JPS5832067A - 高靭性ジルコニア焼結体 - Google Patents
高靭性ジルコニア焼結体Info
- Publication number
- JPS5832067A JPS5832067A JP56127005A JP12700581A JPS5832067A JP S5832067 A JPS5832067 A JP S5832067A JP 56127005 A JP56127005 A JP 56127005A JP 12700581 A JP12700581 A JP 12700581A JP S5832067 A JPS5832067 A JP S5832067A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered body
- component
- tetragonal
- less
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- Granted
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
コニア焼結体に関する。
従来セラミック材料の最大の短所は抗折力の弱さであシ
、若しこれが改善され＼ば、切削工具や人工骨材や、ま
たは内燃機関の部品等に使用して大きな効果があげられ
るため、多くの研究者がこの問題に取り組んできた。例
えば、Ｙ。
、若しこれが改善され＼ば、切削工具や人工骨材や、ま
たは内燃機関の部品等に使用して大きな効果があげられ
るため、多くの研究者がこの問題に取り組んできた。例
えば、Ｙ。
Ｃａ，Ｍｇ等の酸化物で部分安定化したＺｒ０２が特Ｉ
Ｊ 昭ｊ！ − １１７０８２号「ジルコニア質切削工
具材」として開示され、正方晶系と等軸晶系の合量がｔ
ｏ〜タｊ重量係で重量上とが報告されている。
Ｊ 昭ｊ！ − １１７０８２号「ジルコニア質切削工
具材」として開示され、正方晶系と等軸晶系の合量がｔ
ｏ〜タｊ重量係で重量上とが報告されている。
またＺｒＯＣｂとＹＣ １ ｓの混合物を共沈させ、そ
の粉末を仮暁してＹ２Ｏ２で安定化したＺｒＯｇの微粉
末を焼結すれば高強度のＺ ｒ０２焼結体の得られるこ
とが米国に於いて発行されたセラミツクプリテインｌタ
７６年ｚｚ巻の７／７頁においてＪ． Ｓ。
の粉末を仮暁してＹ２Ｏ２で安定化したＺｒＯｇの微粉
末を焼結すれば高強度のＺ ｒ０２焼結体の得られるこ
とが米国に於いて発行されたセラミツクプリテインｌタ
７６年ｚｚ巻の７／７頁においてＪ． Ｓ。
Ｒｅｅｄにより発表せられている．然し、これらは何れ
も強度の面で満足なものではなく、更に一段と強度を増
加すれば大いに利用範囲を拡大できると考えられる。こ
のため鋭意研弗の結果ＴＩＮがＺｒＯ２に固溶・分散す
ることによって正方晶のＺｒ０ｚが単斜晶に転移する温
度を下げ、Ｚｒ（ｈの粒成長を抑制し、これが正方品Ｚ
ｒＯ２の含有量を高め、かつＺｒｏｊ粒界での滑り抵抗
を増加し、硬度を増し高温強度を約２倍にも高めること
ができることをみいだし、本発明を完成した。その要旨
は特許請求の範囲の通シのものである。
も強度の面で満足なものではなく、更に一段と強度を増
加すれば大いに利用範囲を拡大できると考えられる。こ
のため鋭意研弗の結果ＴＩＮがＺｒＯ２に固溶・分散す
ることによって正方晶のＺｒ０ｚが単斜晶に転移する温
度を下げ、Ｚｒ（ｈの粒成長を抑制し、これが正方品Ｚ
ｒＯ２の含有量を高め、かつＺｒｏｊ粒界での滑り抵抗
を増加し、硬度を増し高温強度を約２倍にも高めること
ができることをみいだし、本発明を完成した。その要旨
は特許請求の範囲の通シのものである。
こ＼でＴＩＮの含有ｔｉｔは０．２重量％（以下「重廿
」を省く）以下では添加効果が乏しく、ｔｏ係以上では
靭性あるＺｒＯ２の含有量を低め、強度、靭性共に不満
足となる。
」を省く）以下では添加効果が乏しく、ｔｏ係以上では
靭性あるＺｒＯ２の含有量を低め、強度、靭性共に不満
足となる。
１だ、Ｚｒ０ｚの結晶相は正方晶系と立方晶系との含量
の比率が２０チ以上必要で、これ以下では靭性が低く、
壕だ正方晶系と立方晶系の比率が／：３以上であること
が必要で、これ以下では靭性が不足である。また焼結体
の平均結晶粒径は３μ以下であることが必要で３μを超
えると正方晶系が単斜晶系に変シ靭性を低下する。
の比率が２０チ以上必要で、これ以下では靭性が低く、
壕だ正方晶系と立方晶系の比率が／：３以上であること
が必要で、これ以下では靭性が不足である。また焼結体
の平均結晶粒径は３μ以下であることが必要で３μを超
えると正方晶系が単斜晶系に変シ靭性を低下する。
また許答できる不純物は５１０２で３チ迄ｓ Ｆｅ２Ｏ
２またはＴｌＯ２でＯ，ｊ−％迄合計で３チ迄で、これ
以上であると焼結性が妨げられ靭性が乏しいものとなる
。
２またはＴｌＯ２でＯ，ｊ−％迄合計で３チ迄で、これ
以上であると焼結性が妨げられ靭性が乏しいものとなる
。
以下実施例により一そう具体的に説明する。
実施例１
第１表の特性を有する単胴晶系Ｚｒ０ｇ Ｋ対し、安定
化剤としてＹｘ Ｏｓ ＋ ＣａＯｔ ＭｇＯを第２表
の割合に加え、平均粒径０．／μ、純度り２タチの微粒
子ＩＮを第２表の割合に加え、湿式混合後、乾燥し粉末
化して、プレス成形を行い、電気炉にて窒素中で、ｌグ
００−１６１０℃の温度で、約１時間焼成した。焼成後
焼結体をグｘ ｒ ｘ ２１ｍｇに切断研磨し、第２表
に示す緒特性を測定した。なお結晶粒径は何れも平均３
μ以下であ・りたが、焼成温度を第２表に示す以上に高
くすれば３μ以上に大きく成長し、強度は何れも低下し
た。
化剤としてＹｘ Ｏｓ ＋ ＣａＯｔ ＭｇＯを第２表
の割合に加え、平均粒径０．／μ、純度り２タチの微粒
子ＩＮを第２表の割合に加え、湿式混合後、乾燥し粉末
化して、プレス成形を行い、電気炉にて窒素中で、ｌグ
００−１６１０℃の温度で、約１時間焼成した。焼成後
焼結体をグｘ ｒ ｘ ２１ｍｇに切断研磨し、第２表
に示す緒特性を測定した。なお結晶粒径は何れも平均３
μ以下であ・りたが、焼成温度を第２表に示す以上に高
くすれば３μ以上に大きく成長し、強度は何れも低下し
た。
第２表よシ明らかなように、ＴＩＮの添加によって、正
方晶から単斜晶への転移が抑制され、残留する正方晶が
増加して強度および靭性が改善されていることが判る。
方晶から単斜晶への転移が抑制され、残留する正方晶が
増加して強度および靭性が改善されていることが判る。
第２表の試料中よ多数種を選択し、硬度と高温抗折力を
測定し、その結果を第３表および第１図に示した。これ
よシ判るようにＴｉＮ添加により、硬度および強度が著
しく改善され、特に高温強度は比較測定した市販品の部
分安定化ジルコニアＲ（米国コーニング社Ｍ）に比べて
著しく向上している。
測定し、その結果を第３表および第１図に示した。これ
よシ判るようにＴｉＮ添加により、硬度および強度が著
しく改善され、特に高温強度は比較測定した市販品の部
分安定化ジルコニアＲ（米国コーニング社Ｍ）に比べて
著しく向上している。
第１表
第 ３ 表
注／）各種物性の測定法
（１）曲げ強度はＪＩＳ Ｂ４Ｉｉｏ≠により測定、３
本の平均値を示す。
本の平均値を示す。
（２）破壊靭性はＡＳＴＭスペシャルテクニカルパブリ
ケーションム４４１０に準じて、巾４ｔｇ、厚さｊ醪、
長さλｊｗｍの試片に深さＱ、 ｊ ｍ 、巾０．／ｊ
ｔｘの切欠きを入れ、スパン２０麿の三点曲げ切欠 き法によって測定した。測定値は各３ 本の平均値である。
ケーションム４４１０に準じて、巾４ｔｇ、厚さｊ醪、
長さλｊｗｍの試片に深さＱ、 ｊ ｍ 、巾０．／ｊ
ｔｘの切欠きを入れ、スパン２０麿の三点曲げ切欠 き法によって測定した。測定値は各３ 本の平均値である。
（３）Ｎｆはロックウェルスーパーフィッシャル硬度計
にて荷重１」にて測定し た。
にて荷重１」にて測定し た。
Ｃ）結晶系は理学電機製ガイガーフレックスＲＡＤ −
ｒ Ａ型を用い、Ｘ線回折法によシ行った。まず、／ｊ
μダイヤモン ドペーストで鏡面研七した試片をＸ線 回折し、単斜晶Ｚｒ０ｚの［／／７］面と〔１／／Ｊ面
の積分強度Ｉｍと、正方晶Ｚｒ０ｚの［／ ／ ／３面
と立方晶Ｚｒ０ｇの［／／／）面の積分強度の和Ｉｔ＋
ＩｃＯ比から、単斜晶ＺｒＯ２の址を決定した。
ｒ Ａ型を用い、Ｘ線回折法によシ行った。まず、／ｊ
μダイヤモン ドペーストで鏡面研七した試片をＸ線 回折し、単斜晶Ｚｒ０ｚの［／／７］面と〔１／／Ｊ面
の積分強度Ｉｍと、正方晶Ｚｒ０ｚの［／ ／ ／３面
と立方晶Ｚｒ０ｇの［／／／）面の積分強度の和Ｉｔ＋
ＩｃＯ比から、単斜晶ＺｒＯ２の址を決定した。
ついで焼結体を３８メッシ二全通迄
粉砕し、同条件でＸ１ｍ回折し、再度単斜晶ＺｒＯ２と
立方晶ＺｒＯ２の積分強度Ｉ’ｍおよびＩ’ｃを求めた
。この際、焼結体中ρ残留正方晶ＺｒＯ２は粉砕によっ
て機械的応力を受け、すべて単斜晶ＺｒＯ２に変態する
と考えられるので、Ｉ’ｃ／（１′ｍ＋ Ｉ’ｃ ）か
ら立方晶Ｚ ｒ０２量が決定され、ついで正方晶Ｚｒ（
ｈ ｔも決定した。
立方晶ＺｒＯ２の積分強度Ｉ’ｍおよびＩ’ｃを求めた
。この際、焼結体中ρ残留正方晶ＺｒＯ２は粉砕によっ
て機械的応力を受け、すべて単斜晶ＺｒＯ２に変態する
と考えられるので、Ｉ’ｃ／（１′ｍ＋ Ｉ’ｃ ）か
ら立方晶Ｚ ｒ０２量が決定され、ついで正方晶Ｚｒ（
ｈ ｔも決定した。
注コ）試料番号でＲの添字を有するものは比較例である
。
。
実施例コ
オキシ塩化ジルコニウムと塩化イツトリウムとを水溶液
として混合し共沈しｔθθυにて仮焼して得られたＺ
ｒｃｈとＹ２Ｏ３よすなる粉末の特性を第ｖ表に示す。
として混合し共沈しｔθθυにて仮焼して得られたＺ
ｒｃｈとＹ２Ｏ３よすなる粉末の特性を第ｖ表に示す。
これを用いて実施例１と同様の方法を用いて焼結体を作
成し第５表に示す結果を得た。また高温強度についても
実施例１と同様に測定し第２図に示した。この結果から
明らかな様に共沈ＺｒＯ，粉を用いた場合においても実
施例１と同様ＴｉＮの添加が大きな効果を示した。
成し第５表に示す結果を得た。また高温強度についても
実施例１と同様に測定し第２図に示した。この結果から
明らかな様に共沈ＺｒＯ，粉を用いた場合においても実
施例１と同様ＴｉＮの添加が大きな効果を示した。
７／
〆／／
＝７−、、／
７、・′
／′
７７′
／／
（１０）
（／／）
第１図は実施例１の試料と比較市販品の高温強度を表す
グラフ、扁Ｒは比較のための市販品でコーニング社製部
分安定化ジルコニアでｔＢ Ｚ）。 第２図は実施例コの試料の高温強度を表すグラフである
。 （ｌコ） 箱 １ 図 温Ｌ （’ｃ） ギ２図 達 度（°Ｏ）
グラフ、扁Ｒは比較のための市販品でコーニング社製部
分安定化ジルコニアでｔＢ Ｚ）。 第２図は実施例コの試料の高温強度を表すグラフである
。 （ｌコ） 箱 １ 図 温Ｌ （’ｃ） ギ２図 達 度（°Ｏ）
Claims (1)
- （１）下記Ａ成分を≠θ〜り灯重量チ、残部Ｂ成分をｏ
、ｚ−ｔｏ重量％と、場合によりＣ成分を含有すること
もある焼結体で、全焼結体の平均結晶粒径が３μ以下で
あることを特徴とする高靭性ジルコニア焼結体。 Ａ成分： Ｙ２０３ ＋ ＣａＯ＋ ＭｇＯ等の安定化
剤を含むＺｒ０ｚで、りＯ重量φ以上が正方晶系または
立方晶系で占められ、正方 晶系と立方晶系の比がｌ：３以上で あるＺｒ０ｘ Ｂ成分： ＴｉＮ Ｃ成分：３Ｍ＃％以下の８１０２、Ｏ３ｊ重量重量子の
ＦｅａｒｓまたはＯ，ｊ重量上以下のＴｉＯ２に合計で
全体の３重量上以下 （，２、特許請求の範囲第１項においてＺｒ（ｈの一部
または全部をＩＩｆＯｘで置換した高靭性ジルコニア焼
結体。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56127005A JPS5832067A (ja) | 1981-08-13 | 1981-08-13 | 高靭性ジルコニア焼結体 |
| DE19823230216 DE3230216A1 (de) | 1981-08-13 | 1982-08-13 | Sinterkoerper mit hoher zaehigkeit |
| US06/610,459 US4626518A (en) | 1981-08-13 | 1984-07-11 | Method for manufacturing high toughness sintered bodies |
| US06/701,646 US4626517A (en) | 1981-08-13 | 1985-02-14 | High toughness sintered bodies |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56127005A JPS5832067A (ja) | 1981-08-13 | 1981-08-13 | 高靭性ジルコニア焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5832067A true JPS5832067A (ja) | 1983-02-24 |
