JPH04139062A - ジルコニア磁器 - Google Patents
ジルコニア磁器Info
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- JPH04139062A JPH04139062A JP2418104A JP41810490A JPH04139062A JP H04139062 A JPH04139062 A JP H04139062A JP 2418104 A JP2418104 A JP 2418104A JP 41810490 A JP41810490 A JP 41810490A JP H04139062 A JPH04139062 A JP H04139062A
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Landscapes
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- Ceramic Capacitors (AREA)
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
［０００１］
本発明は高強度でカリ特定温度領域における長時間使用
による経時劣化の極めて少すいＺｒ０２−Ｙ２Ｏ３系の
ジルコニア磁器に関するものである。 ［０００２］
による経時劣化の極めて少すいＺｒ０２−Ｙ２Ｏ３系の
ジルコニア磁器に関するものである。 ［０００２］
従来、ＺｒＯ２−Ｙ２Ｏ３系のジルコニア磁器としては
、立方晶のみより成る完全安定化ジルコニア磁器と、立
方晶と単斜晶より成る部分安定化ジルコニア磁器が知ら
れており、いずれも耐熱材料、固体電解質等として利用
されている。 ［０００３］
、立方晶のみより成る完全安定化ジルコニア磁器と、立
方晶と単斜晶より成る部分安定化ジルコニア磁器が知ら
れており、いずれも耐熱材料、固体電解質等として利用
されている。 ［０００３］
完全安定化ジルコニア磁器は、常温から約１５００℃迄
の温度範囲においで安定であり、長時間使用による経時
劣化もＣ，ヨとんどないものであるが、強度が低いので
例えば自動車排ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ
ー用固体電解質として利用した場合、熱衝撃によって極
めて破損しやすいという欠点があった。一方立方晶と単
斜晶よりなる部分安定化ジルコニア磁器は、完全安定化
ジル、コニア磁器に較べると強度は大きく耐熱衝撃性も
よいものであるが、２００℃ないし３００ ’Ｃという
特定温度域における強度の経時劣化が極めて大きく、該
温度で長時間使用した場合、磁器表面に微細なりラック
が多数発生して吸水性を示すようになり著しく強度が低
下し、ついには破損するという重大な欠点を有している
ものであった。 ［０００４］ これはＺｒＯ２−Ｙ２０３系部分安定化ジルコニア磁器
では約１５００’Ｃの焼成温度において正方晶である結
晶粒子が約１５００’Ｃがら室温への冷却中に５００
’Ｃ付近で単斜晶に相変態を起こし、その除土ずる体積
変化により磁器中に過大な応力が加わりそのため極めて
微小なりラックが結晶粒子内に多数発生し、このクラッ
クが２００℃ないし３００℃の特定温度領域に長時間お
かれると拡大し、やがて磁器破壊に至るものであると考
えられる。 ［０００５］
の温度範囲においで安定であり、長時間使用による経時
劣化もＣ，ヨとんどないものであるが、強度が低いので
例えば自動車排ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ
ー用固体電解質として利用した場合、熱衝撃によって極
めて破損しやすいという欠点があった。一方立方晶と単
斜晶よりなる部分安定化ジルコニア磁器は、完全安定化
