JPS6144717A - ジルコニア微粉末の製造方法 - Google Patents
ジルコニア微粉末の製造方法Info
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- JPS6144717A JPS6144717A JP16428384A JP16428384A JPS6144717A JP S6144717 A JPS6144717 A JP S6144717A JP 16428384 A JP16428384 A JP 16428384A JP 16428384 A JP16428384 A JP 16428384A JP S6144717 A JPS6144717 A JP S6144717A
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はジルコニア微粉末の製造方法に関する。とくに
本発明は粒子径が均一でほぐれ易く作業特性にすぐれた
ジルコニア微粉末の製造方法を提供する。
本発明は粒子径が均一でほぐれ易く作業特性にすぐれた
ジルコニア微粉末の製造方法を提供する。
ジルコニアは単斜晶系、正方晶系および立方晶系の３種
類の結晶構造があり、耐蝕性、強靭性、酸１イオン伝導
性等他の材料にない特性を有していることから酸素セン
サー、電子部品、高温耐久部材等いろいろな用途に応用
され、素材として今後増々重要視されることが予想され
る。
類の結晶構造があり、耐蝕性、強靭性、酸１イオン伝導
性等他の材料にない特性を有していることから酸素セン
サー、電子部品、高温耐久部材等いろいろな用途に応用
され、素材として今後増々重要視されることが予想され
る。
ジルコニア微粉末の製造方法にはジルコニラして
ムの炭酸塩の水溶液を塩基性に■加熱する方法（特開昭
５９−７８９２８号、同５９−６９４’７１号）やジル
コニウム塩水溶液を過酸化水素で処理しついで塩基性物
質で沈殿を生成せしめる（特開昭５８−７９８１８号、
同５９−３５０２９号）方法がすでに公知である。
５９−７８９２８号、同５９−６９４’７１号）やジル
コニウム塩水溶液を過酸化水素で処理しついで塩基性物
質で沈殿を生成せしめる（特開昭５８−７９８１８号、
同５９−３５０２９号）方法がすでに公知である。
しかし々から、前者の加熱分解法は、濃縮残留物を５０
０℃という高温での熱処理や１３０℃以上ゲージ圧２ｋ
ｙ／ｄ以上という高圧操作を必要としたり、かつ反応生
成物の分離洗滌操作が煩雑であったシし、また後者の方
法の場合ジルコニウム塩水溶液の低ＰＨ水溶液を出発原
料とし、これを塩基性物質で中和しつつジルコニラム水
酸化物の沈殿をえるため過酸化水素による再溶解効果は
認められるもののえられるジルコニアの粒度分布が広く
すぐれて均一化した粒度のジルコニア粉末をえるまでに
至らず、しかも再現性の点でも工業的製法には適さない
欠点が指摘される。
０℃という高温での熱処理や１３０℃以上ゲージ圧２ｋ
ｙ／ｄ以上という高圧操作を必要としたり、かつ反応生
成物の分離洗滌操作が煩雑であったシし、また後者の方
法の場合ジルコニウム塩水溶液の低ＰＨ水溶液を出発原
料とし、これを塩基性物質で中和しつつジルコニラム水
酸化物の沈殿をえるため過酸化水素による再溶解効果は
認められるもののえられるジルコニアの粒度分布が広く
すぐれて均一化した粒度のジルコニア粉末をえるまでに
至らず、しかも再現性の点でも工業的製法には適さない
欠点が指摘される。
本発明者らは以上の点に鑑み、工業的な生産に適する、
きわめて均一性に富むジルコニア微粉体の製造方法につ
いで種々研究を重ねた結果本発明にいたった。
きわめて均一性に富むジルコニア微粉体の製造方法につ
いで種々研究を重ねた結果本発明にいたった。
すなわち、本発明は以下の如く特定される。
（１）炭酸ジルコニルアンモニウム塩またはこれとイツ
トリウム、カルシウムおよびマグネシウムよりなる群か
ら選ばれた少なくとも１種の金属の化合物との混合物を
含有してなる水乾燥し焼成することを特徴とするシルコ
ア微粉末の調製方法。
トリウム、カルシウムおよびマグネシウムよりなる群か
ら選ばれた少なくとも１種の金属の化合物との混合物を
含有してなる水乾燥し焼成することを特徴とするシルコ
ア微粉末の調製方法。
