JPH0413314B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0413314B2
JPH0413314B2 JP58162099A JP16209983A JPH0413314B2 JP H0413314 B2 JPH0413314 B2 JP H0413314B2 JP 58162099 A JP58162099 A JP 58162099A JP 16209983 A JP16209983 A JP 16209983A JP H0413314 B2 JPH0413314 B2 JP H0413314B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ceramic
zro
base matrix
ceramic molded
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58162099A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5964567A (ja
Inventor
Kurausen Nirusu
Petsutsuo Gyuntaa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MATSUKUSU PURANKU G TSUA FUERUDERUNKU DERU UITSUSENSHAFUTEN EE FUAU
Original Assignee
MATSUKUSU PURANKU G TSUA FUERUDERUNKU DERU UITSUSENSHAFUTEN EE FUAU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6172542&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPH0413314(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by MATSUKUSU PURANKU G TSUA FUERUDERUNKU DERU UITSUSENSHAFUTEN EE FUAU filed Critical MATSUKUSU PURANKU G TSUA FUERUDERUNKU DERU UITSUSENSHAFUTEN EE FUAU
Publication of JPS5964567A publication Critical patent/JPS5964567A/ja
Publication of JPH0413314B2 publication Critical patent/JPH0413314B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

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
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111—Fine ceramics
    • C04B35/117—Composites
    • 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
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111—Fine ceramics
    • C04B35/117—Composites
    • C04B35/119—Composites with zirconium oxide
    • 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
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
    • C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
    • C04B35/185—Mullite 3Al2O3-2SiO2
    • 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
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/44—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminates
    • C04B35/443—Magnesium aluminate spinel
    • 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
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
    • C04B35/486—Fine ceramics
    • C04B35/488—Composites
    • C04B35/4885—Composites with aluminium oxide
    • 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
    • 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
    • C04B35/593—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 obtained by pressure sintering
    • 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
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • C04B35/645—Pressure sintering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases
    • F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
    • F02F7/0087—Ceramic materials
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C04B2235/3222—Aluminates other than alumino-silicates, e.g. spinel (MgAl2O4)
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C04B2235/3225—Yttrium oxide or oxide-forming salts thereof
