JPH0223511B2 - - Google Patents
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- JPH0223511B2 JPH0223511B2 JP59279163A JP27916384A JPH0223511B2 JP H0223511 B2 JPH0223511 B2 JP H0223511B2 JP 59279163 A JP59279163 A JP 59279163A JP 27916384 A JP27916384 A JP 27916384A JP H0223511 B2 JPH0223511 B2 JP H0223511B2
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Description
「産業上の利用分野」
本発明は、内燃機関の部品等高強度、高靭性、
断熱性又は耐熱性が要求される構造材料として、
又は酸素検知素子等酸素感応性の要求される機能
材料の非感応支持部として利用される被覆膜付き
ジルコニア基焼結体に関するものである。 「従来の技術」 周知のように準安定相である正方晶ジルコニア
を残留させてなる部分安定化ジルコニア焼結体
（以下「PSZ焼結体」と称する）又は部分安定化
ジルコニアと他のセラミツクスとの複合焼結体
は、高強度性及び高靭性を備えていることから構
造材料として注目されており、また、ジルコニア
本来の酸素感応性により苛酷な条件で使用される
機能材料としても注目されている。しかしながら
PSZ焼結体は200〜400℃の温度範囲で正方晶ジル
コニアが単斜晶ジルコニアに漸次転移し、この転
移現象に伴つて機械的強度の劣化を起こすことか
ら、耐久性の点で問題が有り、利用範囲が制限さ
れていた。この問題点を解決するためにPSZ焼結
体表面にシリコン樹脂又はガラスよりなる耐水被
膜を施す手段が有効である旨の提案がなされ、社
団法人粉体粉末冶金協会主催の昭和59年春期大会
講演予稿集122ページ「PSZの低温劣化」におい
て開示された。 「発明が解決しようとする問題点」 上記講演予稿集に記載の手段は正方晶ジルコニ
アから単斜晶ジルコニアへの転移現象が雰囲気中
に存在する水分に起因するとの知見に基づくもの
である。ところが本発明者等による鋭意研究の結
果、PSZ焼結体は乾燥空気中でも依然として転移
現象に伴う強度劣化を生じ、その原因が雰囲気中
酸素の正方晶ジルコニア中への固溶、拡散と深く
関連することが判明した。 本発明は以上の情勢に鑑みてなされたもので、
正方晶ジルコニアを30容量％以上と残部該正方晶
ジルコニアと異なる種類のセラミツクスよりなる
焼結体を基体とし、該基体の表面に一定要件を具
備する被覆膜を設けることにより、転移現象に伴
う強度劣化を生じることなく、耐久性の良い被覆
膜付きジルコニア基焼結体を提供することを目的
とするものである。ここで被覆膜を設ける基体の
対象を正方晶ジルコニアを30容量％以上含有する
焼結体に限定した理由は、正方晶ジルコニアの含
有量が30容量％に満たないとPSZ焼結体特有の高
靭性が発揮されないうえ、相転移発生率が極めて
低く、被覆膜を設ける必要性に乏しいためであ
る。 「問題点を解決するための手段」 被覆膜の厚さが0.1μm以上であつて、被覆膜と
して、被覆膜を構成する材質中の550℃以下にお
ける酸素の拡散係数が正方晶ジルコニア中の前記
温度以下における酸素の拡散係数よりも小さい関
係にある材質を用いる。 「作 用」 正方晶ジルコニア（以下「ｔ−ZrO2」と称す
る）から単斜晶ジルコニア（以下「ｍ−ZrO2」
と称する）への相転移機構は未だ不確定要素を残
していると思われるが主として、酸素空孔を多く
含み準安定相であるｔ−ZrO2中に雰囲気中の酸
素が200〜400℃の温度範囲内で固溶し拡散するこ
とにより安定相であるｍ−ZrO2に転移するとこ
ろにあり、本発明構成要件の被覆膜がこのような
酸素のｔ−ZrO2中への浸入を遮断して相転移を
未然に防止するのである。 この作用は、基体中のｔ−ZrO2がY2O3及び
Yb2O3のうちから選ばれる少なくとも一種を安定
化剤として含有し、所望により上記二種と異なる
