JPS6272559A - 酸化第二鉄含有酸化ジルコニウムセラミツク - Google Patents

酸化第二鉄含有酸化ジルコニウムセラミツク

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JPS6272559A
JPS6272559A JP60201942A JP20194285A JPS6272559A JP S6272559 A JPS6272559 A JP S6272559A JP 60201942 A JP60201942 A JP 60201942A JP 20194285 A JP20194285 A JP 20194285A JP S6272559 A JPS6272559 A JP S6272559A
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JP
Japan
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oxide
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zirconium
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zirconium oxide
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JP60201942A
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English (en)
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ラリ、タマス、リード
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Axia Inc
Original Assignee
Axia Inc
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/48Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
    • C04B35/486Fine ceramics
    • C04B35/488Composites
    • C04B35/4885Composites with aluminium oxide

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

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】 本発明は酸化アルミニウムおよび酸化第二鉄を含有する
熱安定化された酸化ジルコニウムセラミックの組成物お
よびその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は
酸化第二鉄(Fe2o3)を酸化アルミニウムと併用す
ることにより従来必要であった酸化アルミニウムの量を
減少しながらしかも強度の改善を達成するものである。
酸化ジルコニウム(ZrO2)は従来がら排ガス中の酸
素含有量測定用装置における固定電解質として使用され
てきた。主要な用途の一つは内燃機関の排ガスの分析で
ある。これらのセラミックはエンジンのさらされる周囲
温度から排ガスにより生ずる温度までの広範囲の温度に
さらされる。すなわちこの温度は周囲温度から1000
℃以上にわたる場合がある。
周知の如(酸化ジルコニウム(ZrO2)には次の三種
の固態結晶形がある。すなわち立方晶系高温構造、中間
温度における正方晶系構造および比較的低温で安定な単
斜晶系構造である。ZrO2が安定化されていな(・場
合、結晶構造は温度によって変化し、従って容積が変化
し、その結果酸化ジルコニウム成形部品に亀裂を生ずる
ことがある。
英国特許第1.591.781号に開示されている如く
−この立方晶系高温構造を安定化酸化物例えば酸化カル
シウム、酸化イツトリウム(Y2O3)および酸化イッ
テルビウム(Yb2O3)によって部分的にまたは完全
に安定化するのが常法であった。
またさらに焼結助剤を加えて強度を改善することが行わ
れてきた。酸化ジルコニウムセラミックの強度増加のた
めの焼結助剤の例としては酸化アルミニウムまたは酸化
アルミニウム化合物および酸化ケイ素が挙げられる。酸
化ケイ素は高温安定性を悪(するという欠点がある。英
国特許第i、s 91.7 s i号には全容積の15
〜50容量係の酸化アルミニウムの使用が開示されてい
る。
酸化アルミニウムの比率が大きいことは強度に対しては
望ましいが、酸化ジルコニウムの酸素イオン伝導度は酸
化アルミニウム(At203)の含量の増加に伴って低
下する。この伝導度の低下は好ましくない。
従って、強度をあまり低下させずに酸化アルミニウムの
含量を減少させることが常に要望されてきた。本発明は
酸化第二鉄(Fe2O3)を酸化アルミニウムと共に添
加することにより酸化アルミニウムの含量を低下させつ
一酸化ジルコニウムセラミックの強度を増加させるもの
である。
本発明はその一態様において、安定化された酸化ジルコ
ニウムセラミック中に存在する酸化アルミニウム(At
203)に対し約0.9ないし約5容量係の酸化第二鉄
(Fe2o3)の使用、好ましくはAt203の容積の
約2ないし約5容量チの酸化第二鉄の使用に関する。前
記安定化された酸化ジルコニウムセラミックの安定化は
安定化酸化物例えば酸化イツトリウム、酸化イッテルビ
ウムまたは酸化カルシウムによって行うことができる。
本発明はその別の態様において、セラミックが、全容積
