JPS60239356A - ジルコニウム化合物を主成分とする高焼結性粉末組成物およびその製造方法 - Google Patents
ジルコニウム化合物を主成分とする高焼結性粉末組成物およびその製造方法Info
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- JPS60239356A JPS60239356A JP59094255A JP9425584A JPS60239356A JP S60239356 A JPS60239356 A JP S60239356A JP 59094255 A JP59094255 A JP 59094255A JP 9425584 A JP9425584 A JP 9425584A JP S60239356 A JPS60239356 A JP S60239356A
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、ジルコニア焼結体の製造方法に係シ、さらに
詳しくは部分安定化もしくは完全安定化ジルコニアの高
密度焼結体の常圧焼結法による製造方法ならびに該方法
において原料とするジルコニウム化合物を主成分とする
高焼結性粉末組成物およびその製造方法に関する。
詳しくは部分安定化もしくは完全安定化ジルコニアの高
密度焼結体の常圧焼結法による製造方法ならびに該方法
において原料とするジルコニウム化合物を主成分とする
高焼結性粉末組成物およびその製造方法に関する。
部分安定化ジルコニア焼結体は高強度、高靭性セラミッ
クとして機械部材への応用が期待され、まだ完全安定化
ジルコニア焼結体は、耐熱性部材、（固体電解質として
広く利用されている機能性セラミック材料である。
クとして機械部材への応用が期待され、まだ完全安定化
ジルコニア焼結体は、耐熱性部材、（固体電解質として
広く利用されている機能性セラミック材料である。
ジルコニア焼結体は、ジルコニア結晶の高温安定相であ
る正方晶系あるいは立方晶系の結晶構造を常温まで維持
させるための安定化処理を行ったジルコニア結晶微粉末
を、成形、焼結して製造する。ジルコニア結晶の安定化
処理は、通常、ジルコニアにＣａ０１Ｍｇ０１Ｙ２０３
等の酸化物類を固溶させることによシ行われ、立方晶系
の結晶構造のみのジルコニアからなる焼結体を完全安定
化ジルコニア（通常１安定化ジルコニア」と言う。）焼
結体として、また、正方晶系の結晶構造のジルコニアを
含有する焼結体を部分安定化ジルコニア焼結体として、
広く利用されている。
る正方晶系あるいは立方晶系の結晶構造を常温まで維持
させるための安定化処理を行ったジルコニア結晶微粉末
を、成形、焼結して製造する。ジルコニア結晶の安定化
処理は、通常、ジルコニアにＣａ０１Ｍｇ０１Ｙ２０３
等の酸化物類を固溶させることによシ行われ、立方晶系
の結晶構造のみのジルコニアからなる焼結体を完全安定
化ジルコニア（通常１安定化ジルコニア」と言う。）焼
結体として、また、正方晶系の結晶構造のジルコニアを
含有する焼結体を部分安定化ジルコニア焼結体として、
広く利用されている。
これらのジルコニア焼結体が、目的とする機能たとえば
酸素イオン伝導性、機穢的特性等を発現するためには、
微細構造の制御されたかつ、緻密な焼結体を製造する必
要がある。従来、微細構造の制御された、緻密なジルコ
ニア焼結体は、ホットプレス法、ＨＩＰ法等の特殊な成
形、焼結技術を採用して製造されているが、これらの方
法においては、製造設備が大損シなものを必要とし、か
つ、操作も煩雑であるため、製品は高価なものとなる。
酸素イオン伝導性、機穢的特性等を発現するためには、
微細構造の制御されたかつ、緻密な焼結体を製造する必
要がある。従来、微細構造の制御された、緻密なジルコ
ニア焼結体は、ホットプレス法、ＨＩＰ法等の特殊な成
形、焼結技術を採用して製造されているが、これらの方
法においては、製造設備が大損シなものを必要とし、か
つ、操作も煩雑であるため、製品は高価なものとなる。