種の安定化剤をも含有して部分安定化されている
場合に顕著である。 而して被覆膜として被覆膜及びｔ−ZrO2それ
ぞれの材質中の酸素の拡散係数が上記の関係にあ
る材質に限定した理由は、被覆膜中の酸素の拡散
係数がｔ−ZrO2中のそれと同等か又はより大き
ければ、雰囲気中の酸素が容易に被覆膜を通過し
てｔ−ZrO2中に浸入し相転移に寄与するため、
本発明構成要件の被覆膜が有する酸素遮断機能を
発揮しないためである。この酸素遮断機能は両拡
散係数の差が大きければ大きいほど良好に作用す
る。また、両拡散係数の関係を上記温度下に限定
した理由は、相転移が発生する温度範囲が200〜
400℃であることから、この温度範囲内における
関係のみ限定しても相転移を防止するに足りると
ころ、拡散係数の測定に極めて長時間（例えば、
550℃における拡散係数を測定するのに数ケ月〜
数年のオーダー）を要することと作用の完壁を期
すためとから、本発明の技術的範囲を一層明確に
するために550℃以下における関係にまで限定し
た。なお、拡散係数を測定する場合、200〜400℃
の温度範囲で行うのが最良であるが、上記時間的
要因により極めて困難である場合は、図面に示す
ように絶対温度の逆数と拡散係数との間に成立す
る直線関係を利用し、その直線の勾配と550℃、
又はそれ以上の温度における拡散係数の値から外
挿して200〜400℃における拡散係数を求めても良
い。図面は説明の便宜上示した拡散係数の一例で
あつて、図中、横軸及び縦軸はそれぞれ絶対温度
の逆数及び拡散係数を表わし、１は多結晶アルミ
ナ中の酸素の拡散係数と絶対温度の逆数との関係
を示す直線、２はイツトリア安定化ジルコニア中
の酸素の拡散係数と絶対温度の逆数との関係を示
す直線である。 以上のように本発明構成要件被覆膜は基体に対
して酸素遮断機能を有するが、その機能は該被覆
膜の厚さが0.1μmに満たないと顕著に作用しない
ので、0.1μm以上とするのが望ましい。 「実施例」 本発明構成要件被覆膜の材質としては、金属、
セラミツクス、ガラス、金属・セラミツクス複合
材料等本発明の要旨を超えないすべての材質を適
用し得るが、本発明焼結体の用途に応じて要求さ
れる機械的強度、耐熱性、耐熱衝撃性等の優れた
諸性質を具備するように適宜選択するのが望まし
く、就中、軟化点600℃以上のガラス又は融点600
℃以上の緻密質金属、金属炭化物、金属窒化物、
金属硼化粉、金属酸化物もしくはこれらの固溶体
が望ましく、例えば、Al2O3、Cr2O3、SiC、
TiC、WC、Si3N4、TiN、AlN、TiB2などが挙
げられる。 また、被覆膜は、例えば基体との密着性の良い
材質あるいは熱膨張係数が基体のそれに近い材質
を第１層とする二層以上を積層したものでも良
い。 以下具体的実施例を示す。 実施例 １ 共沈法によつて調製されたY2O3含有量2mol
％、平均粒径0.1μmのZrO2粉末を圧力1500Kg/cm2
でラバープレス成形し、大気中温度1550℃、保持
時間１時間の条件で焼成することによつてｔ−
ZrO2含有量99容量％以上、平均粒径1.0μm、大き
さ３×４×40mmのPSZ焼結体を得た。このPSZ焼
結体を基体とし、この表面に温度1000〜1100℃、
圧力100Torrの条件で化学気相蒸着（以下
「CVD」と略記する）法により第１表に示す厚さ
のAl2O3の被覆膜を設けることにより、本発明被
覆膜付きジルコニア基焼結体１〜６及び比較用ジ
ルコニア基焼結体R2並びに比較のために被覆膜
を設けていないジルコニア基焼結体R1を製造し
た。これら被覆膜付きジルコニア基焼結体１〜
６、比較用ジルコニア基焼結体R1及び同R2につ
いて、シリカゲルを通過した乾燥空気中温度300
℃、保持時間1000時間の条件でエージングを行
い、エージング前後の密度、機械的強度及び基体
表面のｍ−ZrO2生成量をそれぞれ次の要領で測
定した結果を第１表に示す。 密度の測定方法 アルキメデス法により見かけ密度を測定した。 機械的強度の測定方法 JIS規格R1601により曲げ強度を測定し試料５
個の平均値を求めた。 ｍ−ZrO2生成量の測定方法 エージング前の試料中のｍ−ZrO2生成量は、
被覆膜を設ける前の基体を15μmダイヤモンドペ
