JPH01249658A - ジルコニア焼結体およびその製造方法 - Google Patents
ジルコニア焼結体およびその製造方法Info
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- JPH01249658A JPH01249658A JP63074705A JP7470588A JPH01249658A JP H01249658 A JPH01249658 A JP H01249658A JP 63074705 A JP63074705 A JP 63074705A JP 7470588 A JP7470588 A JP 7470588A JP H01249658 A JPH01249658 A JP H01249658A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/584—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride
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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】
〔発明の技術分冑〕
本発明し」酸化イツトリウムで安定化された・ジルコニ
ア粉末に極微量の成分な含有させることにより、低い焼
結温度で得られた高密度のジルコニア焼結体および該焼
結体の製造方法に関するものである。
ア粉末に極微量の成分な含有させることにより、低い焼
結温度で得られた高密度のジルコニア焼結体および該焼
結体の製造方法に関するものである。
ジルコニアは融点が２７０ ＤＣと高く、化学薬品に対
する耐蝕性が良く、高い靭性を持つなど優れた特性を有
している。
する耐蝕性が良く、高い靭性を持つなど優れた特性を有
している。
しかしながら、純粋のジルコニアは１００００前後で可
逆的に相転移し、その際に大きな容積変化を生ずる。ジ
ルコニア焼結体を得る場合、この様な大きな容積変化は
焼結体の破壊につながり、それを防ぐためＫ Ｙ２Ｏ３
、ＣａＯ，ＭｇＯなどの安定化剤を加える必要がある。
逆的に相転移し、その際に大きな容積変化を生ずる。ジ
ルコニア焼結体を得る場合、この様な大きな容積変化は
焼結体の破壊につながり、それを防ぐためＫ Ｙ２Ｏ３
、ＣａＯ，ＭｇＯなどの安定化剤を加える必要がある。
この様な安定化された。ジルコニア焼結体を製造する際
には通常、１５００〜１７００Ｃ程度の高温を必要とす
る。この様な高温は設備面、操作面で多くの制約を受け
、工業的観点から見て好ましくな（′。
には通常、１５００〜１７００Ｃ程度の高温を必要とす
る。この様な高温は設備面、操作面で多くの制約を受け
、工業的観点から見て好ましくな（′。
従来、低い温度１暁結するため、様々な工夫が成され、
種々の添加剤を加えることも試みられている（特開昭４
９−６３７０８など）。しかし、従来の方法ではいずれ
も金属元素や化合物を多量に使用しており、これらの添
加物は焼結体粒子の異常成長を引き起こｌ〜、焼結体の
緻密化を著しく阻害したり、多量の融液が粒界に形成さ
れるため焼結の際の割れや変形の原因になっている。
種々の添加剤を加えることも試みられている（特開昭４
９−６３７０８など）。しかし、従来の方法ではいずれ
も金属元素や化合物を多量に使用しており、これらの添
加物は焼結体粒子の異常成長を引き起こｌ〜、焼結体の
緻密化を著しく阻害したり、多量の融液が粒界に形成さ
れるため焼結の際の割れや変形の原因になっている。
更ＶＣ１粒界に、とれらの添加剤を含むガラス相が残存
し、本来ジルコニアの持っている優れた特性を著しく損
ねてしまう。
し、本来ジルコニアの持っている優れた特性を著しく損
ねてしまう。
従来の技術〒は、焼結する温度を下げるために多量の添
加剤を必要とし、これらの添加剤は焼結体の特性を損ね
たり、場合によってはかえって緻密化を阻害するという
欠点がある。この問題点を解決するために、極めてわず
かの添加により低い焼結湖度↑緻密化干きる添加成分を
見い出し、本発明に至った。
加剤を必要とし、これらの添加剤は焼結体の特性を損ね
