JPH0352425B2 - - Google Patents
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- JPH0352425B2 JPH0352425B2 JP58035990A JP3599083A JPH0352425B2 JP H0352425 B2 JPH0352425 B2 JP H0352425B2 JP 58035990 A JP58035990 A JP 58035990A JP 3599083 A JP3599083 A JP 3599083A JP H0352425 B2 JPH0352425 B2 JP H0352425B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G25/00—Compounds of zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
- C04B35/486—Fine ceramics
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Structural Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Description
本発明は、高い機械的強度と破壊靭性を有する
ZrO2−CeO2系のジルコニア焼結体に関するもの
である。 本発明による焼結体は、切削又は切断用工具
類、各種ダイス、ノズル、摺動部品などの構成材
料としての用途に好適である。 純粋なジルコニアに900〜1200℃に可逆的な相
転移を有し、この際、大きな体積変化を生じる。
このような異常体積変化は焼結体の割れの原因と
なり、焼結体の作製を困難なものとしてきた。従
つて、焼結体を作成する場合には、種々の安定化
剤、例えば、MgO，CaO，Y2O3などを固溶させ
て、相転移をおこさない立方晶系の結晶構造を有
する、いわゆる、安定化ジルコニア（以下、FSZ
と記す）を使用することが通常行われている。し
かし、このようなFSZ焼結体は、抗折強度、熱衝
撃強度などの機械的強度においては劣り、このよ
うな性質が要求される用途には適さないという欠
点があつた。 最近、この欠点を根本的に改良した、高強度、
高靭性を有するジルコニア焼結体の研究が行われ
ている。この焼結体がFSZ焼結体と異なる点は組
成と結晶構造にある。すなわち、組成としては安
定化剤の添加量がFSZよりも少なくなつていると
いうことである。 一方、結晶構造においては、FSZが立方晶系で
あるのに対して、正方晶系または正方晶系と立方
晶系の混合相からなつているということである。
このような焼結体を部分安定化ジルコニア（以
下、PSZと記す）焼結体と称している。このPSZ
焼結体は、高強度、高靭性を有しているが、その
理由については以下の説明がなされている。 すなわち、機械的応力集中が焼結体中の亀裂先
端にかかつた場合、その周辺の正方晶系の粒子が
単斜晶系に応力誘起変態し、その際伴なう体積膨
脹が、亀裂の進展を妨げることによつて破壊靭性
並びに破壊強度の増大がもたらされるというもの
である。従つて、PSZ焼結体が高強度、高靭性で
あるためには、正方晶系の結晶相からなる粒子を
含有しているということが極めて重要となる。 しかし、この正方晶系の結晶相は、ほとんどの
ジルコニア−安定化成分系において高温相であ
り、室温では安定相として存在しない。従つて、
室温では準安定相として存在させるわけである
が、この場合、焼結体の製造法並びに安定化剤の
種類と添加量の選択が重要となる。 現在、高強度、高靭性PSZ焼結体として、
MgO−ZrO2系、CaO−ZrO2系、Y2O3−ZrO2系
の焼結体がすでに知られている。 本発明者らは、上記安定化剤であるMgO，
CaO，Y2O3以外の安定化剤を用いて機械的性質
の優れた焼結体を得ようとする目的で鋭意研究し
た結果、ZrO2−CeO2系が極めて有効であること
を見い出し本発明をなすに至つた。これまでの調
査によれば、ZrO2−CeO2系焼結体はZrO2−
Y2O3系で知られているような高強度、高靭性を
