JPH0840770A - Zirconia sintered product and method for producing the same - Google Patents
Zirconia sintered product and method for producing the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、主としてダイス、ロ−
ラ−、るつぼ等のセラミックス耐熱部品及び耐火物を目
的としたジルコニア質焼結体及びその製造方法に関し、
耐熱衝撃性、特に1800℃までの耐急速加熱衝撃性に優
れ、しかも熱安定性及び高機械的特性を有する、希土類
金属酸化物安定化ジルコニア質焼結体及びその製造方法
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is mainly applied to dies and rolls.
La, a zirconia-based sintered body for a ceramic heat-resistant component such as a crucible and a refractory, and a manufacturing method thereof,
The present invention relates to a rare earth metal oxide-stabilized zirconia-based sintered body having excellent thermal shock resistance, particularly rapid thermal shock resistance up to 1800 ° C., and having thermal stability and high mechanical properties, and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】ジルコニア(ZrO2)質焼結体は、耐熱性、
耐食性に優れているうえに熱伝導率が小さく断熱性にも
優れている等種々の長所を有しているにもかかわらず、
耐熱衝撃性に劣るため、これが広汎な使用を妨げる原因
の1つとなっていた。 2. Description of the Related Art Zirconia (ZrO 2 ) -based sintered material is
Despite having various advantages such as excellent corrosion resistance, small thermal conductivity and excellent heat insulation,
Since it is inferior in thermal shock resistance, this has been one of the causes of hindering widespread use.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】現在、工業的に実用化
されているジルコニア質耐火物は、安定化剤を所定量加
えて電融した電融ジルコニアが一般的であるが、この種
電融ジルコニアは、その粉砕粉末を成形して焼成したと
しても20%程度の気孔率を有する多孔性のものしか得ら
れておらず、曲げ強度などの機械的特性についても必ず
しも満足すべきものではなく、耐熱衝撃性を要求するも
のに対しては使用に耐えられないものであった。また、
安定化剤を配合したジルコニア原料を焼成し、安定化さ
せた焼成ジルコニアも知られてはいるが、これを焼結し
たジルコニア質耐火物も高密度にはなりにくく、耐熱衝
撃性に劣るものであった。Currently, the zirconia-based refractory material which is industrially put into practical use is generally fused zirconia obtained by electromelting a stabilizer in a predetermined amount. Even if crushed powder of zirconia is molded and fired, only porcelain having a porosity of about 20% is obtained, and mechanical properties such as bending strength are not necessarily satisfactory, and heat resistance is high. It could not be used for those requiring impact resistance. Also,
A zirconia raw material containing a stabilizer is calcined, and calcined zirconia stabilized is also known, but zirconia refractory obtained by sintering the zirconia-based refractory is unlikely to have high density and is inferior in thermal shock resistance. there were.
【0004】その一例を挙げると、特開昭60-42274号公
報には、焼成中の安定化反応を高めるため、325メッシ
ュ以下で平均粒径0.5〜5μmのバッデライト(ZrO2)に32
5メッシュ以下のMgO、CaO及びY2O3の1種又は2種以上
からなる安定化剤を2〜7重量%配合し、これを有機質又
は無機質の粘着剤を使用して造粒し、成形後1600〜1850
℃で焼成することによって焼結とジルコニアの安定化処
理を同時に行い、これにより曲げ強度の高いジルコニア
質耐火物を製造することについて記載されている。そし
て、その実施例として、MgOを安定化剤として用いたも
ののみが挙げられているが、耐熱衝撃性及び機械的強度
に優れた材料組成の中でも、その曲げ強度は、高いとい
っても最高で15kgf/mm2程度であり、その気孔率も15%
以上と高く、構造用セラミックス材料として最低限必要
とする(比較的機械的特性の低いアルミナ焼結体なみの)
20kgf/mm2以上の曲げ強度を有し、溶融金属の侵入及び
反応を少なくすることができる15%以下の気孔率を有
し、更に耐熱衝撃性を有するジルコニア質焼結体が得ら
れるものではない。To give an example, in Japanese Patent Laid-Open No. 60-42274, in order to enhance the stabilizing reaction during firing, it is possible to use 32 parts of baddelite (ZrO 2 ) having an average particle size of 0.5 to 5 μm with a particle size of 325 mesh or less.
2 to 7% by weight of a stabilizer consisting of one or more of MgO, CaO and Y 2 O 3 of 5 mesh or less is blended, and this is granulated using an organic or inorganic pressure-sensitive adhesive and molded. After 1600 ~ 1850
It is described that sintering and stabilization treatment of zirconia are performed at the same time by firing at ℃, thereby producing a zirconia-based refractory having high bending strength. And, as an example, only those using MgO as a stabilizer are mentioned, but among the material composition excellent in thermal shock resistance and mechanical strength, its bending strength is the highest 15 kgf / mm 2 and its porosity is 15%
High as above and minimum required as a structural ceramic material (similar to alumina sintered body with relatively low mechanical properties)
A zirconia-based sintered body that has a bending strength of 20 kgf / mm 2 or more, a porosity of 15% or less that can reduce the penetration and reaction of molten metal, and has thermal shock resistance can be obtained. Absent.
【0005】その他、ジルコニアに各種酸化物を添加
し、複雑な微構造を持たせるようにし、これにより耐熱
衝撃性を改善しようとするジルコニア質耐火物も提案さ
れている。例えば特公昭57-34233号公報及び特開昭59-1
52266号公報には、2〜5重量%のCaOを含む部分安定化ジ
ルコニア50〜90重量%と、単斜晶ジルコニア10〜50重量
%とから構成され、この単斜晶ジルコニアがマトリック
ス部にのみ存在するような複雑な微構造を持たせたジル
コニア質耐火物について記載されている。しかし、この
ジルコニア質耐火物は、従来のジルコニア質耐火物と比
較して耐熱衝撃性が改善されているけれども、繁雑な製
造技術を採用しなければならないものである。In addition, a zirconia-based refractory has been proposed in which various oxides are added to zirconia so as to have a complicated microstructure, thereby improving thermal shock resistance. For example, JP-B-57-34233 and JP-A-59-1
JP-A-52266 discloses that 50 to 90% by weight of partially stabilized zirconia containing 2 to 5% by weight of CaO and 10 to 50% by weight of monoclinic zirconia are contained in the matrix portion. A zirconia-based refractory with a complex microstructure as it exists is described. However, although this zirconia-based refractory material has improved thermal shock resistance as compared with conventional zirconia-based refractory materials, it requires complicated manufacturing techniques.
