JPH10182224A - セラミック物品の製造方法 - Google Patents
セラミック物品の製造方法Info
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- JPH10182224A JPH10182224A JP9277151A JP27715197A JPH10182224A JP H10182224 A JPH10182224 A JP H10182224A JP 9277151 A JP9277151 A JP 9277151A JP 27715197 A JP27715197 A JP 27715197A JP H10182224 A JPH10182224 A JP H10182224A
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- C04B41/87—Ceramics
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 切削材料に、その機械特性を大幅に損なうこ
となく表面導電性を付与することで、多層ウェブの仕上
げ作業を低コストで行えるようにし、屑による不良品を
減少させること。 【解決手段】 ジルコニア合金と二ホウ化ジルコニウム
との混合物を圧縮してブロック体を形成する工程と、
前記ブロック体を、水素３〜５モル％及び窒素９７〜９
５モル％の気体混合物の雰囲気中、１２００〜１６００
℃の温度で焼結する工程とを含み、 製造されたセラミ
ック物品が、ジルコニウム酸化物合金の焼結粒子を含む
コア部と実質的にＺｒＮの焼結粒子を含むシェル部とを
有する、セラミック物品の製造方法。
となく表面導電性を付与することで、多層ウェブの仕上
げ作業を低コストで行えるようにし、屑による不良品を
減少させること。 【解決手段】 ジルコニア合金と二ホウ化ジルコニウム
との混合物を圧縮してブロック体を形成する工程と、
前記ブロック体を、水素３〜５モル％及び窒素９７〜９
５モル％の気体混合物の雰囲気中、１２００〜１６００
℃の温度で焼結する工程とを含み、 製造されたセラミ
ック物品が、ジルコニウム酸化物合金の焼結粒子を含む
コア部と実質的にＺｒＮの焼結粒子を含むシェル部とを
有する、セラミック物品の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック物品の
製造方法に、より詳細には、本質的にジルコニアからな
る絶縁性のコア部の表面に導電性の窒化ジルコニウムを
主体とする層を有する工具用の物品の製造方法に関す
る。
製造方法に、より詳細には、本質的にジルコニアからな
る絶縁性のコア部の表面に導電性の窒化ジルコニウムを
主体とする層を有する工具用の物品の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】写真フィルムや印画紙のような材料の製
造では、孔あけ機やスリットナイフのようなバイトは、
突発故障や腐食を防止するための耐衝撃性と共に、実用
寿命や生産性を向上させるための耐磨耗性が必要とされ
る。従来のバイト材、例えば、高速度鋼、焼入可能なス
テンレススチール、接合タングステンカーバイドは、こ
れらの要件の一部を満たすが、実用寿命の改善には制限
がある。また従来のバイト材には、磨耗や腐食によるメ
ンテナンスを頻繁に要するという問題もある。
造では、孔あけ機やスリットナイフのようなバイトは、
突発故障や腐食を防止するための耐衝撃性と共に、実用
寿命や生産性を向上させるための耐磨耗性が必要とされ
る。従来のバイト材、例えば、高速度鋼、焼入可能なス
テンレススチール、接合タングステンカーバイドは、こ
れらの要件の一部を満たすが、実用寿命の改善には制限
がある。また従来のバイト材には、磨耗や腐食によるメ
ンテナンスを頻繁に要するという問題もある。
【０００３】正方晶ジルコニア系多結晶（ＴＺＰ）やイ
ットリアをドープした正方晶ジルコニア系多結晶（Ｙ−
ＴＺＰ）のセラミック材料、ジルコニアとアルミナの複
合材、等のジルコニア系セラミックス材料は従来の材料
よりも利点が多く、そのため写真フィルムや紙ウェブの
切断、孔あけ、スリッティング及びチョッピングに用い
られている。Ｙ−ＴＺＰは最も靱性の高いセラミックス
の一つである。靱性は硬さや強さを犠牲にして達成され
る。正方晶ジルコニア合金、すなわち、ジルコニアとあ
る種の安定化ドーパントの粒子混合物を焼結して得られ
た生成物は、強靱且つ比較的軟質な構造材であるが、破
壊靱性や耐腐食性が高いなど魅力的な特性を多く有して
いる。しかしながら、正方晶ジルコニア合金が示す摩擦
特性は、ＳｉＣやＳｉ3 Ｎ4 のような他の高性能構造用
セラミックスほど魅力的なものではない。硬度及び強度
が良好な材料の一例として一体式の立方晶スピネル、Ｓ
ｉＣ及びＳｉ3 Ｎ4 があるが、これらの材料は非常に脆
いため、構造用途、特にバイト材用途には使用すること
はできない。
ットリアをドープした正方晶ジルコニア系多結晶（Ｙ−
ＴＺＰ）のセラミック材料、ジルコニアとアルミナの複
合材、等のジルコニア系セラミックス材料は従来の材料
よりも利点が多く、そのため写真フィルムや紙ウェブの
切断、孔あけ、スリッティング及びチョッピングに用い
られている。Ｙ−ＴＺＰは最も靱性の高いセラミックス
の一つである。靱性は硬さや強さを犠牲にして達成され
る。正方晶ジルコニア合金、すなわち、ジルコニアとあ
る種の安定化ドーパントの粒子混合物を焼結して得られ
た生成物は、強靱且つ比較的軟質な構造材であるが、破
壊靱性や耐腐食性が高いなど魅力的な特性を多く有して
いる。しかしながら、正方晶ジルコニア合金が示す摩擦
特性は、ＳｉＣやＳｉ3 Ｎ4 のような他の高性能構造用
セラミックスほど魅力的なものではない。硬度及び強度
が良好な材料の一例として一体式の立方晶スピネル、Ｓ
