JPS62153163A - ジルコニア焼結体 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、ジルコニア焼結体に関ツる。

従来の技術 ジルコニア：焼結体にはいろいろあるが、’ＰＪ聞昭５
７−１１１２７８号公報には、いわゆる高強度ジルコニ
ア焼結体と呼ばれるものか記載されている。この従来の
焼結体は、正方晶系の結晶構造をもつジルコニア（正方
品ジルコニア〉を５〜７０モル％含み、かつ気孔率が２
〜１０％で必るようなものである。しかして、この焼結
体は、それが熱衝撃を受（プたときに、正方品ジルコニ
アが、単斜晶系の結晶構造をもつジルコニア（単斜晶ジ
ルコニア）に変態し、膨張するので、単斜晶ジルコニア
またはその近傍に圧縮状態の領域か形成され、それが熱
衝撃による歪を吸収するように作用することから、熱衝
撃強度が高い。また、圧縮状態の領域が形成されると、
外部応力を受りた場合の弾性歪エネルキーが減少するの
で、曲げ強度も向上している。しかしながら、曲げ強度
の向上は、気孔率が２〜１０％と比較的高いためにそれ
ほど顕箸ではなく、しかもばらつきか太さい。また、靭
性が低いという欠点も必る。

一方、特開昭５９−２２７７７０号公報においては、安
定化剤と黒色系の石色剤とを含むジルコニア′扮末を、
黒鉛モールドを使用し、不活性雰囲気下でホットプレス
したり熱間静水圧加圧法（ＦＩＩＰ法）による処理を施
してジルコニア焼結体を冑ている、１しかして、この焼
結体は、黒色をヱし、かつ耐熱性や靭性が高いと記載さ
れている。しかしながら、この焼結体には、黒卦）モー
ルドを使用し、かつ不活性雰囲気下でか２結するために
炭素が残存してあり、この炭素が焼結体を６００　’Ｃ
以上の高温で使用したときに炭酸カスとなって蒸発し、
空洞を作るので、強度が大きく低下するという欠点かめ
る。

発明か解決しようとする問題点 この発明の目的は、従来の焼結体の上記欠点を解決し、
は載面特性、特に強度や靭性が高く、しかもそのばらつ
きが極めて小さいばかりか、６００′Ｃ以上の高温で使
用しても強度低下がほとんどないジルコニア焼結体を提
供するにある。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、この発明においては、正方
晶系の結晶構造をもつジルコニアを少なくとも５０モル
％含み、イツトリアを１．５〜５モル％含み、かつ炭素
を実質的に含まないジルコニア焼結体であって、その焼
結体は、気孔率が００６％以下であり、気孔の大きさが
０．１μｍ以下であり、かつ気孔がジルコニアの結晶粒
界の３手点に主として存在していることを特徴とするジ
ルコニア焼結体が提供される。

以下、この発明の焼結体をその′ｌＪ造方法とともにさ
らに詳細に説明する。

この発明においては、まず、純度が９９．９％以上であ
る塩化ジルコニウムの水溶液と、純度が９９．５％以上
でおる塩化イツトリウムの水溶液とを所望の割合で混合
した後、周知の共沈法、加水分解法、熱分解法、金属ア
ルコキシド法、ゾル−ゲル法、気相法等を用いて、平均
粒径が０．１μｍ以下で、かつイツトリアを１．５〜５
モル％含むジルコニア粉末を調製する。別の方法として
、硝酸ジルコニウムと硝酸イツトリウムの水溶液を使用
することもできるし、ジルコニア粉末とイツトリア粉末
とを混合することも可能である。

次に、上記粉末を８００〜１０００’Ｃで仮焼した後、
小−ルミルで粉砕する。必要に応じてががる仮焼、粉砕
を繰り返し行い、原料゛灼末を得る。

この原料１シ）末は、ジルコニア粉末とイツトリア粉末
とか均一に混ざり合った固溶体を形成している。

固溶体中にａ′３【ノるジルコニアは、使用したジルコ
ニアやイツトリアの純度、粒径、混合割合、仮焼温度、
仮焼時間などによって異なるものの、通常、単利晶系と
正方晶系の混合相を形成している。

