JPH03265563A - アルミナ‐ジルコニアセラミツクス - Google Patents
アルミナ‐ジルコニアセラミツクスInfo
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- JPH03265563A JPH03265563A JP2118011A JP11801190A JPH03265563A JP H03265563 A JPH03265563 A JP H03265563A JP 2118011 A JP2118011 A JP 2118011A JP 11801190 A JP11801190 A JP 11801190A JP H03265563 A JPH03265563 A JP H03265563A
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 14
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は高温（１００〜２００℃）、腐食性環境などの
条件においても使用可能な耐摩耗性に優れたアルミナ−
ジルコニアセラミックスに関する。
条件においても使用可能な耐摩耗性に優れたアルミナ−
ジルコニアセラミックスに関する。
（従来の技術）
アルミナにジルコニアを添加してアルミナ焼結体の機械
的性質を改善することが特公昭５９−２４７５１号公報
によシ知られている。これはアルミナマトリックス中に
正方晶ジルコニアを分散することによシアルミナ焼結体
の機械的強度、破壊靭性を向上させるものである。
的性質を改善することが特公昭５９−２４７５１号公報
によシ知られている。これはアルミナマトリックス中に
正方晶ジルコニアを分散することによシアルミナ焼結体
の機械的強度、破壊靭性を向上させるものである。
この他にアルミナ焼結体の性能向上を目的としたものが
特開昭６１−５８８５７号公報、特開昭６１−７７６６
５号公報、特開昭６２−５９５６５号公報等に示される
。これらの多くはアルミナ焼結体を高強度、高靭性化し
て切削工具９機械部品等の用途に適用しようとするもの
である。
特開昭６１−５８８５７号公報、特開昭６１−７７６６
５号公報、特開昭６２−５９５６５号公報等に示される
。これらの多くはアルミナ焼結体を高強度、高靭性化し
て切削工具９機械部品等の用途に適用しようとするもの
である。
さらに特開平１−２３４３５号公報には機械的強度の他
に耐摩耗性を改善したアルミナ焼結体が示される。
に耐摩耗性を改善したアルミナ焼結体が示される。
（発明が解決しようとする課題）
上記に示すアルミナ焼結体は、室温でかつ大気中で使用
する場合は機械的強度、破壊靭性及び耐摩耗性について
は何ら問題はないが、室温以上で使用し九カ、酸又はア
ルカＩＪ （Ｄ条件下で使用するとジルコニアで強化し
几アルミナ焼結体が劣化したり、急速に摩耗するなどの
欠点が生じ、しかも摩耗の比率は試片によシばらりきが
大きく、ま之通常の室温でかつ大気中の条件でのアブレ
ンシブ試験においても試片により摩耗率の変化が大きい
という欠点がある。
する場合は機械的強度、破壊靭性及び耐摩耗性について
は何ら問題はないが、室温以上で使用し九カ、酸又はア
ルカＩＪ （Ｄ条件下で使用するとジルコニアで強化し
几アルミナ焼結体が劣化したり、急速に摩耗するなどの
欠点が生じ、しかも摩耗の比率は試片によシばらりきが
大きく、ま之通常の室温でかつ大気中の条件でのアブレ
ンシブ試験においても試片により摩耗率の変化が大きい
という欠点がある。
本発明はかかる欠点のないアルミナ−ジルコニアセラミ
ックスを提供することを目的とするものである。
ックスを提供することを目的とするものである。
（ｌ１題を解決するための手段）
本発明は安定化剤として少なくともＣｅＯ，を３〜１５
モルチモルジルコニア成分１５〜５０重量％及びアルミ
