JPH0335261B2 - - Google Patents
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- JPH0335261B2 JPH0335261B2 JP60245582A JP24558285A JPH0335261B2 JP H0335261 B2 JPH0335261 B2 JP H0335261B2 JP 60245582 A JP60245582 A JP 60245582A JP 24558285 A JP24558285 A JP 24558285A JP H0335261 B2 JPH0335261 B2 JP H0335261B2
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- zirconia
- ceramics
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- zirconia ceramics
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はジルコニア素地にCr2O3を含有させた
着色ジルコニアセラミツクスに関し、特に装飾部
材に好適な着色ジルコニアセラミツクスに関する
ものである。
着色ジルコニアセラミツクスに関し、特に装飾部
材に好適な着色ジルコニアセラミツクスに関する
ものである。
（従来技術及びその問題点）
従来、アルミナセラミツクスに顔料を含有させ
た装飾部材が利用され、例えば時計ケースや文字
盤などの時計関連部品等に賞用されていた。
た装飾部材が利用され、例えば時計ケースや文字
盤などの時計関連部品等に賞用されていた。
しかしながら、アルミナセラミツクスは結晶の
間隙にある粒界がその結晶を結合させるという機
能にあつても、その結合強度が比較的低い多結晶
性状のため、焼結後の鏡面研摩に伴い、微細な結
晶が欠落するという難点があつた。加えて、結晶
及び粒界の全般にわたり、多くの空隙があるため
鏡面研磨をしても滑らかで深みのある艶を有した
鏡面が現出しないという装飾部材として好ましく
ない欠点があつた。
間隙にある粒界がその結晶を結合させるという機
能にあつても、その結合強度が比較的低い多結晶
性状のため、焼結後の鏡面研摩に伴い、微細な結
晶が欠落するという難点があつた。加えて、結晶
及び粒界の全般にわたり、多くの空隙があるため
鏡面研磨をしても滑らかで深みのある艶を有した
鏡面が現出しないという装飾部材として好ましく
ない欠点があつた。
しかも、このアルミナセラミツクスは強度に優
れているものの、不注意に落したりして対物衝撃
が加わると、割れ易いという欠点も有していた。
れているものの、不注意に落したりして対物衝撃
が加わると、割れ易いという欠点も有していた。
更に、ジルコニアセラミツクスに顔料を添加し
ていくなかで緑色を有するセラミツクスは得られ
ておらず、緑色アルミナセラミツクスを得んがた
め当業者であれば周知のNiOを用いれば、ジルコ
ニアセラミツクスについても同傾向の淡緑色が得
られているに過ぎない。しかしながら、鮮明な緑
色を有するジルコニアセラミツクスについては未
だ知られておらず、特に装飾部材として望まれる
色調である。
ていくなかで緑色を有するセラミツクスは得られ
ておらず、緑色アルミナセラミツクスを得んがた
め当業者であれば周知のNiOを用いれば、ジルコ
ニアセラミツクスについても同傾向の淡緑色が得
られているに過ぎない。しかしながら、鮮明な緑
色を有するジルコニアセラミツクスについては未
だ知られておらず、特に装飾部材として望まれる
色調である。
（発明の目的）
従つて、本発明の目的は、焼結後鏡面研摩によ
り滑らかな深みのある艶を有した鏡面を現出さ
せ、外部応力が加わつても破壊しない高靭性の着
色ジルコニアセラミツクスを提供するものであ
る。
り滑らかな深みのある艶を有した鏡面を現出さ
せ、外部応力が加わつても破壊しない高靭性の着
色ジルコニアセラミツクスを提供するものであ
る。
本発明の他の目的は、鮮明な緑色を有するジル
コニアセラミツクスを得て、装飾部材として好適
な着色ジルコニアセラミツクスを提供するもので
ある。
コニアセラミツクスを得て、装飾部材として好適
な着色ジルコニアセラミツクスを提供するもので