たり、場合によってはかえって緻密化を阻害するという
欠点がある。この問題点を解決するために、極めてわず
かの添加により低い焼結湖度↑緻密化干きる添加成分を
見い出し、本発明に至った。
ずブよりち、本発明によれば、Ｙ、２０３Ｆ安定化され
たジルコニア粉末１００重量部に、Ｌ＋、Ｂｅ、Ｂより
選ばれた１種又は２種以上の添加成分を０．００３〜０
．５重量部、好ましくは０．００５〜０．６１量部の範
囲↑含有させることにより、１６００〜１６００？？の
焼結温度で理論密度の９８％以上の緻密なジルコニア焼
結体を得ることが可能になった。
たジルコニア粉末１００重量部に、Ｌ＋、Ｂｅ、Ｂより
選ばれた１種又は２種以上の添加成分を０．００３〜０
．５重量部、好ましくは０．００５〜０．６１量部の範
囲↑含有させることにより、１６００〜１６００？？の
焼結温度で理論密度の９８％以上の緻密なジルコニア焼
結体を得ることが可能になった。
本発明を以下に詳細に説明する。
Ｙ２Ｏ３で安定化されたジルコニアは部分安定化又は全
安定化、ジルコニアのいずれでも本発明により顕著な効
果を示す。ここでＹ、２０３はジルコニアに対して３〜
１４重量％含まれている。Ｂｅ、Ｂ。
安定化、ジルコニアのいずれでも本発明により顕著な効
果を示す。ここでＹ、２０３はジルコニアに対して３〜
１４重量％含まれている。Ｂｅ、Ｂ。
Ｌｉは単体、酸化物、弗化物、塩化物、硝酸塩など、又
は他の元素との複化合物の形ｆ含有されていても良く、
その含有量は０．００３０３％以上であれば顕著な効果
を示す。すなわち、これらの成分を含有しない場合に１
ＯＤｔｒ未満の温度で焼結した場合、焼結体の密度は理
論密度の９５％以下であるが、本発明によれば、９８％
以上の焼結体を得ることが５Ｔ能である。
は他の元素との複化合物の形ｆ含有されていても良く、
その含有量は０．００３０３％以上であれば顕著な効果
を示す。すなわち、これらの成分を含有しない場合に１
ＯＤｔｒ未満の温度で焼結した場合、焼結体の密度は理
論密度の９５％以下であるが、本発明によれば、９８％
以上の焼結体を得ることが５Ｔ能である。
またＢｅ、Ｌ＋、Ｈの添加量が本発明の範囲内であれば
焼結体の密度の低下や強度の低下などの特性劣化を生じ
ることも、焼結体の変形や割れを生ずることもない。従
って焼結時の昇温速度、冷却速度も広い範囲内↑選択で
き、大型部材も精度良く製造できる。これらの元素の含
有量が０．５重量％を越えると、明らかに焼結体密度の
低下を生じ、焼結体の割れ、変形を生じ、特に、より高
温〒焼結した場合にはその傾向が著しく好ましくない。
焼結体の密度の低下や強度の低下などの特性劣化を生じ
ることも、焼結体の変形や割れを生ずることもない。従
って焼結時の昇温速度、冷却速度も広い範囲内↑選択で
き、大型部材も精度良く製造できる。これらの元素の含
有量が０．５重量％を越えると、明らかに焼結体密度の
低下を生じ、焼結体の割れ、変形を生じ、特に、より高
温〒焼結した場合にはその傾向が著しく好ましくない。
本発明では低温での焼結を促進するのに極微量で極めて
効果的な成分を見い出した。これらの成分は焼結初期に
、より低温で粒界如液相を生成し焼結を促進するが、そ
の量が極めて微量のため昇温中に結晶内に拡散したり糸
外に揮散していくことにより、焼結体の特性劣化や、割
れ、変形を生ずることもなく緻密な焼結体が得られるも
のと考えられる。本発明によねげ、刃物などの民生用と
して広く利用されているジルコニア焼結体を安価に製造
できる。
効果的な成分を見い出した。これらの成分は焼結初期に
、より低温で粒界如液相を生成し焼結を促進するが、そ
の量が極めて微量のため昇温中に結晶内に拡散したり糸
外に揮散していくことにより、焼結体の特性劣化や、割
れ、変形を生ずることもなく緻密な焼結体が得られるも
のと考えられる。本発明によねげ、刃物などの民生用と
して広く利用されているジルコニア焼結体を安価に製造
できる。
実施例
実施例１
共沈法で作られた市販部分安定化ジルコニア（Ｚｒ０２
）７５．０％、ｙ２ｏｘ ５．１ ％、平均粒子径１．
６μ） ４００ 、！７と第１図に示す範囲のＢｅ０１
ＬｉＦ、Ｂ２０３（いずれも試薬特級）をそれぞれ２１
の樹脂製ポットミルに入れ、ジルコニア焼結体２．５