微細構造の制御された緻密なジルコニア焼結体を、共沈
法等の化学的手法を用いた粉末調整技術によシ調整した
原料粉末を成形し、比較的低温で焼結する方法、たとえ
ば、特開昭５０−１０３５１０号公報には水湿性ジルコ
ニウム塩、安定化剤としてのカルシウム、マグネシウム
、イツトリウム等の可溶性塩類及び焼結促進剤としての
遷移金属の可溶性塩類の混合水溶液に、アンモニア水を
加えて、含有する金属の水酸化物を共沈させ、乾燥、仮
焼して得られる粉末を原料とする高密度ジルコニア焼結
体の製造方法等が提案されている。これらの化学的に処
理された原料粉末を用いるジルコニア焼結体の製造方法
においては、比較的低い温度の焼結で、焼結密度をかな
シのレベルまで向上させることができる。しかしながら
、粉末は、一般に微粉化することによって凝集力が強く
なることが知られておシ、そのため、化学的に処理され
た原料粉末を用いる方法において、再現性良く高密度焼
結体を製造することは困難であシ、また、現状において
は、低温焼結性および焼結体の相対密度（対理論密度）
も十分であるとは言えない。
法等の化学的手法を用いた粉末調整技術によシ調整した
原料粉末を成形し、比較的低温で焼結する方法、たとえ
ば、特開昭５０−１０３５１０号公報には水湿性ジルコ
ニウム塩、安定化剤としてのカルシウム、マグネシウム
、イツトリウム等の可溶性塩類及び焼結促進剤としての
遷移金属の可溶性塩類の混合水溶液に、アンモニア水を
加えて、含有する金属の水酸化物を共沈させ、乾燥、仮
焼して得られる粉末を原料とする高密度ジルコニア焼結
体の製造方法等が提案されている。これらの化学的に処
理された原料粉末を用いるジルコニア焼結体の製造方法
においては、比較的低い温度の焼結で、焼結密度をかな
シのレベルまで向上させることができる。しかしながら
、粉末は、一般に微粉化することによって凝集力が強く
なることが知られておシ、そのため、化学的に処理され
た原料粉末を用いる方法において、再現性良く高密度焼
結体を製造することは困難であシ、また、現状において
は、低温焼結性および焼結体の相対密度（対理論密度）
も十分であるとは言えない。
前記引用した方法においても、実際上、焼結体の緻密化
（高密度化）を効果的に行うことは困難である。
（高密度化）を効果的に行うことは困難である。
本発明は、高密度ジルコニア焼結体を、比較的低温域で
の常圧焼結法で製造するに適した原料粉末組成物および
その製造方法を提供することをその目的とし、まだ、該
原料粉末組成物を用いる高密度ジルコニア焼結体の製造
方法を提供することを別の目的とする。
の常圧焼結法で製造するに適した原料粉末組成物および
その製造方法を提供することをその目的とし、まだ、該
原料粉末組成物を用いる高密度ジルコニア焼結体の製造
方法を提供することを別の目的とする。
本発明は、部分安定化ジルコニア粉末、完全安定化ジル
コニア粉末および加熱により部分安定化もしくは完全安
定化ジルコニアを生成する前駆体粉末よシなる群から選
ばれる少なくとも１種の゛ジルコニウム化合物含有粉末
と、Ｍｎ１Ｆｅ、 Ｃｏ、Ｎｉ。
コニア粉末および加熱により部分安定化もしくは完全安
定化ジルコニアを生成する前駆体粉末よシなる群から選
ばれる少なくとも１種の゛ジルコニウム化合物含有粉末
と、Ｍｎ１Ｆｅ、 Ｃｏ、Ｎｉ。
ＣｕおよびＺｎよりなる群から選ばれる少なくとも１種
の遷移金属の化合物とからなシ、該遷移金属化合物を前
記ジ方・＝つ・化合物含有粉末に被着させてなるジルコ
ニウム化合物を主成分とする高焼結性粉末組成物および
該高焼結性粉末組成物を原料とし、常法によ構成形、焼
結することを特徴とする高密度ジルコニア焼結体の製造
方法である。
の遷移金属の化合物とからなシ、該遷移金属化合物を前
記ジ方・＝つ・化合物含有粉末に被着させてなるジルコ
ニウム化合物を主成分とする高焼結性粉末組成物および
該高焼結性粉末組成物を原料とし、常法によ構成形、焼
結することを特徴とする高密度ジルコニア焼結体の製造
方法である。
本発明において、ジルコニウム化合物含有粉末は、部分
安定化ジルコニア粉末、完全安定化ジルコニア粉末また
は加熱により部分安定化ジルコニアまたは完全安定化ジ
ルコニアを生成する前駆体粉末であれば、特に制限はな
く、常法、たとえば、酸化物法、共沈法、加水分解法、
熱分解法等で得られる、Ｙ２Ｏ３、ＭｇＯおよびＣａＯ
よシなる群から選ばれる少なくとも１種または、加熱に
よ’） Ｙ２Ｏ３、ＭｇＯおよびＣａＯよシなる群から
選ばれる少々くとも１種を生成する化合物を含有するジ
ルコニウム化合物含有粉末のいずれをも使用できる。
安定化ジルコニア粉末、完全安定化ジルコニア粉末また
は加熱により部分安定化ジルコニアまたは完全安定化ジ
ルコニアを生成する前駆体粉末であれば、特に制限はな
く、常法、たとえば、酸化物法、共沈法、加水分解法、
熱分解法等で得られる、Ｙ２Ｏ３、ＭｇＯおよびＣａＯ
よシなる群から選ばれる少なくとも１種または、加熱に
よ’） Ｙ２Ｏ３、ＭｇＯおよびＣａＯよシなる群から
選ばれる少々くとも１種を生成する化合物を含有するジ
ルコニウム化合物含有粉末のいずれをも使用できる。
ＣｕおよびＺｎよシなる群から選ばれる少なくとも１種
の遷移金属の水または有機溶媒可溶性化合物を含有する
溶液に添加混合したのち、溶媒を除去、乾燥することに
より、該遷移金属化合物を、前記ジルコニウム化合物含
有粉末に被着させることによシ製造することができる。
の遷移金属の水または有機溶媒可溶性化合物を含有する
溶液に添加混合したのち、溶媒を除去、乾燥することに
より、該遷移金属化合物を、前記ジルコニウム化合物含
有粉末に被着させることによシ製造することができる。
本発明者等は、低温常圧焼結法によるジルコニア焼結体
の製造方法における技術的課題すなわち、焼結体密度を
向上させることについて鋭意研究した結果、溶媒可溶性
の遷移金属化合物を被着した部分安定化ジルコニア粉末
を原料として用いることによ、す、比較的低温度で常圧
焼結しても理論密度に対する相対密度が９９チを越える
部分安定化ジルコニア焼結体が再現性よく容易に得られ
ることを見出し、さらに研究を展開して本発明を完成し
た。
の製造方法における技術的課題すなわち、焼結体密度を
向上させることについて鋭意研究した結果、溶媒可溶性
の遷移金属化合物を被着した部分安定化ジルコニア粉末
を原料として用いることによ、す、比較的低温度で常圧
焼結しても理論密度に対する相対密度が９９チを越える
部分安定化ジルコニア焼結体が再現性よく容易に得られ
ることを見出し、さらに研究を展開して本発明を完成し
た。
すなわち、本発明において、遷移金属化合物は、ジルコ
ニウム化合物含有粉末を被覆した状態で該粉末に被着し
ておシ、成形、焼結時には、ジルコニア粉末同志の結合
剤および焼結温度を低下させる焼結促進剤として作用し
ている。遷移金属化合物のジルコニウム化合物含有粉末
に対する被着量はジルコニウムに対する金属原子比で０
．０１〜５チ、好ましくは０．０５〜１チである。０．
０１％未満では被着効果が少なく、また、５％を越える
と焼結体特性に影響を与える場合があるので好ましくな
い。
ニウム化合物含有粉末を被覆した状態で該粉末に被着し
ておシ、成形、焼結時には、ジルコニア粉末同志の結合
剤および焼結温度を低下させる焼結促進剤として作用し
ている。遷移金属化合物のジルコニウム化合物含有粉末
に対する被着量はジルコニウムに対する金属原子比で０
．０１〜５チ、好ましくは０．０５〜１チである。０．
０１％未満では被着効果が少なく、また、５％を越える
と焼結体特性に影響を与える場合があるので好ましくな
い。
本発明において、高焼結性粉末組成物は、遷移金属の溶
媒可溶性化合物を、ジルコニウム化合物含有粉末に被着
させてなるが、遷移金属の溶媒可溶性化合物として、硝
酸塩、硫酸塩、塩化物等の無機塩類、シーウ酸塩、酢酸
塩、プロピオン酸塩、高級脂肪酸塩等の有機酸塩類、キ
レート化合物類等を例示することができる。高焼結性粉
末組成物の製造は、ジルコニウム化合物含有粉末を前記
遷移金属化合物を溶解した溶液に添加混合した後、溶媒
を除去、乾燥することによる。遷移金属化合物を溶解す
る溶媒として、水および／または有機溶媒が使用でき、
好ましくは、有機溶媒、さらに好ましくは、低級アルコ
ール類、たとえばメタノール、エタノール、プロパツー
ル、フタノール等が使用される。前記粉末の製造方法に
おいて、溶媒の除去、乾燥は通常、蒸発法を採用する。
媒可溶性化合物を、ジルコニウム化合物含有粉末に被着
させてなるが、遷移金属の溶媒可溶性化合物として、硝
酸塩、硫酸塩、塩化物等の無機塩類、シーウ酸塩、酢酸
塩、プロピオン酸塩、高級脂肪酸塩等の有機酸塩類、キ
レート化合物類等を例示することができる。高焼結性粉
末組成物の製造は、ジルコニウム化合物含有粉末を前記
遷移金属化合物を溶解した溶液に添加混合した後、溶媒
を除去、乾燥することによる。遷移金属化合物を溶解す
る溶媒として、水および／または有機溶媒が使用でき、
好ましくは、有機溶媒、さらに好ましくは、低級アルコ
ール類、たとえばメタノール、エタノール、プロパツー
ル、フタノール等が使用される。前記粉末の製造方法に
おいて、溶媒の除去、乾燥は通常、蒸発法を採用する。
したがって、溶媒としての水の使用は蒸発エネルギーが
大きく、また遷移金属化合物を溶解させるためＫＰＨ調
整等を行う必要があるので、有機溶媒を使用するのが好
ましい。有機溶媒としては、遷移金属化合物を溶解し得
るものであればいずれをも使用できるが高沸点のものは
溶媒除去が、また高粘度のものはジルコニウム化合物含
有粉末の均一分散混合が困難となるので好ましくない。
大きく、また遷移金属化合物を溶解させるためＫＰＨ調
整等を行う必要があるので、有機溶媒を使用するのが好
ましい。有機溶媒としては、遷移金属化合物を溶解し得
るものであればいずれをも使用できるが高沸点のものは
溶媒除去が、また高粘度のものはジルコニウム化合物含
有粉末の均一分散混合が困難となるので好ましくない。
ジルコニウム化合物含有粉末の遷移金属化合物への添加
混合は、単純な攪拌操作でも十分効果を発揮できるが、
ミリング等の粉砕・攪拌操作を採用することによシ、よ
シ一層、効果を確実にすることが可能である。溶媒の除
去、乾燥は前記した如く、通常、蒸発法を採用するが、
噴霧乾燥法等を採用すれば効率的、かつ効果的に大量の
処理を行うことができる。
混合は、単純な攪拌操作でも十分効果を発揮できるが、
ミリング等の粉砕・攪拌操作を採用することによシ、よ
シ一層、効果を確実にすることが可能である。溶媒の除
去、乾燥は前記した如く、通常、蒸発法を採用するが、
噴霧乾燥法等を採用すれば効率的、かつ効果的に大量の
処理を行うことができる。
前記方法で製造した粉末組成物は、ジルコニア焼結体の
製造の原料として、そのまま使用することができるが、
４００〜１２００℃の温度で一端板焼して使用するのが
好ましい。
製造の原料として、そのまま使用することができるが、
４００〜１２００℃の温度で一端板焼して使用するのが
好ましい。
本発明において、ジルコニア焼結体は、前記した粉末組
成物を成形、焼結することによシ製造する。成形は、通
常の金型成形で十分であるが、低圧による金型成形後、
静水圧加圧を行った方が、最終焼結体の焼結体密度、機
械的強度等の諸性仕向上のためによシ好ましい。焼結は
、常法であればいずれの方法をも採用できるが、空気雰
囲気中での常圧焼結法を採用することで十分に目的を達
成することができる。
成物を成形、焼結することによシ製造する。成形は、通
常の金型成形で十分であるが、低圧による金型成形後、
静水圧加圧を行った方が、最終焼結体の焼結体密度、機
械的強度等の諸性仕向上のためによシ好ましい。焼結は
、常法であればいずれの方法をも採用できるが、空気雰
囲気中での常圧焼結法を採用することで十分に目的を達
成することができる。
以下に、実施例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明す
る。ただし、本発明の範囲は、下記実施例によシ何等限
定されるものではない。
る。ただし、本発明の範囲は、下記実施例によシ何等限
定されるものではない。
実施例１および比較例１
粉末組成物の調整：
酸化物モル換算：Ｙ２Ｏ３／ （Ｙ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）
”’０．０３１ のｚｒＱＣ４２およびＹＣｌ３の混
合水溶液に、アンモニア水を添加して得られた混合水酸
化物の沈澱をヂ取乾燥し、乾燥前駆体粉末を得た。該乾
燥前駆体粉末の一部を８００℃の温度で１時間焼成し、
部分安定化ジルコニア粉末を得た。
”’０．０３１ のｚｒＱＣ４２およびＹＣｌ３の混
合水溶液に、アンモニア水を添加して得られた混合水酸
化物の沈澱をヂ取乾燥し、乾燥前駆体粉末を得た。該乾
燥前駆体粉末の一部を８００℃の温度で１時間焼成し、
部分安定化ジルコニア粉末を得た。
遷移金属化合物として、下記をエタノールに溶解し、遷
移金属化合物溶液を調整した。
移金属化合物溶液を調整した。
Ｍｎ ： Ｍｎ （ＣＨ３ＣＯＯ）２ ・４Ｈ２０Ｆｅ
： Ｆｅ （ＮＯ３）３ ・９Ｈ２０Ｃｏ ： Ｃｏ
（ＣＨ３ＣＯＯ）２ ’ ４Ｈ２ＯＮｉ ： Ｎｉ
（ＮＯ３）２・６Ｈ２０Ｃｕ ： Ｃｕ （ＣＨ３ＣＯ
Ｏ）２ Ｚｎ ： Ｚｎ （ＣＨ３ＣＯＯ）２ ・２Ｈ２０上記
訓整した遷移金属化合物溶液に、前記製造した乾燥前駆
体粉末もしくは部分安定化ジルコニア粉末を添加混合し
たのち、エタノールを蒸発させて乾燥し、Ｚｒに対する
遷移金属の原子比率が０゜０５％、０１チ、０．２％、
０．３チ、１．０％に相当する遷移金属化合物の被着し
た前駆体粉末および部分安定化ジルコニア粉末を得た。
： Ｆｅ （ＮＯ３）３ ・９Ｈ２０Ｃｏ ： Ｃｏ
（ＣＨ３ＣＯＯ）２ ’ ４Ｈ２ＯＮｉ ： Ｎｉ
（ＮＯ３）２・６Ｈ２０Ｃｕ ： Ｃｕ （ＣＨ３ＣＯ
Ｏ）２ Ｚｎ ： Ｚｎ （ＣＨ３ＣＯＯ）２ ・２Ｈ２０上記
訓整した遷移金属化合物溶液に、前記製造した乾燥前駆
体粉末もしくは部分安定化ジルコニア粉末を添加混合し
たのち、エタノールを蒸発させて乾燥し、Ｚｒに対する
遷移金属の原子比率が０゜０５％、０１チ、０．２％、
０．３チ、１．０％に相当する遷移金属化合物の被着し
た前駆体粉末および部分安定化ジルコニア粉末を得た。
得られた遷移金属化合物の被着した前駆体粉末は、さら
に８００℃の温度で１時間仮焼し、前記遷移金属化合物
の被着した部分安定化ジルコニアと共に、ジルコニア焼
結体製造用原料粉末組成物とした。
に８００℃の温度で１時間仮焼し、前記遷移金属化合物
の被着した部分安定化ジルコニアと共に、ジルコニア焼
結体製造用原料粉末組成物とした。
ジルコニア焼結体の製造：
各粉末を、２００）ｃｔ／ｉの圧力で金型成形した後、
２ｔ／ｃｒＡの圧力で静水圧加圧を行い、７成形体を得
た。
２ｔ／ｃｒＡの圧力で静水圧加圧を行い、７成形体を得
た。
得られた成形体を大気中において１２００℃および１３
００℃の温度で３時間焼結し、部分安定化ジルコニア焼
結体を得た。
００℃の温度で３時間焼結し、部分安定化ジルコニア焼
結体を得た。
また、比較として、前記調整した乾燥前駆体粉末および
乾燥前駆体粉末製造時に遷移金属化合物を添加し、同時
に共沈させて得た沈澱物を乾燥した粉末（共沈粉末とい
う。）を使用し、上記と同様の条件で成形、焼結し部分
安定化ジルコニア焼結体を得た。
乾燥前駆体粉末製造時に遷移金属化合物を添加し、同時
に共沈させて得た沈澱物を乾燥した粉末（共沈粉末とい
う。）を使用し、上記と同様の条件で成形、焼結し部分
安定化ジルコニア焼結体を得た。
得られた部分安定化ジルコニア焼結体の密度および理論
密度：６．１？／ ｃｒｄに対する相対密度および一部
にツイテＪＩＳ Ｒ−１６０１−１９８１に基づイテ実
施した３点曲げ試験の結果の５点の平均値を第１表中に
示す。
密度：６．１？／ ｃｒｄに対する相対密度および一部
にツイテＪＩＳ Ｒ−１６０１−１９８１に基づイテ実
施した３点曲げ試験の結果の５点の平均値を第１表中に
示す。
第１表中において、原料粉末の項のＡ、Ｂ、ＣおよびＤ
は下記を表す。
は下記を表す。
Ａ；乾燥前駆体粉末に遷移金属化合物を被着させた粉末
Ｂ：部分安定化ジルコニア粉末に遷移金属化合物を被着
させた粉末 Ｃ：共沈粉末（比較例） Ｄ：浸移金属化合物の被着していない乾燥前駆体粉末（
比較例） 実施例２および比較例２ 実施例１のＹＣ４３に代えてＣａＣｌ２を酸化物モル換
算： ＣａＯ／ （ＣａＯ＋Ｚｒ０２） ” ０．１２
に相当する量含有するＺｒＯＣｌ２とＣａＣ６２の混合
水溶液にアンモニア水を添加して得られた沈澱を沢取し
、乾燥した後、８００℃の温度で１時間仮焼し完全安定
化ジルコニア粉末を得た。
させた粉末 Ｃ：共沈粉末（比較例） Ｄ：浸移金属化合物の被着していない乾燥前駆体粉末（
比較例） 実施例２および比較例２ 実施例１のＹＣ４３に代えてＣａＣｌ２を酸化物モル換
算： ＣａＯ／ （ＣａＯ＋Ｚｒ０２） ” ０．１２
に相当する量含有するＺｒＯＣｌ２とＣａＣ６２の混合
水溶液にアンモニア水を添加して得られた沈澱を沢取し
、乾燥した後、８００℃の温度で１時間仮焼し完全安定
化ジルコニア粉末を得た。
得られた完全安定化ジルコニア粉末を、実施例１で調整
した遷移金属化合物溶液に添加混合し、溶媒を蒸発・乾
燥して、Ｚｒに対する遷移金属の原子比率が０．３％に
相当する遷移金属化合物の被着した粉末組成物を得た。
した遷移金属化合物溶液に添加混合し、溶媒を蒸発・乾
燥して、Ｚｒに対する遷移金属の原子比率が０．３％に
相当する遷移金属化合物の被着した粉末組成物を得た。
得られた粉末組成物を実施例１と同一の条件で成形した
成形体を１３００℃および１４５０℃の温度で焼結し、
完全安定化ジルコニア焼結体を得た。
成形体を１３００℃および１４５０℃の温度で焼結し、
完全安定化ジルコニア焼結体を得た。
また、比較として、遷移金属化合物を被着してない完全
安定化ジルコニア粉末を使用して上記と同一の条件で成
形・焼結し、完全安定化ジルコニア焼結体を得た。
安定化ジルコニア粉末を使用して上記と同一の条件で成
形・焼結し、完全安定化ジルコニア焼結体を得た。
得られた完全安定化ジルコニア焼結体の密度を測定し、
理論密度： ５．６８ ｆ／ｃｒ／ｌに対する相対密度
をめた。結呆を第２表に示す。
理論密度： ５．６８ ｆ／ｃｒ／ｌに対する相対密度
をめた。結呆を第２表に示す。
第２表
実施例３および比較例３
□ 実施例１と同様に処理して、Ｚ ｒＯＣ１２とＭｇ
Ｃｔ２′の混合水溶液から、酸化物モル換算ＭｇＯ／（
ＭｇＯ’＋Ｚｒ０２） ＝０．０８１のＰｖｌｇＯを含
有するジルコニア粉末を製造し、さらに実施例１と同様
に処理してＺｒに対する遷移金属の原子比率が０．３の
遷移金属化合物の被着した粉末組成物を得た。
Ｃｔ２′の混合水溶液から、酸化物モル換算ＭｇＯ／（
ＭｇＯ’＋Ｚｒ０２） ＝０．０８１のＰｖｌｇＯを含
有するジルコニア粉末を製造し、さらに実施例１と同様
に処理してＺｒに対する遷移金属の原子比率が０．３の
遷移金属化合物の被着した粉末組成物を得た。
得られた粉末組成物を使用し、実施例１と同一の条件で
成形した成形体を１３００℃の湯度で焼結しジルコニア
焼結体を得た。
成形した成形体を１３００℃の湯度で焼結しジルコニア
焼結体を得た。
また、比較として遷移金属化合物な被着していないＭｇ
Ｏを含有するジルコニア粉末を使用して上記と同一の条
件で成形、焼結しジルコニア焼結体を得た。
Ｏを含有するジルコニア粉末を使用して上記と同一の条
件で成形、焼結しジルコニア焼結体を得た。
得られたジルコニア焼結体の密度および理論密度： ５
．８０ ？／ｃｒｄに対する相対密度を第３表に示す。
．８０ ？／ｃｒｄに対する相対密度を第３表に示す。
第３表
〔発明の効果〕
本発明の粉末組成物を原料として使用したジルコニア焼
結体は、前記実施例および比較例に示すごとく、常圧焼
結法を採用したに拘らず、遷移金属を被着していない原
料粉末および遷移金属化合物を共沈させて固溶させた原
料粉末を使用して製造したジルコニア焼結体（比較例）
と比較して、高い密度、相対密度を有し、かつ、優れた
曲げ強度を有する。
結体は、前記実施例および比較例に示すごとく、常圧焼
結法を採用したに拘らず、遷移金属を被着していない原
料粉末および遷移金属化合物を共沈させて固溶させた原
料粉末を使用して製造したジルコニア焼結体（比較例）
と比較して、高い密度、相対密度を有し、かつ、優れた
曲げ強度を有する。
すなわち、本発明において、相対密度が９９チ以上とほ
ぼ理論密度に近いジルコニア焼結体を低温の常圧焼結法
で製造することが可能であシ、さらに低温焼結が可能で
あるので、グレイン径が０．１〜０．２μｍでかつ、正
方晶１００チのジルコニア焼結体を製造することも可能
である。したがって、強度の安定な、かつ、機械的、熱
的応力下における長期的耐久性等の期待できるジルコニ
ア焼結体の製造が可能である。
ぼ理論密度に近いジルコニア焼結体を低温の常圧焼結法
で製造することが可能であシ、さらに低温焼結が可能で
あるので、グレイン径が０．１〜０．２μｍでかつ、正
方晶１００チのジルコニア焼結体を製造することも可能
である。したがって、強度の安定な、かつ、機械的、熱
的応力下における長期的耐久性等の期待できるジルコニ
ア焼結体の製造が可能である。
また、本発明においては、常圧焼結法を採用することが
できるため従来採用されてきたホットプレス法、ＨＩＰ
法と比較して低−コストでジルコニア焼結体を製造する
ことができる。
できるため従来採用されてきたホットプレス法、ＨＩＰ
法と比較して低−コストでジルコニア焼結体を製造する
ことができる。
本発明は、常圧焼結法で高密度のジルコニア焼結体の製
造を可能とする高焼結性粉末組成物およびその製造方法
ならびに該粉末組成物を用いるジルコニア焼結体の製造
方法を提供するものであシ、その産業的意義は極めて大
きい。
造を可能とする高焼結性粉末組成物およびその製造方法
ならびに該粉末組成物を用いるジルコニア焼結体の製造
方法を提供するものであシ、その産業的意義は極めて大
きい。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １部分安定化ジルコニア粉末、完全安定化ジルコニア粉
末および加熱によ多部分安定化もしくは完全安定化ジル
コニアを生成する前駆体粉末よシ々る群から選ばれる少
なくとも１種のジルコニウム化合物含有粉末と、Ｍｎ、
Ｆｅ、 Ｃｏ１Ｎｉ１ＣｕおよびＺｎよりなる群から
選ばれる少なくとも１種の遷移金属の化合物とからなシ
、該遷移金属化合物を前゛記ジルコニウム化合物含有粉
末に被着させてなるジルコニウム化合物を主成分とする
高焼結性粉末組成物 ２、ジルコニウムに対する遷移金属の原子比率が０、０
１％以上である特許請求の範囲第１項記載の高焼結性粉
末組成物 ３、部分安定化ジルコニア粉末、完全安定化ジルコニア
粉末および／または前駆体粉末が、Ｙ２Ｏ３、ＭｇＯ，
ＣａＯおよび加熱によりＹ２Ｏ３、ＭｇＯｔたはＣａＯ
を生成する化合物よりなる群から選ばれる少なくとも１
種を含有する特許請求の範囲第１項記載の高焼結性粉末
組成物 ア ４゜部分安定化シルコニカニ粉末、完全安定化ジ↓ ルコニア粉および加熱により部分安定化もしくは完全安
定化ジルコニアを生成する前駆体粉末よシなる群から選
ばれる少なくとも１種のジルコニウム化合物含有粉末を
、Ｍｎ、 Ｆｅ、 Ｃｏ１Ｎｉ、 ＣｕおよびＺｎよシ
なる群から選ばれる少なくとも１種の遷移金属の水また
は有機溶媒可溶性化合物を含有する溶液に添加混合した
のち、溶媒を除去、乾燥することを特徴とするジルコニ
ウム化合物を主成分と５、Ｍｎ、 Ｆｅ１Ｃｏ、 Ｎｉ
、 ＣｕおよびＺｎよシなる群からする高焼結性粉末組
成物の製造方法 選ばれる少なくとも１種の遷移金属の化合物を被着した
、部分安定化ジルコニア粉末、完全安定化ジルコニア粉
末および加熱によ多部分安定化もしくは完全安定化ジル
コニアを生成する前駆体粉末よりなる群から選ばれる少
なくとも１種のジルコニウム化合物含有粉末からなる粉
末組成物を、成形、焼結することを特徴とする高密度ジ
ルコニア焼結体の製造方法 ６、焼結を常圧焼結法によシ行う特許請求の範囲第５項
記載の高密度ジルコニア焼結体の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59094255A JPS60239356A (ja) | 1984-05-11 | 1984-05-11 | ジルコニウム化合物を主成分とする高焼結性粉末組成物およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59094255A JPS60239356A (ja) | 1984-05-11 | 1984-05-11 | ジルコニウム化合物を主成分とする高焼結性粉末組成物およびその製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31A Division JPH06211570A (ja) | 1984-05-11 | 1991-04-16 | ジルコニウム化合物を主成分とする高焼結性粉末組成物およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60239356A true JPS60239356A (ja) | 1985-11-28 |
| JPH0228536B2 JPH0228536B2 (ja) | 1990-06-25 |
Family
ID=14105180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59094255A Granted JPS60239356A (ja) | 1984-05-11 | 1984-05-11 | ジルコニウム化合物を主成分とする高焼結性粉末組成物およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60239356A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0214291A1 (en) * | 1985-03-07 | 1987-03-18 | Nippon Soda Co., Ltd. | Sintered zirconia and process for its production |
| JP2019515858A (ja) * | 2016-03-14 | 2019-06-13 | プサン ナショナル ユニバーシティ インダストリー−ユニバーシティ コーポレーション ファウンデーション | ＭｎまたはＣｏがドーピングされたＭｇＯ部分安定化ジルコニア固体電解質 |
-
1984
- 1984-05-11 JP JP59094255A patent/JPS60239356A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0214291A1 (en) * | 1985-03-07 | 1987-03-18 | Nippon Soda Co., Ltd. | Sintered zirconia and process for its production |
| EP0214291A4 (en) * | 1985-03-07 | 1987-07-09 | Nippon Soda Co | SINTERED ZIRCONIA AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME. |
| JP2019515858A (ja) * | 2016-03-14 | 2019-06-13 | プサン ナショナル ユニバーシティ インダストリー−ユニバーシティ コーポレーション ファウンデーション | ＭｎまたはＣｏがドーピングされたＭｇＯ部分安定化ジルコニア固体電解質 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0228536B2 (ja) | 1990-06-25 |
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