JPS6278111A - 安定化ジルコニア微粉末の製造方法 - Google Patents
安定化ジルコニア微粉末の製造方法Info
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- JPS6278111A JPS6278111A JP21609185A JP21609185A JPS6278111A JP S6278111 A JPS6278111 A JP S6278111A JP 21609185 A JP21609185 A JP 21609185A JP 21609185 A JP21609185 A JP 21609185A JP S6278111 A JPS6278111 A JP S6278111A
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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。
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）
本発明は、ジルコニア含有原料から高純度の安定化ジル
コニア（酸化ジルコニウム：Ｚｒ０人）微粉末を製造す
る方法に関するものであり、この明細書ぐ述べる技術内
容は、ジルコニア含有原料、特にジルコン粉末のシリカ
（Ｓｉ Ｏ大〉と金属珪素粉末または金属珪素粉末＋炭
素含有物中のＣとが所定のモル比となるような配合にか
かる混合物を得、この混合物にさらに安定化剤を加えて
減圧下で熱処理することにより、高純度で、微細な安定
化ジルコニアを効率良く製造する方法である。
コニア（酸化ジルコニウム：Ｚｒ０人）微粉末を製造す
る方法に関するものであり、この明細書ぐ述べる技術内
容は、ジルコニア含有原料、特にジルコン粉末のシリカ
（Ｓｉ Ｏ大〉と金属珪素粉末または金属珪素粉末＋炭
素含有物中のＣとが所定のモル比となるような配合にか
かる混合物を得、この混合物にさらに安定化剤を加えて
減圧下で熱処理することにより、高純度で、微細な安定
化ジルコニアを効率良く製造する方法である。
かかるジルコニア（Ｚｒ ０人）は、２７００℃以上の
高融点を有する酸化物であり、鉄鋼業あるいはガラス工
業の分野での耐火材料として、あるいは固体電解質とし
て酸素濃度測定用センサー、研摩材、顔料など多方面で
利用されている。さらに最近では、本発明が直接対象と
しているような安定化ジルコニア、あるいは、部分安定
化ジルコニアが有する高強度、高靭性機能がエンジニア
リングセラミックスとしての分野で採用されつつある。
高融点を有する酸化物であり、鉄鋼業あるいはガラス工
業の分野での耐火材料として、あるいは固体電解質とし
て酸素濃度測定用センサー、研摩材、顔料など多方面で
利用されている。さらに最近では、本発明が直接対象と
しているような安定化ジルコニア、あるいは、部分安定
化ジルコニアが有する高強度、高靭性機能がエンジニア
リングセラミックスとしての分野で採用されつつある。
（従来技術）
一般的なジルコニア粉末製造技術として現在知られてい
る主なものには、■炭素脱珪アーク炉溶融法、■アルカ
リ溶融法、等がある。
る主なものには、■炭素脱珪アーク炉溶融法、■アルカ
リ溶融法、等がある。
まず上記■の製造法は、ジルコンサンドにコークスや、
さらには鉄くずを添加してアーク炉中に入れて加熱し、
ＳｉＯλ分を気相中へ揮散させ、あるいは鉄と反応させ
てフェロシリコンとして除去することにより、いわゆる
ＺｒＯ人成分と分離し、ジルコニア粉末を得る方法であ
る。この方法は、安価なジルコニア粉末を多量に製造す
るのには向いているが、高純度のものが得られないとい
う問題点があった。さらに、アーク炉中で溶融させるた
めに相当の高温を必要として時間がかかり、また、得ら
れたジルコニアブロックを破砕するためにもエネルギー
が必要となり、省エネルギーの観点からも問題点が残っ
ていた。
さらには鉄くずを添加してアーク炉中に入れて加熱し、
ＳｉＯλ分を気相中へ揮散させ、あるいは鉄と反応させ
てフェロシリコンとして除去することにより、いわゆる
ＺｒＯ人成分と分離し、ジルコニア粉末を得る方法であ
る。この方法は、安価なジルコニア粉末を多量に製造す
るのには向いているが、高純度のものが得られないとい
う問題点があった。さらに、アーク炉中で溶融させるた