Ｋｙとエタノール５００ｍ、Ａ’を加えて２４時間混合
した。
）７５．０％、ｙ２ｏｘ ５．１ ％、平均粒子径１．
６μ） ４００ 、！７と第１図に示す範囲のＢｅ０１
ＬｉＦ、Ｂ２０３（いずれも試薬特級）をそれぞれ２１
の樹脂製ポットミルに入れ、ジルコニア焼結体２．５
Ｋｙとエタノール５００ｍ、Ａ’を加えて２４時間混合
した。
エタノールを揮散させた後、１１０Ｃ↑乾燥し、メノウ
乳鉢で解砕し、１ｔ／ｃｒｎ２で静水圧プレス成形して
６０φＸ １０ ｔｍｎの成形体を得た。
乳鉢で解砕し、１ｔ／ｃｒｎ２で静水圧プレス成形して
６０φＸ １０ ｔｍｎの成形体を得た。
その後、１４５００ で２時間焼結した。得られた焼結
体の密度はアルキメデス法で測定した。
体の密度はアルキメデス法で測定した。
又、比較としてＢ ｅ Ｏ、Ｌ ｉ Ｆ 、 Ｂ ２０
３を添加しない場合の例を第２図に示した。
３を添加しない場合の例を第２図に示した。
ＢｅＯ、Ｂ２Ｏ５各々０．０７％、０，０１％添力１ル
だ成形体を１４００Ｃから１５５０ｔ：’の温度でそれ
ぞれ２時間焼結して得られた焼結体の密度を第にとで焼
結体密度が名しく向上することがわかる。
だ成形体を１４００Ｃから１５５０ｔ：’の温度でそれ
ぞれ２時間焼結して得られた焼結体の密度を第にとで焼
結体密度が名しく向上することがわかる。
実施例２
市販の・ジルコニア粉末（Ｚｒ０２９９％、 Ｓ ｉ０
２０．３％、平均粒径１．０μ）１０Ｋｐと市販のＹ２
Ｏ６粉末（純度９９．９％、平均粒径１．５μ）を０．
５５ Ｋ９、ＬｉＣｌ（試薬特級）６０ｇを水１０１と
共に５０１のナイロン製ミルにジルコニア焼結体８０に
９と一緒に入れ、７０時間混合粉砕を行なった。更にＰ
ＶＡを２％添加した後、スプレードライヤーで乾燥造粒
した。
２０．３％、平均粒径１．０μ）１０Ｋｐと市販のＹ２
Ｏ６粉末（純度９９．９％、平均粒径１．５μ）を０．
５５ Ｋ９、ＬｉＣｌ（試薬特級）６０ｇを水１０１と
共に５０１のナイロン製ミルにジルコニア焼結体８０に
９と一緒に入れ、７０時間混合粉砕を行なった。更にＰ
ＶＡを２％添加した後、スプレードライヤーで乾燥造粒
した。
得られた顆粒を１．５ ｔ ／ｃｒｕ２で金型プレスし
、１００Ｘ１００Ｘ２０ｔｆｉｆｉの成形体を作製し、
電気炉〒１４００ｔｌ：’、 ４時間焼結し、密度６．
０２の焼結体を得た。この焼結体より６Ｘ４Ｘ４０ｍｍ
の試験片を切り出し、３点曲げ強度を求めたところ６５
に９／ｍｍ２↑あり、耐摩耗部材として十分な特性を有
していることがわかった。
、１００Ｘ１００Ｘ２０ｔｆｉｆｉの成形体を作製し、
電気炉〒１４００ｔｌ：’、 ４時間焼結し、密度６．
０２の焼結体を得た。この焼結体より６Ｘ４Ｘ４０ｍｍ
の試験片を切り出し、３点曲げ強度を求めたところ６５
に９／ｍｍ２↑あり、耐摩耗部材として十分な特性を有
していることがわかった。
また、ＬｉＣｌを加えなかった場合は密度５．７５、強
度４１ Ｋ９７ｍ−であった。
度４１ Ｋ９７ｍ−であった。
実施例６
市販の加水分解法受作られた部分安定化ジルコニア（Ｙ
２Ｏ２Ｓ、２％、平均粒径０．３μ）ＩＫ９ＫＬｉＦ
（試薬特級、純度９９係）を１９加え、ジルコニア焼結
体ｉ、 ３ Ｋｙ、アセトン１１と共にポリ容器に入ｆ
１．２０時間混合し、乾燥した。
２Ｏ２Ｓ、２％、平均粒径０．３μ）ＩＫ９ＫＬｉＦ
（試薬特級、純度９９係）を１９加え、ジルコニア焼結
体ｉ、 ３ Ｋｙ、アセトン１１と共にポリ容器に入ｆ
１．２０時間混合し、乾燥した。
粉末を０．８ｔ／ｃ−ｍ２で加圧成形し、２５φＸ５ｔ
、πの円板状の成形体を得、１２５０〜１７００ｔｌ：
’ ｆ２時間焼結した。
、πの円板状の成形体を得、１２５０〜１７００ｔｌ：
’ ｆ２時間焼結した。
結果をＬＩＦ無添加と比較し第４図に示す。
第１図は実施例１のジルコニア焼結体の密度とＢｅＯ，
ＬｉＦ、Ｂ２Ｏ３の添加量との関係を示すグラフであり
、第２図はＢｅｄ、ＬｉＦ、Ｂ２Ｏ３を添加しないで得
たジルコニア焼結体の密度と焼結温度との関係を示すグ
ラフ〒あり、第６図はＢｅＱ（０，０７％）およびｎ２
ｏ３（０，０１％）を添加して得た・ジルコニア焼結体
の密度と焼結温度との関係を示す図、第４図は実施例６
のジルコニア焼結体の（ＬＩＦを添加または添加のもの
