JPH013071A

JPH013071A - 高強度ジルコニアセラミックス

Info

Publication number: JPH013071A
Application number: JP62-201315A
Authority: JP
Inventors: 恒川　恭輔; 宗之岩渕; 健福田
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1986-08-18
Filing date: 1987-08-12
Publication date: 1989-01-06

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）本発明は高強度ジルコニアセラミックスに関する。

（従来技術）イソ１〜リアを主体とする安定化剤を１．５〜５ｍｏｌ
％大有するジルコニアセラミックスは部分安定化ジルコ
ニア（ＰＳＺ）セラミックスと称され、高強度のジルコ
ニアセラミックスとして機械構造材料としての用途開発
がなされている。しかじから、上記した部分安定化ジル
コニアセラミックスはかならずしも十分な曲げ強度を持
っていないことから、同セラミックスよりさらに曲げ強
度の高い高強度ジルコニアセラミックスの製造法が特開
昭６０−２２６４５７号公報に示されている。

しかして、同公報に示された製造法は、特定の平均１次
粒子径の原料微粉末を特定割合で混合した混合粉末を熱
間静水圧プレスまたは一軸加圧焼結する方法である。か
かる製造法においては、Ｙ２Ｏ３を主体とする安定化剤
を１．５〜５ｍｏｌ％含有するＺｒＯ□中にＡ１□０．
およびＭｇＯが混在するセラミックスが一例として示さ
れている。

一般に、ジルコニアセラミックスは高温領域から常温領
域へいくにつれて、立方晶から正方晶を経て単斜晶へと
体積変化を伴いながら相転移する。

この際、特に正方晶から単斜晶への相転移時の体積変化
が大きく、これによりジルコニアセラミックスは破壊さ
れやすいという問題がある。かかる問題に対処する手段
として、ＺｒＯ□にＣａｎ　、Ｍ＋；０、Ｙ２Ｏ３等の
安定化剤を固溶させて相転移を抑制する手段が知られて
いる。現在、安定化剤としては主としてＹ２Ｏ，が用い
られ、常温領域において正方晶を１体とする高強度、高
靭性の部分安定化ジルコニアセラミックスが生成されて
いる。しかしながら、かかる部分安定化ジルコニアセラ
ミックスは準安定相であって経時変化を生じやすく、２
００〜４００℃という比較的低い加熱により単斜晶へ相
転移し強度が経時的に劣化し、熱安定性に欠けるもので
ある。

また、強度および熱安定性を向上すべく意図したジルコ
ニアセラミックスとしてＺｒＯ□中にＹ２Ｏ３およびＡ
ｌ２Ｏ，を混在させてなるものが特開昭５８−３２０６
６号公報に、さらにＹ２Ｏ３、ＣｅＯ２およびＡ１□０
３を混在させてなるものが特開昭６１−７７６６５号公
報に示されている。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、特開昭６０−２２６４５７号公報においては
、Ａｌ２Ｏ．およびＭｇＯを混合させることについての
開示にとどまり、これら両酸化物の混合比についての詳
細な検討についてはなされていない。また、特開昭５８
−３２０６６号公報および特開昭６１−７７６６５号公
報に示されたジルコニアセラミックスのうち前者のジル
コニアセラミックスにおいては強度は高いものの熱安定
性が十分でなく、後者のジルコニアセラミックスにおい
てはこれとは逆に熱安定性は高いものの強度が十分では
ないという問題がある。

本発明者等はこれら両酸化物の混合比に着目して検討し
たところ、これら両酸化物の混合比が特にジルコニアセ
ラミックスの強度に大きな影響を及ぼし、同混合比が所
定の範囲から外れる場合には部分安定化ジルコニアセラ
ミックスの強度を増加し得ないことを知得した。従って
、本発明は特にこれら両酸化物の混合比を特定すること
により、高強度かつ高耐酸性で熱安定性に優れたジルコ
ニアセラミックスを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明は高強度ジルコニアセラミックスに関し、安定化
剤としてＹ２Ｏ，を５ｎ＋ｏ　１％以下の範囲で含有す
るＺｒＯ□焼結体中に同焼結体を基準としてアルミニウ
ム系成分およびマグネシウム系成分がＡｌ２Ｏ３および
ＭｇＯ換算で合わせて１〜３０ｗｔ％混在していること
を特徴とするものである。前記焼結体がＣｅＯ□を含有
していない場合には同焼結体中のＹ２Ｏ。