本発明を以下にさらに具体的に説明する。
まず、塩化ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、硫酸ジル
コニウム、有機酸ジルコニウム塩等の水可溶性ジルコニ
ウム塩類の水溶液と炭酸アンモニウムや重炭酸アンモニ
ウムの水溶液とを混合し、ＰＨ７，０〜１３．０種度に
調整すると透明な炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液
がえられる。この水溶液に過酸化水素水あるいはオゾン
を加え混合接触せしめると炭酸ジルコニウムアンモニウ
ムの加水分解による水酸化物が沈殿する。この沈殿物を
常法により濾過分離し、乾燥、焼成することにより粒子
径が均一で、はぐれやすいジルコニア微粉末かえられる
。なお、このジルコニアに安定化剤であるイツトリアを
・分散させる場合は、炭酸イツトリウムを炭酸アンモニ
ウム水溶液に溶解し、炭酸ジルコニウムアンモニウム水
溶液に加えて透明な水溶液として用いる。必、要により
この水溶液にアンモニア水を加え溶液のＰＨを調整した
後、過酸化水素水あるいはオゾンを加え混合接触せしめ
ると、ジルコニウムとイツトリウムの水酸化物が共沈し
組成的にもきわめて均一なジルコニア−イツトリア微粉
末かえられる。また安定化剤がカルシウム酸化物（Ｃａ
ｂ）やマグネシウム酸化物（ＭｇＯ）の場合は、これら
の金属の水溶性塩を炭酸アンモニウムジルコニウム水溶
液に添加すると一部不溶解となるものの撹拌を充分に行
いながら過酸化水素水あるいはオゾンを加え混合接触せ
しめることにより実質的に問題な（ＣａＯやＭｇＯが分
散されたジルコニア微粉末がえられる。
コニウム、有機酸ジルコニウム塩等の水可溶性ジルコニ
ウム塩類の水溶液と炭酸アンモニウムや重炭酸アンモニ
ウムの水溶液とを混合し、ＰＨ７，０〜１３．０種度に
調整すると透明な炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液
がえられる。この水溶液に過酸化水素水あるいはオゾン
を加え混合接触せしめると炭酸ジルコニウムアンモニウ
ムの加水分解による水酸化物が沈殿する。この沈殿物を
常法により濾過分離し、乾燥、焼成することにより粒子
径が均一で、はぐれやすいジルコニア微粉末かえられる
。なお、このジルコニアに安定化剤であるイツトリアを
・分散させる場合は、炭酸イツトリウムを炭酸アンモニ
ウム水溶液に溶解し、炭酸ジルコニウムアンモニウム水
溶液に加えて透明な水溶液として用いる。必、要により
この水溶液にアンモニア水を加え溶液のＰＨを調整した
後、過酸化水素水あるいはオゾンを加え混合接触せしめ
ると、ジルコニウムとイツトリウムの水酸化物が共沈し
組成的にもきわめて均一なジルコニア−イツトリア微粉
末かえられる。また安定化剤がカルシウム酸化物（Ｃａ
ｂ）やマグネシウム酸化物（ＭｇＯ）の場合は、これら
の金属の水溶性塩を炭酸アンモニウムジルコニウム水溶
液に添加すると一部不溶解となるものの撹拌を充分に行
いながら過酸化水素水あるいはオゾンを加え混合接触せ
しめることにより実質的に問題な（ＣａＯやＭｇＯが分
散されたジルコニア微粉末がえられる。
炭酸ジルコニウムアンモニウム（ＮＨ４） ３ Ｚｒ０
Ｈ（ＣＯｓ）ｓ水溶液と過酸化水素水を混合すると発泡
して水酸化ジルコニウムが沈殿する。この機構は明らか
でないが、炭酸ジルコニウムアンモニウムが過酸化水素
の作用で加水分解するためと考えられる。過酸化水素の
化ジオシンでも同様に水酸化物が沈殿する。ただし、過
酸化水素の場合は添加と同様に沈殿するがオゾンの場合
は沈殿するまでやや時間がかかる。撹拌下、炭酸ジルコ
ニウムアンモニウムのモル数の１〜３倍モルの過酸化水
素あるいはオゾンの添加で加水分解反応はほぼ完了する
。この加水分解反応が進行するにつれ溶液のＰＨは酸性
側へ移行するが、その反応前段のＰＨの変化中は小さく
約１位である。従って、溶液のＰＨにより生成する粒子
の粒子径が影響されやすいジルコニア微粉末の調製に本
発明方法を適用すると粒子径の均一化にきわめて有利で
ある。なお加水分解反応中に溶液のＰ Ｈを一定に保つ
ため、アンモニア水を添加しながら反応を行うと粒子径
の均一化上なお一層有利である。
Ｈ（ＣＯｓ）ｓ水溶液と過酸化水素水を混合すると発泡
