JPH0818868B2 - 高強度着色ジルコニア系焼結体 - Google Patents
高強度着色ジルコニア系焼結体Info
- Publication number
- JPH0818868B2 JPH0818868B2 JP62235004A JP23500487A JPH0818868B2 JP H0818868 B2 JPH0818868 B2 JP H0818868B2 JP 62235004 A JP62235004 A JP 62235004A JP 23500487 A JP23500487 A JP 23500487A JP H0818868 B2 JPH0818868 B2 JP H0818868B2
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- Japan
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- sintered body
- spikes
- spike
- zirconia sintered
- zirconia
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- 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、例えばシユーズ、タイヤその他の滑り止め
スパイク用等に使用できる着色された高強度ジルコニア
系焼結体に関する。
スパイク用等に使用できる着色された高強度ジルコニア
系焼結体に関する。
以下タイヤ用セラミツクスパイクを例にとつて説明す
るが、シユーズ特にスポーツ用等についても全く同様で
ある。
るが、シユーズ特にスポーツ用等についても全く同様で
ある。
従来、雪上、氷上用のスノータイヤ用スパイクとして
は、第４図および第５図に示すように鋼製シヤンク１に
超硬合金製のピン２あるいは超硬合金製のリング３をろ
う付けあるいはかしめ等の方法で接合したものが用いら
れている。
は、第４図および第５図に示すように鋼製シヤンク１に
超硬合金製のピン２あるいは超硬合金製のリング３をろ
う付けあるいはかしめ等の方法で接合したものが用いら
れている。
しかしながら、上記の方法で作られたスパイクは、ピ
ンやリングに超硬合金を用いるため高価である。また、
重量が大きいため燃費が高くつくこと、騒音が大きいこ
と、路面の損傷が大きいこと、などの欠点が指摘されて
いる。超硬合金製のピンやリングを用いるための上記欠
点を解消する一つの方法として、近年超硬合金に代えて
アルミナ系セラミツクスを使用することが検討されてい
る。ところが、アルミナ系セラミツクスは靭性が低いた
めに欠損、折損などの事故を引きおこす危険性が高く実
用化されるまでには至つていない。
ンやリングに超硬合金を用いるため高価である。また、
重量が大きいため燃費が高くつくこと、騒音が大きいこ
と、路面の損傷が大きいこと、などの欠点が指摘されて
いる。超硬合金製のピンやリングを用いるための上記欠
点を解消する一つの方法として、近年超硬合金に代えて
アルミナ系セラミツクスを使用することが検討されてい
る。ところが、アルミナ系セラミツクスは靭性が低いた
めに欠損、折損などの事故を引きおこす危険性が高く実
用化されるまでには至つていない。
更に、ジルコニア系のセラミツクスは、セラミツクス
のなかでも靭性が高い為検討がされているものの、この
検討は未だ十分ではない。ところで従来のジルコニア系
セラミツクスは、白色や黒色であるが、最近の傾向とし
てこれらのスパイクについても装飾性が要求されるよう
になつている。しかしながら前記のような現状であるか
ら、着色化されたジルコニア系セラミツクスについて
は、なおさらのこと、実用化されるまでに到つていな
い。
のなかでも靭性が高い為検討がされているものの、この
検討は未だ十分ではない。ところで従来のジルコニア系
セラミツクスは、白色や黒色であるが、最近の傾向とし
てこれらのスパイクについても装飾性が要求されるよう
になつている。しかしながら前記のような現状であるか
ら、着色化されたジルコニア系セラミツクスについて
は、なおさらのこと、実用化されるまでに到つていな
い。
本発明はこのような事情に鑑みて従来品の欠点を解消
した実用化可能な高強度着色ジルコニア系焼結体を提供
することを目的とするものである。
した実用化可能な高強度着色ジルコニア系焼結体を提供
することを目的とするものである。
ZrO2には1100℃付近に正方晶単斜晶の転移があるた
め、焼結時の亀裂が発生するなど製造に困難が生ずる。
しかしてこのZrO2にY2O3を適量添加することによつてZr
O2の大部分を正方晶化せしめて上記した焼結時亀裂発生
の問題を解決し、強度の増加をはかることが知られてい
