JPS60200859A - ジルコニア磁器の製造法 - Google Patents
ジルコニア磁器の製造法Info
- Publication number
- JPS60200859A JPS60200859A JP59058972A JP5897284A JPS60200859A JP S60200859 A JPS60200859 A JP S60200859A JP 59058972 A JP59058972 A JP 59058972A JP 5897284 A JP5897284 A JP 5897284A JP S60200859 A JPS60200859 A JP S60200859A
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- JP
- Japan
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- oxide powder
- less
- powder
- zirconium oxide
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の属する技術分野）
本発明は高強度、高硬度を有するジルコニア磁器の製造
法に関する。
法に関する。
（従来技術とその問題点）
酸化ジルコニウムを主体とするジルコニア磁器において
、安定化剤として添加する酸化カルシウム、酸化マグネ
シウム及び酸化イツトリウムの総量を少なくすると部分
安定化ジルコニア磁器となり機械的強度などの物性が高
くなることが特開昭５８−３２０６６号公報などにより
知られている。
、安定化剤として添加する酸化カルシウム、酸化マグネ
シウム及び酸化イツトリウムの総量を少なくすると部分
安定化ジルコニア磁器となり機械的強度などの物性が高
くなることが特開昭５８−３２０６６号公報などにより
知られている。
しかしこれらを通常のセラミックスの製造法で作成する
と焼結後の冷却過程で結晶変態に伴う体積変化によりジ
ルコニア磁器にクランクを生じ高強度、高硬度のジルコ
ニア磁器が得られない。そこでこのような結晶変態を起
こさないようにするため原料とする酸化ジルコニウム及
び酸化イツトリウムを水溶液状にし、さらに共沈させて
かろうじて作成することができる０、１μｍ以下の微粉
の混合原料粉を得、それを仮焼、粉砕、成形、焼成等の
工程を経て部分安定化ジルコニア磁器としている。この
ような共沈法による原料粉は易焼結性であるため比較的
低温で焼結するので焼結体の結晶粒は小さく結晶変態を
起こしにくいためクラックのない高強度、高硬度のジル
コニア磁器が得られる。ところが、前述のように粉体の
調整に共沈法をとり入れているため製造価格が高価なば
かりでなく、得られる粉体の粒子径が０．０５μｍ以下
の一次粒子であるため焼結するまでの収縮量が大きく、
成形密度の不均一、焼成時の温度分布の不均一さ等に起
因する亀裂、変形等が起こり易い。
と焼結後の冷却過程で結晶変態に伴う体積変化によりジ
ルコニア磁器にクランクを生じ高強度、高硬度のジルコ
ニア磁器が得られない。そこでこのような結晶変態を起
こさないようにするため原料とする酸化ジルコニウム及
び酸化イツトリウムを水溶液状にし、さらに共沈させて
かろうじて作成することができる０、１μｍ以下の微粉
の混合原料粉を得、それを仮焼、粉砕、成形、焼成等の
工程を経て部分安定化ジルコニア磁器としている。この
ような共沈法による原料粉は易焼結性であるため比較的
低温で焼結するので焼結体の結晶粒は小さく結晶変態を
起こしにくいためクラックのない高強度、高硬度のジル
コニア磁器が得られる。ところが、前述のように粉体の
調整に共沈法をとり入れているため製造価格が高価なば
かりでなく、得られる粉体の粒子径が０．０５μｍ以下
の一次粒子であるため焼結するまでの収縮量が大きく、
成形密度の不均一、焼成時の温度分布の不均一さ等に起
因する亀裂、変形等が起こり易い。
（狗トｄ的）
本発明は上記の欠点のない高強度、高硬度のジルコニア
磁器の製造法を提供することを目的とす果、主原料とな
る酸化ジルコニウムの粒度分布が重要な因子になってお
り、さらに安定化側添加量。
磁器の製造法を提供することを目的とす果、主原料とな
る酸化ジルコニウムの粒度分布が重要な因子になってお