めに相当の高温を必要として時間がかかり、また、得ら
れたジルコニアブロックを破砕するためにもエネルギー
が必要となり、省エネルギーの観点からも問題点が残っ
ていた。
上記■の製造法は、ジルコンサンドとアルカリを溶融反
応させてジルコン中のＳｉ０人分をアルカリけい酸塩と
して洗浄除去し、一方ＺｒＯス成分はジルコン酸ソーダ
とした債、酸処理などのプロセスを経て、オキシ塩化ジ
ルコニウム（Ｚｒ ＯＣＩ 人）にする。そしてこのオ
キシ塩化ジルコニウム（水に可溶）をｌ）Ｈ調整して水
酸化ジルコニウムとし、熱処理してジルコニアを得る方
法である。この方法は上記■の製造法と比べて純度９９
％以上の高純度のジルコニアが得られるが、欠点は製造
プロセスが複雑であるために生産性が悪く、コストが非
常に高くつくことである。
応させてジルコン中のＳｉ０人分をアルカリけい酸塩と
して洗浄除去し、一方ＺｒＯス成分はジルコン酸ソーダ
とした債、酸処理などのプロセスを経て、オキシ塩化ジ
ルコニウム（Ｚｒ ＯＣＩ 人）にする。そしてこのオ
キシ塩化ジルコニウム（水に可溶）をｌ）Ｈ調整して水
酸化ジルコニウムとし、熱処理してジルコニアを得る方
法である。この方法は上記■の製造法と比べて純度９９
％以上の高純度のジルコニアが得られるが、欠点は製造
プロセスが複雑であるために生産性が悪く、コストが非
常に高くつくことである。
その他のジルコニア粉末の製造技術としては、特開昭５
８−９８０８号や特開昭５８− １５０２１号公報とし
て開示されたものがある。これらの技術は、ジルコンサ
ンドと炭素粉末を混合して造粒し、さらに該粒状物の周
囲に炭素粒状物を付着させて非酸化性雰囲気中で加熱す
ることにより、Ｓｉ０人分を気相中に揮散させると同時
に炭素粒状物と反応させ、ジルコニアとＳｉＣを同時に
製造するという技術に関するものである。しかし、この
ジルコニア粉末を製造する既知技術も、Ｚｒ０人中にＳ
ｉＯ入成分成分なり残留したり、ＳｉＣがＺｒＯ大中に
混入したりするおそれがあり、また、反応させるのに高
温度、長時間を必要とし、純度、生産性の面で問題があ
った。
８−９８０８号や特開昭５８− １５０２１号公報とし
て開示されたものがある。これらの技術は、ジルコンサ
ンドと炭素粉末を混合して造粒し、さらに該粒状物の周
囲に炭素粒状物を付着させて非酸化性雰囲気中で加熱す
ることにより、Ｓｉ０人分を気相中に揮散させると同時
に炭素粒状物と反応させ、ジルコニアとＳｉＣを同時に
製造するという技術に関するものである。しかし、この
ジルコニア粉末を製造する既知技術も、Ｚｒ０人中にＳ
ｉＯ入成分成分なり残留したり、ＳｉＣがＺｒＯ大中に
混入したりするおそれがあり、また、反応させるのに高
温度、長時間を必要とし、純度、生産性の面で問題があ
った。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明者らは、ジルコン粉末からジルコニアの製造に関
づる従来の炭素脱珪法についてさらに研究をすすめた結
果、ジルコン粉末の脱珪時にいかに効率良＜Ｓｉ Ｏ蒸
気を除去するかが製造上非常に重要であることを見出し
た。そのために本発明者らは、先に特願昭５９− ６５
１３０号あるいは特願昭５９− ９５７５７＠として、
減圧下で炭素脱珪するという新規技術を提案した。
づる従来の炭素脱珪法についてさらに研究をすすめた結
果、ジルコン粉末の脱珪時にいかに効率良＜Ｓｉ Ｏ蒸
気を除去するかが製造上非常に重要であることを見出し
た。そのために本発明者らは、先に特願昭５９− ６５
１３０号あるいは特願昭５９− ９５７５７＠として、
減圧下で炭素脱珪するという新規技術を提案した。
しかしながら、この先行提案技術の問題点は、高純度な
ジルコニア粉末が得られるものの、減圧脱珪熱処理の際
に不可避的にジルコニアが粒成長することからミクロン
オーダーのジルコニア微粉末（≦５μｍ）を製造するこ
とができないという点にある。
ジルコニア粉末が得られるものの、減圧脱珪熱処理の際
に不可避的にジルコニアが粒成長することからミクロン
オーダーのジルコニア微粉末（≦５μｍ）を製造するこ
とができないという点にある。
本発明はかかる先行技術がもつかような問題点、すなわ
ち微細な安定化ジルコニア微−粉末が安価にかつ効率良
く製造できないという問題点を解決することにある。
ち微細な安定化ジルコニア微−粉末が安価にかつ効率良
