JPS61117155A - 高靭性ジルコニア系焼結体およびその製造方法 - Google Patents
高靭性ジルコニア系焼結体およびその製造方法Info
- Publication number
- JPS61117155A JPS61117155A JP59237628A JP23762884A JPS61117155A JP S61117155 A JPS61117155 A JP S61117155A JP 59237628 A JP59237628 A JP 59237628A JP 23762884 A JP23762884 A JP 23762884A JP S61117155 A JPS61117155 A JP S61117155A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zirconia
- sintered body
- orthorhombic
- fine powder
- pressure
- 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.)
- Pending
Links
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
【発明の詳細な説明】
［発明の利用分野］
本発明は、ジルコニアの結晶相が主として高圧相斜方晶
系ジルコニア焼結体および斜方晶系ジルコニアとアルミ
ナとからなる高靭性焼結体に関するものである。
系ジルコニア焼結体および斜方晶系ジルコニアとアルミ
ナとからなる高靭性焼結体に関するものである。
［従来技術および背景］
近年、正方晶系ジルコニアを含有するジルコニア焼結体
および該正方品ジルコニアをアルミナヤムライトなどの
セラミックス中に分散させた焼結体が高靭性を発現ター
ることから、これらのセラミックスを切断工具、ダイス
、摺動部品、粉砕用メディアなどの各種産業用機械材料
として利用しようとする開発が行われている。
および該正方品ジルコニアをアルミナヤムライトなどの
セラミックス中に分散させた焼結体が高靭性を発現ター
ることから、これらのセラミックスを切断工具、ダイス
、摺動部品、粉砕用メディアなどの各種産業用機械材料
として利用しようとする開発が行われている。
これは、焼結体中に応力が働いた場合、正方晶系ジルコ
ニアが単斜晶系へとマルテンサイト型応力誘起変態する
ことによって、集中応力の緩和が達成されるため、靭性
が高められることに起因している。
ニアが単斜晶系へとマルテンサイト型応力誘起変態する
ことによって、集中応力の緩和が達成されるため、靭性
が高められることに起因している。
従って、高靭性化には、正方品系ジルコニアの存在が必
須であると考えられている。
須であると考えられている。
［発明の目的］
これまで、ジルコニアの常圧安定相としては、正方晶系
、立方晶系、単斜晶系の３相が知られている。
、立方晶系、単斜晶系の３相が知られている。
一方、高圧相としての斜方晶系の単−相は、今まで合成
されるに至っていない。
されるに至っていない。
本発明者らは、正方品系ジルコニアの代りに、新しい高
圧結晶相である斜方晶系ジルコニアを用いると、斜方晶
系から単斜晶系へのマルテンサイト型応力誘起変態を利
用した新しい機構に基づく高靭性焼結体が得られること
から、高圧発生装置を用いてジルコニアの高圧相の研究
を重ねた結果、本発明の斜方晶系ジルコニアの合成に成
功するに至り、本発明を完成させた。
圧結晶相である斜方晶系ジルコニアを用いると、斜方晶
系から単斜晶系へのマルテンサイト型応力誘起変態を利
用した新しい機構に基づく高靭性焼結体が得られること
から、高圧発生装置を用いてジルコニアの高圧相の研究
を重ねた結果、本発明の斜方晶系ジルコニアの合成に成
功するに至り、本発明を完成させた。
［発明の概要コ
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明のジルコニア系焼結体は、その結晶相が主として
斜方晶系である高靭性焼結体である。ここで［結晶相が
主として斜方晶系」とは、主結晶相が斜方晶系であるこ
とを意味し、少」の単斜晶が存在するものも含まれる。
斜方晶系である高靭性焼結体である。ここで［結晶相が
主として斜方晶系」とは、主結晶相が斜方晶系であるこ
とを意味し、少」の単斜晶が存在するものも含まれる。
この少量とは好ましくは３０重量％以下である。
また、本発明でいうジル゛コニアとは、化学組成として
必ずしも純粋なジルコニアに限定されるものではなく、
通常使用される範囲での安定化剤（例えばイツトリア、
マグネシア、カルシアなど）を含んでいても何らさしつ
かえない。
必ずしも純粋なジルコニアに限定されるものではなく、
通常使用される範囲での安定化剤（例えばイツトリア、
マグネシア、カルシアなど）を含んでいても何らさしつ
かえない。
本発明の斜方晶系ジルコニアは、第１図に示すＸ線回折
パターンにより同定されるものである。
パターンにより同定されるものである。
本発明の斜方晶系ジルコニアの製造方法としては、ジル
コニア微粉末（ａ）またはジルコニア微粉末（ａ）と安
定他剤微粉末（ｂ）に水を添加して、圧力２〜７万気圧
、温度５００〜１２００℃の高温、高圧で処理すること
による。該高温、高圧の条件下で初めてジルコニアの相
変態と焼結を同時に行うことができる。水の添加は必須
であり、水を添加しないと該高温、高圧で処理したとし
ても斜方晶系は形成されず単斜晶系となってしまう。水
の添加量は、水／ジルコニア微粉末＝０．２〜５／１
（ａ＋ｅ／ｇ）の範囲が好ましい。この範囲以外では
斜方晶系を充分に形成されることができない。この水の
添加による斜方晶系形成のメカニズムはまだ定かではな
い。
コニア微粉末（ａ）またはジルコニア微粉末（ａ）と安
定他剤微粉末（ｂ）に水を添加して、圧力２〜７万気圧
、温度５００〜１２００℃の高温、高圧で処理すること
による。該高温、高圧の条件下で初めてジルコニアの相
変態と焼結を同時に行うことができる。水の添加は必須