の含有量は１．５〜５ｍｏ　１％であり、またＣｅＯ□
を含有している場合にはＹ２Ｏ３およびＣｅＯ２の含有
量は０．５〜５ｎ＋ｏ　１％および０．５〜１２＋＋＋
ｏ１％の範囲内でがっこれら両者の合計が１．０〜１５
ｍｏｌ％である。

当該ジルコニアセラミックスにおいて、前記焼結体がＹ
２Ｏ３を１．５〜５ａ＋ｏ１％５ｎ＋ｏたはＹ２Ｏ３を
１．５〜３．５ｍｏｌ％、ＣｅＯ２を２〜５ｍｏｌ％含
有していて、かかる焼結体中にアルミニウム系成分およ
びマグネシウム系成分がＡ１□０．およびＭｇＯ換算で
１〜５ｗｔ％混在していることが好ましい。また、前記
焼結体中のアルミニウム系成分およびマグネシウム系成
分に関しては、これら両系成分の混合モル比がＡｌ２Ｏ
３およびＭｇＯ換算（ＡＩ２０３／　Ｍｇ０）で下記（
ａ　）〜（ｃ）のいずれかの範囲にあることが好ましい
。

（ａ）：３５〜４５／６５〜５５（ｂ）：６０〜７５／４０〜２５（Ｃ）　　：　８５〜９９．／′１５〜！本発明におけ
るジルコニアセラミックスの原料の調合には、アルミナ
−マグネシア系酸化物粉末（スピネル系粉末）をジルコ
ニア粉末に混合する方法、アルミナおよびマグネシャの
各粉末をジルコニア粉末に混合する方法、ジルコニウム
、イソ１−リウム、セリウム、アルミニウム、マグネシ
ウム等のイオンを含む水溶液を用いて湿式混合法によ−
）て粉末を得る方法等いずれの方法も採用することがで
きる。好ましくは下記の２つの方法により行われる。第
１の方法はＺｒＯ□−Ｙ２Ｏ３混合粉末、Ｚｒ０２−Ｙ
２Ｏ３−Ｃｅ０２混合粉末にＡｌ２０３−ＭｇＯの混合
粉末または混合塩水溶液を添加する方法、第２の方法は
７ｒ０２−　Ｙ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３混合粉末、Ｚｒ０２
−Ｙ２Ｏ３−Ｃｅ０２−Ａ１２０．混合粉末にＭｇＯ粉
末または塩水溶液を添加する方法である。これらの調合
方法において、Ｚｒ０２−Ｙ２Ｏ３、Ｚｒ０２−Ｙ２Ｏ
３−Ｃｅ０２、Ｚｒ０２−Ｙ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３２ｒ０
２　Ｙ２０ｇ−Ｃｅ０２−Ａ１２０３、Ａｌ□Ｏ，はそ
れぞれの粉末の混合物であってもよく、混合塩水溶液か
ら加水分解、仮焼して得られる混合粉末であってもよく
、混合粉末を仮焼してえられる混合粉末であってらよい
。

なお、ジルコニア原料中にはハフニア（ＩＩｆＯ□）が
不可避的に０．５〜３．０ｗｔ％混在するが、本発明に
係るジルコニアセラミックスにおいてはＺｒＯ２の一部
をＨｆＯ２に置換しても同様の特性を示すものである。