ある。
本発明によれば、ジルコニアを主成分として安
定化剤及び0.1乃至10重量％のCr2O3を含有したこ
とを特徴とする着色ジルコニアセラミツクスが提
供される。
定化剤及び0.1乃至10重量％のCr2O3を含有したこ
とを特徴とする着色ジルコニアセラミツクスが提
供される。
本発明のセラミツクスは、セラミツクスに顔料
を添加して着色せしめているという点では従来の
ものと軌を一にしているが、セラミツクスのうち
でもジルコニアセラミツクスを選択し、更に顔料
としてCr2O3を選択することにより従来のセラミ
ツクスよりも予想外の緑色セラミツクスが提供さ
れることが顕著な特徴である。
を添加して着色せしめているという点では従来の
ものと軌を一にしているが、セラミツクスのうち
でもジルコニアセラミツクスを選択し、更に顔料
としてCr2O3を選択することにより従来のセラミ
ツクスよりも予想外の緑色セラミツクスが提供さ
れることが顕著な特徴である。
即ち、幾多のセラミツクスのなかから空隙が一
段の少なく、且つ焼結後鏡面研摩しても微細な結
晶の欠落が少ないという装飾部材として好適なジ
ルコニアセラミツクスに着目し、更にジルコニア
セラミツクスには鮮明な緑色を有するものについ
て未だ知られておらず、多くの顔料成分中Cr2O3
を選択すると緑色を示すことが顕著な特徴であ
る。
段の少なく、且つ焼結後鏡面研摩しても微細な結
晶の欠落が少ないという装飾部材として好適なジ
ルコニアセラミツクスに着目し、更にジルコニア
セラミツクスには鮮明な緑色を有するものについ
て未だ知られておらず、多くの顔料成分中Cr2O3
を選択すると緑色を示すことが顕著な特徴であ
る。
このCr2O3自体アルミナセラミツクスの濃い赤
色顔料として当業者であれば周知であるにもかか
わらず、Cr2O3をジルコニアセラミツクスに添加
すれば緑色系顔料となることは予想外の効果であ
る。
色顔料として当業者であれば周知であるにもかか
わらず、Cr2O3をジルコニアセラミツクスに添加
すれば緑色系顔料となることは予想外の効果であ
る。
Cr2O3の含有量は所望の緑色に応じて適当量加
えればよく、本発明者が繰り返し行つた実験によ
れば、セラミツクス全体に対し約0.1乃至10重量
％含有すればよく、更に好適には１乃至５重量％
含有すればよい。0.1重量％未満では緑色の発色
が不十分であり、10重量％を超えるとジルコニア
セラミツクス自体が有している特性、例えば靭性
が劣化する。
えればよく、本発明者が繰り返し行つた実験によ
れば、セラミツクス全体に対し約0.1乃至10重量
％含有すればよく、更に好適には１乃至５重量％
含有すればよい。0.1重量％未満では緑色の発色
が不十分であり、10重量％を超えるとジルコニア
セラミツクス自体が有している特性、例えば靭性
が劣化する。
また、Cr2O3の一部を他の顔料と置換してもよ
く、例えばCoOと置換すると青味がかつた緑色と
なり、NiOと置換するとやや青味がかつた緑色と
なり、V2O5と置換すれば緑色の発色が強められ、
また暗い緑色となる。
く、例えばCoOと置換すると青味がかつた緑色と
なり、NiOと置換するとやや青味がかつた緑色と
なり、V2O5と置換すれば緑色の発色が強められ、
また暗い緑色となる。
更に、本発明によれば、部分安定化ジルコニア
セラミツクスを用いると、これが外部応力に吸収
してマルテンサイト変態することを利用し、例え
ば靭性が著しく向上した装飾部材が提供できる。
セラミツクスを用いると、これが外部応力に吸収
してマルテンサイト変態することを利用し、例え
ば靭性が著しく向上した装飾部材が提供できる。
即ち、純粋なジルコニアは安定であるが、1000
℃前後で相転移を起こし、体積変化に伴つてセラ
ミツクスを破壊に至らしめる。したがつて、
Y2O3、MgO、CaO、CeO2等の安定化剤を加え、
その添加量に応じて部分安定化ジルコニアセラミ
ツクスもしくは安定化ジルコニアセラミツクスが
作られている。とりわけ、部分安定化ジルコニア
セラミツクスではマルテンサイト変態により、靭
性が著しく向上し、またアルミナセラミツクスの
比べ、一段と抗折強度が改善されている。
℃前後で相転移を起こし、体積変化に伴つてセラ
ミツクスを破壊に至らしめる。したがつて、
Y2O3、MgO、CaO、CeO2等の安定化剤を加え、
