JPS6159267B2 - - Google Patents
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- JPS6159267B2 JPS6159267B2 JP56132934A JP13293481A JPS6159267B2 JP S6159267 B2 JPS6159267 B2 JP S6159267B2 JP 56132934 A JP56132934 A JP 56132934A JP 13293481 A JP13293481 A JP 13293481A JP S6159267 B2 JPS6159267 B2 JP S6159267B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
本発明はZrO2とAl2O3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。これを達成す
る方法を昭和56年８月13日出願の高靭性ジルコニ
ア焼結体として出願した。 つまり、Al2O3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見いだしている。 しかし、前出願においては各成分は湿式混合法
によつて混合されたが、各成分の分散は完全でな
く、その為に局部的に組織的不均一を生じたり、
マイクロボアを生じていた。 そこでZrO2、安定化剤、Al2O3の各成分をより
理想的に分散させる為に共沈法によつて原料を
得、焼成テストを行つた。その結果微粒、均一な
組織を有し、マイクロボアのほとんどない焼結体
が得られ、強度も約150Kg／mm２と従来のセラミ
ツクスでは考えられない高強度を示すことを見い
だし、本発明を完成した。その要旨は特許請求範
囲の通りのものである。こゝでAl2O3の含有量は
0.5重量％（以下「重量」を省く）以下では添加
効果が乏しく、60％以上では靭性あるZrO2の心
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％以上心要で、90％未満では靭
性が低く、また正方晶系／立方晶系の比率は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。また、
ZrO2はその一部以上全部迄HfO2によつて置換し
ても全く同様の特性を示す。 以下実施例により一そう具体的に説明する。 実施例 １ 得られる粉末の組成が第１表の割合になるよう
に純度99.9％のオキシ塩化ジルコニウム（但し、
ZrO2酸化物成分中に３〜５％のHfO2分を含む）
の１モル％溶液に安定化剤として99.9％の塩化イ
ツトリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム
を加え、99.9％の塩化アルミニウムを加え均一に
混合した後、共沈により混合水酸化物を得、これ
を脱水乾燥し800℃で仮焼して平均粒径200Åの一
次粒子粉末を得た。該粉末を1.5ton／cm2で加圧成
形し、電気炉にて大気中で1400〜1650℃の温度で
１時間焼成した。 焼成後焼結体を４×８×25mmに研磨し第１表に
示す諸特性を測定した。なお、結晶粒径はいずれ
も平均３μ以下であつたが、焼成温度を第１表に
示す以上に高くすると３μ以上に大きく成長し強
度は低下した。第１表より明らかなように共沈に
よりAl2O3を添加すること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わか
る。第１表の試料中より数種を選択して硬度およ
び高温抗折力を測定し、第２表および第１図に示
した。これより判るようにAl2O3の増加と共に硬
度は増加し60％を配合したNo.34ではほとんど
Al2O3の単味の磁器と同等の硬度を示し、また高
温強度も同時に比較測定した市販品の部分安定化
ジルコニアNo.Ｒ（米国コーニング社製）に比べて
著しく向上している。
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。これを達成す
る方法を昭和56年８月13日出願の高靭性ジルコニ
ア焼結体として出願した。 つまり、Al2O3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見いだしている。 しかし、前出願においては各成分は湿式混合法
によつて混合されたが、各成分の分散は完全でな
く、その為に局部的に組織的不均一を生じたり、
マイクロボアを生じていた。 そこでZrO2、安定化剤、Al2O3の各成分をより
理想的に分散させる為に共沈法によつて原料を
得、焼成テストを行つた。その結果微粒、均一な
組織を有し、マイクロボアのほとんどない焼結体
が得られ、強度も約150Kg／mm２と従来のセラミ
ツクスでは考えられない高強度を示すことを見い
だし、本発明を完成した。その要旨は特許請求範
囲の通りのものである。こゝでAl2O3の含有量は
0.5重量％（以下「重量」を省く）以下では添加
効果が乏しく、60％以上では靭性あるZrO2の心
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％以上心要で、90％未満では靭
性が低く、また正方晶系／立方晶系の比率は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。また、
ZrO2はその一部以上全部迄HfO2によつて置換し
ても全く同様の特性を示す。 以下実施例により一そう具体的に説明する。 実施例 １ 得られる粉末の組成が第１表の割合になるよう
に純度99.9％のオキシ塩化ジルコニウム（但し、
ZrO2酸化物成分中に３〜５％のHfO2分を含む）
の１モル％溶液に安定化剤として99.9％の塩化イ
ツトリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム
を加え、99.9％の塩化アルミニウムを加え均一に
混合した後、共沈により混合水酸化物を得、これ
を脱水乾燥し800℃で仮焼して平均粒径200Åの一
次粒子粉末を得た。該粉末を1.5ton／cm2で加圧成
形し、電気炉にて大気中で1400〜1650℃の温度で
１時間焼成した。 焼成後焼結体を４×８×25mmに研磨し第１表に
示す諸特性を測定した。なお、結晶粒径はいずれ
も平均３μ以下であつたが、焼成温度を第１表に
示す以上に高くすると３μ以上に大きく成長し強
度は低下した。第１表より明らかなように共沈に
よりAl2O3を添加すること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わか
る。第１表の試料中より数種を選択して硬度およ
び高温抗折力を測定し、第２表および第１図に示
した。これより判るようにAl2O3の増加と共に硬
度は増加し60％を配合したNo.34ではほとんど
Al2O3の単味の磁器と同等の硬度を示し、また高
温強度も同時に比較測定した市販品の部分安定化
ジルコニアNo.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】
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。
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。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酸化物換算で下記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
純物となるように水溶性塩を秤量し水溶液中で混
合し共沈し乾燥し成形後、焼成し、焼結体中の
ZrO2粒子の90重量％以上が正方晶系または立方
晶系で占められ正方晶系／立方晶系≧１／３であ
り、かつ全焼結体の平均結晶粒径が３μｍ以下で
ある焼結体を製造することを特徴とする高靭性ジ
ルコニア焼結体の製造方法。 Ａ成分：安定化剤を含むZrO2 Ｂ成分：Al2O3 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の製
造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56132934A JPS5836976A (ja) | 1981-08-25 | 1981-08-25 | 高靱性ジルコニア焼結体の製造方法 |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP56132934A JPS5836976A (ja) | 1981-08-25 | 1981-08-25 | 高靱性ジルコニア焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5836976A JPS5836976A (ja) | 1983-03-04 |
| JPS6159267B2 true JPS6159267B2 (ja) | 1986-12-15 |
Family
ID=15092911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56132934A Granted JPS5836976A (ja) | 1981-08-13 | 1981-08-25 | 高靱性ジルコニア焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5836976A (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60235762A (ja) * | 1984-05-07 | 1985-11-22 | 東ソー株式会社 | 高強度ジルコニア系焼結体 |
| JPS60226457A (ja) * | 1984-04-25 | 1985-11-11 | 東ソー株式会社 | 高強度ジルコニア系焼結体の製造法 |
| JPS60108367A (ja) * | 1983-11-16 | 1985-06-13 | 日立化成工業株式会社 | ジルコニア質焼結体 |
| JPS60141671A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-26 | 日立化成工業株式会社 | ジルコニア焼結体の製造方法 |
| JPS60191056A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-28 | 東レ株式会社 | 部分安定化ジルコニア焼結体およびその製造方法 |
| JPS60239357A (ja) * | 1984-05-14 | 1985-11-28 | 東ソー株式会社 | 高強度ジルコニア系切削工具用部材 |
| JPS60217820A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-10-31 | 東レ株式会社 | 茶摘用刃物 |
| JPS6126562A (ja) * | 1984-07-18 | 1986-02-05 | 東ソー株式会社 | ジルコニア系焼結体 |
| JPS61101463A (ja) * | 1984-10-25 | 1986-05-20 | 東ソー株式会社 | 高強度ジルコニア系セラミツクスエンジン部品 |
| JPS61183162A (ja) * | 1985-02-06 | 1986-08-15 | 岩谷産業株式会社 | 酸化アルミニウム・酸化ジルコニウム系セラミツクス素材粉の製造方法 |
| JPS627667A (ja) * | 1985-07-03 | 1987-01-14 | 第一稀元素化学工業株式会社 | アルミナ含有部分安定化ジルコニア焼結体およびその製造方法 |
| JPS6252166A (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-06 | 岩尾磁器工業株式会社 | アルミナ−ジルコニア焼結体 |
| JP2645826B2 (ja) * | 1986-12-25 | 1997-08-25 | 第一稀元素化学工業株式会社 | 耐熱劣化性高強度ジルコニア・アルミナセラミツクス及びその製造方法 |
| JPS6451369A (en) * | 1987-08-21 | 1989-02-27 | Japan Carlit Co Ltd | Production of alumina-complex sintered body having high toughness |
| JPH0672050B2 (ja) * | 1990-10-12 | 1994-09-14 | 株式会社東芝 | ボンディングキャピラリおよび光コネクタ用部品 |
| JP7110484B2 (ja) * | 2019-03-25 | 2022-08-01 | 第一稀元素化学工業株式会社 | ジルコニア粉末、ジルコニア粉末の製造方法、ジルコニア焼結体の製造方法、及び、ジルコニア焼結体 |
| CN111499380B (zh) * | 2020-04-03 | 2021-07-20 | 华南理工大学 | 一种锆铝基多相复合陶瓷及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50103510A (ja) * | 1974-01-21 | 1975-08-15 | ||
| JPS5286413A (en) * | 1975-11-05 | 1977-07-18 | Max Planck Gesellschaft | High break tenacity ceramic mold articles and manufacture |
| JPS5461215A (en) * | 1977-10-05 | 1979-05-17 | Feldmuehle Ag | Sintering material |
| JPS55140762A (en) * | 1979-04-13 | 1980-11-04 | Kogyo Gijutsuin | Zirconia cutting tool material |
| JPS55140763A (en) * | 1979-04-16 | 1980-11-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of oxygen sensing ceramic material |
| JPS5832066A (ja) * | 1981-08-13 | 1983-02-24 | 日本特殊陶業株式会社 | 高靭性ジルコニア焼結体 |
-
1981
- 1981-08-25 JP JP56132934A patent/JPS5836976A/ja active Granted
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50103510A (ja) * | 1974-01-21 | 1975-08-15 | ||
| JPS5286413A (en) * | 1975-11-05 | 1977-07-18 | Max Planck Gesellschaft | High break tenacity ceramic mold articles and manufacture |
| JPS5461215A (en) * | 1977-10-05 | 1979-05-17 | Feldmuehle Ag | Sintering material |
| JPS55140762A (en) * | 1979-04-13 | 1980-11-04 | Kogyo Gijutsuin | Zirconia cutting tool material |
| JPS55140763A (en) * | 1979-04-16 | 1980-11-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of oxygen sensing ceramic material |
| JPS5832066A (ja) * | 1981-08-13 | 1983-02-24 | 日本特殊陶業株式会社 | 高靭性ジルコニア焼結体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5836976A (ja) | 1983-03-04 |
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