JPH09268055A - 生体用セラミックスとその製造方法 - Google Patents
生体用セラミックスとその製造方法Info
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- JPH09268055A JPH09268055A JP8077902A JP7790296A JPH09268055A JP H09268055 A JPH09268055 A JP H09268055A JP 8077902 A JP8077902 A JP 8077902A JP 7790296 A JP7790296 A JP 7790296A JP H09268055 A JPH09268055 A JP H09268055A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】機械的強度が大きく、生体親和性があり、ま
た、熱水中や生体内での補綴環境下での強度劣化が少な
いセラミッックを得る。また、同時に、必要に応じて高
強度かつ明白色をしたアルミナ／ジルコニア系のセラミ
ックスを得る。 【解決手段】平均粒径１μｍ以下で、ジルコニア結晶粒
子の連続相中にアルミナ結晶粒子が分散し、且つジルコ
ニア結晶粒子中、単斜晶が５％未満である、アルミナ／
ジルコニア系セラミックス。原料材料として結晶粒子径
が１００ｎｍ以下のジルコニアと、結晶粒子径が１μｍ
以下のアルミナの粉末を、両者のモル比が０．１１５〜
０．４４２となるように混合し、さらに１２００℃〜１
５５０℃、圧力１０００ｋｇｆ／ｃｍ2 でＨＩＰ処理す
る。この製造方法においてＨＩＰ処理を酸化雰囲気中で
行うか、または、非酸化雰囲気中のＨＩＰ処理後９００
℃〜１３００℃の加熱処理を行う。
た、熱水中や生体内での補綴環境下での強度劣化が少な
いセラミッックを得る。また、同時に、必要に応じて高
強度かつ明白色をしたアルミナ／ジルコニア系のセラミ
ックスを得る。 【解決手段】平均粒径１μｍ以下で、ジルコニア結晶粒
子の連続相中にアルミナ結晶粒子が分散し、且つジルコ
ニア結晶粒子中、単斜晶が５％未満である、アルミナ／
ジルコニア系セラミックス。原料材料として結晶粒子径
が１００ｎｍ以下のジルコニアと、結晶粒子径が１μｍ
以下のアルミナの粉末を、両者のモル比が０．１１５〜
０．４４２となるように混合し、さらに１２００℃〜１
５５０℃、圧力１０００ｋｇｆ／ｃｍ2 でＨＩＰ処理す
る。この製造方法においてＨＩＰ処理を酸化雰囲気中で
行うか、または、非酸化雰囲気中のＨＩＰ処理後９００
℃〜１３００℃の加熱処理を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は生体の硬組織の一部
を置換したり補綴する為に用いるアルミナ／ジルコニア
系の生体用セラミックスおよびその製造方法に関するも
のである。
を置換したり補綴する為に用いるアルミナ／ジルコニア
系の生体用セラミックスおよびその製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、Ａｌ2 Ｏ3 多結晶体（以下、
アルミナと略称する）、Ａｌ2 Ｏ3 単結晶体が人工骨、
人工関節人工歯根などに応用されてきた。又、最近は、
Ｚｒ2Ｏ3 多結晶体（以下、ジルコニアと略称する）も
同様の目的で使用され初めている。
アルミナと略称する）、Ａｌ2 Ｏ3 単結晶体が人工骨、
人工関節人工歯根などに応用されてきた。又、最近は、
Ｚｒ2Ｏ3 多結晶体（以下、ジルコニアと略称する）も
同様の目的で使用され初めている。
【０００３】また、こうしたセラミック材料の生体親和
性を維持しつつ、高強度化する試みとして、特開平１−
１５１９７８号の発明は、主としてアルミナおよびジル
コニアよりなり、アルミナ／ジルコニアのモル比が２．
３３〜９．００の範囲にある生体用セラミックスおよ
び、アルミナ、ジルコニアに加えてイットリアを含み、
アルミナ／ジルコニアのモル比が０．１１５〜０．４４
２の範囲にある生体用セラミックスに関するものであっ
た。
性を維持しつつ、高強度化する試みとして、特開平１−
１５１９７８号の発明は、主としてアルミナおよびジル
コニアよりなり、アルミナ／ジルコニアのモル比が２．
３３〜９．００の範囲にある生体用セラミックスおよ
び、アルミナ、ジルコニアに加えてイットリアを含み、
アルミナ／ジルコニアのモル比が０．１１５〜０．４４
２の範囲にある生体用セラミックスに関するものであっ
