JPH0365560A - 着色ジルコニア質焼結体 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明は、ＺｒＯ２　（酸化ジルコニウム）を主成分と
し、特に装飾用として好適な着色ジルコニア質焼結体に
関する。

（従来技術） 従来、ＺｒＯ２　（酸化ジルコニウム）を主成分とする
焼結体はその機会的特性に優れることから、各種産業機
器の部品として用いられる。一方、その表面が光沢性お
よび高硬度であることから、焼結体中に顔料やＮｉ　、
　Ｃｒ、　Ｃｏ等を固溶、させて着色ｊ７、これを装飾
用として用いられている。

（発明が解決しよ・うとする課題） しかしながら、従来の着色ＺｒＯ，質焼結体では、顔料
等の添加により、ＺｒＯ□質焼結体の有する優れた特性
を劣化させる傾向にあり、特に硬度等の低下は表面の光
沢性を失わせる結果となるため好ましくない。

また、ＺｒＯ２，に対し、ある種の原料を固溶させる手
段では色調に深味がなく、高級感がなかった。

（発明の目的） よって、本発明の目的は深味のある紫色や真珠のような
光沢が発揮でき、しかも硬度が高く、傷に対する抵抗が
あり、美しい光揮を長期に亘って保持することができ、
かつ高強度の着色ＺｒＯ７質焼結体を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者等は、上記点に対し検討を重ねた結果、ＺｒＯ
□を主成分としてなる焼結体中にＬａＢａ　（ホウ化ブ
ン 辱Ｉタン）を適量添加することにより、ＺｒＯ２自体の
硬度をさらに高めるとともに紫色系の深味のある着色Ｚ
ｒＯ２焼結体が得られることを知見した。

即ち、本発明の着色ＺｒＯ□質焼結体はＬａＢ６を０．
１乃至４５体積％の割合で含有し、残部が実質的にＺｒ
Ｏ２および不可避不純物から成ることを特徴とするもの
で、さらに上記系に対し、Ｙ２Ｏ３および希土類酸化物
をＺｒＯ□に対し、■乃至５モル％の割合で配合するこ
とによりさらに強度を高めることができる。

以下、本発明を詳述する。

本発明によれば、添加物であるＬａＢ６の添加量が０．
１体積％未溝になると色が淡白くなるとともに硬度の向
上効果もない。一方、４５体積％を越えると黒色化する
ため、装飾用としては望ましくない。

特に色調の点からは、３乃至１０体積％で最もあざやか
な紫色を呈し、真珠状光沢を発揮する。

また、前記組成に対し、Ｙ２Ｏ３あるいは希土類酸化物
、ＭｇＯ，ＣａＯから選ばれる少なくとも１種、特にＹ
２Ｏ，、ＣｅＯ□等を添加すると、これら酸化物はＺｒ
Ｏ□に対し、安定化剤として作用し、焼結体の強度を更
に高めることができる。なお、これら安定化剤の添加に
より、ＺｒＯ２は、正方晶ＺｒＯ，（ｔ−ＺｒＯ，）あ
るいは立方晶ＺｒＯ□（ｃ−ＺｒＯ□）となるが、全量
ＺｒＯ□中ｔ−Ｚｒ０□、　ｃ−ＺｒＯ□は５０体積％
の割合で存在することが望ましく、またＺｒＯ□結晶粒
径は０．５乃至３．０μｍの範囲が表面の緻密性並びに
光沢性の点で望ましい。

さらに、本発明の焼結体には、Ａ１ｇ０３等の酸化物を
１０乃至３０体積％の割合で添加することによっても強
度の改善を図ることができる。

本発明の着色ＺｒＯ□質焼結体の製造にあたっては前述
の所定比の原料混合後に、所望の形状に任意の成形手段
、例えばプレス底形等によって成形した後、１２００乃
至１８００’ＣのＡｒガス等の不活性雰囲気で焼成する
。この時の焼成温度が１２００°Ｃ未満では緻密な焼結
体が得られず、１８００°Ｃを越える温度ではＺｒＯ□
の粒子が粗大となり、機械的特性、特に硬度及び抗折強
度が低下する。