（発明の作用・効果）（１）安定化剤としてＹ２Ｏ３を用いた場合（曲げ強度
、耐酸性）第１図には、アルミニウムおよびマグネシウム系成分を
Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯに換算し全体に対する混合比を一定
にした場合のこれら画成化物間の混合モル比とセラミッ
クスの曲げ強度、耐酸性の結果が示されている。当該結
果から明らかなように、画成化物間の混合モル比を漸次
変更していくと曲げ強度には３つのピークが認められる
。その第１ピークはＡ１２０３　　（モル）／Ｍｇ０（
モル）で略４０／６０、第２ピークは同モル比で略７０
／　３０、第３ピークは同モル比で略９０／　１０にて
それぞれ認められ、またこれら両系成分の混在による曲
げ強度の増加は上記モル比で３５〜４５／６５〜５５．
６０〜７５／４０〜２５．８５〜９９／１５〜ｌの範囲
で認められる。また、耐酸性についてはこれら両系成分
が混在することにより大きくなるが、特にアルミニウム
系成分の増加に伴い大きくなる。

一方、第２図にはアルミニウムおよびマグネシウム系成
分をＡｌ２Ｏ３　、ＭｇＯに換算しこれら画成化物間の
混合モル比を上記ピークにおける値とした場合の、両酸
化物の全体に対する混合重量比とセラミックスの曲げ強
度、耐酸性の結果が示されている。当該結果から明らか
なように、両酸化物の全体に対する混合重量比が所定の
値を越えると同重量比の増加に伴い曲げ強度が漸次低下
する傾向が認められ、その最大の限界は３０ｗｔ％であ
り、好ましくは１〜５　ｗｔ％である。

（２）安定化剤としてＹ２Ｏ３−ＣｅＯ２を用いた場合
（曲げ強度、耐酸性、熱安定性）第３図にはジルコニアセラミックス中のＹ２Ｏ３混在ｆ
ｆｌ（ｍｏｌ％）と曲げ強度との関係が示されており、
強度の良否の判定基準値７０Ｋｇｆ　７ｍｍ２の近傍よ
り低いＡ群〜Ｄ群のものはＺｒＯ□が８５＋ｏｏ１％未
満でＹ２Ｏ，とＣｅＯ□とが合わせて１５ｍｏｌ％を越
えるもの、Ｈ群のものはＹ２Ｏ３が７ｍｏ　１％のもの
ある。また、強度の基準値の近傍のＥ群〜Ｇ群またはＩ
」群はＺｒＯ□が８５ｍｏｌ％でＹ２Ｏ３とＣｅＯ２と
が合わせて１５ｍｏｌ　％、またはＹ２Ｏ３が５ｍｏ　
１％である。第４図にはジルコニアセラミックス中のＣ
ｅＯ□ｍｏｌ％と曲げ強度の関係が示されており、Ｃｅ
Ｏ２は曲げ強度の点から１２ｍｏｌ％以下であることが
必要である。このことは、Ｙ２Ｏ３、アルミニウム系成
分、マダイ・シウム系成分の混合割合が異なる場合も同
様である。

一方、第５図および第６図にはジルコニアセラミックス
におけるアルミニウム系成分とマグオ・シラム系成分（
Ａｌ２Ｏ，、ＪＯに換算）の混在量（ｗｔ％）と曲げ強
度の関係、および同ジルコニアセラミックスにおけるＡ
ｌ２Ｏ３とＭｇＯの混合モル比と曲げ強度の関係がそれ
ぞれ示されている。これらの関係から、人１□０．とＭ
ｇＯを合わせた混在量は３０ｗｔ％以下であることが必
要であり、またＡｌ２Ｏ３とＭｇＯの混合モル比は（ａ）：３５〜４５／６５〜５５（ｂ）＝６０〜７５／
４０〜２５（ｃ）＝８５〜９９／１５〜ｌであることが好ましい。このことは、ｚ「０２、Ｙ２Ｏ
３、ＣｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯの混在量が他の割合
の場合も同様である。

また、第７図にはジルコニアセラミックス中のＣｅＯ□
の混在ｉｍｏｌ％と同セラミックスの熱劣化後における
正方晶および立方晶から単斜晶への転移率％との関係が
示されている。かかる関係から、ジルコニアセラミック
スの熱劣化の抑制、すなわち熱安定性にはＹ２Ｏ，とＣ
ｅＯ２の両者が大きく機能していることが明らかで、こ
れら両者共混在量が多いほど熱安定性がよい。なお、安
定化剤とじてＹ２Ｏ３−ＣｅＯ２を用いた場合の耐酸性
についても確認済みである。