た。
【０００４】
【従来技術の課題】しかしながら、上記アルミナ／ジル
コニア系のセラミックスは次のような問題点を有してい
た。
コニア系のセラミックスは次のような問題点を有してい
た。
【０００５】すなわち、上記アルミナ／ジルコニア系の
セラミックスにおいて強度を高めるためには、ジルコニ
アの含有量を多くしなければならないが、他方、ジルコ
ニアは手術前の滅菌のための高温水中および長期にわた
る生体内環境下で強度劣化することがあり、この従来の
セラミックスは生体内での補綴環境下での相転移により
強度劣化を免れえなかった。
セラミックスにおいて強度を高めるためには、ジルコニ
アの含有量を多くしなければならないが、他方、ジルコ
ニアは手術前の滅菌のための高温水中および長期にわた
る生体内環境下で強度劣化することがあり、この従来の
セラミックスは生体内での補綴環境下での相転移により
強度劣化を免れえなかった。
【０００６】また、上記アルミナ／ジルコニア系のセラ
ミックスは灰白色をしており、清潔感を要求される生体
材料としては好ましくない場合もあった。
ミックスは灰白色をしており、清潔感を要求される生体
材料としては好ましくない場合もあった。
【０００７】
【発明の目的】上記従来技術の課題に鑑み、本発明は、
強度が大きく、生体親和性があり、また、熱水中や生体
内での補綴環境下での強度劣化が少ないセラミッックを
得ることを目的する。また、同時に、必要に応じて高強
度かつ明白色をしたアルミナ／ジルコニア系のセラミッ
クスを得ることを目的とする。
強度が大きく、生体親和性があり、また、熱水中や生体
内での補綴環境下での強度劣化が少ないセラミッックを
得ることを目的する。また、同時に、必要に応じて高強
度かつ明白色をしたアルミナ／ジルコニア系のセラミッ
クスを得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、平均粒径１μｍ以下で、ジルコニア結晶
粒子の連続相中にアルミナ結晶粒子が分散し、且つジル
コニア結晶粒子中、単斜晶が５％未満である、アルミナ
／ジルコニア系セラミックスを提供し、かつ、その製造
方法として、原料材料として結晶粒子径が１００ｎｍ以
下のジルコニアと、結晶粒子径が１μｍ以下のアルミナ
の粉末を、両者のモル比が０．１１５〜０．４４２とな
るように混合し、さらに１２００℃〜１５５０℃、圧力
１０００ｋｇｆ／ｃｍ2 でＨＩＰ処理することを特徴と
する方法を提供するものである。
め、本発明は、平均粒径１μｍ以下で、ジルコニア結晶
粒子の連続相中にアルミナ結晶粒子が分散し、且つジル
コニア結晶粒子中、単斜晶が５％未満である、アルミナ
／ジルコニア系セラミックスを提供し、かつ、その製造
方法として、原料材料として結晶粒子径が１００ｎｍ以
下のジルコニアと、結晶粒子径が１μｍ以下のアルミナ
の粉末を、両者のモル比が０．１１５〜０．４４２とな
るように混合し、さらに１２００℃〜１５５０℃、圧力
１０００ｋｇｆ／ｃｍ2 でＨＩＰ処理することを特徴と
する方法を提供するものである。
【０００９】なお、同時に本発明は、明白色のアルミナ
／ジルコニア系の生体用セラミックスを得るべく、上記
製造方法における、ＨＩＰ処理を酸化雰囲気中で行う
か、または、非酸化雰囲気中のＨＩＰ処理後に、９００
℃〜１３００℃の加熱処理を行う。
／ジルコニア系の生体用セラミックスを得るべく、上記
製造方法における、ＨＩＰ処理を酸化雰囲気中で行う
か、または、非酸化雰囲気中のＨＩＰ処理後に、９００
℃〜１３００℃の加熱処理を行う。
【００１０】
【発明の構成】本発明の構成を以下に説明する。 「製造方法」 ・原料粉末として、好ましくは、結晶粒子径が１００nm
以下のジルコニア又は無定形のジルコニアとイットリア
化合物よりなり、且つイットリア／ジルコニアのモル比
が２／９８〜７／９３の範囲であることを特徴とする混
合物の粉末と、好ましくは、結晶粒子径が１μｍ以下の
アルミナ又は無定形アルミナの粉末を均質に混合した粉
末を用いる。
以下のジルコニア又は無定形のジルコニアとイットリア
化合物よりなり、且つイットリア／ジルコニアのモル比
が２／９８〜７／９３の範囲であることを特徴とする混
合物の粉末と、好ましくは、結晶粒子径が１μｍ以下の
アルミナ又は無定形アルミナの粉末を均質に混合した粉
末を用いる。
【００１１】・両者の混合割合は、アルミナ／ジルコニ
アのモル比が０．１１５〜０．４４２の範囲になるよう
にする。
アのモル比が０．１１５〜０．４４２の範囲になるよう
