JPH04238861A - セリア安定化ジルコニア／α−アルミナ／ランタン−β−アルミナ複合焼結体 - Google Patents
セリア安定化ジルコニア／α−アルミナ／ランタン−β−アルミナ複合焼結体Info
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- JPH04238861A JPH04238861A JP2415864A JP41586490A JPH04238861A JP H04238861 A JPH04238861 A JP H04238861A JP 2415864 A JP2415864 A JP 2415864A JP 41586490 A JP41586490 A JP 41586490A JP H04238861 A JPH04238861 A JP H04238861A
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (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】
【産業上の利用分野】本発明は、機械的特性に優れた複
合焼結体に関する。
合焼結体に関する。
【０００２】
【従来の技術】イットリア安定化ジルコニア（Ｙ−ＴＺ
Ｐ） は、高い曲げ強度を有し、現在構造用セラミック
スとして使用されている材料であるが、水中での低温劣
化（〜２００℃）が大きいこと等の欠点を有する。これ
に対し、セリア安定化ジルコニア（Ｃｅ−ＴＺＰ）は、
Ｙ−ＴＺＰ に比較して破壊靱性値が高く、かつ水中で
の低温劣化の少ない優れた材料であるが、曲げ強度が低
いという欠点を有する。
Ｐ） は、高い曲げ強度を有し、現在構造用セラミック
スとして使用されている材料であるが、水中での低温劣
化（〜２００℃）が大きいこと等の欠点を有する。これ
に対し、セリア安定化ジルコニア（Ｃｅ−ＴＺＰ）は、
Ｙ−ＴＺＰ に比較して破壊靱性値が高く、かつ水中で
の低温劣化の少ない優れた材料であるが、曲げ強度が低
いという欠点を有する。
【０００３】一般に、ジルコニアの曲げ強度を向上させ
る方法としては、アルミナを添加する方法が知られてい
るが、この方法では強度は向上するが、破壊靱性値が低
下してしまうという問題がある。
る方法としては、アルミナを添加する方法が知られてい
るが、この方法では強度は向上するが、破壊靱性値が低
下してしまうという問題がある。
【０００４】一方、焼結体の粒子形状に異方性を持たせ
ることにより、強度及び破壊靱性を向上できることが知
られており、高畑らはアルミナ又はアルミナ−ジルコニ
ア中でランタン−β−アルミナ（ＬＢＡ） の柱状晶を
発達させることにより、これらの改善を図っている〔特
開昭６３−１３９０４４ 号公報，第２５回窯業基礎討
論会講演要旨集（１９８７年）３Ａ０３〕。
ることにより、強度及び破壊靱性を向上できることが知
られており、高畑らはアルミナ又はアルミナ−ジルコニ
ア中でランタン−β−アルミナ（ＬＢＡ） の柱状晶を
発達させることにより、これらの改善を図っている〔特
開昭６３−１３９０４４ 号公報，第２５回窯業基礎討
論会講演要旨集（１９８７年）３Ａ０３〕。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、更に高い破
壊靱性及び曲げ強度を有する複合焼結体を提供すること
を目的とする。
壊靱性及び曲げ強度を有する複合焼結体を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者らは高い破壊靱性値及び熱安定性を有するセリア
安定化ジルコニアに着目し、その曲げ強度を改善すると
共に破壊靱性値を更に向上せしめるべく鋭意研究を重ね
た結果、特定組成比を有するＣｅ−ＴＺＰ／α−Ａｌ２
Ｏ３ ／ＬＢＡ 複合焼結体が曲げ強度及び破壊靱性共
にすぐれた材料であることを見出し、本発明を完成した
。
発明者らは高い破壊靱性値及び熱安定性を有するセリア
安定化ジルコニアに着目し、その曲げ強度を改善すると
共に破壊靱性値を更に向上せしめるべく鋭意研究を重ね
た結果、特定組成比を有するＣｅ−ＴＺＰ／α−Ａｌ２
Ｏ３ ／ＬＢＡ 複合焼結体が曲げ強度及び破壊靱性共
にすぐれた材料であることを見出し、本発明を完成した
。
【０００７】すなわち本発明は、（ａ）セリア安定化ジ
ルコニア ６０〜９２体積％、（ｂ）α−アルミナ
５〜３０体積％及び（ｃ）ランタン系β−アルミナ３
体積％以上１０体積％未満を含有する複合焼結体を提供
するものである。
ルコニア ６０〜９２体積％、（ｂ）α−アルミナ
５〜３０体積％及び（ｃ）ランタン系β−アルミナ３
体積％以上１０体積％未満を含有する複合焼結体を提供
するものである。
【０００８】本発明において用いられるセリア安定化ジ
ルコニアとは、二酸化セリウム（ＣｅＯ２ ） を安定
化剤として含有し、結晶相として正方晶を含有するジル
コニアをいい、全組成中６０〜９２体積％となる範囲で
用いられる。セリア安定化ジルコニアが６０体積％未満
では破壊靱性が低くなり、また９２体積％を超えると曲
げ強度が低くなり、両面において優れた材料は得られな
い。
ルコニアとは、二酸化セリウム（ＣｅＯ２ ） を安定
化剤として含有し、結晶相として正方晶を含有するジル
コニアをいい、全組成中６０〜９２体積％となる範囲で