このように、ＺｒＯ２中にＹ２Ｏ３またはＹ２Ｏ３−Ｃ
ｅＯ２を安定化剤して含有する焼結体中に混在するアル
ミニウム系成分およびマグネシウム系成分の全体に対す
る重量比、これら両系成分の互の混合モル比を特定する
ことにより、高強度かつ耐酸性で熱安定性に１憂れたジ
ルコニアセラミックスを提供することができる。

（実施例）原ＪＩＬ涜− 塩水溶液から加水分解法により得られたＺｒ０２−Ｙ２
０３共沈物を９００℃にて仮焼し、粒径１μｍ以下のジ
ルコニア混合粉末を得な。この混合粉末にＡ１□０３粉
末、ＭｇＯ粉末を添加してボットミルで粉砕混合し、噴
霧乾燥して出発原料とした。

Ｋ１へ１糺得られた各種の出発原料を用いてこれらを２００ｋｇ／
ｃｍ２の圧力で予備成形し、次いでラバープレス法にて
３ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で成形して６０Ｘ　６０ｘ　８
（ｍｎ＋）の各種の角板を得た。これらの角板を常圧焼
成法にて１４００℃で５時間焼成し、試料とした。

ｊ劇１（１）曲げ強度試験：　ＪＩＳ−ＲＩ６０１．４点曲げ
強さの試験法に基づく（にｇｆ／ｍｍ”）。但し、試料
は３×４Ｘ　４０（ｍｍ）、クロスヘツドスピード０．
５ｍｍ／ｗｉｎ　、上部スパン１０ｍｍ、下部スパン３
０Ｉｌ１１１゜（２）耐酸性：試験片および３６ｗｔ％
ＨＣＩ溶液を密封容器に入れ、１５０℃で２００時間放
置したときの重量を゛測定し、単位面積当たりの重量減
を算出（＋ｓｇ／ｃｍ２）。

ＬＬＬ１２試験片の試験結果を第１表および第２表に示すととも
に、これら各表に示した試験結果を第１図および第２図
に示す。

Ｎ００１〜Ｎ０．２７の試験結果は安定化剤のモル比（
Ｙ２Ｏ３／ＺｒＯ２・３／９７）を一定とし、焼結助剤
間の混合モル比（ＡＩ□（ｂ／Ｍｇ０）または同焼結助
剤の添加量（ｗｔ％）を変化させた試験片に基づくもの
である。

また、第１図はかかる試験結果のうち焼結助剤の添加量
（・２ｗｔ％）を一定にして同焼結助剤間の混合モル比
を変化させた試験片のものであり、かつ第２図はかかる
試験結果のうち焼結助剤間のモル比（４０／６０、ＴＯ
／３０．９０／１０）を一定にして同焼結助剤の添加量
を変化させた試験片のものである。

なお、各図における１点鎖線の直線は焼結助剤が混在し
ない試験片の曲げ強度および耐酸性の値を示している。

これらの結果から明らかなように、耐酸性については本
発明に係る焼結助剤が混在している試験片は著しく向上
し、特に同焼結助剤間の混合モル比３０〜６０を越える
とその傾向が顕著である。一方、曲げ強度については、
焼結助剤間の混合モル比が略４０／６０．７０／３０．
９０／１０においてピークが認められ、特に同温合モル
比が３５〜４５／６５〜５５．６０〜７５／４０〜２５
．８５〜９９／１５〜１の範囲において増加しているこ
とが認められる。また、焼結助剤の添加量が２０ｗｔ％
以下、好ましくは１０ｗｔ％以下において曲げ強度の増
加が認められる。

第２表のＮｏ、２８〜Ｎｏ、４３の試験結果は、安定化
剤のモル比（１，５／９ｇ、５．２／９８．５／９５）
および焼結助剤の添加量（２ｗｔ％、５ｗｔ％）をそれ
ぞれ一定にして同焼結助剤間の混合モル比を変化させた
試験片のものであり、これらのすべての曲げ強度および
耐酸性は同焼結助剤が混在しない試験片に比して向上し
ている。

