JPH0517210A - アルミナ基複合焼結体の製造方法及びアルミナ基複合焼結体 - Google Patents

アルミナ基複合焼結体の製造方法及びアルミナ基複合焼結体

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JPH0517210A
JPH0517210A JP3037946A JP3794691A JPH0517210A JP H0517210 A JPH0517210 A JP H0517210A JP 3037946 A JP3037946 A JP 3037946A JP 3794691 A JP3794691 A JP 3794691A JP H0517210 A JPH0517210 A JP H0517210A
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JP
Japan
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alumina
sintered body
weight
based composite
zirconia
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JP3037946A
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Masayuki Ishizuka
雅之 石塚
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Sumitomo Cement Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Cement Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 常圧焼結で作製することができ、しかも柱状
粒子の配向のない十分に緻密なアルミナ基複合焼結体の
製造方法と、これによって得られる焼結体を提供する。 【構成】 アルミナ55〜90重量%と、ジルコニア1
0〜45重量%と、カルシウム化合物を酸化カルシウム
に換算して2〜5重量%と、不可避不純物からなる混合
粉末を1500〜1570℃で焼結してアルミナ基複合
焼結体を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、緻密なアルミナ基複合
焼結体を製造する方法とこれによって得られるアルミナ
基複合焼結体に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にアルミナセラミックスは、セラミ
ックスのなかでも特に熱的、化学的に安定であり、しか
も硬度が高く強度も比較的高いことからその用途が拡が
りつつある。ところがアルミナセラミックスは、靱性の
面ではジルコニア等の他のセラミックス材料に比べて優
れているとは言い難く、そのためアルミナにジルコニア
を複合して強靱化する試みがなされている。しかし、こ
のような強靱化のための複合化は未だ十分な効果が得ら
れておらず、さらに改善が望まれているのが実状であ
る。
【0003】また、一般にセラミックスの強靱化には、
ジルコニアとの複合化のほかにウィスカーのように大き
なアスペクト比をもった粒子を分散させる方法がある。
この方法は、アスペクト比の大きな粒子によって亀裂を
大きく偏向させたり、亀裂の先端を架橋して破壊エネル
ギーを大きくし、亀裂の進行を妨げて靱性を向上させよ
うというものである。そして、このようなウィスカー強
化と前記ジルコニアによる強靱化とを組み合わせた方法
として、マルチタフニングという方法が提案されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
大きなアスペクト比をもった粒子あるいはウィスカーを
分散配合する方法にあっては、これら粒子あるいはウィ
スカーを粉末の段階でマトリックス内に均一に分散させ
ることが非常に困難である。さらに、大きなアスペクト
比をもった粒子は一般に焼結時における物質移動を制限
するため、常圧焼結では高密度の焼結体が得にくく、そ
のためこのような焼結を行なう場合通常はホットプレス
法によって行なう。しかし、ホットプレス法で行なった
場合には焼結体中の柱状粒子が加圧によって配向し、材
料特性に方向性を生じるといった新たな不都合が生じ
る。
【0005】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、常圧焼結で作製すること
ができ、しかも柱状粒子の配向のない十分に緻密なアル
ミナ基複合焼結体の製造方法とこれによって得られる焼