ナ５０〜８５重量−を含有し、かつ焼結体中のアルミナ
の平均結晶粒子径が２５μｍ以下であるアルミナ−ジル
コニアセラミックス並びに安定化剤として少なくともＣ
ｅ ０４ ｆ ３〜１５モルチモルジルコニア成分１５
〜５０重量％及びアルミナ５０〜８５重量−を含有し、
かつ焼結体中のアルミナの平均結晶粒子径が２５μｍ以
下でオシ、単斜晶ジルコニア結晶を１０−以下含むアル
ミナ−ジルコニアセラミックスに関する。
モルチモルジルコニア成分１５〜５０重量％及びアルミ
ナ５０〜８５重量−を含有し、かつ焼結体中のアルミナ
の平均結晶粒子径が２５μｍ以下であるアルミナ−ジル
コニアセラミックス並びに安定化剤として少なくともＣ
ｅ ０４ ｆ ３〜１５モルチモルジルコニア成分１５
〜５０重量％及びアルミナ５０〜８５重量−を含有し、
かつ焼結体中のアルミナの平均結晶粒子径が２５μｍ以
下でオシ、単斜晶ジルコニア結晶を１０−以下含むアル
ミナ−ジルコニアセラミックスに関する。
本発明においてジルコニア成分中に含まれるＣｅＯ２の
含有量は、３〜１５モル−〇範囲とされ。
含有量は、３〜１５モル−〇範囲とされ。
３モル％未満であると焼結体の耐食性や耐熱安定性が悪
く、高温環境下での摩耗部品には適さない。
く、高温環境下での摩耗部品には適さない。
一方１５モル−を越えると焼結体の耐摩耗性が悪くなる
。
。
なお安定化剤は少なくともＣｅＯ，を含み、必要に応じ
ＹＭ ｏ、 ＊ Ｇｄ２０３等の希土類酸化物の１種以
上を含む物質が用いられる。このときの含有量は。
ＹＭ ｏ、 ＊ Ｇｄ２０３等の希土類酸化物の１種以
上を含む物質が用いられる。このときの含有量は。
ＣｅＯ，ｔ−ｘモル嗟とし、他の希土類酸化物（以下鳥
０３とする）をｙモルとしたとき６≦Ｘ＋４）’≦１６
の範囲でジルコニア成分中に含有することが望ましい。
０３とする）をｙモルとしたとき６≦Ｘ＋４）’≦１６
の範囲でジルコニア成分中に含有することが望ましい。
本発明における安定化剤として少なくともＣｅＯ！を３
〜１５モルチモルジルコニア成分の含有量は。
〜１５モルチモルジルコニア成分の含有量は。
アルミナ−ジルコニアセラミックス中に１５〜５０重量
％の範囲とされ、またアルミナの含有量は、５０〜８５
重量−の範囲とされ、この範囲から外れると焼結体の耐
摩耗性が悪くなる。
％の範囲とされ、またアルミナの含有量は、５０〜８５
重量−の範囲とされ、この範囲から外れると焼結体の耐
摩耗性が悪くなる。
焼結体中のアルミナの粒径は、耐摩耗性を支配するもの
でおり、平均結晶粒子径は？−５μｍ以下とされ、２５
μｍを越えると焼結体の耐摩耗性が急激に悪くなる。
でおり、平均結晶粒子径は？−５μｍ以下とされ、２５
μｍを越えると焼結体の耐摩耗性が急激に悪くなる。
焼結体中のジルコニアの結晶形態は、単斜晶ジルコニア
結晶を全く含まないが、含んでいても１０％以下でるる
ことが必要とされ、１０チを越えると焼結体中にマイク
ロクランクが発生したり。
結晶を全く含まないが、含んでいても１０％以下でるる
ことが必要とされ、１０チを越えると焼結体中にマイク
ロクランクが発生したり。
摩耗による破壊エネルギーの吸収効果が低減し。
耐摩耗性が悪くなる。
本発明において、製造法については最終的に得られるア
ルミナ−ジルコニアセラミックスの組成。
ルミナ−ジルコニアセラミックスの組成。
アルミナの平均結晶粒子径及び結晶相が所定の範囲内に
入れば特に制限はない。
入れば特に制限はない。
なお、 ＺｒＯ，には化学的性質が同様なＨｆ、 ０．
が含まれていても差支えない。
が含まれていても差支えない。
（実施例）
以下本発明の詳細な説明する。
実ｊ！１Ｎ１
ｚｒｏ、粉（第−希元素化学工業製、５ＰＺ）９３．５
モル慢、安定化剤としてＣｅ Ｏｘ粉（日産希元素製、
純度９９，９チ）５モル慢及びＹ、Ｏ，粉（日本インド
リウム製、純度９９．９％）１．５モル慢を秤量シ、ボ