発現しないといわれていた。ところが、本発明者
らは、ZrO2−CeO2系焼結体においても、その組
成割合が特定範囲内のものであり、かつ、結晶相
が正方晶系のものであれば、ZrO2−Y2O3系のも
のに匹敵する高強度、高靭性が発現されることを
見出し、さらに、とくに特定の製法でえられた粉
末を原料として焼結すれば、いつそう強度および
靭性の高い緻密な焼結体がえられることを見出
し、本発明に到達した。 すなわち、本発明は主としてZrO2とCeO2とか
らなり、CeO2／ZrO2のモル比が8/92〜30/70の
範囲であり、かつ、結晶相が主として正方晶系か
らなるジルコニア焼結体を提供するものである。 本発明の焼結体を製造するには、ZrO2−CeO2
系原料粉末をラバープレス法等によつて所望の形
状に成形したのち、1300〜1600℃の温度で数時間
焼成して焼結すればよい。 ZrO2−CeO2系原料粉末の調製は、ジルコニア
粉末とセリヤ粉末とを混合し、仮焼、粉砕を繰り
返えし行う、いわゆる乾式合成法によつて行うこ
とも可能であるが、緻密な機械的強度の高い焼結
体を得るためには、以下に説明するような、ジル
コニウム化合物とセリウム化合物との混合溶液か
ら共沈させてえた混合粉末をロ別し、乾燥し、仮
焼してえるような、ジルコニウム化合物とセリウ
ム化合物との混合溶液を出発物質とする湿式合成
法によつて行うことが望ましい。例えば、オキシ
塩化ジルコニウム、硝酸ジルコニウム等のジルコ
ニウム塩水溶液と硝酸セリウム等のセリウム塩水
溶液を所望の組成になるように混合し、それにア
ンモニア水を添加することによつて生成した沈殿
をロ別した後、乾燥、仮焼して目的とする粉末を
得るという方法である。 また、上記ジルコニウム塩とセリウム塩の混合
溶液を数10時間加熱することによつて、加水分解
反応を起こし、生成したゾルを乾燥、仮焼して目
的とする粉末を得るという方法でもよい。さら
に、また上記ジルコニウム塩とセリウム塩の混合
溶液を常圧あるいは減圧下で蒸発乾固し、それを
粉砕し、500℃〜900℃の温度で仮焼することによ
つて目的とする粉末を得る方法もよい。 これらいわゆる湿式合成法によつて得られる粉
末は、焼結性に優れ本発明の焼結体を作成する原
料として好適である。 また、セリヤ原料としては必ずしも高純度のセ
リウム酸化物やセリウム塩を用いる必要はなく、
セリウムが80％以上あれば、残部、サマリウムや
ランタンなど軽希土類金属からなる酸化物や塩を
用いてもよい。このような原料は安価であり、工
業製品のための原料として好適である。 従つて、本発明において主としてZrO2とCeO2
からなるジルコニア焼結体というのは、ZrO2の
安定化剤としてCeO2を主体として用いた焼結体
を意味し、CeO2に加えて他の希土類酸化物、例
えば、Y2O3，Yb2O3，La2O3，Sm2O3など、あ
るいはアルカリ土類金属酸化物MgO，CaOなど
さらに周期律表第３族、第４族金属酸化物
Sc2O3，TiO2，HfO2などを含有していてもよい。 例えば、ZrO2−CeO2−Y2O3系の焼結体では、
Y2O3添加量が２モル％以下で部分安定化されて
いる場合には、添加したCeO2が部分安定化に重
要な寄与をしているとみなし得るので、本発明の
焼結体の範囲に入る。 本発明のZrO2−CeO2系焼結体におけるCeO2／
ZrO2のモル比は8/92〜30/70の範囲である必要が
ある。このCeO2／ZrO2モル比が8/92より少ない
場合には、正方晶系の結晶相からなる焼結体を得
ることは極めて困難である。この場合には、焼結
体を焼成後、室温まで冷却する過程で正方晶系か
ら単斜晶系への相転移が起こり、その際生じる体
積膨脹によつてクラツクが入ることさえある。ま
た、モル比が30/70をこえる場合には、正方晶系
と立方晶の共存結晶相からなる結晶相の焼結体に
得られるけれども、正方晶系の割合が減少してい
るために、期待されるほどの高い破壊靭性と破壊
強度は得られない。 各結晶相の測定は、Ｘ線回折法によつて行い、
たとえば、単斜晶の＜111＞面、＜11１＞面、正方
晶の＜111＞面、立方晶の＜111＞面のＸ線回折強
度をそれぞれＭ＜111＞、Ｍ＜11１＞、Ｔ＜111