ｉＣ及びＳｉ3 Ｎ4 があるが、これらの材料は非常に脆
いため、構造用途、特にバイト材用途には使用すること
はできない。
【０００４】耐衝撃性を有する工具や部品は、コア部が
強靱な材料でできており、表面部又はシェル部が硬質材
料でできていると、実用寿命が長くなり性能もよくなる
ことが知られている。金属材料の一般的な例として、窒
化又は硬化層浸炭金属工具部品、カムシャフト、等が挙
げられる。浸炭や窒化などの表面処理により、より強靱
なコア部の表面に安定な硬質相が形成される。この相変
化は、母体の金属材料と反応性物質、例えば炭素種又は
窒素種、との反応性に依存する。セラミックスの場合、
元来化学的に不活性であるため、同等な複合構造を製作
することができなかった。応力が引き起こす相変化を伴
う表面領域を有する正方晶ジルコニア系セラミック物品
は、使用時の使用面の摩擦によりこのような相変化が起
こるので、非常に容易に得られる。Ｙ−ＴＺＰの場合、
応力により、強靱であるがさほど硬くはない正方晶相か
らより硬質の単斜晶相への転移が引き起こされる。この
相変化は様々な使途がある。米国特許第５，２９０，３
３２号明細書に記載されているように、ネットシェイプ
型正方晶ジルコニア合金系物品を製造することができ
る。「ネットシェイプ」とは、セラミック物品の寸法が
焼結後にも変化しないため、所期の使用環境において使
用する前にさらに機械加工する必要のないセラミック物
品をさす。使用時に、ネットシェイプ物品の使用面が磨
耗や摩擦による相転移を受ける。適当な許容差を設ける
ことで、相転移前の使用面での磨耗減量は無視できる。
別法として、正方晶ジルコニアから単斜晶ジルコニアへ
の表面相転移は、工具製造時の研削仕上やラップ仕上な
どの磨耗工程によっても引き起こすことができる。いず
れの方法も、二つの変数、すなわち物品の寸法とその相
特性が同時に変化するため、簡単な方法ではない。どち
らの方法も、形状の複雑な物品で行う場合には非常に問
題が大きい。
強靱な材料でできており、表面部又はシェル部が硬質材
料でできていると、実用寿命が長くなり性能もよくなる
ことが知られている。金属材料の一般的な例として、窒
化又は硬化層浸炭金属工具部品、カムシャフト、等が挙
げられる。浸炭や窒化などの表面処理により、より強靱
なコア部の表面に安定な硬質相が形成される。この相変
化は、母体の金属材料と反応性物質、例えば炭素種又は
窒素種、との反応性に依存する。セラミックスの場合、
元来化学的に不活性であるため、同等な複合構造を製作
することができなかった。応力が引き起こす相変化を伴
う表面領域を有する正方晶ジルコニア系セラミック物品
は、使用時の使用面の摩擦によりこのような相変化が起
こるので、非常に容易に得られる。Ｙ−ＴＺＰの場合、
応力により、強靱であるがさほど硬くはない正方晶相か
らより硬質の単斜晶相への転移が引き起こされる。この
相変化は様々な使途がある。米国特許第５，２９０，３
３２号明細書に記載されているように、ネットシェイプ
型正方晶ジルコニア合金系物品を製造することができ
る。「ネットシェイプ」とは、セラミック物品の寸法が
焼結後にも変化しないため、所期の使用環境において使
用する前にさらに機械加工する必要のないセラミック物
品をさす。使用時に、ネットシェイプ物品の使用面が磨
耗や摩擦による相転移を受ける。適当な許容差を設ける
ことで、相転移前の使用面での磨耗減量は無視できる。
別法として、正方晶ジルコニアから単斜晶ジルコニアへ
の表面相転移は、工具製造時の研削仕上やラップ仕上な
どの磨耗工程によっても引き起こすことができる。いず
れの方法も、二つの変数、すなわち物品の寸法とその相
特性が同時に変化するため、簡単な方法ではない。どち
らの方法も、形状の複雑な物品で行う場合には非常に問
題が大きい。
【０００５】別の方法が米国特許第５，３５８，９１３
号明細書に記載されている。その方法では、ネットシェ
イプに近づけることができる正方晶ジルコニア合金の物
品を圧縮した後、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｙ2 Ｏ3 、Ｓｃ2 Ｏ
3 、ＣｅＯ2 若しくは稀土類酸化物ドーパント又はこれ
らの混合物の存在下で焼結し、正方晶コア部と立方晶シ
ェル部を有する物品を製造している。該ドーパントは、
固体プレート、粉末、又は有機金属前駆体フィルムの分
解により得られた層のように、様々な形態で提供するこ
とができる。
号明細書に記載されている。その方法では、ネットシェ
イプに近づけることができる正方晶ジルコニア合金の物
品を圧縮した後、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｙ2 Ｏ3 、Ｓｃ2 Ｏ
3 、ＣｅＯ2 若しくは稀土類酸化物ドーパント又はこれ
らの混合物の存在下で焼結し、正方晶コア部と立方晶シ
ェル部を有する物品を製造している。該ドーパントは、
固体プレート、粉末、又は有機金属前駆体フィルムの分
解により得られた層のように、様々な形態で提供するこ
とができる。
【０００６】Electrical Conductivity of ZrN-Al2O3,
Mo-Al2O3 and ZrN-Mo Composite Powders (F.F. Egoro
v, Poroshkovaya Metallurgiya, vol. 19, No. 10, pp.
56-60, Oct. 1980) に、窒素中で焼結した各種組成の
試料の電気抵抗率は同じ時間及び温度条件下のアルゴン
中で焼結した試料よりも１オーダー高くなり、ジルコニ
アの表面は非導電性となることが教示されている。
Mo-Al2O3 and ZrN-Mo Composite Powders (F.F. Egoro
v, Poroshkovaya Metallurgiya, vol. 19, No. 10, pp.
56-60, Oct. 1980) に、窒素中で焼結した各種組成の
試料の電気抵抗率は同じ時間及び温度条件下のアルゴン
中で焼結した試料よりも１オーダー高くなり、ジルコニ
アの表面は非導電性となることが教示されている。
【０００７】米国特許第５，１７７，０３７号明細書で
は、少なくとも一種の非導電性セラミックウィスカー成
分と一種の導電性セラミックウィスカー成分を含有する
機械加工できる放電性セラミックスが用いられている。
この特許明細書には、正方晶ジルコニア材料は記載され
ていない。
は、少なくとも一種の非導電性セラミックウィスカー成
分と一種の導電性セラミックウィスカー成分を含有する
機械加工できる放電性セラミックスが用いられている。
この特許明細書には、正方晶ジルコニア材料は記載され
ていない。
【０００８】特公昭５８−１０２８８１号に、ジルコニ
ア９４〜８８モル％に６〜１２モル％のＭｇＯ、Ｃａ
Ｏ、Ｙ2 Ｏ3 及びＣｅＯ2 の安定剤を配合した安定化ジ
ルコニアが、安定化ジルコニアと二ホウ化ジルコニウム
の混合物から通常の圧力下、１４００℃よりも高い温度
での焼結又はホットプレスにより調製されることが記載
されている。
ア９４〜８８モル％に６〜１２モル％のＭｇＯ、Ｃａ
Ｏ、Ｙ2 Ｏ3 及びＣｅＯ2 の安定剤を配合した安定化ジ
ルコニアが、安定化ジルコニアと二ホウ化ジルコニウム
の混合物から通常の圧力下、１４００℃よりも高い温度
での焼結又はホットプレスにより調製されることが記載
されている。
【０００９】写真フィルムや印画紙のような多層化ウェ
ブの切断、孔あけ又はスリッティングでは、作業中に発
生する屑の問題がある。工具の設計によりこの問題をあ
る程度は軽減することができる。しかしながら、工具表
面に蓄積した静電気が該屑を引きつける場合がある。こ
の問題は、工具表面が工具と作業面との間の摩擦により
発生する静電気を散逸させることができれば、排除とは
いかないまでも、軽減することは可能である。
ブの切断、孔あけ又はスリッティングでは、作業中に発
生する屑の問題がある。工具の設計によりこの問題をあ
る程度は軽減することができる。しかしながら、工具表
面に蓄積した静電気が該屑を引きつける場合がある。こ
の問題は、工具表面が工具と作業面との間の摩擦により
発生する静電気を散逸させることができれば、排除とは
いかないまでも、軽減することは可能である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ＴＺＰやＹ−ＴＺＰの
ようなジルコニア合金及びジルコニアとアルミナ工具材
料系の複合材の最大の欠点の一つは、それらの絶縁性が
室温において高いため、一般に室温で実施される仕上げ
作業に適さない点である。これらの作業に適さない理由
は、製品の品質が低下すること、工具による屑の引きつ
けが原因となる汚れ、非導電性であること、そして静電
気を発生させることにある。ＴＺＰやその複合材のよう
なジルコニア合金を導電性にしようと多くの試みがなさ
れてきたが、機械特性、特に破壊靱性を犠牲にせざるを
得ないものであった。本発明の目的は、ＴＺＰやＹ−Ｔ
ＺＰ材料に、その機械特性を大幅に損なうことなく表面
導電性を付与することで、多層ウェブの仕上げ作業を低
コストで行えるようにし、屑による不良品を減少させ、
或いは皆無にすることにある。本発明の別の目的とし
て、表面導電性を有するセラミック物品の製造に関し、
セラミックスの焼結工程中に現場で表面改質を行うこと
により第二工程を排除する有効な方法を提供することが
ある。
ようなジルコニア合金及びジルコニアとアルミナ工具材
料系の複合材の最大の欠点の一つは、それらの絶縁性が
室温において高いため、一般に室温で実施される仕上げ
作業に適さない点である。これらの作業に適さない理由
は、製品の品質が低下すること、工具による屑の引きつ
けが原因となる汚れ、非導電性であること、そして静電
気を発生させることにある。ＴＺＰやその複合材のよう
なジルコニア合金を導電性にしようと多くの試みがなさ
れてきたが、機械特性、特に破壊靱性を犠牲にせざるを
得ないものであった。本発明の目的は、ＴＺＰやＹ−Ｔ
ＺＰ材料に、その機械特性を大幅に損なうことなく表面
導電性を付与することで、多層ウェブの仕上げ作業を低
コストで行えるようにし、屑による不良品を減少させ、
或いは皆無にすることにある。本発明の別の目的とし
て、表面導電性を有するセラミック物品の製造に関し、
セラミックスの焼結工程中に現場で表面改質を行うこと
により第二工程を排除する有効な方法を提供することが
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＴＺＰ系マト
リックスに二ホウ化ジルコニウム（ＺｒＢ2 ）を含有す
る複合材のようなジルコニアの現場表面改質に関するも
のであって、焼結工程中、窒素及び４％水素−窒素環境
において、バルクは絶縁性としたまま導電性の高い表面
を得るものである。本発明は、１２００〜１６００℃の
焼結工程中の拡散制御交換反応に関し、その際、Ｘ線回
折が証明するように表面が導電性の窒化ジルコニウム
（ＺｒＮ）に転化することに関する。存在するＺｒＢ2
の量や、焼結温度、焼結時間によって、ＺｒＮ濃度を一
端から他端にかけて変化させた傾斜機能材料を製造する
ことができる。バルクの結晶構造は、少量（微量）の単
斜晶相を含む立方晶ジルコニアを主体とする。得られた
セラミック物品は、ＺｒＢ2 の組成により立方晶又は正
方晶のジルコニアを主体として含むバルク又はコア部
と、窒化ジルコニウムを主体として含む表面又はシェル
部とを含有する。
リックスに二ホウ化ジルコニウム（ＺｒＢ2 ）を含有す
る複合材のようなジルコニアの現場表面改質に関するも
のであって、焼結工程中、窒素及び４％水素−窒素環境
において、バルクは絶縁性としたまま導電性の高い表面
を得るものである。本発明は、１２００〜１６００℃の
焼結工程中の拡散制御交換反応に関し、その際、Ｘ線回
折が証明するように表面が導電性の窒化ジルコニウム
（ＺｒＮ）に転化することに関する。存在するＺｒＢ2