ールミルで均一に混合してジルコニア成分を得た。
モル慢、安定化剤としてＣｅ Ｏｘ粉（日産希元素製、
純度９９，９チ）５モル慢及びＹ、Ｏ，粉（日本インド
リウム製、純度９９．９％）１．５モル慢を秤量シ、ボ
ールミルで均一に混合してジルコニア成分を得た。
このジルコニア成分及びアルミナ粉（昭和電工製、商品
名ＡＬ１６０ＳＧ）を第１表に示す配合割合に秤量し、
ボールミルで８時間湿式粉砕、混合して泥漿を得た。得
られた泥漿にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を１重量
−添加し、噴霧乾燥して成形粉を得た。次いで成形粉を
１４７ ＭＰａの圧力で加圧成形後第１表に示す温度で
３時間焼成して焼結体（アルミナ−ジルコニアセラミッ
クス）を得た。
名ＡＬ１６０ＳＧ）を第１表に示す配合割合に秤量し、
ボールミルで８時間湿式粉砕、混合して泥漿を得た。得
られた泥漿にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を１重量
−添加し、噴霧乾燥して成形粉を得た。次いで成形粉を
１４７ ＭＰａの圧力で加圧成形後第１表に示す温度で
３時間焼成して焼結体（アルミナ−ジルコニアセラミッ
クス）を得た。
次に得られた焼結体の摩耗試験面をす３２５のダイヤモ
ンド砥石で研磨し、直−径が２６■で厚さが１０ｍの試
験片を得た。得られた各試験片を用いて摩耗率を測定し
次。その結果を第１表に示す。
ンド砥石で研磨し、直−径が２６■で厚さが１０ｍの試
験片を得た。得られた各試験片を用いて摩耗率を測定し
次。その結果を第１表に示す。
なお摩耗率は、超音速ノズルに０．６ ＭＰａの圧縮空
気を供給して、平均粒径が５７μｍのアルミナ粒子を加
速させ、一定時間（３分間）及び一定量（１５Ｇ／分）
のアルミナ粒子を試験片に垂直に衝突させた後、試験片
の重量変化と密度から求めた。式は下記の通りである。
気を供給して、平均粒径が５７μｍのアルミナ粒子を加
速させ、一定時間（３分間）及び一定量（１５Ｇ／分）
のアルミナ粒子を試験片に垂直に衝突させた後、試験片
の重量変化と密度から求めた。式は下記の通りである。
第１表から明らかなように９本発明になるアルミナ−ジ
ルコニアセラミックスは、耐摩耗性に優れることがわか
る。
ルコニアセラミックスは、耐摩耗性に優れることがわか
る。
実施例２
Ｚ ｒ Ｏｘ 粉（第＊ 元素化学工業製、５ＰＺ）、
安定化剤としてＣｅＯ！粉（日産希元素製、純度９９．
９チ）、ＹｍＯｓ粉（日本イツトリウム製、純度９９．
９チ）及びＧｄ！Ｏｓ粉（信越化学制、純度９９゜９−
）を第２表に示す配合割合に秤量し、ボールミルで均一
に混合してジルコニア成分を得た。
安定化剤としてＣｅＯ！粉（日産希元素製、純度９９．
９チ）、ＹｍＯｓ粉（日本イツトリウム製、純度９９．
９チ）及びＧｄ！Ｏｓ粉（信越化学制、純度９９゜９−
）を第２表に示す配合割合に秤量し、ボールミルで均一
に混合してジルコニア成分を得た。
このジルコニア成分３０重量％及びアルミナ粉（昭和電
工製、商品名ＡＬＩ６０８Ｇ）を７０重量％秤量し、以
下実施例１と同様の方法で成形粉を得た。次いで成形粉
を１４７ＭＰａの圧力で加圧成形後１６００℃で３時間
焼成して焼結体（アルミナ−ジルコニアセラミックス）
を得た。
工製、商品名ＡＬＩ６０８Ｇ）を７０重量％秤量し、以
下実施例１と同様の方法で成形粉を得た。次いで成形粉
を１４７ＭＰａの圧力で加圧成形後１６００℃で３時間
焼成して焼結体（アルミナ−ジルコニアセラミックス）
を得た。
仄に実施例１と同様の方法で試験片を得た。以下各試験
片、アルミナ粒子及び圧縮空気を２００℃に加熱した以
外は、実施例１と同様の方法で摩耗率を測定した。その
結果を第２表に示す。
片、アルミナ粒子及び圧縮空気を２００℃に加熱した以