る（文献J.Mat.Sci.15（1980）2861〜28）。
め、焼結時の亀裂が発生するなど製造に困難が生ずる。
しかしてこのZrO2にY2O3を適量添加することによつてZr
O2の大部分を正方晶化せしめて上記した焼結時亀裂発生
の問題を解決し、強度の増加をはかることが知られてい
る（文献J.Mat.Sci.15（1980）2861〜28）。
本発明者らは上記の事実に着目して研究の結果、1.5
〜５モル％のY2O3および／または５〜30モル％のCeO2を
含有するZrO2を97〜99.9重量％と、Cr2O3,NiO,Fe3O4,V2
O5およびTiO2から選ばれる１種または２種以上を0.1〜
３重量％（ただし、TiO2の場合は３重量％を含まない）
とから成り、組成より算出した理論比重の98.5％以上の
比重を有してなる高強度着色ジルコニア系焼結体が、ス
パイク用着色セラミツクスとして、従来の問題点を解消
した最良の特性を得ることを見出したのである。
〜５モル％のY2O3および／または５〜30モル％のCeO2を
含有するZrO2を97〜99.9重量％と、Cr2O3,NiO,Fe3O4,V2
O5およびTiO2から選ばれる１種または２種以上を0.1〜
３重量％（ただし、TiO2の場合は３重量％を含まない）
とから成り、組成より算出した理論比重の98.5％以上の
比重を有してなる高強度着色ジルコニア系焼結体が、ス
パイク用着色セラミツクスとして、従来の問題点を解消
した最良の特性を得ることを見出したのである。
ZrO2に加えるY2O3を1.5〜５モル％、CeO2を５〜30モ
ル％の範囲に制限してあるのは、Y2O3および／またはCe
O2が上記範囲の下限値未満であると準安定正方晶化が不
十分で製造時の亀裂発生等の欠陥が解消されないためで
あり、また、上限値を越えると立方晶の出現量が増加
し、強度が低下するためである。
ル％の範囲に制限してあるのは、Y2O3および／またはCe
O2が上記範囲の下限値未満であると準安定正方晶化が不
十分で製造時の亀裂発生等の欠陥が解消されないためで
あり、また、上限値を越えると立方晶の出現量が増加
し、強度が低下するためである。
また、Cr2O3,NiO,Fe3O4,V2O5及びTiO2から選ばれる１
種または２種以上を0.1〜３重量％（ただし、TiO2の場
合は３重量％を含まない）焼結体に含有させるのは、0.
1％未満では着色化されず、３重量％を越えると焼結性
を阻害して強度が大幅に低下する為である。
種または２種以上を0.1〜３重量％（ただし、TiO2の場
合は３重量％を含まない）焼結体に含有させるのは、0.
1％未満では着色化されず、３重量％を越えると焼結性
を阻害して強度が大幅に低下する為である。
また、着色したスパイク用としては、理論比重（混合
する化合物の比重を複合則により計算したもの）98.5％
以上を有したもので、ジルコニアの結晶相が主として正
方晶又は、正方晶と立方晶からなるという条件を満たす
ものが強度特性が十分に良好であり、実用化できる事を
見い出したものである。理論比重が98.5％未満では抗析
力が低くスパイク性能が良好でない。
する化合物の比重を複合則により計算したもの）98.5％
以上を有したもので、ジルコニアの結晶相が主として正
方晶又は、正方晶と立方晶からなるという条件を満たす
ものが強度特性が十分に良好であり、実用化できる事を
見い出したものである。理論比重が98.5％未満では抗析
力が低くスパイク性能が良好でない。
以下、本発明の着色による装飾性向上、商品値向上の
効果は明らかであるが、スノータイヤ用スパイクとして
用いる実施態様例を図で示して、本発明の性能面での作
用効果を説明する。
効果は明らかであるが、スノータイヤ用スパイクとして
用いる実施態様例を図で示して、本発明の性能面での作
用効果を説明する。
まず、従来のセラミツクス単体で形成したスパイクは
上述したように靭性が低いためにタイヤへの打込みの際
にフランジ部に衝撃が加わつて該フランジ部が破損する
危険性が高いのである。従つて第４図または第５図に示
すような従来のセラミツクス製スパイクにおいては、こ
れを防止するためフランジ部表面にプラスチツク等を被
覆するなどしてフランジ部を保護しなければならないと
いうのが現状である。
上述したように靭性が低いためにタイヤへの打込みの際
にフランジ部に衝撃が加わつて該フランジ部が破損する
危険性が高いのである。従つて第４図または第５図に示
すような従来のセラミツクス製スパイクにおいては、こ
れを防止するためフランジ部表面にプラスチツク等を被
覆するなどしてフランジ部を保護しなければならないと
いうのが現状である。
これに対して、本発明の如くAl2O3より靭性が比較的
高く、しかも着色したジルコニア焼結体を材料として用