その添加量に応じて部分安定化ジルコニアセラミ
ツクスもしくは安定化ジルコニアセラミツクスが
作られている。とりわけ、部分安定化ジルコニア
セラミツクスではマルテンサイト変態により、靭
性が著しく向上し、またアルミナセラミツクスの
比べ、一段と抗折強度が改善されている。
そこで本発明者は部分安定化ジルコニアセラミ
ツクス及び安定化ジルコニアセラミツクスの着色
部材への応用という、一歩進んだ利用を目差して
いるものであり、以下、その製作条件を述べる。
ツクス及び安定化ジルコニアセラミツクスの着色
部材への応用という、一歩進んだ利用を目差して
いるものであり、以下、その製作条件を述べる。
ジルコニアに対しY2O3の成分比が3mol％以上
9mol％未満の範囲であれば部分安定化ジルコニ
アとなり、９乃至55mol％の範囲で安定化ジルコ
ニアとなる。
9mol％未満の範囲であれば部分安定化ジルコニ
アとなり、９乃至55mol％の範囲で安定化ジルコ
ニアとなる。
また、ジルコニアに対しCaOの成分比が８乃至
12mol％の範囲であれば好ましい部分安定化ジル
コニアとなり、16乃至29mol％の範囲で安定化ジ
ルコニアとなる。ジルコニアに対しMgOの成分
比が16乃至26mol％の範囲であれば部分安定化ジ
ルコニアとなる。
12mol％の範囲であれば好ましい部分安定化ジル
コニアとなり、16乃至29mol％の範囲で安定化ジ
ルコニアとなる。ジルコニアに対しMgOの成分
比が16乃至26mol％の範囲であれば部分安定化ジ
ルコニアとなる。
本発明のセラミツクスはジルコニア、安定化剤
及びCr2O3を必須成分として含有するが、上記成
分以外の成分の含有を排除するものではない。例
えば、ジルコニア及び安定化剤の両成分の混合粉
砕時にボール等の粉砕媒体を使用するときは、こ
の粉砕媒体を構成する成分が混合粉砕物中に必然
的に含有されるようになる。例えば、アルミナ
（Al2O3）等であり、これはセラミツクス全体当
たり５重量％まで混合されることが許容される。
及びCr2O3を必須成分として含有するが、上記成
分以外の成分の含有を排除するものではない。例
えば、ジルコニア及び安定化剤の両成分の混合粉
砕時にボール等の粉砕媒体を使用するときは、こ
の粉砕媒体を構成する成分が混合粉砕物中に必然
的に含有されるようになる。例えば、アルミナ
（Al2O3）等であり、これはセラミツクス全体当
たり５重量％まで混合されることが許容される。
本発明では原料としてジルコニア粉末、安定化
剤及び顔料について述べたが、他に本発明の効果
を損なわない範囲でシリカ、アルミナ、チタニア
等々の周知の焼結促進剤等を加えてもよい。
剤及び顔料について述べたが、他に本発明の効果
を損なわない範囲でシリカ、アルミナ、チタニア
等々の周知の焼結促進剤等を加えてもよい。
本発明に用いるZrO2原料粉末は平均粒径0.15μ
ｍ以下、好ましくは0.06μｍ以下がよい。或いは
水酸化ジルコニウムなど仮焼に伴つてZrO2粉末
になるようなものであつてもよい。この水酸化ジ
ルコニウム（ZrO2・χH2O）を用いる場合、仮焼
温度を高くするほどZrO2粉末の一次粒子が大き
くなるため仮焼温度を900〜1050℃の範囲で変え
ることにより、一次粒子の平均粒径が0.02乃至
0.1μｍのZrO2粉末が得られる。
ｍ以下、好ましくは0.06μｍ以下がよい。或いは
水酸化ジルコニウムなど仮焼に伴つてZrO2粉末
になるようなものであつてもよい。この水酸化ジ
ルコニウム（ZrO2・χH2O）を用いる場合、仮焼
温度を高くするほどZrO2粉末の一次粒子が大き
くなるため仮焼温度を900〜1050℃の範囲で変え
ることにより、一次粒子の平均粒径が0.02乃至
0.1μｍのZrO2粉末が得られる。
また、安定化剤は平均粒径2μｍ以下、好まし
くは1μｍ以下のものを用いるのがよい。或いは、
所定量の安定化剤が加えられた共沈ZrO2粉末を
用いてもよく、この粉末を用いると安定化剤と
ZrO2が一層緻密且つ均一に分布した混合状態に
なるため、焼結体の結晶粒径が均一化されるとい
う利点を有する。
くは1μｍ以下のものを用いるのがよい。或いは、
所定量の安定化剤が加えられた共沈ZrO2粉末を
用いてもよく、この粉末を用いると安定化剤と
ZrO2が一層緻密且つ均一に分布した混合状態に