く製造できないという問題点を解決することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明者らは、上記した本発明者らの提案にがかるジル
コニア粉末製造条件についてさらに研究をすすめた結果
、脱珪熱処理のためにジルコン含有原料に加える金属珪
素、炭素含有物の混合比を適切にすると共に好適な熱処
理を行えば、高純度で微細なジルコニアが得られること
つきとめ、次のような手段からなる製造方法に想到した
。
コニア粉末製造条件についてさらに研究をすすめた結果
、脱珪熱処理のためにジルコン含有原料に加える金属珪
素、炭素含有物の混合比を適切にすると共に好適な熱処
理を行えば、高純度で微細なジルコニアが得られること
つきとめ、次のような手段からなる製造方法に想到した
。
すなわち、第１に、ジルコニア含有原料、金属珪素粉末
および安定化剤との混合物、もしくはそれらの混合物に
さらに炭素含有物をも加えた混合物を、非酸化性雰囲気
の減圧下で熱処理し、該ジルコニア含有原料中の不純物
成分を揮散除去することを特徴とするジルコニア微粉末
の製造方法、第２に、ジルコニア含有原料、金属珪素粉
末および安定化剤との混合物、もしくはさらにそれらの
混合物に炭素含有物をも加えた混合物を、非酸化性雰囲
気の減圧下で熱処理し、該ジルコニア含有原料中の不純
物成分を揮散除去し、引き続き酸化処理を行うことを特
徴とするジルコニア微粉末の製造方法、 を、上記課題に対する解決手段として採用する。
および安定化剤との混合物、もしくはそれらの混合物に
さらに炭素含有物をも加えた混合物を、非酸化性雰囲気
の減圧下で熱処理し、該ジルコニア含有原料中の不純物
成分を揮散除去することを特徴とするジルコニア微粉末
の製造方法、第２に、ジルコニア含有原料、金属珪素粉
末および安定化剤との混合物、もしくはさらにそれらの
混合物に炭素含有物をも加えた混合物を、非酸化性雰囲
気の減圧下で熱処理し、該ジルコニア含有原料中の不純
物成分を揮散除去し、引き続き酸化処理を行うことを特
徴とするジルコニア微粉末の製造方法、 を、上記課題に対する解決手段として採用する。
なお、上記混合物は、ジルコニア含有原料中のＳｉ０人
、！：Ｓｉ と（Ｄモル比（Ｓｉ ／Ｓｉ ０人）もし
くはさらに炭素含有物中のＣをも加えたモル比（Ｓｉ
十〇／Ｓｉ ０人）が０．４〜１．５（７）割合になる
ように配合し、 また、安定化剤は、ジルコン粉末中のＺｒＯ入に対して
０．５〜２０モル％に当る量を配合し、そして上記熱処
理の条件は、０．４気圧以下、１２００〜２０００℃の
温度で行う。
、！：Ｓｉ と（Ｄモル比（Ｓｉ ／Ｓｉ ０人）もし
くはさらに炭素含有物中のＣをも加えたモル比（Ｓｉ
十〇／Ｓｉ ０人）が０．４〜１．５（７）割合になる
ように配合し、 また、安定化剤は、ジルコン粉末中のＺｒＯ入に対して
０．５〜２０モル％に当る量を配合し、そして上記熱処
理の条件は、０．４気圧以下、１２００〜２０００℃の
温度で行う。
（作 用）
ジルコンニア含有原料（以下は「ジルコン粉末」の例で
述べる）と金属珪素粉末とを混合し、その混合物もしく
はその成形体を高温ぐ熱処理した場合、下記反応式のと
おり反応してジルコニアが得られる。
述べる）と金属珪素粉末とを混合し、その混合物もしく
はその成形体を高温ぐ熱処理した場合、下記反応式のと
おり反応してジルコニアが得られる。
Ｚｒ０人−８ｉ ０人（Ｓ）＋Ｓｉ （Ｓ）−Ｚｒ０
人＜８） ＋ ２８ｉ Ｏ（Ｑ ＞上記反応式は１気圧
よりも低い減圧雰囲気においてより効率的に進行し、ま
た脱珪反応であるから、前記金属珪素に加えてさらに炭
素含有物を加えると、かかる脱珪反応はさらに効率的な
ものとなる。
人＜８） ＋ ２８ｉ Ｏ（Ｑ ＞上記反応式は１気圧
よりも低い減圧雰囲気においてより効率的に進行し、ま
た脱珪反応であるから、前記金属珪素に加えてさらに炭
素含有物を加えると、かかる脱珪反応はさらに効率的な
ものとなる。
本発明方法で使用するジルコン粉末としては、純度の高
いジルコニア微粉末を製造するのであるから当然高純度
原料の使用が不可欠であり、Ｚｒ０人とＳｉ０人以外の
不純物成分はなるべく少ない方が良い。例えばジルコン
サンドを粉砕したもの等を用いる。ただ炭素との反応を
速やかに進行させるために細い方が望ましい。具体的な
数値で示すと、ＺｒＯ人＋ＳｉＯ人が９８．５％以上で
