JPS63156058A - アルミナ磁器の製造方法 - 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、機械部品あるいは構造＋４として効果的に
利用される、高密度さらに高強度のアルミナセラミック
スのようなアルミナ磁器組成物の製造方法に関する。

【従来の技術〕

アルミナにジルコニアを添加して、アルミナセラミック
スの強度を向上させるようにすることが従来において知
られている。すなわち、アルミナの粉末にジルコニア粉
末を加え、さらに必要に応じて助剤を添加して混合する
もので、この混合物に水、水と分散剤、エタノール等の
有機溶媒を分散剤として加え、ボールミルで数時間以上
混合させるようにする。そして、均一なスラリーを作成
し、その後乾燥、造粒、成形、焼成の過程を経て製造さ
れるものである。

しかし、このような手段によっては、焼結助剤との不均
一分散等による結晶体粒径の不均一性等のよって、ち密
で且つ高強度のものが得られないものである。

特に、ジルコニアの粉末は凝集し易いものであり、これ
が大きな原因となって高強度のものが製造困難である。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、特に
ジルコニア粉末を、微粒で且つアルミナ粉末と均一に分
散させることができ、その焼結体は結晶粒子が均一に分
散し、ち密で且つ高強度のアルミナ磁器が製造されるよ
うにする製造方法を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、この発明に係るアルミナ磁器の製造方法にあ
っては、まずアルミニウム溶液として、塩化物あるいは
硝酸化物等のＡｉを含む化合物および金属アルミニウム
の水溶液、さらにアルコール溶液を用いてものであり、
またジルコニウム溶液も上記アルミニウム溶液と同様に
して構成し、これによってＡｉ・Ｚ「の混合溶；皮を作
成する。

そして、このＡｉ・Ｚｒを含んだ混合溶液と沈澱形成液
とを混合してＡｉ・Ｚｒ共沈体を作成し、これをろ過、
洗浄、乾燥、焼成の各工程を経てＡｌ−Ｚ「酸化物粉末
とする。このＡｉ・２「共沈体粉体に所望のＡｉ２　ｏ
３　：　Ｚｒ　ｏ２の比になるようにアルミナ粉末を加
えて混合し、これにより得られた粉末を焼成するもので
ある。

ここで、沈澱形成液としては、アンモニア以外に炭酸ア
ンモニウム、ヘキサメチレントラミン、アミン、オキシ
ン等の試薬が用いられる。また、乾燥条件としては、８
０〜２００℃、仮焼条件としては４００〜１２００℃と
する。この仮焼温度が４００℃より低いと凝集し易いも
のであり、また１２００°Ｃを越えると粒子が粗大化す
る。

［発明の実施例コ 以下、この発明の製造方法の一実施例を説明する。添附
図面はその製造工程の流れの状態を示しているものであ
るが、まずＡＩ！・Ｚ「の混合液を作るために、１．８
４ｓｏｌ　／）のノー化アルミニウム（Ａ、ｆｆｃ））
の水溶液２００ｍ、ｆｆと、１、．２３ｓｏｌ　／ノの
オキシ塩化ジルコニウム（Ｚｒ　ＱＣ，１’）の水溶液
３００ｍ、ｆｆとを混合スル。

そして、さらにこの混合溶液に対して沈澱形成液として
濃度２５％のアンモニア水を用意する。

上記混合溶液とアンモニア水とは各々ビユレットに入れ
、３ノの水の中に各々滴下する。その時のｐＨは５〜１
０であり、好ましくは６−７となるように滴下速度を制
御する必要がある。

そして、このような方法で沈澱物を形成し、この水溶液
をビフネルロートに入れアスピレータを用いて、溶液と
沈澱物とを分離するためにデカンテーションを行なう。

上記ろ過した沈澱物にはさらに水を加えて充分撹拌し、
再びデカンテーションを行なうようにするもので、この
ような工程を繰返して行わせる。

このようにして得られた沈澱物は例えば蒸溜皿に入れ、
乾燥後８００℃で４時間で仮焼して、ＡｉとＺ「の酸化
物粉末を作成させるようにする。

このようにして得られた粉末の平ｉ）粒径は０．１μｍ
であった。

ＡｌＯ３・２０　（ｍｏ１％）Ｚｒ　０２の組成比にな
るように、この粉末２０ｇとアルミナ粉末４１．１ｇを
ポリエチレンポットに入れ、これに水、アルミナボール
を適量入れて一昼夜混合させるようにする。そして、こ
の混合の後に結合剤としてＰＶＡ　（ポリビニルアルコ
ール）を添加して造粒し、６０メツシユのふるいを通し
て平均粒径５０μｍ程度にする。そして、この粉末をプ
レス機によって８００〜１２００Ｋｇ／Ｃｍ２に成形し
、１３００〜１６００℃の大気圧雰囲気で焼成するもの
である。

