JPH0463024B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0463024B2 JPH0463024B2 JP2418104A JP41810490A JPH0463024B2 JP H0463024 B2 JPH0463024 B2 JP H0463024B2 JP 2418104 A JP2418104 A JP 2418104A JP 41810490 A JP41810490 A JP 41810490A JP H0463024 B2 JPH0463024 B2 JP H0463024B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- porcelain
- tetragonal
- plane
- crystal grains
- cubic
- 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
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 81
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 60
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 claims description 48
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 14
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 claims description 13
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 claims description 11
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 5
- 241000270708 Testudinidae Species 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910002077 partially stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 229910002078 fully stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000010987 cubic zirconia Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 239000012770 industrial material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- -1 oxygen ion Chemical class 0.000 description 1
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔0001〕
〔産業上の利用分野〕 本発明は高強度でかつ特
定温度領域における長時間使用による経時劣化の
極めて少ないZrO2−Y2O3系のジルコニア磁器に
関するものである。
定温度領域における長時間使用による経時劣化の
極めて少ないZrO2−Y2O3系のジルコニア磁器に
関するものである。
〔0002〕
〔従来の技術〕 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。
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〕
〔発明が解決しようとする課題〕 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
において安定であり、長時間使用による経時劣化
もほ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
によつて極めて破損しやすいという欠点があつ
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℃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、磁器表面に微細なクラツクが多数
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
ているものであつた。
ルコニア磁器は、常温から約1500℃迄の温度範囲
において安定であり、長時間使用による経時劣化
もほ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
によつて極めて破損しやすいという欠点があつ
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℃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、磁器表面に微細なクラツクが多数
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
ているものであつた。
〔0004〕 これはZrO2−Y2O3系部分安定化ジル
コニア磁器では約1500℃の焼成温度において正方
晶である結晶粒子が約1500℃から室温への冷却中
に500℃付近で単斜晶に相変態を起こし、その際
生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クラツクが結晶粒子内に
多数発生し、このクラツクが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。
コニア磁器では約1500℃の焼成温度において正方
晶である結晶粒子が約1500℃から室温への冷却中
に500℃付近で単斜晶に相変態を起こし、その際
生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クラツクが結晶粒子内に
多数発生し、このクラツクが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〕
〔課題を解決するための手段〕 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もに200℃ない
し300℃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り、主とし
てZrO2とY2O3より成り、Y2O3／ZrO2のモル比
が２／98〜７／93の範囲であつて結晶粒子が主と
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（200）面お
よび単斜晶の（11１）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（11１）と
したとき次式 Ｔ（200）／（Ｔ（200）＋Ｃ（200））≧0.05 Ｍ（11１）／Ｔ（200）≦１ Ｍ（11１）／（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。
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もに200℃ない
し300℃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り、主とし
てZrO2とY2O3より成り、Y2O3／ZrO2のモル比
が２／98〜７／93の範囲であつて結晶粒子が主と
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（200）面お
よび単斜晶の（11１）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（11１）と
したとき次式 Ｔ（200）／（Ｔ（200）＋Ｃ（200））≧0.05 Ｍ（11１）／Ｔ（200）≦１ Ｍ（11１）／（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ZrO2−Y2O3系ジ
ルコニア磁器においてY2O3／ZrO2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
安定であつた正方晶を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
晶粒子とするか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かつ特
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。
ルコニア磁器においてY2O3／ZrO2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
安定であつた正方晶を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
晶粒子とするか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かつ特
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。
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以上であつても強度
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クラツクが内
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℃
ないし300℃における耐久性に優れていると称す
るは200℃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300℃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
て耐久試験を行つてもよい。耐久時間は長い程劣
化の程度が増大するが、1500時間程度の従来のジ
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個あたりその平均面
積ｓに等しい面積の円の直径ｄを式ｄ＝（4s／π）
1/2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1/2との和とする。
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以上であつても強度
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クラツクが内
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℃
ないし300℃における耐久性に優れていると称す
るは200℃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300℃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
て耐久試験を行つてもよい。耐久時間は長い程劣
化の程度が増大するが、1500時間程度の従来のジ
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個あたりその平均面
積ｓに等しい面積の円の直径ｄを式ｄ＝（4s／π）
1/2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1/2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（11１）面、立方晶の（200）
面のＸ線回折線強度をそれぞれＴ（200）面、Ｍ
（11１）、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Ｄより
も大きく、また主として立方晶の結晶粒子と正方
晶と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により大である。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、且正方晶が多くなるに
従つて強度が向上する。
強度との関係は図２に示すとおり、正方晶の
（200）面、単斜晶（11１）面、立方晶の（200）
面のＸ線回折線強度をそれぞれＴ（200）面、Ｍ
（11１）、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Ｄより
