JPS6048471B2 - Zirconia sintered body - Google Patents

Zirconia sintered body

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JPS6048471B2
JPS6048471B2 JP55182873A JP18287380A JPS6048471B2 JP S6048471 B2 JPS6048471 B2 JP S6048471B2 JP 55182873 A JP55182873 A JP 55182873A JP 18287380 A JP18287380 A JP 18287380A JP S6048471 B2 JPS6048471 B2 JP S6048471B2
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zirconia
sintered body
tetragonal
mol
thermal shock
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孝樹 正木
啓佑 小林
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Toray Industries Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明はジルコニア焼結体に関する。[Detailed description of the invention] (b) Industrial application field This invention relates to a zirconia sintered body.

同 従来の技術 純粋なジルコニア焼結体においては、1100℃付近に
おいてジルコニアの結晶構造が単斜晶系から正方晶系に
変わり、さらに2400℃付近において立方晶系の結晶
構造に変わる。
Same Conventional Technology In a pure zirconia sintered body, the crystal structure of zirconia changes from monoclinic to tetragonal at around 1100°C, and further changes to cubic crystal structure at around 2400°C.

冷却過程においては、これと逆の変態が起こるが、正方
晶系から単斜晶系に変態する際に大きな体積膨張を伴い
、そのままでは焼結体が破壊してしまうので、ジルコニ
アにカルシア、マグネシア、イツトリアなどの酸化物を
安定化剤として固溶させ、立方晶系の結晶構造をもつジ
ルコニアからなる焼結体、つまり安定化ジルコニア焼結
体を得ている。しかしながら、立方晶系の結晶構造をも
つジルコニアは熱膨張係数が大きいので、安定化ジルコ
ニア焼結体は熱衝撃強度が大変低い。一方、立方晶系の
結晶構造をもつジルコニアと正方晶系の結晶構造をもつ
ジルコニアを共存せしめると、熱衝撃強度が向上すると
いう報告もある(ジャーナル・オブ・アメリカン・セラ
ミック・ソサエテイ、Vol、56、No、6、第55
9〜562頁、1977)。
During the cooling process, the opposite transformation occurs, but when the tetragonal system transforms into the monoclinic system, a large volumetric expansion occurs, and the sintered body will be destroyed if it continues, so calcia and magnesia are added to zirconia. A sintered body made of zirconia having a cubic crystal structure, that is, a stabilized zirconia sintered body, is obtained by dissolving oxides such as , ittria, etc. as a stabilizer. However, since zirconia having a cubic crystal structure has a large coefficient of thermal expansion, the stabilized zirconia sintered body has very low thermal shock strength. On the other hand, there is also a report that thermal shock strength is improved when zirconia with a cubic crystal structure and zirconia with a tetragonal crystal structure coexist (Journal of American Ceramic Society, Vol. 56). , No. 6, No. 55
9-562, 1977).

f■→ 発明が解決しようとする問題点 この発明は、上述した立方晶系および正方晶系の結晶構
造をもつジルコニアを共存せしめてなる焼結体について
種々検討を加えた結果得られたもので、熱衝撃強度ばか
りでなく、機械的強度をも高いジルコニア焼結体を提供
することを目的としている。
f■→ Problems to be Solved by the Invention This invention was obtained as a result of various studies on sintered bodies made of coexisting zirconia having the above-mentioned cubic and tetragonal crystal structures. The purpose of the present invention is to provide a zirconia sintered body that has not only high thermal shock strength but also high mechanical strength.

(ニ)問題点を解決するための手段 上記目的を達成するためのこの発明は、立方晶系の結晶
構造をもつジルコニアと正方晶系の結晶構造をもつジル
コニアが共存しており、正方晶系の結晶構造をもつジル
コニアの量は5〜70モル%であり、かつかさ密度と理
論密度から算出した気孔率が2〜10%であるジルコニ
ア焼結体を特徴とするものである。
(d) Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, this invention is based on the coexistence of zirconia with a cubic crystal structure and zirconia with a tetragonal crystal structure. The zirconia sintered body is characterized in that the amount of zirconia having the crystal structure is 5 to 70 mol%, and the porosity calculated from the bulk density and the theoretical density is 2 to 10%.

この発明をさらに詳細に説明するに、この発明”のジル
コニア焼結体(以下、焼結体という)においては、ジル
コニアにカルシア、イツトリア、イツテリビア、マグネ
シア、ランタニア、ストロンチア、カルシア、マグネシ
ア、マグネシア、イツトリア、カルシア・マグネシア、
イツトリアなど・の酸化物を安定化剤として固溶させる
ことにより、立方晶系の結晶構造をもつジルコニア(以
下、立方晶ジルコニアという)と正方晶系の結晶構造を
もつジルコニア(以下、正方晶ジルコニアという)を共
存せしめている。
To explain this invention in more detail, in the zirconia sintered body (hereinafter referred to as sintered body) of the present invention, zirconia includes calcia, ittria, itteribia, magnesia, lanthania, strontia, calcia, magnesia, magnesia, and ittria. , calcia magnesia,
Zirconia with a cubic crystal structure (hereinafter referred to as cubic zirconia) and zirconia with a tetragonal crystal structure (hereinafter referred to as tetragonal zirconia) are produced by dissolving oxides such as ittria as a stabilizer. ) coexist.

しかも、正方晶ジルコニアを5 〜70モル%含んでい
る。これにより、焼結体が熱衝撃を受けると、正方晶ジ
ルコニアが単斜晶系の結晶構造をもつジルコニア(以下
、単斜晶ジルコニアという)に変態し、単斜晶ジルコニ
アまたはその近傍にマイクロクラックを発生して熱衝撃
による破壊エネルギを吸収するようになり、熱衝撃強度
が向上する。また、機械的なりを受けると、やはり正方
晶ジルコニアが単斜晶ジルコニアに変態し、その変態に
伴う体積膨脹が圧縮応力場を形成し、これが機械的なり
による弾性歪エネルギを減少させるように作用するので
、焼結体の機械的強度が向上する。焼結体中における正
方晶ジルコニアの量は、上述したように5 〜70モル
%でなければならない。
Furthermore, it contains 5 to 70 mol% of tetragonal zirconia. As a result, when the sintered body is subjected to thermal shock, the tetragonal zirconia transforms into zirconia with a monoclinic crystal structure (hereinafter referred to as monoclinic zirconia), and microcracks occur in or near the monoclinic zirconia. Thermal shock strength is improved by absorbing the destructive energy caused by thermal shock. Furthermore, when subjected to mechanical bending, tetragonal zirconia transforms into monoclinic zirconia, and the volume expansion accompanying this transformation forms a compressive stress field, which acts to reduce the elastic strain energy due to mechanical bending. Therefore, the mechanical strength of the sintered body is improved. The amount of tetragonal zirconia in the sintered body should be 5 to 70 mole percent, as mentioned above.

すなわち、正方晶ジルコニアが5モル%未満である場合
には、それが熱衝撃や機械的なりを受けて単斜晶ジルコ
ニアに変態しても、変態量があまりにも少なすぎて歪を
十分に吸収することができないばかりか、焼結体に亀裂
を生じた場合にその伝播を防止することができなくなる
。また、70モル%を越えると、こんどは変態量があま
りにも多くなりすぎ、圧縮状態の領域が焼結体全体に拡
がり、わずかな熱衝撃や槻械的力で焼結体が簡単に破壊
してしまうようになる。このように、焼結体.中におけ
る5 〜70モル%という正方晶ジルコニアの量は、熱
衝撃強度および機械的強度の高い焼結体を得るというこ
の発明の目的を達成するうえで必須の要件である。ここ
において、正方晶ジルコニアの量は、焼結一体の粉末を
X線回折法によつて分析し、その回折パターンの面積を
積分して得た強度から次式によつて計算したものである
In other words, if the content of tetragonal zirconia is less than 5 mol%, even if it undergoes thermal shock or mechanical bending and transforms into monoclinic zirconia, the amount of transformation is too small to sufficiently absorb strain. Not only is it impossible to do so, but also it becomes impossible to prevent cracks from propagating if they occur in the sintered body. Moreover, if it exceeds 70 mol%, the amount of transformation will become too large, and the compressed region will spread throughout the sintered body, and the sintered body will easily break due to a slight thermal shock or mechanical force. It becomes like this. In this way, the sintered body. The amount of tetragonal zirconia in the range of 5 to 70 mol % is an essential requirement for achieving the object of the present invention, which is to obtain a sintered body with high thermal shock strength and mechanical strength. Here, the amount of tetragonal zirconia is calculated by the following formula from the intensity obtained by analyzing the sintered integral powder by X-ray diffraction and integrating the area of the diffraction pattern.

T=〔(B−f−C)/(A+BfC)〕×100たた
七、T:正方晶ジルコニアの量(モル%) A:立方晶ジルコニア400面の回折強度B:正方晶ジ
ルコニア004面の回折強度C:正方晶ジルコニア22
0面の回折強度もつとも、この発明においては、70モ
ル%以下1の範囲で単斜晶ジルコニアがさらに共存して
いてもよいものである。
T=[(B-f-C)/(A+BfC)]×100 T: Amount of tetragonal zirconia (mol%) A: Diffraction intensity of cubic zirconia 400 plane B: Diffraction intensity of tetragonal zirconia 004 plane Diffraction intensity C: Tetragonal zirconia 22
Although it has a zero-plane diffraction intensity, in the present invention, monoclinic zirconia may further coexist in a range of 70 mol % or less.

70モル%以下の単斜晶ジルコニアが共存していると、
単斜晶ジルコニアの粒界の隙間が熱衝撃による歪を吸収
するとともに、この部分にマイクロクラックができて亀
裂の伝播が防止されるようになり、焼結体の熱衝撃強度
が一層向上する。
When monoclinic zirconia of 70 mol% or less coexists,
The gaps between the grain boundaries of monoclinic zirconia absorb strain caused by thermal shock, and microcracks are formed in these areas to prevent crack propagation, further improving the thermal shock strength of the sintered body.

なお、正方晶ジルコニアに加えて単斜晶ジルコニアをさ
らに共存させる場合には、正方晶ジルコニアを30〜7
0モル%とするのが好ましい。なおまた、単斜晶ジルコ
ニアの量は、上記正方晶ジルコニアの場合と同様、X線
回折法を用いて次式によつて求める。M=〔(E+F)
/(D+E+F)〕×100たた七、M:単斜晶ジルコ
ニアの量(モル%)D:立方晶ジルコニア111面の回
折強度E:単斜晶ジルコニア111面の回折強度F:単
斜晶ジルコニア111面の回折強度立方晶ジルコニアの
量は、上述した方法によつて求めた正方晶および単斜晶
ジルコニアの量から次式によつて求める。
In addition, when coexisting monoclinic zirconia in addition to tetragonal zirconia, the tetragonal zirconia is
It is preferable to set it to 0 mol%. Furthermore, the amount of monoclinic zirconia is determined by the following equation using the X-ray diffraction method, as in the case of the tetragonal zirconia described above. M=[(E+F)
/(D+E+F)]×100 M: Amount of monoclinic zirconia (mol%) D: Diffraction intensity of cubic zirconia 111 plane E: Diffraction intensity of monoclinic zirconia 111 plane F: Monoclinic zirconia The diffraction intensity of the 111 plane The amount of cubic zirconia is determined by the following formula from the amounts of tetragonal and monoclinic zirconia determined by the method described above.

C=100−T−M ただし、C:立方晶ジルコニアの量(モル%)この発明
の焼結体においては、気孔率が2〜10%でなければな
らない。
C=100-T-M However, C: amount of cubic zirconia (mol %) In the sintered body of this invention, the porosity must be 2 to 10%.

ここにおいて、気孔率は、式P=〔1−(かさ密度/理
論密度)〕×100ただし、P:気孔率(%)で定義さ
れる。
Here, the porosity is defined by the formula P=[1-(bulk density/theoretical density)]×100, where P: porosity (%).

すなわち、気孔率が2%未満では熱衝撃による破壊エネ
ルギの伝播速度が速くなり、高い熱衝撃強度が得られな
い。一方、気孔率が10%を越えると、気孔の存在はそ
の部分への応力集中を招くことから、その気孔の部分か
ら焼結体の破壊が進行し、また気孔を中心とした亀裂が
発生しやすくなり、しかもその伝播速度が速くなるから
、結局高い機械的強度をもつ焼結体を得ることができな
い。この発明の焼結体は、いろいろな方法によつて製造
することができる。
That is, if the porosity is less than 2%, the propagation speed of fracture energy due to thermal shock becomes high, and high thermal shock strength cannot be obtained. On the other hand, when the porosity exceeds 10%, the presence of pores causes stress concentration in that area, so the sintered body breaks down from the pore area, and cracks occur around the pores. As a result, a sintered body with high mechanical strength cannot be obtained because the propagation speed becomes faster. The sintered body of this invention can be manufactured by various methods.

たとえば、状態図を参照しながら、所望の割合でジルコ
ニア粉末と安定化剤の粉末を混合し、似焼、粉砕を繰り
返し行つて原料粉末を作り、周知の金型成形法やラバー
プレス法などを用いて形状に成形した後、1500〜1
800℃で焼成し、その後200〜500℃/時の速度
で徐令するか、1000〜3000℃/時の速度急冷す
るか、あるいは焼成後1200〜1500℃の温度下に
数時間保持した後上記速度で徐冷または急冷することに
よつて製造することがてきる。もつとも、焼成温度は安
定化剤の種類などによつて異なり、安定化剤としてマグ
ネシアやカルシアを使用する場合には1700〜180
0゜Cであるのが好ましく、イツトリアを使用する場合
には1500〜1600であるのが好ましい。なお、焼
結体中における正方晶ジルコニアの量や気孔率は、使用
するジルコニア粉末や安定化剤の純度、粒径、安定化剤
の種類や量、焼成条件、冷却条件などによつて異なるの
で、製造にあたつてこれらを注意深く選定する。この発
明の焼結体は、上述したように熱衝撃強度と機械的強度
がともに高いことから、るつぼ、切削工具、押出用また
は線引用ダイス、タンデイツシユノズル、各種保護管、
電磁流体発電機(RvlHD発電機)用電極または絶縁
壁などの構成材料として好適てある。
For example, while referring to the phase diagram, zirconia powder and stabilizer powder are mixed in the desired ratio, simulated firing and pulverization are repeated to produce a raw material powder, and then a well-known molding method, rubber press method, etc. After molding it into a shape using
Calcinate at 800°C and then slowly age at a rate of 200 to 500°C/hour, rapidly cool at a rate of 1000 to 3000°C/hour, or hold at a temperature of 1200 to 1500°C for several hours after firing, and then It can be produced by slow cooling or rapid cooling. However, the firing temperature varies depending on the type of stabilizer, and when magnesia or calcia is used as a stabilizer, the firing temperature is 1700 to 180.
The temperature is preferably 0°C, and when itria is used, it is preferably 1500 to 1600°C. The amount of tetragonal zirconia and porosity in the sintered body vary depending on the purity and particle size of the zirconia powder and stabilizer used, the type and amount of the stabilizer, firing conditions, cooling conditions, etc. , these are carefully selected during manufacturing. As mentioned above, the sintered body of the present invention has high thermal shock strength and mechanical strength, so it can be used in crucibles, cutting tools, extrusion or wire drawing dies, tandate nozzles, various protection tubes, etc.
It is suitable as a constituent material for electrodes or insulating walls for magnetohydrodynamic generators (RvlHD generators).

また、高温において酸素イオン伝導性を示すことから、
溶鋼中の酸素濃度を測定する、いわゆる冶金用酸素セン
サや、内燃機関、ガスストーブなどの燃焼管理用センサ
の構成材料として好適てある。(ホ)発明の効果 次に、この発明の主として効果を実施例に基いて詳細に
説明する。
In addition, since it exhibits oxygen ion conductivity at high temperatures,
It is suitable as a constituent material for so-called metallurgical oxygen sensors that measure the oxygen concentration in molten steel, and combustion control sensors for internal combustion engines, gas stoves, and the like. (e) Effects of the invention Next, the main effects of the invention will be explained in detail based on examples.

実施例 平均粒径0.1μ、純度99.9%のジルコニア粉末と
、イツトリア粉末と、マグネシア粉末を用い、表に示す
合計H種類のジルコニアーイツトリア系およびジルコニ
ア−マグネシア系の焼結体を作つた。
Example Using zirconia powder, ittria powder, and magnesia powder with an average particle size of 0.1μ and a purity of 99.9%, a total of H types of zirconia-yttria-based and zirconia-magnesia-based sintered bodies shown in the table were prepared. I made it.

すなわち、ジルコニア粉末とイツトリア粉末をイツトリ
ア粉末が4モル%になるように混合し混 フ合物および
マグネシア粉末が8モル%になるように混合した混合物
をそれぞれ約1000゜Cで儂焼し、さらにポットミル
で約24時間粉砕し、かかる仮焼、粉砕を2回繰り返し
行つて2種類の原料粉末を得た。
That is, a mixture of zirconia powder and ittria powder was mixed so that the amount of ittria powder was 4 mol %, and the mixture and magnesia powder were mixed so that the amount was 8 mol %, and then fired at about 1000°C, and then The mixture was pulverized in a pot mill for about 24 hours, and this calcining and pulverization were repeated twice to obtain two types of raw material powders.

・ 丁次に、ホットブレス法によつてNO..l〜4
の焼結体を作つた。
・Next, the hot breath method is used to obtain NO. .. l~4
A sintered body was made.

すなわち、黒鉛のダイスにジルコニアーイツトリア系原
料粉末を充填した後、約225k9Idの圧力を加えな
がら表に示す温度および時間で焼成し、その後表に示す
条件て冷却することによつてNO.l〜4の焼結体を製
造した。また、NO.5〜14の焼結体は、ジルコニア
ーイツトリア系またはジルコニア−マグネシア系原料粉
末を使用し、これら原料粉末にバイングとして1%ポリ
ビニルアルコールを加え、ラバープレス法によつて板状
体を成形した後、その成形体を表に示す温度および時間
で焼成し、冷却することによつて製造した。次に、上記
H種類の焼結体を切断し、研磨することによつて長さ3
4m771)幅4wun)厚み377T77!の試料を
作つた。次に、上記H種類の試料について、立方晶およ
び正方晶ジルコニアの量、気孔率、熱衝撃強度、機械的
強度の指標たる曲け強度を測定した。
That is, after filling a graphite die with zirconia-yttria-based raw material powder, it was fired at the temperature and time shown in the table while applying a pressure of about 225k9Id, and then cooled under the conditions shown in the table to obtain NO. 1 to 4 sintered bodies were manufactured. Also, NO. For the sintered bodies Nos. 5 to 14, zirconia-ittria-based or zirconia-magnesia-based raw material powders were used, 1% polyvinyl alcohol was added as a binder to these raw material powders, and plate-shaped bodies were formed by a rubber press method. Thereafter, the molded body was fired at the temperature and time shown in the table and cooled to produce a molded body. Next, the H type sintered body was cut and polished to a length of 3
4m771) Width 4wun) Thickness 377T77! A sample was prepared. Next, the amount of cubic and tetragonal zirconia, porosity, thermal shock strength, and bending strength as an index of mechanical strength were measured for the above-mentioned type H samples.

測定結果を表に示す。なお、立方晶および正方晶ジルコ
ニアの量の測定は上述したX線回折法によつた。また、
気孔率は、まず体積および重量から焼結体のかさ密度を
求め、このかさ密度と理論密度から上述した式を使つて
計算した。さらに、熱衝撃強度は、試料を任意の温度T
x’Cに加熱した後T’Cの水中に落下させて急冷し、
次いでその曲げ強度を周知の3点曲げ試験法によつて測
定して曲げ強度が低下し始める加熱温度Tx℃を臨界温
度Tc’Cとして読み取り、この臨界温度Tc’Cと上
記T’Cとの差Tc−T’Cをもつて指標とした。この
曲げ強度測定における条件は、スパン長30Tn!FL
、荷重印加速度1wrm1分とした。また、機械的強度
の指標たる曲げ強度は、周知の3点曲げ試験法により、
スパン長3cynrffL、荷重印加速度1Wf1I分
という条件て測定した。上表から、立方晶ジルコニアを
含み、かつ正方晶ジルコニアの量が5〜70%の範囲に
あり、しかも気孔率が2〜10%の範囲にあるNO.3
,7,8,llおよび12の試料、つまりこの発明の焼
結体は、上記要件を満たしていないものにくらべて熱衝
撃強度および機械的強度がともに著しく高いことがわか
る。
The measurement results are shown in the table. The amounts of cubic and tetragonal zirconia were measured by the above-mentioned X-ray diffraction method. Also,
The porosity was calculated by first determining the bulk density of the sintered body from the volume and weight, and using the above-mentioned formula from this bulk density and the theoretical density. Furthermore, thermal shock strength can be measured at any temperature T
After heating to x'C, drop it into water at T'C and quench it.
Next, the bending strength is measured by a well-known three-point bending test method, and the heating temperature Tx°C at which the bending strength begins to decrease is read as the critical temperature Tc'C, and the difference between this critical temperature Tc'C and the above T'C is determined. The difference Tc-T'C was used as an index. The conditions for this bending strength measurement are span length 30Tn! FL
, the load application acceleration was 1 wrm for 1 minute. In addition, bending strength, which is an index of mechanical strength, was determined by the well-known three-point bending test method.
The measurement was carried out under the conditions of a span length of 3 cynrffL and a load application acceleration of 1 Wf1I. From the above table, it can be seen that NO. 2 contains cubic zirconia, the amount of tetragonal zirconia is in the range of 5 to 70%, and the porosity is in the range of 2 to 10%. 3
, 7, 8, 11 and 12, that is, the sintered bodies of the present invention, both thermal shock strength and mechanical strength are significantly higher than those that do not meet the above requirements.

また、たとえ立方晶ジルコニアを含み、しかも正方晶ジ
ルコニアの量が5 〜70モル%の範囲内に (あつて
も、気孔率が2〜10%の範囲になけれは、高い熱衝撃
強度と機械的強度を合わせもつ焼結体が得られないこと
がわかる。
Furthermore, even if it contains cubic zirconia and the amount of tetragonal zirconia is within the range of 5 to 70 mol% (even if the porosity is in the range of 2 to 10%, it will have high thermal shock strength and mechanical strength). It can be seen that a sintered body having both strength and strength cannot be obtained.

たとえば、NO.2と3の試料は、ともに立方晶ジルコ
ニアを含み、また正方晶ジルコニアの量がこの発明にお
いて規定する5 〜70モル%の範囲内にある焼結体で
ある。しかしながら、気孔率は、NO.2の試料が1.
5%と2%よりも低いのに対し、NO.3の試料のそれ
は3.5%でこの発明において規定する2〜10%の範
囲内にある。両者を比較してみると、NO.2の試料の
曲け強度は1050MPaであり、NO..3の試料、
つまりこの発明の焼結体の1000MPaよりも5%ほ
ど高く、一見、よさそうに思える。しかしながら、熱衝
撃強度は、NO..3の試料のそれの約61%にすぎな
い。さらに、立方晶ジルコニアを含み、しかも気孔率が
2〜10%の範囲内にあるが、正方晶ジルコニアの量が
5〜70モル%の範囲内になくても、同様に高い熱衝撃
強度と橙械的強度を合わせもつ焼結 フ体は得られない
For example, NO. Samples 2 and 3 are both sintered bodies containing cubic zirconia, and the amount of tetragonal zirconia is within the range of 5 to 70 mol % as specified in the present invention. However, the porosity is NO. Sample 2 is 1.
5%, which is lower than 2%, while NO. That of sample No. 3 is 3.5%, which is within the range of 2 to 10% defined in this invention. Comparing the two, NO. The bending strength of sample No. 2 was 1050 MPa, and the bending strength of sample No. 2 was 1050 MPa. .. 3 samples,
In other words, it is about 5% higher than the 1000 MPa of the sintered body of the present invention, which seems good at first glance. However, the thermal shock strength is NO. .. It is only about 61% of that of sample No. 3. In addition, it contains cubic zirconia and has a porosity in the range of 2 to 10%, but even if the amount of tetragonal zirconia is not in the range of 5 to 70 mol%, it also has high thermal shock strength and orange A sintered body with mechanical strength cannot be obtained.

たとえば、NO.l2と13の試料は、ともに立方晶ジ
ルコニアを含み、また気孔率がこの発明において規定す
る2〜10%の範囲内にある焼結体である。しかしなが
ら、正方晶ジルコニアの量は、NO.l2の試料が11
モル%とこの発明において規定する5 〜70モル%の
範囲内であるのに対し、NO.l3の試料のそれは3モ
ル%で5%よりも低い。両者を曲げ強度て比較してみる
と、NO.l3の試料は250MPaであり、NO.l
2の試料、つまりこの発明の焼結体の720MPaとい
う値にくらべてわずかに約35%であるにすぎない。N
O.l3の試料の熱衝撃強度は、NO.l2の試料のそ
れよりも約4%高い。しかしながら、上述したように、
NO.l3の試料の曲げ強度は、NO.l2の試料のそ
れのわずかに約35%にすぎないのである。このように
、立方晶ジルコニアを含むことに加えて、正方晶ジルコ
ニアの量が5 〜70モル%の範囲にあり、かつ気孔率
が2〜10%の範囲にあることが、高い熱衝撃強度と機
械的強度を合わせもつジルコニア焼結体を得るうえで必
須の要件であり、いずれの要件が欠けてもこの発明ほど
の焼結体は得られないものである。
For example, NO. Samples 12 and 13 are both sintered bodies containing cubic zirconia and having porosity within the range of 2 to 10% defined in the present invention. However, the amount of tetragonal zirconia is NO. The sample of l2 is 11
mol% is within the range of 5 to 70 mol% defined in this invention, while NO. That of the l3 sample is 3 mol%, lower than 5%. When comparing the bending strength of both, NO. The sample No. 13 has a pressure of 250 MPa. l
This is only about 35% of the value of 720 MPa of the sample No. 2, that is, the sintered body of the present invention. N
O. The thermal shock strength of sample 13 is NO. It is about 4% higher than that of the l2 sample. However, as mentioned above,
No. The bending strength of sample 13 is NO. It is only about 35% of that of the 12 sample. Thus, in addition to containing cubic zirconia, the amount of tetragonal zirconia in the range of 5 to 70 mol% and the porosity in the range of 2 to 10% result in high thermal shock strength. These are essential requirements for obtaining a zirconia sintered body having mechanical strength, and even if any of these requirements are lacking, a sintered body as good as the present invention cannot be obtained.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 立方晶系の結晶構造をもつジルコニアと正方晶系の
結晶構造をもつジルコニアが共存しており、正方晶系の
結晶構造をもつジルコニアの量は5〜70モル%であり
、かつかさ密度と理論密度から算出した気孔率が2〜1
0%であることを特徴とするジルコニア焼結体。
1 Zirconia with a cubic crystal structure and zirconia with a tetragonal crystal structure coexist, and the amount of zirconia with a tetragonal crystal structure is 5 to 70 mol%, and the bulk density and Porosity calculated from theoretical density is 2-1
A zirconia sintered body characterized by being 0%.
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