次に、上記原料粉末を、ラバープレス法、射出成形法、
金型成形法、押出成形法などの周ス１１の成形法を用い
て所望の形状に成形し、成形体をｊｑる。

次に、上記成形体を加熱炉に入れ、約９００’Ｃまでは
５０〜１００’Ｃ／時の速度で、それ以上は３０〜５０
’Ｃ／Ｉ１．’Ｊの速度で１２００〜１５５０’Ｃまで
背部した後、その温度に数時間保持し、かぎ畜磨か理論
密度の９５％以上でおる、好ましくは９７．５％以上で
おる予備焼結体を得る。かかる５７温の過程で、ジルコ
ニアの結晶構造は、単斜晶系と正方晶系との共存状態か
ら、正方晶系か、正方晶系と立方晶系との共存状態か、
または立方晶系に変態する。この上うな結晶）７う漬の
変態の温度や速度は、イツトリアのけによって異なる。

だから、状態図を参照しながら上記のＪ：うな結晶構造
をとる予価焼結温度を上）ホした範囲内で決める。

予自１ｈ焼結後冷却すると、ジルコニアの結晶Ｗｉ造は
、冷却速度によっても異なるものの、正方晶系と立方晶
系との共存状態は、正方晶系の一部が単斜晶系に変わり
、立方晶系の一部または大部分が正方晶系に変わり、ざ
らにその正方晶系の一部が単斜晶系に変わる。立方晶系
は、その一部または大部分が正方晶系に、ざらにその正
方晶系の一部が単斜晶系に変わり、結局、正方晶系、！
１１斜晶系および立方晶系の共存状態が生まれる。

次に、上記予備焼結体を、いわゆる本焼結するわけでお
るか、これには酸化性雰囲気下における１−Ｉ　Ｉ　Ｐ
法を使う。すなわち、上記予ｂ１ｈ焼結体を制御された
酸素雰囲気、つまり酸化性雰囲気の下で、１０００〜２
０００にΩ／Ｃｍ２の圧力下に１２００〜１５００’Ｃ
で数時間加熱し、その俊２００〜５００’Ｃ／時の速度
で冷却し、焼結体を得る。

１−１１　Ｐ法における酸素ａｌｌは、１ｏｏｏｐｐｍ
〜２５体積％である。１０００ｔ］：）ｍ未満では、酸
素深度が低すぎ、炉のｌ’ｌ”！成材利などから放出さ
れるガスによって焼結体が還元されてしまい、焼結体中
に炭素が残存するようになる。また、２５体積％を超え
るＪ：うな高深度酸素雰囲気では、処理炉を偶成してい
る部材の発火点が大きく低下し、炉のステ命が著しく短
くなるので実用的でない。

ところで、ＦＩＩＰ法による処理には２つの方法が必る
３、ひとつは、原１３１粉末や成形体をガラスヤ金屈の
容器（カプセル）に入れて処理に供する方法であり、他
のひとつは、上述した、かぎ密度が理論密度の９５％以
上でおる予備焼結体を得た後それを処理に供する方法で
ある。曲名は、比較的低温でも緻密な焼結体が得られる
という利点がある。しかしながら、容器を使用する関係
上、複雑な形状をイイする焼結体の？Ａ造には適さない
。後者は、そのような形状の制約はないものの、ガスに
よる１ノロ圧を行う関係上、予備焼結体の気孔が閉気孔
でなく、閉気孔でおることを必要とする。この点、かぎ
密度が理論密度の９５％以上であるような予ｔｌｔ５焼
結体の気孔はほとんどが閉気孔であり、問題はない。こ
のようなＨＩ　Ｐ法によれば、結晶粒子間の結合か強固
になり、しかも低温でも緻密な焼結体が１１られ、機械
的特性に母れだ焼結体を得ることかできる。なお、前者
の場合、成形体に代えて、かさ密度の低い予備焼結体を
使用することもできる。かさ密度の低い予脩１焼結体を
使用すると、そのような予備焼結体は原料粉末やその成
形体にくらべて水分の吸収が少なく、収縮かかなり進ん
でいるので、複♀１ｔな形状のものでも製造しやすいと
いう利点がある。

ＨＩＰ法による処理は、上）ホしたように酸化性雰囲気
下で行う必要がある。というのは、ＨＩＰ法はカーボン
などのヒータを使用し、アルゴン雰囲気などの不活性雰
囲気下で実施するのが凸通であるが、そうすると微開の
炭素や一酸化炭素か焼結体中に残存するようになる。し
かるに、そのような焼結体を６００　’Ｃ以上の高温で
使用すると、残存していた炭素や一酸化炭素か炭酸ガス
になって蒸発し、焼結体中に空洞ができるために高温強
度が大きく低下してしまう。

焼結時にｊ′３＆プるジルコニアの結晶構造は、正方晶
系と立方晶系との共存状態か、立方晶系でおるか、冷却
過程において、冷却法１宴によっても異なるが、正方晶
系は一部が単斜晶系に変わる。また、正方晶系と立方晶
系との共存状態は、正方晶系の一部が単斜晶系に変わり
、立方晶系の一部または大部分か正方晶系に変わり、ざ
らにその正方晶系の一部が９１斜晶系に変わり、結局、
正方品、単斜晶および立方晶系の共存状態へと変わる。

立方晶系は、その一部または大部分が正方晶系に、ざら
にその正方晶系の一部が単斜晶系に変わる。

焼結体中にあ（ブる正方品ジルコニアの量は、１京１′
、：１扮末の純度、粒径、組成や、予備焼結体の密度、
本焼結の温度や時間、本焼結後の冷却条件など、さまざ
まな条件にＪ：って変わる。したがって、製造にあたっ
てはこれらの条件を厳密に制御する必要が必る。しかし
て、正方品ジルコニアの母は５０モル％以上であること
が必要でおる。好ましいのは８０　’Ｅル％以上で必る
。すなわら、正方晶ジルコニアを含んでいると、焼結体
が曲げや引張りなどの外部応力を受（プだ場合にその正
方品ジルコニアが単斜晶ジルコニアに変態する、いわゆ
る応力誘起変態が起こり、焼結体の強度や靭性が向上す
るが、この応力誘起変態による強度や靭性の向上効果を
十分に発現させるためには、正方品ジルコニアの量を５
０モル％以上とすることが必要で必る。ここで、正方品
ジルコニアのｆｆ１ｃ−１−（モル％）は次のようにし
て求める。

すなわら、焼結体を＃１５０〜３００番の砥石で研磨加
工し、ざらにダイヤモンドペーストで光学研磨する。し
かして、その研磨した焼結体の而をＸ線回折し、正方品
ジルコニア１１１而の回折強度（面積強度。以下、同じ
〉Ａと、単斜晶ジルコニア１１１而の回折強度Ｂと、（
１ｉ斜晶ジルコニア１１１面の回折強度Ｃを求め、それ
らから次式によって算出する。ただし、回折強度はロー
レンツ因子に」：る補正１狡の１直を使用する。

Ｃ丁＝　［△／’　（Ａ十Ｂ−１−Ｃ）　］　Ｘ　１０
０同様に、立方晶ジルコニアのｉ　ＣＣ（−Ｅル？６〉
は次式によって求める１゜ ＣＣ＝　ｆ　（Ｄ／’Ｄ＋Ｅ−ｌ−Ｆ）］　Ｘ’Ｉ　Ｏ
○ただし、Ｄ：立方晶ジルコニア４００面の回折強１哀 Ｅ：正方品ジルコニアＯＯ／′１面の回折強度 Ｆ：正方品ジル］ニア２２０面の回 折強１臭 正方品ジルコニアと立方品ジル］ニアの罪か求まれば、
残余か中斜品ジル］ニアということになるが、単斜晶ジ
ルコニアは、その周囲にマイクロクラックや圧縮応力場
を形成するため、その損が）セ端に多くなると焼結体の
強度や靭性が低下する。

そのため、１１１斜晶ジルコニアの吊は１０モル％以下
であるのか好ましい。また、立方晶ジルコニアの存在（
、Ｊ、、立方晶ジルコニアはジルコニアの中でも熱に対
する安定性が最も高いので、焼結体の熱的安定性を向上
させる。

この発明にお【プるか２結休には、ジルコニアの安定化
剤としてイツトリアが１．５〜５モル％含まれている。

この１．５〜５［ル％という範囲は、正方品ジルコニア
の量を５０−Ｅル％以上とするための必要条１ζ１であ
る。しかしなから、」−分条件ではない。すなわち、正
方品ジルコニアのｈｌは、上述したように原料扮末、予
（＋ｉ１＋焼結条件、本焼結条件などによっても異なる
。これらの条件とイツトリアの渠が協同して、はじめて
、正方品ジルコニアの吊を５０モル％以上にすることか
できるのである。イツト１ノアの使用は、比較的低温で
の焼結を可能とし、緻密な焼結体をｊｑることかできる
という利点が必るが、他の安定化剤の１）］用を除外す
るものではない。たとえば、マグネシアヤカルシア、セ
リアなど、ジルコニアと固溶する他の酸化物を安定化剤
として併用することができる。

この発明の焼結体は、上述したように、６００°Ｃ以下
にｄ３ける強度低下の原因になる炭素を実ヱ１的に含ん
でいない。ここにおいて、炭素を実質的に含んでいない
焼結体とは、以下のように定義されるものである。

すなわら、ジルコニア焼結体中の炭素量の分析には、燃
焼赤外法、ＳＩＭＳと呼ばれる２次イオン貿開分析法、
レーザ−ラマン分光分析法など、いろいろな方法が使用
されるが、この発明においては、レーザーラマン分光分
析法を使用し、アルゴンレーザーを用いて焼結体を波長
４８８０人おＪ：び４５７９人の光で励起した場合に、
アモルフフ・スカー小ンとして検出される炭素の存在が
全く認められないとき、その焼結体には炭素か実質的に
含まれていないものと定義する。

この発明においては、焼結体の気孔率が０．６％以下で
必り、しかも気孔の大きさか０．１μｍ以下であること
を必須とする。ここにおいて、気孔率Ｐ（％）は、式、 Ｐ−［１〜（かぎ密度／理論密度）］×１００で定義さ
れるものである。すなわら、焼結体の強度やそのばらつ
き−は気孔率に大きく左右されるが、同時に気孔の大ぎ
ざにも左右される。、気孔かおると、その部分に応力集
中をＪ２　＜からて必る。強）宴低下やばらつきは、気
孔率か低く、かつ気孔か小さい場合にはそれほどで−ｂ
ないか、気孔率が０゜６９’ｏを超え、かつ気孔の大き
さか０．１μｍを超えると急激に大きくなる。それゆえ
、この発明にｄ３いては、そのような不都合か起こらな
いよう、気孔率を０．６％以下とし、合わＵて気孔の大
きさを０．１μｍ以下に制限している。好ましい気孔率
は、０．３％以下で必る。なあ、この分野においては、
強度のばらつきを統計的に表わす指標としてワイブル係
数が使用されている。しかして、このワイブル係数が大
きいほどばらつきが少なく、信頼性が高いということに
なる。

一方、この発明の焼結体においては、気孔がジルコニア
の結晶粒界の主として３手点に存在している。すなわら
、一般に、気孔はジルコニアの粒内や粒界に現われ、ま
た粒界に現われる場合、２つの結晶粒が接する部分に現
われたり、３つの結晶粒が接する部分、つまり３重点に
現われたりする。しかるに、粒内や２つの結晶粒の粒界
の気孔は、結晶粒の成長や、焼結体の緻密化か十分でな
い場合に現われ、焼結体の強度を大きく低下さＵる原因
になる。３中点に現われる気孔もまた、強度低下の１星
回にはなるが、その低下の程度は、結品粒同士の結合力
をそれほど低くしないことから、粒内ヤ２つの結品粒の
粒界に現われるものにＬと顕著ではないのである。