尚、焼成温度は１３００℃を下回ると焼成が不十分とな
ることがあり、また１６００℃を越えると粒子が粗大化
することもある。

このようにして製造された焼成物を厚さ３ｍａ＋。

幅４■、長さ５０ｍｍのテストピース形状とし、これを
３点曲げによる強度試験を行なった。

ここで、比較のために用いられる従来品は、所望の組成
比となるように、市販のアルミナ（Ａ）２０３）粉末７
９．４１１１ｏ！％に、ジルコニア（Ｚ「０□）粉末２
０ａ＋ｏ１％を混合し、これに助剤としてイツトリア（
’Ｙ２Ｏ３）粉末０．６ｍｏ１％を加え、ポリエチレン
ポットに適量の水とアルミナボールと共に入れ、−昼夜
混合する。そして、この混合工程によって作られたスラ
リーを乾燥し粉砕し、結合剤としてＰＶＡを添加して造
粒粉末が得られるようにしたものである。

このようにして得られた造粒粉末は、圧力８００〜１２
００Ｋｇ／Ｃ１１２で成形し、１４００〜１７００℃の
大気圧雰囲気で焼成させるようにして構成される。

第１表はこのようにして構成された比較のための従来品
Ａ−Ｂと、本件発明の製造方法によって構成された試料
Ｄ−Ｆそれぞれの組成比の状態を示し、第２表は上記各
試料それぞれの曲げ強度の状態を示しているものである
。

第１表 第２表 上記表からも明らかとなるように、本件発明に。

係る製造方法によれば、最適焼成温度が約５０℃低くす
ることができるものであり、また曲げ強度においては大
幅に向上させることが可能となることが判明した。

従来にあっては、ジルコニア原料粉末は極めて凝集し易
いものであり、アルミナ・ジルコニア混合粉末を粉体で
混合作成し焼成するようにしても、高強度のものを得る
ことが困難であった。

しかし、上記実施例で示したような製法を採用するよう
にすれば、アルミナ磁器組成物の性能を効果的に向上さ
せることができる。何故ならば、ジルコニア粉末をアル
ミナ粉末と同時に共沈させることによって、微粒で且つ
アルミナ粉末と均一に分散させることができるものであ
り、焼結体は気孔も少なくち密で異常粒成長もなく、ジ
ルコニアも均一に分散されている。このジルコニアは正
方用で、これらが強度上の大きな要因となっているもの
である。

また一種類のアルミナ・ジルコニウム組成比のものを大
量に生産しておけば、所望の組成比になるように、この
粉末にアルミナ粉末を従来と同様に添加するのみで、高
性能な原料粉末を安価に且つ容易に得ることができるよ
うになる。

［発明の効果］ 以上のようなこの発明に係る製造方法によれば、仮焼に
よって？ＩＪられるアルミナ・ジルコニウム粉末は充分
分散されたものとされ、仮焼物の粉砕工程を特に設定す
る必要がない。また焼成工程において、ホットプレスや
ＨＩＰを必要とせず、また必ずしも助剤も必要としない
ものであり、高強度のものが容品に得られるようになる
ものである。

【図面の簡単な説明】

添附図面はこの発明の一実施例に係るアルミナ磁器組成
物の製造方法の流れを示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウムとジルコニウムの混合用液と、沈澱
   形成液とを混合して共沈体を形成する第１の工程と、 上記第１の工程で得られた共沈体を乾燥後 ４００〜１２００℃で仮焼する第２の工程と、上記第２
   の工程で得られた共沈体の仮焼体にアルミナ粉末を添加
   してアルミナ・ジルコニア組成比を設定し混合する第３
   の工程と、 この第３の工程で得られた原料粉末を成形し、１３００
   〜１６０℃で焼成する第４の工程と、を具備したことを
   特徴とするアルミナ磁器の製造方法。
2. （２）上記第３の工程では、Ｙ＿２Ｏ＿３、ＭｇＯ、Ｃ
   ａＯ、ＢａＯ等からなる助剤が添加されるようにした特
   許請求の範囲第１項記載のアルミナ磁器の製造方法。