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3248—Zirconates or hafnates, e.g. zircon
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/441—Alkoxides, e.g. methoxide, tert-butoxide
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5445—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof submicron sized, i.e. from 0,1 to 1 micron
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
    • C04B2235/661—Multi-step sintering
    • C04B2235/662—Annealing after sintering
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/76—Crystal structural characteristics, e.g. symmetry
    • C04B2235/765—Tetragonal symmetry
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/78—Grain sizes and shapes, product microstructures, e.g. acicular grains, equiaxed grains, platelet-structures
    • C04B2235/785—Submicron sized grains, i.e. from 0,1 to 1 micron
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/79—Non-stoichiometric products, e.g. perovskites (ABO3) with an A/B-ratio other than 1
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/80—Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、セラミツクマトリツクスと、該マト
リツクス中に分散された、セラミツク埋込み材料
の少なくとも１つの相とからなる、高い破壊緩衝
能力、ひいては高い破壊靭性を有するセラミツク
成形体に関する。
西ドイツ国特許公告公報第2549652号の記載か
ら、非常に微細なマイクロクラツクによつて高い
密度で達成され、セラミツクマトリツクスと、該
マトリツクス中に分散された、セラミツク埋込み
材料からの少なくとも１つの相とからなる高い破
壊靭性のセラミツク成形体は、既に公知であり、
この場合セラミツク埋込み材料は、セラミツク成
形体の燃焼温度及び室温で種々の互変の固体変態
で存在する。この性質のために、このセラミツク
成形体は、公知のセラミツクと大体において同じ
良好な機械的強度で改善された温度変化安定性及
び耐衝撃性を有する。
西ドイツ国特許公開公報第2717010号は同様に、
西ドイツ国特許公告公報第2549652号に記載の対
象のもう１つの構成を表わす、非常に微細なマイ
クロクラツクによつて高い密度で達成された、高
い破壊靭性にセラミツク成形体を包含し、この場
合この公告公報に記載のもう１つの構成は、セラ
ミツクマトリツクスが１つの付加的に埋込まれた
相を含有し、この相がその側でセラミツクマトリ
ツクスと、該マトリツクス中に分散された、セラ
ミツク埋込み材料（この材料は基材の割合によつ
て異なるセラミツク埋込み材料の割合を有する）
からの少なくとも１つの相とからなることを認め
ることができる。このセラミツク成形体は、セラ
ミツク埋込み材料の一定の割合を有する球状団塊
を製造し、この団塊をセラミツク埋込み材料の別
の割合と同じ種類の材料で被覆し、引続き被覆し
た団塊を圧縮し、焼結するか又は熱間圧縮するこ
とによつて製造される。
基材マトリツクスが単斜晶形ZrO2−粒子を含
有しかつマイクロクラツクを高い密度で有する２
つの先に指摘したセラミツク成形体は、本来のも
のである。
ZrO2は、工業的に純粋である場合に、数多く
の種々の結晶変態で存在することができ、この結
晶変態の場合には、異なる温度で安定性である。
従つて、安定化されていないZrO2はセラミツク
製造の際に発生するような高い温度で、室温で安
定な結晶形の場合よりも緊密に充填された１つの
結晶形に変態される。従つて、このようなセラミ
ツク成形体を冷却した場合には、室温で安定な結
晶形への変態が起こり、この変態は、個々の結晶
の容量を増大させながら進行する。それによつ
て、セラミツク組織中に応力が生じ、この応力
は、成形体の性質に著しく影響を及ぼす。
前記温度により誘発されたZrO2の変態は、
ZrO2に安定剤を添加することにより、排除する
ことができる。この安定剤は、高い温度でも低い
温度でも結晶形が存在することを導く。この事実
は、当業者に知られており、またこの安定剤が適
当であることも知られている。安定剤として、１
重量％を上廻る量のCeO2、Y2O3、MgOおよび
CaOを挙げることできる。
ところで、依然として、高い破壊強度の場合に
良好な破壊緩衝能力及び同時に僅かな熱伝導度を
有するセラミツク構造材料を得るということが必
要である。この場合、正方晶形格子変態から単斜
晶形格子変態への微細分散性ZrO2−粒子の相変
態は、種々の方法でセラミツク材料の挙動を改善
するために利用することができる。例えば、応力
領域内で誘起された、著しく小さい（正方晶形
の）粒子の変態は、破壊の拡大に対して著しく高
い抵抗、すなわち大きい機械的強度を生じ、大き
い粒子は別のその自発的な変態の際に、殆ど強度
を損ねることなしに熱絶縁性を徹底的に高めるマ
イクロクラツクを発生させる。これら２つの性質
は熱機関でのセラミツク成形体の使用にとつて決
定的に重要なものである。
ところで、本発明の目的は、従来のセラミツク
成形体を、それぞれ上昇された強度で高められた
破壊緩衝能力及び高められた断熱性を可能にする
ような方法で改善することにある。
ところで、この目的は、本発明によれば、緻密
な、マイクロクラツク不含の基材マトリツクス中
に、基材マトリツクス材料と、安定化されてな
い、室温で主に単斜晶形のZrO2−粒子との混合
物からなる圧縮部を埋込むことによつて達成する
ことができることが判明した。
従つて、本発明は、セラミツクマトリツクス
と、マトリツクス中に分散された、セラミツク埋
込み材料の少なくとも１つの相とからなるセラミ
ツク成形体に関し、このセラミツク成形体は、緻
密な、マイクロクラツク不含のセラミツク基材マ
トリツクス及び該マトリツクス中に埋込まれた、
基材マトリツクス材料と、安定化されていない、
室温で主に単斜晶形のZrO2−粒子との混合物か
らなる圧縮部材料からの圧縮部を有することを特
徴とする。
本発明の場合、本質的な特徴の１つは、ZrO2
−粒子が安定化されていない形で存在することに
ある。この事実は、圧縮領域を製造するための前
提条件であり、この圧縮領域は、上記に詳細した
ように、冷却の際に単斜晶形の形成下に容量が増
大することによつて形成される。分子の緻密な充
填量を有する高い温度で存在する正方晶形は、常
温で安定な単斜晶形に移行する。この移行の際に
生じる容量の膨張によつて、セラミツク体中で応
力が発生する。
基材マトリツクス及び埋込まれた圧縮部の基材
マトリツクス材料は、同じ材料又は異なる材料、
又は材料混合物からなることができる。好ましく
は、同じ材料組成よりなる。
本発明の１つの好ましい実施態様によれば、圧
縮部材料は10〜100μの範囲内の直径を有する球
状圧縮部の形で基材マトリツクス中に埋込まれて
いる。
本発明のもう１つの好ましい実施態様によれ
ば、基材マトリツクスは、前記刊行物の先に指摘
したセラミツク成形体とは異なり室温で正方晶形
（これまでの単斜晶形の代わりに）の格子変態で
存在する埋込まれたZrO2−粒子を含有し、この
場合基材マトリツクス中でのこのZrO2−粒子の
粒度は、1μ未満であるのが好ましい。
本発明によれば、基材マトリツクス中での
ZrO2−粒子の正方晶形は、長時間の磨砕（２時
間を越えて12時間まで）によつて得られるか又は
Y2O3の僅かな安定剤添加量によつて得られ、こ
の場合第１には、少なくとも粒度（0.1〜0.5μ）
は、正方晶形を維持するための原因であり、第２
にこれに対してはY2O3−部分的安定化が役立ち、
したがつてこの第２の場合には、磨砕法及び混合
法を使用しても殆ど効果がない。
本発明によるセラミツク成形体の圧縮部中に含
有されているZrO2−粒子の単斜晶形格子変態は、
圧縮部材料が短時間（10〜30分間）で磨砕される
か又はボールミル中で形成されている粉末混合物
から形成され、したがつて室温で単斜晶形で存在
するZrO2−粒子の大きい粒度が生じることによ
つて達成される。
本発明によるセラミツク成形体は、特に基材マ
トリツクス材料としてのAl2O3、ムライト、スピ
ネル、Si3N4、Y2O3を含有し及び／又はMgO及
び／又はY2O3で部分的に安定化された基材マト
リツクス材料としてのZrO2を含有する。
本発明によれば、基材マトリツクスがZrO2−
格子１〜25容量％を含有する場合に該粒子は、な
お好ましく２モル％までのY2O3で部分的に安定
化されているのが特に有利である。
基材マトリツクス中での圧縮部の割合は、５〜
30容量％であるのが好ましく、この場合この圧縮
部は、特に有利な方法で安定化されてないZrO2
−粒子５〜50容量％を含有する。
本発明の１つの特に好ましい実施態様は、応力
により誘起された正方晶形ZrO2−粒子の変態に
よつて生じた表面圧縮応力を有し、それによつて
著しく上昇された強度を有する前記種類のセラミ
ツク成形体をが包含する。この応力により誘起さ
れた変態は、セラミツク成形体の表面を研磨する
ことによつて惹起することができる。前記の公知
技術水準の従来のセラミツク成形体の場合には、
このことは不可能である。それというのも、中に
含まれるZrO2−粒子は、単斜晶形格子変態での
み存在するにすぎないからである。その限りにお
いては、本発明によつて技術の著しい進歩が得ら
れる。
従つて、本発明によるセラミツク成形体は均一
に分配された圧縮部を含む二重組織を有し、この
圧縮部は、圧縮部材料の球状団塊を基材マトリツ
クス材料の粉末と混合することによつて形成され
る。好ましい実施態様の場合には、基材マトリツ
クスも圧縮部も分散セラミツク、例えばAl2O3＋
ZrO2−粒子からなるので、“相境界面”は、応力
領域限界であるにすぎない、すなわち基材マトリ
ツクス（Al2O3）は普通のものであり、埋込まれ
たZrO2−粒子は大きさ、容量の割合、格子変態、
ひいてはその膨張挙動により区別されるにすぎな
い。この方法により熱伝導性を減少させることも
破壊抵抗を増大させることも成功し、したがつて
このセラミツク成形体は、その良好な高温の性
質、顕著な断熱性及び良好な磨砕挙動に基づいて
熱機関に使用することができる。従つて、本発明
は、本発明によるセラミツク成形体をこの使用目
的に対して、特に熱機関の熱い範囲内で使用する
ことにも関する。
更に、本発明は、前記に定めたセラミツク成形
体の製造法に関し、この方法は、基材マトリツク
ス材料を圧縮部材料の団塊と乾式法で混合し、こ
の混合物を自体公知の粉末冶金法により成形体に
圧縮成形し、この成形体を焼結（常圧焼結）し、
等静圧でさらに熱間圧縮することを特徴とする。
この場合には、相当する粉末状成分から噴霧乾
燥、凍結乾燥又はタンブルミキサー中での処理に
よつて形成された。ZrO2−粒子が長時間の磨砕
によつてか又はY2O3の僅かな安定剤添加量によ
つて形成された正方晶形を有する団塊化された基
材マトリツクス材料を使用するのが好ましい。こ
の場合には、本発明によれば、埋込まれた圧縮部
を、短時間（10〜30分間）で磨砕したか又はボー
ルミル中で製造された混合物から乾式法で団塊化
するのが好ましいか或いは噴霧乾燥するのが好ま
しく、したがつて中に含まれているZrO2−粒子
は、室温で単斜晶形で存在する。前記特徴を示す
本発明方法の場合には、セラミツク成形体が得ら
れ、その基材マトリツクスは、マイクロクラツク
を有さず、かつ正方晶形ZrO2−粒子を含有し、
この場合ZrO2−粒子の容量の割合は、基材マト
リツクス中で及び圧縮部中で同じ大きさであつて
も異なつていてもよい。
本発明方法の１つの好ましい実施態様によれ
ば、焼結したセラミツク成形体の表面は、研磨さ
れ、このことは、応力により誘起された正方晶形
粒子の変態に基づき、それによつて材料の強度の
著しい上昇を導く表面圧縮応力が発生されるとい
う結果を生じる。
即ち、焼結したセラミツク成形体を研磨するこ
とは、後に外から作用する引張り応力に抗して作
用する表面圧縮応力を発生させる１つの手段であ
る。従つて、この手段によつて、セラミツク成形
体の全強度は、表面を研磨してない同様の成形体
と比較して高められる。この性質の変化は、研磨
の際にメタ安定形で依然として存在する正方晶形
のZrO2−粒子が約５％の容量の増大下に単斜晶
形に変態することに基づく。従つて、即ち表面的
にセラミツク成形体中の圧縮領域の数は、さらに
増大される。
本発明によるセラミツク成形体は、前記の公知
技術水準の先に指摘した成形体に比して、それが
全く同様に高い破壊靭性及び強度を有するが、先
に指摘した材料とは異なり同時に高い破壊緩衝能
力（破壊仕事能力）及び良好な熱衝撃安定性を有
することを示す。この場合、ZrO2−粒子は、本
発明によるセラミツク成形体の場合に基材マトリ