【0006】また、従来のジルコニア質焼結体は、150
〜300℃付近で長時間にわたり放置されると、著しい強
度の低下が起こるという欠点を有している。これは、ジ
ルコニア質焼結体の結晶相のうち、常温では準安定相で
ある正方晶が安定相の単斜晶に転移し、この相転移に伴
う体積膨張が焼結体内に微小亀裂を発生させることによ
る。特にこの相転移は、水中もしくは水蒸気中の環境下
では上記した温度(150〜300℃)より低温でも生じ、その
速度も非常に速い。そのため、低温度域での強度低下が
顕著に現れてくることが大きな問題となっている。Further, the conventional zirconia-based sintered body is 150
It has the drawback that if it is left at about 300 ° C for a long period of time, the strength will remarkably decrease. This is because the tetragonal crystal, which is a metastable phase at room temperature among the crystal phases of the zirconia-based sintered body, transforms into a stable monoclinic crystal, and the volume expansion accompanying this phase transition causes microcracks in the sintered body. It depends. In particular, this phase transition occurs even at a temperature lower than the above-mentioned temperature (150 to 300 ° C.) under the environment of water or water vapor, and the rate thereof is also very fast. Therefore, it is a big problem that the strength is remarkably reduced in the low temperature region.
【0007】本発明は、上記従来の問題点、欠点に鑑み
成されたものであって、その目的とするところは、第1
に、耐熱衝撃性、特に1800℃までの耐急速加熱衝撃性に
優れ、しかも熱安定性及び高機械的特性を有するジルコ
ニア質焼結体を提供することにあり、第2に、150〜300
℃の温度にて大気中又は水及び水蒸気中において長時間
使用しても焼結体の劣化が起こりにくいジルコニア質焼
結体を提供することにあり、第3に、上記特性を有する
ジルコニア質焼結体を簡便な工程からなり、容易に製造
することができる方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems and drawbacks of the prior art, and the object thereof is the first aspect.
To provide a zirconia-based sintered body having excellent thermal shock resistance, particularly rapid thermal shock resistance up to 1800 ° C., and having thermal stability and high mechanical properties. Secondly, 150 to 300
A third object of the present invention is to provide a zirconia-based sintered body that is unlikely to deteriorate in the sintered body even if it is used in the air or water and steam at a temperature of ℃ for a long period of time. An object of the present invention is to provide a method for producing a bound body by simple steps, which can be easily manufactured.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明に係るジルコニア
質焼結体は、バッデライトからなるZrO2を主成分とし、
所定範囲量のNd2O3、Sm2O3、Gd2O3、Dy2O3、Y2O3、Ho2O
3、Er2O3及びYb2O3よりなる群から選ばれる1種又は2
種以上の希土類金属酸化物と、所定範囲量のAl2O3及びS
iO2を含む、又は所定範囲量のAl2O3、SiO2及びホウ素化
合物を含む原料配合物を焼結してなることを特徴とし、
これにより前記第1、第2の目的とするジルコニア質焼
結体を提供するものである。A zirconia-based sintered body according to the present invention contains ZrO 2 composed of baddelite as a main component,
Predetermined amount of Nd 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Y 2 O 3 , Ho 2 O
1 or 2 selected from the group consisting of 3 , Er 2 O 3 and Yb 2 O 3
One or more rare earth metal oxides and a certain amount of Al 2 O 3 and S
characterized by comprising a raw material mixture containing iO 2 , or a predetermined range amount of Al 2 O 3 , SiO 2 and a boron compound,
In this way, the zirconia-based sintered body, which is the first and second objects, is provided.
【0009】また、本発明に係るジルコニア質焼結体の
製造方法は、所定の原料組成となるように酸化物混合法
で原料配合物を調製し、これを成形した後、所定温度(1
400〜1700℃)で焼結することを特徴とし、これにより前
記第3の目的を達成したものである。Further, in the method for producing a zirconia-based sintered body according to the present invention, a raw material mixture is prepared by an oxide mixing method so that a predetermined raw material composition is obtained, and the mixture is molded at a predetermined temperature (1
It is characterized in that it is sintered at 400 to 1700 ° C.), thereby achieving the third object.
【0010】即ち、本発明に係るジルコニア質焼結体
は、「バッデライトからなるZrO2を主成分とし、Nd
2O3、Sm2O3、Gd2O3、Dy2O3、Y2O3、Ho2O3 、Er2O3及びY
b2O3よりなる群から選ばれる1種又は2種以上の希土類
金属酸化物と、Al2O3及びSiO2とを含む、又は、さらに
ホウ素化合物を含むジルコニア質焼結体であって、上記
希土類金属酸化物(R2O3)とZrO2とのモル比(R2O3/ZrO2)
が1/99〜5/95であり、かつ、Al2O3の含有量が0.05〜2
0モル%、SiO2の含有量が0.05〜10モル%である、又
は、さらにホウ素化合物の含有量がホウ素(B)に換算し
て0.05〜10モル%であることを特徴とするジルコニア質
焼結体。」(請求項1、請求項2)を要旨とする。That is, the zirconia-based sintered body according to the present invention is characterized in that "the main component is ZrO 2 composed of badderite, and Nd
2 O 3 , Sm 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Y 2 O 3 , Ho 2 O 3 , Er 2 O 3 and Y
A zirconia-based sintered body containing one or more rare earth metal oxides selected from the group consisting of b 2 O 3 and Al 2 O 3 and SiO 2 , or further containing a boron compound, Molar ratio of the above rare earth metal oxide (R 2 O 3 ) and ZrO 2 (R 2 O 3 / ZrO 2 )
Is 1/99 to 5/95, and the content of Al 2 O 3 is 0.05 to 2
0 mol%, the content of SiO 2 is 0.05 to 10 mol%, or even zirconia sintered the content of the boron compound is characterized in that 0.05 to 10 mol% in terms of boron (B) Union. (Claims 1 and 2) is the gist.
【0011】また、本発明に係るジルコニア質焼結体の
製造方法は、「バッデライトからなるZrO2を主成分と
し、安定化剤としてのNd2O3、Sm2O3、Gd2O3、Dy2O3、Y2
O3、Ho2O3 、Er2O3及びYb2O3よりなる群から選ばれる1
種又は2種以上の希土類金属酸化物と、Al2O3及びSiO2
とを含む、又は、Al2O3、SiO2及びホウ素化合物とを含
むジルコニア質焼結体の製造方法であって、(1) 原料組
成として、前記希土類金属酸化物(R2O3)とZrO2とのモル
比(R2O3/ZrO2)が1/99〜5/95、前記Al2O3が0.05〜20
モル%、前記SiO2が0.05〜10モル%、前記ホウ素化合物
がホウ素(B)に換算して0.05〜10モル%となるように、
酸化物混合法によって原料配合物を調整する工程、(2)
上記原料配合物を成形する工程、(3) 上記成形体を1400
〜1700℃で焼成する工程、を含むことを特徴とするジル
コニア質焼結体の製造方法。」(請求項6)を要旨とす
る。Further, the method for producing a zirconia-based sintered body according to the present invention is described as follows: "ZrO 2 composed of badderite is used as a main component, and Nd 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Gd 2 O 3 as a stabilizer, Dy 2 O 3 , Y 2
1 selected from the group consisting of O 3 , Ho 2 O 3 , Er 2 O 3 and Yb 2 O 3
Al 2 O 3 and SiO 2 with one or more rare earth metal oxides
Or a method for manufacturing a zirconia-based sintered body containing Al 2 O 3 , SiO 2 and a boron compound, (1) as a raw material composition, the rare earth metal oxide (R 2 O 3 ) and The molar ratio with ZrO 2 (R 2 O 3 / ZrO 2 ) is 1/99 to 5/95, and the Al 2 O 3 is 0.05 to 20.