して水酸化ジルコニウムが沈殿する。この機構は明らか
でないが、炭酸ジルコニウムアンモニウムが過酸化水素
の作用で加水分解するためと考えられる。過酸化水素の
化ジオシンでも同様に水酸化物が沈殿する。ただし、過
酸化水素の場合は添加と同様に沈殿するがオゾンの場合
は沈殿するまでやや時間がかかる。撹拌下、炭酸ジルコ
ニウムアンモニウムのモル数の１〜３倍モルの過酸化水
素あるいはオゾンの添加で加水分解反応はほぼ完了する
。この加水分解反応が進行するにつれ溶液のＰＨは酸性
側へ移行するが、その反応前段のＰＨの変化中は小さく
約１位である。従って、溶液のＰＨにより生成する粒子
の粒子径が影響されやすいジルコニア微粉末の調製に本
発明方法を適用すると粒子径の均一化にきわめて有利で
ある。なお加水分解反応中に溶液のＰ Ｈを一定に保つ
ため、アンモニア水を添加しながら反応を行うと粒子径
の均一化上なお一層有利である。
また、安定化剤がイツトリアの場合、イツトリウムの塩
類を炭酸アンモニウム水溶液に溶解し過酸化水素あるい
はオゾンと混合接触せしめると水酸化物が沈殿する。従
って炭酸ジルコニル水溶液にこれらの塩類を溶解せしめ
、過酸化水素あるいはオゾンと混合接触せしめるとジル
コニウムと安定化剤は共沈水酸化物を形成し、安定化剤
の分布がきわめて均一な微粉体がえられることか判明し
た。ジルコニウム水酸化物沈殿物は常法によりＦ別、乾
燥、焼成されるが、通常１５０℃以下での乾燥ののち、
６００℃〜１３００℃の温度で焼成され微粉末ジルコニ
ア之される。えられるジルコニアは平均粒子径が約０．
０５μ以下のほぐれやすい微粉末であり、粒子径分布も
きわめて狭く、また安定化剤が均一に分散された均一体
である。
類を炭酸アンモニウム水溶液に溶解し過酸化水素あるい
はオゾンと混合接触せしめると水酸化物が沈殿する。従
って炭酸ジルコニル水溶液にこれらの塩類を溶解せしめ
、過酸化水素あるいはオゾンと混合接触せしめるとジル
コニウムと安定化剤は共沈水酸化物を形成し、安定化剤
の分布がきわめて均一な微粉体がえられることか判明し
た。ジルコニウム水酸化物沈殿物は常法によりＦ別、乾
燥、焼成されるが、通常１５０℃以下での乾燥ののち、
６００℃〜１３００℃の温度で焼成され微粉末ジルコニ
ア之される。えられるジルコニアは平均粒子径が約０．
０５μ以下のほぐれやすい微粉末であり、粒子径分布も
きわめて狭く、また安定化剤が均一に分散された均一体
である。
実施例１
水７５０ｍＡ！に炭酸アンモニウム２７５ｇを溶解後、
炭酸イツトリウムＹ、（Ｃｏ、）、３Ｈ２０１０ミルモ
ルを加え均一に溶解した。この水溶液に、別に調製した
２モル／ｌの濃度のオキシ塩化ジルコニウム水溶液１６
１．５−を加え、イツトリウムを含有する炭酸ジルコニ
ルアンモニウム水溶液を調製した。ついで該水溶液にア
ンモニア水を加え該水溶液のＰＨを１１とした後過酸化
水素水（過酸化水素３０チ含有）８０ｇを撹拌下部下し
ジルコニウムとイツトリウムとの共沈水酸化物をえた。
炭酸イツトリウムＹ、（Ｃｏ、）、３Ｈ２０１０ミルモ
ルを加え均一に溶解した。この水溶液に、別に調製した
２モル／ｌの濃度のオキシ塩化ジルコニウム水溶液１６
１．５−を加え、イツトリウムを含有する炭酸ジルコニ
ルアンモニウム水溶液を調製した。ついで該水溶液にア
ンモニア水を加え該水溶液のＰＨを１１とした後過酸化
水素水（過酸化水素３０チ含有）８０ｇを撹拌下部下し
ジルコニウムとイツトリウムとの共沈水酸化物をえた。
この水酸化物を濾過、水洗後ルーブタノール中に分散し
溶液の温度が１０５℃になるまで加熱蒸留するととＫよ
シ脱水を行った。
溶液の温度が１０５℃になるまで加熱蒸留するととＫよ
シ脱水を行った。
脱水後さらに１２０℃で８時間乾燥し、次いで８００℃
で２時間焼成することによ’）ＹｓＯｓを３そルチ含有
するほぐれやすい微粉末がえられた。えられた微粉末は
比表面積が２７．１ｍｚｌであり、その平均粒子径は０
，０４μであった。
で２時間焼成することによ’）ＹｓＯｓを３そルチ含有
するほぐれやすい微粉末がえられた。えられた微粉末は
比表面積が２７．１ｍｚｌであり、その平均粒子径は０
，０４μであった。
電子顕微鏡写真による粒子径分布測定によると０．０３
μから０．０５μの範囲のものが８０チ以上の微粒子か