このように、本発明に係るジルコニアセラミックスは高
強度でかつ高耐酸性のジルコニアセラミックスであり、
特に高い耐酸性が要求される機械構造材料として有用で
ある。

なお、本実施例においては焼結助剤として、アルミニウ
ム系成分を含む化合物として＾１２０３粉末を用いかつ
マグネシウム系成分を含む化合物としてＭｇＯ粉末を用
いたが、これらの成分の量は焼成後のセラミックスを４
４μｍ以下に粉砕して蛍光Ｘ線分析法にて測定したアル
ミニウム系成分、マグネシウム系成分の値とほぼ一致し
ている。従って、セラミックス中に混在するアルミニウ
ム系成分、マグネシウム系成分の人１□０．　、　Ｍｇ
Ｏに換算した値は焼結助剤として用いたＡｌ２Ｏ３、Ｍ
ｇＯの添加量にほぼ一致しているなめ、同添加量を混在
量の値とした。

なお、本実施例のジルコニアセラミックスにおいては、
蛍光Ｘ線分析法により下記の不純物５ｉ０２：２．０ｗ
ｔ％以下、Ｔ！０２：２．０ｗｔ％以下、ＣａＯ：０．
５ｗｔ％以下、に２０：０．５ｗｔ％以下、Ｎａ２Ｏ：
０．５ｗｔ％以下、’１ｆｏｚ：３．Ｏｗｔ％以下を含
有していることが確認された。

（実施例２）原１塩水溶液から加水分解法により得られＺｒＯ□−Ｙ２Ｏ
３−ｃｅｏ□共沈物を９００℃にて仮焼し、粒径１μｍ
以下のジルコニア混合粉末を得な。こ、の混合粉末に＾
１２０３粉末およびＭｇＯ粉末を添加してボットミルで
切砕混合し、これを噴霧乾燥して出発原料とした。

■１ノ日Ｕ【原料をプレス機にて金型内で２００Ｊ／ｃｍ２の圧力で
予備成形して６０Ｘ　６０Ｘ　８（ｍＩｌｌ）の角板と
し、これをラバープレス法にて、３ｔｏｎ／ｃｍ２の圧
力で成形した。

得られた角板を常圧焼成法にて１４００℃で５ｈｒ焼成
し試料とした。

（１）曲げ強度試験：　ＪＩＳ−ＲＩ６０１．４点曲げ
強さの試験法に基づく（にｇｒ／ｍｍ２）。但し、試料
は３×４Ｘ４０（ｍｍ）、クロスヘツドスピード０．５
ｍｍ／ｗｉｎ　、上部スパン１０ｍｍ、下部スパン３０
ＩＩＩＩＩｌ。

（２）熱劣化試験：特開昭６０−３５０号公報に開示さ
れた「セラミックスの試験方法」に基づき、試料をオー
トクレーブ内の熱水中（熱水温度２５０℃、オートクレ
ーブ内蒸気圧約３９ｋｇ／ｃ＋＋＋２）で５０ｈｒ熱処
理し、下記の方法により試料中における正方晶および立
方晶の単斜晶への転移率（％）を算出する。

試料を予めダイヤモンドペーストにて鏡面研磨してＸ線
回折し、単斜晶の（１１１）面の回折ピークの積分強度
ＩＭに対し正方晶の（１１１）面と立方晶の（１１１）
面の回折ピークの積分強度との和（ＩＴ＋ＩＣ）から正
方晶および立方晶ｆｆ１（ＶＯ）をＶｏ＝（ＩＴ＋ＩＣ
）バＩＭ＋ＩＴ＋ＩＣ）により算出する。

また、熱処理後の試料をＸ線回折に付して上記と同様に
正方晶および立方晶ｆｉ（Ｖ＋）を算出し、これらＶ　
Ｏ、Ｖ　１から転移率（％）　＝　（Ｖｏ−Ｖ＋　）／
Ｖ。

ｘｌＯＯを算出する。

Ｌ１隨ｌ各試料の試験結果を第３表〜第１１表に示すとともに、
同結果の一部を第３図〜第７図に示す。

これらの試験結果中、曲げ強度の良否の判定基準値を７
０Ｋｇｆ／ｌｅｒｍ２とし、がっ熱安定性の良否の判定
基準値（転移率）２５％とした。

第３図はジルコニアセラミックス中のＹ２Ｏ３の混合ｆ
ｆｉ（ｍｏｌ％）と曲げ強度との関係を示しており、同
図においては強度の判定基準値７０Ｋｇｆ／ｍｍ２の近
傍またはこれより低い範囲において（＾）〜（（（）の
８つの群が認められる。Ａ群〜Ｄ群はＺｒＯ２が８２〜
８５　ｎ＋ｏ１％、Ｙ２Ｏ，とＣｅＯ２を合わせた量が
１５ｍｏｌ％を越えるもの、Ｅ群およびＦ群はＺｒＯ２
が８５ｍｏ　１％、Ｙ２Ｏ，とＣｅＯ２を合わせた量が
１５１１ｏ１％のもの、Ｏ１洋はＹ２Ｏ３が５ｎ＋ｏ　
Ｉ％のもの、Ｈ群はＹ２Ｏ３が７ｍｏ　Ｉ％のものをそ
れぞれ含んでいる。また、第４図はＹ２Ｏ３が３ｎ＋ｏ
　Ｉ％、Ａｌ２Ｏ３とＭｇＯを合わせた量が２ｗｔ％で
あるジルコニアセラミックス中のＣｅＯ２混在ｆｉ（＋
＋＋ｏ１％）と曲げ強度との関係を示しており、強度は
ＣｅＯ２の混在量が所定の値を越えると漸次低下し、１
２ｍｏｌ％を越えると急激に低下する傾向にある。これ
ら両図の結県からすれば、曲げ強度の高いジルコニアセ
ラミックスを得るには、ＺｒＯ□中にＹ２Ｏ３が０　、
５〜５ｍｏ　Ｉ　％、ＣｅＯ２が０．５〜１２ｍｏｌ％
の範囲内にてこれら両者が合わせて１．０〜１５＋ｅｏ
１％混在するとともに、Ａｌ２Ｏ３とＭｇＯが混在して
いることが必要である。

第５図はＹ２Ｏ３が３ｍ０１％、ＣｅＯ２が２ｍｏ　Ｉ
％であるジルコニアセラミックス中の＾１２０．とＭｇ
Ｏの混在量（ｗｔ％　・・同混在量はアルミニウム系成
分、マグネシウム系成分をＡｌ２Ｏ３＝　Ｍｈｏに換算
した値であり、本実施例においてはこれらの各値にＡｌ
２Ｏ３、ｌｌｌｇｏの添加量の値を充当した。）と曲げ
強度との関係を示しており、強度はＡｌ２Ｏ３とＭｇＯ
両者の混在量が所定の値を越えると漸次低下し、３０ｗ
ｔ％を越えると急激に低下する傾向にある。また、第６
図はＹ２Ｏ３が３ｎ＋ｏ　１％、ＣｅＯ２が２ｍｏ　Ｉ
％、Ａｌ２Ｏ３とＭｇＯ両者が２ｗｔ％であるジルコニ
アセラミックス中のＡ１□０３とＭｇＯの混合モル比（
＾ｈ（ｂ／Ｍｇ０）と曲げ強度との関係を示しており、
強度には混合モル比が略４０／６０．７０／３０．９０
／１０の値においてそれぞれピークが認められ、その良
好な範囲の第１は３５〜４５／６５〜５５、第２は６０
〜７５／４０〜２５、第３は８５〜９９／１５〜１の範
囲である。これら両図の結果からすれば、曲げ強度の高
いジルコニアセラミックスを得るには、Ａｌ２Ｏ３とＭ
ｇＯ両者の混在量が３０ｗｔ％以下であることが必要で
あり、かつこれら両者の混合モル比が下記（ａ）　、（
ｂ）　、（ｃ）（ａ）：３５〜４５／６５〜５５（ｂ）
＝６０〜７５７４０〜２５（ｃ）：８５〜９９／１５〜
１の範囲にあることが好ましい。