の量や、焼結温度、焼結時間によって、ＺｒＮ濃度を一
端から他端にかけて変化させた傾斜機能材料を製造する
ことができる。バルクの結晶構造は、少量（微量）の単
斜晶相を含む立方晶ジルコニアを主体とする。得られた
セラミック物品は、ＺｒＢ2 の組成により立方晶又は正
方晶のジルコニアを主体として含むバルク又はコア部
と、窒化ジルコニウムを主体として含む表面又はシェル
部とを含有する。
【００１２】本発明の方法では、正方晶ジルコニアセラ
ミックと化合物の二ホウ化ジルコニウムとを粉体で機械
的及び／又は化学的に十分に混合し、そして圧縮、焼結
する。焼結工程は、水素３〜５モル％と窒素９７〜９５
モル％の気体混合物の雰囲気中で実施する。得られる本
発明のセラミック物品は、本質的に窒化ジルコニウムで
ある表面又はシェル部と本質的にジルコニアであるバル
ク又はコア部とを有する。
ミックと化合物の二ホウ化ジルコニウムとを粉体で機械
的及び／又は化学的に十分に混合し、そして圧縮、焼結
する。焼結工程は、水素３〜５モル％と窒素９７〜９５
モル％の気体混合物の雰囲気中で実施する。得られる本
発明のセラミック物品は、本質的に窒化ジルコニウムで
ある表面又はシェル部と本質的にジルコニアであるバル
ク又はコア部とを有する。
【００１３】本発明の方法は、純粋なＺｒＯ2 の化学的
混合物から得られた立方晶又は正方晶のＺｒＯ2 と、Ｍ
ｇＯ、ＣａＯ、Ｙ2 Ｏ3 、Ｓｃ2 Ｏ3 、ＣｅＯ2 及びそ
の他の稀土類酸化物（本明細書中、「Ｍｇ−Ｃａ−Ｙ−
Ｓｃ系稀土類酸化物」ともいう）の中から選ばれた追加
の「第二酸化物」との粒状合金、を使用する。本発明の
方法において有用なジルコニア合金は、得られたセラミ
ック物品を使用する際の温度範囲及び圧力範囲において
準安定な正方晶構造を有する。例えば、約２００℃以下
の温度及び約１０００ＭＰａ以下の圧力の場合、ジルコ
ニア合金は、ジルコニウム酸化物合金全体に対して、Ｙ
2 Ｏ3 の場合には約０．５〜約５モル％、ＭｇＯの場合
には約０．１〜約１．０モル％、ＣｅＯ2 の場合には約
０．５〜約１５モル％、Ｓｃ2 Ｏ3 の場合には約０．５
〜約７．０モル％、そしてＣａＯの場合には約０．５〜
約５モル％を有する。ジルコニアとの合金化に好適な酸
化物はＹ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＣｅＯ2 、Ｓｃ2 Ｏ
3 、稀土類酸化物及びこれら酸化物の混合物である。ジ
ルコニア粉末は純度が高いこと、すなわち、純度約９
９．９％以上であることが好ましい。有用なジルコニア
合金の具体例として、約０．５〜約５モル％、好ましく
は約２〜約５モル％、より好ましくは約３モル％のＹ2
Ｏ3 を含有する正方晶構造のジルコニア合金が挙げられ
る。ＭｇＯの場合には、０．１〜１．０モル％で正方晶
構造が得られ、またＣｅＯ2 の場合には、０．５〜１５
モル％で正方晶構造が得られ、０．５〜約５モル％のカ
ルシウム酸化物、約０．５〜７．０モル％のＳｃ2 Ｏ3
でそれぞれ正方晶構造が得られる。本発明の方法におい
て有用な正方晶構造のジルコニア合金の例が、米国特許
第５，２９０，３３２号及び同第５，４１１，６９０号
明細書に記載されている。これらの特許明細書中、この
ようなジルコニア合金は「ネットシェイプ」のセラミッ
ク物品、すなわち焼結による寸法変化がないため、所期
の使用環境において使用する前にさらに機械加工する必
要のないセラミック物品、が得られるので有用であると
記載されている。この粒状ＺｒＯ2 合金をさらに粒状Ｚ
ｒＢ2 と混合し、十分にミル粉砕する。
混合物から得られた立方晶又は正方晶のＺｒＯ2 と、Ｍ
ｇＯ、ＣａＯ、Ｙ2 Ｏ3 、Ｓｃ2 Ｏ3 、ＣｅＯ2 及びそ
の他の稀土類酸化物（本明細書中、「Ｍｇ−Ｃａ−Ｙ−
Ｓｃ系稀土類酸化物」ともいう）の中から選ばれた追加
の「第二酸化物」との粒状合金、を使用する。本発明の
方法において有用なジルコニア合金は、得られたセラミ
ック物品を使用する際の温度範囲及び圧力範囲において
準安定な正方晶構造を有する。例えば、約２００℃以下
の温度及び約１０００ＭＰａ以下の圧力の場合、ジルコ
ニア合金は、ジルコニウム酸化物合金全体に対して、Ｙ
2 Ｏ3 の場合には約０．５〜約５モル％、ＭｇＯの場合
には約０．１〜約１．０モル％、ＣｅＯ2 の場合には約
０．５〜約１５モル％、Ｓｃ2 Ｏ3 の場合には約０．５
〜約７．０モル％、そしてＣａＯの場合には約０．５〜
約５モル％を有する。ジルコニアとの合金化に好適な酸
化物はＹ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＣｅＯ2 、Ｓｃ2 Ｏ
3 、稀土類酸化物及びこれら酸化物の混合物である。ジ
ルコニア粉末は純度が高いこと、すなわち、純度約９
９．９％以上であることが好ましい。有用なジルコニア
合金の具体例として、約０．５〜約５モル％、好ましく
は約２〜約５モル％、より好ましくは約３モル％のＹ2
Ｏ3 を含有する正方晶構造のジルコニア合金が挙げられ
る。ＭｇＯの場合には、０．１〜１．０モル％で正方晶
構造が得られ、またＣｅＯ2 の場合には、０．５〜１５
モル％で正方晶構造が得られ、０．５〜約５モル％のカ
ルシウム酸化物、約０．５〜７．０モル％のＳｃ2 Ｏ3
でそれぞれ正方晶構造が得られる。本発明の方法におい
て有用な正方晶構造のジルコニア合金の例が、米国特許
第５，２９０，３３２号及び同第５，４１１，６９０号
明細書に記載されている。これらの特許明細書中、この
ようなジルコニア合金は「ネットシェイプ」のセラミッ
ク物品、すなわち焼結による寸法変化がないため、所期
の使用環境において使用する前にさらに機械加工する必
要のないセラミック物品、が得られるので有用であると
記載されている。この粒状ＺｒＯ2 合金をさらに粒状Ｚ
ｒＢ2 と混合し、十分にミル粉砕する。
【００１４】図１中の工程「Ａ」は、合金化工程の略図
である。ジルコニア粉末１００を一種又は二種以上の第
二酸化物粉末１０２と組み合わせてジルコニア合金粉末
１０４を得る。ジルコニア合金の製造については当業者
であれば周知であり、またジルコニア合金は市販もされ