であり、水を添加しないと該高温、高圧で処理したとし
ても斜方晶系は形成されず単斜晶系となってしまう。水
の添加量は、水／ジルコニア微粉末＝０．２〜５／１
（ａ＋ｅ／ｇ）の範囲が好ましい。この範囲以外では
斜方晶系を充分に形成されることができない。この水の
添加による斜方晶系形成のメカニズムはまだ定かではな
い。
さらに、本発明の主として斜方晶系からなるジルコニア
とアルミナからなる焼結体も高靭性を発揮するので好ま
しい焼結体である。アルミナの含有四としては、９０重
量％以下であることが好ましい。９０ｆＪｆｉ％をこえ
ると、斜方晶ジルコニアによる高靭性が充分に発揮され
ない。
とアルミナからなる焼結体も高靭性を発揮するので好ま
しい焼結体である。アルミナの含有四としては、９０重
量％以下であることが好ましい。９０ｆＪｆｉ％をこえ
ると、斜方晶ジルコニアによる高靭性が充分に発揮され
ない。
［実施例］
以下、本発明を実施例によりさらに説明するが、本発明
はこれらに限定されるものではない。
はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
ジルコニア微粉末（−次粒子径２５０人、単斜晶系）
２００ｍ９に水０．５ｄを添加した試料を、六面体型
アンビル高圧発生装置に入れ、圧力５万気圧、温度６０
０℃で３時間保持した。その後降温し、さらに徐々に降
圧してジルコニア系焼結体を得た。
２００ｍ９に水０．５ｄを添加した試料を、六面体型
アンビル高圧発生装置に入れ、圧力５万気圧、温度６０
０℃で３時間保持した。その後降温し、さらに徐々に降
圧してジルコニア系焼結体を得た。
１７られた焼結体のＸ線回折パターンを第１図に示ず。
測定条件は、ターゲット；Ｃｕ、フィルター；Ｎｉ、電
圧３５ ｋＶ 、電流１０ ｍＡである。２θ＝３４〜
３６°の回折ピークから計算される格子定数はａ＝５．
０３５人、 ｂ＝ ５．０８０人、 ｃ＝ ５．２
４９人であり、単位格子容積Ｖ＝ １３４．３人３を有
している斜方晶系であった。なお、破１６靭性値は、Ｋ
１ｏ＝ １０．３ＨＮＩ１１−１°５であった。
圧３５ ｋＶ 、電流１０ ｍＡである。２θ＝３４〜
３６°の回折ピークから計算される格子定数はａ＝５．
０３５人、 ｂ＝ ５．０８０人、 ｃ＝ ５．２
４９人であり、単位格子容積Ｖ＝ １３４．３人３を有
している斜方晶系であった。なお、破１６靭性値は、Ｋ
１ｏ＝ １０．３ＨＮＩ１１−１°５であった。
（実施例２）
ジルコニア粉末（−次粒子径２５０人、単斜結晶系）に
イツトリア微粉末を３モル％となる様にした混合粉末を
用いて、実施例１と同様にして焼結体を得た。得られた
焼結体はＸ線回折パターンから斜方晶系であった。該焼
結体の破壊靭性を測定−１，５ した結果、Ｋ ｚｃ＝ｌ＋ １１．８８Ｎｉｌ と
いう高靭性であった。（実施例３） ジルコニア微粉末、ハフニア微粉末およびアルミナ微粉
末を４：１：５の１ｍ比で混合し、水を０、２ａｆ！添
加してから、ピストンシリンダー型圧力発生装置に入れ
、圧力３万気圧、温度１０００℃で１時間処理して焼結
体を得た。１ｑられた焼結体は、斜方晶系ジルコニア、
斜方晶系へフニアおよびアルミナからなる焼結体であっ
た。該焼結体を研摩したところ、表面は斜方晶系から単
斜晶系に転移していた。破壊靭性を測定してところ、Ｋ
、ｏ＝ １２２８Ｎｍ−’°５という高靭性であった
。
イツトリア微粉末を３モル％となる様にした混合粉末を
用いて、実施例１と同様にして焼結体を得た。得られた
焼結体はＸ線回折パターンから斜方晶系であった。該焼
結体の破壊靭性を測定−１，５ した結果、Ｋ ｚｃ＝ｌ＋ １１．８８Ｎｉｌ と
いう高靭性であった。（実施例３） ジルコニア微粉末、ハフニア微粉末およびアルミナ微粉
末を４：１：５の１ｍ比で混合し、水を０、２ａｆ！添
加してから、ピストンシリンダー型圧力発生装置に入れ
、圧力３万気圧、温度１０００℃で１時間処理して焼結
体を得た。１ｑられた焼結体は、斜方晶系ジルコニア、
斜方晶系へフニアおよびアルミナからなる焼結体であっ
た。該焼結体を研摩したところ、表面は斜方晶系から単
斜晶系に転移していた。破壊靭性を測定してところ、Ｋ
、ｏ＝ １２２８Ｎｍ−’°５という高靭性であった
。
（比較例）
ジルコニア微粉末（−次粒子径２５０人、単斜晶系）を
用いて水を添加せずに実施例１と同様に処理して焼結体
を得た。得られた焼結体の結晶相は単斜晶系であり、斜
方晶系は得られなかった。
用いて水を添加せずに実施例１と同様に処理して焼結体
を得た。得られた焼結体の結晶相は単斜晶系であり、斜
方晶系は得られなかった。
第１図は、本発明斜方晶系ジルコニア焼結体の回折角度
と相対強度を表わすＸ線回折パターンである。
と相対強度を表わすＸ線回折パターンである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）ジルコニアの結晶相が主として斜方晶系であること
を特徴とするジルコニア系焼結体。 ２）（ａ）ジルコニア微粉末または（ａ）ジルコニア微
粉末と（ｂ）安定化剤微粉末に水を添加して、圧力２〜
７万気圧、温度５００〜１２００℃で処理することを特
徴とするジルコニア系焼結体の製造方法。 ３）主として結晶相が斜方晶系であるジルコニアおよび
アルミナとからなることを特徴とする高靭性焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59237628A JPS61117155A (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | 高靭性ジルコニア系焼結体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59237628A JPS61117155A (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | 高靭性ジルコニア系焼結体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61117155A true JPS61117155A (ja) | 1986-06-04 |