ーストで鏡面研摩した後、理学電機(株)製ガイガ−
フレツクスRAD−rA型Ｘ線回析計に装填し、Ｘ
線回析を行いｍ−ZrO2の〔11１〕面と〔111〕面
の積分強度、ｔ−ZrO2の〔111〕面の積分強度及
び立方晶ジルコニア〔以下「ｃ−ZrO2」と称す
る）の〔111〕面の積分強度をそれぞれ順にIm，
It及びIcとし、Imと（Im＋It＋Ic）との比から決
定した。エージング後の試料中のｍ−ZrO2の生
成量は、15μmダイヤモンドペーストを用いて基
体表面の被覆膜を削り落とし、エージング前の試
料と同様にImと（Im＋It＋Ic）との比から決定
した。 なお、試料中のｔ−ZrO2含有量については、
上記ｍ−ZrO2生成量決定後の基体を325メツシユ
全通まで粉砕し、粉砕時に働く機械的応力によつ
てｔ−ZrO2のすべてをｍ−ZrO2に転移させた後、
Ｘ線回析を行い、まずIcと（Im＋Ic）との比か
らｃ−ZrO2含有量を求め、その値から残るｔ−
ZrO2含有量を決定した。
断熱性又は耐熱性が要求される構造材料として、
又は酸素検知素子等酸素感応性の要求される機能
材料の非感応支持部として利用される被覆膜付き
ジルコニア基焼結体に関するものである。 「従来の技術」 周知のように準安定相である正方晶ジルコニア
を残留させてなる部分安定化ジルコニア焼結体
（以下「PSZ焼結体」と称する）又は部分安定化
ジルコニアと他のセラミツクスとの複合焼結体
は、高強度性及び高靭性を備えていることから構
造材料として注目されており、また、ジルコニア
本来の酸素感応性により苛酷な条件で使用される
機能材料としても注目されている。しかしながら
PSZ焼結体は200〜400℃の温度範囲で正方晶ジル
コニアが単斜晶ジルコニアに漸次転移し、この転
移現象に伴つて機械的強度の劣化を起こすことか
ら、耐久性の点で問題が有り、利用範囲が制限さ
れていた。この問題点を解決するためにPSZ焼結
体表面にシリコン樹脂又はガラスよりなる耐水被
膜を施す手段が有効である旨の提案がなされ、社
団法人粉体粉末冶金協会主催の昭和59年春期大会
講演予稿集122ページ「PSZの低温劣化」におい
て開示された。 「発明が解決しようとする問題点」 上記講演予稿集に記載の手段は正方晶ジルコニ
アから単斜晶ジルコニアへの転移現象が雰囲気中
に存在する水分に起因するとの知見に基づくもの
である。ところが本発明者等による鋭意研究の結
果、PSZ焼結体は乾燥空気中でも依然として転移
現象に伴う強度劣化を生じ、その原因が雰囲気中
酸素の正方晶ジルコニア中への固溶、拡散と深く
関連することが判明した。 本発明は以上の情勢に鑑みてなされたもので、
正方晶ジルコニアを30容量％以上と残部該正方晶
ジルコニアと異なる種類のセラミツクスよりなる
焼結体を基体とし、該基体の表面に一定要件を具
備する被覆膜を設けることにより、転移現象に伴
う強度劣化を生じることなく、耐久性の良い被覆
膜付きジルコニア基焼結体を提供することを目的
とするものである。ここで被覆膜を設ける基体の
対象を正方晶ジルコニアを30容量％以上含有する
焼結体に限定した理由は、正方晶ジルコニアの含
有量が30容量％に満たないとPSZ焼結体特有の高
靭性が発揮されないうえ、相転移発生率が極めて
低く、被覆膜を設ける必要性に乏しいためであ
る。 「問題点を解決するための手段」 被覆膜の厚さが0.1μm以上であつて、被覆膜と
して、被覆膜を構成する材質中の550℃以下にお
ける酸素の拡散係数が正方晶ジルコニア中の前記
温度以下における酸素の拡散係数よりも小さい関
係にある材質を用いる。 「作 用」 正方晶ジルコニア（以下「ｔ−ZrO2」と称す
る）から単斜晶ジルコニア（以下「ｍ−ZrO2」
と称する）への相転移機構は未だ不確定要素を残
していると思われるが主として、酸素空孔を多く
含み準安定相であるｔ−ZrO2中に雰囲気中の酸
素が200〜400℃の温度範囲内で固溶し拡散するこ
とにより安定相であるｍ−ZrO2に転移するとこ
ろにあり、本発明構成要件の被覆膜がこのような
酸素のｔ−ZrO2中への浸入を遮断して相転移を
未然に防止するのである。 この作用は、基体中のｔ−ZrO2がY2O3及び
Yb2O3のうちから選ばれる少なくとも一種を安定
化剤として含有し、所望により上記二種と異なる
種の安定化剤をも含有して部分安定化されている
場合に顕著である。 而して被覆膜として被覆膜及びｔ−ZrO2それ
ぞれの材質中の酸素の拡散係数が上記の関係にあ
る材質に限定した理由は、被覆膜中の酸素の拡散
係数がｔ−ZrO2中のそれと同等か又はより大き
ければ、雰囲気中の酸素が容易に被覆膜を通過し
てｔ−ZrO2中に浸入し相転移に寄与するため、
本発明構成要件の被覆膜が有する酸素遮断機能を
発揮しないためである。この酸素遮断機能は両拡
散係数の差が大きければ大きいほど良好に作用す
る。また、両拡散係数の関係を上記温度下に限定
した理由は、相転移が発生する温度範囲が200〜
400℃であることから、この温度範囲内における
関係のみ限定しても相転移を防止するに足りると
ころ、拡散係数の測定に極めて長時間（例えば、
550℃における拡散係数を測定するのに数ケ月〜
数年のオーダー）を要することと作用の完壁を期
すためとから、本発明の技術的範囲を一層明確に
するために550℃以下における関係にまで限定し
た。なお、拡散係数を測定する場合、200〜400℃
の温度範囲で行うのが最良であるが、上記時間的
要因により極めて困難である場合は、図面に示す
ように絶対温度の逆数と拡散係数との間に成立す
る直線関係を利用し、その直線の勾配と550℃、
又はそれ以上の温度における拡散係数の値から外
挿して200〜400℃における拡散係数を求めても良
い。図面は説明の便宜上示した拡散係数の一例で
あつて、図中、横軸及び縦軸はそれぞれ絶対温度
の逆数及び拡散係数を表わし、１は多結晶アルミ
ナ中の酸素の拡散係数と絶対温度の逆数との関係
を示す直線、２はイツトリア安定化ジルコニア中
の酸素の拡散係数と絶対温度の逆数との関係を示
す直線である。 以上のように本発明構成要件被覆膜は基体に対
して酸素遮断機能を有するが、その機能は該被覆
膜の厚さが0.1μmに満たないと顕著に作用しない
ので、0.1μm以上とするのが望ましい。 「実施例」 本発明構成要件被覆膜の材質としては、金属、
セラミツクス、ガラス、金属・セラミツクス複合
材料等本発明の要旨を超えないすべての材質を適
用し得るが、本発明焼結体の用途に応じて要求さ
れる機械的強度、耐熱性、耐熱衝撃性等の優れた
諸性質を具備するように適宜選択するのが望まし
く、就中、軟化点600℃以上のガラス又は融点600
℃以上の緻密質金属、金属炭化物、金属窒化物、
金属硼化粉、金属酸化物もしくはこれらの固溶体
が望ましく、例えば、Al2O3、Cr2O3、SiC、
TiC、WC、Si3N4、TiN、AlN、TiB2などが挙
げられる。 また、被覆膜は、例えば基体との密着性の良い
材質あるいは熱膨張係数が基体のそれに近い材質
を第１層とする二層以上を積層したものでも良
い。 以下具体的実施例を示す。 実施例 １ 共沈法によつて調製されたY2O3含有量2mol
％、平均粒径0.1μmのZrO2粉末を圧力1500Kg/cm2
でラバープレス成形し、大気中温度1550℃、保持
時間１時間の条件で焼成することによつてｔ−
ZrO2含有量99容量％以上、平均粒径1.0μm、大き
さ３×４×40mmのPSZ焼結体を得た。このPSZ焼
結体を基体とし、この表面に温度1000〜1100℃、
圧力100Torrの条件で化学気相蒸着（以下
「CVD」と略記する）法により第１表に示す厚さ
のAl2O3の被覆膜を設けることにより、本発明被
覆膜付きジルコニア基焼結体１〜６及び比較用ジ
ルコニア基焼結体R2並びに比較のために被覆膜
を設けていないジルコニア基焼結体R1を製造し
た。これら被覆膜付きジルコニア基焼結体１〜
６、比較用ジルコニア基焼結体R1及び同R2につ
いて、シリカゲルを通過した乾燥空気中温度300
℃、保持時間1000時間の条件でエージングを行
い、エージング前後の密度、機械的強度及び基体
表面のｍ−ZrO2生成量をそれぞれ次の要領で測
定した結果を第１表に示す。 密度の測定方法 アルキメデス法により見かけ密度を測定した。 機械的強度の測定方法 JIS規格R1601により曲げ強度を測定し試料５
個の平均値を求めた。 ｍ−ZrO2生成量の測定方法 エージング前の試料中のｍ−ZrO2生成量は、
被覆膜を設ける前の基体を15μmダイヤモンドペ
ーストで鏡面研摩した後、理学電機(株)製ガイガ−
フレツクスRAD−rA型Ｘ線回析計に装填し、Ｘ
線回析を行いｍ−ZrO2の〔11１〕面と〔111〕面
の積分強度、ｔ−ZrO2の〔111〕面の積分強度及
び立方晶ジルコニア〔以下「ｃ−ZrO2」と称す
る）の〔111〕面の積分強度をそれぞれ順にIm，
It及びIcとし、Imと（Im＋It＋Ic）との比から決
定した。エージング後の試料中のｍ−ZrO2の生
成量は、15μmダイヤモンドペーストを用いて基
体表面の被覆膜を削り落とし、エージング前の試
料と同様にImと（Im＋It＋Ic）との比から決定
した。 なお、試料中のｔ−ZrO2含有量については、
上記ｍ−ZrO2生成量決定後の基体を325メツシユ
全通まで粉砕し、粉砕時に働く機械的応力によつ
てｔ−ZrO2のすべてをｍ−ZrO2に転移させた後、
Ｘ線回析を行い、まずIcと（Im＋Ic）との比か
らｃ−ZrO2含有量を求め、その値から残るｔ−
ZrO2含有量を決定した。
【表】
第１表に示されるように比較用ジルコニア基焼
結体の場合はエージング後に基体中のｔ−ZrO2
がｍ−ZrO2に転移するとともに著しく強度が劣
化しているのに対し、本発明被覆膜付きジルコニ
ア基焼結体の場合は転移を生じることなく強度も
劣化していないことがわかつた。 実施例 ２ 熱膨張係数9.82×10-6〔１／℃〕のBaO−Al2O3
−SiO2−B2O3系ガラスを平均粒径1μm以下に粉
砕し、エタノール中に分散させてガラス分散溶液
を調製した。このガラス分散溶液に実施例１の基
体と同形同質の基体を浸漬し乾燥し、800〜1250
℃で焼き付けることにより、第２表に示す厚さの
ガラスの被覆膜を有する本発明被覆膜付きジルコ
ニア基焼結体７〜12及び比較用ジルコニア基焼結
体R3を製造し、実施例１と同一条件でエージン
グ前後の密度、機械的強度及び基体表面のｍ−
ZrO2生成量を測定した結果を第２表に示す。
結体の場合はエージング後に基体中のｔ−ZrO2
がｍ−ZrO2に転移するとともに著しく強度が劣
化しているのに対し、本発明被覆膜付きジルコニ
ア基焼結体の場合は転移を生じることなく強度も
劣化していないことがわかつた。 実施例 ２ 熱膨張係数9.82×10-6〔１／℃〕のBaO−Al2O3
−SiO2−B2O3系ガラスを平均粒径1μm以下に粉
砕し、エタノール中に分散させてガラス分散溶液
を調製した。このガラス分散溶液に実施例１の基
体と同形同質の基体を浸漬し乾燥し、800〜1250
℃で焼き付けることにより、第２表に示す厚さの
ガラスの被覆膜を有する本発明被覆膜付きジルコ
ニア基焼結体７〜12及び比較用ジルコニア基焼結
体R3を製造し、実施例１と同一条件でエージン
グ前後の密度、機械的強度及び基体表面のｍ−
ZrO2生成量を測定した結果を第２表に示す。
【表】
第２表に示されるように比較用ジルコニア基焼
結体の場合はエージング後に基体中のｔ−ZrO2
がｍ−ZrO2に転移するとともに著しく強度が丁
劣化しているのに対し、本発明被覆膜付きジルコ
ニア基焼結体の場合は転移を生じることなく強度
も劣化していないことがわかつた。 実施例 ３ Y2O3含有量2mol％、平均粒径0.1μmのZrO2粉
末60重量％及び平均粒径0.1μmのAl2O3粉末40重
量％を湿式混合し乾燥し、圧力1500Kg/cm2でラバ
ープレス成形し、大気中温度1550℃、保持時間１
時間の条件で焼成することによつてｔ−ZrO2含
有量46容量％（ZrO2粒子中では93容量％）、平均
粒径1.0μm、大きさ３×４×40mmのZrO2−Al2O3
複合焼結体を得た。このZrO2−Al2O3複合焼結体
を基体とし、その表面に実施例１の被覆膜と同一
条件で第３表に示す厚さの被覆膜を設けることに
より、本発明被覆膜付きジルコニア基焼結体13〜
18及び比較用ジルコニア基焼結体R4並びに比較
のために被覆膜を設けていないジルコニア基焼結
体R5を製造し、実施例１と同一条件でエージン
グ前後の密度、機械的強度及び基体表面のｍ−
ZrO2生成量を測定した結果を第３表に示す。
結体の場合はエージング後に基体中のｔ−ZrO2
がｍ−ZrO2に転移するとともに著しく強度が丁