Mol%, the SiO 2 content is 0.05 to 10 mol%, and the boron compound is 0.05 to 10 mol% in terms of boron (B).
Step of adjusting the raw material blend by the oxide mixing method, (2)
Step of molding the above raw material mixture, (3) 1400 the above molded body
A method for producing a zirconia-based sintered body, comprising: a step of firing at ~ 1700 ° C. (Claim 6) is the gist.
【0012】以下、本発明のジルコニア質焼結体及びそ
の製造方法について詳細に説明する。まず、本発明に係
るジルコニア質焼結体について説明すると、本発明は、
バッデライトからなるZrO2を主成分とし、Nd2O3、Sm
2O3、Gd2O3、Dy2O3、Y2O3、Ho2O3、Er2O3及びYb2O3より
なる群から選ばれる1種又は2種以上の希土類金属酸化
物(R2O3)を安定化剤として用いることを特徴とする。The zirconia-based sintered body of the present invention and the method for producing the same will be described in detail below. First, the zirconia-based sintered body according to the present invention will be described.
Mainly composed of ZrO 2 composed of badderite, Nd 2 O 3 , Sm
One or more rare earth metal oxides selected from the group consisting of 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Y 2 O 3 , Ho 2 O 3 , Er 2 O 3 and Yb 2 O 3 . (R 2 O 3 ) is used as a stabilizer.
【0013】そして、この安定化剤(R2O3)の配合割合と
しては、ZrO2とのモル比(R2O3/ZrO2)が1/99〜5/95で
あり、好ましい範囲は、1.5/98.5〜4/96である。R2O3
/ZrO2モル比が1/99未満では、得られるジルコニア質
焼結体に亀裂が発生し(後記表1、2の組成No.10参
照)、逆に5/95を超えると、十分な機械的強度を有する
ジルコニア質焼結体が得られない(後記表1、2の組成N
o.18参照)ので好ましくない。Regarding the compounding ratio of the stabilizer (R 2 O 3 ), the molar ratio with ZrO 2 (R 2 O 3 / ZrO 2 ) is 1/99 to 5/95, and the preferable range is , 1.5 / 98.5 to 4/96. R 2 O 3
When the / ZrO 2 molar ratio is less than 1/99, cracks occur in the resulting zirconia-based sintered body (see composition No. 10 in Tables 1 and 2 below). On the contrary, when it exceeds 5/95, sufficient mechanical properties are obtained. A zirconia-based sintered body having the desired strength cannot be obtained (composition N in Tables 1 and 2 below).
o.18)), which is not preferable.
【0014】なお、ジルコニア質焼結体の安定化剤とし
て、Ndよりイオン半径の小さな希土類金属酸化物である
La2O3やPr6O11などを、単独又はそれらを混合して用い
た場合、焼成中に微小亀裂が発生し、充分な機械的特性
を有するジルコニア質焼結体は得られなかった(後記表
1、2の組成No.1、同2参照)。しかし、本発明で使用す
る前記安定化剤(Nd2O3、Sm2O3、Gd2O3、Dy2O3、Y2O3、H
o2O3、Er2O3及びYb2O3よりなる群から選ばれる1種又は
2種以上の希土類金属酸化物)中の30モル%以下を上記
したLa2O3やPr6O11などに置き換えた場合、機械的特性
が低下するという問題は認められなかった。従って、こ
の場合も本発明に包含されるものである。As a stabilizer for the zirconia-based sintered body, a rare earth metal oxide having an ionic radius smaller than Nd is used.
When using La 2 O 3 or Pr 6 O 11 alone or in combination thereof, microcracks were generated during firing, and a zirconia-based sintered body having sufficient mechanical properties was not obtained ( (See Composition Nos. 1 and 2 in Tables 1 and 2 below). However, the stabilizers used in the present invention (Nd 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Y 2 O 3 , H
O 2 O 3 , Er 2 O 3 and Yb 2 O 3 selected from the group consisting of 1 or 2 or more kinds of rare earth metal oxides), and 30 mol% or less of the above La 2 O 3 or Pr 6 O 11 No problem was found that the mechanical properties deteriorate when replaced with, for example. Therefore, this case is also included in the present invention.
【0015】また、Eu2O3、Tb2O3、Tm2O3、Lu2O3、Sc2O
3などの希土類金属酸化物を安定化剤として用いた場合
も本発明のジルコニア質焼結体と同等の効果が認められ
るが、このような希土類金属酸化物は、非常に高価であ
るため工業的利用は難しいので好ましくない。Further, Eu 2 O 3 , Tb 2 O 3 , Tm 2 O 3 , Lu 2 O 3 and Sc 2 O
Even when using a rare earth metal oxide such as 3 as a stabilizer, the same effect as the zirconia-based sintered body of the present invention is recognized, but such a rare earth metal oxide is industrially expensive. It is not preferable because it is difficult to use.
【0016】ジルコニア原料として使用する“バッデラ
イト”とは、ジルコニウムの酸化鉱物名であって、ジル
コンなどを伴って産出されるものであり、その分析値の
1例を示すと、CaO;0.06,Fe2O3;0.82,SiO2;0.19,
ZrO2;98.90である。なお、バッデライト、ジルコンな
どの鉱石より分離精製された(例えば水溶液にし、不純
物などを除く方法等により分離精製された)高純度ジル
コニアを用いた場合、本発明が目的とする耐熱衝撃性に
優れた特性は得られないことが判明している。The "baddelite" used as a zirconia raw material is the name of zirconium oxide mineral, and is produced with zircon, and one example of the analysis value is CaO; 0.06, Fe. 2 O 3 ; 0.82, SiO 2 ; 0.19,
ZrO 2 ; 98.90. When high-purity zirconia separated and refined from ores such as baddelite and zircon (for example, separated and refined by a method of forming an aqueous solution and removing impurities and the like) is used, the thermal shock resistance of the present invention is excellent. It turns out that the characteristics cannot be obtained.