図面は、俊述する実施例２で胃られだこの発明の焼結体
を示す電子顕微鏡写真（倍率：１５万倍）であるが、矢
印で示すＪ：うに３巾点にのみ気孔が現われ、しかもそ
の人きさか約０．０２μｍと）伽めで小さいことがわか
る。

上）ホしたにうなこの発明の焼結体は、０．２〜０．６
程度の平均反ｑ＝＋係数を有していて、透光性が必り、
色調に深みが必る。ここで、平均反則係数とは、次のよ
うにして測定したものである。

Ｖなりも、分光器を使用し、かつ白色のアルミナ焼結体
を標準試料として、４００〜７００ｎｍの波長について
焼結体の分光反射率Ｒと標準試料の分光反射率Ｒ□とを
求め、それらから次式を用いてそれぞれの波長における
分光反則係数ｒλを求める。

ｒ　、＜　−一１０　Ｃｌ　（Ｒ／　Ｒ□　）さらに、
平均反則係数ｒｍは、上式で求めた分光反則係数を波長
４０Ｑｎｍから７　Ｑ　Ｑ　ｎ　ｍまで積分し、それを
波長間隔て割ることによって求めここで、積分球は直径
６Ｑｃｍのものを使用する。また、標準試料たる）アル
ミナ焼結体の反射率を１００”もとして測定する。ざら
に、試料は、１１克結体の表面を＃４００のエメリーメ
ーバーで研磨し、そのｒｌＪ′ｌ磨而を測定面供り゛る
１゜以上において、焼結体か、イツトリア以外に、０．
１〜１徂吊％、好ましくは０．２〜０．５小量％の範囲
で、アルミナやヂタニア、または銅、ニッケル、鉄、コ
バルト、クロムなどの）Ｌ多金属の酸化物を含んでいる
と、強度や靭性がより一層向上するので好ましい。

また、色彩に富んだ焼結体を１７だい場合には、０．０
０１〜２千量％程度の範囲で酸化物を加えるとよい。た
とえば、酸化クロム、酸化銅、酸化チタンなどをカロえ
ると、焼結体かかっ色または緑色を呈するようになる。

また、ピンク色には酸化エルビウムが、黄色には酸化セ
リウムまたは酸化コバルトが、紫色にに１ｖ化ネＡジウ
ムが、オレンジ色には酸化鉄がそれぞれ有効でおる。こ
れらは２種以上を併用してもＪ：い。

実施例１ ＋１１夏が９９．９％で必るオキシＪＷ化ジルコニウム
の水溶）１！ｉと、純度が９９．９％でおる塩化イツｉ
〜リウムの水溶液とを、焼結体中にあ（プるイン１〜リ
アとしての革が１．５モル％になるように）昆合しｌこ
。

次に、上記水溶液を約１００″Ｃまで徐々に加熱し、そ
の温度に約１５０時間保持して水をとばし、ざらに約１
００’Ｃ／時の背部速度で約９００’ＣまＣ７１１１熱
し、その湿度に約３時間保持して仮焼粉末を得た。さら
に、この仮焼粉末をウレタンを内張すした小−ルミルで
粉砕し、平均粒子径か約０゜０７μｍである原１’：１
扮末を１！？た。

次に、上記原１′ｚ１扮末をラバープレス法を用いて成
形し、成形体を賀だ。成形時の加圧力は約４０００Ｋ（
］／Ｃｍ２．！：した。

次に、上記成形体を加熱炉に入れ、約９００’Ｃまでは
約５０’Ｃ／時の速度で、それ以上は約５０’Ｃ／時の
速度で約１３５０’Ｃまで昇温した後、その温度に約２
時間保持し、かぎ密度が理論密度の約９８％である予備
焼結体を冑だ。

次に、１」Ｉ　Ｐ法を用い、上記予備焼結体を本焼結し
た。すなわち、白金ヒータを用い、予備焼結体を、酸素
が約３％で、残余かアルゴンガスで必る酸化性雰囲気下
で約４５０’Ｃ／時の速度で約１３００’Ｃまて界温し
、同時に圧力が２０００ＫＣ１／ｃｍ２になるように背
圧し、約１．５時間保持した俊、約４００’Ｃ／時の速
度で冷却し、焼結体を１７だ。

上記焼Ｌｌｉ体について、正方晶ジルコニアの吊と、気
孔率と、気孔の大きさと、気孔の位首と、炭素の４１無
と、曲げ強度と、破壊靭１１と、ワイブル係数と、空気
中にて１０００′Ｃで１００時間保持した後の曲げ強１
宴（以下、高温強１哀という）を測定した１、な（ｂ、
気孔の大きさと位置の測定（は７ｈ子顕微鏡によった。

また、曲げ強１良の測定はＪＩＳ−Ｒ１６０１によった
。さらに、破壊靭性の測定はＮＩＩ法（微小圧子圧入法
）によった。この方法は、試験片の表面にビッカース圧
痕を入れ、そのとき発生するｆｌ裂の長さを測定し、新
涼の式からｉ−ｔ　瞳により求めるものである。さらに
また、ワイブル係数はｎ数を２０として求めた。測定結
果は次のとありてあった。

正方品ジルコニアの損：８８モル％ 気孔率　　　　　　　：０．６％ 気孔の大きさ　　　　：０．０４μｍ 気孔の位置　　　　　：主として３手点炭素　　　　　
　　　：検出せず 曲げ強度　　　　　　：　１０００ＭＰａ破１１性　　
　　　　：１６Ｍｐａ＠ ワイブル係数　　　　：１４ 高温強度　　　　　　：９８０ＭＰａ 実施例２ イツトリアか焼結体中において３モル％になるＪ：うに
したほかは実施例１と同様にして、この発明の焼結体を
胃だ。この焼結体について、実施例１と同様の測定をし
た結果を以下に示す。

正方品ジルコニアの吊：９２モル％ 気孔率　　　　　　　：０．１％ 気孔の大きざ　　　　：０．０２μｍ 気孔の位置　　　　　：主として３重点炭素　　　　　
　　　：検出Ｖず 曲げ強度　　　　　　：　１７００ＭＰａ破壊靭性　　
　　　　：　８．３ＭＰａ　ｉワイブル係数　　　　：
１５ 高温強度　　　　　　：　１６５０ＭＰａ実施例３ イツトリアが焼結体中において５モル％になるようにし
たほかは実施例１と同様にして、この発明の焼結体を得
た。この焼結体について、実施例１と同様の測定をした
結果を以下に示す。

正方品ジルコニアのｆｆｌ：５５−Ｅル％気孔率　　　
　　　　：００１％ 気孔の大ぎざ　　　　：０．０２μｍ 気孔の位置　　　　　：主として３手点炭素　　　　　
　　　：検出ｔ！ず 曲げ強Ｉｆ　　　　　　　：１３５０ＭＰａ破壊靭性　
　　　　　：５．２ＭＰａＥワイブル係数　　　　：１
２ 高温強１宴　　　　　　：１３４０ＭＰａ比較例１ イツトリアか焼結体中にｄ３いて１．２モル％になるよ
うにしたほかは実施例］と同様にして、焼結体を冑だ。

この焼結体について、実施例１と同様の測定をした結果
を以下に示す。ただ、気孔の大きざと位置は、正方晶系
から単利晶系への結晶１１４造の変態に伴う大ぎな亀裂
か多数存在していて、気孔とｆＤ裂を区別して１１県寮
てきないために求めることかできなかった。