劣化しているのに対し、本発明被覆膜付きジルコ
ニア基焼結体の場合は転移を生じることなく強度
も劣化していないことがわかつた。 実施例 ３ Y2O3含有量2mol％、平均粒径0.1μmのZrO2粉
末60重量％及び平均粒径0.1μmのAl2O3粉末40重
量％を湿式混合し乾燥し、圧力1500Kg/cm2でラバ
ープレス成形し、大気中温度1550℃、保持時間１
時間の条件で焼成することによつてｔ−ZrO2含
有量46容量％（ZrO2粒子中では93容量％）、平均
粒径1.0μm、大きさ３×４×40mmのZrO2−Al2O3
複合焼結体を得た。このZrO2−Al2O3複合焼結体
を基体とし、その表面に実施例１の被覆膜と同一
条件で第３表に示す厚さの被覆膜を設けることに
より、本発明被覆膜付きジルコニア基焼結体13〜
18及び比較用ジルコニア基焼結体R4並びに比較
のために被覆膜を設けていないジルコニア基焼結
体R5を製造し、実施例１と同一条件でエージン
グ前後の密度、機械的強度及び基体表面のｍ−
ZrO2生成量を測定した結果を第３表に示す。
【表】
第３表に示されるように比較用ジルコニア基焼
結体の場合はエージング後に基体中のｔ−ZrO2
がｍ−ZrO2に転移するとともに著しく強度が劣
化しているのに対し、本発明被覆膜付きジルコニ
ア基焼結体の場合は転移を生じることなく強度も
劣化していないことがわかつた。 実施例 ４ 実施例１の基体と同形同質の基体の表面に
CVD法により第４表に示す材質の被覆膜を第４
表に示す厚さに設けることにより、本発明被覆膜
付きジルコニア基焼結体を製造し、実施例１と同
一条件でエージング前後の密度、機械的強度及び
基体表面のｍ−ZrO2生成量を測定した結果を第
４表に示す。
結体の場合はエージング後に基体中のｔ−ZrO2
がｍ−ZrO2に転移するとともに著しく強度が劣
化しているのに対し、本発明被覆膜付きジルコニ
ア基焼結体の場合は転移を生じることなく強度も
劣化していないことがわかつた。 実施例 ４ 実施例１の基体と同形同質の基体の表面に
CVD法により第４表に示す材質の被覆膜を第４
表に示す厚さに設けることにより、本発明被覆膜
付きジルコニア基焼結体を製造し、実施例１と同
一条件でエージング前後の密度、機械的強度及び
基体表面のｍ−ZrO2生成量を測定した結果を第
４表に示す。
【表】
第４表に示されるように本発明被覆膜付きジル
コニア基焼結体はエージング後に基体中のｔ−
ZrO2がｍ−ZrO2に転移することなく強度も劣化
しないことがわかつた。 「発明の効果」 以上のように本発明被覆膜付きジルコニア基焼
結体は、通常のPSZ焼結体が相転移を生じる温度
領域に長期間晒されても相転移を生じることなく
強度を高く維持し得る、耐久性の良いものであ
る。
コニア基焼結体はエージング後に基体中のｔ−
ZrO2がｍ−ZrO2に転移することなく強度も劣化
しないことがわかつた。 「発明の効果」 以上のように本発明被覆膜付きジルコニア基焼
結体は、通常のPSZ焼結体が相転移を生じる温度
領域に長期間晒されても相転移を生じることなく
強度を高く維持し得る、耐久性の良いものであ
る。
図面は多結晶アルミナ又はイツトリア安定化ジ
ルコニア中の酸素の拡散係数と絶対温度の逆数と
の関係を示すグラフである。
ルコニア中の酸素の拡散係数と絶対温度の逆数と
の関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 正方晶ジルコニアを30容量％以上含有する焼
結体を基体とし、該基体の表面に被覆膜を設けて
なるものにおいて、被覆膜の厚さが0.1μm以上で
あつて、該被覆膜を構成する材質中の550℃以下
における酸素の拡散係数が正方晶ジルコニア中の
前記温度以下における酸素の拡散係数よりも小さ
い関係にあることを特徴とする被覆膜付きジルコ
ニア基焼結体。 ２ 被覆膜の材質が融点600℃以上の緻密質金属
である特許請求の範囲第１項記載の被覆膜付きジ
ルコニア基焼結体。 ３ 被覆膜の材質が軟化点600℃以上のガラス又
は融点600℃以上の金属炭化物、金属窒化物、金
属硼化物、金属酸化物もしくはこれらの固溶体で
ある特許請求の範囲第１項記載の被覆膜付きジル
コニア基焼結体。 ４ 被覆膜が異種材質を積層してなる多層構造を
有する特許請求の範囲第１項記載の被覆膜付きジ
ルコニア基焼結体。 ５ 基体中の正方晶ジルコニアがY2O3及び
Yb2O3のうちより選ばれる少なくとも一種を安定
化剤として含有し、部分安定化されている特許請
求の範囲第１項記載の被覆膜付きジルコニア基焼
結体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59279163A JPS61158883A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 被覆膜付きジルコニア基焼結体 |
| DE19853523027 DE3523027A1 (de) | 1984-12-28 | 1985-06-27 | Sinterkoerper auf der basis von zirkonium mit einem ueberzugsfilm |
| US07/165,378 US5026601A (en) | 1984-12-28 | 1988-02-29 | Zirconia-base sintered bodies having coating films |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59279163A JPS61158883A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 被覆膜付きジルコニア基焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61158883A JPS61158883A (ja) | 1986-07-18 |
| JPH0223511B2 true JPH0223511B2 (ja) | 1990-05-24 |
Family
ID=17607325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59279163A Granted JPS61158883A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 被覆膜付きジルコニア基焼結体 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5026601A (ja) |
| JP (1) | JPS61158883A (ja) |
| DE (1) | DE3523027A1 (ja) |
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| WO1988000578A1 (en) * | 1986-07-10 | 1988-01-28 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Or | Method of forming a ceramic product |
| JP2530623B2 (ja) * | 1986-08-19 | 1996-09-04 | 日立金属株式会社 | 被覆ＺｒＯ▲下２▼系セラミツクスおよびその製造方法 |
| JP2543408B2 (ja) * | 1989-06-14 | 1996-10-16 | 株式会社いすゞセラミックス研究所 | セラミックス製断熱部材及びその製造方法 |
| DE4317174A1 (de) * | 1993-05-22 | 1994-11-24 | Bosch Gmbh Robert | Verbundsystem mit mindestens zwei anorganischen keramischen Schichten und Verfahren zu deren Herstellung |
| US5827415A (en) * | 1994-09-26 | 1998-10-27 | The Board Of Trustees Of Leland Stanford Jun. Univ. | Oxygen sensor |