４４μｍ以下の粒度のジルコン粉末が適切である。
いジルコニア微粉末を製造するのであるから当然高純度
原料の使用が不可欠であり、Ｚｒ０人とＳｉ０人以外の
不純物成分はなるべく少ない方が良い。例えばジルコン
サンドを粉砕したもの等を用いる。ただ炭素との反応を
速やかに進行させるために細い方が望ましい。具体的な
数値で示すと、ＺｒＯ人＋ＳｉＯ人が９８．５％以上で
４４μｍ以下の粒度のジルコン粉末が適切である。
次に、本発明において使用する上記ジルコン粉末と混合
する金属珪素粉末についても、得られるジルコニア粉末
の純度を良好に維持するために、純度は高いものの方が
望ましく、粒度についてもジルコン粉末との反応を速か
に行わせるために細かい方が望ましい。なお、本発明に
おいて好適に使用される金属珪素粉末としては、例えば
９９．５％以上の純度を有し５０μｍ以下の粒度のもの
が良い。
する金属珪素粉末についても、得られるジルコニア粉末
の純度を良好に維持するために、純度は高いものの方が
望ましく、粒度についてもジルコン粉末との反応を速か
に行わせるために細かい方が望ましい。なお、本発明に
おいて好適に使用される金属珪素粉末としては、例えば
９９．５％以上の純度を有し５０μｍ以下の粒度のもの
が良い。
次に本発明においてジルコン粉末と混合する炭素含有物
については、得られるジルコニア粉末の純度を高く保つ
ために、減圧脱珪後該ジルコニア中に残留するような灰
分はなるべく少ない方が望ましい。例えば本発明におい
て好適に使用される炭素含有物としては、灰分の少ない
石油コークスや石油ピッチあるいは石炭ピッチ、カーボ
ンブラック等が挙げられるが、さらに、フェノール樹脂
、ポリエチレンなどの加熱により炭素を生成する有機樹
脂なども使用することができる。
については、得られるジルコニア粉末の純度を高く保つ
ために、減圧脱珪後該ジルコニア中に残留するような灰
分はなるべく少ない方が望ましい。例えば本発明におい
て好適に使用される炭素含有物としては、灰分の少ない
石油コークスや石油ピッチあるいは石炭ピッチ、カーボ
ンブラック等が挙げられるが、さらに、フェノール樹脂
、ポリエチレンなどの加熱により炭素を生成する有機樹
脂なども使用することができる。
なお、上記金属珪素粉末および炭素含有物質は、 ゛
ジルコン粉末との混合粉末とするか、あるいはそれら混
合粉末の成形体の形で使用するので、脱珪反応を確実に
進行させるために、混合は十分に行う必要がある。
ジルコン粉末との混合粉末とするか、あるいはそれら混
合粉末の成形体の形で使用するので、脱珪反応を確実に
進行させるために、混合は十分に行う必要がある。
次に、本発明にあってはジルコン粉末中のシリカと、金
属珪素もしくは該金属珪素および炭素含有物中の炭素と
は、それらのモル比（８１７８１０人）、（Ｓｉ ＋Ｃ
／Ｓｉ ０人）が０．４〜１．５となるような割合で配
合するが、配合がこの範囲内に限定される理由は、次の
とおりである。
属珪素もしくは該金属珪素および炭素含有物中の炭素と
は、それらのモル比（８１７８１０人）、（Ｓｉ ＋Ｃ
／Ｓｉ ０人）が０．４〜１．５となるような割合で配
合するが、配合がこの範囲内に限定される理由は、次の
とおりである。
すなわち、ジルコン粉末と金属珪素粉末、炭素含有物と
のモル比（Ｓｉ ／Ｓｉ ０人、Ｓｉ ＋Ｃ／ＳｉＯ人
）が０．４より小さいとジルコン粉末中の８１０人を完
全に脱珪（Ｓｉ ０人をＳｉＯ蒸気として揮散）するの
にＳｌおよび／またはＣが不足して脱珪処理後もジルコ
ンが残留する。逆に、８１７８１０人、Ｓｉ ＋Ｃ／Ｓ
ｉ ０人が１．５より大きいと、ジルコン中の８１０人
をＳｉＯ蒸気として除去するのには十分な量であるが、
ＳｉおよびＣが多いために還元性となり過ぎ、３ｉやｚ
ｒＣが残留し、最終的に得られる２１０人の純度を悪く
するので良くない。従って、ジルコニアの純度を良好に
保つためには、ジルコン粉末中のシリカと金属珪素との
モル比（Ｓｉ ／Ｓｉ ０人）もしくはさらに加えられ
る炭素含有物中の炭素量をＳｉ＋Ｃ／ＳｉＯ人で表して
０．４〜１．５の範囲内に限定する必要がある。なお本
発明において用いられる炭素含有物中の炭素とは１００
０℃以下で揮発する成分を除去した高温で脱珪反応に関
与する固定炭素のことである。
のモル比（Ｓｉ ／Ｓｉ ０人、Ｓｉ ＋Ｃ／ＳｉＯ人
）が０．４より小さいとジルコン粉末中の８１０人を完
全に脱珪（Ｓｉ ０人をＳｉＯ蒸気として揮散）するの
にＳｌおよび／またはＣが不足して脱珪処理後もジルコ
ンが残留する。逆に、８１７８１０人、Ｓｉ ＋Ｃ／Ｓ
ｉ ０人が１．５より大きいと、ジルコン中の８１０人
をＳｉＯ蒸気として除去するのには十分な量であるが、
ＳｉおよびＣが多いために還元性となり過ぎ、３ｉやｚ
ｒＣが残留し、最終的に得られる２１０人の純度を悪く
するので良くない。従って、ジルコニアの純度を良好に
保つためには、ジルコン粉末中のシリカと金属珪素との
モル比（Ｓｉ ／Ｓｉ ０人）もしくはさらに加えられ
る炭素含有物中の炭素量をＳｉ＋Ｃ／ＳｉＯ人で表して
０．４〜１．５の範囲内に限定する必要がある。なお本
発明において用いられる炭素含有物中の炭素とは１００
０℃以下で揮発する成分を除去した高温で脱珪反応に関
与する固定炭素のことである。
上記、安定化成分として本発明は、ＭｇＯ。
Ｃａ Ｏ、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯス０ムおよびＣＯＯ入また
はＭｇＣ０ａ、Ｃａ （ＯＨ）人、Ｃａ ＣＯａ。
はＭｇＣ０ａ、Ｃａ （ＯＨ）人、Ｃａ ＣＯａ。
ＹＯ２，、ｆｆ−６Ｈ入０．Ｃｅ （ＮＯａ）ａ−６
Ｈ入０のように加熱によりこれらの酸化物となる化合物
のうちから選ばれる１種または２種以上を、ジルコン粉
末中のＺｒＯ人成分に対して酸化物換算で０．５〜２０
モル％、上記ジルコン粉末と金属珪素粉末との混合物も
しくはさらに炭素含有物をも加えた混合物（粉末あるい
はその成形体）に、上述の減圧下の脱珪処理を施すこと
により、ジルコニアの安定化を図る。
Ｈ入０のように加熱によりこれらの酸化物となる化合物
のうちから選ばれる１種または２種以上を、ジルコン粉
末中のＺｒＯ人成分に対して酸化物換算で０．５〜２０
モル％、上記ジルコン粉末と金属珪素粉末との混合物も
しくはさらに炭素含有物をも加えた混合物（粉末あるい
はその成形体）に、上述の減圧下の脱珪処理を施すこと
により、ジルコニアの安定化を図る。
安定化剤の添加量を酸化物としてジルコニア粉末中のＺ
ｒＯ成分に対して０．５〜２０モル％の範囲に限定する
理由は、０．５モル％よりも少ないと２１０人を安定さ
せるのに量的に不足し、逆に２０モル％よりも多いとジ
ルコニア単一組ばかりでなく、第２相例えば、Ｃａ Ｚ
ｒ Ｒｏ５ＺｒｄＪＩＹｐＯ１２といった結晶相が析出
し、こうして得られた安定化ジルコニア粉末から焼結体
を製造した場合、その焼結体の強度を低下させるからで
ある。
ｒＯ成分に対して０．５〜２０モル％の範囲に限定する
理由は、０．５モル％よりも少ないと２１０人を安定さ
せるのに量的に不足し、逆に２０モル％よりも多いとジ
ルコニア単一組ばかりでなく、第２相例えば、Ｃａ Ｚ
ｒ Ｒｏ５ＺｒｄＪＩＹｐＯ１２といった結晶相が析出
し、こうして得られた安定化ジルコニア粉末から焼結体
を製造した場合、その焼結体の強度を低下させるからで
ある。
次に本発明においては、ジルコン粉末と金属珪素粉末、
さらには炭素含有物をも加えたそれらの混合物、その成
形体を０．４気圧以下で脱珪熱処理を施すが、０．４気
圧以下に限定する理由は０．４気圧よりも圧力が高いと
ＳｉＯ蒸気の効果的な揮発除去ができず、効率が悪い上
、微細で高純度のジルコニア粉末を得るのが困難になる
からである。
さらには炭素含有物をも加えたそれらの混合物、その成
形体を０．４気圧以下で脱珪熱処理を施すが、０．４気
圧以下に限定する理由は０．４気圧よりも圧力が高いと
ＳｉＯ蒸気の効果的な揮発除去ができず、効率が悪い上
、微細で高純度のジルコニア粉末を得るのが困難になる
からである。
また、本発明の実施の際に用いられる減圧雰囲気として
は、炭素含有物を使用する場合酸化による焼損を避ける
ために、Ｎ人、Ａｒ 、Ｃｏなどの非酸化性ガス雰囲気
が好適である。
は、炭素含有物を使用する場合酸化による焼損を避ける
ために、Ｎ人、Ａｒ 、Ｃｏなどの非酸化性ガス雰囲気
が好適である。
次に本発明においては、脱珪熱処理温度を、１２００〜
２０００℃の範囲内に限定したが、その理由は１２００
℃よりも低いと脱珪する（Ｓｉ Ｏ蒸気とする）のに長
時間の熱処理が必要どなって生産性が悪いからであり、
また２０００℃よりも高くなると、熱処理のためのエネ
ルギーコストが高くなり、経済的に不利となるからであ
る。
２０００℃の範囲内に限定したが、その理由は１２００
℃よりも低いと脱珪する（Ｓｉ Ｏ蒸気とする）のに長
時間の熱処理が必要どなって生産性が悪いからであり、
また２０００℃よりも高くなると、熱処理のためのエネ
ルギーコストが高くなり、経済的に不利となるからであ
る。
本発明によれば、上述の如き脱珪熱処理条件の採用によ
って微細で高純度なジルコニア粉末が製造できる。何故
、金属珪素粉末を用いることによって、微細なジルコニ
ア粉末が得られるかについては今のところ詳細は不明で
あるが、考えられる理由として、金属珪素の低い融点に
あると考えられる。すなわら、金属珪素（Ｓｉ ）の融
点は１４１０℃であり、このために溶融したＳｌがジル
コン粉末中に毛細管現象で浸透していき、ジルコンの個
々の粒子表面を溶融したＳｌが覆って個々のジルコン粒
を分離した状態で脱珪させることができるようになる。
って微細で高純度なジルコニア粉末が製造できる。何故
、金属珪素粉末を用いることによって、微細なジルコニ
ア粉末が得られるかについては今のところ詳細は不明で
あるが、考えられる理由として、金属珪素の低い融点に
あると考えられる。すなわら、金属珪素（Ｓｉ ）の融
点は１４１０℃であり、このために溶融したＳｌがジル
コン粉末中に毛細管現象で浸透していき、ジルコンの個
々の粒子表面を溶融したＳｌが覆って個々のジルコン粒
を分離した状態で脱珪させることができるようになる。
その結果、高温度での減圧脱珪熱処理の際あるいはジル
コン粒になった後においても、粒成長が抑制され、微細
なジルコニア粉末が得られるのではないかと推定される
。しかも、金属Ｓｉの融点（１４１０℃）以下としての
は、低温度であるので、ジルコニア粉の粒成長はなく、
それが結果的に微細なジルコニア粉末を得るのに役立つ
と推定される。
コン粒になった後においても、粒成長が抑制され、微細
なジルコニア粉末が得られるのではないかと推定される
。しかも、金属Ｓｉの融点（１４１０℃）以下としての
は、低温度であるので、ジルコニア粉の粒成長はなく、
それが結果的に微細なジルコニア粉末を得るのに役立つ
と推定される。
さて、本発明では、減圧熱処理によって生成する結晶は
ほとんどが７１０人であるが、ジルコンと金属珪素粉末
、あるいは炭素の混合割合によっては、一部Ｚｒ Ｏ，
Ｚｒ Ｃなどが生成する。そうした場合、脱珪のための
熱処理後、さらに酸化処理を行ってｚｒ ｏ、ｚｒ ｃ
などを７１０人にすると、−Ｆｊの高純度化が達成され
る。
ほとんどが７１０人であるが、ジルコンと金属珪素粉末
、あるいは炭素の混合割合によっては、一部Ｚｒ Ｏ，
Ｚｒ Ｃなどが生成する。そうした場合、脱珪のための
熱処理後、さらに酸化処理を行ってｚｒ ｏ、ｚｒ ｃ
などを７１０人にすると、−Ｆｊの高純度化が達成され
る。
すなわち、本発明においては、ジルコン中のシリカ粉末
を完全に脱珪させるために、ジルコン中のシリカに相当
するモル比よりも炭素闇が若干過剰になるように炭素含
有物を配合する場合もある。
を完全に脱珪させるために、ジルコン中のシリカに相当
するモル比よりも炭素闇が若干過剰になるように炭素含
有物を配合する場合もある。
このようにして加熱すると、脱珪素熱処理条件によって
は、ＺｒＯやＺｒＣが生成する。そうした場合、酸化処
理によってＺｒ （ｌＺｒ Ｃを７１０人にすることが
できる。しかも、熱処理後残留している炭素も酸化して
気相中に揮散除去させ得る。なお酸化処理時の温度は、
６００〜９００℃の範囲が適当である。
は、ＺｒＯやＺｒＣが生成する。そうした場合、酸化処
理によってＺｒ （ｌＺｒ Ｃを７１０人にすることが
できる。しかも、熱処理後残留している炭素も酸化して
気相中に揮散除去させ得る。なお酸化処理時の温度は、
６００〜９００℃の範囲が適当である。
（実施例）
７１０人とＳｉ０人の合計含有量が９９．０％の平均粒
径０．９７μｍのジルコン粉末と、５０μｍ以下に粉砕
した金属珪素粉末（９９，９％Ｓｉ）、１３よび“安定
化剤としてＣａ Ｏ，Ｍ（Ｊ Ｏ、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ人
Ｏｄ。
径０．９７μｍのジルコン粉末と、５０μｍ以下に粉砕
した金属珪素粉末（９９，９％Ｓｉ）、１３よび“安定
化剤としてＣａ Ｏ，Ｍ（Ｊ Ｏ、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ人