正方晶ジル］二）′の蹟：６２［−ル％気孔率　　　　
　　　　ニア％ 炭素　　　　　　　　：検出Ｕず 曲り゛強＋Ｓｘ　　　　　　　：３２０ＭＰａ１ｉ）Ｕ
　’？Ｃ’Ｆ／’Ｊ　性　　　　　　　　　　　　　　
　　：　４　　、　　３　Ｍ　　Ｐ　　ａ　　　Ｊｍワ
イブル係数　　　　：５ 高温強度　　　　　　：　１００ＭＰａ比較例２ イツトリアか焼結体中において５．５モル？６になるよ
うにしたほかは実施例１と同様にして、焼結体８冑た。

この焼結体について、実施例１と同様の測定をした結果
を以下に示す。　　□正方品ジルコニアのｍ：　／１０
モル％気孔率　　　　　　　　：０９１％ 気孔の大きさ　　　　：０．０２μｍ 気孔の位置　　　　　：主として３重点炭素　　　　　
　　　：検出Ｖす 曲げ強Ｉｆｆ　　　　　　　：６００ＭＰａ破壊靭性　
　　　　　：／１．５ＭＰａンｍワイブル係数　　　　
：１１ 高６１１１　強度　　　　　　：５９０ＭＰａ比較例３ 実施例２と同様にして、ただし成形体を冑ろ際の圧力を
約１０００Ｋｇ／ｃｍ　　としてた２帖１本をｉ′Ｊｉ
た。この焼結体について、実施例１と同様の測定をした
結果を以下に示す。

正方品ジルコニアの子：　９０　’Ｔｈル％気孔率　　
　　　　　：０．６％ 気孔の大きさ　　　　：０．１２μｍ 気孔の１ｑ憾　　　　　：主として３手点炭素　　　　
　　　　：検出ぜず 曲げ強Ｕ　　　　　　　：１３５０ＭＰａ破壊靭性　　
　　　　ニア、１ＭＰａハ晋ワイブル係数　　　　ニア 高温強度　　　　　　：　１３００ＭＰａ比較例４ 実施例２と同様にして、焼結体をＩＦＩた。ただし、成
形体を１ひる際の圧力を約２０００ＫＱ／ｃｍ２とし、
予備焼結温度は約１４５０’Ｃとした。また、ＨＩ　Ｐ
法は、カーボンヒータを使用し、かつアルゴン雰囲気下
で約１４００’Ｃで行った。この焼結体について、実施
例１と同様の測定をした結果を以下に示す。ただ、炭素
については、レーザーラマン分光分析法でその存在か認
められたものの、その絶対量は、燃焼分析法による検出
限界以下であったことから掻く微量て必るものと考えら
れる。

正方晶ジルコニアのｒ：　９４モル″３６気孔率　　　
　　　　：０．０５％ 気孔の大きさ　　　　：０．０２μｍ 気孔の位置　　　　　：主として３中点曲げ強ＬＣＥ　
　　　　　　：１６５０ＭＰａ破壊靭性　　　　　　：
８　Ｍ　Ｐ　ａ　、７了ワイブル係故　　　　：１４ 高）晶強＋宴　　　　　　　　　　　　：　　５ｏｏｖ
ｐａ比較例５ 成形体を得る際の温度を約１５００’Ｃ１圧力を約２０
００ＫＱ／Ｃｍ２とし、また本焼結温度を約１４００″
Ｃとしてほかは比較例２と同様にして、焼結、体を１υ
だ。この焼結体について、実施例１と同様の測定をした
結果を以下に示す。