ジル、コニア磁器に較べると強度は大きく耐熱衝撃性も
よいものであるが、２００℃ないし３００ ’Ｃという
特定温度域における強度の経時劣化が極めて大きく、該
温度で長時間使用した場合、磁器表面に微細なりラック
が多数発生して吸水性を示すようになり著しく強度が低
下し、ついには破損するという重大な欠点を有している
ものであった。 ［０００４］ これはＺｒＯ２−Ｙ２０３系部分安定化ジルコニア磁器
では約１５００’Ｃの焼成温度において正方晶である結
晶粒子が約１５００’Ｃがら室温への冷却中に５００
’Ｃ付近で単斜晶に相変態を起こし、その除土ずる体積
変化により磁器中に過大な応力が加わりそのため極めて
微小なりラックが結晶粒子内に多数発生し、このクラッ
クが２００℃ないし３００℃の特定温度領域に長時間お
かれると拡大し、やがて磁器破壊に至るものであると考
えられる。 ［０００５］
本発明は従来のこのような部分安定化ジルコニア磁器の
欠点を解消し、優れた強度を有するとともに２００ ’
Ｃないし３００ ’Ｃの特定温度領域における強度の経
時劣化を著しく改良したジルコニア磁器であ一す、主と
してＺｒＯとＹＯより成す、Ｙ２Ｏ３／ＺｒＯ２のモル
比が２７９８〜７／９３の範囲であって結晶粒子が主と
して立方晶の結晶粒子および正方晶の結晶粒子とより成
り正方晶の（２００）面、立方晶の（２００）面および
単斜晶の外５面（以下の外字は、
欠点を解消し、優れた強度を有するとともに２００ ’
Ｃないし３００ ’Ｃの特定温度領域における強度の経
時劣化を著しく改良したジルコニア磁器であ一す、主と
してＺｒＯとＹＯより成す、Ｙ２Ｏ３／ＺｒＯ２のモル
比が２７９８〜７／９３の範囲であって結晶粒子が主と
して立方晶の結晶粒子および正方晶の結晶粒子とより成
り正方晶の（２００）面、立方晶の（２００）面および
単斜晶の外５面（以下の外字は、
【符号の説明］の欄の
後に示すものである。）の各々のＸ線回折線のピーク強
度をＴ（２００） 、Ｃ（２００）およびＭ外６とした
とき次式 Ｔ（２００） ／ （Ｔ（２００） ＋Ｃ（２００）
）≧０．０５Ｍ外７／Ｔ（２００）≦１ Ｍ外８／ （Ｔ（２００） ＋Ｃ（２００） ）≦０．
４が成立し、平均結晶粒子径が２ミクロン以下であり、
２００℃ないし３００ ℃の温度域に曝したときの経時
劣化が極めて少ないことを特徴としたジルコニア磁器で
ある。 ［０００６］ すなわち、本発明はＺｒＯ−Ｙ Ｏ系ジルコニア磁器
においてＹ２Ｏ３７Ｚ ｒ ０２のモル比を特定値とし
、平均結晶粒子径を特定値以下とすることにより従来約
５００℃以下では相変態を起して不安定であった正方晶
を５００ ℃から室温迄の温度範囲内で単斜晶に相変態
させることなく安定に存在させたものおよび結晶粒子を
主として正方晶の結晶粒子とするがあるいは主として立
方晶と正方晶の混合相とすることにより極めて高強度で
カリ特定温度領域における経時劣化の極めて少ないジル
コニア磁器である。 ［０００７］ 【作用】 本発明を更に詳しく説明すれば、正方晶が安定に存在す
るためには磁器の平均結晶粒子径が２μ以下好ましくは
１μ以下であることが極めて重要である。 ［０００８］ すなわち平均結晶粒子径と抗折強度の関係は図１に示す
とおり耐久試、験前の曲線Ａにおいては平均結晶粒子径
が２μ以上であっても強度の急激な低下は認められない
が、２００℃〜３００℃の特定温度領域に１５００時間
保持した耐久試、験後の曲線Ｂにおいては、平均結晶粒
子径が２μを越えると過剰の単斜晶の生成により微細な
りラックが内在されているため強度が急激に低下し経時
劣化が著しくなる。さらに後述の実施例の記載のとおり
、平均結晶粒子径が２μ以下、好ましくは１μ以下であ
ると２００℃〜３００℃の特定温度領域に放置しても結
晶相がほとんど変化せず、正方晶が安定のまま存在する
。このように本発明において２００ ’Ｃないし３００
℃における耐久性に優れていると祢するは２００ ’Ｃ
ないし３００ ℃の間の任意の温度において経時劣化が
少ないことを意味する。具体的な測定手段の一例として
は実施例で述べるように２００℃ないし３００℃のすべ
ての温度域を網羅するために大気中で２００℃ないし３
００℃の間を１０℃／分の昇降温速度で加熱冷却を繰り
返す耐久試験を行い、耐久前と耐久後の抗折強度あるい
は結晶相の変化を測定するのが良い。むろん一定の温度
域にさらして耐久試験を行ってもよい。耐久時間は長い
程劣化の程度が増大するが、１５００時間程度で従来の
ジルコニア磁器と本発明のジルコニア磁器との差が明瞭
となる。このように結晶粒子径を小さくすると正方晶よ
り単斜晶への変態が起りにくい理由は、結晶粒子が微小
であると粒子の表面自由エネルギーの関係で単斜晶より
正方晶の方が安定になるものと考えられる。なお、平均
結晶粒子径の測定は、次の方法で行なう。磁器の鏡面研
磨面を弗化水素酸でエツチング処理したものの電子顕微
鏡写真で粒子を５０個以上含むような一定面積Ｓ内にあ
る粒子数ｎを数え、粒子１個あたりの平均面積Ｓに等し
い面積の円の直径ｄを式ｄ ＝ （４ｓ／π）１″によ
り計算する。そしてｄを同一試料の３ケ所以上の視野に
ついて求めその平均値を平均結晶粒子径とする。粒子数
ｎは一定面積Ｓに完全に含まれる粒子の数と一定面積の
境界線で切られる粒子の数の１７２との和とする。 ［０００９］ そしてＸ線回折線ピーク強度比と抗折強度との関係は図
２に示すとおり、正方晶の（２００）面、単斜晶の外９
面、立方晶の（２００）面のＸ線回折線強度をそれぞれ
Ｔ （２００） Ｍ外１０ 、 Ｃ（２００）とした
とき、本発明の主として正方晶の結晶粒子よりなるジル
コニア磁器Ｃの強度は、従来の立方晶の結晶粒子と単斜
晶の結晶粒子よりなるジルコニア磁器の劣化前の強度り
よりも大きく、また主として立方晶の結晶粒子と正方晶
の結晶粒子とよりなるジルコニア磁器Ｅは立方晶の結晶
粒子と単斜晶の結晶粒子とよりなるジルコニア磁器の特
定温度域における経時劣化後の強度Ｆよりも犬である。 また本発明のジルコニア磁器ＣおよびＥは立方晶のみよ
りなるジルコニア磁器Ｇよりも高強度であり、且つ正方
晶が多くなるに従って強度が向上する。 ［００１０］ 本発明で主として立方晶の結晶粒子と正方晶の結晶粒子
より成るジルコニア磁器とは、正方晶の結晶粒子と立方
晶の結晶粒子のみよりなるものは勿論のことＴ（２００
） ／ （Ｔ（２００） ＋Ｃ（２００））の強度比が
０．０５以上で、Ｍ外１１／Ｔ （２００）の強度比が
１以下、Ｍ外１２／ （Ｔ（２００） ＋Ｃ（２００）
）の強度比が０．４以下となるような単斜晶が存在する
ものも含まれる。上記のＸ線ピーク強度比の範囲は、単
斜晶の量が全体の概略２０容積パーセント以下に相当す
る。 ［００１１］ 又本発明において主としてＺ ｒ ０２とＹ２Ｏ３より
成るジルコニア磁器というのは、ＺｒＯの安定化剤とし
てＹ２Ｏ３を主体として用いたジルコニア磁器を意味し
、Ｙ２０３の約３０モル％以下を他の稀土類元素の酸化
物、例えばＹｂ２０３Ｓｃ ＯＮｂ ＯＳｍ Ｏ
、ＣｅＯ２等あるいはＣａＯ，ＭｇＯで２３！２３・
２３ 置換したものでもよい。また本発明によるジルコニア磁
器はＳ ｉ０２ 。 Ａｌ２Ｏ３，粘土等の焼結助剤を磁器全体の３０重量％
以下含有するものでもよい。なお磁器を構成している結
晶相は磁器表面を研磨し、鏡面とした面を用いてＸ線回
折法によって同定する。 ［００１２］ 本発明の数値限定理由は以下のとおりである。Ｙ２Ｏ３
／ＺｒＯ２のモル比は２／９８未満では正方晶のジルコ
ニア磁器は得られず、また７／９３を越えると正方晶が
ほとんど含まれなくなり立方晶のジルコニア磁器となる
。 ［００１３］ なお、本発明のジルコニア磁器はＹ２Ｏ３／ＺｒＯ２モ
ル比が２／９８〜７／９３、結晶粒子が主として立方晶
の結晶粒子と正方晶の結晶粒子より成り、平均結晶粒子
径が２μ以下というＹ２Ｏ３／ＺｒＯ。モル比、結晶粒
子の結晶相および平均結晶粒子径という３要件がすべて
備わった上で２００℃ないし３００℃における耐久性が
優れたジルコニア磁器となる。 ［００１４］ なお本発明の主として立方晶の結晶粒子および正方晶の
結晶粒子より成る特定値以下の平均結晶粒子径をもつ２
００℃〜３００℃における耐久性の侵れたジルコニア磁
器をつくるには組成はもとより使用する原料、原料粒度
、焼成条件、冷却条件等を選択することにより容易に実
施できるものである。 ［００１５］ 本発明の主として立方晶の結晶粒子および正方晶の結晶
粒子とよりなるジルコニア磁器は、酸素濃淡電池を構成
した場合、いずれも理論値通りの起電力が得られたため
、本発明によるジルコニア磁器は酸素イオン導電性固体
電解質としても充分使用できるものである。 ［００１６］
後に示すものである。）の各々のＸ線回折線のピーク強
度をＴ（２００） 、Ｃ（２００）およびＭ外６とした
とき次式 Ｔ（２００） ／ （Ｔ（２００） ＋Ｃ（２００）
）≧０．０５Ｍ外７／Ｔ（２００）≦１ Ｍ外８／ （Ｔ（２００） ＋Ｃ（２００） ）≦０．
４が成立し、平均結晶粒子径が２ミクロン以下であり、
２００℃ないし３００ ℃の温度域に曝したときの経時
劣化が極めて少ないことを特徴としたジルコニア磁器で
ある。 ［０００６］ すなわち、本発明はＺｒＯ−Ｙ Ｏ系ジルコニア磁器
においてＹ２Ｏ３７Ｚ ｒ ０２のモル比を特定値とし
、平均結晶粒子径を特定値以下とすることにより従来約
５００℃以下では相変態を起して不安定であった正方晶
を５００ ℃から室温迄の温度範囲内で単斜晶に相変態
させることなく安定に存在させたものおよび結晶粒子を
主として正方晶の結晶粒子とするがあるいは主として立
方晶と正方晶の混合相とすることにより極めて高強度で
カリ特定温度領域における経時劣化の極めて少ないジル
コニア磁器である。 ［０００７］ 【作用】 本発明を更に詳しく説明すれば、正方晶が安定に存在す
るためには磁器の平均結晶粒子径が２μ以下好ましくは
１μ以下であることが極めて重要である。 ［０００８］ すなわち平均結晶粒子径と抗折強度の関係は図１に示す
とおり耐久試、験前の曲線Ａにおいては平均結晶粒子径
が２μ以上であっても強度の急激な低下は認められない
が、２００℃〜３００℃の特定温度領域に１５００時間
保持した耐久試、験後の曲線Ｂにおいては、平均結晶粒
子径が２μを越えると過剰の単斜晶の生成により微細な
りラックが内在されているため強度が急激に低下し経時
劣化が著しくなる。さらに後述の実施例の記載のとおり
、平均結晶粒子径が２μ以下、好ましくは１μ以下であ
ると２００℃〜３００℃の特定温度領域に放置しても結
晶相がほとんど変化せず、正方晶が安定のまま存在する
。このように本発明において２００ ’Ｃないし３００
℃における耐久性に優れていると祢するは２００ ’Ｃ
ないし３００ ℃の間の任意の温度において経時劣化が
少ないことを意味する。具体的な測定手段の一例として
は実施例で述べるように２００℃ないし３００℃のすべ
ての温度域を網羅するために大気中で２００℃ないし３
００℃の間を１０℃／分の昇降温速度で加熱冷却を繰り
返す耐久試験を行い、耐久前と耐久後の抗折強度あるい
は結晶相の変化を測定するのが良い。むろん一定の温度
域にさらして耐久試験を行ってもよい。耐久時間は長い
程劣化の程度が増大するが、１５００時間程度で従来の
ジルコニア磁器と本発明のジルコニア磁器との差が明瞭
となる。このように結晶粒子径を小さくすると正方晶よ
り単斜晶への変態が起りにくい理由は、結晶粒子が微小
であると粒子の表面自由エネルギーの関係で単斜晶より
正方晶の方が安定になるものと考えられる。なお、平均
結晶粒子径の測定は、次の方法で行なう。磁器の鏡面研
磨面を弗化水素酸でエツチング処理したものの電子顕微
鏡写真で粒子を５０個以上含むような一定面積Ｓ内にあ
る粒子数ｎを数え、粒子１個あたりの平均面積Ｓに等し
い面積の円の直径ｄを式ｄ ＝ （４ｓ／π）１″によ
り計算する。そしてｄを同一試料の３ケ所以上の視野に
ついて求めその平均値を平均結晶粒子径とする。粒子数
ｎは一定面積Ｓに完全に含まれる粒子の数と一定面積の
境界線で切られる粒子の数の１７２との和とする。 ［０００９］ そしてＸ線回折線ピーク強度比と抗折強度との関係は図
２に示すとおり、正方晶の（２００）面、単斜晶の外９
面、立方晶の（２００）面のＸ線回折線強度をそれぞれ
Ｔ （２００） Ｍ外１０ 、 Ｃ（２００）とした
とき、本発明の主として正方晶の結晶粒子よりなるジル
コニア磁器Ｃの強度は、従来の立方晶の結晶粒子と単斜
晶の結晶粒子よりなるジルコニア磁器の劣化前の強度り
よりも大きく、また主として立方晶の結晶粒子と正方晶
の結晶粒子とよりなるジルコニア磁器Ｅは立方晶の結晶
粒子と単斜晶の結晶粒子とよりなるジルコニア磁器の特
定温度域における経時劣化後の強度Ｆよりも犬である。 また本発明のジルコニア磁器ＣおよびＥは立方晶のみよ
りなるジルコニア磁器Ｇよりも高強度であり、且つ正方
晶が多くなるに従って強度が向上する。 ［００１０］ 本発明で主として立方晶の結晶粒子と正方晶の結晶粒子
より成るジルコニア磁器とは、正方晶の結晶粒子と立方
晶の結晶粒子のみよりなるものは勿論のことＴ（２００
） ／ （Ｔ（２００） ＋Ｃ（２００））の強度比が
０．０５以上で、Ｍ外１１／Ｔ （２００）の強度比が
１以下、Ｍ外１２／ （Ｔ（２００） ＋Ｃ（２００）
）の強度比が０．４以下となるような単斜晶が存在する
ものも含まれる。上記のＸ線ピーク強度比の範囲は、単
斜晶の量が全体の概略２０容積パーセント以下に相当す
る。 ［００１１］ 又本発明において主としてＺ ｒ ０２とＹ２Ｏ３より
成るジルコニア磁器というのは、ＺｒＯの安定化剤とし
てＹ２Ｏ３を主体として用いたジルコニア磁器を意味し
、Ｙ２０３の約３０モル％以下を他の稀土類元素の酸化
物、例えばＹｂ２０３Ｓｃ ＯＮｂ ＯＳｍ Ｏ
、ＣｅＯ２等あるいはＣａＯ，ＭｇＯで２３！２３・
２３ 置換したものでもよい。また本発明によるジルコニア磁
器はＳ ｉ０２ 。 Ａｌ２Ｏ３，粘土等の焼結助剤を磁器全体の３０重量％
以下含有するものでもよい。なお磁器を構成している結
晶相は磁器表面を研磨し、鏡面とした面を用いてＸ線回
折法によって同定する。 ［００１２］ 本発明の数値限定理由は以下のとおりである。Ｙ２Ｏ３
／ＺｒＯ２のモル比は２／９８未満では正方晶のジルコ
ニア磁器は得られず、また７／９３を越えると正方晶が
ほとんど含まれなくなり立方晶のジルコニア磁器となる
。 ［００１３］ なお、本発明のジルコニア磁器はＹ２Ｏ３／ＺｒＯ２モ
ル比が２／９８〜７／９３、結晶粒子が主として立方晶
の結晶粒子と正方晶の結晶粒子より成り、平均結晶粒子
径が２μ以下というＹ２Ｏ３／ＺｒＯ。モル比、結晶粒
子の結晶相および平均結晶粒子径という３要件がすべて
備わった上で２００℃ないし３００℃における耐久性が
優れたジルコニア磁器となる。 ［００１４］ なお本発明の主として立方晶の結晶粒子および正方晶の
結晶粒子より成る特定値以下の平均結晶粒子径をもつ２
００℃〜３００℃における耐久性の侵れたジルコニア磁
器をつくるには組成はもとより使用する原料、原料粒度
、焼成条件、冷却条件等を選択することにより容易に実
施できるものである。 ［００１５］ 本発明の主として立方晶の結晶粒子および正方晶の結晶
粒子とよりなるジルコニア磁器は、酸素濃淡電池を構成
した場合、いずれも理論値通りの起電力が得られたため
、本発明によるジルコニア磁器は酸素イオン導電性固体
電解質としても充分使用できるものである。 ［００１６］
次に実施例を述べる。
実施例１
表１乃至表４に示す組成となるようにＺｒＯ３，Ｙ２Ｏ
３又はその化合物を調合しボールミル混合した。その混
合物を８００℃で仮焼し、ボールミルにて湿式粉砕し、
乾燥しな後その粉末をプレス成形し、１０００℃ないし
１４００℃にて１時間ないし３時間焼成して本発明のジ
ルコニア磁器を得た。そしてこれらの磁器について平均
結晶粒子径、Ｘ線回折線強度、抗折強度、体積抵抗率を
比較測定した。なおＸ線回折線強度比は立方晶の（２０
０）面、正方晶の（２００）面および単斜晶の外１３面
でのＸ線回折線ピーク高さの比とした。抗折強度は磁器
を３．５ Ｘ３．５ Ｘ５０ｍｍの棒状に仕上げ３点ｌ
げ法にて求めた。体積抵抗率は４端子法により、大気中
４００℃にて測定した。 ［００１７］ なお表１乃至表４中２００℃〜３００℃耐久とあるのは
２００℃〜３００℃の間を、１０℃／分の昇降温速度で
加熱、冷却を繰り返した耐久試験である。各種組成によ
る測定結果を表１乃至表４に示す。表１〜表４には２０
０℃〜３００℃の耐久試、験体のＸ線回折線強度比も記
載する。さらに第１表中［Ｂ／ＡＸ１００Ｊの欄は耐久
試験後の抗折強度を初期の抗折強度に比較した割合をパ
ーセントで示し、ｒＣ／ＤＪの欄はＸ線回折線強度比に
おいて単斜晶外１４面／正方晶（２００）面の耐久試験
後の値に対する初期値の割合、すなわち耐久試、験によ
る正方晶から単斜晶への相変態の程度、さらに換言すれ
ば耐久試、験による正方晶の減少率を意味し、これが１
に近い程正方晶が安定であることを示す。表１乃至表４
には本発明の数値限定範囲外の例を参考例として合わせ
記載した。 ［００１８］
３又はその化合物を調合しボールミル混合した。その混
合物を８００℃で仮焼し、ボールミルにて湿式粉砕し、
乾燥しな後その粉末をプレス成形し、１０００℃ないし
１４００℃にて１時間ないし３時間焼成して本発明のジ
ルコニア磁器を得た。そしてこれらの磁器について平均
結晶粒子径、Ｘ線回折線強度、抗折強度、体積抵抗率を
比較測定した。なおＸ線回折線強度比は立方晶の（２０
０）面、正方晶の（２００）面および単斜晶の外１３面
でのＸ線回折線ピーク高さの比とした。抗折強度は磁器
を３．５ Ｘ３．５ Ｘ５０ｍｍの棒状に仕上げ３点ｌ
げ法にて求めた。体積抵抗率は４端子法により、大気中
４００℃にて測定した。 ［００１７］ なお表１乃至表４中２００℃〜３００℃耐久とあるのは
２００℃〜３００℃の間を、１０℃／分の昇降温速度で
加熱、冷却を繰り返した耐久試験である。各種組成によ
る測定結果を表１乃至表４に示す。表１〜表４には２０
０℃〜３００℃の耐久試、験体のＸ線回折線強度比も記
載する。さらに第１表中［Ｂ／ＡＸ１００Ｊの欄は耐久
試験後の抗折強度を初期の抗折強度に比較した割合をパ
ーセントで示し、ｒＣ／ＤＪの欄はＸ線回折線強度比に
おいて単斜晶外１４面／正方晶（２００）面の耐久試験
後の値に対する初期値の割合、すなわち耐久試、験によ
る正方晶から単斜晶への相変態の程度、さらに換言すれ
ば耐久試、験による正方晶の減少率を意味し、これが１
に近い程正方晶が安定であることを示す。表１乃至表４
には本発明の数値限定範囲外の例を参考例として合わせ
記載した。 ［００１８］
【表１】
【表２１
注１）焼結助剤の添加量とは磁器全体に対する焼結助剤
の重量％である注２）Ｔ、Ｃ，Ｍとはそれぞれ正方晶（
Ｔｅｔｒａｇｏｎａｌ ）、立方晶（Ｃｕｂｉｃ）
単斜晶（Ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ）を示す 注３ ） Ｃ（２００）、Ｔ（２００）とは立方晶の（
２００）面、正方晶の（２００）面のＸ線回折線強度を
示す 注４）Ｍ外１５は単斜晶の外１６面のＸ線回折線強度を
示す注５）耐久試験は２００℃ないし３００℃の間を１
０℃／分の昇降温度速度で加熱、冷却を繰り返し１５０
０時間経過したものである［００２１］ ［００２２］ ［００２３］ 図３には表１乃至表４中に記載の例について平均結晶粒
子径に対するＣ／Ｄの値を図示し、図４には同様に平均
結晶粒子径に対するＢ／ＡＸ１００の値を図示する。図
３、図４中の各点についている数字は実施例のＮｏ、
を示す。 ［００２４］ 表１乃至表４および図３、図４から明らかなとおり、本
発明のジルコニア磁器は高強度で、かつ２００℃〜３０
０℃という特定の温度領域に放置しても結晶相、抗折強
度ともほとんど変化がない。 ［００２５］ さらにこのように特定温度領域で安定であるなめには磁
器の平均結晶粒子径が２μ以下、好ましくは１μ以下で
あることが必要であると判明した。さらに体積抵抗率も
低いものであることが確認された。 ［００２６］ 【発明の効果】 比において、主として正方晶の結晶粒子および立方晶の
結晶粒子とより成り、かつその結晶粒子径が特定値以下
であることにより極めて高強度でかつ２００℃〜３００
℃の特定温度域における経時劣化も著しく少ないもので
あり、高強度かつ耐熱特性が要求される用途例えば酸素
濃淡電池用固体電解質、自動車用酸素センサ鉄鋼用の酸
素メーター、発電用燃料電池、内燃機関関連部品、サー
ミスタ、切削バイト、玉石、包丁など広く工業材料とし
て好適であり、産業上極めて有用なものである。
の重量％である注２）Ｔ、Ｃ，Ｍとはそれぞれ正方晶（
Ｔｅｔｒａｇｏｎａｌ ）、立方晶（Ｃｕｂｉｃ）
単斜晶（Ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ）を示す 注３ ） Ｃ（２００）、Ｔ（２００）とは立方晶の（
２００）面、正方晶の（２００）面のＸ線回折線強度を
示す 注４）Ｍ外１５は単斜晶の外１６面のＸ線回折線強度を
示す注５）耐久試験は２００℃ないし３００℃の間を１
０℃／分の昇降温度速度で加熱、冷却を繰り返し１５０
０時間経過したものである［００２１］ ［００２２］ ［００２３］ 図３には表１乃至表４中に記載の例について平均結晶粒
子径に対するＣ／Ｄの値を図示し、図４には同様に平均
結晶粒子径に対するＢ／ＡＸ１００の値を図示する。図
３、図４中の各点についている数字は実施例のＮｏ、
を示す。 ［００２４］ 表１乃至表４および図３、図４から明らかなとおり、本
発明のジルコニア磁器は高強度で、かつ２００℃〜３０
０℃という特定の温度領域に放置しても結晶相、抗折強
度ともほとんど変化がない。 ［００２５］ さらにこのように特定温度領域で安定であるなめには磁
器の平均結晶粒子径が２μ以下、好ましくは１μ以下で
あることが必要であると判明した。さらに体積抵抗率も
低いものであることが確認された。 ［００２６］ 【発明の効果】 比において、主として正方晶の結晶粒子および立方晶の
結晶粒子とより成り、かつその結晶粒子径が特定値以下
であることにより極めて高強度でかつ２００℃〜３００
℃の特定温度域における経時劣化も著しく少ないもので
あり、高強度かつ耐熱特性が要求される用途例えば酸素
濃淡電池用固体電解質、自動車用酸素センサ鉄鋼用の酸
素メーター、発電用燃料電池、内燃機関関連部品、サー
ミスタ、切削バイト、玉石、包丁など広く工業材料とし
て好適であり、産業上極めて有用なものである。
【図１】
図１はジルコニア磁器の平均結晶粒子径と抗折強度との
耐久状、験前後の関係を示す説明図である。
耐久状、験前後の関係を示す説明図である。
【図２】
図２は立方晶（２００）面と正方晶（２００）面のＸ線
回折線の強度比と抗折強度とのの抗折強度との関係を示
す説明図である。
回折線の強度比と抗折強度とのの抗折強度との関係を示
す説明図である。
【図３】
図３は本発明のジルコニア磁器のＸ線回折線強度比の初
