH0553751B2 (ja) | ||
| JPS61242956A (ja) | 高靭性のセラミツク合金 | |
| JP2650049B2 (ja) | セラミック切削工具及びその製造方法 | |
| JPH066512B2 (ja) | 高靭性窒化ケイ素焼結体及びその製造方法 | |
| JPH06219831A (ja) | 高靱性ジルコニア質焼結体 | |
| JP2731242B2 (ja) | 高強度・高靱性セラミックス体 | |
| KR910005427B1 (ko) | 고-인성 ZrO₂소결체 및 이의 제조방법 | |
| JPH0688835B2 (ja) | 高靭性ＺｒＯ▲下２▼系焼結体およびその製造方法 | |
| JPH0656525A (ja) | 酸化ジルコニウム−酸化アルミニウム系高靭性焼結体材料 |