にする。
【００１２】・その原料粉末を公知の成形方法［金型プ
レス、鋳込み、冷間静水圧プレス等］で所定の形状に成
形した後、 ・大気圧焼成（１０００℃〜１５５０℃）を行うか、 ・ガラスなどの高温で軟化するカプセルに封入し、高温
静水圧焼成（以下、ＨＩＰ処理と呼ぶ）を行う。
レス、鋳込み、冷間静水圧プレス等］で所定の形状に成
形した後、 ・大気圧焼成（１０００℃〜１５５０℃）を行うか、 ・ガラスなどの高温で軟化するカプセルに封入し、高温
静水圧焼成（以下、ＨＩＰ処理と呼ぶ）を行う。
【００１３】・必要に応じて９００℃〜１３００℃で加
熱処理を行う。
熱処理を行う。
【００１４】ＨＩＰ処理の条件は、温度が１２００℃以
上１５５０℃以下、圧力が１０００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上
が好ましい。
上１５５０℃以下、圧力が１０００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上
が好ましい。
【００１５】また、ＨＩＰ処理は、通常は不活性雰囲気
中（Ａｒガス中）で行われるが、その場合は、セラミッ
クスが灰白色になる。この灰白色のセラミックスを９０
０℃〜１３００℃の加熱処理（色戻し処理）を行うと、
清潔感のある明白色となる。
中（Ａｒガス中）で行われるが、その場合は、セラミッ
クスが灰白色になる。この灰白色のセラミックスを９０
０℃〜１３００℃の加熱処理（色戻し処理）を行うと、
清潔感のある明白色となる。
【００１６】なお、雰囲気中に酸素を含む酸化ＨＩＰ処
理によれば、色戻し処理を行うことなく明白色のセラミ
ックスを得ることができる。
理によれば、色戻し処理を行うことなく明白色のセラミ
ックスを得ることができる。
【００１７】「セラミックス」また、上記製造方法によ
って得られる生体用セラミックスは、以下のような特徴
を有する。
って得られる生体用セラミックスは、以下のような特徴
を有する。
【００１８】・平均粒径１μｍ以下で、 ・ジルコニア結晶粒子の連続相中にアルミナ結晶粒子が
均質に分散した構造を持ち、 ・ジルコニア結晶粒子の結晶相が主に、正方晶と立方晶
で、単結晶が５％未満である。
均質に分散した構造を持ち、 ・ジルコニア結晶粒子の結晶相が主に、正方晶と立方晶
で、単結晶が５％未満である。
【００１９】・また、前記色戻し処理あるいは酸化雰囲
気中でＨＩＰ処理を行った場合の、本発明の生体用セラ
ミックスの色調としては、Ｃ光源・２度視野にて反射光
の測色を実施し、Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊系で色を表した場
合、Ｌ＊の値が１００に近く（７５〜１００の範囲）、
ａ＊、ｂ＊の値が０に近く（−１０〜＋１０の範囲）で
ある。
気中でＨＩＰ処理を行った場合の、本発明の生体用セラ
ミックスの色調としては、Ｃ光源・２度視野にて反射光
の測色を実施し、Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊系で色を表した場
合、Ｌ＊の値が１００に近く（７５〜１００の範囲）、
ａ＊、ｂ＊の値が０に近く（−１０〜＋１０の範囲）で
ある。
【００２０】「各数値範囲に関する説明」以下、上記本
発明の構成に関する説明中記載される各数値範囲につい
て、さらに詳細に説明する。
発明の構成に関する説明中記載される各数値範囲につい
て、さらに詳細に説明する。
【００２１】１）ジルコニアの結晶粒子径が１００ｎｍ
を越えると、焼成後のセラミックスの平均粒径が１μｍ
を越えてしまい、強度劣化が著しくなる恐れがある。ま
た、アルミナの結晶粒子径が１μｍを越えると酸化ジル
コニウムとの粒子径の差が大きくなりすぎて、均質な混
合が困難となり、クラック発生の原因となる恐れがあ
る。
を越えると、焼成後のセラミックスの平均粒径が１μｍ
を越えてしまい、強度劣化が著しくなる恐れがある。ま
た、アルミナの結晶粒子径が１μｍを越えると酸化ジル
コニウムとの粒子径の差が大きくなりすぎて、均質な混
合が困難となり、クラック発生の原因となる恐れがあ
る。
【００２２】２）アルミナ／ジルコニアのモル比が０．
１１５より小さいと、熱水中あるいは生体内補綴環境下
での強度劣化が大きくなる恐れがあり、他方、０．４４
２を超過するとアルミナ粒子が連続相を形成し易くな
り、機械的強度が低くなってしまう恐れがある。
１１５より小さいと、熱水中あるいは生体内補綴環境下