正方品ジルコニアの滑：３２モル％ 気孔率　　　　　　　：０９１％ 気孔の大ぎざ　　　　：０．０２μｍ 気孔の位置　　　　　：主として３ｍ点炭素　　　　　
　　　：検出せず 曲１）”Ｊｌ、ｕ　　　　　　　：　６００　Ｍ　Ｐ　
ａ破壊靭性　　　　　　：５．１ＭＰａ厄ワイブル係数
　　　　：１２ １υ温強度　　　　　　：５９０ＭＰａ発明の効果 この発明のジルコニア焼結体は、正方品ジＪレコニアを
少なくとも５０”Ｅル％含み、イツ１へリアを１．５〜
５モル％会み、気孔率が０．６％以下で必り、気孔の大
ぎさが０．１μｍ以下であり、かつ気孔がジルコ１ニア
の結晶粒界の３中点に主として存在しているからして、
強）宴や靭性が高く、またそれらの特性の（３１′らつ
きが極めて少ない。また、実で１的に炭素を含／υてい
ないので、６００　’Ｃ以上の高温で使用してし強度低
下かほとんどない。

この発明の焼結体は、上述したように高強度、３５　Ａ
性で、しか−しそのばらつきか厖めて少なくて１５頼性
に冨み、かつ６００″Ｃ以上のｊＸ’７１　温で使用し
ても強度低下がほとんどないばかりか、透光性か必って
深みのある色調をもっている１、そのため、いろいろな
用途に使用り°ることかできる。以下にその一例を示す
。

△、　副燃焼室、ター小ヂＶ・−ジＸ・、ピストンキ（
・ツブ、シリング、シリンダラーイナ、プレー１へエグ
ゾーストハルブヘット、カスターヒン久、・燃焼器、ノ
ーズコーン、シュラット、各種断熱部祠なとの内“燃機
関用部品伺１′ｊ１として。

Ｂ、　夕゛イス、ノス゛ル、キ（・ピラリ−１本青密測
定用ブロックヤ）ゲージ、リング、加熱シリンダ、断熱
スペーリー１断熱スリーブ、メカニカルシール ね、］　−１’　／レスプリング、子女り１川エエＶ！
、１１仙受、ｒくアリング用小−ル、扮５Ｊ＋４　法用
ホール、刀イドロール、１丁延ロール、スラリー用ポン
プのインペラー、スラリ］−、スリーブ、バルブ、Ａリ
−ノイズ、り・イル、１ノイ（７ラツピング川スリーブ
、１〜ライバー、糸）０カーイＥ”、’にどの各種産粟
践域用部品（Δ゛卜１して。

０、　　域，ｊｌｌ、紙、フィルム、１イに気テープ等
のカッタ（スリッタや丸刃）、剃刀、ハリカン刃、１１
（・Ｆ　ＩＪ、さみ、斉（１［去イノ、各併包−丁４ｆ
どの％ｌ吻川用ｒＡ　’！”［として。

［つ、　　メス、ビンレフ１−１南恨、歯冠、関節、）
“ン固定（４などのＩシ９）全器具１目また（、１［医
療用（Δ１，３１どし′□ｃ。

「、　人工宝石、印鑑、ネクタイピン、カラス小りン、
０、旨Ｉ用部品なとの装飾ＩＩＩよたは宝石代用（Ａ　
’！′ｌとして。

し、　６色、コルツクラブ、釣糸カイト４メとのス小′
−ツ・レジ＼・−用具材１：ｚ１として。

（′Ａ、　　スプーン、フＡ−り、１川などの食器具用
（・Ａｉ’ｌどして。

１１、　　小−ルベン用ホール、ペンタＣイエとの筆古
己Ｖ！用伺゛１−ミ１として。

’ｌ　、　ｉ’Ｅ１面の簡！Ｊｉへ説明図面（は、この
発明に係るシルニｌニア填１括休の結晶！：”Ｊ　ＪＭ
を示す電子１イ！微鏡７ノ゛貞（侶徨−：１５万１８）
′Ｃ必る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　正方晶系の結晶構造をもつジルコニアを少なくとも５
   ０モル％含み、イツトリアを１．５〜５モル％含み、か
   つ炭素を実質的に含まないジルコニア焼結体であって、
   その焼結体は、気孔率が０．６％以下であり、気孔の大
   きさが０．１μｍ以下であり、かつ気孔がジルコニアの
   結晶粒界の３重点に主として存在していることを特徴と
   するジルコニア焼結体。