外は、実施例１と同様の方法で摩耗率を測定した。その
結果を第２表に示す。
第２表から明らかなように９本発明になるアルミナ−ジ
ルコニアセラミックスは、高温で使用しても耐摩耗性に
優れることがわかる。また本発明にＲ，Ｏｉが６≦１＋
４”ｌ≦１６の範囲でジルコニア成分中に含有していれ
ばさらに耐摩耗性に優れることがわかる。
ルコニアセラミックスは、高温で使用しても耐摩耗性に
優れることがわかる。また本発明にＲ，Ｏｉが６≦１＋
４”ｌ≦１６の範囲でジルコニア成分中に含有していれ
ばさらに耐摩耗性に優れることがわかる。
実施例３
実施例１で得たジルコニア成分とアルミナ粉（昭和電工
製、商品名ＡＬ１６０８Ｇ）とを第３表に示す配合割合
に秤量し、以下実施例１と同様の工程を経て焼結体（ア
ルミナ−ジルコニアセラミックス）を得た。ついで得ら
れた焼結体を第１図の（＆）及びｆｂ）に示す形状に加
工して試験片を得た。
製、商品名ＡＬ１６０８Ｇ）とを第３表に示す配合割合
に秤量し、以下実施例１と同様の工程を経て焼結体（ア
ルミナ−ジルコニアセラミックス）を得た。ついで得ら
れた焼結体を第１図の（＆）及びｆｂ）に示す形状に加
工して試験片を得た。
なお第１図のｆ＆）及び（ｂ）において１寸法人は直径
８０口、Ｂｄ直径１５ｇｏｎ、Ｃは３０■及びＤは１５
ｍｍである。
８０口、Ｂｄ直径１５ｇｏｎ、Ｃは３０■及びＤは１５
ｍｍである。
次に第１図の（＆）及び（ｂ）に示す試験片を第２図に
示すアルミナ製容器ｌ内に平均粒径が１μｍのアルミナ
粉を２０ｇ、直径が２ｗｎのジルコニアビーズ１２００
９及び＃度が１０重量優の硫酸水溶液１２０ｃｃを投入
し１回転軸２の先端に取付けた試験片３を１５００回転
／分（ｒｐｍ ）の条件で３時間回転して各試験片の摩
耗率を測定した。その結果を第３表に示す。
示すアルミナ製容器ｌ内に平均粒径が１μｍのアルミナ
粉を２０ｇ、直径が２ｗｎのジルコニアビーズ１２００
９及び＃度が１０重量優の硫酸水溶液１２０ｃｃを投入
し１回転軸２の先端に取付けた試験片３を１５００回転
／分（ｒｐｍ ）の条件で３時間回転して各試験片の摩
耗率を測定した。その結果を第３表に示す。
第３表から明らかなように９本発明になるアルミナ−ジ
ルコニアセラミックスは、酸の条件下で使用しても耐摩
耗性に優れることがわかる。
ルコニアセラミックスは、酸の条件下で使用しても耐摩
耗性に優れることがわかる。
実施ｆｌ１４
実施例２と同様の各原料を第４表に示す配合割合に秤量
し、ボールミルで均一に混合してジルコニア成分を得た
。
し、ボールミルで均一に混合してジルコニア成分を得た
。
以下実施例２と同様の工程を経て焼結体（アルミナ−ジ
ルコニアセラミックス）を得た。
ルコニアセラミックス）を得た。
この後実施例３と同様の試験片を作製し、実施例、３と
同様の方法で各試験片の摩耗率を測定した。
同様の方法で各試験片の摩耗率を測定した。
その結果を第４表に示す。
第４表から明らかなように９本発明になるアルミナ−ジ
ルコニアセラミックスは、酸の条件下で使用しても耐摩
耗性に優れることがわかる。
ルコニアセラミックスは、酸の条件下で使用しても耐摩
耗性に優れることがわかる。
（発明の効果）
本発明になるアルミナ−ジルコニアセラミックスは、高
温、腐食性環境などの条件下で使用しても耐摩耗性に優
れ、工業的に極めて好適なアルミナ−ジルコニアセラミ
ックスである。
温、腐食性環境などの条件下で使用しても耐摩耗性に優
れ、工業的に極めて好適なアルミナ−ジルコニアセラミ
ックスである。
第１図のｆａ）は摩耗率測定用試験片の平面図、（ｂ）
はその断面図及び第２図は摩耗率の測定をするための手
段を示す一部断面剛面図でるる。 符号の説明 ｌ・・・アルミナ製容器 ２・・・回転軸３・・・試
験片
はその断面図及び第２図は摩耗率の測定をするための手
段を示す一部断面剛面図でるる。 符号の説明 ｌ・・・アルミナ製容器 ２・・・回転軸３・・・試
