JPH09278521A - セラミックス複合体 - Google Patents
セラミックス複合体Info
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- JPH09278521A JPH09278521A JP8085202A JP8520296A JPH09278521A JP H09278521 A JPH09278521 A JP H09278521A JP 8085202 A JP8085202 A JP 8085202A JP 8520296 A JP8520296 A JP 8520296A JP H09278521 A JPH09278521 A JP H09278521A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 破壊靭性が高く構造部材としての用途に適
し、機械的振動や音の吸収特性に優れた防振・防音材料
を提供する。 【解決手段】 一般式ＲｅＢＯ4 （ＲｅはＳｃ，Ｙまた
はランタノイド系列の希土類元素、ＢはＮｂまたはＴ
ａ）で表されるゴム状弾性を示す酸化物を、Ａｌ2Ｏ3
およびＺｒＯ2 の一種以上のセラミックスと複合させた
バルク状セラミックス複合体。
し、機械的振動や音の吸収特性に優れた防振・防音材料
を提供する。 【解決手段】 一般式ＲｅＢＯ4 （ＲｅはＳｃ，Ｙまた
はランタノイド系列の希土類元素、ＢはＮｂまたはＴ
ａ）で表されるゴム状弾性を示す酸化物を、Ａｌ2Ｏ3
およびＺｒＯ2 の一種以上のセラミックスと複合させた
バルク状セラミックス複合体。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、焼結体組織にＲｅ
ＢＯ4 系酸化物相（ＲｅはＳｃ，Ｙ，またはランタノイ
ド系列の希土類元素、ＢはＮｂまたはＴａ）を含む、セ
ラミックス複合材料に関するものである。本発明のセラ
ミックス複合材料は、破壊靭性が高く、構造部材として
の用途に好適である他、機械的振動や音の吸収特性に優
れ、防振、防音材料などとしても適用可能である。
ＢＯ4 系酸化物相（ＲｅはＳｃ，Ｙ，またはランタノイ
ド系列の希土類元素、ＢはＮｂまたはＴａ）を含む、セ
ラミックス複合材料に関するものである。本発明のセラ
ミックス複合材料は、破壊靭性が高く、構造部材として
の用途に好適である他、機械的振動や音の吸収特性に優
れ、防振、防音材料などとしても適用可能である。
【０００２】
【従来の技術】一般式ＲｅＢＯ4 （ＲｅはＳｃ，Ｙ，ま
たはランタノイド系列の希土類元素、ＢはＮｂまたはＴ
ａ）で表される酸化物は、室温付近で双晶構造を伴うマ
ルテンサイト相になっていることが知られている。この
マルテンサイト相への相転移温度は、Ｒｅで表される３
価の希土類イオンの組み合わせ、およびＢで表される５
価のイオンの組み合わせで変化させることが出来る。
たはランタノイド系列の希土類元素、ＢはＮｂまたはＴ
ａ）で表される酸化物は、室温付近で双晶構造を伴うマ
ルテンサイト相になっていることが知られている。この
マルテンサイト相への相転移温度は、Ｒｅで表される３
価の希土類イオンの組み合わせ、およびＢで表される５
価のイオンの組み合わせで変化させることが出来る。
【０００３】またこのＲｅＢＯ4 で表される酸化物のう
ち、ＬａＮｂＯ4 、ＮｄＮｂＯ4 については、単結晶を
用いた研究により、これらのマルテンサイト相は、外部
からの応力負荷により双晶壁を移動して最大５％もの変
形をすると共に、応力を外すと元の形状に戻る、いわゆ
るゴム状弾性（Rubber-like Behaviour ）の特性を示す
ことおよびその応力−歪み曲線が大きなヒステリシスを
描くことが知られている（S.Tsunekawa ; Sci.Rep.Rese
arch Institutes Tohoku Univ., A30 [1] 1 (1981)）。
前記ＲｅＢＯ4 酸化物については、以上で述べたような
学問的研究が、主に単結晶を用いて行われてきただけ
で、これまで実用に供された例はない。
ち、ＬａＮｂＯ4 、ＮｄＮｂＯ4 については、単結晶を