での強度劣化が大きくなる恐れがあり、他方、０．４４
２を超過するとアルミナ粒子が連続相を形成し易くな
り、機械的強度が低くなってしまう恐れがある。
【００２３】３）ＨＩＰ処理時の温度が１２００℃以下
では、焼結しにくく、他方、１５５０℃より高いと結晶
粒径が１μｍを越えて、機械的強度が低くなってしまう
恐れがある。また、圧力が圧力が１０００ｋｇｆ／ｃｍ
2 未満の時には、ＨＩＰ処理の効果が小さくなってしま
う恐れがある。
では、焼結しにくく、他方、１５５０℃より高いと結晶
粒径が１μｍを越えて、機械的強度が低くなってしまう
恐れがある。また、圧力が圧力が１０００ｋｇｆ／ｃｍ
2 未満の時には、ＨＩＰ処理の効果が小さくなってしま
う恐れがある。
【００２４】４）色戻し処理の温度が９００℃未満であ
ると、色調が明白色にはならず、他方、１３００℃超過
であると、強度が通常のジルコニアと同じにまで低下す
る。
ると、色調が明白色にはならず、他方、１３００℃超過
であると、強度が通常のジルコニアと同じにまで低下す
る。
【００２５】５）得られたセラミックスの結晶構造にお
いて、単斜晶を５％以上含むと、強度が低くなる。
いて、単斜晶を５％以上含むと、強度が低くなる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を詳細に
説明する。
説明する。
【００２７】
【実施例１】平均粒径０．２μｍのアルミナ原料粉末と
共沈法によって作製したジルコニア９７％、イットリア
３％（モル比）、結晶粒子径５０ｎｍのジルコニア／イ
ットリア混合粉末を湿式法にて均質に混合した。原料粉
末の混合比は、アルミナ：ジルコニアのモル比が２０：
７７となるようにした。
共沈法によって作製したジルコニア９７％、イットリア
３％（モル比）、結晶粒子径５０ｎｍのジルコニア／イ
ットリア混合粉末を湿式法にて均質に混合した。原料粉
末の混合比は、アルミナ：ジルコニアのモル比が２０：
７７となるようにした。
【００２８】この原料粉末をＣＩＰ成形した後、１４０
０℃で大気焼成し、１４２５℃、２０００ａｔｍ・Ａｒ
雰囲気中でＨＩＰ処理を行った。この試料の微細構造を
ＳＥＭで観察したところ、平均粒径は０．２μｍでジル
コニア中にアルミナ粒子が分散した構造となっているこ
とを確認した。
０℃で大気焼成し、１４２５℃、２０００ａｔｍ・Ａｒ
雰囲気中でＨＩＰ処理を行った。この試料の微細構造を
ＳＥＭで観察したところ、平均粒径は０．２μｍでジル
コニア中にアルミナ粒子が分散した構造となっているこ
とを確認した。
【００２９】また、この試料から、種々の寸法の試験片
を研削加工によって作製し、以下の評価実験に供した。
を研削加工によって作製し、以下の評価実験に供した。
【００３０】１．ＪＩＳ Ｒ１６０１に基づく３点曲げ
抗折強度試験 ２．Ｘ線回析による結晶相の同定、およびジルコニア単
斜晶の定量 ３．７０℃、１２１℃の各温度の熱水中における強度劣
化試験 ４．家兎大腿骨内への１年間の埋入試験および、埋入後
の強度試験 ５．ＳＥＭによる平均結晶粒径の測定 これらの結果を表１に示す。
抗折強度試験 ２．Ｘ線回析による結晶相の同定、およびジルコニア単
斜晶の定量 ３．７０℃、１２１℃の各温度の熱水中における強度劣
化試験 ４．家兎大腿骨内への１年間の埋入試験および、埋入後
の強度試験 ５．ＳＥＭによる平均結晶粒径の測定 これらの結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１から明らかなように、本実施例の生体
用セラミックスは、機械的強度が大きく、単斜晶割合が
少なく、７０℃〜１２１℃間での強度劣化が少なく、ま
た、平均粒径が０．２μｍでジルコニア中にアルミナ粒
子が均質に分散した構造となった。
用セラミックスは、機械的強度が大きく、単斜晶割合が
少なく、７０℃〜１２１℃間での強度劣化が少なく、ま
た、平均粒径が０．２μｍでジルコニア中にアルミナ粒
子が均質に分散した構造となった。
【００３３】
【実施例２】平均粒径０．２μｍのアルミナ原料粉末と
共沈法によって作製したジルコニア９７％、イットリア
３％（モル比）、結晶粒子径５０ｎｍのジルコニア／イ
ットリア混合粉末を湿式法にて均質に混合した。原料粉
末の混合比は、アルミナ：ジルコニアのモル比が２０：
７７となるようにした。
共沈法によって作製したジルコニア９７％、イットリア
３％（モル比）、結晶粒子径５０ｎｍのジルコニア／イ
ットリア混合粉末を湿式法にて均質に混合した。原料粉