験片
Claims (2)
- １．安定化剤として少なくともＣｅＯ＿２を３〜１５モ
ル％含むジルコニア成分１５〜５０重量％及びアルミナ
５０〜８５重量％を含有し，かつ焼結体中のアルミナの
平均結晶粒子径が２．５μｍ以下であるアルミナ−ジル
コニアセラミックス。 - ２．安定化剤として少なくともＣｅＯ＿２を３〜１５モ
ル％含むジルコニア成分１５〜５０重量％及びアルミナ
５０〜８５重量％を含有し，かつ焼結体中のアルミナの
平均結晶粒子径が２．５μｍ以下であり，単斜晶ジルコ
ニア結晶を１０％以下含むアルミナ−ジルコニアセラミ
ックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2118011A JPH03265563A (ja) | 1990-01-23 | 1990-05-08 | アルミナ‐ジルコニアセラミツクス |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1285590 | 1990-01-23 | ||
| JP2-12855 | 1990-01-23 | ||
| JP2118011A JPH03265563A (ja) | 1990-01-23 | 1990-05-08 | アルミナ‐ジルコニアセラミツクス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03265563A true JPH03265563A (ja) | 1991-11-26 |
Family
ID=26348538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2118011A Pending JPH03265563A (ja) | 1990-01-23 | 1990-05-08 | アルミナ‐ジルコニアセラミツクス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03265563A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1514856A1 (en) * | 2003-09-10 | 2005-03-16 | Kyocera Corporation | Alumina/zirconia ceramics and method of producing the same |
| US8074472B2 (en) | 2007-07-31 | 2011-12-13 | Zircoa Inc. | Grinding beads and method of producing the same |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62275057A (ja) * | 1986-05-21 | 1987-11-30 | 日立金属株式会社 | 刃物 |
| JPS62288157A (ja) * | 1986-06-04 | 1987-12-15 | 日立化成工業株式会社 | ジルコニア含有アルミナセラミツクス |
| JPH01234354A (ja) * | 1988-03-16 | 1989-09-19 | Hitachi Chem Co Ltd | ジルコニア含有アルミナセラミツクスの製造法 |
| JPH03223159A (ja) * | 1989-12-28 | 1991-10-02 | Tosoh Corp | アルミナ―ジルコニア複合焼結体 |
-
1990
- 1990-05-08 JP JP2118011A patent/JPH03265563A/ja active Pending
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