用いた研究により、これらのマルテンサイト相は、外部
からの応力負荷により双晶壁を移動して最大５％もの変
形をすると共に、応力を外すと元の形状に戻る、いわゆ
るゴム状弾性（Rubber-like Behaviour ）の特性を示す
ことおよびその応力−歪み曲線が大きなヒステリシスを
描くことが知られている（S.Tsunekawa ; Sci.Rep.Rese
arch Institutes Tohoku Univ., A30 [1] 1 (1981)）。
前記ＲｅＢＯ4 酸化物については、以上で述べたような
学問的研究が、主に単結晶を用いて行われてきただけ
で、これまで実用に供された例はない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記の
ようなゴム状弾性を有する材料は、材料の破壊に際して
進展するクラック先端付近の応力を、結晶の変形によっ
て緩和可能であり、これを構造材料として用いたなら
ば、高い破壊靭性を示すのではないかと考えた。また、
本発明者らは、ゴム状弾性に伴う応力−歪み曲線のヒス
テリシス挙動によって、機械的振動を熱に変換して吸収
してしまう、いわゆる防振特性の大きな材料としても利
用できることに着目した。
ようなゴム状弾性を有する材料は、材料の破壊に際して
進展するクラック先端付近の応力を、結晶の変形によっ
て緩和可能であり、これを構造材料として用いたなら
ば、高い破壊靭性を示すのではないかと考えた。また、
本発明者らは、ゴム状弾性に伴う応力−歪み曲線のヒス
テリシス挙動によって、機械的振動を熱に変換して吸収
してしまう、いわゆる防振特性の大きな材料としても利
用できることに着目した。
【０００５】しかし、ＲｅＢＯ4 酸化物を構造材料など
として用いるには、従来の学問的研究で用いられてきた
単結晶ではなく、安価に大型のバルク体が得られるセラ
ミックスにすることが不可欠である。そこで本発明者ら
は、まずＲｅＢＯ4 酸化物の単体で、バルク焼結体を得
ることを試みた。その結果、ＲｅＢＯ4 酸化物を単体で
焼結しても、実用的な強度を有するセラミックスを作成
することが難しいという技術的困難に直面した。
として用いるには、従来の学問的研究で用いられてきた
単結晶ではなく、安価に大型のバルク体が得られるセラ
ミックスにすることが不可欠である。そこで本発明者ら
は、まずＲｅＢＯ4 酸化物の単体で、バルク焼結体を得
ることを試みた。その結果、ＲｅＢＯ4 酸化物を単体で
焼結しても、実用的な強度を有するセラミックスを作成
することが難しいという技術的困難に直面した。
【０００６】すなわち、例えばＬａＮｂＯ4 の仮焼粉を
合成し、これを常圧法で焼成しても、緻密な焼結体を得
ることは出来なかった。またホットプレス法で焼成を行
うと、密度９７％以上の緻密な焼結体が得られるが、こ
の焼結体は強度が大変低く、強度測定用の試料を作成す
るための加工を行うことすら困難であり、実用に供する
事は出来なかった。
合成し、これを常圧法で焼成しても、緻密な焼結体を得
ることは出来なかった。またホットプレス法で焼成を行
うと、密度９７％以上の緻密な焼結体が得られるが、こ
の焼結体は強度が大変低く、強度測定用の試料を作成す
るための加工を行うことすら困難であり、実用に供する
事は出来なかった。
【０００７】以上述べたように、これまで緻密で良好な
機械的特性を有するＲｅＢＯ4 （ＲｅはＳｃ，Ｙ，また
はランタノイド系列の希土類元素、ＢはＮｂまたはＴ
ａ）で表される酸化物の焼結体を作成することが困難で
あり、ＲｅＢＯ4 系酸化物の有するゴム状弾性を、構造
用セラミックス材料の分野で利用するという着想は、実
施不可能であった。
機械的特性を有するＲｅＢＯ4 （ＲｅはＳｃ，Ｙ，また
はランタノイド系列の希土類元素、ＢはＮｂまたはＴ
ａ）で表される酸化物の焼結体を作成することが困難で
あり、ＲｅＢＯ4 系酸化物の有するゴム状弾性を、構造
用セラミックス材料の分野で利用するという着想は、実
施不可能であった。
【０００８】本発明の目的は、一般式ＲｅＢＯ4 で表さ
れる酸化物相を含有する緻密で機械的特性に優れる材料