ツクス中で同一の“互変の”固体変態、すなわち
正方晶形格子変態で存在し、圧縮部中には、圧縮
部中には、それぞれ異なる変態が優勢であり、す
なわち燃焼温度で正方晶形が優勢であり、かつ室
温で単斜晶形が優勢である。
次に、本発明を添付図面につき詳説する： ZrO2−含有分散セラミツクからなる基材マト
リツクス材料１には、同様の分散セラミツクから
なる球状圧縮部２が埋込まれており、この場合基
材マトリツクスないしは圧縮部中のZrO2−粒子
は、粒度及び／又は安定剤の割合及び／又は容量
の割合によつて区別される。従つて、境界面３は
本当の相限界でなく、応力領域限界である。しか
も、原理的には、基材マトリツクスの材料と圧縮
部の材料は、区別することもできるが、しかし境
界面は、強度を減少させる大きい組織欠陥と見な
すことができる。クラツク４（例えば、表面欠陥
又は内部の組織欠陥）は、基材マトリツクス材料
に対して典型的な臨界応力集中度（KIc）を越え
た際にその先端部から拡がり、クラツク延長部５
を生じる。このクラツク延長部５は、主応力方向
に対して垂直に走ることができず、圧縮部２に向
かつて転向される。それというのも、この圧縮部
は基材マトリツクスの内部で接線方向の引張り応
力６によつて取り囲まれているからである。従つ
て、主クラツク前線の部分は、付加的な外部負荷
の増大（これは、大きい有効破壊抵抗に相当す
る）後に他のクラツク延長部を生じうるまで、差
当り圧縮部中に留まる。圧縮部２の方向への繰り
返されるクラツクの転向は、クラツク曲線状態を
惹起するクラツク分布の分岐化を生じる、すなわ
ちクラツク緩衝能力は、クラツク延長部の増大と
ともに大きくなり、この能力の１つの効果は、殊
に本発明によるセラミツク成形体の熱衝撃挙動に
有利に作用する。
この二重組織構造の本発明による概念は、圧縮
部にわたつて高い破壊緩衝能力を可能にし、ひい
てはセラミツク成形体の有利な破壊緩衝挙動を可
能にする。
更に、本発明を次に実施例につき詳述する。
例 １ 基材マトリツクス材料を、平均初期粒度0.5μを
有するAl2O385容量％と、平均初期粒度0.3μを有
するZrO215容量％とからなる粉末状混合物の形
で調製し、この材料を水中で10時間磨砕する。次
に、噴霧乾燥することによつて直径５〜40μを有
する基材マトリツクス材料の団塊を形成する。
圧縮部材料としては、平均初期粒度0.5μを有す
るAl2O380容量％と、平均初期粒度3μを有する
ZrO220容量％とからなる粉末状混合物を使用し、
この混合物を10分間磨砕し、その結果粒度１〜
3μを有するZrO2−粒子を含有する粉末材料を得
る。次に、この粉末混合物をタンブルミキサー中
で乾式法で60〜100μの範囲内の直径を有する団
塊に変形する。
引続き、基材マトリツクス材料の噴霧乾燥した
団塊200ｇを圧縮部材料の団塊40ｇと、パドルミ
キサー中で１時間混合する。この団塊混合物を等
静圧で600MPaで圧縮成形し、空気中で1530℃で
２時間焼結させる。表面研磨して変態を起こさせ
た試料の４点−曲げ破壊強度は、430MPa（基材
マトリツクス材料だけの場合：520MPa）であ
り、材料は臨界応力集中度KIc（ISB）7.4MPa√
ｍ（4.9MPa√）を有し、臨界温度差（ΔTc）
は、冷たい水の中で急冷した際に350℃（220℃）
である。（括弧内に記載した値は、基材マトリツ
クス材料だけから製造された試料のものを表わ
す。） 100℃の沸騰水中での急冷により、急冷温度
（800℃まで）で強度損失を生じ（ΔTc100＞800
℃）、基材マトリツクス材料だけからなる試料は、
ΔTc100約340℃を有する。
試験体のAl2O3−マトリツクスの平均粒度は、
１〜2μであり、ZrO2−粒度は、基材マトリツク
ス中で0.1〜0.5μでありかつ圧縮部中で１〜3μで
あつた（透過電子顕微鏡を用いて測定した）。
例 ２ 例１の作業法により方法を実施するが、この場
合には、試験体を1450℃で２時間焼結し、引続き
1600℃で10分間アルゴン雰囲気中で封入すること
なしに圧力150MPaで等静圧熱間圧縮する。
曲げ破壊強度530MPa、臨界応力集中度KIc
（ISB）7.5MPa√及び20℃の冷たい水の中での
臨界温度差ΔTc20370℃を有するセラミツク成
形体が得られる。
例 ３ 例１の方法により、団塊化した基材マトリツク
ス材料200ｇを圧縮部材料50ｇと混合し、試験体
に圧縮成形し、かつ焼結させる。この場合、団塊
化した基材マトリツクス材料は、Al2O375容量％
（例１の場合と同様）と、［ZrO2＋Y2O31モル
％］25容量％に相当する酢酸ジルコニウム及び酢
酸イツトリウムとからなる水性混合物を噴霧乾燥
し、引続き600℃で空気中で焼成することによつ
て製造され、団塊化した圧縮部材料は、例１の方
法により調製された。
表面研磨して変態を起こさせたセラミツク成形
体試料の強度は580MPaであつた。臨界応力集中
度KIc（ISB）は6.8MPa√であり、ΔTc20は、
330℃であつた。
例 ４ 団塊化した基材マトリツクス材料200ｇと団塊
化した圧縮部材料60ｇを例１の方法により混合
し、1500℃で４時間焼結させる。
使用した基材マトリツクス材料は、例３の該材
料と同一のものであり、圧縮部材料は、Al2O350
容量％（例１の場合と同様）とZrO250容量％
（例１の場合と同様）とからなる水性混合物を噴
霧乾燥することによつて得られた。粒径は、10〜
40μであつた。
得られたセラミツク成形体の強度は、440MPa
であり、臨界応力集中度KIc（ISB）は、8.2MPa
√であり、かつΔTc20は、350℃〜500℃であ
つた（強度の鋭い減少はもはや認めることができ
ない）。室温での材料の熱伝導度は、5W／mKで
あつた。
例 ５ ムライト（Al2O3／SiO2−重量比75／25、粒度
約0.3μ）からなる、タンブルミキサー中に得られ
た団塊化基材マトリツクス材料150ｇと団塊化圧
縮部材料30ｇ（ZrSiO4＋Al2O3からなる混合物）
を例１の方法により混合し、この材料を圧縮成形
する。団塊粒子の直径は、60〜100μの範囲内に
あつた。
この成形体をまず1450℃で２時間及び次いで
1600℃で２時間空気中で焼結させた。得られたセ
ラミツク成形体の強度は、220MPaであり、臨界
応力集中度KIC（ISB）は、5.3MPa√であり、
ΔTc20は、純度なムライトからなる成形体に対す
る180℃に比較して310℃であつた。
例 ６ Al2O3富有の予備反応させたスピネル粉末
（Al2O354モル％及びMgO46モル％）からなる噴
霧乾燥した基材150ｇを、同じスピネル組成物及
びZrO225容量％からなる圧縮部材料30ｇと、例
１の場合と同様に混合する。この混合物を黒鉛マ
トリツクス（直径35mm）中で1650℃で１時間熱間
圧縮し、引続き900℃で12時間空気中でエージン
グする。
強度は、500MPaであり、KIC（ISB）は、
5.5MPa√であり、かつΔTc20は、純粋なスピ
ネルに対するΔTc20が150℃であることに比較
して270℃であつた。
例 ７ Al2O3−粉砕ボール（１〜３mm）を用いてアル
コール中で４時間磨砕した、Y2O32モル％を有す
るZrO2からなる基材マトリツクス材料200ｇを圧
縮部材料50ｇと、例４の場合と同様に混合し、等
静圧で圧縮形成し、かつ1480℃で４時間空気中で
焼結させる。
基材マトリツクスは、焼結法によりその＞95％
が粒度＜1μを有する正方晶形ZrO2から構成され
ていた。圧縮部は、＞90％が単斜晶形であつた。
強度は、730MPaであり、KIC（ISB）は、7.3MPa
√であつた。
例 ８ 団塊化した基材マトリツクス材料150ｇと団塊
化した圧縮部材料20ｇを例１の方法により混合
し、例６の方法により1750℃で熱間圧縮した。
この場合、基材マトリツクス材料は、Si3N4
と、Al2O320重量％及びY2O310重量％との混合物
からタンブルミキサー中で製造された。圧縮部材
料は、同じ方法で形成されたが、付加的に
ZrO230容量％を含有していた。
得られたセラミツク成形体の強度は、760MPa
であり、臨界応力集中度KIC（ISB）は、7.3MPa
√であり、かつΔTcは、＞600℃であつた。
例 ９ 例１からの基材マトリツクス材料150ｇ
（Al2O3＋ZrO215容量％）を圧縮部材料50ｇと例
１の方法によるがパドルミキサー中１時間の代わ
りにタンブルミキサー（撹拌型）中で24時間混合
し、等静圧で600MPaで圧縮成形し、かつ1450℃
で２時間焼結させる。引続き、この焼結体を1600
℃及び200MPaで２分間等静圧でさらに熱間圧縮
する。
圧縮部材料は、例８の場合と同様にするが、水
中で６時間磨砕されかつ引続き５〜40μの大きさ
の球状団塊に噴霧乾燥された、（Si3N4＋Al2O320
重量％及びY2O310重量％）70容量％＋ZrO230容
量％からなる。
KIC値は、7.5MPa√（4.9MPa√）であり、
臨界温度差ΔTc20は、370℃（220℃）であつ
た。
例 10 例１からの基材マトリツクス材料200ｇを圧縮
部材料50ｇと、例９の方法（パドミルミキサー中
１時間の代わりにタンブルミキサー中で24時間）
により混合し、例８の場合と同様に圧縮成形す
る。
圧縮部材料は、ZrO220容量％（例１の場合と
同様に）を用いて水中で６時間磨砕されかつ５〜
40μの大きさの球状団塊に噴霧乾燥された溶融ム
ライト（“ダイナムライト（Dynamullit）”、
Dynami−Nobel AG社）からなる。
KIC値は、7.1MPa√（4.9MPa√）であり、
ΔTc20は、340℃（220℃）であつた。
例 11 例７の方法によるが、水中で４時間磨砕しかつ
噴霧乾燥した基材マトリツクス材料200ｇを圧縮
部材料50ｇと、例９の方法により混合し、圧縮成
形する。
圧縮部材料は、ZrO230容量％（例１の場合と
同様）を用いて水中で６時間磨砕されかつ５〜
40μの大きさの球状団塊に噴霧乾燥された、
Al2O3富有のスピネル（MgO×3.5Al2O3、Hrand
Djevahirdjian（Schweiz在）社）からなる。
KIC値は、6.8MPa√（9.5MPa√）であり、
ΔTcは、420℃（180℃）であつた。
【図面の簡単な説明】
添付図面は、本発明によるセラミツク成形体の
構造原理及び作用原理を示す略図である。 １…基材マトリツクス材料、２…圧縮部、３…
境界面、４…クラツク、５…クラツク延長部、６
…引張り応力。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ セラミツクマトリツクスと、該マトリツクス
    中に分散された、セラミツク埋込み材料の少なく
    とも一つの相とからなるセラミツク成形体におい
    て、緻密な、マイクロクラツク不含のセラミツク
    基材マトリツクス及び該マトリツクス中に埋込ま
    れた基材マトリツクス材料と、安定化されていな
    い、室温で主に単斜晶形のZrO2−粒子との混合
    物からなる圧縮部を有することを特徴とする、セ
    ラミツク成形体。 ２ 基材マトリツクス及び埋込まれた圧縮部の基
    材マトリツクス材料が同じ材料ないしは同じ材料
    組成物からなる、特許請求の範囲第１項記載のセ
    ラミツク成形体。 ３ 圧縮部が球状であり、５〜100μの範囲内の
    直径を有する、特許請求の範囲第１項又は第２項
    記載のセラミツク成形体。 ４ 基材マトリツクス材料としてAl2O3、ムライ
    ト、スピネル、Si3N4、Y2O3を含有し及び／又は
    MgO及び／又はY2O3で部分的に安定化された
    ZrO2を含有する、特許請求の範囲第１項から第
    ３項までのいずれか１項記載のセラミツク成形
    体。 ５ 基材マトリツクス材料が埋込まれたZrO2を
    含有し、このZrO2が室温で主に正方晶形の格子
    変態で存在し、このZrO2の粒度が1μ未満である、
    特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか
    １項記載のセラミツク成形体。 ６ 基材マトリツクス材料がZrO2−粒子１〜25
    容量％を含有する、特許請求の範囲第５項記載の
    セラミツク成形体。 ７ 基材マトリツクス材料中に分散されたZrO2
    −粒子が２モル％までのY2O3で部分的に安定化
    されている、特許請求の範囲第５項又は第６項記
    載のセラミツク成形体。 ８ 基材マトリツクス中での圧縮部の割合が５〜
    30容量％である、特許請求の範囲第１項から第７
    項までのいずれか１項記載のセラミツク成形体。 ９ 圧縮部が安定化されていないZrO2−粒子５
    〜50容量％を含有する、特許請求の範囲第１項か
    ら第８項までのいずれか１項記載のセラミツク成
    形体。 １０ 圧縮部のZrO2−粒子がY2O30.5〜1.5モル
    ％で安定化されており、基材マトリツクスの
    ZrO2−粒子がY2O32〜４モル％で安定化されて
    いる、特許請求の範囲第１項から第９項までのい
    ずれか１項記載のセラミツク成形体。 １１ 応力により誘起された正方晶形ZrO2−粒
    子の変態によつて生じた表面圧縮応力を有する、
    特許請求の範囲第１項から第１０項までのいずれ
    か１項記載のセラミツク成形体。 １２ セラミツクマトリツクスと、該マトリツク
    ス中に分散された、セラミツク埋込み材料からの
    少なくとも１つの相とからなるセラミツク成形体
    の製造法において、基材マトリツクス材料を圧縮
    部材料の団塊と乾式法で混合し、この混合物を粉
    末冶金法により成形体に圧縮成形し、この成形体
    を焼結し、等静圧でさらに熱間圧縮することを特
    徴とする、セラミツク成形体の製造法。 １３ 相当する粉末状成分から噴霧乾燥、凍結乾
    燥又はタンブルミキサー中での処理によつて形成
    された団塊化した基材マトリツクス材料を使用す
    る、特許請求の範囲第１２項記載の方法。 １４ 焼結したセラミツク成形体の表面を研摩す
    ることによつて表面圧縮応力を発生させ、それに
    より成形体の強度を上昇させる、特許請求の範囲
    第１２項又は第１３項記載の方法。
JP58162099A 1982-09-06 1983-09-05 セラミツク成形体、その製造法及び該成形体からなる構造部材 Granted JPS5964567A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE32330197 1982-09-06
DE19823233019 DE3233019A1 (de) 1982-09-06 1982-09-06 Keramikformkoerper, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5964567A JPS5964567A (ja) 1984-04-12
JPH0413314B2 true JPH0413314B2 (ja) 1992-03-09

Family

ID=6172542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58162099A Granted JPS5964567A (ja) 1982-09-06 1983-09-05 セラミツク成形体、その製造法及び該成形体からなる構造部材

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4506024A (ja)
EP (1) EP0102590B1 (ja)
JP (1) JPS5964567A (ja)
AT (1) ATE24172T1 (ja)
DE (2) DE3233019A1 (ja)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4665040A (en) * 1982-01-12 1987-05-12 Kureha Chemical Industry Co., Ltd. Alumina-zirconia ceramic powders and a method of making the same
EP0119028A3 (en) * 1983-02-25 1985-11-21 Hitachi Metals, Ltd. A sintered aluminous material having high hardness and toughness
JPS6027650A (ja) * 1983-07-21 1985-02-12 日本碍子株式会社 セラミックス製品に形状記憶効果を生ぜしめる方法
EP0140638B1 (en) * 1983-10-17 1988-06-29 Tosoh Corporation High-strength zirconia type sintered body and process for preparation thereof
US4666467A (en) * 1984-04-06 1987-05-19 Toyo Soda Manufacturing Co., Ltd. High-strength metal working tool made of a zirconia-type sintered material
US4656071A (en) * 1984-10-29 1987-04-07 Ceramatec, Inc. Ceramic bodies having a plurality of stress zones
US4820666A (en) * 1985-03-22 1989-04-11 Noritake Co., Limited Zirconia base ceramics
JPS61249735A (ja) * 1985-04-30 1986-11-06 Toyo Soda Mfg Co Ltd プラスチック成形用ダイス
DE3518844A1 (de) * 1985-05-24 1986-11-27 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen Keramischer verbundwerkstoff
US4640902A (en) * 1985-05-31 1987-02-03 Rockwell International Corporation Low thermal conductivity Si3 N4 /ZrO2 composite ceramics
US5196385A (en) * 1985-08-06 1993-03-23 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Process for the preparation of a heat-resistant and wear resistant ceramic material
US4596781A (en) * 1985-08-30 1986-06-24 Rockwell International Corporation Tough Si3 N4 composite ceramics
CA1259080A (en) * 1985-09-06 1989-09-05 Nobuo Kimura High density alumina zirconia ceramics and a process for production thereof
US4880757A (en) * 1986-01-24 1989-11-14 The Dow Chemical Company Chemical preparation of zirconium-aluminum-magnesium oxide composites
US4771022A (en) * 1986-02-26 1988-09-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce High pressure process for producing transformation toughened ceramics
US5045402A (en) * 1986-08-01 1991-09-03 International Business Machines Corporation Zirconia toughening of glass-ceramic materials
US4820665A (en) * 1986-12-16 1989-04-11 Ngk Insulators, Ltd. Ceramic sintered bodies and a process for manufacturing the same
US5082809A (en) * 1987-12-21 1992-01-21 Kyocera Corporation High-strength alumina sintered body and process for preparation thereof
US5242873A (en) * 1988-04-18 1993-09-07 Arch Development Corporation Electrically conductive material
US4960735A (en) * 1988-11-03 1990-10-02 Kennametal Inc. Alumina-zirconia-silicon carbide-magnesia ceramics
US4965231A (en) * 1988-11-03 1990-10-23 Kennametal Inc. Alumina-zirconia-silicon carbide-magnesia compositions and articles made therefrom
US4959332A (en) * 1988-11-03 1990-09-25 Kennametal Inc. Alumina-zirconia-carbide whisker reinforced cutting tools
US5024976A (en) * 1988-11-03 1991-06-18 Kennametal Inc. Alumina-zirconia-silicon carbide-magnesia ceramic cutting tools
DE4334683C2 (de) * 1993-10-12 1996-10-31 Ulbricht Joachim Doz Dr Ing Ha Verfahren zur Herstellung von Feuerfestzusammensetzungen
US6258191B1 (en) 1998-09-16 2001-07-10 International Business Machines Corporation Method and materials for increasing the strength of crystalline ceramic
US6723672B1 (en) 1999-01-26 2004-04-20 Carpenter Advanced Ceramics, Inc. High-strength magnesia partially stabilized zirconia
US7799716B2 (en) * 2006-03-03 2010-09-21 Sulzer Metco (Us), Inc. Partially-alloyed zirconia powder
EP2169311A1 (de) * 2008-09-29 2010-03-31 Siemens Aktiengesellschaft Materialmischung zur Herstellung eines Feuerfestwerkstoffes, Feuerfestformkörper und Verfahren zu seiner Herstellung
ES2415984B1 (es) 2012-01-24 2014-05-27 Vidres Sa Recubrimiento para cuerpos ceramicos
DE102012101741A1 (de) 2012-03-01 2013-09-05 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Keramischer Sinterformkörper aus Y2O3-stabilisiertem Zirkonoxid und Verfahren zur Herstellung eines keramischen Sinterformkörpers aus Y2O3-stabilisiertem Zirkonoxid
CN103253364B (zh) * 2013-03-01 2015-11-25 溧阳市科技开发中心 一种抗冲击复合机翼蒙皮
CN103253365B (zh) * 2013-03-01 2015-11-25 溧阳市科技开发中心 一种机翼蒙皮
CN103144773B (zh) * 2013-03-01 2015-11-25 溧阳市科技开发中心 一种用于飞机发动机的短舱
BR102016011368A2 (pt) * 2016-05-19 2017-12-05 Universidade Estadual De Campinas - Unicamp Process of obtaining processed alumina and zirconia, ceramic composite in powder, ceramic material composite and its uses

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3247000A (en) * 1961-10-16 1966-04-19 Carborundum Co Refractory bodies and method of making same
US3519447A (en) * 1967-08-21 1970-07-07 Corhart Refractories Co Ceramic refractory
US3541193A (en) * 1967-08-21 1970-11-17 Corhart Refractories Co Cooling a sintered refractory containing unstabilized zirconia through a disruptive crystal phase inversion
DE2307666C3 (de) * 1973-02-16 1980-02-28 Feldmuehle Ag, 4000 Duesseldorf Formkörper aus Zirkonoxid
DE2549652C3 (de) * 1975-11-05 1988-04-14 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften eV, 3400 Göttingen Keramikformkörper hoher Bruchzähigkeit
US4298385A (en) * 1976-11-03 1981-11-03 Max-Planck-Gesellschaft Zur Forderung Wissenschaften E.V. High-strength ceramic bodies
DE2717010A1 (de) * 1976-11-03 1978-05-18 Max Planck Gesellschaft Keramikformkoerper hoher bruchzaehigkeit
DE2741295C2 (de) * 1977-09-14 1989-12-14 Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen Keramischer Formkörper