また、第３図〜第５図から明らかなように、Ｙ２Ｏ３が
２ｍｏ　１％、３ｍｏｌ％、ＣｅＯ２が５ｍｏ　１％以
下、Ａ１□０．とＭｇＯ両者が１〜５ｗｔ％混在するジ
ルコニアセラミックスにおいては、曲げ強度が特に高い
。

第７図はＡｌ□０．とＭｇＯ両者が２ｗｔ％でＡｌ２Ｏ
３／ス中の所定のＹ２Ｏ３＋ｏｏ　Ｉ％におけるＣｅＯ
２両者　１％と正方晶および立方晶の転移率（％）との
関係を示しており、Ｙ２Ｏ３とＣｅＯ２両者の混在量が
多い方が転移率が少ないこと、すなわち熱安定性の良好
なことを示している。

（実施例３）原料調合を下記の方法で行った点を除き、実施例１．２
と同様に試料を作製しかつ試験を行って第１２表〜第１
５表に示す結果を得た。

」１乱鉦アルミニウム系成分、マグネシウム系成分を含む化合１
勿として＾＋（ｏＨ）、　、ＡｌＣｌ３、＾ｌ　（ＮＯ
３　）３、＾１□（Ｃ２０４）５、Ｍｇ（ＯＨｈ　、Ｍ
ｇＣｌ□、Ｍｇ（ＮＯ３ｈ、ＭｇＣ２０４、ＭｇＣ０，
を用い、これらの化合物を実施例１、２の方法にて得た
Ｚｒ０２−Ｙ２Ｏ３　＝　７．ｒ０２−　Ｙ２Ｏ３−Ｃ
ｅＯ２の各粉末に、セラミックス中の上記各系成分がＡ
１□０，　、ＭｇＯ換算で特定の値となるように添加し
混合する。得られた混合物を１０００℃にて熱処理し、
ボットミルで粉砕して混合し、噴霧乾燥して出発原料と
した。

仄呈瀦１第１２表〜第１５表から明らかなように、焼結助剤とし
てアルミニウム系成分およびマグネシウム系成分を含む
塩水溶液を用いても、＾１２０，粉末及びＭｇＯ粉末を
用いた場合と同様の効果を奏する。

（実施例４）原料調合を下記の（１）　、（２＞の方法で行った点を
除き、実施例１．２と同様に試料を作製しかつ試験を行
って第１６表に示す結果を得な。

駆且１−合一（１１オキシ塩化ジルコニウムに塩化イツトリウムを加
え加水分解により得られたゾル溶液、またはオキシ塩化
ジルコニウムに塩化イツトリウム、塩化セリウムを加え
加水分解により得られたゾル溶液にＡ　Ｉ　（ＯＨ　）
３とＭｇ（ＯＦｌｈをＡ１□Ｏ，　、ＭｇＯ換算でＡｌ
２Ｏ，／ＭｇＯが所定のモル比となるように添加し、１
０００℃にて熱処理して得られた粉末をポットミルにて
粉砕し、噴霧乾燥して出発原料としたく第１６表Ｎｏ．
１〜Ｎｏ．６に対応）。

１２＋上記（１）項にて得られた各ゾル溶液にＡＩ（０
１１）３をＡｌ２Ｏ，換算で後述するＭｇＯとのモル比
が９０／Ｉｎとなるよう添加して熱処理し、得られた粉
末にＭｇ。

粉末を加えボットミルにて粉砕しく第１６表Ｎｏ、７゜
８）、またはＭｇＯ粉末に換えてＭｇＣ＋２溶液を添加
、熱処理したものを粉砕しく同表Ｎｏ、９．ＩＯ）、噴
霧乾すｍして出発原料とした。