を提供し、ＲｅＢＯ4 系酸化物のゴム状弾性を利用可能
にすることである。
れる酸化物相を含有する緻密で機械的特性に優れる材料
を提供し、ＲｅＢＯ4 系酸化物のゴム状弾性を利用可能
にすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ＲｅＢＯ
4 系酸化物（ＲｅはＳｃ，Ｙ，またはランタノイド系列
の希土類元素、ＢはＮｂまたはＴａ）を単体で焼結して
利用する以外に、この材料を含む複合体を合成すること
ができたならば、ＲｅＢＯ4 系酸化物のゴム状弾性が利
用可能になる事に気が付いた。
4 系酸化物（ＲｅはＳｃ，Ｙ，またはランタノイド系列
の希土類元素、ＢはＮｂまたはＴａ）を単体で焼結して
利用する以外に、この材料を含む複合体を合成すること
ができたならば、ＲｅＢＯ4 系酸化物のゴム状弾性が利
用可能になる事に気が付いた。
【００１０】ＲｅＢＯ4 系酸化物が分散された複合材料
は、分散粒子のゴム状弾性を利用する、全く新しい強靭
化機構が施されることとなる。また、防振特性のよう
に、より大きなゴム状弾性を必要とする場合において
も、ＲｅＢＯ4 を他のセラミックス相との複合体にして
強化することにより、緻密で、良好な機械的強度を有す
る材料ができる。
は、分散粒子のゴム状弾性を利用する、全く新しい強靭
化機構が施されることとなる。また、防振特性のよう
に、より大きなゴム状弾性を必要とする場合において
も、ＲｅＢＯ4 を他のセラミックス相との複合体にして
強化することにより、緻密で、良好な機械的強度を有す
る材料ができる。
【００１１】この材料設計を実現するためには、焼結
過程でＲｅＢＯ4 と反応しない、機械的特性に優れて
いる、ＲｅＢＯ4 との界面（結晶粒界）が、ＲｅＢＯ
4 とセラミックス相の熱膨張差に起因する熱応力に耐え
るだけ強固である、という３つの条件を満たす、複合化
するための相手材料を見い出すことが不可欠であった。
過程でＲｅＢＯ4 と反応しない、機械的特性に優れて
いる、ＲｅＢＯ4 との界面（結晶粒界）が、ＲｅＢＯ
4 とセラミックス相の熱膨張差に起因する熱応力に耐え
るだけ強固である、という３つの条件を満たす、複合化
するための相手材料を見い出すことが不可欠であった。
【００１２】この着想に基づき鋭意研究を進めた結果、
本発明者らは、実際に上記〜のセラミックス相の条
件を満たす材料として、α−Ａｌ2 Ｏ3 とＺｒＯ2 を見
い出した。これらのセラミックス相との複合化により、
ＲｅＢＯ4 を含んでおり、かつ曲げ強度が８０ＭＰａ以
上であり、実用材料として利用可能な複合体を作成する
ことが可能となった。さらにＲｅＢＯ4 の割合と特性の
関係や、複合体を製造するプロセスについても検討を加
え、本発明を完成させるに至った。
本発明者らは、実際に上記〜のセラミックス相の条
件を満たす材料として、α−Ａｌ2 Ｏ3 とＺｒＯ2 を見
い出した。これらのセラミックス相との複合化により、
ＲｅＢＯ4 を含んでおり、かつ曲げ強度が８０ＭＰａ以
上であり、実用材料として利用可能な複合体を作成する
ことが可能となった。さらにＲｅＢＯ4 の割合と特性の
関係や、複合体を製造するプロセスについても検討を加
え、本発明を完成させるに至った。
【００１３】本発明は、下記の通りものである。 （１） 一般式ＲｅＢＯ4 （ＲｅはＳｃ，Ｙ，またはラ
ンタノイド系列の希土類元素、ＢはＮｂまたはＴａ）で
表される酸化物と、残部がα−Ａｌ2 Ｏ3 またはＺｒＯ
2 のどちらか一方又は両方とからなることを特徴とす
る、セラミック複合体。 （２） 前記ＲｅＢＯ4 で表される酸化物を、体積％
で、５０．０％以上、５０．０％以下含み、応力拡大係
数が３．５以上であることを特徴とする、前項（１）に
記載のセラミック複合体。 （３） 前記ＲｅＢＯ4 で表される酸化物を、体積％
で、５０．０％以上、９０．０％以下含み、機械的振動
の吸収に優れた、前項（１）に記載のセラミック複合
体。
ンタノイド系列の希土類元素、ＢはＮｂまたはＴａ）で
表される酸化物と、残部がα−Ａｌ2 Ｏ3 またはＺｒＯ
2 のどちらか一方又は両方とからなることを特徴とす
る、セラミック複合体。 （２） 前記ＲｅＢＯ4 で表される酸化物を、体積％
で、５０．０％以上、５０．０％以下含み、応力拡大係
数が３．５以上であることを特徴とする、前項（１）に
記載のセラミック複合体。 （３） 前記ＲｅＢＯ4 で表される酸化物を、体積％
で、５０．０％以上、９０．０％以下含み、機械的振動
の吸収に優れた、前項（１）に記載のセラミック複合
体。
【００１４】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
のセラミック複合体は、マルテンサイト相のゴム状弾性
を利用する、全く新しいメカニズムによって優れた機械
的特性が付与されている事が特徴である。複合材料にお
ける、第２相分散による力学的特性の改善については、
従来、例えば正方晶ジルコニアを分散させて変態強化す
る方法が知られている。この従来方法と比較しても、マ
ルテンサイト相のゴム状弾性を利用する方法は、従来法
で問題となってきたジルコニア正方晶の相安定性の制御
が不要という利点を有する。さらにジルコニアでは正方
晶が環境要因などによって単斜晶に変態してしまう、い
わゆる材料劣化の問題があるが、本発明はマルテンサイ
ト相そのものの特性を利用することから、このような問
題は生じず、より容易に利用できる優れた材料強化手法
である。
のセラミック複合体は、マルテンサイト相のゴム状弾性
を利用する、全く新しいメカニズムによって優れた機械
的特性が付与されている事が特徴である。複合材料にお
ける、第２相分散による力学的特性の改善については、
従来、例えば正方晶ジルコニアを分散させて変態強化す
る方法が知られている。この従来方法と比較しても、マ
ルテンサイト相のゴム状弾性を利用する方法は、従来法
で問題となってきたジルコニア正方晶の相安定性の制御
が不要という利点を有する。さらにジルコニアでは正方
晶が環境要因などによって単斜晶に変態してしまう、い
わゆる材料劣化の問題があるが、本発明はマルテンサイ
ト相そのものの特性を利用することから、このような問
題は生じず、より容易に利用できる優れた材料強化手法
である。
【００１５】
【発明の実施の形態】一般式ＲｅＢＯ4 においてＲｅ
は、Ｓｃ，Ｙ，またはランタノイド系列の希土類元素の
１種または複数種を組み合わせて用いることが出来る。
より大きな靭性向上の効果と機械的振動の減衰効果を得
るためには、Ｒｅの５０％以上がＬａ、ＮｄまたはＹで
あることが望ましい。またＢは、ＮｂおよびＴａをそれ
ぞれ単独、または任意の割合で組み合わせて用いること
が出来る。
は、Ｓｃ，Ｙ，またはランタノイド系列の希土類元素の
１種または複数種を組み合わせて用いることが出来る。
より大きな靭性向上の効果と機械的振動の減衰効果を得
るためには、Ｒｅの５０％以上がＬａ、ＮｄまたはＹで
あることが望ましい。またＢは、ＮｂおよびＴａをそれ
ぞれ単独、または任意の割合で組み合わせて用いること
が出来る。
【００１６】一般式ＲｅＢＯ4 で表わされる酸化物とし
て具体的には、Ｌａ（Ｎｂ，Ｔａ）Ｏ4 、Ｎｄ（Ｎｂ，
Ｔａ）Ｏ4 、Ｙ（Ｎｂ，Ｔａ）Ｏ4 、（Ｌａ，Ｒｅ）Ｎ
ｂＯ4 、（Ｎｄ，Ｒｅ）ＮｂＯ4 、（Ｙ，Ｒｅ）ＮｂＯ
4 などの酸化物を用いることができる。
て具体的には、Ｌａ（Ｎｂ，Ｔａ）Ｏ4 、Ｎｄ（Ｎｂ，
Ｔａ）Ｏ4 、Ｙ（Ｎｂ，Ｔａ）Ｏ4 、（Ｌａ，Ｒｅ）Ｎ
ｂＯ4 、（Ｎｄ，Ｒｅ）ＮｂＯ4 、（Ｙ，Ｒｅ）ＮｂＯ
4 などの酸化物を用いることができる。
【００１７】本発明のセラミック複合体の製造方法につ
いて以下に述べる。まず、ＲｅＢＯ4 の出発原料として
Ｓｃ，Ｙ，またはランタノイド系列の希土類酸化物やア
ルコキシドまたは硝酸塩と、ＮｂまたはＴａの酸化物ま
たはアルコキシドなどを用いることが出来る。これらの
原料を混合した後、ＲｅＢＯ4 を合成するために熱処理
を行う。
いて以下に述べる。まず、ＲｅＢＯ4 の出発原料として
Ｓｃ，Ｙ，またはランタノイド系列の希土類酸化物やア
ルコキシドまたは硝酸塩と、ＮｂまたはＴａの酸化物ま
たはアルコキシドなどを用いることが出来る。これらの
原料を混合した後、ＲｅＢＯ4 を合成するために熱処理
を行う。
【００１８】原料の混合方法については特に限定しない
が、粉体を原料に用いる場合、ポールミルや振動ミルな
どのセラミックスの混合に用いられる通常の方法が利用
できる。ＲｅＢＯ4 の合成温度は６００℃以上１５００
℃以下の温度が望ましい。６００℃以下の温度では反応
の進行が不十分であり、１５００℃以上の温度ではＲｅ
ＢＯ4 以外の相が生成してしまうためである。また熱処
理時間は、ＲｅＢＯ4の生成反応を十分進行させるため
に、３０分以上行うことが望ましい。
が、粉体を原料に用いる場合、ポールミルや振動ミルな
どのセラミックスの混合に用いられる通常の方法が利用
できる。ＲｅＢＯ4 の合成温度は６００℃以上１５００
℃以下の温度が望ましい。６００℃以下の温度では反応
の進行が不十分であり、１５００℃以上の温度ではＲｅ
ＢＯ4 以外の相が生成してしまうためである。また熱処
理時間は、ＲｅＢＯ4の生成反応を十分進行させるため
に、３０分以上行うことが望ましい。
【００１９】本発明で用いるＲｅＢＯ4 を得る手段は、
上述の方法に限定されない。例えば、共沈法やアルコキ
シド法などによって得られたＲｅＢＯ4 の前駆体も、本
発明で用いることができる。
上述の方法に限定されない。例えば、共沈法やアルコキ
シド法などによって得られたＲｅＢＯ4 の前駆体も、本
発明で用いることができる。
【００２０】以上のようにして得られたＲｅＢＯ4 を、
α−Ａｌ2 Ｏ3 またはＺｒＯ2 の原料と混合し、成形、
焼成して複合体を作製する。α−Ａｌ2 Ｏ3 の原料とし
ては、アルミニウムのアルコキシド、水酸化物、または
酸化物などが利用可能である。またＺｒＯ2 の原料とし
ては、ジルコニウムのアルコキシドや酸化物を用いるこ
とが出来る。
α−Ａｌ2 Ｏ3 またはＺｒＯ2 の原料と混合し、成形、
焼成して複合体を作製する。α−Ａｌ2 Ｏ3 の原料とし
ては、アルミニウムのアルコキシド、水酸化物、または
酸化物などが利用可能である。またＺｒＯ2 の原料とし
ては、ジルコニウムのアルコキシドや酸化物を用いるこ
とが出来る。
【００２１】特に構造用材料として強靭性が求められる
用途には、ＲｅＢＯ4 で表される酸化物は体積％で、
５．０％以上５０．０％以下である事が望ましい。また
ゴム状弾性の特徴、例えば機械的振動の減衰特性を利用
したい場合には、ＲｅＢＯ4 で表される酸化物は体積％
で、５０．０％以上９０．０％以下であることが望まし
い。ＲｅＢＯ4 で表される酸化物が５．０体積％未満で
あると、ＲｅＢＯ4 を複合化する事による機械的特性の
向上効果が得られ難くなり、また９０．０体積％を超え
ると複合体の強度の低下が著しくなるからである。
用途には、ＲｅＢＯ4 で表される酸化物は体積％で、
５．０％以上５０．０％以下である事が望ましい。また
ゴム状弾性の特徴、例えば機械的振動の減衰特性を利用
したい場合には、ＲｅＢＯ4 で表される酸化物は体積％
で、５０．０％以上９０．０％以下であることが望まし
い。ＲｅＢＯ4 で表される酸化物が５．０体積％未満で
あると、ＲｅＢＯ4 を複合化する事による機械的特性の
向上効果が得られ難くなり、また９０．０体積％を超え
ると複合体の強度の低下が著しくなるからである。
【００２２】成形は、一軸プレス成形などを用いればよ
いが、冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）成形を用いると、よ
り均一な成形体を得ることが出来る。
いが、冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）成形を用いると、よ
り均一な成形体を得ることが出来る。
【００２３】焼成は、常圧法で行っても良いし、より短
時間で緻密焼結体が得られるホットプレス法などの加圧
焼成法を用いても良い。本発明で望ましい焼成温度は、
１０００℃以上１６００℃以下の範囲である。これより
低温で焼成を行っても、十分緻密な焼結体が得られな
い。またこれよりも高温で焼成を行うと、焼結体の組織
にＲｅＢＯ4 酸化物とα−Ａｌ2 Ｏ3 またはＺｒＯ2 以
外の相が生成してしまう。また緻密な焼結体を得るため
には、焼成時間を１０分以上にすることが望ましい。
時間で緻密焼結体が得られるホットプレス法などの加圧
焼成法を用いても良い。本発明で望ましい焼成温度は、
１０００℃以上１６００℃以下の範囲である。これより
低温で焼成を行っても、十分緻密な焼結体が得られな
い。またこれよりも高温で焼成を行うと、焼結体の組織
にＲｅＢＯ4 酸化物とα−Ａｌ2 Ｏ3 またはＺｒＯ2 以
外の相が生成してしまう。また緻密な焼結体を得るため
には、焼成時間を１０分以上にすることが望ましい。
【００２４】
【実施例】以下に、本発明を試験１と試験２によりさら
に説明する。試験１ 試験１ではＲｅＢＯ4 がＬａＮｂＯ4 であり、表１に示
す試料番号１〜８および２６〜３３の試料について試験
を行った。まず、原料として高純度のＬａ2 Ｏ3 とＮｂ
2 Ｏ5 を用い、これらが等モルになるように秤量してメ
タノール中でボールミルにて１６時間湿式混合した。こ
れをロータリーエバポレーターによって乾燥し、大気中
で１０００℃にて４時間熱処理してＬａＮｂＯ4 仮焼粉
を得た。次にＬａＮｂＯ4 仮焼粉をメタノール中で振動
ミルにて粉砕、乾燥した。このＬａＮｂＯ4 の粉砕粉が
所定の体積％になるように、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 また
はＳｉ3 Ｎ4 の粉と秤量し、メタノール中でボールミル
混合し、乾燥した。得られた混合粉を所定の焼成温度、
時間でそれぞれ４００ｋｇｆ／ｃｍ2 の加圧を行いなが
ら、窒素雰囲気中にてホットプレス焼成した。
に説明する。試験１ 試験１ではＲｅＢＯ4 がＬａＮｂＯ4 であり、表１に示
す試料番号１〜８および２６〜３３の試料について試験
を行った。まず、原料として高純度のＬａ2 Ｏ3 とＮｂ
2 Ｏ5 を用い、これらが等モルになるように秤量してメ
タノール中でボールミルにて１６時間湿式混合した。こ
れをロータリーエバポレーターによって乾燥し、大気中
で１０００℃にて４時間熱処理してＬａＮｂＯ4 仮焼粉
を得た。次にＬａＮｂＯ4 仮焼粉をメタノール中で振動
ミルにて粉砕、乾燥した。このＬａＮｂＯ4 の粉砕粉が
所定の体積％になるように、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 また
はＳｉ3 Ｎ4 の粉と秤量し、メタノール中でボールミル
混合し、乾燥した。得られた混合粉を所定の焼成温度、
時間でそれぞれ４００ｋｇｆ／ｃｍ2 の加圧を行いなが
ら、窒素雰囲気中にてホットプレス焼成した。
【００２５】表１に示す各種の合成条件により得られた
焼結体について、相対密度を測定し、また、焼成による
ＬａＮｂＯ4 とセラミックス相の反応の有無を、焼結体
のＸ線回折測定により調べた。また、焼結体の応力拡大
係数Ｋ１ｃをビッカース圧子法により、下記の式を用い
て計算した。その結果を、表１に示す。 Ｋ１ｃ＝０．２０３×Ｈｖ×ａ0.5 ×（ｃ／ａ）-1.5 ここで、Ｈｖはビッカース硬度、ａは圧痕の対角線の半
分の長さ、ｃはクラックの半径である。
焼結体について、相対密度を測定し、また、焼成による
ＬａＮｂＯ4 とセラミックス相の反応の有無を、焼結体
のＸ線回折測定により調べた。また、焼結体の応力拡大
係数Ｋ１ｃをビッカース圧子法により、下記の式を用い
て計算した。その結果を、表１に示す。 Ｋ１ｃ＝０．２０３×Ｈｖ×ａ0.5 ×（ｃ／ａ）-1.5 ここで、Ｈｖはビッカース硬度、ａは圧痕の対角線の半
分の長さ、ｃはクラックの半径である。
【００２６】さらに、複合体の機械的振動の吸収を超音
波パルスエコー法で調べた。超音波パルスのエコーがほ
とんど観測されないもの、即ち機械的振動の吸収能が大
きい材料をＡ、超音波パルスのエコーが容易に観測され
たものをＢとして、表１に併記する。以上述べた指標を
総合的に評価した結果を、表１に併記する。評価が良で
あるものを○、否であるものを×として示した。評価が
良で本発明例のものは試料番号１〜８、評価が否で比較