ている。例えば、Ｙ2 Ｏ3 を３モル％含有する粒状ジル
コニア合金がZ-TECH社(Bow, New Hampshire)（現在はHA
NWHAアドバンスト・セラミクスとして周知）より「SYP-
ULTRA 5.2 」又は「HWA-3YB 」イットリア安定化ジルコ
ニアとして、また日本のTOSHO 社より「TZ-3YB」として
市販されている。
である。ジルコニア粉末１００を一種又は二種以上の第
二酸化物粉末１０２と組み合わせてジルコニア合金粉末
１０４を得る。ジルコニア合金の製造については当業者
であれば周知であり、またジルコニア合金は市販もされ
ている。例えば、Ｙ2 Ｏ3 を３モル％含有する粒状ジル
コニア合金がZ-TECH社(Bow, New Hampshire)（現在はHA
NWHAアドバンスト・セラミクスとして周知）より「SYP-
ULTRA 5.2 」又は「HWA-3YB 」イットリア安定化ジルコ
ニアとして、また日本のTOSHO 社より「TZ-3YB」として
市販されている。
【００１５】当業者には周知であるように、ジルコニア
合金及び二ホウ化ジルコニウム化合物においては、結晶
粒や凝集の大きさや分布、含水量及び結合剤（使用した
場合）に変動幅がある。「結晶粒 (grain)」とは、個別
の結晶をいい、粒子(particle)の内部に存在することが
でき、隣接結晶粒とは異なる空間定位(spatial orienta
tion) を有する。「凝集体 (agglomerate)」とは、個別
の粒子の団結をいい、それぞれが多数の結晶粒を含む場
合もある。本発明の具体的実施態様において、ジルコニ
ア合金及び二ホウ化ジルコニウム化合物の結晶粒や凝集
の大きさや分布及び含水量は、実質的に同等であり、そ
してあたかもジルコニア合金と二ホウ化ジルコニウム化
合物との混合が行われないように、すなわちジルコニア
合金物品の製造に適していることが当該技術分野で知ら
れている方法で、選定される。
合金及び二ホウ化ジルコニウム化合物においては、結晶
粒や凝集の大きさや分布、含水量及び結合剤（使用した
場合）に変動幅がある。「結晶粒 (grain)」とは、個別
の結晶をいい、粒子(particle)の内部に存在することが
でき、隣接結晶粒とは異なる空間定位(spatial orienta
tion) を有する。「凝集体 (agglomerate)」とは、個別
の粒子の団結をいい、それぞれが多数の結晶粒を含む場
合もある。本発明の具体的実施態様において、ジルコニ
ア合金及び二ホウ化ジルコニウム化合物の結晶粒や凝集
の大きさや分布及び含水量は、実質的に同等であり、そ
してあたかもジルコニア合金と二ホウ化ジルコニウム化
合物との混合が行われないように、すなわちジルコニア
合金物品の製造に適していることが当該技術分野で知ら
れている方法で、選定される。
【００１６】本発明の具体的実施態様にとって慣用的な
粒子の特性の一例は以下の通りである。純度は９９．９
〜９９．９９％の範囲で十分に制御すること、すなわち
不純物が約０．１〜０．０１％を上回らないことが好ま
しい。結晶粒の大きさは約０．１〜約０．６μｍであ
る。結晶粒の大きさの平均は０．３μｍである。結晶粒
の大きさの分布は、０．１μｍ未満が５〜１５％、０．
３μｍ未満が４０〜６０％及び０．６μｍ未満が８５〜
９５％である。個々の結晶粒の表面積は約１０〜約１５
ｍ2 ／グラムの範囲にあり、１４ｍ2 ／グラムであるこ
とが好ましい。凝集体の大きさは約３０〜約６０μｍの
範囲にあり、凝集体の大きさの平均は４０〜６０μｍで
ある。含水率はブランクに対して約０．２〜１．０体積
％、好ましくは０．５体積％である。粒状物の混合物
は、ゼラチン、ＰＥＧ、アクリル樹脂又はポリビニルイ
オノマー、より好ましくはポリビニルアルコールのよう
なバインダーの存在下で圧縮される。バインダーは、粉
末混合物を圧縮装置に入れる前にスプレー法やボールミ
ル粉砕法等で、粒状混合物に添加して混合する。
粒子の特性の一例は以下の通りである。純度は９９．９
〜９９．９９％の範囲で十分に制御すること、すなわち
不純物が約０．１〜０．０１％を上回らないことが好ま
しい。結晶粒の大きさは約０．１〜約０．６μｍであ
る。結晶粒の大きさの平均は０．３μｍである。結晶粒
の大きさの分布は、０．１μｍ未満が５〜１５％、０．
３μｍ未満が４０〜６０％及び０．６μｍ未満が８５〜
９５％である。個々の結晶粒の表面積は約１０〜約１５
ｍ2 ／グラムの範囲にあり、１４ｍ2 ／グラムであるこ
とが好ましい。凝集体の大きさは約３０〜約６０μｍの
範囲にあり、凝集体の大きさの平均は４０〜６０μｍで
ある。含水率はブランクに対して約０．２〜１．０体積
％、好ましくは０．５体積％である。粒状物の混合物
は、ゼラチン、ＰＥＧ、アクリル樹脂又はポリビニルイ
オノマー、より好ましくはポリビニルアルコールのよう
なバインダーの存在下で圧縮される。バインダーは、粉
末混合物を圧縮装置に入れる前にスプレー法やボールミ
ル粉砕法等で、粒状混合物に添加して混合する。
【００１７】図１の工程「Ｂ」は、粒状ジルコニア合金
１０４と二ホウ化ジルコニウム化合物１０６の混合を概
略説明するものである。混合は、機械的な混合であって
もよいし、また共沈法による混合など化学的な混合であ
ってもよい。
１０４と二ホウ化ジルコニウム化合物１０６の混合を概
略説明するものである。混合は、機械的な混合であって
もよいし、また共沈法による混合など化学的な混合であ
ってもよい。
【００１８】ジルコニア合金１０４と二ホウ化ジルコニ
ウム化合物１０６の粒状混合物から複合粒状混合物１０
８が得られ、これを圧縮し、焼結が起こる温度範囲にま
で加熱し、焼結させ、すなわち該温度範囲で一定時間維
持し、その後室温にまで冷却する。焼結工程の全体又は
一部において、該粒状混合物に、水素ガスと窒素ガスを
３〜５対９７〜９５の比率で含む混合物を接触させる。
図１において、要素１１０は、矢印「Ｃ」が示す混合及
び圧縮の両方による生成物を表し、これを「未処理プレ
フォーム」と呼ぶ。本明細書では、図１において「Ｃ」