末の混合比は、アルミナ：ジルコニアのモル比が２０：
７７となるようにした。
【００３４】この原料粉末をＣＩＰ成形した後、１４０
０℃で大気焼成し、１４２５℃、２０００ａｔｍで酸化
ＨＩＰ処理を行った。この試料から、種々の寸法の試験
片を研削加工によって作製し、実施例１と同様の実験に
供した。
０℃で大気焼成し、１４２５℃、２０００ａｔｍで酸化
ＨＩＰ処理を行った。この試料から、種々の寸法の試験
片を研削加工によって作製し、実施例１と同様の実験に
供した。
【００３５】その結果を表１に示す。表１から明らかな
ように、本実施例の生体用セラミックスは、実施例１の
生体用セラミックスの特徴に加え、その色調が明白色で
あった。
ように、本実施例の生体用セラミックスは、実施例１の
生体用セラミックスの特徴に加え、その色調が明白色で
あった。
【００３６】
【実施例３】平均粒径０．２μｍのアルミナ原料粉末と
共沈法によって作製したジルコニア９７％、イットリア
３％（モル比）、結晶粒子径５０ｎｍのジルコニア／イ
ットリア混合粉末を湿式法にて均質に混合した。原料粉
末の混合比は、アルミナ：ジルコニアのモル比が２０：
７７となるようにした。
共沈法によって作製したジルコニア９７％、イットリア
３％（モル比）、結晶粒子径５０ｎｍのジルコニア／イ
ットリア混合粉末を湿式法にて均質に混合した。原料粉
末の混合比は、アルミナ：ジルコニアのモル比が２０：
７７となるようにした。
【００３７】この原料粉末をＣＩＰ成形した後、１４０
０℃で大気焼成し、１４２５℃、２０００ａｔｍ・Ａｒ
雰囲気中でＨＩＰ処理を行った。この試料から、種々の
寸法の試験片を研削加工によって作製し、実施例１と同
様の実験に供した。
０℃で大気焼成し、１４２５℃、２０００ａｔｍ・Ａｒ
雰囲気中でＨＩＰ処理を行った。この試料から、種々の
寸法の試験片を研削加工によって作製し、実施例１と同
様の実験に供した。
【００３８】その結果を表１に示す。表１から明らかな
ように、本実施例の生体用セラミックスは、実施例２の
生体用セラミックス同様の特徴を備えていた。
ように、本実施例の生体用セラミックスは、実施例２の
生体用セラミックス同様の特徴を備えていた。
【００３９】
【比較例１】市販の高強度ジルコニアセラミックスに対
して、実施例１と同様の評価実験を実施した。結果を表
１に示す。本発明によるものと比べ、初期強度が低く、
劣化試験による強度劣化も大きかった。
して、実施例１と同様の評価実験を実施した。結果を表
１に示す。本発明によるものと比べ、初期強度が低く、
劣化試験による強度劣化も大きかった。
【００４０】
【比較例２】平均粒径０．２μｍのアルミナ原料粉末と
共沈法によって作製したジルコニア９７％、イットリア
３％（モル比）、結晶粒子径５００ｎｍのジルコニア／
イットリア混合粉末を湿式法にて均質に混合した。原料
粉末の混合比は、アルミナ：ジルコニアのモル比が２
０：７７となるようにした。
共沈法によって作製したジルコニア９７％、イットリア
３％（モル比）、結晶粒子径５００ｎｍのジルコニア／
イットリア混合粉末を湿式法にて均質に混合した。原料
粉末の混合比は、アルミナ：ジルコニアのモル比が２
０：７７となるようにした。
【００４１】この原料粉末は、比較的高い温度でしか焼
結しないため、ＣＩＰ成形後、１５８０℃で大気焼成
し、１４２５℃、２０００ａｔｍ・Ａｒ雰囲気中でＨＩ
Ｐ処理を行った。この試料から、種々の寸法の試験片を
研削加工によって作製し、実施例１と同様の実験に供し
た。
結しないため、ＣＩＰ成形後、１５８０℃で大気焼成
し、１４２５℃、２０００ａｔｍ・Ａｒ雰囲気中でＨＩ
Ｐ処理を行った。この試料から、種々の寸法の試験片を
研削加工によって作製し、実施例１と同様の実験に供し
た。
【００４２】表１にその結果を示す。表１から明らかな
ように本比較例の生体用セラミックスは、結晶粒が大き
く、強度の劣化も大きかった。
ように本比較例の生体用セラミックスは、結晶粒が大き
く、強度の劣化も大きかった。
【００４３】
【比較例３】平均粒径２μｍのアルミナ原料粉末と共沈
法によって作製したジルコニア９７％、イットリア３％
（モル比）、結晶粒子径５０ｎｍのジルコニア／イット
リア混合粉末を湿式法にて均質に混合した。原料粉末の
混合比は、アルミナ：ジルコニアのモル比が２０：７７
となるようにした。
法によって作製したジルコニア９７％、イットリア３％
（モル比）、結晶粒子径５０ｎｍのジルコニア／イット
リア混合粉末を湿式法にて均質に混合した。原料粉末の