＞、Ｃ＜111＞としたとき （Ｍ＜111＞＋Ｍ＜11１＞）／（Ｔ＜111＞ ＋Ｃ＜111＞＋Ｍ＜111＞＋Ｍ＜11１＞） の強度比を単斜晶系の重量パーセントとする。 本発明の焼結体の粒子径は2μm以下が好まし
く、焼成温度1400℃では0.5μm、温度1600℃では
2μmとなる。従来、PSZ焼結体は高温に長時間さ
らされると経時劣化を起こし、焼結体が破壊する
という現象が知られていた。例えば、2μm以上の
粒径を有するY2O3−PSZ焼結体では200℃〜300
℃の温度に長時間放置すると正方晶が単斜晶へ転
移し、焼結体にひび割れが認められるに至る。す
なわち、粒子径が細かいほど熱的経時劣化が生じ
ない。本発明の焼結体は粒子径を2μm以下に容易
に制抑することが可能であり、そのような焼結体
は熱的安定性が優れているという点で好ましい。 さらに、本発明の焼結体は、機械的強度として
３点曲げ強度が50Kg／mm2以上、破壊靭性が
4MN・m-1.5以上の特性を有するものである。こ
れらの特性値以下では本発明の焼結体として有用
な産業用部材としての使用に耐えられないものと
なるので好ましくない。 次に、本発明の焼結体を実施例に基づいて詳細
に説明する。 実施例中における３点曲げ強度と破壊靭性の測
定は以下の方法による。 ３点曲げ強度測定は、板状焼結体を切断、研削
して３mm×４mm×40mmの角棒状試験片とし、JIS
Ｒ 1601に定められたスパン長さ30mm、荷重印加
速度0.5mm／分の条件によつて行う。 破壊靭性の測定は、鏡面研磨した焼結体試料面
にビツカース圧子を打ち込み、圧痕長さと圧痕か
ら発生した亀裂長さとの比から値を算出するイン
デンテーシヨン法によつて行う。圧子の打ち込み
荷重は20Kgとする。算出に用いる計算式は、D.
B.Marshall and A.G.Evans，ジヤーナル・オ
ブ・アメリカン・セラミツクス・ソサイアテイ
（J.Am.Ceram.Soc.64（12）、Ｃ−182（1981）に記
載されている以下の式とする。 KIC＝0.036E0.4P0.6a-0.7（Ｃ／ａ）-1.5 KIC；破壊靭性（Ｎ・m-1.5） Ｅ；弾性率（Ｎ・m-2） Ｐ；荷重（Ｎ・m-2） ａ；圧痕の対角線長さ（ｍ） Ｃ；圧痕から発生した亀裂長さ（ｍ） また、熱的安定性の測定は、200℃、露点50℃
の水蒸気含有空気流通下に1000時間保持したテス
トピースの表面における発生クラツクの有無を観
察することによつて行つた。 実施例１〜６、比較例１ オキシ塩化ジルコニウムの水溶液とセリウム80
％、残部、ランタン、サマリウム、ネオジウムな
ど軽希土類金属からなる硝酸塩の水溶液を所望の
組成となるように混合し100℃で60時間、加熱を
続けて加水分解生成ゾルを得た。これを蒸発乾固
して得た粉末を900℃で仮焼し、さらにボールミ
ルで48時間粉砕し、ZrO2−CeO2系の原料粉末を
調製した。次いで、上記原料粉末をラバープレス
法によつて、厚さ、幅、長さがそれぞれ４mm、40
mm、56mmである板状成形体とした。この成形体を
1400〜1500℃の温度で２時間焼成し、本発明の
ZrO2−CeO2系焼結体を得た。このようにして作
成した７組の焼結体について、結晶相含有率、結
晶粒子径、曲げ強度、破壊靭性、熱的安定性の測
定を行つた。これらの結果を表１に示した。 実施例７，８、比較例２ オキシ塩化ジルコニウムの水溶液と純度99％以
上の硝酸セリウムの水溶液を所望の組成となるよ
うに混合し、実施例１に記載した方法に従つて
ZrO2−CeO2系原料粉末を調製した。この粉末を
用いてラバープレス法によつて成形した後、温度
1400℃で２時間保持し目的とする焼結体を得た。
このようにして作成した３組の焼結体について実
施例１に記載したのと同様の測定を行つた。それ
らの測定結果を表１に示した。
ZrO2−CeO2系のジルコニア焼結体に関するもの
である。 本発明による焼結体は、切削又は切断用工具
類、各種ダイス、ノズル、摺動部品などの構成材
料としての用途に好適である。 純粋なジルコニアに900〜1200℃に可逆的な相
転移を有し、この際、大きな体積変化を生じる。
このような異常体積変化は焼結体の割れの原因と