及び「Ｄ」が示すように、一般に圧縮及び焼結を二つの
連続工程として記載するが、本発明は圧縮と焼結の特定
の順序に限定されるものではない。例えば、ホット・イ
ソスタティック・プレシング（ＨＩＰ）のような方法を
用い、圧縮と焼結を単一工程で同時に行うこと、或いは
部分圧縮工程の後に焼結、次いでさらに圧縮を行うこと
も可能である。部分圧縮工程及び部分焼結工程による完
全焼結及び中間生成物を本明細書では「ブランク」と称
し、これを図１では要素（ブランク）１１２として表
す。ブランク１１２は、少なくとも部分的に圧縮されて
おり、且つ未焼結１１０若しくは不完全焼結の状態にあ
るか、又は完全焼結若しくは高温等圧プレス１１２され
ている。
ウム化合物１０６の粒状混合物から複合粒状混合物１０
８が得られ、これを圧縮し、焼結が起こる温度範囲にま
で加熱し、焼結させ、すなわち該温度範囲で一定時間維
持し、その後室温にまで冷却する。焼結工程の全体又は
一部において、該粒状混合物に、水素ガスと窒素ガスを
３〜５対９７〜９５の比率で含む混合物を接触させる。
図１において、要素１１０は、矢印「Ｃ」が示す混合及
び圧縮の両方による生成物を表し、これを「未処理プレ
フォーム」と呼ぶ。本明細書では、図１において「Ｃ」
及び「Ｄ」が示すように、一般に圧縮及び焼結を二つの
連続工程として記載するが、本発明は圧縮と焼結の特定
の順序に限定されるものではない。例えば、ホット・イ
ソスタティック・プレシング（ＨＩＰ）のような方法を
用い、圧縮と焼結を単一工程で同時に行うこと、或いは
部分圧縮工程の後に焼結、次いでさらに圧縮を行うこと
も可能である。部分圧縮工程及び部分焼結工程による完
全焼結及び中間生成物を本明細書では「ブランク」と称
し、これを図１では要素（ブランク）１１２として表
す。ブランク１１２は、少なくとも部分的に圧縮されて
おり、且つ未焼結１１０若しくは不完全焼結の状態にあ
るか、又は完全焼結若しくは高温等圧プレス１１２され
ている。
【００１９】圧縮及び焼結の完了により最終製品である
セラミック物品１１２が得られる。該物品は、実質的に
ジルコニア合金からなるバルク又はコア部１１４と、実
質的に窒化ジルコニウムからなる表面又はシェル部１１
６とを有する。
セラミック物品１１２が得られる。該物品は、実質的に
ジルコニア合金からなるバルク又はコア部１１４と、実
質的に窒化ジルコニウムからなる表面又はシェル部１１
６とを有する。
【００２０】本発明の好ましい方法では、粉末を低温圧
縮して「未処理プレフォーム」を得る。この「未処理」
密度は、セラミック物品１１２の最終焼結後密度よりも
実質的に低い。表面又はシェル部１１６の最終焼結後密
度とコア部１１４の最終焼結後密度とには若干の差はあ
るが、物品１１２が非常に小さい場合を除き、この差は
無視することができ、最終焼結後密度は焼結後のバルク
又はコア部の密度と等しいとみなすことができる。未焼
結密度は最終焼結後密度の約４０〜約６５％、より好ま
しくは約６０％であることが好ましい。
縮して「未処理プレフォーム」を得る。この「未処理」
密度は、セラミック物品１１２の最終焼結後密度よりも
実質的に低い。表面又はシェル部１１６の最終焼結後密
度とコア部１１４の最終焼結後密度とには若干の差はあ
るが、物品１１２が非常に小さい場合を除き、この差は
無視することができ、最終焼結後密度は焼結後のバルク
又はコア部の密度と等しいとみなすことができる。未焼
結密度は最終焼結後密度の約４０〜約６５％、より好ま
しくは約６０％であることが好ましい。
【００２１】特定の粉末分布については、未焼結密度は
圧縮圧及び充填比に大きく依存する。本発明の方法にお
ける好適な圧縮圧は約１０，０００〜３０，０００ｐｓ
ｉ（６９〜２０７ＭＰａ）である。より好適な圧縮圧は
約１５，０００ｐｓｉ（約１００ＭＰａ）である。充填
比は約２．５：１〜約３．５：１に維持される。好適な
充填比は約３．０：１である。圧縮時間は、設定した圧
縮圧により、運転者が容易に決めることができる。圧縮
時間は、例えば、圧縮圧の範囲が約１２，０００〜約１
８，０００ｐｓｉの範囲にある場合には約６０秒〜約１
０秒の範囲とすることができる。圧縮圧が１５，０００
ｐｓｉ（１００ＭＰａ）である場合には、圧縮時間は３
０秒とすることができる。運転者が設定した圧縮圧及び
圧縮時間は最終部品１１２の大きさに依存しうることが
知られている。一般に、部品の大きさが大きくなるにつ
れ、圧縮時間は長くなる。
圧縮圧及び充填比に大きく依存する。本発明の方法にお
ける好適な圧縮圧は約１０，０００〜３０，０００ｐｓ
ｉ（６９〜２０７ＭＰａ）である。より好適な圧縮圧は
約１５，０００ｐｓｉ（約１００ＭＰａ）である。充填
比は約２．５：１〜約３．５：１に維持される。好適な
充填比は約３．０：１である。圧縮時間は、設定した圧
縮圧により、運転者が容易に決めることができる。圧縮
時間は、例えば、圧縮圧の範囲が約１２，０００〜約１
８，０００ｐｓｉの範囲にある場合には約６０秒〜約１
０秒の範囲とすることができる。圧縮圧が１５，０００
ｐｓｉ（１００ＭＰａ）である場合には、圧縮時間は３
０秒とすることができる。運転者が設定した圧縮圧及び
圧縮時間は最終部品１１２の大きさに依存しうることが
知られている。一般に、部品の大きさが大きくなるにつ
れ、圧縮時間は長くなる。
【００２２】本発明の方法は、特定の焼結圧及び焼結温
度条件に限定される。焼結は大気圧で行うことができ、
また別法として焼結工程の全部又は一部に比較的高圧を
適用することにより多孔度を下げることができる。焼結
は、物品が焼結されて熱力学的平衡構造に到達するのに
十分な時間継続される。焼結圧を高めた有用な範囲の一
例として、約６９〜約２０７ＭＰａ、より好ましくは約
１００〜１０３ＭＰａが挙げられる。焼結温度の有用な
範囲の一例として、約１２００〜約１６００℃、より好
ましくは約１３００℃が挙げられる。焼結時間の有用な
範囲の一例として、約１〜約３時間、より好ましくは約
２時間が挙げられる。本発明の方法の具体的実施態様で
は、焼結ピーク温度を１３００℃とし、その温度を約２