例のものは試料番号２６〜３３である。
波パルスエコー法で調べた。超音波パルスのエコーがほ
とんど観測されないもの、即ち機械的振動の吸収能が大
きい材料をＡ、超音波パルスのエコーが容易に観測され
たものをＢとして、表１に併記する。以上述べた指標を
総合的に評価した結果を、表１に併記する。評価が良で
あるものを○、否であるものを×として示した。評価が
良で本発明例のものは試料番号１〜８、評価が否で比較
例のものは試料番号２６〜３３である。
【００２７】試験２ 試験２ではＲｅＢＯ4 がＮｄＮｂＯ4 、ＮｄＴａＯ4 、
ＹＮｂＯ4 およびＹＴａＯ4 であり、表１に示す試料番
号９〜２５および３４〜３７の試料について試験を行っ
た。まず、原料として高純度のＮｄ2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 、
Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｔａ2 Ｏ5 を用い、それぞれ所定量を秤量
してメタノール中でボールミルにて１６時間湿式混合し
た。これをロータリーエバポレータによって乾燥し、大
気中で所定条件で熱処理した。次に粉砕した仮焼粉が所
定の体積％になるように高純度のＡｌ2 Ｏ3またはＺｒ
Ｏ2 の粉と秤量し、混合、乾燥、粉砕した。得られた各
種混合粉を所定の焼成温度、時間で、それぞれ４００ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 の加圧を行いながら、窒素雰囲気中にてホ
ットプレス焼成した。
ＹＮｂＯ4 およびＹＴａＯ4 であり、表１に示す試料番
号９〜２５および３４〜３７の試料について試験を行っ
た。まず、原料として高純度のＮｄ2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 、
Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｔａ2 Ｏ5 を用い、それぞれ所定量を秤量
してメタノール中でボールミルにて１６時間湿式混合し
た。これをロータリーエバポレータによって乾燥し、大
気中で所定条件で熱処理した。次に粉砕した仮焼粉が所
定の体積％になるように高純度のＡｌ2 Ｏ3またはＺｒ
Ｏ2 の粉と秤量し、混合、乾燥、粉砕した。得られた各
種混合粉を所定の焼成温度、時間で、それぞれ４００ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 の加圧を行いながら、窒素雰囲気中にてホ
ットプレス焼成した。
【００２８】各種の合成条件により得られた焼結体につ
いて、試験１と同様、相対密度、セラミックス相との反
応の有無、応力拡大係数Ｋｌｃ、機械的振動の吸収能を
それぞれ測定した。その結果を、表１に併記する。評価
が良である本発明例のものは試料番号９〜２５、評価が
否である比較例のものは試料番号３４〜３７である。
いて、試験１と同様、相対密度、セラミックス相との反
応の有無、応力拡大係数Ｋｌｃ、機械的振動の吸収能を
それぞれ測定した。その結果を、表１に併記する。評価
が良である本発明例のものは試料番号９〜２５、評価が
否である比較例のものは試料番号３４〜３７である。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【表２】
【００３１】
【表３】
【００３２】
【発明の効果】本発明によって、ＲｅＢＯ4 系酸化物
（ＲｅはＳｃ，Ｙ，またはランタノイド系列の希土類元
素、ＢはＮｂまたはＴａ）を含有する緻密で機械的特性
に優れる材料が安価に製造可能となった。本発明によっ
て、ＲｅＢＯ4 系酸化物のゴム状弾性を利用することが
初めて可能となった。
（ＲｅはＳｃ，Ｙ，またはランタノイド系列の希土類元
素、ＢはＮｂまたはＴａ）を含有する緻密で機械的特性
に優れる材料が安価に製造可能となった。本発明によっ
て、ＲｅＢＯ4 系酸化物のゴム状弾性を利用することが
初めて可能となった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新 原 晧 一 大阪府吹田市山田東３丁目18番１−608
Claims (3)
- 【請求項１】一般式ＲｅＢＯ4 で表される酸化物を含
み、残部がα−Ａｌ2 Ｏ3 およびＺｒＯ2 のうち１種以
上であることを特徴とする、セラミック複合体。ただ
し、ＲｅはＳｃ，Ｙ，またはランタノイド系列の希土類
元素、ＢはＮｂまたはＴａ。 - 【請求項２】一般式ＲｅＢＯ4 で表される酸化物を、体
積％で、５．０％以上５０．０％以下含み、応力拡大係
数が３．５以上であることを特徴とする、請求項１に記
載のセラミック複合体。 - 【請求項３】一般式ＲｅＢＯ4 で表される酸化物を、体
積％で、５０．０％以上９０．０％以下含むことを特徴
とする機械的振動の吸収に優れた、請求項１に記載のセ
ラミック複合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8085202A JPH09278521A (ja) | 1996-04-08 | 1996-04-08 | セラミックス複合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8085202A JPH09278521A (ja) | 1996-04-08 | 1996-04-08 | セラミックス複合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09278521A true JPH09278521A (ja) | 1997-10-28 |
Family
ID=13852038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8085202A Pending JPH09278521A (ja) | 1996-04-08 | 1996-04-08 | セラミックス複合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09278521A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007223828A (ja) * | 2006-02-22 | 2007-09-06 | Toshiba Ceramics Co Ltd | イットリアセラミックス焼結体およびその製造方法 |
| US8426077B2 (en) | 2004-12-23 | 2013-04-23 | Universitetet I Oslo | Proton conductors |
| JP2022531868A (ja) * | 2019-06-18 | 2022-07-12 | 昆明理工大学 | ハイエントロピー希土類高靭性タンタル酸塩セラミックス及びその製造方法 |
-
1996
- 1996-04-08 JP JP8085202A patent/JPH09278521A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8426077B2 (en) | 2004-12-23 | 2013-04-23 | Universitetet I Oslo | Proton conductors |
| JP2007223828A (ja) * | 2006-02-22 | 2007-09-06 | Toshiba Ceramics Co Ltd | イットリアセラミックス焼結体およびその製造方法 |
| JP2022531868A (ja) * | 2019-06-18 | 2022-07-12 | 昆明理工大学 | ハイエントロピー希土類高靭性タンタル酸塩セラミックス及びその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051111 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051206 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060404 |