JPS5891055A - セラミツクスの製造方法 - Google Patents
セラミツクスの製造方法Info
- Publication number
- JPS5891055A JPS5891055A JP56189609A JP18960981A JPS5891055A JP S5891055 A JPS5891055 A JP S5891055A JP 56189609 A JP56189609 A JP 56189609A JP 18960981 A JP18960981 A JP 18960981A JP S5891055 A JPS5891055 A JP S5891055A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramics
- zro
- sintered body
- zro2
- density
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- Pending
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はＡ／、 Ｏ，−ＺｒＯ，糸セラミックスの製造
方法に関する。
方法に関する。
一般にセラミックス材料の破帳靭性を向上させる方法と
して、セラミックス母相中に粒子を分散させる方法、第
２相を析出させる方法等が知られている。このような分
散強化に対し、多結晶セラミックスにおいて利用される
強化機構は、予めセラミックス母相中に高密度の微小き
裂（ｍ１ｃｒ。
して、セラミックス母相中に粒子を分散させる方法、第
２相を析出させる方法等が知られている。このような分
散強化に対し、多結晶セラミックスにおいて利用される
強化機構は、予めセラミックス母相中に高密度の微小き
裂（ｍ１ｃｒ。
ｃｒａｃｋ ）を形成し、これらの微小き裂と外部応力
とによって生ずる巨視的き裂との相互作用を利用するも
のである。すなわち巨視的き裂の先端において、微小き
裂が拡大、伝播することによって、外部応力による歪エ
ネルｒ−が解放、消費されるために材料の破壊が防止さ
れる。代表的な例として、非安定化Ｚｒ Ｏ＊をＡ／、
Ｏ，母相中に分散させたセラミックス材料が知られてい
る１、この方法では高温条件下における焼成から室温へ
至る冷却過程中にＺｒＯ、が約１１００℃で正方晶から
単斜晶へ体積膨張を伴って相転移を起こし、これによっ
てＡ／、 Ｏ，母相中に高密度の微小き裂が形成される
。
とによって生ずる巨視的き裂との相互作用を利用するも
のである。すなわち巨視的き裂の先端において、微小き
裂が拡大、伝播することによって、外部応力による歪エ
ネルｒ−が解放、消費されるために材料の破壊が防止さ
れる。代表的な例として、非安定化Ｚｒ Ｏ＊をＡ／、
Ｏ，母相中に分散させたセラミックス材料が知られてい
る１、この方法では高温条件下における焼成から室温へ
至る冷却過程中にＺｒＯ、が約１１００℃で正方晶から
単斜晶へ体積膨張を伴って相転移を起こし、これによっ
てＡ／、 Ｏ，母相中に高密度の微小き裂が形成される
。
しかしながらこのセラミックス材料の製造方法において
も、材料自体が高融点物質であるため、融点以下の焼成
による焼結を前提とし、この焼結は同相反応を利用して
いるので気孔が残留し、理＠密度に近い緻密な月料を得
ることが困難となる問題がある。
も、材料自体が高融点物質であるため、融点以下の焼成
による焼結を前提とし、この焼結は同相反応を利用して
いるので気孔が残留し、理＠密度に近い緻密な月料を得
ることが困難となる問題がある。
本発明の目的は、上記した従来技術の間組点を解消し、
扁密度、高強度および高、心性のＡ／、Ｏ，−ＺｒＯ，
糸セラミックスの製造方法を提供することにある。
扁密度、高強度および高、心性のＡ／、Ｏ，−ＺｒＯ，
糸セラミックスの製造方法を提供することにある。
本発明者は、セラミックス材料をまず完全々融体とし、
これを制御した温度条件で冷却し、凝固体とすれば組成
によって微小き袋構造を制御でき、かつ焼結法の場合よ
りも緻密な材料を得ることができる点に着目するととも
にＡ ／ ｔ Ｏａ ” ｒ Ｏを系は中間化合物の
存在しない典型的な共晶糸であり、したがってＡｔ２０
．− ＺｒＯ，系共晶組成を融体の方向性凝固によって
製造するならば、整列組織を有すあって、予め共晶組成
となるように混合されたＡｔ、Ｏｊ とＺｒＯ，との混
合物の融体を方向１ｑ；凝固によってＡ１２０３− Ｚ