【0017】本発明に係るジルコニア質焼結体におい
て、Al2O3及びSiO2の添加により原料配合物の焼結が容
易となり、低温で焼成することができ、さらに、耐熱衝
撃性及び機械的特性の向上に大きく寄与し、また、ホウ
素の添加量を少なくすることも可能である。Al2O3の添
加量(含有量)が20モル%を超えると強度が低下し(後記
表1、3の組成No.22参照)、一方、0.05モル%未満では
Al2O3の添加効果が得られない(後記表1、2の組成No.1
9参照)。また、SiO2の含有量が10モル%を超えると著し
い強度の低下を招き(後記表1、3の組成No.26参照)、
一方、0.05モル%未満ではSiO2の添加効果は得られない
(後記表1、3の組成No.23参照)。In the zirconia-based sintered body according to the present invention, the addition of Al 2 O 3 and SiO 2 facilitates the sintering of the raw material mixture and enables the firing at a low temperature. It greatly contributes to the improvement of the characteristics, and it is possible to reduce the amount of boron added. When the added amount (content) of Al 2 O 3 exceeds 20 mol%, the strength decreases (see composition No. 22 in Tables 1 and 3 below), while when it is less than 0.05 mol%.
The effect of adding Al 2 O 3 cannot be obtained (composition No. 1 in Tables 1 and 2 below).
9). Further, when the content of SiO 2 exceeds 10 mol%, the strength is remarkably lowered (see composition No. 26 in Tables 1 and 3 below),
On the other hand, if it is less than 0.05 mol%, the effect of adding SiO 2 cannot be obtained.
(See composition No. 23 in Tables 1 and 3 below).
【0018】従って、本発明において、Al2O3:0.05〜2
0モル%、SiO2:0.05〜10モル%が好ましく、より好ま
しくは、Al2O3:0.1〜10モル%、SiO2:0.05〜5モル%
である。これらの添加物は、添加成分(Al、Si)の酸化物
のほかに窒化物、炭化物、水酸化物などの形で添加して
も同様の効果が得られ、このような原料の使用も本発明
に包含されるものである。Therefore, in the present invention, Al 2 O 3 : 0.05-2
0 mol%, SiO 2 : 0.05 to 10 mol% are preferable, more preferably Al 2 O 3 : 0.1 to 10 mol%, SiO 2 : 0.05 to 5 mol%
Is. These additives have similar effects even when added in the form of nitrides, carbides, hydroxides, etc. in addition to oxides of additive components (Al, Si). It is included in the invention.
【0019】更に、本発明に係るジルコニア質焼結体
は、その原料組成中にホウ素化合物を含有させるのが好
ましい。このホウ素化合物について説明すると、200
℃、250時間の水中テストを行った試料の曲げ強度及び
表面組織を観察した結果、ホウ素化合物を含まないジル
コニア質焼結体には大きな強度の低下が見られ、試料表
面においても多数の微亀裂が観察された。これに対し
て、ホウ素化合物を添加したジルコニア質焼結体には、
上記のような亀裂現象が認められず、しかも、テストを
行う前の試料の強度がホウ素化合物の添加の有無によっ
て異なり、添加したもののほうが明かに強度の向上が認
められた。Further, the zirconia-based sintered body according to the present invention preferably contains a boron compound in its raw material composition. Explaining this boron compound, 200
As a result of observing the bending strength and surface structure of the sample that was subjected to a water test at 250 ° C for 250 hours, a large decrease in strength was observed in the zirconia-based sintered body that did not contain a boron compound, and many microcracks were also observed on the sample surface. Was observed. On the other hand, in the zirconia-based sintered body to which the boron compound is added,
The above-mentioned cracking phenomenon was not observed, and the strength of the sample before the test was different depending on whether or not the boron compound was added, and it was clearly recognized that the strength of the added one was improved.
【0020】これらの試験結果から、ホウ素化合物を添
加することによりジルコニア質焼結体の熱安定性を向上
させ得ることを見いだした。従って、本発明に係るジル
コニア質焼結体において、特に熱安定性を必要とする場
合にはホウ素化合物を配合することが好ましい。From these test results, it was found that the thermal stability of the zirconia-based sintered body can be improved by adding the boron compound. Therefore, in the zirconia-based sintered body according to the present invention, it is preferable to add a boron compound especially when heat stability is required.
【0021】但し、ホウ素化合物を含有する場合であっ
ても、その含有量がホウ素(B)に換算して0.05モル%未
満では、ホウ素化合物の添加による効果は見られず、逆
に10モル%を超えて添加した場合では、初期の曲げ強度
の低下を招く傾向がある(後記表1、3の組成No.30参
照)。このことより、本発明に係るジルコニア質焼結体
においては、ホウ素化合物の添加量は、ホウ素(B)に換
算して0.05〜10モル%が好ましく、より好ましくは0.05
〜5モル%である。However, even when a boron compound is contained, if the content thereof is less than 0.05 mol% in terms of boron (B), the effect of the addition of the boron compound is not observed, and conversely 10 mol%. If it is added over the range, the initial bending strength tends to be lowered (see composition No. 30 in Tables 1 and 3 below). From this, in the zirconia-based sintered body according to the present invention, the addition amount of the boron compound is preferably 0.05 to 10 mol% in terms of boron (B), and more preferably 0.05.
~ 5 mol%.
【0022】上記ホウ素化合物としては、酸化ホウ素、
窒化ホウ素、炭化ホウ素、もしくはNd、Sm、Gd、Dy、
Y、Ho、Er及びYb以外の金属ホウ化物(例えば主成分であ
るZr、あるいは、添加成分であるAlなどからなる金属ホ
ウ化物)を使用することができる。なお、本発明に係る
ジルコニア質焼結体において、このようなホウ素化合物
を必須添加成分とするものではない。その理由は、ホウ
素化合物を含まないものであっても、本発明で規定する
ジルコニア質焼結体は、熱安定性が劣る以外、耐熱衝撃
性及び機械的特性に関して優れており、工業的価値の高
い製品となり得るからである(後記表1、3の組成No.27
参照)。As the above-mentioned boron compound, boron oxide,
Boron nitride, boron carbide, or Nd, Sm, Gd, Dy,
A metal boride other than Y, Ho, Er and Yb (for example, a metal boride composed of Zr as a main component or Al as an additional component) can be used. In the zirconia-based sintered body according to the present invention, such a boron compound is not an essential additive component. The reason is that even if it does not contain a boron compound, the zirconia-based sintered body defined by the present invention is excellent in thermal shock resistance and mechanical properties, except that it has poor thermal stability, and has an industrial value of This is because it can be a high product (composition No. 27 in Tables 1 and 3 below).
reference).
【0023】本発明に係るジルコニア質焼結体は、焼結
体の結晶粒子が主として単斜晶と正方晶の混合相又は単
斜晶と正方晶と立方晶の混合相よりなり、平均結晶粒子
径が5μm以下で、かつ気孔率が15%以下の焼結体であ
り、150〜300℃の温度にて大気中、水中又は水蒸気中で
の長時間における使用に際し、焼結体の劣化が起こり難
い特性を有するものである。また、本発明に係るジルコ
ニア質焼結体は、Al2O3及びSiO2(又はAl2O3、SiO2及び
ホウ素化合物)が源となるAl及びSi(又はAl、Si及びB)
が、主にZrO2粒子どうしの粒界部に濃縮析出している焼
結体である。In the zirconia-based sintered body according to the present invention, the crystal grains of the sintered body are mainly composed of a mixed phase of monoclinic crystal and tetragonal crystal or a mixed phase of monoclinic crystal, tetragonal crystal and cubic crystal. A sintered body with a diameter of 5 μm or less and a porosity of 15% or less, and deterioration of the sintered body occurs during long-term use in air, water or steam at a temperature of 150 to 300 ° C. It has difficult characteristics. Further, the zirconia-based sintered body according to the present invention, Al 2 O 3 and SiO 2 (or Al 2 O 3 , SiO 2 and boron compound) source Al and Si (or Al, Si and B)
Is a sintered body mainly concentrated and precipitated at the grain boundary between ZrO 2 particles.
【0024】次に、本発明に係るジルコニア質焼結体の
製造方法について説明すると、バッデライトからなるZr
O2、希土類金属酸化物(Nd2O3、Sm2O3、Gd2O3、Dy2O3、Y
2O3、Ho2O3、Er2O3及びYb2O3よりなる群から選ばれる1
種又は2種以上の希土類金属酸化物)、Al2O3、SiO2、更
に必要に応じてホウ素化合物を前記所定範囲内の組成と
なるように、酸化物混合法を用いて原料配合物を調製す
る。得られた原料配合物を成形し、該成形体を1400〜17
00℃の温度範囲内(好ましくは1450〜1580℃の温度範囲
内)で焼結して目的とするジルコニア質焼結体を製造す
る。焼結温度が1400℃未満では、緻密化が進まず(後記
表2組成No.14の焼成温度:1350℃の項参照)、一方、17
00℃を超えると、結晶粒の異常粒成長などにより高強度
な焼結体が得られないので好ましくない(後記表2組成N
o.14の焼成温度:1750℃の項参照)。Next, a method of manufacturing a zirconia-based sintered body according to the present invention will be described. Zr composed of baddelite
O 2 , rare earth metal oxide (Nd 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Y
1 selected from the group consisting of 2 O 3 , Ho 2 O 3 , Er 2 O 3 and Yb 2 O 3.
One or two or more rare earth metal oxides), Al 2 O 3 , SiO 2 and, if necessary, a boron compound so as to have a composition within the above-mentioned predetermined range by using an oxide mixing method to prepare a raw material mixture. Prepare. The obtained raw material mixture is molded, and the molded body is molded at 1400 to 17
Sintering is performed within a temperature range of 00 ° C. (preferably within a temperature range of 1450 to 1580 ° C.) to produce a target zirconia-based sintered body. If the sintering temperature is less than 1400 ° C, the densification does not proceed (see the firing temperature of composition No. 14 in Table 2 below: 1350 ° C), while 17
If the temperature exceeds 00 ° C, a high-strength sintered body cannot be obtained due to abnormal grain growth of crystal grains, etc. (Table 2
O.14 firing temperature: 1750 ° C).
【0025】前記した組成及び製造方法により得られる
本発明に係るジルコニア質焼結体は、平均結晶粒子径が
5μm以下で、かつ気孔率が15%以下であり、150〜300
℃の温度にて大気中、水中又は水蒸気中での長時間にお
ける使用に際し、焼結体の劣化が起こり難い特性を有す
るものである。The zirconia-based sintered body according to the present invention obtained by the above composition and manufacturing method has an average crystal grain size of
Less than 5 μm and porosity less than 15%, 150-300
It has a characteristic that deterioration of the sintered body is unlikely to occur during long-term use in the atmosphere, water or steam at a temperature of ° C.
【0026】平均粒子径が5μmを超えるような焼結体
では、耐摩耗性及び熱安定性の面で良好な特性を得るこ
とができず、150〜300℃の温度にて大気中又は水及び水
蒸気中での長時間における使用に際し、焼結体の劣化を
招くこととなる。また、気孔率が15%を超えると、溶融
金属などの侵入及び反応が大きくなるばかりでなく、曲
げ強度も低下することとなる。With a sintered body having an average particle size of more than 5 μm, good characteristics in terms of wear resistance and thermal stability cannot be obtained, and the sintered body is heated to 150 ° to 300 ° C. in the air or in water or water. When used in steam for a long time, the sintered body is deteriorated. Further, if the porosity exceeds 15%, not only the penetration and reaction of molten metal and the like increase, but also the bending strength decreases.
【0027】更に、本発明に係るジルコニア質焼結体
は、電子プロ−ブマイクロアナリシスによる分析の結
果、Al2O3及びSiO2(又はAl2O3、SiO2及びホウ素化合物)
が源となるAl及びSi(又はAl、Si及びB)が、主にZrO2粒
子どうしの粒界部に濃縮析出しており、特にAlの析出が
顕著であることを確認した。Further, the zirconia-based sintered body according to the present invention was analyzed by electron probe microanalysis, and as a result, Al 2 O 3 and SiO 2 (or Al 2 O 3 , SiO 2 and boron compound) were obtained.
It was confirmed that Al and Si (or Al, Si and B), which are the sources, were concentrated and precipitated mainly in the grain boundary part between the ZrO 2 particles, and the precipitation of Al was particularly remarkable.
【0028】[0028]
【作用】本発明に係るジルコニア質焼結体「Al2O3及びS
iO2(又はAl2O3、SiO2及びホウ素化合物)を含有し、バッ
デライトからなる希土類金属酸化物安定化ジルコニア質
焼結体であって、本発明で規定する組成を有し、同じく
本発明で規定する結晶構成相、平均結晶粒子径、粒界部
組成を満足するジルコニア質焼結体」は、従来のジルコ
ニア質焼結体にみられない、耐熱衝撃性及び熱安定性に
優れ、高い機械的特性を有するジルコニア質焼結体が提
供することができる。[Function] The zirconia-based sintered body "Al 2 O 3 and S according to the present invention"
A rare earth metal oxide-stabilized zirconia-based sintered body containing badelite, which contains iO 2 (or Al 2 O 3 , SiO 2 and a boron compound), has the composition defined by the present invention, and also the present invention The zirconia-based sintered body that satisfies the crystal constitution phase, the average crystal grain size, and the composition of the grain boundary portion defined in 1. is not found in the conventional zirconia-based sintered body, is excellent in thermal shock resistance and thermal stability, and A zirconia-based sintered body having mechanical properties can be provided.
【0029】[0029]
【実施例】次に、本発明の実施例を比較例と共に挙げ、
本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を
超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。Next, examples of the present invention will be described together with comparative examples.
The present invention will be described more specifically, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.
【0030】(実施例、比較例)表1に示す組成(組成N
o.1〜30)となるように、98%以上の純度からなるバッデ
ライト(ZrO2)、各種希土類金属酸化物(R2O3)、酸化アル
ミニウム(Al2O3)、二酸化ケイ素(SiO2)、酸化ホウ素(B2
O3)を秤量し(バッデライト中のAl2O3、SiO2も表1の組
成値に含む)、溶媒としてイオン交換水を用い、更にア
クリル系共重合樹脂を3重量%加え、ゴムライニングの
ボ−ルミルにてZrO2質メディアを使用して混練した後、
スプレ−造粒を行った。Examples and Comparative Examples Compositions shown in Table 1 (composition N
o.1 to 30), the baddelite (ZrO 2 ) having a purity of 98% or more, various rare earth metal oxides (R 2 O 3 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon dioxide (SiO 2) ), Boron oxide (B 2
O 3 ) is weighed (Al 2 O 3 and SiO 2 in the baddelite are also included in the composition values in Table 1), ion-exchanged water is used as a solvent, and 3% by weight of an acrylic copolymer resin is further added to the rubber lining. After kneading with ZrO 2 quality media in a ball mill,
Spray granulation was performed.
【0031】[0031]
【表1】 [Table 1]
【0032】この造粒粉を1000kgf/cm2の圧力でCIP成
形し、表2、表3に示す温度にて本焼成を行った。得ら
れた各ジルコニア質焼結体について“気孔率”“平均結
晶粒子径”“結晶相”“3点曲げ強度(ファインセラミ
ックスの曲げ強さ試験方法:JIS R1601に基づいて測定
した値)”“ビッカ−ス硬さ(JIS R1610)”“熱安定性”
及び“耐熱衝撃性”を表2、表3に示す。This granulated powder was CIP-molded at a pressure of 1000 kgf / cm 2 and was subjected to main firing at the temperatures shown in Tables 2 and 3. "Porosity""Average crystal grain size""Crystalphase""3-point bending strength (bending strength test method for fine ceramics: value measured based on JIS R1601)" for each of the obtained zirconia-based sintered bodies Vickers hardness (JIS R1610) "" Thermal stability "
Tables 2 and 3 show the “thermal shock resistance”.
【0033】焼結体の“気孔率”は、3点曲げ強度測定
用試料を用いてJIS R2205を参考にして測定した。ま
た、焼結体の“熱安定性”は、焼結体をオ−トクレ−ブ
に入れ、200℃の熱水中にて200時間のエ−ジングテスト
を行った後、焼結体の劣化具合を観察して判断した。焼
結体の“耐熱衝撃性”は、焼結体を1800℃に保持された
アセチレンバ−ナ−炎中に室温状態から直接入れ、30秒
間保持した後、焼結体の亀裂状態を観察して判断した。The "porosity" of the sintered body was measured using a three-point bending strength measurement sample with reference to JIS R2205. In addition, the "thermal stability" of the sintered body is the deterioration of the sintered body after the sintered body was placed in an autoclave and subjected to an aging test for 200 hours in hot water at 200 ° C. It was judged by observing the condition. The "heat shock resistance" of the sintered body is that the sintered body is directly placed in an acetylene burner flame maintained at 1800 ° C from room temperature for 30 seconds and then the cracked state of the sintered body is observed. I judged it.
【0034】焼結体における結晶相の単斜晶、正方晶、
立方晶の各含有量は、焼結体表面を#600のダイヤモン
ド砥石で研削した後1〜5μmのダイヤモンド粒により鏡
面に仕上げ、その表面のX線回折による強度比より次式
(1)〜(3)を用いて求めた。Monoclinic crystal, tetragonal crystal of the crystal phase in the sintered body,
The cubic crystal content is calculated by the following formula from the intensity ratio of the surface by X-ray diffraction after grinding the surface of the sintered body with a # 600 diamond grindstone and finishing it to a mirror surface with diamond grains of 1 to 5 μm.
It was determined using (1) to (3).
【0035】[0035]
【数1】 [Equation 1]
【0036】また、平均粒子径の測定は、前記したよう
に鏡面に仕上げた焼結体の表面をフッ化水素酸によりエ
ッチング処理を行い、電子顕微鏡写真で粒子数(n)を50
個以上含むような一定面積(S)内に等しい円の直径(d)
を、式:d=(4S/π)1/2により計算し、そして、dを
同一試料の3カ所以上の視野について求め、その平均粒
子径とした。粒子数(n)は、一定面積(S)に完全に含ま
れる粒子の数と一定面積の境界線で切られる粒子の数の
1/2との和とした(この平均粒子径の測定法について
は、特公昭61−21184号公報参照)。Further, the average particle diameter is measured by etching the surface of the sintered body, which has been mirror-finished as described above, with hydrofluoric acid, and the number of particles (n) is 50 in an electron micrograph.
Diameter of a circle (d) that is equal within a certain area (S) that contains more than one
Was calculated by the equation: d = (4S / π) 1/2 , and d was determined for three or more visual fields of the same sample, and the obtained average particle size was obtained. The number of particles (n) is the number of particles completely contained in a certain area (S) and the number of particles cut by the boundary line of a certain area.
The sum is 1/2. (For the method for measuring the average particle diameter, see JP-B-61-21184).
【0037】[0037]
【表2】 [Table 2]
【0038】[0038]
【表3】 [Table 3]
【0039】表2及び表3から、安定化剤(R2O3)とZrO2
とのモル比が本発明の所定範囲内で、かつ所定範囲内の
Al2O3、SiO2、ホウ素化合物(B2O3)を含む実施例では、
高い機械的特性を示し、しかも熱安定性が良好なジルコ
ニア質焼結体が得られることが理解できる。From Tables 2 and 3, the stabilizer (R 2 O 3 ) and ZrO 2
Within a predetermined range of the present invention, and within a predetermined range
In the examples containing Al 2 O 3 , SiO 2 , and the boron compound (B 2 O 3 ),
It can be understood that a zirconia-based sintered body having high mechanical properties and good thermal stability can be obtained.
【0040】これに対して、本発明で規定する上記所定
範囲の1つでもはずれたものでは、本発明で目的とする
ジルコニア質焼結体を得ることはできない。例えば、本
発明で規定する「R2O3/ZrO2:1/99〜5/95」の範囲外
である組成No.10(Y2O3/ZrO2:0.5/99.5)の比較例で
は、安定化剤のY2O3が微量であるので亀裂を生じ、同じ
く組成No.18(Y2O3/ZrO2:6/94)の比較例では、曲げ強
度が15kgf/mm2以下と低く、所望のジルコニア質焼結体
を得ることはできない。On the other hand, even if one of the above-mentioned predetermined ranges defined by the present invention is out of the range, the zirconia-based sintered body intended by the present invention cannot be obtained. For example, in a comparative example of composition No. 10 (Y 2 O 3 / ZrO 2 : 0.5 / 99.5) which is outside the range of “R 2 O 3 / ZrO 2 : 1/99 to 5/95” specified in the present invention, In addition, since the stabilizer Y 2 O 3 is present in a small amount, cracks are generated, and in the comparative example of the composition No. 18 (Y 2 O 3 / ZrO 2 : 6/94), the bending strength is 15 kgf / mm 2 or less. It is too low to obtain the desired zirconia-based sintered body.
【0041】また、本発明で規定するR2O3/ZrO2モル比
の範囲内であっても、Al2O3、SiO2が所定範囲外である
組成No.19、No.22、No.23、No.26では、曲げ強度が20kg
f/mm2以下と低く、所望のジルコニア質焼結体を得るこ
とはできない。更に、ホウ素化合物(B2O3)が所定範囲外
である組成No.30(B2O3含有量:15モル%)では、熱安定
性が劣るばかりでなく、曲げ強度が8.2kgf/mm2と極端
に低いものであった。なお、組成No.27では、B2O3を含
まないものであり、このため熱安定性が劣るものの高強
度を有し、耐熱衝撃性が良好なものであった。Even within the range of the R 2 O 3 / ZrO 2 molar ratio specified in the present invention, compositions No. 19, No. 22 and No. 2 in which Al 2 O 3 and SiO 2 were out of the predetermined ranges were used. Bending strength of 20 kg for .23 and No. 26
Since it is as low as f / mm 2 or less, a desired zirconia-based sintered body cannot be obtained. Further, in the composition No. 30 (B 2 O 3 content: 15 mol%) in which the boron compound (B 2 O 3 ) is out of the predetermined range, not only the thermal stability is poor, but also the bending strength is 8.2 kgf / mm. It was extremely low at 2 . The composition No. 27 did not contain B 2 O 3 , and therefore had high thermal strength and good thermal shock resistance although it had poor thermal stability.
【0042】更に、安定化剤(R2O3)とZrO2とのモル比が
本発明の所定範囲内で、かつ所定範囲のAl2O3、SiO2及
びホウ素化合物(B2O3)になるように調整した原料配合物
を用いても、本焼条件において1400〜1700℃の範囲外の
条件下では、所望のジルコニア質焼結体を得ることはで
きない。即ち、本発明で規定する範囲外の1350℃又は17
50℃で本焼した比較例(表2の組成No.14の項参照)で
は、曲げ強度が20kgf/mm2以下と低く、しかも熱安定性
が劣り、所望のジルコニア質焼結体を得ることはできな
かった。Further, the molar ratio of the stabilizer (R 2 O 3 ) and ZrO 2 is within the predetermined range of the present invention and within the predetermined range of Al 2 O 3 , SiO 2 and boron compound (B 2 O 3 ). Even if the raw material composition adjusted to be used is used, the desired zirconia-based sintered body cannot be obtained under the firing conditions outside the range of 1400 to 1700 ° C. That is, 1350 ° C or 17 outside the range specified in the present invention.
In the comparative example fired at 50 ° C (see the composition No. 14 in Table 2), the bending strength was as low as 20 kgf / mm 2 or less, and the thermal stability was poor, so that the desired zirconia-based sintered body was obtained. I couldn't.
【0043】[0043]
【発明の効果】本発明は、以上詳記したとおり、バッデ
ライトからなるZrO2を主成分とし、Al2O3及びSiO2(又は
Al2O3、SiO2及びホウ素化合物)を含有する希土類金属酸
化物安定化ジルコニア質焼結体であって、本発明で規定
する組成を有し、同じく本発明で規定する結晶構成相、
平均結晶粒子径、気孔率、粒界組成を満足するジルコニ
ア質焼結体であり、この焼結体は、従来のジルコニア質
焼結体にみられない、耐熱衝撃性及び熱安定性に優れ、
高い機械的特性を有するジルコニア質焼結体が提供する
ことができる。特に、1800℃までの耐急速加熱衝撃性に
優れた耐熱衝撃性を有するものであり、これを低価格で
提供することができるところから、その工業的有用性は
極めて大である。As described in detail above, the present invention comprises ZrO 2 composed of baddelite as a main component, Al 2 O 3 and SiO 2 (or
Al 2 O 3 , SiO 2 and a boron compound) is a rare earth metal oxide-stabilized zirconia-based sintered body, having a composition defined by the present invention, and a crystal constituent phase also defined by the present invention,
Average crystal particle diameter, porosity, a zirconia-based sintered body that satisfies the grain boundary composition, this sintered body is not found in conventional zirconia-based sintered bodies, excellent thermal shock resistance and thermal stability,
A zirconia-based sintered body having high mechanical properties can be provided. In particular, it has excellent thermal shock resistance up to 1800 ° C. and has excellent thermal shock resistance, and since it can be provided at a low price, its industrial utility is extremely large.
Claims (6)
し、Nd2O3、Sm2O3、Gd2O3、Dy2O3、Y2O3、Ho2O3、Er2O3
及びYb2O3よりなる群から選ばれる1種又は2種以上の
希土類金属酸化物と、Al2O3及びSiO2とを含むジルコニ
ア質焼結体であって、上記希土類金属酸化物(R2O3)とZr
O2とのモル比(R2O3/ZrO2)が1/99〜5/95であり、か
つ、Al2O3の含有量が0.05〜20モル%、SiO2の含有量が
0.05〜10モル%であることを特徴とするジルコニア質焼
結体。1. A main component is ZrO 2 composed of badderite, and Nd 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Y 2 O 3 , Ho 2 O 3 and Er 2 O 3 are contained.
And a zirconia-based sintered body containing one or more rare earth metal oxides selected from the group consisting of Yb 2 O 3 and Al 2 O 3 and SiO 2 , wherein the rare earth metal oxide (R 2 O 3 ) and Zr
The molar ratio with O 2 (R 2 O 3 / ZrO 2 ) is 1/99 to 5/95, the content of Al 2 O 3 is 0.05 to 20 mol%, and the content of SiO 2 is
A zirconia-based sintered body characterized by being 0.05 to 10 mol%.