も大きく、また主として立方晶の結晶粒子と正方
晶と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により大である。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、且正方晶が多くなるに
従つて強度が向上する。
〔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（11１）／Ｔ
（200）の強度比が１以下、Ｍ（11１）／（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。
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（11１）／Ｔ
（200）の強度比が１以下、Ｍ（11１）／（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ZrO2と
Y2O3より成るジルコニア磁器というのは、ZrO2
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、Y2O3の約30モル％以下を
他の稀土類元素の酸化物、例えばYb2O3、
Sc2O3、Nb2O3、Sm2O3、CeO2等あるいはCaO、
MgOで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SiO2、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、鏡面として面を用いてＸ線回折法によ
つて同定する。
Y2O3より成るジルコニア磁器というのは、ZrO2
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、Y2O3の約30モル％以下を
他の稀土類元素の酸化物、例えばYb2O3、
Sc2O3、Nb2O3、Sm2O3、CeO2等あるいはCaO、
MgOで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SiO2、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、鏡面として面を用いてＸ線回折法によ
つて同定する。
〔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。
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／ZrO2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要件がすべて備わつた上で
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。
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／ZrO2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要件がすべて備わつた上で
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200℃〜300における耐久性
の優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。
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200℃〜300における耐久性
の優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。
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〕
〔実施例〕 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ZrO2、
Y2O3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、乾燥した後その粉末もプレス成形
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（200）面、正
方晶の（200）面および単斜晶の（11１）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3.5×3.5×50mmの棒状に仕上げ３点曲げ法に
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。
Y2O3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、乾燥した後その粉末もプレス成形
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（200）面、正
方晶の（200）面および単斜晶の（11１）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3.5×3.5×50mmの棒状に仕上げ３点曲げ法に
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200℃〜300℃の耐久試験後の
Ｘ線回折線強度比も記載する。さらに表１中
「Ｂ／Ａ×100」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、「Ｃ／Ｄ」の欄はＸ線回折線強度比において
単斜晶（11１）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。
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200℃〜300℃の耐久試験後の
Ｘ線回折線強度比も記載する。さらに表１中
「Ｂ／Ａ×100」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、「Ｃ／Ｄ」の欄はＸ線回折線強度比において
単斜晶（11１）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〕
■■■ 亀の甲 ［0029］ ■■■
〔0019〕
〔表 ２〕
■■■ 亀の甲 ［0030］ ■■■
〔0021〕
〔表 ３〕
■■■ 亀の甲 ［0031］ ■■■
〔0022〕
〔表 ４〕
■■■ 亀の甲 ［0032］ ■■■
〔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／
Ａ×100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。
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／
Ａ×100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℃〜300℃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。
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℃〜300℃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。
であ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〕 以上述べたとおり本発明のジル
コニア磁器は特定のY2O3／ZrO2のモル比におい
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℃の特定温度領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。
コニア磁器は特定のY2O3／ZrO2のモル比におい
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℃の特定温度領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試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関係およ
び立方晶（200）面と単斜晶（11１）面のＸ線回
折線の強度比と経時劣化前後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(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度(B)とのＢ／
Ａ×100％と平均結晶粒子径との関係を示す特性
図である。
径と抗折強度との耐久試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関係およ
び立方晶（200）面と単斜晶（11１）面のＸ線回
折線の強度比と経時劣化前後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(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度(B)とのＢ／
Ａ×100％と平均結晶粒子径との関係を示す特性
図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 主としてZrO2とY2O3より成り、Y2O3／
ZrO2のモル比が２／98〜７／93の範囲であつて
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（11１）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（11１）としたとき次式 Ｔ（200）／（Ｔ（200）＋Ｃ（200））≧0.05 Ｍ（11１）／Ｔ（200）≦１ Ｍ（11１）／（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。
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 JPH04139062A (ja) | 1992-05-13 |
| JPH0463024B2 true 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 |
|---|---|
| JPH04139062A (ja) | 1992-05-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1154793A (en) | Zirconia ceramics and a method of producing the same | |
| JPS6121184B2 (ja) | ||
| EP0115148A2 (en) | Oxygen sensor | |
| JPH042537B2 (ja) | ||
| JP3934750B2 (ja) | 酸化物イオン導電性セラミックス及びその製造方法 | |
| JPH0258232B2 (ja) | ||
| JP2002128563A (ja) | 耐熱衝撃抵抗性に優れたセラミック製熱処理用部材 | |
| CA2516809C (en) | Mixed ionic conductor | |
| JPS6121185B2 (ja) | ||
| JPH0463024B2 (ja) | ||
| JPS62108766A (ja) | ジルコニア焼結体 | |
| JPH0446918B2 (ja) | ||
| JPH0235702B2 (ja) | ||
| JPS6051664A (ja) | チタン酸ジルコン酸鉛系磁器の製造法 | |
| JPH034505B2 (ja) | ||
| JP2001302337A (ja) | 耐熱衝撃抵抗性に優れたセラミック製熱処理用部材 | |
| JPH11240755A (ja) | 酸素センサ素子の製造方法 | |
| JPH06219831A (ja) | 高靱性ジルコニア質焼結体 | |
| JPH0235701B2 (ja) | ||
| JPH0710746B2 (ja) | 高靭性ジルコニア質焼結体 | |
| JPH08217447A (ja) | 単斜晶ジルコニアとその製造方法、およびそれを用いたジルコニア部材 | |
| JPH0555464B2 (ja) | ||
| JPH1087366A (ja) | 自動車用酸素センサー | |
| JP3362644B2 (ja) | サーミスタ素子とその製造方法及びそのサーミスタ素子を用いた温度センサ | |
| EP0345824B1 (en) | Method for producing ceramics |