なるため、焼結体の結晶粒径が均一化されるとい
う利点を有する。
更に、ジルコニア粉末、安定化剤及びCr2O3の
混合粉末を加圧成形し、焼成する。この焼成条件
は1400乃至1700℃好ましくは1450乃至1550℃の温
度に設定して真空炉又は酸化炉で焼結が行われ
る。かくしてジルコニア素地が顔料成分によつて
所望の着色が得られるのに加えて、鏡面研磨によ
り滑らかで深みのある艶を有した鏡面をもつ着色
ジルコニアセラミツクスが提供される。
混合粉末を加圧成形し、焼成する。この焼成条件
は1400乃至1700℃好ましくは1450乃至1550℃の温
度に設定して真空炉又は酸化炉で焼結が行われ
る。かくしてジルコニア素地が顔料成分によつて
所望の着色が得られるのに加えて、鏡面研磨によ
り滑らかで深みのある艶を有した鏡面をもつ着色
ジルコニアセラミツクスが提供される。
（実施例）
次に本発明を、部分安定化ジルコニアセラミツ
クスを着色した場合を例にとつて説明する。
クスを着色した場合を例にとつて説明する。
例 １
高純度のジルコニア粉末100重量部に対して
Y2O3粉末5.3重量部及びCr2O35.3重量部を加えて
更に水100重量部を加えて振動ミルにて３日間粉
砕し、乾燥した。これを120メツシユに通し、パ
ラフインワツクスを添加し、さらに80メツシユに
通した。この混合物を成形圧1tol／cm2で７×65mm
の形状に成形し、1500℃の温度で真空焼成した。
Y2O3粉末5.3重量部及びCr2O35.3重量部を加えて
更に水100重量部を加えて振動ミルにて３日間粉
砕し、乾燥した。これを120メツシユに通し、パ
ラフインワツクスを添加し、さらに80メツシユに
通した。この混合物を成形圧1tol／cm2で７×65mm
の形状に成形し、1500℃の温度で真空焼成した。
かくして得られたセラミツクスを鏡面研磨した
ところ、いずれもアルミナ系着色部材に比べ容易
に研磨が出来、この鏡面の性状を確かめたとこ
ろ、滑らかで深みのある艶を有した鏡面をもつ緑
色となり、好適な装飾部材となることが判つた。
ところ、いずれもアルミナ系着色部材に比べ容易
に研磨が出来、この鏡面の性状を確かめたとこ
ろ、滑らかで深みのある艶を有した鏡面をもつ緑
色となり、好適な装飾部材となることが判つた。
次に、このセラミツクスの抗折強度及び靭性を
測定した結果、それぞれ85Kg／mm2、9.0MN／ｍ3/
２となつた。
測定した結果、それぞれ85Kg／mm2、9.0MN／ｍ3/
２となつた。
尚、抗折強度の測定はJIS−Ｒ−1601の３点曲
げ試験法に、靭性の測定はセラミツクスがマイク
ロクラツクの成長により破壊する際の臨界応力拡
大係数をセラミツクスの靭性特性としてS.E.N.B
（Single Edge Notched Beam）法に、それぞれ
従つた。
げ試験法に、靭性の測定はセラミツクスがマイク
ロクラツクの成長により破壊する際の臨界応力拡
大係数をセラミツクスの靭性特性としてS.E.N.B
（Single Edge Notched Beam）法に、それぞれ
従つた。
例 ２
安定化剤としてY2O3に代えてCaO5.3重量部を
加えて焼成温度を1450℃に設定した以外、例１と
同一条件にて製作した。
加えて焼成温度を1450℃に設定した以外、例１と
同一条件にて製作した。
このセラミツクスも例１と同様に滑らかで深み
のある艶を有した鏡面をもつ緑色となり、好適な
装飾部材となつた。
のある艶を有した鏡面をもつ緑色となり、好適な
装飾部材となつた。
また、抗折強度及び靭性はそれぞれ53Kg／mm2、
5.0MN／ｍ3/1であつた。
5.0MN／ｍ3/1であつた。
次に本発明者は他の実施例として、安定化剤
MgO、CeO2等についても実験したところ、本実
施例と同様に優れた鏡面をもつ緑色並びに曲げ強
度及び靭性特性の向上が確認できた。
MgO、CeO2等についても実験したところ、本実
施例と同様に優れた鏡面をもつ緑色並びに曲げ強
度及び靭性特性の向上が確認できた。
更に、安定化ジルコニアセラミツクスについて
は安定化剤の添加量を本実施例よりも大幅に多く
し、即ち、ジルコニアに対しY2O3の成分比を９
乃至65mol％、CaOの成分比を16乃至29mol％に
しCr2O3を添加すれば本実施例と同様な着色が認
められた。
は安定化剤の添加量を本実施例よりも大幅に多く
し、即ち、ジルコニアに対しY2O3の成分比を９
乃至65mol％、CaOの成分比を16乃至29mol％に
しCr2O3を添加すれば本実施例と同様な着色が認
められた。
（発明の効果）
以上の通り、本発明によれば鮮明な緑色を有す
るジルコニアセラミツクスができ、更にジルコニ
アセラミツクス自体が有する滑らかで深みのある
艶を有した鏡面が現出できると共に高強度・高靭
性特性により、例えば時計ケース、文字盤、タイ
ピン、スパイク鋲、盾、ブレスレツト、リング、
ボタン、ペンダント等の優れた装飾部材や各種の
機械部分と成り得る着色ジルコニアセラミツクス
が提供できた。
るジルコニアセラミツクスができ、更にジルコニ
アセラミツクス自体が有する滑らかで深みのある
艶を有した鏡面が現出できると共に高強度・高靭
性特性により、例えば時計ケース、文字盤、タイ
ピン、スパイク鋲、盾、ブレスレツト、リング、
ボタン、ペンダント等の優れた装飾部材や各種の
機械部分と成り得る着色ジルコニアセラミツクス
が提供できた。
Claims (1)
- １ ジルコニアを主成分とし、Y2O3、MgO、
CaO、CeO2等の安定化剤、および0.1〜10重量％
のCr2O3の顔料を含有してなる緑色系の着色ジル
コニアセラミツクス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60245582A JPS61141668A (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 着色ジルコニアセラミツクス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60245582A JPS61141668A (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 着色ジルコニアセラミツクス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61141668A JPS61141668A (ja) | 1986-06-28 |
| JPH0335261B2 true JPH0335261B2 (ja) | 1991-05-27 |
Family
ID=17135868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60245582A Granted JPS61141668A (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 着色ジルコニアセラミツクス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61141668A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS639598A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-16 | 京セラ株式会社 | セラミツク製ル−ラ− |
| WO2009119495A1 (ja) | 2008-03-24 | 2009-10-01 | 京セラ株式会社 | 装飾部品用セラミックス |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5122923A (ja) * | 1974-08-21 | 1976-02-24 | Hitachi Ltd | Kyuchakukan |
-
1985
- 1985-10-31 JP JP60245582A patent/JPS61141668A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5122923A (ja) * | 1974-08-21 | 1976-02-24 | Hitachi Ltd | Kyuchakukan |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61141668A (ja) | 1986-06-28 |
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