| DE19733700C2 (de) * | 1996-10-04 | 1999-06-02 | Fraunhofer Ges Forschung | Hartstoffverstärkte stabilisierte Zr02-Keramik mit mechanischer Stabilität unter hydrothermaler Beanspruchung, Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung |
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| US7351491B2 (en) * | 2003-04-28 | 2008-04-01 | Battelle Memorial Institute | Supporting electrodes for solid oxide fuel cells and other electrochemical devices |
| US7244526B1 (en) | 2003-04-28 | 2007-07-17 | Battelle Memorial Institute | Solid oxide fuel cell anodes and electrodes for other electrochemical devices |
| US20050016848A1 (en) * | 2003-05-30 | 2005-01-27 | Muhammad Sahimi | Oxygen sensor with a solid-state reference and manufacturing thereof |
| JP4826780B2 (ja) * | 2006-10-16 | 2011-11-30 | 株式会社島津製作所 | ナノ粒子の測定方法および装置 |
| CN110240491B (zh) * | 2019-07-09 | 2021-11-23 | 成都贝施美生物科技有限公司 | 一种高韧性的氧化锆瓷块 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4360598A (en) * | 1980-03-26 | 1982-11-23 | Ngk Insulators, Ltd. | Zirconia ceramics and a method of producing the same |
| JPS6018621B2 (ja) * | 1981-05-21 | 1985-05-11 | 日本碍子株式会社 | エンジン部品 |
| US4500412A (en) * | 1981-08-07 | 1985-02-19 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Oxygen sensor with heater |
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| JPS60219547A (ja) * | 1984-04-16 | 1985-11-02 | Nissan Motor Co Ltd | 酸素濃度検出装置 |
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-
1984
- 1984-12-28 JP JP59279163A patent/JPS61158883A/ja active Granted
-
1985
- 1985-06-27 DE DE19853523027 patent/DE3523027A1/de active Granted
-
1988
- 1988-02-29 US US07/165,378 patent/US5026601A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61158883A (ja) | 1986-07-18 |
| DE3523027C2 (ja) | 1989-07-13 |
| US5026601A (en) | 1991-06-25 |
| DE3523027A1 (de) | 1986-07-31 |
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