JPS60112620A - 混合導電性ジルコニアおよびその製造法 - Google Patents
混合導電性ジルコニアおよびその製造法Info
- Publication number
- JPS60112620A JPS60112620A JP58220195A JP22019583A JPS60112620A JP S60112620 A JPS60112620 A JP S60112620A JP 58220195 A JP58220195 A JP 58220195A JP 22019583 A JP22019583 A JP 22019583A JP S60112620 A JPS60112620 A JP S60112620A
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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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
【発明の詳細な説明】
本発明は、混合導電性ジルコニアおよびその製造法に関
する。更に詳しくは、イオン導電性および電子導電性を
示すジルコニアおよびその製造法に関する。
する。更に詳しくは、イオン導電性および電子導電性を
示すジルコニアおよびその製造法に関する。
ジルコニア（酢化ジルコニウムＺｒ０２）は、無色の結
晶で、次のような相転移の起ることが知られている。
晶で、次のような相転移の起ることが知られている。
１０００’Ｃ１９００℃
単斜晶系←→正方晶系←→立方晶系
これを耐火物として利用する場合、上記の如き相転移に
基く熱膨張異常は望捷しくないので、これに３〜５％程
度の（７ａＯ、ＭｇＯ１Ｙ２０３．０ｅＯ２１！どの安
定化剤を添加して等軸型として安定化さセると、その焼
結体はｊ臂九ｙ囲気中では２２００℃程度迄、また酪化
雰囲気中では２３００℃程度迄の使用に耐えるので、高
温で使用する理化学用や化学工業用器具材料として用い
られる他、発熱体、固体電解質材料どしても使用されて
いる。
基く熱膨張異常は望捷しくないので、これに３〜５％程
度の（７ａＯ、ＭｇＯ１Ｙ２０３．０ｅＯ２１！どの安
定化剤を添加して等軸型として安定化さセると、その焼
結体はｊ臂九ｙ囲気中では２２００℃程度迄、また酪化
雰囲気中では２３００℃程度迄の使用に耐えるので、高
温で使用する理化学用や化学工業用器具材料として用い
られる他、発熱体、固体電解質材料どしても使用されて
いる。
このように全使用温度にわたり等軸晶糸を示すように改
良した、いわゆる安定化ジルコニア（立方晶系）または
部分安定化ジルコニア（立方晶系中に正方晶糸が混在）
は、ジルコニアが本来有するイオン導電性の故に、固体
電解質材料などとして使用されているが、これらのもの
、特に一般的に破壊靭性値の高い部分安定化ジルコニア
は、切削工具、ダイス、ノズル、梠１動部品などの構造
材料としても用いることができると考えられる。しかる
に、これらの構造材料に用いる場合、機械加工が不可能
なので、それに代って放電加工することがでされば複雑
７：仁形状の構造部品を切り出すことができるが、ジル
コニアの場合にあっても、それの放電加工を円滑に行な
うことができないという問題点がそこに存在する。
良した、いわゆる安定化ジルコニア（立方晶系）または
部分安定化ジルコニア（立方晶系中に正方晶糸が混在）
は、ジルコニアが本来有するイオン導電性の故に、固体
電解質材料などとして使用されているが、これらのもの
、特に一般的に破壊靭性値の高い部分安定化ジルコニア
は、切削工具、ダイス、ノズル、梠１動部品などの構造
材料としても用いることができると考えられる。しかる
に、これらの構造材料に用いる場合、機械加工が不可能
なので、それに代って放電加工することがでされば複雑
７：仁形状の構造部品を切り出すことができるが、ジル
コニアの場合にあっても、それの放電加工を円滑に行な
うことができないという問題点がそこに存在する。
こうした問題点を解決ツ゛るためＶこけ、イオン導電性
を有する安定化ジルコニア１ｆｃは部分安定化ジルコニ
アに電子導電性を付加させればよく、このために例えば
（ＺｒＯ２）０．８９２ ”２０＋１ ）０．０４７系
ＶＣ（ＯｓＯ４）。、。４゜を添加して焼結し、混合導
電体とした例が知られている。しかしながら、ここで用
いられる０ｅ０２は高価であり、またそれの配合条件や
焼成条件が難しく、更にＺｒ０２−Ｙ２Ｏ，系の特性に
添加０θ０２が好捷しくない影−を与える可能性も存在
する。
を有する安定化ジルコニア１ｆｃは部分安定化ジルコニ