Ｏｄ。
Ｃｅ０人からなるものについて、第１表に承りような各
種のモル比（Ｓｉ ／Ｓｉ ０人）の異なる混合物を調
整した。また第２表には、ジルコン粉末と８１とカーボ
ンブラックおよび安定化剤とからなるものを混合調整し
た。それらをボールミル中で十分に混合した後、それぞ
れ２０ｍｍφｘ ２０ｍｍの成形体を金型成形器を用い
て調整した。これらの成形体を用いて第１．２表に示す
熱処理条件で減圧脱珪処理を行い、熱処理後、粉末Ｘ線
回折で存在結晶層の同定、ＺｒＯ人純度の分析を行った
。さらに、得られた安定化ジルコニア粉末については、
アルミナ乳鉢にて一定時間軽く粉砕し、粒度測定を行い
、平均粒径を求めた。これらの結果を同じく第１．２表
に示す。
種のモル比（Ｓｉ ／Ｓｉ ０人）の異なる混合物を調
整した。また第２表には、ジルコン粉末と８１とカーボ
ンブラックおよび安定化剤とからなるものを混合調整し
た。それらをボールミル中で十分に混合した後、それぞ
れ２０ｍｍφｘ ２０ｍｍの成形体を金型成形器を用い
て調整した。これらの成形体を用いて第１．２表に示す
熱処理条件で減圧脱珪処理を行い、熱処理後、粉末Ｘ線
回折で存在結晶層の同定、ＺｒＯ人純度の分析を行った
。さらに、得られた安定化ジルコニア粉末については、
アルミナ乳鉢にて一定時間軽く粉砕し、粒度測定を行い
、平均粒径を求めた。これらの結果を同じく第１．２表
に示す。
第１．２表から明らかなように、本発明によれば、従来
の製造方法に比べて高純度で微細な安定化ジルコニア粉
末が得られることがわかる。
の製造方法に比べて高純度で微細な安定化ジルコニア粉
末が得られることがわかる。
（発明の効果）
以上述べたように本発明によれば、高＠度で微細な安定
化状態のジルコニア微粉末を準産現模で効率良く製造で
きる。
化状態のジルコニア微粉末を準産現模で効率良く製造で
きる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ジルコニア含有原料、金属珪素粉末およびＭｇＯや
ＣａＯ、Ｙ＿２Ｏ＿３、ＣｅＯ＿２各酸化物または加熱
によりかかる酸化物となる化合物のうちから選ばれる１
種以上の安定化剤からなる混合物を、非酸化性雰囲気の
減圧下で熱処理し、該ジルコニア含有原料中の不純物成
分を揮散除去することを特徴とする安定化ジルコニア微
粉末の製造方法。 ２、ジルコニア含有原料、金属珪素粉末およびＭｇＯや
ＣａＯ、Ｙ＿２Ｏ＿３、ＣｅＯ＿２各酸化物または加熱
によりかかる酸化物となる化合物のうちから選ばれる１
種以上の安定化剤からなる混合物を、非酸化性雰囲気の
減圧下で熱処理し、該ジルコニア含有原料中の不純物成
分を揮散除去し、引き続き酸化処理を行うことを特徴と
する安定化ジルコニア微粉末の製造方法。 ３、上記熱処理を、０．４気圧以下、１２００〜２００
０℃の温度で行うことを特徴とする特許請求の範囲１ま
たは２に記載の製造方法。 ４、上記混合物を、ジルコニア含有原料中のＳｉＯÅと
Ｓｉとのモル比（Ｓｉ／ＳｉＯÅ）が０．４〜１．５の
割合になるように配合して形成することを特徴とする特
許請求の範囲１または２に記載の製造方法。 ５、上記ＭｇＯ、ＣａＯ、ＹÅＯｄｌおよびＣｅＯÅの
各酸化物または加熱によりかかる酸化物となる化合物の
うちから選ばれる１種以上の安定化剤の配合量を、ジル
コン粉末中のＺｒＯÅに対する量で０．５〜２０モル％
とすることを特徴とする特許請求の範囲１〜４のいずれ
か１つに記載の製造方法。 ６、ジルコニア含有原料、金属珪素粉末、炭素含有物お
よびＭｇＯやＣａＯ、ＹÅＯｄｌ、ＣｅＯÅ各酸化物ま
たは加熱によりかかる酸化物となる化合物のうちから選
ばれる１種以上の安定化剤からなる混合物を、非酸化性
雰囲気の減圧下で熱処理し、該ジルコニア含有原料中の
不純物成分を揮散除去することを特徴とする安定化ジル
コニア微粉末の製造方法。 ７、ジルコニア含有原料、金属珪素粉末、炭素含有物お
よびＭａＯやＣａＯ、ＹÅＯｄｌ、ＣｅＯÅ各酸化物ま
たは加熱によりかかる酸化物となる化合物のうちから選
ばれる１種以上の安定化剤からなる混合物を、非酸化性
雰囲気の減圧下で熱処理し、該ジルコニア含有原料中の
不純物成分を揮散除去し、引き続き酸化処理を行うこと
を特徴とする安定化ジルコニア微粉末の製造方法。 ８、上記熱処理を、０．４気圧以下、１２００〜２００