ｒＯ２系共晶組成の凝固体とするセラミックスのＥｌｕ
造方法である。
これを制御した温度条件で冷却し、凝固体とすれば組成
によって微小き袋構造を制御でき、かつ焼結法の場合よ
りも緻密な材料を得ることができる点に着目するととも
にＡ ／ ｔ Ｏａ ” ｒ Ｏを系は中間化合物の
存在しない典型的な共晶糸であり、したがってＡｔ２０
．− ＺｒＯ，系共晶組成を融体の方向性凝固によって
製造するならば、整列組織を有すあって、予め共晶組成
となるように混合されたＡｔ、Ｏｊ とＺｒＯ，との混
合物の融体を方向１ｑ；凝固によってＡ１２０３− Ｚ
ｒＯ２系共晶組成の凝固体とするセラミックスのＥｌｕ
造方法である。
本発明において、”２０３ とＺｒＯ２との混合物は、
予め共晶組成になるように秤量された後、混合し圧粉体
としたものでもよく、またこの圧粉体を焼結したもので
もよい。まただし圧粉体の場合、との圧粉体の融体を形
成する際、耐熱性の極めて高いケース中に圧粉体を収納
する必要があり、したがってこのようなケースを必要と
しない焼結体を用いる方が有利である。またＡｔ２０．
とＺ ｒ Ｏ２との混合物中にはＺｒＯ２の安定化の目
的でスタビライデーを添加することもできる。スタビラ
イザーはＺｒＯ。
予め共晶組成になるように秤量された後、混合し圧粉体
としたものでもよく、またこの圧粉体を焼結したもので
もよい。まただし圧粉体の場合、との圧粉体の融体を形
成する際、耐熱性の極めて高いケース中に圧粉体を収納
する必要があり、したがってこのようなケースを必要と
しない焼結体を用いる方が有利である。またＡｔ２０．
とＺ ｒ Ｏ２との混合物中にはＺｒＯ２の安定化の目
的でスタビライデーを添加することもできる。スタビラ
イザーはＺｒＯ。
に対し５モルチ以下添力１１することが望ましい。スタ
ビライデーとしては、イツトリア、ストロンチア、スカ
ンノヤ、マグネシア等を挙けることができる１３ Ａ、１２０．とＺｒＯ２との混合物の融体を方向性凝固
する方法には、圧粉体、又は焼結体を例えば棒状に製造
し、この棒状物の軸方向の一力から他方へ順次加熱後冷
却する方法が挙けられる。１例として添付図面に示すア
ークイメージ炉を用いる方法が好適である、。
ビライデーとしては、イツトリア、ストロンチア、スカ
ンノヤ、マグネシア等を挙けることができる１３ Ａ、１２０．とＺｒＯ２との混合物の融体を方向性凝固
する方法には、圧粉体、又は焼結体を例えば棒状に製造
し、この棒状物の軸方向の一力から他方へ順次加熱後冷
却する方法が挙けられる。１例として添付図面に示すア
ークイメージ炉を用いる方法が好適である、。
ｆｉｌｒｉＫオイテ、１はＡｔ、 ０３− ＺｒＯ，系
の焼結体、２は試料保持シャフト、３は楕円面鏡、４は
キビノンランプである。Ａｔ２０．− ＺｒＯ２系の焼
結体１の融体を方向性凝固する操作は、まず焼結体１を
試料保持シャフト２に固定して回転させ、キ仁ノンラン
ｆ４から光を照射し、焼結体１の一部を溶融しながら、
焼結体１を軸方向に所定の速度で移動させる。これによ
って整列組織を有するＡｔ２０゜”ｒＯｔ ／％共晶組
ｂｙ、のセラミックスを得ることができる。
の焼結体、２は試料保持シャフト、３は楕円面鏡、４は
キビノンランプである。Ａｔ２０．− ＺｒＯ２系の焼
結体１の融体を方向性凝固する操作は、まず焼結体１を
試料保持シャフト２に固定して回転させ、キ仁ノンラン
ｆ４から光を照射し、焼結体１の一部を溶融しながら、
焼結体１を軸方向に所定の速度で移動させる。これによ
って整列組織を有するＡｔ２０゜”ｒＯｔ ／％共晶組
ｂｙ、のセラミックスを得ることができる。
実施例
Ａｔ、Ｏ，（平均粒径０．３μ）およびＺｒ０２（平均
粒径ｌμ）の各酸化物を共晶組成（４２，６ｗｔ％Ｚｒ
Ｏ，）となるように秤量後、メタノールを用いて湿式混
合し、乾燥後、均一粉末を得た。この粉末をゴムのチュ
ーブ内に入れ、チューブ内を脱気後２ ｔｏｎ ／ ｚ
２の圧力でラパーグレス法によって棒状の圧粉体とし
た。との圧粉体を１６００℃で力焼して焼結体とした１
、この焼結体１を図面に示す試料保持シャフト２に固定
し、試料保持シャフト２を２５ｒ；ｐ、ｍで回転させる
。次いでキビノンラン７’４から光を照射し、焼結体１
０１部を溶融し、紗十秒保持した後、焼結体１を５〜５
Ｑ ｍＩ＋１ ／ ｈｒの速度で下降させた。得られ
た凝固体を棒状に切り出し、抗折強度、密度および破哄
籾性ＫＩｃを測定した。移動速［５朋／ ｈ ｒ″’ｒ
？４！られた凝固体の抗折強度、密度およびＫＩＣはそ