混合比は、アルミナ：ジルコニアのモル比が２０：７７
となるようにした。
【００４４】この原料粉末をＣＩＰ成形した後、１４０
０℃で大気焼成し、１４２５℃、２０００ａｔｍ・Ａｒ
雰囲気中でＨＩＰ処理を行った。しかしながら、この試
料には多数の亀裂が認められた。これは、アルミナ粒子
が凝集したために生じたものであると考えられる。
０℃で大気焼成し、１４２５℃、２０００ａｔｍ・Ａｒ
雰囲気中でＨＩＰ処理を行った。しかしながら、この試
料には多数の亀裂が認められた。これは、アルミナ粒子
が凝集したために生じたものであると考えられる。
【００４５】
【比較例４】平均粒径０．２μｍのアルミナ原料粉末と
共沈法によって作製したジルコニア９７％、イットリア
３％（モル比）、結晶粒子径５０ｎｍのジルコニア／イ
ットリア混合粉末を湿式法にて均質に混合した。原料粉
末の混合比は、アルミナ：ジルコニアのモル比が８２：
１８となるようにした。
共沈法によって作製したジルコニア９７％、イットリア
３％（モル比）、結晶粒子径５０ｎｍのジルコニア／イ
ットリア混合粉末を湿式法にて均質に混合した。原料粉
末の混合比は、アルミナ：ジルコニアのモル比が８２：
１８となるようにした。
【００４６】この原料粉末を、ＣＩＰ成形後、１４００
℃で大気焼成し、１４２５℃、２０００ａｔｍ・Ａｒ雰
囲気中でＨＩＰ処理を行った。この試料から、種々の寸
法の試験片を研削加工によって作製し、実施例１と同様
の実験に供した。
℃で大気焼成し、１４２５℃、２０００ａｔｍ・Ａｒ雰
囲気中でＨＩＰ処理を行った。この試料から、種々の寸
法の試験片を研削加工によって作製し、実施例１と同様
の実験に供した。
【００４７】表１にその結果を示す。表１から明らかな
ように本比較例の生体用セラミックスは、抗折強度が低
いことが判る。これは、アルミナの割合が大きすぎて、
アルミナ粒子が連続相を作っているためと考えられる。
ように本比較例の生体用セラミックスは、抗折強度が低
いことが判る。これは、アルミナの割合が大きすぎて、
アルミナ粒子が連続相を作っているためと考えられる。
【００４８】
【比較例５】平均粒径０．２μｍのアルミナ原料粉末と
共沈法によって作製したジルコニア９７％、イットリア
３％（モル比）、結晶粒子径５０ｎｍのジルコニア／イ
ットリア混合粉末を湿式法にて均質に混合した。原料粉
末の混合比は、アルミナ：ジルコニアのモル比が２０：
７７となるようにした。
共沈法によって作製したジルコニア９７％、イットリア
３％（モル比）、結晶粒子径５０ｎｍのジルコニア／イ
ットリア混合粉末を湿式法にて均質に混合した。原料粉
末の混合比は、アルミナ：ジルコニアのモル比が２０：
７７となるようにした。
【００４９】この原料粉末を、ＣＩＰ成形後、１４００
℃で大気焼成し、１５８０℃、２０００ａｔｍ・Ａｒ雰
囲気中でＨＩＰ処理を行った。この試料から、種々の寸
法の試験片を研削加工によって作製し、実施例１と同様
の実験に供した。
℃で大気焼成し、１５８０℃、２０００ａｔｍ・Ａｒ雰
囲気中でＨＩＰ処理を行った。この試料から、種々の寸
法の試験片を研削加工によって作製し、実施例１と同様
の実験に供した。
【００５０】表１にその結果を示す。表１から明らかな
ように本比較例の生体用セラミックスは、結晶粒径が大
きく、強度劣化が大きかった。これはＨＩＰ処理温度が
高すぎるためであると考えられる。
ように本比較例の生体用セラミックスは、結晶粒径が大
きく、強度劣化が大きかった。これはＨＩＰ処理温度が
高すぎるためであると考えられる。
【００５１】
【比較例６】平均粒径０．２μｍのアルミナ原料粉末と
共沈法によって作製したジルコニア９７％、イットリア
３％（モル比）、結晶粒子径５０ｎｍのジルコニア／イ
ットリア混合粉末を湿式法にて均質に混合した。原料粉
末の混合比は、アルミナ：ジルコニアのモル比が２０：
７７となるようにした。
共沈法によって作製したジルコニア９７％、イットリア
３％（モル比）、結晶粒子径５０ｎｍのジルコニア／イ
ットリア混合粉末を湿式法にて均質に混合した。原料粉
末の混合比は、アルミナ：ジルコニアのモル比が２０：
７７となるようにした。
【００５２】この原料粉末を、ＣＩＰ成形後、１４００
℃で大気焼成し、１４２５℃、２０００ａｔｍ・Ａｒ雰
囲気中でＨＩＰ処理を行った。その後、大気中１４００
℃で色戻し処理を行った。この試料から、種々の寸法の
試験片を研削加工によって作製し、実施例１と同様の実
験に供した。