時間維持している。傾斜機能導電層の厚みは、焼結温度
及び／又は焼結時間を変化させることにより変えること
ができる。所望であれば、圧縮工程と焼結工程を同時に
行うこともできる。
度条件に限定される。焼結は大気圧で行うことができ、
また別法として焼結工程の全部又は一部に比較的高圧を
適用することにより多孔度を下げることができる。焼結
は、物品が焼結されて熱力学的平衡構造に到達するのに
十分な時間継続される。焼結圧を高めた有用な範囲の一
例として、約６９〜約２０７ＭＰａ、より好ましくは約
１００〜１０３ＭＰａが挙げられる。焼結温度の有用な
範囲の一例として、約１２００〜約１６００℃、より好
ましくは約１３００℃が挙げられる。焼結時間の有用な
範囲の一例として、約１〜約３時間、より好ましくは約
２時間が挙げられる。本発明の方法の具体的実施態様で
は、焼結ピーク温度を１３００℃とし、その温度を約２
時間維持している。傾斜機能導電層の厚みは、焼結温度
及び／又は焼結時間を変化させることにより変えること
ができる。所望であれば、圧縮工程と焼結工程を同時に
行うこともできる。
【００２３】焼結ブランクの焼結温度への加熱及び冷却
を徐々に行うことで、セラミック物品における望ましく
ない寸法変化やクラックの発生を回避することが好まし
い。好適な焼結温度１５００℃による本発明の実施態様
では、加熱時の好適な昇温法は、室温〜約３００℃を約
０．３℃／分、約３００℃〜約４００℃を約０．１℃／
分、約４００℃〜約６００℃を約０．４℃／分、そして
約６００℃〜約１５００℃を約１．５℃／分とするもの
である。冷却時の好適な降温法は、約１５００℃〜約８
００℃を約２℃／分、そして約８００℃〜室温を約１．
６℃／分とするものである。
を徐々に行うことで、セラミック物品における望ましく
ない寸法変化やクラックの発生を回避することが好まし
い。好適な焼結温度１５００℃による本発明の実施態様
では、加熱時の好適な昇温法は、室温〜約３００℃を約
０．３℃／分、約３００℃〜約４００℃を約０．１℃／
分、約４００℃〜約６００℃を約０．４℃／分、そして
約６００℃〜約１５００℃を約１．５℃／分とするもの
である。冷却時の好適な降温法は、約１５００℃〜約８
００℃を約２℃／分、そして約８００℃〜室温を約１．
６℃／分とするものである。
【００２４】本発明において「未処理プレフォーム」を
焼結して前記物品を得る正確な方法は重要ではないが、
本明細書中の用語「シェル部」は、焼結工程中に気体混
合物が接触しているブランクの領域に限定される。従っ
て、ブランクの表面に均一な導電性シェル部を形成させ
るためには、気体混合物の流れが妨害されることなく均
一に「未処理プレフォーム」を取り囲むことが必要であ
る。
焼結して前記物品を得る正確な方法は重要ではないが、
本明細書中の用語「シェル部」は、焼結工程中に気体混
合物が接触しているブランクの領域に限定される。従っ
て、ブランクの表面に均一な導電性シェル部を形成させ
るためには、気体混合物の流れが妨害されることなく均
一に「未処理プレフォーム」を取り囲むことが必要であ
る。
【００２５】図１を参照するが、もともと絶縁性のジル
コニアコア部の上に導電性のＺｒＮ外層を形成する。試
料調製には、正方晶ＺｒＯ2 を得るために３モル％のイ
ットリアを合金化させた「TZ-3YB」（TOSHO 社）（１０
４）と濃度０、１０、２５及び５０重量％のAlfa製品Ｚ
ｒＢ2 （１０６）を、Burundum（商標）ミル粉砕媒体と
共に３時間ミル粉砕する工程が含まれる。次いで、混合
粉末１０８を、直径２．５４ｃｍ（１インチ）の円筒ダ
イを１５，０００ｐｓｉ（１０，０００〜２０，０００
ｐｓｉ）で用いて一軸方向にプレスしてシリンダー状１
１０にする。次いで、得られた未処理部品１１０を、Ｃ
Ｍ（商標）管炉内のアルミナボートの上に載せ、４％Ｈ
2 ＋９６％Ｎ2 の流速１．０〜３．０リットル／分（Ｌ
ＰＭ）、好ましくは２ＬＰＭの雰囲気中、１３００〜１
６００℃で焼結する。次いで、各焼結試料１１２の表面
とバルクの結晶構造及び導電率を、視斜角Ｘ線回折法及
び結合角Ｘ線回折法をそれぞれ用いて測定した。ＺｒＮ
として同定される導電性外層１１６は視斜角により検出
され、内部のコア部１１４は立方晶ＺｒＯ2 を主体とす
るものであることが同定された。各種化学組成の粒状混
合物についての実施例とその実験結果を表１にまとめて
記載する。粒状混合物にＺｒＢ2 を添加しない比較例１
を実施例１と比べることで、本発明におけるＺｒＢ2 の
重要性が示される。上記試料の焼結をＮ2 雰囲気中でも
行い、そのＸ線回折は非常に弱いＺｒＮのピークを示し
たが、導電率を測定することはできなかった（比較例１
において説明）。
コニアコア部の上に導電性のＺｒＮ外層を形成する。試
料調製には、正方晶ＺｒＯ2 を得るために３モル％のイ
ットリアを合金化させた「TZ-3YB」（TOSHO 社）（１０
４）と濃度０、１０、２５及び５０重量％のAlfa製品Ｚ
ｒＢ2 （１０６）を、Burundum（商標）ミル粉砕媒体と
共に３時間ミル粉砕する工程が含まれる。次いで、混合
粉末１０８を、直径２．５４ｃｍ（１インチ）の円筒ダ
イを１５，０００ｐｓｉ（１０，０００〜２０，０００
ｐｓｉ）で用いて一軸方向にプレスしてシリンダー状１
１０にする。次いで、得られた未処理部品１１０を、Ｃ
Ｍ（商標）管炉内のアルミナボートの上に載せ、４％Ｈ
2 ＋９６％Ｎ2 の流速１．０〜３．０リットル／分（Ｌ
ＰＭ）、好ましくは２ＬＰＭの雰囲気中、１３００〜１
６００℃で焼結する。次いで、各焼結試料１１２の表面
とバルクの結晶構造及び導電率を、視斜角Ｘ線回折法及
び結合角Ｘ線回折法をそれぞれ用いて測定した。ＺｒＮ
として同定される導電性外層１１６は視斜角により検出
され、内部のコア部１１４は立方晶ＺｒＯ2 を主体とす
るものであることが同定された。各種化学組成の粒状混
合物についての実施例とその実験結果を表１にまとめて
記載する。粒状混合物にＺｒＢ2 を添加しない比較例１
を実施例１と比べることで、本発明におけるＺｒＢ2 の
重要性が示される。上記試料の焼結をＮ2 雰囲気中でも