なり、焼結体の作製を困難なものとしてきた。従
つて、焼結体を作成する場合には、種々の安定化
剤、例えば、MgO，CaO，Y2O3などを固溶させ
て、相転移をおこさない立方晶系の結晶構造を有
する、いわゆる、安定化ジルコニア（以下、FSZ
と記す）を使用することが通常行われている。し
かし、このようなFSZ焼結体は、抗折強度、熱衝
撃強度などの機械的強度においては劣り、このよ
うな性質が要求される用途には適さないという欠
点があつた。 最近、この欠点を根本的に改良した、高強度、
高靭性を有するジルコニア焼結体の研究が行われ
ている。この焼結体がFSZ焼結体と異なる点は組
成と結晶構造にある。すなわち、組成としては安
定化剤の添加量がFSZよりも少なくなつていると
いうことである。 一方、結晶構造においては、FSZが立方晶系で
あるのに対して、正方晶系または正方晶系と立方
晶系の混合相からなつているということである。
このような焼結体を部分安定化ジルコニア（以
下、PSZと記す）焼結体と称している。このPSZ
焼結体は、高強度、高靭性を有しているが、その
理由については以下の説明がなされている。 すなわち、機械的応力集中が焼結体中の亀裂先
端にかかつた場合、その周辺の正方晶系の粒子が
単斜晶系に応力誘起変態し、その際伴なう体積膨
脹が、亀裂の進展を妨げることによつて破壊靭性
並びに破壊強度の増大がもたらされるというもの
である。従つて、PSZ焼結体が高強度、高靭性で
あるためには、正方晶系の結晶相からなる粒子を
含有しているということが極めて重要となる。 しかし、この正方晶系の結晶相は、ほとんどの
ジルコニア−安定化成分系において高温相であ
り、室温では安定相として存在しない。従つて、
室温では準安定相として存在させるわけである
が、この場合、焼結体の製造法並びに安定化剤の
種類と添加量の選択が重要となる。 現在、高強度、高靭性PSZ焼結体として、
MgO−ZrO2系、CaO−ZrO2系、Y2O3−ZrO2系
の焼結体がすでに知られている。 本発明者らは、上記安定化剤であるMgO，
CaO，Y2O3以外の安定化剤を用いて機械的性質
の優れた焼結体を得ようとする目的で鋭意研究し
た結果、ZrO2−CeO2系が極めて有効であること
を見い出し本発明をなすに至つた。これまでの調
査によれば、ZrO2−CeO2系焼結体はZrO2−
Y2O3系で知られているような高強度、高靭性を
発現しないといわれていた。ところが、本発明者
らは、ZrO2−CeO2系焼結体においても、その組
成割合が特定範囲内のものであり、かつ、結晶相
が正方晶系のものであれば、ZrO2−Y2O3系のも
のに匹敵する高強度、高靭性が発現されることを
見出し、さらに、とくに特定の製法でえられた粉
末を原料として焼結すれば、いつそう強度および
靭性の高い緻密な焼結体がえられることを見出
し、本発明に到達した。 すなわち、本発明は主としてZrO2とCeO2とか
らなり、CeO2／ZrO2のモル比が8/92〜30/70の
範囲であり、かつ、結晶相が主として正方晶系か
らなるジルコニア焼結体を提供するものである。 本発明の焼結体を製造するには、ZrO2−CeO2
系原料粉末をラバープレス法等によつて所望の形
状に成形したのち、1300〜1600℃の温度で数時間
焼成して焼結すればよい。 ZrO2−CeO2系原料粉末の調製は、ジルコニア
粉末とセリヤ粉末とを混合し、仮焼、粉砕を繰り
返えし行う、いわゆる乾式合成法によつて行うこ
とも可能であるが、緻密な機械的強度の高い焼結
体を得るためには、以下に説明するような、ジル
コニウム化合物とセリウム化合物との混合溶液か
ら共沈させてえた混合粉末をロ別し、乾燥し、仮
焼してえるような、ジルコニウム化合物とセリウ
ム化合物との混合溶液を出発物質とする湿式合成
法によつて行うことが望ましい。例えば、オキシ
塩化ジルコニウム、硝酸ジルコニウム等のジルコ
ニウム塩水溶液と硝酸セリウム等のセリウム塩水
溶液を所望の組成になるように混合し、それにア
ンモニア水を添加することによつて生成した沈殿
をロ別した後、乾燥、仮焼して目的とする粉末を
得るという方法である。 また、上記ジルコニウム塩とセリウム塩の混合