℃で大気焼成し、１４２５℃、２０００ａｔｍ・Ａｒ雰
囲気中でＨＩＰ処理を行った。その後、大気中１４００
℃で色戻し処理を行った。この試料から、種々の寸法の
試験片を研削加工によって作製し、実施例１と同様の実
験に供した。
【００５３】表１にその結果を示す。表１から明らかな
ように本比較例の生体用セラミックスは、抗折強度が小
さかった。これは色戻し処理温度が高いためにＨＩＰ処
理の効果が相殺されてしまったためであると考える。
ように本比較例の生体用セラミックスは、抗折強度が小
さかった。これは色戻し処理温度が高いためにＨＩＰ処
理の効果が相殺されてしまったためであると考える。
【００５４】
【発明の効果】叙上のように、本発明の生体用セラミッ
クス或いは本発明の製造方法によって得られる生体用セ
ラミックスは、機械的強度に優れ、且つ、熱水中あるい
は生体内の補綴環境下での強度劣化が小さい、という極
めて優れた効果を奏するものであり、また、本発明の製
造方法においてＨＩＰ処理を酸化雰囲気中で行うか、ま
たは、非酸化雰囲気中のＨＩＰ処理後９００℃〜１３０
０℃の加熱処理を行うことにより、上記特徴の他に、明
白色であるという美観的にも優れた生体用セラミックス
となる。
クス或いは本発明の製造方法によって得られる生体用セ
ラミックスは、機械的強度に優れ、且つ、熱水中あるい
は生体内の補綴環境下での強度劣化が小さい、という極
めて優れた効果を奏するものであり、また、本発明の製
造方法においてＨＩＰ処理を酸化雰囲気中で行うか、ま
たは、非酸化雰囲気中のＨＩＰ処理後９００℃〜１３０
０℃の加熱処理を行うことにより、上記特徴の他に、明
白色であるという美観的にも優れた生体用セラミックス
となる。
Claims (3)
- 【請求項１】主としてアルミナおよびジルコニアからな
る焼結体であって、ジルコニア結晶粒子の連続相中にア
ルミナ結晶粒子が均質分散し、且つジルコニア結晶粒子
のうち、単斜晶が５％未満であることを特徴とする生体
用セラミックス。 - 【請求項２】原料材料として結晶粒子径が１００ｎｍ以
下のジルコニアと、結晶粒子径が１μｍ以下のアルミナ
の粉末とを、両者のモル比が０．１１５〜０．４４２と
なるように混合したものを焼成し、さらに１２００℃〜
１５５０℃、圧力１０００ｋｇｆ／ｃｍ2 でＨＩＰ処理
することを特徴とする生体用セラミックスの製造方法。 - 【請求項３】ＨＩＰ処理を酸化雰囲気中で行うか、また
は、非酸化雰囲気中のＨＩＰ処理後９００℃〜１３００
℃の加熱処理を行うことを特徴とする請求項２の生体用
セラミックスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8077902A JPH09268055A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 生体用セラミックスとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8077902A JPH09268055A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 生体用セラミックスとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09268055A true JPH09268055A (ja) | 1997-10-14 |
Family
ID=13647013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8077902A Pending JPH09268055A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 生体用セラミックスとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09268055A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2807945A1 (fr) * | 2000-04-25 | 2001-10-26 | Saint Gobain Ceramiques Avance | Composant biomedical en alumine renforcee a la zircone presentant une grande resistance a la degradation a basse temperature, et son procede de preparation |