り、さらに安定化側添加量。
焼結助剤添加量、焼成温度等が各々密接に関係している
ことをつきとめ、酸化ジルコニウム粉９１．０〜９６．
５重量％、酸化イツトリウム粉３．３〜８．８重量％及
び酸化アルミニウム粉０．２〜５０重＃チからなる原料
を粉砕、混合して０．５μＩ１１以下３５〜６５重量％
、１．０μｍ以下８０重量％以上に調整した粉体を成形
後１５００〜１７００℃の温度で焼成したところ結晶変
態に伴うクランク、成形密度の不均一、焼成時の温度分
布の不均一さ等に起因する亀裂、変形等が生ぜず、安定
性のある高強度、高硬度を有するジルコニア磁器を安価
に製造できることを確認した。
ことをつきとめ、酸化ジルコニウム粉９１．０〜９６．
５重量％、酸化イツトリウム粉３．３〜８．８重量％及
び酸化アルミニウム粉０．２〜５０重＃チからなる原料
を粉砕、混合して０．５μＩ１１以下３５〜６５重量％
、１．０μｍ以下８０重量％以上に調整した粉体を成形
後１５００〜１７００℃の温度で焼成したところ結晶変
態に伴うクランク、成形密度の不均一、焼成時の温度分
布の不均一さ等に起因する亀裂、変形等が生ぜず、安定
性のある高強度、高硬度を有するジルコニア磁器を安価
に製造できることを確認した。
本発明は酸化ジルコニウム粉９１．０〜９６．５重量％
、酸化インドリウム粉３．３〜８．８重量％及び酸化ア
ルミニウム粉０．２〜５．０重量％からなる原料を粉砕
、混合して０．５μｍ以下３５〜６５重量％、１．Ｏμ
ｍ以下８０重量％以上に調整した粉体を成形後１５００
〜１７００℃の温度で焼成する９１．０〜９６．５重量
％、酸化イツトリウム粉は３．３〜８．８重量％の範囲
とされ、酸化ジルコニウム粉が９１．０重量−未満及び
酸化イツトリウム粉が８．８重量％を越えると高強度、
高硬度のジルコニア磁器を得ることができない。酸化ジ
ルコニウム粉が９６．５重量％を越え、酸化イツトリウ
ム粉が３．３重量％未満でるると結晶の安定化が不充分
となり、焼成後の冷却中に単斜晶に変るためジルコニア
磁器にクランクが入り使用できなくなる。
、酸化インドリウム粉３．３〜８．８重量％及び酸化ア
ルミニウム粉０．２〜５．０重量％からなる原料を粉砕
、混合して０．５μｍ以下３５〜６５重量％、１．Ｏμ
ｍ以下８０重量％以上に調整した粉体を成形後１５００
〜１７００℃の温度で焼成する９１．０〜９６．５重量
％、酸化イツトリウム粉は３．３〜８．８重量％の範囲
とされ、酸化ジルコニウム粉が９１．０重量−未満及び
酸化イツトリウム粉が８．８重量％を越えると高強度、
高硬度のジルコニア磁器を得ることができない。酸化ジ
ルコニウム粉が９６．５重量％を越え、酸化イツトリウ
ム粉が３．３重量％未満でるると結晶の安定化が不充分
となり、焼成後の冷却中に単斜晶に変るためジルコニア
磁器にクランクが入り使用できなくなる。
酸化アルミニウム粉の添加量は０．２〜５．０重量−の
範囲とされ、この範囲から外れると焼結温度が高くなり
１機械的強度が低下する。
範囲とされ、この範囲から外れると焼結温度が高くなり
１機械的強度が低下する。
酸化ジルコニウム粉、酸化イツトリウム粉及び酸化アル
ミニウム粉の混合物の粒径は０．５μｍ以下が３５〜６
５重量％、１．０μｍ以下が８０重量％以上とされ、０
．５μｍ以下が３５５重量％満及び／又は１．０μｍ以
下が８０重量％未満であると成形及び焼成が困難となり
、０．５μｍ以下が６５重量％を越えると成形が困難と
なる。
ミニウム粉の混合物の粒径は０．５μｍ以下が３５〜６
５重量％、１．０μｍ以下が８０重量％以上とされ、０
．５μｍ以下が３５５重量％満及び／又は１．０μｍ以
下が８０重量％未満であると成形及び焼成が困難となり
、０．５μｍ以下が６５重量％を越えると成形が困難と
なる。
酸化ジルコニウム粉、酸化イツトリウム粉及び酸化アル
ミニウム粉の粉砕、混合法については特に制限はないが
、湿式ボールミル法で行なうことが最も簡単で確実でろ
るので好ましい。混合条ｆｌ＝は使用するボールミルの
径や玉石、及びこれらの材料の投入量で変化するが９例
えば酸化ジルコニウム粉のみの粉砕時間と同等又はそれ
以上の時間で混合することが好ましく、′また使用する
酸化イツトリウム粉及び酸化アルミニウム粉の粒度分布
は酸化ジルコニウム粉と同等か又はそれより細粒粉を使
用することが好ましい。これらの原料は粉砕と混合とを