DE2744700C2 (de) * 1977-10-05 1987-05-27 Feldmühle AG, 4000 Düsseldorf Sinterwerkstoff auf Basis von dichten, nichtmetallischen Hartstoffen wie hochschmelzenden Metallcarbiden, Metallnitriden, Metallboriden und Metalloxiden mit darin eingelagerten Zirkon- und/oder Hafniumoxid
DE2751938C2 (de) * 1977-11-21 1989-01-12 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen Verfahren zur Herstellung von Dispersionskeramiken
DE2920795A1 (de) * 1979-05-22 1980-12-04 Max Planck Gesellschaft Hochfester und temperaturwechselbestaendiger keramikformkoerper, insbesondere aus mullit, seine herstellung und verwendung
JPS5617979A (en) * 1979-07-20 1981-02-20 Ngk Spark Plug Co Ceramic sintered body for cutting tool
DE3025596A1 (de) * 1980-07-05 1982-02-25 Feldmühle AG, 4000 Düsseldorf Ventilscheibe aus oxidkeramischem werkstoff
US4316964A (en) * 1980-07-14 1982-02-23 Rockwell International Corporation Al2 O3 /ZrO2 ceramic
HU185242B (en) * 1981-02-18 1984-12-28 Egyesuelt Izzolampa Method for producing light-passing alumina sintered bodies advantageously cylinder-symmetrical ones

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5964567A (ja) 1984-04-12
EP0102590A2 (de) 1984-03-14
EP0102590B1 (de) 1986-12-10
ATE24172T1 (de) 1986-12-15
EP0102590A3 (en) 1985-04-03
DE3233019A1 (de) 1984-03-08
DE3368256D1 (en) 1987-01-22
US4506024A (en) 1985-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS5964567A (ja) セラミツク成形体、その製造法及び該成形体からなる構造部材
US4298385A (en) High-strength ceramic bodies
US4419311A (en) Production of high-strength ceramic bodies of alumina and unstabilized zirconia with controlled microfissures
Kodama et al. Toughening of silicon nitride matrix composites by the addition of both silicon carbide whiskers and silicon carbide particles
US4316964A (en) Al2 O3 /ZrO2 ceramic
US4552852A (en) Alumina ceramic comprising a siliceous binder and at least one of zirconia and hafnia
JPH0714833B2 (ja) 粉末法で製造されたセラミック成形体およびその製造方法
US4376742A (en) Fugitive liquid phase densification of silicon nitride
US4764491A (en) Low temperature sintering of yttria stabilized zirconia with lanthana borate additions
KR102779536B1 (ko) 고강도, 고경도, 고인성를 갖는 지르코니아-알루미나계 세라믹 복합체 및 이의 제조방법
JPS62870B2 (ja)
US4751207A (en) Alumina-zirconia ceramic
JPS6018620A (ja) ベアリング用ボ−ル
JPS61174165A (ja) 切削工具用チップ及びその製造方法
JPH10194824A (ja) ジルコニア含有アルミナ焼結体
US4879260A (en) Alumina-zirconia ceramic
US5382553A (en) Molybdenum disilicide composites reinforced with zirconia and silicon carbide
US5063182A (en) Zirconia-molybdenum disilicide composites
EP0365553A1 (en) PROCESS FOR PRODUCING CERAMIC COMPOSITE MATERIALS CONTAINING SILICON OXYNITRIDE AND ZIRCONIUM OXIDE.
US5324694A (en) Silicon nitride/boron nitride composite with enhanced fracture toughness
US5324693A (en) Ceramic composites and process for manufacturing the same
JPS61256963A (ja) 高強度アルミナ焼結体及びその製造方法
Zhou et al. Mechanical properties and strengthening mechanism of SiC particle reinforced porcelain
JPS6021861A (ja) ＺｒＯ↓２系セラミツクス焼結体
KR910003901B1 (ko) 고인성 탄화규소질 소결체의 제조방법