JPS6270041A - 複合化セラミツクスの製造法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の性質ケもつセラミックス七複合化した
抗折強度の大きい複合化セラミックスの製造法に関する
。

〔従来の技術〕

セラミックスは、その耐熱性、高剛性、耐摩耗性あるい
は耐食性などの点で、在来の金属材料ケ超え几すぐれた
特性２有する几め、構造用材料としての使用が広い分野
で試みられるようになってきた。一般にセラミックスは
、金属に比して欠陥の存在に対する感受性が著しく高く
。

圧縮応力に対しては強い抵抗？示すが、引張応力に対し
ては弱く、小さな力でも破壊する率が高い。その程度は
、セラミックスの材質によっても異る。例えば、　　Ａ
ｌ２Ｏ，は、低応力で破壊し。

耐熱衝撃性も劣るが、同じ酸化物系でもＺｒＯ２゜特に
１部分安定化ジルコニア（以下ＰＳＺと略す）は、高応
力下でも使用可能で、セラミックスの中では靭性も大き
く、近年広範囲に使用されるようになってきた。　　゛ 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、ジルコニア系セラミックスは、非常に高価であ
るという欠点がある。また焼成したＰＳＺと他の安価な
セラミックス焼成体ｒ接合するにしても、その接合が難
しく、更にコストアツブに継がる傾向があった。また、
粉体プレス時に成形ダイス内で９両者ケ１層目２層目と
して充填し１　プレスする方法も考えられるが、収縮率
の違いにより、焼成時に剥離し、接合できなかった。

本発明は、上記従来技術の不具合に鑑みてなされたもの
で１種々特性にすぐれるが価格の高いジルコニア系セラ
ミックスと価格の安いアルミナ系セラミックスとケ複合
化して両者の長所ケ兼ね備え、しかも両者の接合強度が
充分な複合化セラミックスの製造法勿提供することケ目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため本発明は、成形ダイス内の一側に焼成助剤ｒ添
加し几アルミナ系セラミックス粉末層ケ配し、他側に焼
成助剤ケ添加しｔジルコニア系セラミックス粉末層を配
して、該２粉末層間にアルミナ系セラミックス粉末及び
ジルコニア系セラミックス粉末の混合層２１層以上設け
て、プレス成形し、その後加熱して焼成することケ特徴
とする複合化セラミックスの製造法を要旨とする。

〔実施態様〕

次に０本発明の製造方法？第１図にもとづき説明する。

第１図は、プレス成形ダイス内での状態ケ示す縦断側面
図である。本発明は、Ａｌ２Ｏ３゜ＺｒＯ２及び１両者
？混合した属から成る。この内、混合１層？設けること
が本発明の最大のポイントとなる。Ａｌ２Ｏ３及びＺｒ
Ｏ７は１それぞれ４００〜１０００ｋｇｆ／ｄ程度の圧
力で成形される。

成形圧一定（成形圧６００ｋｇ肩）の場合、　　１５５
０°Ｃ焼成での収縮率は１．　　Ａｄ２０３１８％、Ｚ
ｒＯ□２５％程度である。従って前記従来法で説明した
様に。

Ａ　ｌ　２０３及びＺｒＯ２に二層プレスし友のでは、
境界から剥離し、製品が得られない。混合層は。

この収縮率の違いによる剥離防止ケ目的としたもので、
この層によって収縮率の差？吸収する。

第１図では、Ａｌ２Ｏ３：ＺｒＯ２ノ体積比ｔ１：１と
した例を示しているが、製品、特に厚肉品では。

比率？除々に替えて行く、多層成形ケ行なう場合もある
。尚、　Ａｌ２Ｏ３は、焼成助剤としてＭ、ｙＯ’ｉ　
０．５重量％、　　ＺｒＯ２はＹ２０ｓ　ｋ　３　ｍｏ
　１３％それぞれ添加したものが好適である。この状態
でプレス成形した後、望ましくは、　　ｘｓｏＯ〜１６
００℃の範囲で大気焼成ケ行なう。１５００’Ｃ未満で
は。

ＺｒＯ２は十分に緻密化するが、　Ａｌ２Ｏ３は殆んど
焼結されない。また、　　１６００℃　？越えると。

Ａｌ２Ｏ３は緻密化するが、’ＺｒＯ２は粒成長ケ起こ
しＺｒＯ２の最大の特徴である高強度、高靭性の利点が
損われがちである。

〔第１実施例〕 原料粉末として、平均粒径０．５　ａ　ｍ　ｋ有するＡ
ｌ２Ｏ３ニＭＪＯ０，５ｗｔ％添加の粉末と、　　Ｚｒ
Ｏ２はＹ２Ｏ３２３ｍｏ１％添加したものケ用意し、こ
れらの原料上Ａｌ２Ｏ３系１００ｖｏＪ％、Ａｌ２Ｏ３
：ＺｒＯ２系５０　：　５０　ＶＯ１％、　　ＺｒＯ２
系１００ｖｏ１％に成形し、成形圧は４００ｋｇｆ／７
とした。その後成形体全乾燥し、大気中：　１５５０°
Ｃで５Ｈｒ保持し。

複合セラミックス會製造した。この結果得られた本実施
例の複合化セラミックスの密度は４．９２Ｅｌ／ｃｆ、
抗折力は５０ゆｆ／ｍ％程度であった。

〔第２実施例〕 原料粉末として、実施例１で用い友と同じ。

平均粒径０．５μｍｋ有するＡｌ２Ｏ３に、　Ｍｙ○０
．５　Ｗ　ｔ％添加の粉末と、　　ＺｒＯ２はＹ２Ｏ３
２３ｍｏ７１！％添加しｔものケ用意し、これらの原料
ケＡｌ２Ｏ３系１００ｖｏｊ％、Ａｌ２Ｏ３：　ＺｒＯ
２系７５：２５．　５０：５０．２５ニア５ｖｏ６％、
　　ＺｒＯ２系１００ｖｏ６％の多層に成形した。成形
圧は４０ｏｋｇｆ肩とした。

その後乾燥し、大気中１５５０°Ｃで５Ｈｒ　　保持し
。

複合セラミックス？製造した。この結果得られた本実施
例の複合化セラミックスの密度は。

４．９８．９／ｃｎ（抗折力は６０　ｋｇ　ｆ／ｎ＋ｎ
ｔ程度であツタ。

〔発明の効果〕

本発明の方法により製造しり複合化セラミックスは１両
部材の接合が良好であるから、Ａ１２０３とＺｒＯ２の
もつ長所ケ有効に活用することができる。従ってＺｒＯ
２の高価な欠点２Ａｇ、、ｏ３の安価なセラミックスで
補う事により、きわめて広範囲の分野に適用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての複合セラミックスの
成形状況の説明図である。 １・・・成形ダイス、２・・・成形体、２ａ・・・Ａｌ
２Ｏ３系１００ｖｏＪ％の層、　　２　ｂ　・−ａ１２
ｏ３：　ＺｒＯ２系５０：　５０　ｖｏｄ％の層、　　
３　ｃ−ＺｒＯ，、系１００ｖｏ／％の層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 成形ダイス内の一側に焼成助剤を添加したアルミナ系セ
   ラミックス粉末層を配し、他側に焼成助剤を添加したジ
   ルコニア系セラミックス粉末層を配して、該２粉末層間
   にアルミナ系セラミックス粉末及びジルコニア系セラミ
   ックス粉末の混合層を設けて、プレス成形し、その後加
   熱して焼成することを特徴とする複合化セラミックスの
   製造法。