いたスパイクの場合には、タイヤへの打込みに際しても
破損の危険性が少ないので第１図に示すように、このジ
ルコニア系焼結体単体でフランジ部12を含めたスパイク
11全体を形成させることができる。また他の実施例とし
ては、第２図のようにスパイク11の取付側端部近辺に溝
13を１ケ所または複数ケ所設けるか、あるいは第３図に
示すように穴14を１ケ所または複数ケ所設けることによ
つて抜け止めの効果を持たせ、それらの部分をプラスチ
ツク製のフランジ15で取囲むことにより構成することも
できる。このような場合、突起による抜け止めに比べて
プラスチツク部分の厚みを大きくとることができるた
め、抜け止めの効果をさらに大きくすることができる。
さらに、スパイク部の体積が小さくなるため、より軽量
とすることもできる。これらのジルコニア焼結体スパイ
クへの溝あるいは穴などの加工は、ジルコニア焼結体を
中間焼結した状態で行えば容易である。これに対して従
来検討されているセラミツクスの場合は、靭性が低いの
で、その１部に溝や穴を設けると、応力集中がおこり、
その部分から破損するおそれがあり、従つてフランジ部
をプラスチツクで取囲んだとしても、その耐性はよくな
い。
高く、しかも着色したジルコニア焼結体を材料として用
いたスパイクの場合には、タイヤへの打込みに際しても
破損の危険性が少ないので第１図に示すように、このジ
ルコニア系焼結体単体でフランジ部12を含めたスパイク
11全体を形成させることができる。また他の実施例とし
ては、第２図のようにスパイク11の取付側端部近辺に溝
13を１ケ所または複数ケ所設けるか、あるいは第３図に
示すように穴14を１ケ所または複数ケ所設けることによ
つて抜け止めの効果を持たせ、それらの部分をプラスチ
ツク製のフランジ15で取囲むことにより構成することも
できる。このような場合、突起による抜け止めに比べて
プラスチツク部分の厚みを大きくとることができるた
め、抜け止めの効果をさらに大きくすることができる。
さらに、スパイク部の体積が小さくなるため、より軽量
とすることもできる。これらのジルコニア焼結体スパイ
クへの溝あるいは穴などの加工は、ジルコニア焼結体を
中間焼結した状態で行えば容易である。これに対して従
来検討されているセラミツクスの場合は、靭性が低いの
で、その１部に溝や穴を設けると、応力集中がおこり、
その部分から破損するおそれがあり、従つてフランジ部
をプラスチツクで取囲んだとしても、その耐性はよくな
い。
以上、この発明のようにジルコニア焼結体を材料とし
て用いることによつて強度大で重量が小さいという実用
的価値の高いスノータイヤ用スパイクを得ることができ
るのである。この発明において、ジルコニア焼結体で作
つたスパイク本体の取付側端部近辺に溝あるいは穴を設
けて、その部分にプラスチツク製フランジを接合するに
は、該フランジ成形用金型を用いて合成樹脂を射出して
やればよく、それによつて合成樹脂が溝や穴にも埋め込
まれ、フランジ部の抜け止め効果を果すことができるの
である。
て用いることによつて強度大で重量が小さいという実用
的価値の高いスノータイヤ用スパイクを得ることができ
るのである。この発明において、ジルコニア焼結体で作
つたスパイク本体の取付側端部近辺に溝あるいは穴を設
けて、その部分にプラスチツク製フランジを接合するに
は、該フランジ成形用金型を用いて合成樹脂を射出して
やればよく、それによつて合成樹脂が溝や穴にも埋め込
まれ、フランジ部の抜け止め効果を果すことができるの
である。
なお上記はこの発明の説明をタイヤ用セラミツクスパ
イクについて行つたが、この発明のセラミツクスパイク
はタイヤ用に限定されるものではなく、シユーズ用とし
ても同様の効果を奏するものであり、この発明に包含さ
れるものである。
イクについて行つたが、この発明のセラミツクスパイク
はタイヤ用に限定されるものではなく、シユーズ用とし
ても同様の効果を奏するものであり、この発明に包含さ
れるものである。
〔実施例〕 表１に示す種々の組成の焼結体を用いて第３図に示す
形のスパイクを作製して抗折力（Kg/mm2）、破壊靭性
（MN/m3/2）、スパイク性能を試験した。試験結果を表
１に併せて示す。スパイク性能の評価は亀裂、欠損がな
ければ良好（○印）とした。
形のスパイクを作製して抗折力（Kg/mm2）、破壊靭性
（MN/m3/2）、スパイク性能を試験した。試験結果を表
１に併せて示す。スパイク性能の評価は亀裂、欠損がな
ければ良好（○印）とした。
なおスパイクの作製は、表１の組成の原料粉末をボー
ルミルで混合した後に、スプールドライヤーにて造粒
し、次に第３図の形のスパイクにプレスした後、大気中
1450℃で焼結し、次に1000℃,1000atmで２時間HIpを行
ない、さらに大気中で1300℃で２時間熱処理を行うこと
によつた。これらの結果から、本発明の着色化したジル
コニア焼結体は、スパイク用として十分耐えうる特性を
有している事がわかる。
ルミルで混合した後に、スプールドライヤーにて造粒
し、次に第３図の形のスパイクにプレスした後、大気中
1450℃で焼結し、次に1000℃,1000atmで２時間HIpを行
ない、さらに大気中で1300℃で２時間熱処理を行うこと
によつた。これらの結果から、本発明の着色化したジル
コニア焼結体は、スパイク用として十分耐えうる特性を
有している事がわかる。
〔発明の効果〕 本発明の高強度着色ジルコニア焼結体は靭性、抗折力
が大で強度が大きく、しかもその重量は軽量であり、着
色により装飾性もある。したがつて本発明はスパイク等
に用いて非常に優れた特性と商品価値を発揮できる焼結
体として、実用の途を開いた産業上有利なものである。
が大で強度が大きく、しかもその重量は軽量であり、着
色により装飾性もある。したがつて本発明はスパイク等
に用いて非常に優れた特性と商品価値を発揮できる焼結
体として、実用の途を開いた産業上有利なものである。
第１図は本発明のスパイクの一実施例を示す縦断面図で
あり、第２図および第３図は同じく他の実施例を示す縦
断面図であり、第４図は従来の超硬ピン式スパイクの縦
断面図、第５図は従来の超硬リング式スパイクの縦断面
図である。
あり、第２図および第３図は同じく他の実施例を示す縦
断面図であり、第４図は従来の超硬ピン式スパイクの縦
断面図、第５図は従来の超硬リング式スパイクの縦断面
図である。
Claims (1)
- 【請求項１】1.5〜５モル％のY2O3および／または５〜3
0モル％のCeO2を含有するZrO2を97〜99.9重量％と、Cr2
O3,NiO,Fe3O4,V2O5およびTiO2から選ばれる１種または
２種以上を0.1〜３重量％（ただしTiO2の場合は３重量
％を含まず）とから成り、組成より算出した理論比重の
98.5％以上の比重を有してなる高強度着色ジルコニア系
焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62235004A JPH0818868B2 (ja) | 1987-09-21 | 1987-09-21 | 高強度着色ジルコニア系焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62235004A JPH0818868B2 (ja) | 1987-09-21 | 1987-09-21 | 高強度着色ジルコニア系焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6479067A JPS6479067A (en) | 1989-03-24 |
| JPH0818868B2 true JPH0818868B2 (ja) | 1996-02-28 |
Family
ID=16979636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62235004A Expired - Fee Related JPH0818868B2 (ja) | 1987-09-21 | 1987-09-21 | 高強度着色ジルコニア系焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0818868B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007108416A1 (ja) | 2006-03-20 | 2007-09-27 | Kyocera Corporation | 着色ジルコニア質焼結体及びその製造方法並びに装飾部材 |
| WO2009099184A1 (ja) * | 2008-02-07 | 2009-08-13 | Kyocera Corporation | ジルコニア質焼結体およびその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4753902A (en) * | 1986-11-24 | 1988-06-28 | Corning Glass Works | Transformation toughened zirconia-titania-yttria ceramic alloys |
-
1987
- 1987-09-21 JP JP62235004A patent/JPH0818868B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6479067A (en) | 1989-03-24 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |