JPS6159266B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6159266B2 JPS6159266B2 JP56127005A JP12700581A JPS6159266B2 JP S6159266 B2 JPS6159266 B2 JP S6159266B2 JP 56127005 A JP56127005 A JP 56127005A JP 12700581 A JP12700581 A JP 12700581A JP S6159266 B2 JPS6159266 B2 JP S6159266B2
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- JP
- Japan
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- zro
- tetragonal
- strength
- sintered body
- component
- Prior art date
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- Expired
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- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
本発明はZrO2とTiN等よりなる高靭性ジルコニ
ア焼結体に関する。 従来セラミツク材料の最大の短所は抗折力の弱
さであり、若しこれが改善されゝば、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ZrO2が特開昭55−
140762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60〜95重量％
であることが報告されている。またZrOCl2と
YCl3の混合物を共沈させ、その粉末を仮焼して
Y2O3で安定化したZrO2の微粉末を焼結すれば高
強度のZrO2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ブリテイン1976年55巻の
717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
研究の結果TiNがZrO2に固溶・分散することによ
つて正方晶のZrO2が単斜晶に転移する温度を下
げ、ZrO2の粒成長を抑制し、これが正方晶ZrO2
の含有量を高め、かつZrO2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りのものであ
る。ここでTiNの含有量は0.5重量％（以下「重
量」を省く）未満では添加効果が乏しく、60％以
上を超えると靭性あるZrO2の含有量を低め、強
度、靭性共に不満足となる。 また、ZrO2の結晶相は正方晶系と立方晶系と
の合量の比率が90％以上必要で、これ未満では靭
性が低く、また正方晶系と立方晶系の比率（正方
晶系）／（立方晶系）が1/3以上であることが必
要で、1/3未満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り靭性を
低下する。また許容できる不純物はSiO2で３％
迄、Fe2O3またはTiO2で0.5％迄合計で３％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斜晶系ZrO2に対し、
安定化剤としてY2O3，CaO，MgOを第２表の割
合に加え、平均粒径0.1μ、純度99.9％の微粒TiN
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、1400〜1650℃の温度で、約１時間焼成した。
焼成後焼結体を４×８×25mmに切断研磨し、第２
表に示す諸特性を測定した。なお、結晶粒径は何
れも平均３μ以下であつたが、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表より明らかな
ように、TiNの添加によつて、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。第
２表の試料中より数種を選択し、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。これより判るように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
国コーニング社製）に比べて著しく向上してい
る。
ア焼結体に関する。 従来セラミツク材料の最大の短所は抗折力の弱
さであり、若しこれが改善されゝば、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ZrO2が特開昭55−
140762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60〜95重量％
であることが報告されている。またZrOCl2と
YCl3の混合物を共沈させ、その粉末を仮焼して
Y2O3で安定化したZrO2の微粉末を焼結すれば高
強度のZrO2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ブリテイン1976年55巻の
717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
研究の結果TiNがZrO2に固溶・分散することによ
つて正方晶のZrO2が単斜晶に転移する温度を下
げ、ZrO2の粒成長を抑制し、これが正方晶ZrO2
の含有量を高め、かつZrO2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りのものであ
る。ここでTiNの含有量は0.5重量％（以下「重
量」を省く）未満では添加効果が乏しく、60％以
上を超えると靭性あるZrO2の含有量を低め、強
度、靭性共に不満足となる。 また、ZrO2の結晶相は正方晶系と立方晶系と
の合量の比率が90％以上必要で、これ未満では靭
性が低く、また正方晶系と立方晶系の比率（正方
晶系）／（立方晶系）が1/3以上であることが必
要で、1/3未満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り靭性を
低下する。また許容できる不純物はSiO2で３％
迄、Fe2O3またはTiO2で0.5％迄合計で３％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斜晶系ZrO2に対し、
安定化剤としてY2O3，CaO，MgOを第２表の割
合に加え、平均粒径0.1μ、純度99.9％の微粒TiN
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、1400〜1650℃の温度で、約１時間焼成した。
焼成後焼結体を４×８×25mmに切断研磨し、第２
表に示す諸特性を測定した。なお、結晶粒径は何
れも平均３μ以下であつたが、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表より明らかな
ように、TiNの添加によつて、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。第
２表の試料中より数種を選択し、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。これより判るように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
国コーニング社製）に比べて著しく向上してい
る。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
実施例 ２
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800℃にて仮焼して
得られたZrO2とY2O3よりなる粉末の特性を第４
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
ZrO2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。
を水溶液として混合し共沈し800℃にて仮焼して
得られたZrO2とY2O3よりなる粉末の特性を第４
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
ZrO2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。
【表】
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、No.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ある。 第２図は実施例２の試料の高温強度を表すグラ
フである。
度を表すグラフ、No.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ある。 第２図は実施例２の試料の高温強度を表すグラ
フである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 下記Ａ成分40〜99.5重量％、Ｂ成分0.5〜60
重量％及び３重量％以下の不可避不純物よりなる
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：安定化剤を含み、正方晶系と立方晶系
との合量が90重量％以上でかつ正方晶系／立方晶
系≧1/3となつているZrO2 Ｂ成分：TiN ２ 特許請求の範囲第１項においてZrO2の一部
をHfO2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 JPS5832067A (ja) | 1983-02-24 |
| JPS6159266B2 true 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) |
Families Citing this family (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 |
| JP2564516B2 (ja) * | 1986-05-14 | 1996-12-18 | 日立金属株式会社 | ドクタ−ブレ−ド |
| JP2808637B2 (ja) * | 1988-02-24 | 1998-10-08 | 住友化学工業株式会社 | 導電性ジルコニア焼結体 |
| JP2735919B2 (ja) * | 1990-01-23 | 1998-04-02 | 三菱重工業株式会社 | 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5832067A (ja) | 1983-02-24 |
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