| JPS6159266B2 JPS6159266B2 (ja) | 1986-12-15 |
Family
ID=14949319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56127005A Granted JPS5832067A (ja) | 1981-08-13 | 1981-08-13 | 高靭性ジルコニア焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5832067A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4598053A (en) * | 1974-05-23 | 1986-07-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Ceramic compacts |
| JPS62148367A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-02 | 株式会社神戸製鋼所 | 耐摩耗性高強度高靭性高硬度セラミツクス焼結体及びその製造方法 |
| JPS62266158A (ja) * | 1986-05-14 | 1987-11-18 | Hitachi Metals Ltd | ドクタ−ブレ−ド |
| JPH01308871A (ja) * | 1988-02-24 | 1989-12-13 | Sumitomo Chem Co Ltd | 導電性ジルコニア焼結体 |
| JPH03218968A (ja) * | 1990-01-23 | 1991-09-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 工具用焼結体及びその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5461215A (en) * | 1977-10-05 | 1979-05-17 | Feldmuehle Ag | Sintering material |
-
1981
- 1981-08-13 JP JP56127005A patent/JPS5832067A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5461215A (en) * | 1977-10-05 | 1979-05-17 | Feldmuehle Ag | Sintering material |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4598053A (en) * | 1974-05-23 | 1986-07-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Ceramic compacts |
| JPS62148367A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-02 | 株式会社神戸製鋼所 | 耐摩耗性高強度高靭性高硬度セラミツクス焼結体及びその製造方法 |
| JPS62266158A (ja) * | 1986-05-14 | 1987-11-18 | Hitachi Metals Ltd | ドクタ−ブレ−ド |
| JP2564516B2 (ja) * | 1986-05-14 | 1996-12-18 | 日立金属株式会社 | ドクタ−ブレ−ド |
| JPH01308871A (ja) * | 1988-02-24 | 1989-12-13 | Sumitomo Chem Co Ltd | 導電性ジルコニア焼結体 |
| JPH03218968A (ja) * | 1990-01-23 | 1991-09-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 工具用焼結体及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6159266B2 (ja) | 1986-12-15 |
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