左ｌ胤１第１６表から明らかなように、出発原料を調合するため
にジルコニウムイオン、イツ！−リウムイオン、セリウ
ムイオンを含む混合塩水溶液を用いても、ＺｒＯ２Ｙ２
Ｏ３、ＺｒＯ２Ｙ２Ｏ３ＣｅＯ２共沈物を用いた場合と
同様の効果を奏する。

（以下余白）

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１に係るジルコニアセラミック
スにおける安定化剤のモル比および焼結助剤の混在量を
一定にした場合における同焼結助削間のモル比（ＡＩ□
’ｈ／ＭｇＯモル比）と曲げ強度、耐酸性との関係を示
すグラフ、第２図は同セラミ・ソクスにおける安定化剤
のモル比および＾１２０３　／ＪＯモル比を一定にした
場合における同焼結助剤の混在量と曲げ強度、耐酸性と
の関係を示すグラフ、第３図は本発明の実施例２に係る
セラミックス中のＹ２Ｏ，混在量と曲げ強度との関係を
示すグラフ、第・１図は同セラミックス中のＣｅＯ２混
在量と曲げ強度との関係を示すグラフ、第５図はＡｌ２
Ｏ．とＭ　ｇＯ両昔の混在量と曲げ強度との関係を示す
グラフ、第６図は同セラミックスにおけるＡｌ２Ｏ３／
ＪＯモル比と曲げ強度との関係を示すグラフ、第７図は
同セラミックスにおけるＹ２Ｏ３、ＣｅＯ２の混在）Ｉ
ｔと正方品および立方晶の転移率との関係を示すグラフ
である。第１図Ｍ２Ｏ（Ａ）ｘ（ｂ　　ｍｏｌ　　’／−）　　　　　
　　　ＡＩＪＯｊ実線°曲実線変曲　　　破線　耐酸性

Claims

【特許請求の範囲】

（１）安定化剤としてＹ＿２Ｏ＿３を５ｍｏｌ％以下の
範囲で含有するＺｒＯ＿２焼結体中に同焼結体を基準と
してアルミニウム系成分およびマグネシウム系成分がＡ
ｌ＿２Ｏ＿３およびＭｇＯ換算で合せて１〜３０ｗｔ％
混在していることを特徴とする高強度ジルコニアセラミ
ックス。
（２）前記焼結体がＹ＿２Ｏ＿３を１．５〜５ｍｏｌ％
含有している特許請求の範囲第１項に記載の高強度ジル
コニアセラミックス。
（３）前記焼結体がアルミニウム系成分およびマグネシ
ウム系成分をＡｌ＿２Ｏ＿３およびＭｇＯ換算で１〜５
ｗｔ％混在している特許請求の範囲第２項に記載の高強
度ジルコニアセラミックス。
（４）安定化剤としてＹ＿２Ｏ＿３を０．５〜５ｍｏｌ
％、ＣｅＯ＿２を０．５〜１２ｍｏｌ％の範囲内にてこ
れら両者を１．０〜１５ｍｏｌ％含有するＺｒＯ＿２焼
結体中に同焼結体を基準としてアルミニウム系成分およ
びマグネシウム系成分がＡｌ＿２Ｏ＿３およびＭｇＯ換
算で合わせて１〜３０ｗｔ％混在していることを特徴と
する高強度ジルコニアセラミックス。
（５）前記焼結体がアルミニウム系成分およびマグネシ
ウム系成分をＡｌ＿２Ｏ＿３およびＭｇＯ換算で１〜５
ｗｔ％混在している特許請求の範囲第４項に記載の高強
度ジルコニアセラミックス。
（６）アルミニウム系成分とマグネシウム系成分の混合
モル比がＡｌ＿２Ｏ＿３およびＭｇＯ換算（Ａｌ＿２Ｏ
＿３／ＭｇＯ）で下記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）（ａ）：３５〜４５／６５〜５５（ｂ）：６０〜７５／
４０〜２５（ｃ）：８５〜９９／１５〜１のいずれかの範囲内にある特許請求の範囲第１項、第２
項、第３項、第４項または第５項に記載の高強度ジルコ
ニアセラミックス。