同時に行なってもよく、酸化ジルコニウム粉のみを先に
粉砕し、その後酸化イツトリウム粉及び酸化アルミニウ
ム粉を加えこれらを粉砕しながら混合してもよく特に制
限はない。
ミニウム粉の粉砕、混合法については特に制限はないが
、湿式ボールミル法で行なうことが最も簡単で確実でろ
るので好ましい。混合条ｆｌ＝は使用するボールミルの
径や玉石、及びこれらの材料の投入量で変化するが９例
えば酸化ジルコニウム粉のみの粉砕時間と同等又はそれ
以上の時間で混合することが好ましく、′また使用する
酸化イツトリウム粉及び酸化アルミニウム粉の粒度分布
は酸化ジルコニウム粉と同等か又はそれより細粒粉を使
用することが好ましい。これらの原料は粉砕と混合とを
同時に行なってもよく、酸化ジルコニウム粉のみを先に
粉砕し、その後酸化イツトリウム粉及び酸化アルミニウ
ム粉を加えこれらを粉砕しながら混合してもよく特に制
限はない。
焼成温度は１５００〜１７００℃の範囲とされ１５００
℃未満の場合はジルコニア磁器が焼結しない。また１７
００℃を越えると成形物に変形等が生じる。焼成温度は
上記の範囲とされるが。
℃未満の場合はジルコニア磁器が焼結しない。また１７
００℃を越えると成形物に変形等が生じる。焼成温度は
上記の範囲とされるが。
１５７０〜１６３０℃で焼成すれば焼結体の機械的強度
が高く、また強度のばらつきが小さくなるので好ましい
。
が高く、また強度のばらつきが小さくなるので好ましい
。
焼結後の冷却速度は、４５０〜２００’Ｃ’ｌ：での冷
却を５００℃／時間の速度で行なえば結晶の変化が起こ
りにくくなるため機械的強度が低下しにくくなるので好
ましく、１０００℃／時間の速度で行なえばさらに結晶
の変化が起こりにくくなるのでより好ましい。
却を５００℃／時間の速度で行なえば結晶の変化が起こ
りにくくなるため機械的強度が低下しにくくなるので好
ましく、１０００℃／時間の速度で行なえばさらに結晶
の変化が起こりにくくなるのでより好ましい。
また焼結後のジルコニア磁器に含まれる結晶相が正方晶
を主体とし、単斜晶結晶が５重量−以下酸化ジルコニウ
ム粉（第−希元素製、ＥＰグレー）”）１００重量部、
ジルコニア玉石２００重量部及び水１００重量部をゴム
内張りしたボールミルに入れ、７０時時間式粉砕後乾燥
して平均粒径０．８５μｍの酸化ジルコニウム粉を得た
。次に前記の酸化ジルコニウム粉に酸化イツトリウム粉
（信越化学製、純度９９．９％）及び酸化アルミニウム
粉（昭和軽金属製、商品名Ａ−１５０）を所定量加え、
それにジルコニア玉石及び水を前記と同じ比率に加え第
１表に示す時間混合し、ついでこの液状混合物にＰｖＡ
（ポリビニルアルコール）１０重量％水溶液を５重量部
、ワックスエマルジョン２重量部を加え噴霧乾燥法で造
粒して成形粉を得た。その後前記成形粉を圧力１．５ト
ン／ｃｍ”で平板状に加圧成形し、 １５７０６Ｃで焼
成後４５０〜２００℃まで７５０℃±５０℃／時間で冷
却してジルコニア磁器を得た。
を主体とし、単斜晶結晶が５重量−以下酸化ジルコニウ
ム粉（第−希元素製、ＥＰグレー）”）１００重量部、
ジルコニア玉石２００重量部及び水１００重量部をゴム
内張りしたボールミルに入れ、７０時時間式粉砕後乾燥
して平均粒径０．８５μｍの酸化ジルコニウム粉を得た
。次に前記の酸化ジルコニウム粉に酸化イツトリウム粉
（信越化学製、純度９９．９％）及び酸化アルミニウム
粉（昭和軽金属製、商品名Ａ−１５０）を所定量加え、
それにジルコニア玉石及び水を前記と同じ比率に加え第
１表に示す時間混合し、ついでこの液状混合物にＰｖＡ
（ポリビニルアルコール）１０重量％水溶液を５重量部
、ワックスエマルジョン２重量部を加え噴霧乾燥法で造
粒して成形粉を得た。その後前記成形粉を圧力１．５ト
ン／ｃｍ”で平板状に加圧成形し、 １５７０６Ｃで焼
成後４５０〜２００℃まで７５０℃±５０℃／時間で冷
却してジルコニア磁器を得た。
次に前記で得たジルコニア出語をダイアモンド研削後８
００番のダイアモンド砥石で表面仕上げをして３Ｘ４Ｘ
４０画寸法の試料を作製した。この試料をスパン３０ｍ
ｍで３点曲げ試験法で強度を測定した。その結果を合わ
せて第１表に示す。またそのときの硬度も第１表に示す
。
００番のダイアモンド砥石で表面仕上げをして３Ｘ４Ｘ
４０画寸法の試料を作製した。この試料をスパン３０ｍ