０℃の温度で行うことを特徴とする特許請求の範囲６ま
たは７に記載の製造方法。 ９、上記混合物を、ジルコニア含有原料中のＳｉＯÅと
Ｓｉおよび炭素含有物中のＣとのモル比（Ｓｉ＋Ｃ／Ｓ
ｉＯÅ）が０．４〜１．５の割合になるように配合して
形成することを特徴とする特許請求の範囲６または７に
記載の製造方法。 １０、上記ＭｇＯ、ＣａＯ、ＹÅＯｄｌおよびＣｅＯÅ
の各酸化物または加熱によりかかる酸化物となる化合物
のうちから選ばれる１種以上の安定化剤の配合量を、ジ
ルコン粉末中のＺｒＯÅに対する量で０．５〜２０モル
％とすることを特徴とする特許請求の範囲６〜９のいず
れか１つに記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21609185A JPS6278111A (ja) | 1985-10-01 | 1985-10-01 | 安定化ジルコニア微粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21609185A JPS6278111A (ja) | 1985-10-01 | 1985-10-01 | 安定化ジルコニア微粉末の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6278111A true JPS6278111A (ja) | 1987-04-10 |
Family
ID=16683105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21609185A Pending JPS6278111A (ja) | 1985-10-01 | 1985-10-01 | 安定化ジルコニア微粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6278111A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1764346A1 (en) | 2005-09-16 | 2007-03-21 | Omya Development AG | Process of preparing mineral material with particular ceria-containing zirconium oxide grinding beads, obtained products and their uses |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5945124A (ja) * | 1982-09-08 | 1984-03-13 | Toray Ind Inc | 芳香族ポリアミドフィルム複合体 |
-
1985
- 1985-10-01 JP JP21609185A patent/JPS6278111A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5945124A (ja) * | 1982-09-08 | 1984-03-13 | Toray Ind Inc | 芳香族ポリアミドフィルム複合体 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1764346A1 (en) | 2005-09-16 | 2007-03-21 | Omya Development AG | Process of preparing mineral material with particular ceria-containing zirconium oxide grinding beads, obtained products and their uses |
| EP2786964A2 (en) | 2005-09-16 | 2014-10-08 | Omya International AG | Process of preparing mineral material with particular ceria-containing zirconium oxide grinding beads, obtained products and their uses |
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