Family
ID=17018137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59237628A Pending JPS61117155A (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | 高靭性ジルコニア系焼結体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61117155A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024071306A1 (ja) * | 2022-09-30 | 2024-04-04 | 東ソー株式会社 | 焼結体 |
-
1984
- 1984-11-13 JP JP59237628A patent/JPS61117155A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024071306A1 (ja) * | 2022-09-30 | 2024-04-04 | 東ソー株式会社 | 焼結体 |
| JP2024052663A (ja) * | 2022-09-30 | 2024-04-11 | 東ソー株式会社 | 焼結体 |
| JP2024052605A (ja) * | 2022-09-30 | 2024-04-11 | 東ソー株式会社 | 焼結体 |
| JP2024052661A (ja) * | 2022-09-30 | 2024-04-11 | 東ソー株式会社 | 焼結体 |
| JP2024052662A (ja) * | 2022-09-30 | 2024-04-11 | 東ソー株式会社 | 焼結体 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4772576A (en) | High density alumina zirconia ceramics and a process for production thereof | |
| Lind et al. | Preparation of the negative thermal expansion material cubic ZrMo2O8 | |
| Rao et al. | Synthesis and characterization of zirconia toughened alumina ceramics prepared by co-precipitation method | |
| CA1267917A (en) | Chemical preparation of zirconium-aluminum-magnesium oxide composites | |
| Wu et al. | Low temperature degradation of Al2O3-doped 3Y-TZP sintered at various temperatures | |
| JPS59162173A (ja) | ジルコニア焼結体 | |
| Pyda et al. | CaO-containing tetragonal ZrO2 polycrystals (Ca-TZP) | |
| JP2003192452A (ja) | ジルコニア粉末およびその焼結体 | |
| JPS61117155A (ja) | 高靭性ジルコニア系焼結体およびその製造方法 | |
| Maschio et al. | Synthesis and sintering of chemically derived BaO–ZrO2 solid solutions | |
| JP2803314B2 (ja) | アルミナ‐ジルコニア複合粉末および焼結体の製造方法 | |
| JPH0450269B2 (ja) | ||
| Lee et al. | Thermal properties and phase transformation of 2 mol% Y2O3-PSZ nanopowders prepared by a co-precipitation process | |
| Hussein | Synthesis of Nano Calcium Oxide from Cockle Shells as Stabilizer for Fabrication of Zirconia | |
| JP3205785B2 (ja) | 酸化ジルコニウム−酸化アルミニウム系高靭性焼結体材料 | |
| JPH0667785B2 (ja) | ジルコニア焼結体 | |
| JPH03159960A (ja) | ジルコニア微粉末およびジルコニア焼結体 | |
| JPS63139049A (ja) | ジルコニアセラミツクス | |
| Dalvi et al. | Sintering of zirconia with various stabilizers | |
| JP3067156B2 (ja) | ムライト―ジルコニア複合焼結体の製造方法 | |
| Basu et al. | Low-temperature aging of zirconia toughened alumina under humid conditions | |
| Bartscherer et al. | Preparation of PLZT powders from nano sized oxides | |
| Podzorova et al. | Preparation and properties of ceramics in the ZrO2-CeO2-CaO system | |
| JPH05254933A (ja) | ジルコニア焼結体及びその製造方法 | |
| JPS60215571A (ja) | 高強度ジルコニア系焼結体の製法 |