の約67.5ないし75容量−の酸化ジルコニウム、全
容積の約10ないし約14.9容量チの酸化アルミニウ
ム、ZrO2の容積に対し約19.5ないし約22容量
チの安定化酸化物、および酸化アルミニウムの容積に対
し約0.9ないし約5容量チのFe2O3を含有して成
る好ましい実施態様に関する。安定化酸化物は好ましく
は酸化イツ) IJウムである。
本発明は、酸化ジルコニウムセラミック中に酸化アルミ
ニウムの容積の約0.9ないし約5容量チの範囲の酸化
第二鉄を混和するとセラミックの強度が改善され、従っ
て酸化アルミニウムの使用量を減少することができると
の発見に基くものである。酸化第二鉄はジルコニウムセ
ラミックス用の既知の組成物に添加して強度を改善する
ことができる。しかし好ましい実施態様においては酸化
ジルコニウムセラミック用の新規な組成物が提供される
。この組成物においては、酸化ジルコニウムは全容積の
約67.5ないし約75容量チであり、酸化アルミニウ
ムの使用量は全容積の約10ないし14.9容量チであ
り、安定化酸化物の混和量は酸化ジルコニウムの約19
.5ないし約25容量チであり、酸化第二鉄の添加量は
存在するAt2o3の約0.9ないし約5容量チの範囲
である。安定化酸化物はY2O3、Yb2O3またはC
aOから成る群から選ばれる。好ましい安定化酸化物は
酸化イツトリウムであり、これはより高い出力電圧が可
能となるからである。どの安定化酸化物を使用するにせ
よ、少(とも酸化ジルコニウムを完全に立方晶系の状態
に安定化するに十分な量を使用することが好ましい。
さらに好ましい態様においては、安定化された酸化ジル
コニウムセラミックは、全容積の約69ないし約72容
量チの酸化ジルコニウム、全容積の約14ないし約14
.9容量チの酸化アルミニウム、酸化アルミニウムの容
積に対し約2ないし約5容量チの酸化第二鉄、および酸
化ジルコニウムの容積の約19.5ないし22容量チの
安定化酸化剤を含有する。
本セラミックは次の様にして製造することができる。酸
化アルミニウムおよび酸化第二鉄は1μm以下の粒度に
予備粉砕することが好優しく・。酸化ジルコニウム、酸
化イツトリウムは1μm以下の粒度に予備粉砕すること
が好ましい。予備粉砕した酸化ジルコニウム、酸化イツ
トリウム、酸化アルミニウムおよび酸化第二鉄を合一し
t混合または粉砕して1μ扉以下の粒度とする。酸化ア
ルミニウムと酸化第二鉄との、また酸化ジルコニウムと
酸化イツ) IJウムとの混合予備粉砕は必ずしも必要
ではないが、確実に均一混合物を得るには行なう方が好
ましい。
これらの成分を所望の粒度に粉砕し十分に混合したのち
、これを有機結合剤と混合する。有機結合剤は合一した
成分に対し3%以下の濃度で使用するのが好ましい。適
当な有機結合剤は当業界にお(・て周知である。
有機結合剤とセラミック成分との混合物を所望の形状に
成形する。成形は当業界で公知の(・がなる方法によっ
て行ってもよい。好ましい成形法は均等静圧法あるが、
その他の成形方法も使用し得る。成形工程を完了するに
は成形したセラミックを酸化性雰囲気中温度1400℃
ないし30009Cで焼結する。
本発明の組成物は不純物を含有するのが普通である。か
−る不純物としては次のもの\うち1種以上が挙げられ
る:HfO2、MgO1MaO1NaO82Ti028
03、およびB2O3゜か\る不純物は除去することが
好ましく、実際には若干の不純物が存在するであろうが
その含量は最小とすることが望ましい。不純物濃度は1
.5%より小に保つことが好ましい。
酸化ケイ素(SiO2)は焼結に際してセラミックの外
側に移行する傾向があるため、本発明の組成物には酸化
ケイ素を使用しないことが望ましい。
これはセラミックの電解質としての有効性を低下させる
傾向がある。さらに、酸化ケイ素は、後でセラミックに
金属膜を付与する際その接着性を低下させることが判明
した。か5る金属膜は1984年3月26日に出願され
た米国特許出願第     号に記載されている。Zr
O2セラミックを利用する酸素センサー装置は1984
年6月23日に出願された米国特許出願第 号に記載されている。セラミックを適当な金属コ−ティ
ング例えば白金コーティングで被覆した後、当業界で公
知の如(スピネル化することができる。
例 電解質としての使用に適した酸化ジルコニウムセラミッ
クを、酸化アルミニウム、酸化第二鉄、酸化イツトリウ
ムおよび酸化ジルコニウムを組合せて製造することがで
きる。全容積に対し約14.9容量チの酸化アルミニウ
ム、酸化アルミニウムの約5容量チの酸化第二鉄、全容
積に対して約70.5容量係の酸化ジルコニウム、およ
び酸化ジルコニウムの約19.64容量チの酸化イツト
リウムを組合せることにより適当な強度特性を有する電
解質を製造し得ると期待できる。この組成物は若干の少
量不純物を含むことが予想される。
生成物を成形、焼結して得られたセラミックは密度約5
.2&/cc、、25℃における曲げ強さ約190 M
Pa−分取上、弾性率約170 GPa−分取上、ポア
ッソン比約0.2であることが期待される。
本発明をその好ましく・態様について説明したが、当技
術に関し通常の技側を有する者にとっては明細書の閲読
すれば種々の変法が明らかであることを理解すべきであ
り、本発明は特許請求の範囲に属するすべてのか\る変
法を包含するものである。
手続補正書(方式) %式% 1、事件の表示  昭和60年特許願第201942号
セラミック 3、補正をする者  事件との関係  特許出願人アク
シア、インコーパレイテイド、 4、代 理 人   東京都港区赤坂1丁目1番14号
溜池東急ビル 電話584−0782 (3)明teaの浄山(内容に変更なし)7、補正の内
容  別紙のとおり 手続補正書 昭和61年12月10日