）の密度と焼結温度との関係を示すグラフである。 第 ２ 図 バ紡温護（Ｃ） 第 ３ 図 性＃）廣（Ｃ）
ＬｉＦ、Ｂ２Ｏ３の添加量との関係を示すグラフであり
、第２図はＢｅｄ、ＬｉＦ、Ｂ２Ｏ３を添加しないで得
たジルコニア焼結体の密度と焼結温度との関係を示すグ
ラフ〒あり、第６図はＢｅＱ（０，０７％）およびｎ２
ｏ３（０，０１％）を添加して得た・ジルコニア焼結体
の密度と焼結温度との関係を示す図、第４図は実施例６
のジルコニア焼結体の（ＬＩＦを添加または添加のもの
）の密度と焼結温度との関係を示すグラフである。 第 ２ 図 バ紡温護（Ｃ） 第 ３ 図 性＃）廣（Ｃ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）３〜１４重量部の酸化イットリウムと、０．００３
〜０．５重量部のＢｅ，ＬｉおよびＢの中から選ばれた
１種または２種以上と、残部の酸化ジルコニウムとから
なるジルコニア焼結体。 ２）３〜１４重量部の酸化イットリウムと、０．００３
〜０．５重量部のＢｅ，ＬｉおよびＢの中から選ばれた
１種または２種以上と、残部の酸化ジルコニウムとから
なる組成物を温度１３００〜１６００℃で焼結すること
を特徴とする、ジルコニア焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63074705A JPH01249658A (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | ジルコニア焼結体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63074705A JPH01249658A (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | ジルコニア焼結体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01249658A true JPH01249658A (ja) | 1989-10-04 |
| JPH0550467B2 JPH0550467B2 (ja) | 1993-07-29 |
Family
ID=13554914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63074705A Granted JPH01249658A (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | ジルコニア焼結体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01249658A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58120571A (ja) * | 1982-01-09 | 1983-07-18 | 日本特殊陶業株式会社 | 高靭性セラミツク焼結体 |
| JPS6374959A (ja) * | 1986-09-16 | 1988-04-05 | 本田技研工業株式会社 | 高温軟化性セラミツク焼結体およびそれを使用するセラミツク製品の製造方法 |
-
1988
- 1988-03-30 JP JP63074705A patent/JPH01249658A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58120571A (ja) * | 1982-01-09 | 1983-07-18 | 日本特殊陶業株式会社 | 高靭性セラミツク焼結体 |
| JPS6374959A (ja) * | 1986-09-16 | 1988-04-05 | 本田技研工業株式会社 | 高温軟化性セラミツク焼結体およびそれを使用するセラミツク製品の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0550467B2 (ja) | 1993-07-29 |
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