し、Nd2O3、Sm2O3、Gd2O3、Dy2O3、Y2O3、Ho2O3、Er2O3
及びYb2O3よりなる群から選ばれる1種又は2種以上の
希土類金属酸化物と、Al2O3及びSiO2と、ホウ素化合物
とを含むジルコニア質焼結体であって、上記希土類金属
酸化物(R2O3)とZrO2とのモル比(R2O3/ZrO2)が1/99〜5
/95であり、かつ、Al2O3の含有量が0.05〜20モル%、S
iO2の含有量が0.05〜10モル%、ホウ素成分の含有量が
ホウ素(B)に換算して0.05〜10モル%であり、更に、15
0〜300℃の温度にて大気中又は水及び水蒸気中において
長時間使用しても焼結体の劣化が起こりにくい特性を有
することを特徴とするジルコニア質焼結体。 2. A main component is ZrO 2 composed of badderite, and Nd 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Y 2 O 3 , Ho 2 O 3 and Er 2 O 3 are contained.
And a zirconia-based sintered body containing one or more rare earth metal oxides selected from the group consisting of Yb 2 O 3 , Al 2 O 3 and SiO 2, and a boron compound, the rare earth metal being The molar ratio of oxide (R 2 O 3 ) and ZrO 2 (R 2 O 3 / ZrO 2 ) is 1/99 to 5
/ 95 and the content of Al 2 O 3 is 0.05 to 20 mol%, S
The content of iO 2 is 0.05 to 10 mol%, the content of boron component is 0.05 to 10 mol% in terms of boron (B), and further 15
A zirconia-based sintered body, which has a characteristic that deterioration of the sintered body does not easily occur even when used for a long time in the air or water and steam at a temperature of 0 to 300 ° C.
ホウ素、炭化ホウ素、もしくは、Nd、Sm、Gd、Dy、Y、H
o、Er及びYb以外の金属ホウ化物であることを特徴とす
る請求項2記載のジルコニア質焼結体。3. The boron compound is boron oxide, boron nitride, boron carbide, or Nd, Sm, Gd, Dy, Y, H.
The zirconia-based sintered body according to claim 2, which is a metal boride other than o, Er and Yb.
方晶の混合相又は単斜晶と正方晶と立方晶の混合相より
なり、平均結晶粒子径が5μm以下で、かつ気孔率が15
%以下であることを特徴とする請求項1又は2記載のジ
ルコニア質焼結体。4. Crystal particles of the sintered body are mainly composed of a mixed phase of monoclinic and tetragonal or a mixed phase of monoclinic, tetragonal and cubic, and have an average crystal particle diameter of 5 μm or less and a porosity. Is 15
% Or less, The zirconia-based sintered body according to claim 1 or 2, wherein
SiO2及びホウ素化合物が源となるAl及びSi、又は、Al、
Si及びBが、主にZrO2粒子どうしの粒界部に濃縮析出し
ていることを特徴とする請求項1、2又は4記載のジル
コニア質焼結体。5. The Al 2 O 3 and SiO 2 , or the Al 2 O 3 ,
SiO 2 and boron compound as the source Al and Si, or Al,
The zirconia-based sintered body according to claim 1, wherein Si and B are concentrated and deposited mainly at grain boundaries between ZrO 2 particles.
し、安定化剤としてのNd2O3、Sm2O3、Gd2O3、Dy2O3、Y2
O3、Ho2O3、Er2O3及びYb2O3よりなる群から選ばれる1
種又は2種以上の希土類金属酸化物と、Al2O3及びSiO2
とを含む、又は、Al2O3、SiO2及びホウ素化合物とを含
むジルコニア質焼結体の製造方法であって、(1) 原料組
成として、前記希土類金属酸化物(R2O3)とZrO2とのモル
比(R2O3/ZrO2)が1/99〜5/95、前記Al2O3が0.05〜20
モル%、前記SiO2が0.05〜10モル%、前記ホウ素化合物
がホウ素(B)に換算して0.05〜10モル%となるように、
酸化物混合法によって原料配合物を調整する工程、(2)
上記原料配合物を成形する工程、(3) 上記成形体を1400
〜1700℃で焼成する工程、を含むことを特徴とするジル
コニア質焼結体の製造方法。6. A stabilizer containing Nd 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Dy 2 O 3 and Y 2 as a main component and ZrO 2 composed of badderite.
1 selected from the group consisting of O 3 , Ho 2 O 3 , Er 2 O 3 and Yb 2 O 3
Al 2 O 3 and SiO 2 with one or more rare earth metal oxides
Or a method for producing a zirconia-based sintered body containing Al 2 O 3 , SiO 2 and a boron compound, (1) as a raw material composition, the rare earth metal oxide (R 2 O 3 ) and The molar ratio with ZrO 2 (R 2 O 3 / ZrO 2 ) is 1/99 to 5/95, and the Al 2 O 3 is 0.05 to 20.
Mol%, the SiO 2 content is 0.05 to 10 mol%, and the boron compound is 0.05 to 10 mol% in terms of boron (B).
Step of adjusting the raw material blend by the oxide mixing method, (2)
Step of molding the above raw material mixture, (3) 1400 the above molded body
A method for producing a zirconia-based sintered body, comprising: a step of firing at ~ 1700 ° C.
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JP6197938A JPH0840770A (en) | 1994-07-30 | 1994-07-30 | Zirconia sintered product and method for producing the same |
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JPH0840770A true JPH0840770A (en) | 1996-02-13 |
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ID=16382799
Family Applications (1)
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JP (1) | JPH0840770A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7157395B2 (en) * | 2001-11-16 | 2007-01-02 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Crucible for melting rare earth element alloy and rare earth element alloy |
JP2013043811A (en) * | 2011-08-25 | 2013-03-04 | Asahi Glass Co Ltd | Stabilized zirconia sintered refractory and manufacturing method therefor |
CN109514359A (en) * | 2018-11-22 | 2019-03-26 | 吴桂菁 | A kind of grinding tool and preparation method thereof of hard alloy cutter grinding |
WO2023171542A1 (en) | 2022-03-11 | 2023-09-14 | 第一稀元素化学工業株式会社 | Zirconia sintered body, zirconia powder, and method for producing zirconia sintered body |
-
1994
- 1994-07-30 JP JP6197938A patent/JPH0840770A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023171542A1 (en) | 2022-03-11 | 2023-09-14 | 第一稀元素化学工業株式会社 | Zirconia sintered body, zirconia powder, and method for producing zirconia sintered body |
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