らなり、また分析電子顕微鏡の分析結果によればＹ、０
３はきわめて均一に分散されていた。
μから０．０５μの範囲のものが８０チ以上の微粒子か
らなり、また分析電子顕微鏡の分析結果によればＹ、０
３はきわめて均一に分散されていた。
実施例２
オキシ塩化ジルコニウム０．５モルを水ｘ／に溶解させ
、該水溶液を濾過した後Ｆ液に炭酸アンモニウムをＰＨ
が８．５になるまで攪拌しながら添加し炭酸ジルコニル
アンモニウム水溶液を調製した。この液に撹拌下過酸化
水素水（過酸化水素３０チ含有）１００．９を滴下し、
白色沈殿をえた。これを濾過、水洗後水分をア七トンで
置換しついで減圧下６０℃で８時間乾燥した。
、該水溶液を濾過した後Ｆ液に炭酸アンモニウムをＰＨ
が８．５になるまで攪拌しながら添加し炭酸ジルコニル
アンモニウム水溶液を調製した。この液に撹拌下過酸化
水素水（過酸化水素３０チ含有）１００．９を滴下し、
白色沈殿をえた。これを濾過、水洗後水分をア七トンで
置換しついで減圧下６０℃で８時間乾燥した。
乾燥後９００℃で１時間焼成することにより比表面積が
１９．３ ｍｌ Ｉで、その平均粒子径が０．０５μの
ほぐれやすいＺｒＯ，微粉末かえられ電子顕微鏡による
粒子径分布測定によると、０．０４〜０．０６μの範囲
のものが８０％以上からなっていた。
１９．３ ｍｌ Ｉで、その平均粒子径が０．０５μの
ほぐれやすいＺｒＯ，微粉末かえられ電子顕微鏡による
粒子径分布測定によると、０．０４〜０．０６μの範囲
のものが８０％以上からなっていた。
比較例ｌ
Ｙ２Ｏ３として３モル％（対Ｚ ｒ ０２）含有するよ
うに塩化イツトリウムおよびオキシ塩化ジルコニウムの
混合水溶液を調製した。液濃度はＺｒＯ２として０．４
モル／ｌであった。次いで該混合水溶液の５００ ｍｌ
に過酸化水素水（３０％水溶液）４０ＩＩを添加した。
うに塩化イツトリウムおよびオキシ塩化ジルコニウムの
混合水溶液を調製した。液濃度はＺｒＯ２として０．４
モル／ｌであった。次いで該混合水溶液の５００ ｍｌ
に過酸化水素水（３０％水溶液）４０ＩＩを添加した。
添加後の溶液のＰＨは０．３であった。これに撹拌下ア
ンモニア水を溶液のＰＨが８，５になるまで添加し白色
の沈殿をえた。この沈殿を濾過、洗滌後ルーブタノール
中に分散し、溶液の温度が１０５℃になるまで加熱蒸留
することによυ脱水を行った。脱水後１２０℃で８時間
乾燥し次いで８００℃で２時間焼成することによりＹ、
０．を３モルチ含有するほぐれやすい微粉末がえられた
。見られた微粉末の平均粒子径は０．０７μであり電子
顕微鏡写真による粒子径分布測定によると０．０４μか
ら０．２μまでのかなり広い粒子径分布であり、０．０
６から０．０８μの範囲のものは５０％に満たなかった
。
ンモニア水を溶液のＰＨが８，５になるまで添加し白色
の沈殿をえた。この沈殿を濾過、洗滌後ルーブタノール
中に分散し、溶液の温度が１０５℃になるまで加熱蒸留
することによυ脱水を行った。脱水後１２０℃で８時間
乾燥し次いで８００℃で２時間焼成することによりＹ、
０．を３モルチ含有するほぐれやすい微粉末がえられた
。見られた微粉末の平均粒子径は０．０７μであり電子
顕微鏡写真による粒子径分布測定によると０．０４μか
ら０．２μまでのかなり広い粒子径分布であり、０．０
６から０．０８μの範囲のものは５０％に満たなかった
。
また分析電子顕微鏡の分析結果によればＹ、０゜の分布
は粒子毎Ｋかなり変動していた。
は粒子毎Ｋかなり変動していた。
以上の説明から明らかなように本発明によるジルコニア
微粉末は高密度、高靭性ジルコニアセラミックス用原料
粉体としてきわめて有用でありかつ工業的に容易に生産
でき、実用上の価値は犬なるものがある。
微粉末は高密度、高靭性ジルコニアセラミックス用原料
粉体としてきわめて有用でありかつ工業的に容易に生産
でき、実用上の価値は犬なるものがある。
なお、本発明は炭酸ジルコニルアンモニウムを原料とす
るが、炭酸ジルコニルアンモニウムの製造工程の途中の
ジルコニア塩類を水に溶解した段階およびＰＨ７，０〜
１３．ｏｘ調整した段階の２点で濾過工程を入れるとと
Ｋより出発ジルコニル塩中に含まれているシリカ等の不
純物を除去しうるという利点もあることが知見された。
るが、炭酸ジルコニルアンモニウムの製造工程の途中の