結体を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明における請求項1
記載のアルミナ基複合焼結体の製造方法では、アルミナ
55〜90重量%と、ジルコニア10〜45重量%と、
カルシウム化合物を酸化カルシウムに換算して2〜5重
量%と、不可避不純物とからなる混合粉末を1500〜
1570℃で焼結することを前記課題の解決手段とし
た。また、請求項2記載のアルミナ基複合焼結体では、
アルミナ55〜90重量%と、ジルコニア10〜45重
量%と、カルシウム化合物を酸化カルシウムに換算して
2〜5重量%と、不可避不純物とからなる混合粉末が1
500〜1570℃で焼結されることによって得られた
ものであり、アスペクト比5以上の柱状粒子が組織内に
存在し、気孔率が3%以下であることを前記課題の解決
手段とした。
【0007】以下、本発明のアルミナ基複合焼結体の製
造方法及びこれによって得られるアルミナ基複合焼結体
を詳しく説明する。本発明者は、アルミナ基複合焼結体
の強靱化のため、大きなアスペクト比を有した柱状粒子
を分散させる際に、粉末の段階で均一混合がし易く、し
かも柱状ではない粒子を混合して、焼結時の反応により
柱状粒子を生成させることに考え至り、鋭意研究の結果
本発明を完成した。
【0008】すなわち、本発明ではまず、アルミナとジ
ルコニアとの原料粉末の混合時に、さらに添加剤として
カルシウム化合物を酸化カルシウム換算で2〜5重量%
一緒に混合する。ここで、原料粉末を構成するアルミナ
の配合量は全体の55〜90重量%、ジルコニアの配合
量は10〜45重量%とする。アルミナの配合量を55
〜90重量%としたのは、55重量%未満ではアルミナ
の熱的、化学的安定性が損なわれるからであり、一方9
0重量%を越えるとジルコニア添加による強靱化が十分
に発揮されないからである。また、ジルコニアの配合量
を10〜45重量%としたのは、10重量%未満ではジ
ルコニア添加による強靱化が十分に発揮されないからで
あり、45重量%を越えるとアルミナの熱的、化学的安
定性が損なわれるからである。なお、ジルコニアとして
は、イットリアを1〜4モル%含む部分安定化ジルコニ
アを用いるのが好ましい。
【0009】さらに、添加剤としてのカルシウム化合物
の配合量を2〜5重量%(酸化カルシウム換算)とした
のは、2重量%未満ではカルシウムは単なる焼結助剤と
して、またはジルコニアの正方晶の安定化剤としてしか
機能しないからであり、一方5重量%を越えると、常圧
焼結によって気孔率を3%以下に緻密化することが困難
になるためである。すなわち、カルシウム化合物を加え
るのはあくまで焼結助剤や安定化剤の役割を果たすため
でなく、これ自身が均一混合がし易く、しかも焼結時の
反応により柱状粒子を生成するからである。なお、カル
シウム化合物としては、カチオンとしてカルシウムか、
あるいはカルシウムとジルコニウム、カルシウムとアル
ミニウム、カルシウムとジルコニウムとアルミニウムの
いずれかを含み、熱処理によってこれらの酸化物となる
ものが用いられる。
【0010】また、このような原料粉末としては、得ら
れる焼結体の緻密化を図るうえで、その平均粒径を0.
01〜2.0μm程度とするのが好ましい。さらに、この
原料粉末を調整する際の混合操作については、通常の粉
末混合であることからボールミル法等の周知の方法を採
用することができる。次に、混合がなされた原料粉末を
周知の方法で所望形状に成形し、大気中常圧下にて15
00〜1570℃の温度で焼結する。この場合に焼結温
度を1500〜1570℃にしたのは、1500℃未満
であるとカルシウム化合物が長軸方向に十分に粒成長せ
ず、5以上の大きなアスペクト比が得られないからであ
り、一方1570℃を越えるとカルシウム化合物が短軸
方向にも成長してしまい、アスペクト比が小さくなって
しまうからである。なお、焼結にあたっては、常圧焼結
に代わって熱間静水圧プレス(HIP)法を採用すること
ができ、その場合にはより緻密化が図れるため好まし
い。
【0011】
【作用】本発明における請求項1記載のアルミナ基複合
焼結体の製造方法によれば、カルシウム化合物を添加す
ることにより、焼結時にこのカルシウム化合物がアルミ
ナあるいはジルコニアのいずれかと反応して大きなアス
ペクト比をもった柱状粒子に生成し、しかもこれが組織
内にランダムに分散するものとなる。
【0012】
【実施例】以下、この発明のアルミナ基複合焼結体を実
施例によりさらに具体的に説明する。アルミナ粉末(平
均粒径;0.4μm)が59.4重量%、安定化剤として
イットリアを2モル固溶させた部分安定化ジルコニア粉
末(平均粒径;0.03μm)が30.6重量%、カルシ
ウム化合物としてのCaZrO3が10重量%(酸化カルシウ
ムに換算して3.1重量%)となるよう各粉末を秤量調
合し、ボールミルで12時間混合した後、乾燥、解砕し
て原料粉末を得、さらにこれを成形して成形体を得た。
【0013】次いで、得られた成形体を大気中にて15
50℃で2時間加熱して常圧焼結を行ない、焼結体を得
た。この焼結体を研磨し、さらにこの研磨面の熱エッチ
ングした面を電子顕微鏡で観察した。得られたSEM(電
子顕微鏡)写真を図1に示す。図1より明らかなよう
に、アスペクト比が5以上の粒子が分散しているのが確
認された。また、得られた焼結体の破壊靱性値を測定
し、その結果を表1に示す。さらに、比較のため表1に
示すように、本発明のアルミナ基複合焼結体における原
料粉末の配合範囲外の組成からなる焼結体を3種類作製
し、その破壊靱性値を測定して結果を表1に併記する。
なお、破壊靱性値の測定はJIS R1607のSEPB法に準拠し
て行なった。
【0014】 表1に示した結果より、本発明品は比較例品より大きな
破壊靱性値を有することが確認された。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明における請求
項1記載のアルミナ基複合焼結体の製造方法は、アルミ
ナとジルコニアとの粉末にカルシウム化合物を添加して
焼結するものであり、焼結時にこのカルシウム化合物が
アルミナあるいはジルコニアの少なくとも一方と反応す
ることによって大きなアスペクト比をもった柱状粒子に
生成し、しかもこれが組織内にランダムに分散するよう
にしたものである。よって、得られる焼結体は従来のア
ルミナ系焼結体に比べ一層緻密なものとなる。また、請
求項2記載のアルミナ基複合焼結体は、アスペクト比が
5以上の柱状粒子を組織内に有し、気孔率が3%以下の
ものであるから、アルミナとしての熱的、化学的安定性
に加え、靱性についても強化されたものとなり、よって
従来のものに比べ極めて有効な材料となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明のアルミナ基複合焼結体の一実施
例の、粒子構造を示す電子顕微鏡写真である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミナ55〜90重量%と、ジルコニ
    ア10〜45重量%と、カルシウム化合物を酸化カルシ
    ウムに換算して2〜5重量%と、不可避不純物とからな
    る混合粉末を1500〜1570℃で焼結することを特
    徴とするアルミナ基複合焼結体の製造方法。
  2. 【請求項2】 アルミナ55〜90重量%と、ジルコニ
    ア10〜45重量%と、カルシウム化合物を酸化カルシ
    ウムに換算して2〜5重量%と、不可避不純物とからな
    る混合粉末が1500〜1570℃で焼結されることに
    よって得られた、アスペクト比5以上の柱状粒子が組織
    内に存在し、気孔率が3%以下のアルミナ基複合焼結
    体。
JP3037946A 1991-02-07 1991-02-07 アルミナ基複合焼結体の製造方法及びアルミナ基複合焼結体 Withdrawn JPH0517210A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05294718A (ja) * 1992-04-23 1993-11-09 Mitsubishi Materials Corp 靭性のすぐれた酸化アルミニウム−酸化ジルコニウム系焼結セラミックス
WO2006080473A1 (ja) * 2005-01-27 2006-08-03 Kyocera Corporation 複合セラミックス及びその製法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05294718A (ja) * 1992-04-23 1993-11-09 Mitsubishi Materials Corp 靭性のすぐれた酸化アルミニウム−酸化ジルコニウム系焼結セラミックス
WO2006080473A1 (ja) * 2005-01-27 2006-08-03 Kyocera Corporation 複合セラミックス及びその製法
EP1845072A4 (en) * 2005-01-27 2011-04-27 Kyocera Corp MIXED CERAMICS AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
JP5366398B2 (ja) * 2005-01-27 2013-12-11 京セラ株式会社 複合セラミックス及びその製法

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