期値（Ｃ）と耐久試験後の値（Ｄ）との比（Ｃ／Ｄ）と
平均結晶粒子径との関係を示す特性図である。
期値（Ｃ）と耐久試験後の値（Ｄ）との比（Ｃ／Ｄ）と
平均結晶粒子径との関係を示す特性図である。
【図４】
図４は同じく本発明のジルコニア磁器の抗折強度（Ａ）
と耐久試験後の抗折強
と耐久試験後の抗折強
【外１１］、 、［外１２］
、［外１３Ｌ 【外１４］、［外１５］、［外１６］
。 【外１７】（すべて同一の外字である。）
、［外１３Ｌ 【外１４］、［外１５］、［外１６］
。 【外１７】（すべて同一の外字である。）
図面
【図１】
【図２】
Ｘメ泉圓折礫ピーグチ東崖比
’Ｃ，Ｅ：Ｔｔｚｏｏ）／（−ｒｔｚｏｍ−Ｃｔｚｏｏ
ｒ）
ｒ）
【図３】
【図４】
θ
！、０
手片鮎品ｍ−７−任０す
Claims (1)
- １．主としてＺｒＯ＿２とＹ＿２Ｏ＿３より成り、Ｙ＿
２Ｏ＿３／ＺｒＯ＿２のモル比が２／９８〜７／９３の
範囲であって結晶粒子が主として立方晶の結晶粒子およ
び正方晶の結晶粒子とより成り正方晶の（２００）面、
立方晶の（２００）面および単斜晶の外１面の各々のＸ
線回折線のピーク強度をＴ（２００）、Ｃ（２００）お
よびＭ外２としたとき次式 Ｔ（２００）／（Ｔ（２００）＋Ｃ（２００））≧０．
０５Ｍ外３／Ｔ（２００）≦１ Ｍ外４／（Ｔ（２００）＋Ｃ（２００））≦０．４が成
立し、平均結晶粒子径が２ミクロン以下であり、２００
℃乃至３００℃の温度域に曝したときの経時劣化が極め
て少ないことを特徴としたジルコニア磁器。 【外１】，【外２】，【外３】，【外４】（すべて同一
の外字である。）（１１１）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2418104A JPH04139062A (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | ジルコニア磁器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2418104A JPH04139062A (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | ジルコニア磁器 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63278551A Division JPH01157072A (ja) | 1988-11-05 | 1988-11-05 | ジルコニア磁器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04139062A true JPH04139062A (ja) | 1992-05-13 |
| JPH0463024B2 JPH0463024B2 (ja) | 1992-10-08 |
Family
ID=18526045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2418104A Granted JPH04139062A (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | ジルコニア磁器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04139062A (ja) |
-
1990
- 1990-12-28 JP JP2418104A patent/JPH04139062A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0463024B2 (ja) | 1992-10-08 |
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