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)全容積の約67.5ないし約75容量%の酸化ジ
    ルコニウム、全容積の約10ないし約14.9容量%の
    酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムの約19.5ない
    し約25容量%の安定化酸化物、および酸化アルミニウ
    ムの容積に対し約0.9ないし5容量%の範囲の酸化第
    二鉄を含有して成ることを特徴とする焼結酸化ジルコニ
    ウムセラミック。
  2. (2)前記酸化ジルコニウムの量が全容積の約69ない
    し約72容量%であり、前記酸化アルミニウムの量が組
    成物の全容積に対して約14ないし約14.9容量%で
    あり、前記酸化第二鉄の量が酸化アルミニウムの約2な
    いし約5容量%であり、そして安定化酸化物の量が酸化
    ジルコニウムの約19.5ないし約22容量%である、
    前項(1)に記載の焼結酸化ジルコニウムセラミック。
  3. (3)前記酸化ジルコニウムが全容積の約70.5容量
    %であり、前記酸化アルミニウムが全容積の約14.9
    容量%であり、前記酸化第二鉄の濃度が酸化アルミニウ
    ムの容積に対し約5容量%であり、そして前記安定化酸
    化物が酸化イットリウムであって酸化ジルコニウムの容
    積に対し約19.64容量%である、前項(1)に記載
    の酸化ジルコニウムセラミック。
  4. (4)前記安定化酸化物が酸化イットリウム、酸化イッ
    テルビウムまたは酸化カルシウムから成る群から選ばれ
    る前項(1)に記載のセラミック。
  5. (5)前記安定化酸化物が酸化イットリウムである前項
    (1)に記載のセラミック。
  6. (6)前記安定化酸化物が酸化イットリウム、酸化イッ
    テルビウムまたは酸化カルシウムから成る群から選ばれ
    る前項(2)に記載のセラミック。
  7. (7)前記安定化酸化物が酸化イットリウムである前項
    (2)に記載のセラミック。
  8. (8)酸化アルミニウムの容積に対し約0.9ないし約
    5容量%の範囲の酸化第二鉄を添加することを特徴とす
    る、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム以外の安定剤
    酸化物、および酸化アルミニウムを含有する改良された
    焼結酸化ジルコニウムセラミック。
  9. (9)前記酸化第二鉄の量が前記酸化アルミニウムの約
    2ないし約5容量%である前項(8)に記載の酸化ジル
    コニウムセラミック。
  10. (10)前記安定剤酸化物が酸化イットリウム、酸化イ
    ッテルビウム、または酸化カルシウムから成る群から選
    ばれる前項(8)に記載の焼結酸化ジルコニウムセラミ
    ック。
  11. (11)前記安定剤酸化物が酸化イットリウム、酸化イ
    ッテルビウム、または酸化カルシウムから成る群から選
    ばれる前項(9)に記載の焼結酸化ジルコニウムセラミ
    ック。
  12. (12)前記安定剤酸化物が酸化イットリウムである前
    項(10)に記載のセラミック。
  13. (13)前記安定剤酸化物が酸化イットリウムである前
    項(11)に記載のセラミック。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007278560A (ja) * 2006-04-04 2007-10-25 Paloma Ind Ltd ガス燃焼装置
JP2018087747A (ja) * 2016-11-29 2018-06-07 京セラ株式会社 生化学試料採取用ノズル

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007278560A (ja) * 2006-04-04 2007-10-25 Paloma Ind Ltd ガス燃焼装置
JP2018087747A (ja) * 2016-11-29 2018-06-07 京セラ株式会社 生化学試料採取用ノズル

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