ジルコニア塩類を水に溶解した段階およびＰＨ７，０〜
１３．ｏｘ調整した段階の２点で濾過工程を入れるとと
Ｋより出発ジルコニル塩中に含まれているシリカ等の不
純物を除去しうるという利点もあることが知見された。
特許出願人 日本触媒化学工業株式会社手続補正
書（自発） 昭和６０年７月２之日 特許庁長官 志 賀 学 殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第１６４２８３号 ２、発明の名称 ジルコニア微粉末の製造方法 ３、補正をする者
書（自発） 昭和６０年７月２之日 特許庁長官 志 賀 学 殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第１６４２８３号 ２、発明の名称 ジルコニア微粉末の製造方法 ３、補正をする者
Claims (1)
- （１）炭酸ジルコニルアンモニウム塩またはこれとイッ
トリウム、カルシウムおよびマグネシウムよりなる群か
ら選ばれた少なくとも１種の金属の化合物との混合物を
含有してなる水溶液または懸濁液を、過酸化水素または
オゾンで処理し、えられる固形沈殿物を分離し、乾燥し
焼成することを特徴とするジルコニア微粉末の調製方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16428384A JPS6144717A (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | ジルコニア微粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16428384A JPS6144717A (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | ジルコニア微粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6144717A true JPS6144717A (ja) | 1986-03-04 |
| JPH044979B2 JPH044979B2 (ja) | 1992-01-30 |
Family
ID=15790152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16428384A Granted JPS6144717A (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | ジルコニア微粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6144717A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62212224A (ja) * | 1986-03-14 | 1987-09-18 | Taiyo Yuden Co Ltd | ジルコニア系固溶体結晶質微粉末の製造方法 |
| JP2007061853A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Daido Castings:Kk | セラミック鋳型の迅速造型法 |
-
1984
- 1984-08-07 JP JP16428384A patent/JPS6144717A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62212224A (ja) * | 1986-03-14 | 1987-09-18 | Taiyo Yuden Co Ltd | ジルコニア系固溶体結晶質微粉末の製造方法 |
| JP2007061853A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Daido Castings:Kk | セラミック鋳型の迅速造型法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH044979B2 (ja) | 1992-01-30 |
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