れぞれ５０”ｘｇｌ朋２．９９．５％Ｔ、Ｄ、ＩＯＭＮ
／ｍイであった。
粒径ｌμ）の各酸化物を共晶組成（４２，６ｗｔ％Ｚｒ
Ｏ，）となるように秤量後、メタノールを用いて湿式混
合し、乾燥後、均一粉末を得た。この粉末をゴムのチュ
ーブ内に入れ、チューブ内を脱気後２ ｔｏｎ ／ ｚ
２の圧力でラパーグレス法によって棒状の圧粉体とし
た。との圧粉体を１６００℃で力焼して焼結体とした１
、この焼結体１を図面に示す試料保持シャフト２に固定
し、試料保持シャフト２を２５ｒ；ｐ、ｍで回転させる
。次いでキビノンラン７’４から光を照射し、焼結体１
０１部を溶融し、紗十秒保持した後、焼結体１を５〜５
Ｑ ｍＩ＋１ ／ ｈｒの速度で下降させた。得られ
た凝固体を棒状に切り出し、抗折強度、密度および破哄
籾性ＫＩｃを測定した。移動速［５朋／ ｈ ｒ″’ｒ
？４！られた凝固体の抗折強度、密度およびＫＩＣはそ
れぞれ５０”ｘｇｌ朋２．９９．５％Ｔ、Ｄ、ＩＯＭＮ
／ｍイであった。
以上のように本発明によれば、融体からの凝固によって
セラミックスを製造するためほぼ理論密度に近い材料と
することができ、まだ微小き裂の導入と共晶体の整列組
織によって高ｉ靭性、高強度のセラミックスを製造でき
る。したがって本発明によって得られるセラミックスは
ガスタービン部拐や自動車用エンジン部材への適用が可
能である。
セラミックスを製造するためほぼ理論密度に近い材料と
することができ、まだ微小き裂の導入と共晶体の整列組
織によって高ｉ靭性、高強度のセラミックスを製造でき
る。したがって本発明によって得られるセラミックスは
ガスタービン部拐や自動車用エンジン部材への適用が可
能である。
図面は本発明に使用されるアークイメージ炉を示す概略
構成図である。 １・・・焼結体、 ２・・・試料保持シャフト
、３・・・楕円面鏡、 ４・・・キセノンラング
。 代理人 鵜 沼 辰 之 （ほか２名）
構成図である。 １・・・焼結体、 ２・・・試料保持シャフト
、３・・・楕円面鏡、 ４・・・キセノンラング
。 代理人 鵜 沼 辰 之 （ほか２名）
Claims (1)
- （１） 予め共晶組成となるように混合されたＡ／２
０３とＺｒＯ２との混合物の融体を方向性凝固によって
Ａ ／ ＠ Ｏｓ Ｚ ｒ Ｏ２系共晶組成の凝固体
とすることを特徴とするセラミックスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56189609A JPS5891055A (ja) | 1981-11-26 | 1981-11-26 | セラミツクスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56189609A JPS5891055A (ja) | 1981-11-26 | 1981-11-26 | セラミツクスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5891055A true JPS5891055A (ja) | 1983-05-30 |
Family
ID=16244166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56189609A Pending JPS5891055A (ja) | 1981-11-26 | 1981-11-26 | セラミツクスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5891055A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03170366A (ja) * | 1989-11-27 | 1991-07-23 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 鋳造用耐火物の製造方法 |
-
1981
- 1981-11-26 JP JP56189609A patent/JPS5891055A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03170366A (ja) * | 1989-11-27 | 1991-07-23 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 鋳造用耐火物の製造方法 |
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