アに電子導電性を付加させればよく、このために例えば
（ＺｒＯ２）０．８９２ ”２０＋１ ）０．０４７系
ＶＣ（ＯｓＯ４）。、。４゜を添加して焼結し、混合導
電体とした例が知られている。しかしながら、ここで用
いられる０ｅ０２は高価であり、またそれの配合条件や
焼成条件が難しく、更にＺｒ０２−Ｙ２Ｏ，系の特性に
添加０θ０２が好捷しくない影−を与える可能性も存在
する。
本発明者は、かかる畦点を有する０ｅＯ２などの添加に
よる電子導電性の付与方法に代る方法について柚々検削
の結果、安定比重たは部分安定化ジルコニアにカーボン
を拡散させることがきわめて有効であることを見出した
。従って、本発明は混合導電性ジルコニアに係り、この
混合導電性ジルコニアは、イオン導ｍ件を示す安定化ま
たは部分安定化ジルコニアにカーボン全拡散させ、電子
導電性を付加させてＴｆる。本発明はまた、かかる混合
導電性ジルコニアの製造法に係り（混合導電性ジルコニ
アの製造は、イオン導電性を示す安定化またｒ／ｉ部分
部分安定層ジルコニア焼結焼結俊才たは焼結と同時１／
こカーボン雰囲気中で熱処理し、ジルコニア焼結体１１
こカーボンを拡散させ、そこに電子導電性を付加させる
方法、あるいはイオン導電性を示すジルコニア、その安
定化剤および電子導電性を示すカーボンの混合粉末を所
定形状に成形し、それを焼成する方法によって行われる
。
よる電子導電性の付与方法に代る方法について柚々検削
の結果、安定比重たは部分安定化ジルコニアにカーボン
を拡散させることがきわめて有効であることを見出した
。従って、本発明は混合導電性ジルコニアに係り、この
混合導電性ジルコニアは、イオン導ｍ件を示す安定化ま
たは部分安定化ジルコニアにカーボン全拡散させ、電子
導電性を付加させてＴｆる。本発明はまた、かかる混合
導電性ジルコニアの製造法に係り（混合導電性ジルコニ
アの製造は、イオン導電性を示す安定化またｒ／ｉ部分
部分安定層ジルコニア焼結焼結俊才たは焼結と同時１／
こカーボン雰囲気中で熱処理し、ジルコニア焼結体１１
こカーボンを拡散させ、そこに電子導電性を付加させる
方法、あるいはイオン導電性を示すジルコニア、その安
定化剤および電子導電性を示すカーボンの混合粉末を所
定形状に成形し、それを焼成する方法によって行われる
。
上記第一の混合Ｌ９ 電性ジルコニアの製造法によれば
、ＺｒＯ２に前記の如き安定化剤が約２モル％以上添加
された混合粉末全所定形状に成形し、それを約１５００
℃以上で焼成した後同温度範囲のカーボン雰囲気中で熱
処理する方法、あるいは約１５００℃以上のカーボン雰
囲気中で焼成、熱処理する方法がとられ、カーボン雰囲
気はカーボン製ヒーター断熱材中、カーボン製容器中ま
たはカーボン粉末中などでの加熱によりそれが形成され
る。
、ＺｒＯ２に前記の如き安定化剤が約２モル％以上添加
された混合粉末全所定形状に成形し、それを約１５００
℃以上で焼成した後同温度範囲のカーボン雰囲気中で熱
処理する方法、あるいは約１５００℃以上のカーボン雰
囲気中で焼成、熱処理する方法がとられ、カーボン雰囲
気はカーボン製ヒーター断熱材中、カーボン製容器中ま
たはカーボン粉末中などでの加熱によりそれが形成され
る。
このような加熱カーボン雰囲気下での熱処理により、ジ
ルコニア焼結体の表面および内部にカーボンが拡散され
る。
ルコニア焼結体の表面および内部にカーボンが拡散され
る。
４また、」−記第二の混合導電性ジルコニアの製造法に
よれば、上記配合のＺ ｒＯ２−安定化側混合粉末にＺ
ｒ Ｏ２に対して約０．０５〜５重徂％程度のカーボ
ン（平ｙ１粒径約００１〜０．５μＴｎ）を添加して所
定形状に成形し、それを不活性ガス雰囲気中で約１５０
０℃以上の湿度で焼成する方法がとられ、この場合にも
ジルコニア焼結体内に一様にカーボンが拡散される。
よれば、上記配合のＺ ｒＯ２−安定化側混合粉末にＺ
ｒ Ｏ２に対して約０．０５〜５重徂％程度のカーボ
ン（平ｙ１粒径約００１〜０．５μＴｎ）を添加して所
定形状に成形し、それを不活性ガス雰囲気中で約１５０
０℃以上の湿度で焼成する方法がとられ、この場合にも
ジルコニア焼結体内に一様にカーボンが拡散される。
このようにして得られた安定比重たは部分安定化ジルコ
ニアは、それが本来有するＺｒＯ２焼結体としての特性
を失うことなく、カーボンと同程度の電子ｉｔ性（比抵
抗１０ｆｆｉΩ・α以下）を付加することができる。従
って、このような電子導電性を利用して、安定化または
部分安定化ジルコニア焼結体からなる構造材料を効果的
に放電加工することを可能とさせる。
ニアは、それが本来有するＺｒＯ２焼結体としての特性
を失うことなく、カーボンと同程度の電子ｉｔ性（比抵
抗１０ｆｆｉΩ・α以下）を付加することができる。従
って、このような電子導電性を利用して、安定化または
部分安定化ジルコニア焼結体からなる構造材料を効果的
に放電加工することを可能とさせる。
次に、実施例について本発明を説明する。
実施例１
安定化Ｚ ｒ Ｏ２に１１モル％のＭｇＯを添加し、こ
れをボールミルで湿式混合粉砕後乾燥した。乾燥混合粉
末を、１トン／Ｃｌ１ｌ、３０秒間の条件下で、４８Ｘ
６０ Ｘ ４ ｒｕｎの寸法の成形体に加圧成形し、
これを１５５０℃で２時間焼成した。この焼結体を、カ
ーボンヒーターを備えたカーホン酌１熱材中のカーボン
試料台上に搭載し、真空または不活性ガス中で１７００
℃で５時間熱処理すると、このカーボンヒーターなどか
らカーボン蒸気か発生し、焼結体の表面および内部にカ
ーボンが拡散される。このように〃１．処理された焼結
体については、比抵抗１０ｍΩ・ｔｙｎ以下の値が測定
された。
れをボールミルで湿式混合粉砕後乾燥した。乾燥混合粉
末を、１トン／Ｃｌ１ｌ、３０秒間の条件下で、４８Ｘ
６０ Ｘ ４ ｒｕｎの寸法の成形体に加圧成形し、
これを１５５０℃で２時間焼成した。この焼結体を、カ
ーボンヒーターを備えたカーホン酌１熱材中のカーボン
試料台上に搭載し、真空または不活性ガス中で１７００
℃で５時間熱処理すると、このカーボンヒーターなどか
らカーボン蒸気か発生し、焼結体の表面および内部にカ
ーボンが拡散される。このように〃１．処理された焼結
体については、比抵抗１０ｍΩ・ｔｙｎ以下の値が測定
された。
焼結体から３ Ｘ ４ Ｘ ３８ ＋ｔｔｗｔの寸法の
試験片を切り出し、それのカーボン雰囲気中での熱処理
前後における曲げ強さくσｂ）および破壊靭性（Ｋ工。
試験片を切り出し、それのカーボン雰囲気中での熱処理
前後における曲げ強さくσｂ）および破壊靭性（Ｋ工。
）をそれぞれ測定した。得られた結果は、次の表に示さ
れる。
れる。
表
処理前 ６０１２
処理後 ５０７
実施例２
部分安定化Ｚ ｒＯ２に３モル％のＹ２Ｏ３ｆ添加し、
これをボールミルで湿式混合粉砕後乾燥した。この乾燥
混合粉末を、実施例１と同様に加圧成形し、■焼した後
実施例］と同様のカーボン雰囲気中で、１７００℃で５
時間の焼成を行なったところ、比抵抗１０ｍΩ・ｃｍ以
下の値を有する焼結体が得られた。
これをボールミルで湿式混合粉砕後乾燥した。この乾燥
混合粉末を、実施例１と同様に加圧成形し、■焼した後
実施例］と同様のカーボン雰囲気中で、１７００℃で５
時間の焼成を行なったところ、比抵抗１０ｍΩ・ｃｍ以
下の値を有する焼結体が得られた。
実施例３
部分安定化Ｚ ｒＯ２に３モル％のＹ２Ｏ，および１重
量％のカーボン（平均粒径０．０３μｍ）を添加し、こ
れをボールミルで湿式混合粉砕した。それを乾燥した混
合粉末を、実施例１と同様に加圧成形し、窒素雰囲気中
、１５５０℃で５時間焼成したところ、比抵抗１０ｍΩ
・釧以下の値を有する焼結体が得られた。
量％のカーボン（平均粒径０．０３μｍ）を添加し、こ
れをボールミルで湿式混合粉砕した。それを乾燥した混
合粉末を、実施例１と同様に加圧成形し、窒素雰囲気中
、１５５０℃で５時間焼成したところ、比抵抗１０ｍΩ
・釧以下の値を有する焼結体が得られた。
代理人
弁理士 吉 １）俊 夫
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、イオン導電性を示す安定化または部分安定化ジルコ
ニアにカーボン全拡散させ、電子導電性を付加させてな
る混合導電性ジルコニア。 ２、イオン導電性を示す安定化また（ｄ部分安定化ジル
コニア焼結体を、焼結後または焼結と同時にカーボン琢
囲気中で熱処理し、ジルコニア焼結体（Ｃカーボンを拡
散させ、そこにＴ４Ｌ子噂車性を付加させることヲ９・
〒徴とする混合導電性ジルコニアの製造法。 ３、イオン導゛亀性を示すジルコニア、その安定化剤お
よび電子導電性を示すカーボンの混合粉末を所定形状に
成形し、それを焼成することを特徴とする混合導電性ジ
ルコニアの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58220195A JPS60112620A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | 混合導電性ジルコニアおよびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58220195A JPS60112620A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | 混合導電性ジルコニアおよびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60112620A true JPS60112620A (ja) | 1985-06-19 |
