JPS6159265B2 - - Google Patents

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JPS6159265B2
JPS6159265B2 JP56127004A JP12700481A JPS6159265B2 JP S6159265 B2 JPS6159265 B2 JP S6159265B2 JP 56127004 A JP56127004 A JP 56127004A JP 12700481 A JP12700481 A JP 12700481A JP S6159265 B2 JPS6159265 B2 JP S6159265B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zro
tetragonal
sintered body
component
strength
Prior art date
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Expired
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JP56127004A
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English (en)
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JPS5832066A (ja
Inventor
Shoichi Watanabe
Satoshi Iio
Yasushi Matsuo
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Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06/701,646 priority patent/US4626517A/en
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はZrO2とAl2O3等よりなる高靭性ジルコ
ニア焼結体に関する。 従来セラミツク材料の最大の短所は抗折力の弱
さであり、若しこれが改善されゝば、切削工具や
人工骨材や、または内燃機関の部品等に使用して
大きな効果があげられるため、多くの研究者がこ
の問題に取り組んできた。例えば、Ｙ，Ca，Mg
等の酸化物で部分安定化したZrO2が特開昭55−
140762号「ジルコニア質切削工具材」として開示
され、正方晶系と等軸晶系の合量が60〜95重量％
であることが報告されている。またZrOCl2と
YCl3の混合物を共沈させ、その粉末を仮焼して
Y2O3で安定化したZrO2の微粉末を焼結すれば高
強度のZrO2焼結体の得られることが米国に於い
て発行されたセラミツクブリテイン1976年55巻の
717頁においてJ.S.Reedにより発表せられてい
る。然し、これらは何れも強度の面で満足なもの
ではなく、更に一段と強度を増加すれば大いに利
用範囲を拡大できると考えられる。このため鋭意
研究の結果Al2O3がZrO2に固溶・分散することに
よつて、正方晶のZrO2が単斜晶に転移する温度
を下げ、ZrO2の粒成長を抑制し、これが正方晶
ZrO2の含有量を高め、かつZrO2粒界での滑り抵
抗を増加し、硬度を増し高温強度を約２倍にも高
めることができることをみいだし、本発明を完成
した。その要旨は特許請求の範囲の通りのもので
ある。ここでAl2O3の含有量は0.5重量％（以下
「重量」を省く）未満では添加効果が乏しく、60
％を超えると、靭性あるZrO2の含有量を低め、
強度、靭性共に不満足となる。 また、ZrO2の結晶相は正方晶系と立方晶系と
の合量の比率が90％以上必要で、これ未満では靭
性が低く、また正方晶系と立方晶系の比率（正方
晶系）／（立方晶系）が1/3以上であることが必
要で、1/3では靭性が不足である。また焼結体の
平均結晶粒径は３μ以下であることが必要で３μ
を超えると正方晶系が単斜晶系に変り靭性を低下
する。また許容できる不純物はSiO2で３％迄、
Fe2O3またはTiO2で0.5％迄合計で３％迄で、こ
れ以上であると焼結性が妨げられ靭性が乏しいも
のとなる。 以下実施例により一そう具体的に説明する。 実施例 １ 第１表の特性を有する単斜晶系ZrO2に対し、
安定化剤としてY2O3，CaO，MgOを第２表の割
合に加え、平均粒径0.1μ、純度99.9％の微粒
Al2O3を第２表の割合に加え、湿式混合後、乾燥
し粉末化して、プレス成形を行い、電気炉にて大
気中で、1400〜1650℃の温度で、約１時間焼成し
た。焼成後焼結体を４×８×25mmに切断研磨し、
第２表に示す諸特性を測定した。なお、結晶粒径
は何れも平均３μ以下であつたが、焼成温度を第
２表に示す以上に高くすれば３μ以上に大きく成
長し、強度は何れも低下した。第２表より明らか
なように、Al2O3の添加によつて、正方晶から単
斜晶への転移が抑制され、残留する正方晶が増加
して強度および靭性が改善されていることが判
る。第２表の試料中より数種を選択し、硬度と高
温抗折力を測定しその結果を第３表および第１図
に示した。これより判るようにAl2O3の増加と共
に硬度は増加し60％を配合したNo.33では殆んど
Al2O3単味の磁器と同等の硬度を示し、また高温
強度も同時に比較測定した市販品である米国コー
ニング社製部分安定化ジルコニアに比べて、著し
く向上している。
【表】
【表】
【表】
【表】 実施例 ２ オキシ塩化ジルコニウムと塩化イツトリウムと
を水溶液として混合し共沈し800℃にて仮焼して
得られたZrO2とY2O3よりなる粉末の特性を第４
表に示す。これを用いて実施例１と同様の方法を
用いて焼結体を作成し第５表に示す結果を得た。
また高温強度についても実施例１と同様に測定し
第２図に示した。この結果から明らかな様に共沈
ZrO2粉を用いた場合においても実施例１と同様
Al2O3の添加が大きな効果を示した。
【表】
【表】 【図面の簡単な説明】
第１図は実施例１の試料と比較市販品の高温強
度を表すグラフ、No.Ｒは比較のための市販品でコ
ーニング社製部分安定化ジルコニアである。第２
図は実施例２の試料の高温強度を表すグラフであ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 下記Ａ成分40〜99.5重量％、Ｂ成分0.5〜60
    重量％及び３重量％以下の不可避不純物よりなる
    焼結体で、全焼結体の平均結晶粒径が３μ以下で
    あることを特徴とする高靭性ジルコニア焼結体。 Ａ成分：安定化剤を含み、正方晶系と立方晶系
    との合量が90重量％以上でかつ正方晶系／立方晶
    系≧1/3となつているZrO2 Ｂ成分：Al2O3 ２ 特許請求の範囲第１項においてZrO2の一部
    をHfO2で置換した高靭性ジルコニア焼結体。
JP56127004A 1981-08-13 1981-08-13 高靭性ジルコニア焼結体 Granted JPS5832066A (ja)

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JP56127004A JPS5832066A (ja) 1981-08-13 1981-08-13 高靭性ジルコニア焼結体
DE19823230216 DE3230216A1 (de) 1981-08-13 1982-08-13 Sinterkoerper mit hoher zaehigkeit
US06/610,459 US4626518A (en) 1981-08-13 1984-07-11 Method for manufacturing high toughness sintered bodies
US06/701,646 US4626517A (en) 1981-08-13 1985-02-14 High toughness sintered bodies

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JPS5832066A JPS5832066A (ja) 1983-02-24
JPS6159265B2 true JPS6159265B2 (ja) 1986-12-15

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