焼成手段としては、真空焼成あるいはホットプレス焼成
等が採用されるが、特に上記の焼成方法によって得られ
た焼結体を５００〜２０００ａ　Ｌｍの圧力で熱間静水
圧プレス焼成することによって、より気孔ボイドのない
表面滑性および光沢に優れた焼結体を得ることができる
。

なお、添加するＬａＢ６の粒径は、０．１μｍ未満では
焼結が難しく、１００μｍを越えるとＺｒＯ□にクラッ
クが発生し易くなるため、０．１乃至１００μｍ、特に
０．５乃至１０μｍが望ましく、また、ＬａＢ６は薄片
状のもの程真珠状の光沢があざやかとなる。

（作用） 本発明の着色性は、添加物であるＺｒＯ□による発色作
用ではなく、ＺｒＯ□とＬａＢ、との界面において発色
していると考えられ、焼結体に入射した光はＺｒＯ□と
ＬａＢ、との界面で乱反射し、深味のある紫色に発色す
る。またＬａＢ６は発色と同時に焼結中のＺｒＯ□の結
晶粒子の成長を抑制するため、焼結体の抗折強度や硬度
を高める作用を有する。

以下、本発明を次の例で説明する。

（実施例） 第１表のＮα２〜７，９および１０に示すように、Ｙ２
Ｏ。

を３モル％の割合で配合した平均粒径０．５μｍのＺｒ
Ｏ２に平均粒径１．０μｍのＬａＢ、およびその他の添
加物を所定量調合し、ボールミルで２４時時間音した。

得られた原料を乾燥し、さらに溶剤と、バインダーを添
加してよく混合する。このバインダーは脱バインダー工
程後カーボンが残らないものを選択する。混合後よく乾
燥させ、プレス用原料とした。

この原料をホットプレス装置でホットプレス（１６８０
°ＣＸ　ｌｈ、３００ｋｇ／　ｃ＋ｆｌ）を行った。

または、アルゴンガス雰囲気中、１６５０°Ｃで焼成を
行った。

上記条件で、ボイドが残留している試料については、再
び１６５０°Ｃ，２０００ｋｇ／　Ｃ１１ｍのアルゴン
ガス中で熱間静水圧プレスを行った。

試料は上記工程でφ２０ｍｍ　、厚さ５ｍｍのタブレッ
トを作った。

この試料は表面を研磨した後、６μｍのダイヤモンド砥
粒でラッピングし、さらに１μｍのダイヤモンド砥粒で
ポリッシングした。

得られた試料は、目視で色調を検査し、ビッカース硬度
計で硬度を測定した。また、抗折強度はＪＩＳＲ１６０
１ａこ従い、４点曲げ法へ゛より試験＋、、、、、、　
六：　。

結果は第１表に示した。

（以下余白） 上記の第１表から明らかなように、本発明品は紫慎系統
の色調を有し、従来品に比べ硬度も向上していることが
わかる。

（発明の効果） 以上のように、本発明のアル電す質装飾材料は、添加物
によりＺｒ０ｙ、を発色させたのではな（、ＺｒＯ。

とＬａＢ、、の界面の発色を利用しているの７、装飾材
料に入射した光は、ＺｒＯ２とＬａＢａの界面で乱反射
し、深味のある紫免に発色し７、Ｌａｄ、の添加量を適
切に選択することによって真珠のような光沢を得ること
ができ、ｊ７かも１．、ａ　Ｂ、は高い硬度をイ１゛シ
、装飾材料自体はスクラッチに対する抵抗が高くなり、
美しい光沢を長Ｍに亘って保持することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ＬａＢ＿６（ホウ化ランタン）を０．１乃至４５体積
   ％、残部が実質的にＺｒＯ＿２および不可避不純物から
   成る着色ジルコニア質焼結体。