溶液を数10時間加熱することによつて、加水分解
反応を起こし、生成したゾルを乾燥、仮焼して目
的とする粉末を得るという方法でもよい。さら
に、また上記ジルコニウム塩とセリウム塩の混合
溶液を常圧あるいは減圧下で蒸発乾固し、それを
粉砕し、500℃〜900℃の温度で仮焼することによ
つて目的とする粉末を得る方法もよい。 これらいわゆる湿式合成法によつて得られる粉
末は、焼結性に優れ本発明の焼結体を作成する原
料として好適である。 また、セリヤ原料としては必ずしも高純度のセ
リウム酸化物やセリウム塩を用いる必要はなく、
セリウムが80％以上あれば、残部、サマリウムや
ランタンなど軽希土類金属からなる酸化物や塩を
用いてもよい。このような原料は安価であり、工
業製品のための原料として好適である。 従つて、本発明において主としてZrO2とCeO2
からなるジルコニア焼結体というのは、ZrO2の
安定化剤としてCeO2を主体として用いた焼結体
を意味し、CeO2に加えて他の希土類酸化物、例
えば、Y2O3，Yb2O3，La2O3，Sm2O3など、あ
るいはアルカリ土類金属酸化物MgO，CaOなど
さらに周期律表第３族、第４族金属酸化物
Sc2O3，TiO2，HfO2などを含有していてもよい。 例えば、ZrO2−CeO2−Y2O3系の焼結体では、
Y2O3添加量が２モル％以下で部分安定化されて
いる場合には、添加したCeO2が部分安定化に重
要な寄与をしているとみなし得るので、本発明の
焼結体の範囲に入る。 本発明のZrO2−CeO2系焼結体におけるCeO2／
ZrO2のモル比は8/92〜30/70の範囲である必要が
ある。このCeO2／ZrO2モル比が8/92より少ない
場合には、正方晶系の結晶相からなる焼結体を得
ることは極めて困難である。この場合には、焼結
体を焼成後、室温まで冷却する過程で正方晶系か
ら単斜晶系への相転移が起こり、その際生じる体
積膨脹によつてクラツクが入ることさえある。ま
た、モル比が30/70をこえる場合には、正方晶系
と立方晶の共存結晶相からなる結晶相の焼結体に
得られるけれども、正方晶系の割合が減少してい
るために、期待されるほどの高い破壊靭性と破壊
強度は得られない。 各結晶相の測定は、Ｘ線回折法によつて行い、
たとえば、単斜晶の＜111＞面、＜11１＞面、正方
晶の＜111＞面、立方晶の＜111＞面のＸ線回折強
度をそれぞれＭ＜111＞、Ｍ＜11１＞、Ｔ＜111
＞、Ｃ＜111＞としたとき （Ｍ＜111＞＋Ｍ＜11１＞）／（Ｔ＜111＞ ＋Ｃ＜111＞＋Ｍ＜111＞＋Ｍ＜11１＞） の強度比を単斜晶系の重量パーセントとする。 本発明の焼結体の粒子径は2μm以下が好まし
く、焼成温度1400℃では0.5μm、温度1600℃では
2μmとなる。従来、PSZ焼結体は高温に長時間さ
らされると経時劣化を起こし、焼結体が破壊する
という現象が知られていた。例えば、2μm以上の
粒径を有するY2O3−PSZ焼結体では200℃〜300
℃の温度に長時間放置すると正方晶が単斜晶へ転
移し、焼結体にひび割れが認められるに至る。す
なわち、粒子径が細かいほど熱的経時劣化が生じ
ない。本発明の焼結体は粒子径を2μm以下に容易
に制抑することが可能であり、そのような焼結体
は熱的安定性が優れているという点で好ましい。 さらに、本発明の焼結体は、機械的強度として
３点曲げ強度が50Kg／mm2以上、破壊靭性が
4MN・m-1.5以上の特性を有するものである。こ
れらの特性値以下では本発明の焼結体として有用
な産業用部材としての使用に耐えられないものと
なるので好ましくない。 次に、本発明の焼結体を実施例に基づいて詳細
に説明する。 実施例中における３点曲げ強度と破壊靭性の測
定は以下の方法による。 ３点曲げ強度測定は、板状焼結体を切断、研削
して３mm×４mm×40mmの角棒状試験片とし、JIS
Ｒ 1601に定められたスパン長さ30mm、荷重印加
速度0.5mm／分の条件によつて行う。 破壊靭性の測定は、鏡面研磨した焼結体試料面
にビツカース圧子を打ち込み、圧痕長さと圧痕か
ら発生した亀裂長さとの比から値を算出するイン
デンテーシヨン法によつて行う。圧子の打ち込み
荷重は20Kgとする。算出に用いる計算式は、D.
B.Marshall and A.G.Evans，ジヤーナル・オ
ブ・アメリカン・セラミツクス・ソサイアテイ
（J.Am.Ceram.Soc.64（12）、Ｃ−182（1981）に記
載されている以下の式とする。 KIC＝0.036E0.4P0.6a-0.7（Ｃ／ａ）-1.5 KIC；破壊靭性（Ｎ・m-1.5） Ｅ；弾性率（Ｎ・m-2） Ｐ；荷重（Ｎ・m-2） ａ；圧痕の対角線長さ（ｍ） Ｃ；圧痕から発生した亀裂長さ（ｍ） また、熱的安定性の測定は、200℃、露点50℃
の水蒸気含有空気流通下に1000時間保持したテス
トピースの表面における発生クラツクの有無を観
察することによつて行つた。 実施例１〜６、比較例１ オキシ塩化ジルコニウムの水溶液とセリウム80
％、残部、ランタン、サマリウム、ネオジウムな
ど軽希土類金属からなる硝酸塩の水溶液を所望の
組成となるように混合し100℃で60時間、加熱を
続けて加水分解生成ゾルを得た。これを蒸発乾固
して得た粉末を900℃で仮焼し、さらにボールミ
ルで48時間粉砕し、ZrO2−CeO2系の原料粉末を
調製した。次いで、上記原料粉末をラバープレス
法によつて、厚さ、幅、長さがそれぞれ４mm、40
mm、56mmである板状成形体とした。この成形体を
1400〜1500℃の温度で２時間焼成し、本発明の
ZrO2−CeO2系焼結体を得た。このようにして作
成した７組の焼結体について、結晶相含有率、結
晶粒子径、曲げ強度、破壊靭性、熱的安定性の測
定を行つた。これらの結果を表１に示した。 実施例７，８、比較例２ オキシ塩化ジルコニウムの水溶液と純度99％以
上の硝酸セリウムの水溶液を所望の組成となるよ
うに混合し、実施例１に記載した方法に従つて
ZrO2−CeO2系原料粉末を調製した。この粉末を
用いてラバープレス法によつて成形した後、温度
1400℃で２時間保持し目的とする焼結体を得た。
このようにして作成した３組の焼結体について実
施例１に記載したのと同様の測定を行つた。それ
らの測定結果を表１に示した。
【表】
【表】
実施例 ９，10
オキシ塩化ジルコニウム、硝酸セリウム、硝酸
イツトリウムの各水溶液を所望の組成となるよう
に混合し、そこにアンモニア水を加えて溶液のPH
を８とすることによつて沈殿を得、次いでこれを
ロ別し、乾燥し800℃で仮焼し、さらにボールミ
ルで24時間粉砕してZrO2−CeO2−Y2O3系の原料
粉末を得た。上記原料粉末を実施例１に記載した
方法と同じ方法で成形、焼成し本発明の焼結体を
得た。このようにして作成した２組の焼結体につ
いて結晶相含有率、結晶粒子径、曲げ強度、破壊
靭性、熱的安定性を測定した。 それらの測定結果を表２に示した。
イツトリウムの各水溶液を所望の組成となるよう
に混合し、そこにアンモニア水を加えて溶液のPH
を８とすることによつて沈殿を得、次いでこれを
ロ別し、乾燥し800℃で仮焼し、さらにボールミ
ルで24時間粉砕してZrO2−CeO2−Y2O3系の原料
粉末を得た。上記原料粉末を実施例１に記載した
方法と同じ方法で成形、焼成し本発明の焼結体を
得た。このようにして作成した２組の焼結体につ
いて結晶相含有率、結晶粒子径、曲げ強度、破壊
靭性、熱的安定性を測定した。 それらの測定結果を表２に示した。
【表】
【表】
実施例11〜18、比較例３
オキシ塩化ジルコニウムの水溶液と硝酸セリウ
ム水溶液とを所望の組成となるように混合し、そ
れにアンモニア水を加えて溶液のPHを８として沈
澱をえ、ついでロ別し、乾燥し、800℃で仮焼し、
さらにボールミルで24時間粉砕してZrO2−CeO2
系原料粉末を調製した。この粉末を実施例７等と
同様にして成形し、測定した。その結果を表３に
示す。
ム水溶液とを所望の組成となるように混合し、そ
れにアンモニア水を加えて溶液のPHを８として沈
澱をえ、ついでロ別し、乾燥し、800℃で仮焼し、
さらにボールミルで24時間粉砕してZrO2−CeO2
系原料粉末を調製した。この粉末を実施例７等と
同様にして成形し、測定した。その結果を表３に
示す。
【表】
【表】
以上の結果から明らかなとおり、本発明のジル
コニア焼結体は、安定化剤としてCeO2を主体と
しており、かつ結晶相として正方晶または正方晶
と立方晶から主としてなつており、高強度、高靭
性を有するものである。 機械的強度と熱的・機械的耐久性が要求される
用途、例えば、切削バイト、押出しあるいは線引
ダイス、カツター、スプレーノズル、粉砕用ボー
ル、ボールベアリング、メカニカルシール、水圧
機器構造部品、内撚機関構造部品などの工業材料
として好適であり、産業上極めて有用なものであ
る。 比較例 ４〜６ 硝酸セリウムを所定量の硝酸イツトリウムにか
えるほかは、実施例７と同じ条件で焼結体をえ、
同様の測定を行つた。結果を表４に示す。
コニア焼結体は、安定化剤としてCeO2を主体と
しており、かつ結晶相として正方晶または正方晶
と立方晶から主としてなつており、高強度、高靭
性を有するものである。 機械的強度と熱的・機械的耐久性が要求される
用途、例えば、切削バイト、押出しあるいは線引
ダイス、カツター、スプレーノズル、粉砕用ボー
ル、ボールベアリング、メカニカルシール、水圧
機器構造部品、内撚機関構造部品などの工業材料
として好適であり、産業上極めて有用なものであ
る。 比較例 ４〜６ 硝酸セリウムを所定量の硝酸イツトリウムにか
えるほかは、実施例７と同じ条件で焼結体をえ、
同様の測定を行つた。結果を表４に示す。
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ CeO2／ZrO2モル比8/92〜30/70の組成の
ZrO2およびCeO2からなり、結晶相が正方晶系で
ある、ジルコニア焼結体。 ２ 湿式合成法でえられた、CeO2／ZrO2モル比
８／９２〜30/70の組成のZrO2−CeO2系混合粉末を、
成形し焼結して、結晶相が正方晶系であるジルコ
ニア焼結体を生成させることからなる、ジルコニ
ア焼結体の製造法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58035990A JPS59162173A (ja) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | ジルコニア焼結体 |
| DE19843408096 DE3408096A1 (de) | 1983-03-07 | 1984-03-05 | Zirkoniumdioxidsinterprodukt und verfahren zu seiner herstellung |
| AU25314/84A AU567328B2 (en) | 1983-03-07 | 1984-03-06 | Zirconia-cerium oxide ceramic |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58035990A JPS59162173A (ja) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | ジルコニア焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59162173A JPS59162173A (ja) | 1984-09-13 |
| JPH0352425B2 true JPH0352425B2 (ja) | 1991-08-09 |
Family
ID=12457279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58035990A Granted JPS59162173A (ja) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | ジルコニア焼結体 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59162173A (ja) |
| AU (1) | AU567328B2 (ja) |
| DE (1) | DE3408096A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JPS60108367A (ja) * | 1983-11-16 | 1985-06-13 | 日立化成工業株式会社 | ジルコニア質焼結体 |
| JPS60137870A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-22 | 日立化成工業株式会社 | ジルコニア焼結体 |
| JPS60141671A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-26 | 日立化成工業株式会社 | ジルコニア焼結体の製造方法 |
| JPS6177665A (ja) * | 1984-09-22 | 1986-04-21 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 高靭性ジルコニア焼結体 |
| JPH0710746B2 (ja) * | 1985-07-08 | 1995-02-08 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 高靭性ジルコニア質焼結体 |
| JPH0764631B2 (ja) * | 1985-03-22 | 1995-07-12 | 株式会社ノリタケカンパニ−リミテド | 耐熱水安定性に優れた高靭性ジルコニア焼結体 |
| JPS61291458A (ja) * | 1985-06-20 | 1986-12-22 | 東ソー株式会社 | ジルコニア焼結体およびその製造法 |
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| GB8524140D0 (en) * | 1985-10-01 | 1985-11-06 | Tioxide Group Plc | Stabilised metallic oxides |
| DE3608854A1 (de) * | 1986-03-17 | 1987-09-24 | Leitz Ernst Gmbh | Verwendung eines oxidkeramik-werkstoffs fuer presswerkzeuge zum ausformen von bauteilen aus glas oder einer glashaltigen keramik hoher oberflaechenguete und massgenauigkeit |
| JPS63139050A (ja) * | 1986-11-28 | 1988-06-10 | 住友化学工業株式会社 | ジルコニア質セラミツクス |
| GB8709515D0 (en) * | 1987-04-22 | 1987-05-28 | Tioxide Group Plc | Stabilised metallic oxides |
| GB2206111B (en) * | 1987-06-24 | 1991-08-14 | Council Scient Ind Res | Sintered ceramic product |
| EP0328041B1 (en) * | 1988-02-08 | 1994-09-07 | Mitsubishi Chemical Corporation | Ceramic implant and process for its production |
| JPH0672049B2 (ja) * | 1990-10-05 | 1994-09-14 | 株式会社東芝 | ボンディングキャピラリおよび光コネクタ用部品 |
| GB9123280D0 (en) * | 1991-11-02 | 1991-12-18 | Tioxide Group Services Ltd | Metallic oxides |
| DE4237272A1 (de) * | 1992-11-04 | 1994-05-05 | Nukem Gmbh | Verfahren zur Herstellung von stabilisiertem Hafniumoxidpulver oder Hafniumoxid enthaltendem Pulver |
| FR2699524B1 (fr) * | 1992-12-21 | 1995-02-10 | Rhone Poulenc Chimie | Composition à base d'un oxyde mixte de cérium et de zirconium, préparation et utilisation. |
| FR2701472B1 (fr) * | 1993-02-10 | 1995-05-24 | Rhone Poulenc Chimie | Procédé de préparation de compositions à base d'oxydes mixtes de zirconium et de cérium. |
| FR2701471B1 (fr) * | 1993-02-10 | 1995-05-24 | Rhone Poulenc Chimie | Procédé de synthèse de compositions à base d'oxydes mixtes de zirconium et de cérium, compositions ainsi obtenues et utilisations de ces dernières. |
| JPH06219831A (ja) * | 1993-04-05 | 1994-08-09 | Noritake Co Ltd | 高靱性ジルコニア質焼結体 |
| FR2714370B1 (fr) * | 1993-12-24 | 1996-03-08 | Rhone Poulenc Chimie | Précurseur d'une composition et composition à base d'un oxyde mixte de cérium et de zirconium, procédé de préparation et utilisation. |
| JP2774782B2 (ja) * | 1995-09-21 | 1998-07-09 | 株式会社東芝 | 光コネクタ用部品 |
| FR2882749B1 (fr) * | 2005-03-01 | 2007-04-27 | Saint Gobain Ct Recherches | Bille frittee a base de zircone et d'oxyde de cerium |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3514252A (en) * | 1967-07-07 | 1970-05-26 | Grace W R & Co | Process for the preparation of stabilized zirconia powders |
| US4316969A (en) * | 1979-07-02 | 1982-02-23 | Nippon Kynol Incorporated | Cured novolak fiber-reinforced, chlorinated rubber molded articles having excellent flame-proofness, and process for the preparation thereof |
| US4360598A (en) * | 1980-03-26 | 1982-11-23 | Ngk Insulators, Ltd. | Zirconia ceramics and a method of producing the same |
| JPS601827B2 (ja) * | 1980-03-31 | 1985-01-17 | 工業技術院長 | Ｍｈｄ発電機用材料 |
-
1983
- 1983-03-07 JP JP58035990A patent/JPS59162173A/ja active Granted
-
1984
- 1984-03-05 DE DE19843408096 patent/DE3408096A1/de not_active Ceased
- 1984-03-06 AU AU25314/84A patent/AU567328B2/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59162173A (ja) | 1984-09-13 |
| DE3408096A1 (de) | 1984-10-04 |
| AU2531484A (en) | 1984-09-13 |
| AU567328B2 (en) | 1987-11-19 |
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