用いられる。セリア安定化ジルコニアが６０体積％未満
では破壊靱性が低くなり、また９２体積％を超えると曲
げ強度が低くなり、両面において優れた材料は得られな
い。
【０００９】本発明において、α−アルミナは全組成中
５〜３０体積％の範囲となるように調整される。α−ア
ルミナが全組成中５体積％未満では曲げ強度が低くなり
、また３０体積％を超えると破壊靱性が低くなり、両面
において優れた材料は得られない。
５〜３０体積％の範囲となるように調整される。α−ア
ルミナが全組成中５体積％未満では曲げ強度が低くなり
、また３０体積％を超えると破壊靱性が低くなり、両面
において優れた材料は得られない。
【００１０】本発明において、ランタン系β−アルミナ
とは、Ｌａ２Ｏ３ 、Ｎｄ２Ｏ３ 、Ｃｅ２Ｏ３ 、Ｇ
ｄ２Ｏ３ 、Ｓｍ２Ｏ３ 等のランタン系希土類金属酸
化物を含有するβ−アルミナであり、理想組成式Ｌａ２
Ｏ３・１１Ａｌ２Ｏ３ （ランタンの場合）で表わされ
る化合物であり、全組成中３体積％以上１０体積％未満
の範囲となるように調整される。ランタン系β−アルミ
ナが全組成中３体積％未満では破壊靱性が低くなり、ま
た１０体積％を超えると曲げ強度が低くなり、両面にお
いて優れた材料は得られない。
とは、Ｌａ２Ｏ３ 、Ｎｄ２Ｏ３ 、Ｃｅ２Ｏ３ 、Ｇ
ｄ２Ｏ３ 、Ｓｍ２Ｏ３ 等のランタン系希土類金属酸
化物を含有するβ−アルミナであり、理想組成式Ｌａ２
Ｏ３・１１Ａｌ２Ｏ３ （ランタンの場合）で表わされ
る化合物であり、全組成中３体積％以上１０体積％未満
の範囲となるように調整される。ランタン系β−アルミ
ナが全組成中３体積％未満では破壊靱性が低くなり、ま
た１０体積％を超えると曲げ強度が低くなり、両面にお
いて優れた材料は得られない。
【００１１】本発明の複合焼結体の製造法を、ランタン
系希土類金属がランタンである場合を例に挙げて説明す
る。すなわち、シュウ酸ランタンとγ−アルミナ粉末を
、ランタンアルミネート（ＬａＡｌＯ３ ） 組成とな
るよう秤量してボールミルで混合し、仮焼を行う。次い
でこれとα−アルミナ粉末及びセリア安定化ジルコニア
を所定の割合でボールミルで粉砕混合する。得られた粉
末を単軸プレス及び静水圧等方プレス（ＣＩＰ）により
成形し、焼結することにより本発明複合焼結体が得られ
る。ここで、焼成温度は１４５０〜１７００℃の範囲内
とするのが好ましい。 １４５０℃未満ではランタン系β−アルミナの柱状晶が
充分発達せず破壊靱性値が低くなり、１７００℃を超え
るとランタン系β−アルミナが針状から等軸状に近い形
になり、破壊靱性値も低下する傾向にある。
系希土類金属がランタンである場合を例に挙げて説明す
る。すなわち、シュウ酸ランタンとγ−アルミナ粉末を
、ランタンアルミネート（ＬａＡｌＯ３ ） 組成とな
るよう秤量してボールミルで混合し、仮焼を行う。次い
でこれとα−アルミナ粉末及びセリア安定化ジルコニア
を所定の割合でボールミルで粉砕混合する。得られた粉
末を単軸プレス及び静水圧等方プレス（ＣＩＰ）により
成形し、焼結することにより本発明複合焼結体が得られ
る。ここで、焼成温度は１４５０〜１７００℃の範囲内
とするのが好ましい。 １４５０℃未満ではランタン系β−アルミナの柱状晶が
充分発達せず破壊靱性値が低くなり、１７００℃を超え
るとランタン系β−アルミナが針状から等軸状に近い形
になり、破壊靱性値も低下する傾向にある。
【００１２】
【作用】本発明の複合焼結体は、ランタン系β−アルミ
ナの柱状晶による亀裂偏向効果、セリア安定化ジルコニ
アの正方晶から単斜晶への相転移により、高い破壊靱性
を有する。
ナの柱状晶による亀裂偏向効果、セリア安定化ジルコニ
アの正方晶から単斜晶への相転移により、高い破壊靱性
を有する。
【００１３】
【実施例】以下、実施例を挙げて更に詳細に説明するが
、本発明はこれらに限定されるものではない。
、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１４】実施例１
シュウ酸ランタンとγ−アルミナ粉末を、ランタンアル
ミネート（ＬａＡｌＯ３ ）組成となるよう秤量し、ボ
ールミルで粉砕混合した後、１１００℃で２時間仮焼を
行った。次いで、これと１２ ｍｏｌ％セリア安定化ジ
ルコニア（ＴＺ−１２ＣＥ， 東ソー社製， 以下１２
Ｃｅ−ＴＺＰと略す）及びα−アルミナ（ＡＫＰ−３０
，住友化学社製）を、１２Ｃｅ−ＴＺＰ／α−Ａｌ２Ｏ
３ ／ＬＢＡ ＝７１．９／２１．２／６．９ の体積
比となるようにボールミルで粉砕混合した。得られた粉
末を単軸プレス及び ＣＩＰにより成形し、空気中で４
時間焼成し、焼結体を得た。 また、１２Ｃｅ−ＴＺＰ焼結体、１２Ｃｅ−ＴＺＰ／α
−Ａｌ２Ｏ３ （７１．８／２８．２）焼結体及び１２
Ｃｅ−ＴＺＰ／ ＬＢＡ（７２．２／２７．８）焼結体
を同温、同時間の焼成により得た。これらの焼結体につ
いて、曲げ強度（３点曲げ，スパン３０ｍｍ）及び破壊
靱性（ＳＥＰＢ法）を室温で測定した結果を表１に示す
。なお、表１のデータはそれぞれ６個の焼結体について
の平均値である。
ミネート（ＬａＡｌＯ３ ）組成となるよう秤量し、ボ
ールミルで粉砕混合した後、１１００℃で２時間仮焼を
行った。次いで、これと１２ ｍｏｌ％セリア安定化ジ
ルコニア（ＴＺ−１２ＣＥ， 東ソー社製， 以下１２
Ｃｅ−ＴＺＰと略す）及びα−アルミナ（ＡＫＰ−３０
，住友化学社製）を、１２Ｃｅ−ＴＺＰ／α−Ａｌ２Ｏ