行い、そのＸ線回折は非常に弱いＺｒＮのピークを示し
たが、導電率を測定することはできなかった（比較例１
において説明）。
【００２６】実施例１〜３
【表１】
【００２７】図２及び図３に、各種濃度のＺｒＢ2 を有
する試料を４％Ｈ2 ＋９６％Ｎ2 混合物中で焼結した場
合のＺｒＮ相とＺｒＯ2 相の存在を示すＸ線回折データ
を示す。実施例１により、図２は、Ｙ−ＴＺＰ＋１０重
量％ＺｒＢ2 の複合材についてのＸ線回折パターンを示
すが、これらのピークは正方晶ＺｒＯ2 によるものであ
り、単斜晶ＺｒＯ2 のピークは非常に弱いものでしかな
かった。図３は、実施例３に示した組成物について、立
方晶ＺｒＯ2 及びＺｒＮの強いＸ線回折ピークを示す。
図４は、電気抵抗率の、ＺｒＢ2 濃度並びに焼結温度及
び焼結時間に対する変化の様子を示す概略図である。
する試料を４％Ｈ2 ＋９６％Ｎ2 混合物中で焼結した場
合のＺｒＮ相とＺｒＯ2 相の存在を示すＸ線回折データ
を示す。実施例１により、図２は、Ｙ−ＴＺＰ＋１０重
量％ＺｒＢ2 の複合材についてのＸ線回折パターンを示
すが、これらのピークは正方晶ＺｒＯ2 によるものであ
り、単斜晶ＺｒＯ2 のピークは非常に弱いものでしかな
かった。図３は、実施例３に示した組成物について、立
方晶ＺｒＯ2 及びＺｒＮの強いＸ線回折ピークを示す。
図４は、電気抵抗率の、ＺｒＢ2 濃度並びに焼結温度及
び焼結時間に対する変化の様子を示す概略図である。
【００２８】比較例２ 各種濃度のＺｒＢ2 を含有するジルコニアの未処理試料
をＮ2 雰囲気中、１２００〜１６００℃で焼結した。Ｘ
線回折パターンにおいて正方晶ＺｒＯ2 のピークが存在
した他、図５に示したように２５重量％ＺｒＢ2 の場合
には非常に弱いＺｒＮのピークも認められた。しかしな
がら、表面導電率は測定されなかった。この比較例は、
Ｈ2 ＋Ｎ2 気体混合物の重要性を示すものである。
をＮ2 雰囲気中、１２００〜１６００℃で焼結した。Ｘ
線回折パターンにおいて正方晶ＺｒＯ2 のピークが存在
した他、図５に示したように２５重量％ＺｒＢ2 の場合
には非常に弱いＺｒＮのピークも認められた。しかしな
がら、表面導電率は測定されなかった。この比較例は、
Ｈ2 ＋Ｎ2 気体混合物の重要性を示すものである。
【００２９】本発明の方法は様々な物品の製造に適用可
能であるが、とりわけ使用面が比較的靱性の高いコア部
の上に硬質のキャストシェルが被覆されているものであ
る場合には多くの工具がより長い使用寿命を示すという
点で、バイト材や耐磨耗性部品の製造に適用可能であ
る。比較的高靱性のコア部を要する工具の例として、布
地、厚紙、金属、高分子材料用及びハロゲン化銀のよう
な研摩材料で被覆された紙、特にアドバンスト・フォト
・システム（ＡＰＳ）用のフィルムのためのスリッター
ナイフ、パンチ及びダイが含まれる。
能であるが、とりわけ使用面が比較的靱性の高いコア部
の上に硬質のキャストシェルが被覆されているものであ
る場合には多くの工具がより長い使用寿命を示すという
点で、バイト材や耐磨耗性部品の製造に適用可能であ
る。比較的高靱性のコア部を要する工具の例として、布
地、厚紙、金属、高分子材料用及びハロゲン化銀のよう
な研摩材料で被覆された紙、特にアドバンスト・フォト
・システム（ＡＰＳ）用のフィルムのためのスリッター
ナイフ、パンチ及びダイが含まれる。
【００３０】写真フィルム基材又は印画紙を搬送するた
めに移動中の高分子材料が搬送用のローラーやガイド部
と接触するような用途では、表面導電率が摩擦帯電量を
皆無にしないまでも最小限に抑える。バルクとしては絶
縁性であるように表面導電率が制御されているため、こ
の材料は集積キャパシター(integrated capacitor)とし
て有用である。ＺｒＮの製造は拡散制御法であるため、
（ＺｒＮ濃度による）導電層の厚みは焼結温度及び／又
は焼結時間を変化させることにより変えることができ
る。
めに移動中の高分子材料が搬送用のローラーやガイド部
と接触するような用途では、表面導電率が摩擦帯電量を
皆無にしないまでも最小限に抑える。バルクとしては絶
縁性であるように表面導電率が制御されているため、こ
の材料は集積キャパシター(integrated capacitor)とし
て有用である。ＺｒＮの製造は拡散制御法であるため、
（ＺｒＮ濃度による）導電層の厚みは焼結温度及び／又
は焼結時間を変化させることにより変えることができ
る。
【図１】本発明の方法を示す概略図である。
【図２】正方晶相を主体とする物品のＸ線回折データを
示すグラフである。
示すグラフである。
【図３】強いＺｒＮ回折ピークの存在を示す物品のＸ線
回折データを示すグラフである。
回折データを示すグラフである。
【図４】ＺｒＢ2 濃度並びに焼結時間及び焼結温度によ
る電気抵抗率変化を示す概略図である。
る電気抵抗率変化を示す概略図である。
【図５】非常に弱いＺｒＮ回折ピークの存在を示す物品
のＸ線回折データを示すグラフである。
のＸ線回折データを示すグラフである。
１００…ジルコニア粉末 １０２…第二酸化物粉末 １０４…ジルコニア合金粉末 １０６…二ホウ化ジルコニウム化合物 １０８…複合粒状混合物 １１０…要素 １１２…ブランク １１４…コア部 １１６…シェル部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グレゴリー エス．ジャロルド アメリカ合衆国，ニューヨーク 14467, ヘンリエッタ，ベミス ウェイ 28
Claims (1)
- 【請求項１】 ジルコニア合金と二ホウ化ジルコニウム
との混合物を圧縮してブロック体を形成する工程と、 前記ブロック体を、水素３〜５モル％及び窒素９７〜９
５モル％の気体混合物の雰囲気中、１２００〜１６００
℃の温度で焼結する工程とを含み、 製造されたセラミック物品が、ジルコニウム酸化物合金
の焼結粒子を含むコア部と実質的にＺｒＮの焼結粒子を
含むシェル部とを有する、セラミック物品の製造方法。
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