ｍで３点曲げ試験法で強度を測定した。その結果を合わ
せて第１表に示す。またそのときの硬度も第１表に示す
。
第１表
■は本発明に含まれない範囲を示す。
量チ、酸化イブトリウム粉３．３〜８．８重量％及び酸
化アルミニウム粉０．２〜５．０重量％からなる原料を
粉砕、混合して０．５μｍ以下３５〜６５重量％、１．
０μｍ以下８０重量−以上に調整した粉体を成形後１５
００〜１７００℃の温度で焼成するので、結晶変態に伴
うクラック、成形密度の不均一、焼成時の温度分布の不
均一さ等に起因する亀裂、変形等が生ぜず、安定性のあ
る高強度、高硬度を有するジルコニア磁器を安価に製造
することができる。
化アルミニウム粉０．２〜５．０重量％からなる原料を
粉砕、混合して０．５μｍ以下３５〜６５重量％、１．
０μｍ以下８０重量−以上に調整した粉体を成形後１５
００〜１７００℃の温度で焼成するので、結晶変態に伴
うクラック、成形密度の不均一、焼成時の温度分布の不
均一さ等に起因する亀裂、変形等が生ぜず、安定性のあ
る高強度、高硬度を有するジルコニア磁器を安価に製造
することができる。
また本発明によれば各種形状の製品が安価に製造できる
ため包丁、はさみ等の家庭用刀物に適用できる等の効果
も有する。
ため包丁、はさみ等の家庭用刀物に適用できる等の効果
も有する。
代理人 弁理士 若 林 邦 彦
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、酸化ジルコニウム粉９１．０〜９６．５重量％。 酸化イツトリウム粉３，３〜８．８重量％及び酸化アル
ミニウム粉０．２〜５．０重量％からなる原料を粉砕、
混合して０．５μｍ以下３５〜６５重量％。 １．０μｍ以下８０重量多以上に調整した粉体を成形後
１５００〜１７００℃の温度で焼成することを特徴とす
るジルコニア磁器の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59058972A JPS60200859A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | ジルコニア磁器の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59058972A JPS60200859A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | ジルコニア磁器の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60200859A true JPS60200859A (ja) | 1985-10-11 |
Family
ID=13099758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59058972A Pending JPS60200859A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | ジルコニア磁器の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60200859A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4742030A (en) * | 1985-09-06 | 1988-05-03 | Toray Industries, Inc. | Sintered zirconia material and method for manufacturing the material |
-
1984
- 1984-03-27 JP JP59058972A patent/JPS60200859A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4742030A (en) * | 1985-09-06 | 1988-05-03 | Toray Industries, Inc. | Sintered zirconia material and method for manufacturing the material |
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