| JPH0463017B2 JPH0463017B2 (ja) | 1992-10-08 |
Family
ID=16747374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58220195A Granted JPS60112620A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | 混合導電性ジルコニアおよびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60112620A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2761980A1 (fr) * | 1997-04-15 | 1998-10-16 | Suisse Electronique Microtech | Procede de traitement de ceramiques, notamment a base d'oxyde de zirconium |
| DE102011116062A1 (de) * | 2011-10-18 | 2013-04-18 | Sintertechnik Gmbh | Keramisches Erzeugnis zur Verwendung als Target |
| CN116003125A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-04-25 | 重庆文理学院 | 一种用于汽车尾气传感器的氧化锆陶瓷材料的制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58181766A (ja) * | 1982-04-14 | 1983-10-24 | 東レ株式会社 | ジルコニア焼結体 |
| JPS59232967A (ja) * | 1983-06-17 | 1984-12-27 | 東芝タンガロイ株式会社 | ジルコニア基焼結体 |
-
1983
- 1983-11-22 JP JP58220195A patent/JPS60112620A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58181766A (ja) * | 1982-04-14 | 1983-10-24 | 東レ株式会社 | ジルコニア焼結体 |
| JPS59232967A (ja) * | 1983-06-17 | 1984-12-27 | 東芝タンガロイ株式会社 | ジルコニア基焼結体 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2761980A1 (fr) * | 1997-04-15 | 1998-10-16 | Suisse Electronique Microtech | Procede de traitement de ceramiques, notamment a base d'oxyde de zirconium |
| EP0872460A1 (fr) * | 1997-04-15 | 1998-10-21 | C.S.E.M. Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique Sa | Procédé de traitement de céramiques, notamment à base d'oxyde de zirconium |
| DE102011116062A1 (de) * | 2011-10-18 | 2013-04-18 | Sintertechnik Gmbh | Keramisches Erzeugnis zur Verwendung als Target |
| CN116003125A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-04-25 | 重庆文理学院 | 一种用于汽车尾气传感器的氧化锆陶瓷材料的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0463017B2 (ja) | 1992-10-08 |
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