| JP2002362972A (ja) * | 2001-06-05 | 2002-12-18 | Kyocera Corp | 生体用ジルコニアセラミックスとその製造方法 |
| DE10244439A1 (de) * | 2002-09-24 | 2004-03-25 | Mathys Orthopädie GmbH | Keramische Endoprothesenkomponenten und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| JP2006095018A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Kyocera Corp | 生体部材およびそれを用いた人工関節 |
| JP2007252417A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Japan Medical Materials Corp | 生体用部材及びその製造方法 |
| CN113773077A (zh) * | 2021-10-08 | 2021-12-10 | 宜兴市运博科技有限公司 | 一种复合陶瓷及其制备方法和在制备直线导轨中的应用 |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP8077902A patent/JPH09268055A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2807945A1 (fr) * | 2000-04-25 | 2001-10-26 | Saint Gobain Ceramiques Avance | Composant biomedical en alumine renforcee a la zircone presentant une grande resistance a la degradation a basse temperature, et son procede de preparation |
| WO2001080783A2 (fr) * | 2000-04-25 | 2001-11-01 | Saint-Gobain Ceramiques Avancees Desmarquest 'les Miroirs' | Composant biomedical en alumine renforcee a la zircone |
| WO2001080783A3 (fr) * | 2000-04-25 | 2002-05-10 | Saint Gobain Ceramiques Avance | Composant biomedical en alumine renforcee a la zircone |
| JP2002362972A (ja) * | 2001-06-05 | 2002-12-18 | Kyocera Corp | 生体用ジルコニアセラミックスとその製造方法 |
| DE10244439A1 (de) * | 2002-09-24 | 2004-03-25 | Mathys Orthopädie GmbH | Keramische Endoprothesenkomponenten und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| JP2006095018A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Kyocera Corp | 生体部材およびそれを用いた人工関節 |
| JP2007252417A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Japan Medical Materials Corp | 生体用部材及びその製造方法 |
| CN113773077A (zh) * | 2021-10-08 | 2021-12-10 | 宜兴市运博科技有限公司 | 一种复合陶瓷及其制备方法和在制备直线导轨中的应用 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041220 |
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