３ ／ＬＢＡ ＝７１．９／２１．２／６．９ の体積
比となるようにボールミルで粉砕混合した。得られた粉
末を単軸プレス及び ＣＩＰにより成形し、空気中で４
時間焼成し、焼結体を得た。 また、１２Ｃｅ−ＴＺＰ焼結体、１２Ｃｅ−ＴＺＰ／α
−Ａｌ２Ｏ３ （７１．８／２８．２）焼結体及び１２
Ｃｅ−ＴＺＰ／ ＬＢＡ（７２．２／２７．８）焼結体
を同温、同時間の焼成により得た。これらの焼結体につ
いて、曲げ強度（３点曲げ，スパン３０ｍｍ）及び破壊
靱性（ＳＥＰＢ法）を室温で測定した結果を表１に示す
。なお、表１のデータはそれぞれ６個の焼結体について
の平均値である。
【表１】
【００１５】
【発明の効果】以上のように、本発明の複合焼結体は、
曲げ強度及び破壊靱性に極めて優れており、構造用セラ
ミックスとして有用である。
曲げ強度及び破壊靱性に極めて優れており、構造用セラ
ミックスとして有用である。
Claims (1)
- 【請求項１】 （ａ）セリア安定化ジルコニア ６
０〜９２体積％、（ｂ）α−アルミナ ５〜３０体積
％及び（ｃ）ランタン系β−アルミナ ３体積％以上
１０体積％未満を含有する複合焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2415864A JP2943016B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | セリア安定化ジルコニア／α−アルミナ／ランタン−β−アルミナ複合焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2415864A JP2943016B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | セリア安定化ジルコニア／α−アルミナ／ランタン−β−アルミナ複合焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04238861A true JPH04238861A (ja) | 1992-08-26 |
| JP2943016B2 JP2943016B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=18524139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2415864A Expired - Fee Related JP2943016B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | セリア安定化ジルコニア／α−アルミナ／ランタン−β−アルミナ複合焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2943016B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5447894A (en) * | 1993-12-24 | 1995-09-05 | Agency Of Industrial Science & Technology | Sintered ceramic article formed mainly of alumina |
| EP0668253A3 (en) * | 1994-02-03 | 1995-10-25 | Isuzu Ceramics Res Inst | Composite body with low friction coefficient for sliding part. |
-
1990
- 1990-12-28 JP JP2415864A patent/JP2943016B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5447894A (en) * | 1993-12-24 | 1995-09-05 | Agency Of Industrial Science & Technology | Sintered ceramic article formed mainly of alumina |
| EP0668253A3 (en) * | 1994-02-03 | 1995-10-25 | Isuzu Ceramics Res Inst | Composite body with low friction coefficient for sliding part. |
| EP0776871A1 (en) | 1994-02-03 | 1997-06-04 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Low frictional composite material for sliding member |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2943016B2 (ja) | 1999-08-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090625 Year of fee payment: 10 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |