JP2000086333A - Production of calcium phosphate-based ceramic having high strength and calcium phosphate-based ceramic having high strength - Google Patents
Production of calcium phosphate-based ceramic having high strength and calcium phosphate-based ceramic having high strengthInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、リン酸カルシウム
系セラミックス、特に強度に優れたリン酸カルシウム系
セラミックスの製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a calcium phosphate-based ceramic, particularly a calcium phosphate-based ceramic having excellent strength.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般的にセラミックスは、生体内で溶
解、腐食、膨潤等の化学的変化を受けにくいことから、
いろいろなセラミックスが生体代替材料として利用され
ている。2. Description of the Related Art In general, ceramics are hardly subjected to chemical changes such as dissolution, corrosion, and swelling in a living body.
Various ceramics have been used as biosubstitute materials.
【０００３】セラミックスの中でもリン酸カルシウム系
セラミックス（例えばハイドロキシアパタイト）は、骨
の無機成分の構造に似ているため優れた生体親和性を有
し、バイオセラミックス（生体材料）として応用されて
いる。[0003] Among ceramics, calcium phosphate-based ceramics (for example, hydroxyapatite) have excellent biocompatibility because they resemble the structure of the inorganic component of bone, and have been applied as bioceramics (biomaterials).
【０００４】しかし、ハイドロキシアパタイト等のリン
酸カルシウム系セラミックスは、静的強度は大きいが、
衝撃に弱く、欠けや折損し易く、単独で人工歯根や骨充
填材、歯科用セメント等への応用には限界があった。[0004] However, calcium phosphate ceramics such as hydroxyapatite have high static strength,
It is susceptible to impact, easily chipped or broken, and its application to artificial roots, bone fillers, dental cement, etc., by itself has been limited.
【０００５】そこで、機械的強度、靱性等をも十分に兼
ね備えるリン酸カルシウム系セラミックスを得るため
に、機械的強度に優れた他の材料と複合化する方法が提
案されており、常圧焼結法、熱間静水圧プレス法（ＨＩ
Ｐ）、ホットプレス法等による複合化が試みられてい
る。Therefore, in order to obtain a calcium phosphate-based ceramic having sufficient mechanical strength and toughness, a method of compounding it with another material having excellent mechanical strength has been proposed. Hot isostatic pressing (HI
P), compounding by a hot press method or the like has been attempted.
【０００６】しかし、これらの方法では、いずれも製造
工程が煩雑でコスト高となるものであったり、焼結温度
の差が大きい材料との組合せの場合には複合化が困難で
あるという問題があった。さらに、材料の組合せによっ
ては複合体の生体親和性が低下する等の問題があり、優
れた生体親和性を維持しつつ、十分な強度、靱性、高い
信頼性等を備えたリン酸カルシウム系セラミックス複合
体を容易かつ短時間で製造する方法はなかった。However, these methods have the problems that the production steps are complicated and costly, and that the combination with a material having a large difference in sintering temperature makes it difficult to form a composite. there were. Furthermore, depending on the combination of materials, there is a problem that the biocompatibility of the composite decreases, and the calcium phosphate-based ceramic composite having sufficient strength, toughness, and high reliability while maintaining excellent biocompatibility. There was no easy and quick method for producing.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、優れ
た生体親和性を維持しつつ十分な強度、靱性を備え、信
頼性の高い高強度リン酸カルシウム系セラミックスおよ
びその製造方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high-strength, high-strength calcium phosphate ceramic having sufficient strength and toughness while maintaining excellent biocompatibility, and a method for producing the same. is there.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（１２）の本発明により達成される。This and other objects are achieved by the present invention which is defined below as (1) to (12).
【０００９】（１） リン酸カルシウム系セラミックス
と酸化物系セラミックスとを含む混合物を調製し、前記
混合物を加圧焼結により複合化する高強度リン酸カルシ
ウム系セラミックスの製造方法において、前記複合化を
放電プラズマ焼結法により行うことを特徴とする高強度
リン酸カルシウム系セラミックスの製造方法。(1) In a method for producing a high-strength calcium phosphate-based ceramic by preparing a mixture containing a calcium phosphate-based ceramic and an oxide-based ceramic and compounding the mixture by pressure sintering, the composite is formed by discharge plasma firing. A method for producing high-strength calcium phosphate-based ceramics, which is performed by a sintering method.
【００１０】（２） 前記混合物は前記リン酸カルシウ
ム系セラミックス５〜５０wt％と、前記酸化物系セラミ
ックス５０〜９５wt％とからなる上記（１）に記載の高
強度リン酸カルシウム系セラミックスの製造方法。(2) The method for producing a high-strength calcium phosphate ceramic according to the above (1), wherein the mixture comprises 5 to 50 wt% of the calcium phosphate ceramic and 50 to 95 wt% of the oxide ceramic.
【００１１】（３） 前記酸化物系セラミックスは生体
不活性セラミックスである上記（１）または（２）に記
載の高強度リン酸カルシウム系セラミックスの製造方
法。(3) The method for producing a high-strength calcium phosphate-based ceramic according to the above (1) or (2), wherein the oxide ceramic is a bioinert ceramic.
【００１２】（４） 前記酸化物系セラミックスは平均
粒径０．１〜１００μｍの粉体である上記（１）ないし
（３）のいずれかに記載の高強度リン酸カルシウム系セ
ラミックスの製造方法。(4) The method for producing a high-strength calcium phosphate-based ceramic according to any one of the above (1) to (3), wherein the oxide ceramic is a powder having an average particle size of 0.1 to 100 μm.
【００１３】（５） 前記酸化物系セラミックスはアル
ミナである上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の
高強度リン酸カルシウム系セラミックスの製造方法。(5) The method for producing a high-strength calcium phosphate-based ceramic according to any one of the above (1) to (4), wherein the oxide-based ceramic is alumina.
【００１４】（６） 前記リン酸カルシウム系セラミッ
クスは平均粒径０．１〜２００μｍの粉体である上記
（１）ないし（５）のいずれかに記載の高強度リン酸カ
ルシウム系セラミックスの製造方法。(6) The method for producing a high-strength calcium phosphate-based ceramic according to any one of the above (1) to (5), wherein the calcium phosphate-based ceramic is a powder having an average particle size of 0.1 to 200 μm.
【００１５】（７） 前記リン酸カルシウム系セラミッ
クスはハイドロキシアパタイトである上記（１）ないし
（６）のいずれかに記載の高強度リン酸カルシウム系セ
ラミックスの製造方法。(7) The method for producing a high-strength calcium phosphate ceramic according to any one of the above (1) to (6), wherein the calcium phosphate ceramic is hydroxyapatite.
【００１６】（８） 前記複合化は焼結温度１１００〜
１４００℃の条件で行われる上記（１）ないし（７）の
いずれかに記載の高強度リン酸カルシウム系セラミック
スの製造方法。(8) The compounding is performed at a sintering temperature of 1100
The method for producing a high-strength calcium phosphate-based ceramic according to any one of the above (1) to (7), which is performed at 1400 ° C.
【００１７】（９） 前記焼結において断熱材を介在さ
せて前記混合物を加熱する上記（１）ないし（８）のい
ずれかに記載の高強度リン酸カルシウム系セラミックス
の製造方法。(9) The method for producing a high-strength calcium phosphate-based ceramic according to any one of (1) to (8), wherein the mixture is heated with a heat insulating material interposed in the sintering.
【００１８】（１０） 焼結後加圧状態を解除して放冷
する上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の高強度
リン酸カルシウム系セラミックスの製造方法。(10) The method for producing a high-strength calcium phosphate-based ceramic according to any one of the above (1) to (9), wherein the pressurized state is released after sintering and then left to cool.
【００１９】（１１） 上記（１）ないし（１０）のい
ずれかに記載の高強度リン酸カルシウム系セラミックス
の製造方法により製造されることを特徴とする高強度リ
ン酸カルシウム系セラミックス。(11) A high-strength calcium phosphate-based ceramic produced by the method for producing a high-strength calcium phosphate-based ceramic according to any one of the above (1) to (10).
【００２０】（１２） 曲げ強度が１．８tf/cm2以上で
ある上記（１１）に記載の高強度リン酸カルシウム系セ
ラミックス。(12) The high-strength calcium phosphate ceramic according to (11), wherein the flexural strength is 1.8 tf / cm 2 or more.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明の高強度リン酸カル
シウム系セラミックスの製造方法を添付図面を用いて詳
細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for producing a high-strength calcium phosphate ceramic according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
【００２２】本発明のリン酸カルシウム系セラミックス
の製造方法は、リン酸カルシウム系セラミックスと酸化
物系セラミックスとを含む混合物を調製し、該混合物を
加圧焼結により複合化するものであって、前記複合化を
放電プラズマ焼結法により行うことを特徴とする。The method for producing a calcium phosphate-based ceramic of the present invention comprises preparing a mixture containing a calcium phosphate-based ceramic and an oxide-based ceramic, and compounding the mixture by pressure sintering. It is characterized by being performed by a spark plasma sintering method.
【００２３】本発明で用いられるリン酸カルシウム系セ
ラミックスは、一般に生体内活性物質であって生体材料
として用いられるものである。リン酸カルシウム系セラ
ミックスとしては、例えばハイドロキシアパタイト（Ｃ
ａ10（ＰＯ4 ）6 （ＯＨ）2）、ＴＣＰ（Ｃａ3 （ＰＯ4
）2 ）等の１種または２種以上の混合物等が挙げられ
るが、ハイドロキシアパタイトがより好ましい。ハイド
ロキシアパタイトは、骨や歯の組織に類似する成分であ
るため人工骨、人工関節、人工歯根等の材料に適してい
る。The calcium phosphate ceramics used in the present invention is generally a bioactive substance and is used as a biomaterial. As calcium phosphate ceramics, for example, hydroxyapatite (C
a 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ), TCP (Ca 3 (PO 4
1) or a mixture of two or more kinds of 2 ) and the like, and hydroxyapatite is more preferable. Hydroxyapatite is suitable for materials such as artificial bones, artificial joints and artificial roots because it is a component similar to bone and tooth tissues.
【００２４】リン酸カルシウム系セラミックスの形態は
特に限定されないが、通常粉体が好ましく、粉体として
は分散性の点から球形状のものであることが好ましい。
リン酸カルシウム系セラミックス粉体の平均粒径として
は、０．１〜２００μｍであることが好ましく、５〜１
００μｍがより好ましい。この範囲の粒径とすることに
より均一な混合物を容易に調製することができ、酸化物
系セラミックスとの複合化を良好に行うことができる。The form of the calcium phosphate-based ceramic is not particularly limited, but is usually a powder, and the powder is preferably spherical in terms of dispersibility.
The average particle size of the calcium phosphate ceramic powder is preferably 0.1 to 200 μm,
00 μm is more preferred. By setting the particle size in this range, a uniform mixture can be easily prepared, and the composite with the oxide ceramic can be favorably formed.
【００２５】高強度リン酸カルシウム系セラミックスを
得るために、上述のリン酸カルシウム系セラミックスに
酸化物系セラミックスが混合される。In order to obtain a high-strength calcium phosphate ceramic, an oxide ceramic is mixed with the above calcium phosphate ceramic.
【００２６】酸化物系セラミックスは一般に高強度であ
って、さらに、耐食性、耐熱性に優れる等の金属にはな
い特性を有するため、強度の向上において非常に有用な
材料である。Oxide-based ceramics generally have high strength, and further have properties such as excellent corrosion resistance and heat resistance which are not found in metals. Therefore, they are very useful materials for improving strength.
【００２７】酸化物系セラミックスとしては、例えば、
アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）、ム
ライト（Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）、ジルコン（ＺｒＳ
ｉＯ4 ）等が挙げられ、これらを１種または２種以上を
混合して用いることができる。As the oxide ceramics, for example,
Alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), mullite (Al 2 O 3 .2SiO 2 ), zircon (ZrS
iO 4 ), and these can be used alone or in combination of two or more.
【００２８】これらの酸化物系セラミックスのうち、生
体不活性セラミックスがより好ましい。このような酸化
物系セラミックスを混合することにより、リン酸カルシ
ウム系セラミックスの生体親和性を損なわず強度の向上
を図ることができる。Among these oxide ceramics, bioinert ceramics are more preferred. By mixing such an oxide-based ceramic, the strength can be improved without impairing the biocompatibility of the calcium phosphate-based ceramic.
【００２９】生体不活性であって、生体親和性のある酸
化物系セラミックスとしては、例えばアルミナ（Ａｌ2
Ｏ3 ）、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）等が挙げられ、アルミ
ナが特に好ましい。アルミナは高強度であるため、リン
酸カルシウム系セラミックスと混合した場合、強度の向
上に大いに寄与することができる。Examples of oxide ceramics which are bioinert and have biocompatibility include alumina (Al 2
O 3 ), zirconia (ZrO 2 ) and the like, with alumina being particularly preferred. Since alumina has high strength, when mixed with calcium phosphate-based ceramics, it can greatly contribute to improvement in strength.
【００３０】酸化物系セラミックスの形態は特に限定さ
れないが、通常粉体が好ましい。酸化物系セラミックス
粉体の平均粒径は、０．１〜１００μｍであることが好
ましく、０．１〜１０μｍがより好ましい。例えばアル
ミナ等の焼結温度は、通常１５００〜１７００℃である
が、この範囲の粒径とすることにより焼結温度を下げる
ことができ、焼結温度が比較的低温であるリン酸カルシ
ウム系セラミックスとの複合化を良好に行うことができ
る。The form of the oxide ceramic is not particularly limited, but powder is usually preferred. The average particle size of the oxide ceramic powder is preferably 0.1 to 100 μm, more preferably 0.1 to 10 μm. For example, the sintering temperature of alumina or the like is usually 1500 to 1700 ° C., but by setting the particle size in this range, the sintering temperature can be lowered, and the sintering temperature is relatively low. Composite can be performed favorably.
【００３１】さらに、この範囲の粒径とすることによ
り、リン酸カルシウム系セラミックスとの均一な混合物
を容易に調製することができ、取扱性にも優れる。Further, by setting the particle diameter in this range, a uniform mixture with the calcium phosphate-based ceramic can be easily prepared, and the handleability is excellent.
【００３２】混合物としては、上記リン酸カルシウム系
セラミックス５〜５０wt％と、酸化物系セラミックス５
０〜９５wt％とからなるものが好ましく、リン酸カルシ
ウム系セラミックス５〜２０wt％と、酸化物系セラミッ
クス８０〜９５wt％とからなるものがより好ましい。As the mixture, 5 to 50% by weight of the above-mentioned calcium phosphate ceramics and 5% by weight of the oxide ceramics 5
It is preferably composed of 0 to 95 wt%, more preferably 5 to 20 wt% of a calcium phosphate ceramic and 80 to 95 wt% of an oxide ceramic.
【００３３】リン酸カルシウム系セラミックスの割合が
５wt％未満であると、生体親和性が損なわれるおそれが
あり、バイオセラミックスとしての特徴が発現されにく
くなる場合がある。一方、５０wt％を超えると機械的強
度の不足等の欠点が改善されない場合がある。酸化物系
セラミックスの割合が５０wt％未満であると、強度の向
上効果が見られない場合があり、９５wt％を超えるとリ
ン酸カルシウム系セラミックスの生体親和性が損なわれ
るおそれがある。If the proportion of the calcium phosphate-based ceramics is less than 5% by weight, the biocompatibility may be impaired, and the characteristics as bioceramics may not be easily exhibited. On the other hand, if it exceeds 50 wt%, defects such as insufficient mechanical strength may not be improved. If the proportion of the oxide ceramic is less than 50 wt%, the effect of improving the strength may not be obtained, and if it exceeds 95 wt%, the biocompatibility of the calcium phosphate ceramic may be impaired.
【００３４】すなわち、この範囲の混合割合とすること
により、複合化して得られたリン酸カルシウム系セラミ
ックスは、生体親和性と高強度という両者の望ましい特
性と機能を顕著に発現することができる。That is, by setting the mixing ratio in this range, the calcium phosphate-based ceramics obtained by composite can remarkably exhibit both desirable properties and functions of biocompatibility and high strength.
【００３５】混合物は、リン酸カルシウム系セラミック
スと酸化物系セラミックスとが均一に混合・分散された
ものでもよく、あるいは混合比が連続的または段階的に
変化する傾斜材料であってもよい。The mixture may be a mixture in which calcium phosphate-based ceramics and oxide-based ceramics are uniformly mixed and dispersed, or may be a gradient material in which the mixing ratio changes continuously or stepwise.
【００３６】以上のように調製されたリン酸カルシウム
系セラミックスと酸化物系セラミックスとを含む混合物
は、放電プラズマ焼結法により加圧焼結され複合化され
る。The mixture containing the calcium phosphate-based ceramic and the oxide-based ceramic prepared as described above is sintered under pressure by a discharge plasma sintering method to form a composite.
【００３７】放電プラズマ焼結法は、圧粉体粒子間隙に
直接パルス状の電気エネルギーを投入し、火花放電によ
り瞬時に発生する高温プラズマの高エネルギーを熱拡散
・電解拡散等へ効果的に応用することで、昇温・保持時
間を含め５〜２０分程度で焼結あるいは焼結複合化を可
能とする。In the discharge plasma sintering method, pulsed electric energy is directly applied to the gap between the compact particles, and the high energy of the high-temperature plasma instantaneously generated by spark discharge is effectively applied to thermal diffusion, electrolytic diffusion, and the like. By doing so, sintering or sintering and compounding can be performed in about 5 to 20 minutes including the time of temperature rise and holding.
【００３８】このような放電プラズマ焼結法によれば、
これまで焼結が困難とされていた複合化材料の焼結体を
短時間でかつ高品位に製造することができる。すなわ
ち、ハイドロキシアパタイト等のリン酸カルシウム系セ
ラミックスとアルミナ等の酸化物系セラミックスとの組
み合わせのように、焼結温度および強度が各々大きく異
なる材料同士の複合化が可能となる。According to such a spark plasma sintering method,
A sintered body of a composite material, which has been difficult to be sintered, can be manufactured in a short time and with high quality. That is, as in the case of a combination of a calcium phosphate-based ceramic such as hydroxyapatite and an oxide-based ceramic such as alumina, it is possible to combine materials having greatly different sintering temperatures and strengths.
【００３９】また、通常困難とされる多孔質焼結を容易
に行うことができ、生体材料として適した複合体を製造
することができる。Further, porous sintering which is usually difficult can be easily performed, and a composite suitable as a biomaterial can be manufactured.
【００４０】図１は、本発明に用いられる放電プラズマ
焼結装置の主要部の一例を示す。成形ダイ１は材料装入
部１１を有する筒形状であって、両端に摺動可能に嵌合
される1対の成形パンチ２が配置される。FIG. 1 shows an example of a main part of a spark plasma sintering apparatus used in the present invention. The forming die 1 has a cylindrical shape having a material charging portion 11, and a pair of forming punches 2 slidably fitted to both ends are arranged.
【００４１】成形ダイ１および成形パンチ２の構成材料
としては、例えば超硬金属、超硬合金、炭素系材料（黒
鉛、ガラス状カーボン等）等の導電性材料が用いられ
る。As a constituent material of the forming die 1 and the forming punch 2, for example, a conductive material such as a hard metal, a hard metal, a carbon-based material (graphite, glassy carbon, etc.) is used.
【００４２】成形ダイ１の内周面および成形パンチ２の
押圧面はいずれもカーボンシート５で被覆されている。
これにより成形パンチ２を成形ダイ１の内周に食いつく
ことなく円滑に摺動させることができる。また、混合物
４中の成分が成形ダイ１あるいは成形パンチ２に含まれ
るカーボンと反応する場合があるため、カーボンシート
５を介在させることにより、前記成分が内壁面に固着す
ること等を防止することができる。The inner peripheral surface of the forming die 1 and the pressing surface of the forming punch 2 are both covered with a carbon sheet 5.
Thereby, the forming punch 2 can be slid smoothly without digging into the inner periphery of the forming die 1. Further, since the components in the mixture 4 may react with the carbon contained in the molding die 1 or the molding punch 2, it is possible to prevent the components from being fixed to the inner wall surface by interposing the carbon sheet 5. Can be.
【００４３】このような成形ダイ１に混合物４が充填さ
れるが、混合物４と成形パンチ２との間には図１に示す
ように断熱材３を介在させることが好ましい。The molding die 1 is filled with the mixture 4, and it is preferable to interpose a heat insulating material 3 between the mixture 4 and the molding punch 2 as shown in FIG.
【００４４】これにより、電流の集中により過熱した成
形パンチ２からの熱の拡散が遮断され、混合物４の局所
的な加熱および高温化を防止する。As a result, the diffusion of heat from the forming punch 2 which has been overheated due to the concentration of current is blocked, thereby preventing the mixture 4 from being locally heated and raised in temperature.
【００４５】したがって、混合物４は均一に加熱され、
均質で高品位な複合焼結体を得ることができる。Therefore, the mixture 4 is heated uniformly,
A homogeneous and high-quality composite sintered body can be obtained.
【００４６】断熱材３としては特に限定されないが、非
導電性物質からなるものが好ましい。電流は非導電性物
質内を殆ど流れないため、断熱材３と混合物４との接触
面付近が過熱されるおそれがない。The heat insulating material 3 is not particularly limited, but is preferably made of a non-conductive substance. Since almost no current flows in the non-conductive material, there is no possibility that the vicinity of the contact surface between the heat insulating material 3 and the mixture 4 is overheated.
【００４７】さらに、断熱材３としては耐熱性を有し、
混合物４の焼結温度で焼結しない難焼結性物質が好まし
い。このような断熱材３としては、例えば酸化物系セラ
ミックス、窒化物系セラミックス、炭化物系セラミック
ス、フッ化物系セラミックス等の各種セラミックス、サ
ーメット等が挙げられ、これらを１種または２種以上を
混合したものを用いることができる。これらの材料は、
高温下でも容易に分解したり、ガス化または炭化するこ
とが殆どなく、混合物４の焼結・複合化を阻害しない。
また、成形ダイ１や成形パンチ２に溶着しないため取扱
性にも優れる。Further, the heat insulating material 3 has heat resistance,
A non-sinterable substance that does not sinter at the sintering temperature of the mixture 4 is preferable. Examples of such a heat insulating material 3 include various ceramics such as oxide ceramics, nitride ceramics, carbide ceramics, and fluoride ceramics, cermets, and the like, and one or more of these are mixed. Can be used. These materials are
It does not easily decompose, gasify or carbonize even at high temperatures, and does not hinder sintering / compositing of the mixture 4.
In addition, since it is not welded to the forming die 1 and the forming punch 2, the handleability is excellent.
【００４８】断熱材３の形態としては特に限定されず、
粉体、ブロック体、それらの混合体等が使用し得るが、
粉体であることがより好ましい。粉体は成形ダイ１内へ
の装填・取出しが容易で、かつ装填量の調節も簡単であ
る。また、粉体は粉体間に空気を含むことによって断熱
作用がより一層効果的に発揮される。The form of the heat insulating material 3 is not particularly limited.
Powders, blocks, mixtures thereof and the like can be used,
More preferably, it is a powder. The powder can be easily loaded and unloaded into the molding die 1, and the loading amount can be easily adjusted. In addition, since the powder contains air between the powders, the heat insulating effect is more effectively exhibited.
【００４９】なお、断熱材３は、混合物４と上下の成形
パンチ２との間に各々介在させてもよく、あるいは混合
物４の片側にのみ介在させてもよいが、図１に示すよう
に上下に介在させることがより好ましい。その場合、断
熱材３をほぼ等分に介在させることがより好ましい。The heat insulating material 3 may be interposed between the mixture 4 and the upper and lower forming punches 2 or may be interposed only on one side of the mixture 4, but as shown in FIG. More preferably. In that case, it is more preferable that the heat insulating material 3 is interposed approximately equally.
【００５０】断熱材３と混合物４との間にはカーボンシ
ート５が挟まれている。これにより断熱材３と混合物４
との溶着等の相互作用を防止し、焼結後、断熱材３の取
出し易さを確保することができる。The carbon sheet 5 is interposed between the heat insulating material 3 and the mixture 4. Thereby, the heat insulating material 3 and the mixture 4
Interaction such as welding can be prevented, and after sintering, the ease of taking out the heat insulating material 3 can be ensured.
【００５１】焼結は、成形ダイ１に上記断熱材３および
所定量の混合物４を装入して成形パンチ２で挟み、図２
に示すような放電プラズマ焼結装置７０にセットして行
う。For sintering, the heat insulating material 3 and a predetermined amount of the mixture 4 are charged into a forming die 1 and sandwiched by a forming punch 2.
This is set in a discharge plasma sintering apparatus 70 as shown in FIG.
【００５２】放電プラズマ焼結装置７０は、真空チャン
バー７６と、上下一対の加圧ラム７４、７５と、パルス
電圧を発生させる焼結用電源７２と、加圧ラム７４、７
５を昇降駆動する油圧式の加圧駆動機構７３と、これら
を制御する制御部７１とを有している。The discharge plasma sintering apparatus 70 includes a vacuum chamber 76, a pair of upper and lower pressurizing rams 74, 75, a sintering power supply 72 for generating a pulse voltage, and pressurizing rams 74, 7.
5 has a hydraulic pressurizing drive mechanism 73 that drives up and down the actuator 5 and a control unit 71 that controls these mechanisms.
【００５３】上述した断熱材３、混合物４を装入した成
形ダイ１は、真空チャンバー７６内の加圧ラム７４、７
５間にセットされる。The molding die 1 into which the above-mentioned heat insulating material 3 and the mixture 4 are charged is connected to the pressure rams 74 and 7 in the vacuum chamber 76.
Set between 5
【００５４】真空チャンバー７６内は、真空ポンプ７７
により脱気され、真空状態（減圧状態）とされる。放電
プラズマ焼結は、空気中の酸素、窒素、水等が混合物４
に含まれる反応性の高い成分等と反応し焼結体に好まし
くない影響を及ぼすおそれがあるため、予め真空チャン
バー７６内を真空状態（減圧状態）として焼結を行うの
が好ましい。あるいは真空チャンバー７６内を不活性ガ
ス雰囲気として焼結を行うことが好ましい。A vacuum pump 77 is provided in the vacuum chamber 76.
To be in a vacuum state (reduced pressure state). In spark plasma sintering, oxygen, nitrogen, water, etc. in air
Therefore, it is preferable that the inside of the vacuum chamber 76 be sintered in advance in a vacuum state (reduced pressure state) because it may react with a highly reactive component or the like contained in the steel and adversely affect the sintered body. Alternatively, sintering is preferably performed in an inert gas atmosphere in the vacuum chamber 76.
【００５５】制御部７１は、成形ダイ１に設置された図
示しない温度センサー（熱電対）により検出される材料
温度が予め設定された昇温曲線に一致するように焼結用
電源７２の出力を制御する。また、制御部７１は、加圧
駆動機構７３および真空ポンプ７７の駆動を制御する。The controller 71 controls the output of the sintering power supply 72 so that the material temperature detected by a temperature sensor (thermocouple) (not shown) installed on the molding die 1 matches a preset temperature rising curve. Control. Further, the control unit 71 controls the driving of the pressure driving mechanism 73 and the vacuum pump 77.
【００５６】上下一対の成形パンチ２は、各々加圧ラム
７４および７５に固定されており、加圧ラム７４、７５
内に設けられた給電端子（図示せず）により焼結用電源
７２と電気的に接続されている。The pair of upper and lower forming punches 2 are fixed to pressure rams 74 and 75, respectively.
The power supply terminal (not shown) provided therein electrically connects to the sintering power supply 72.
【００５７】加圧駆動機構７３の作動により、加圧ラム
７４、７５を互いに接近する方向に移動し、これらに固
定された成形パンチ２で混合物４を圧縮する。By the operation of the pressure driving mechanism 73, the pressure rams 74 and 75 are moved in a direction approaching each other, and the mixture 4 is compressed by the forming punch 2 fixed thereto.
【００５８】混合物４の圧縮時の加圧力は特に限定され
ないが、８０〜２０００kgf/cm2 程度が好ましく、３０
０〜５００kgf/cm2 程度がより好ましい。加圧力が小さ
過ぎると、焼結体の緻密性および強度が不十分となるお
それがある。また焼結時間が長くなる等、製造効率が低
下する。一方、加圧力が大きすぎると成形ダイ１の耐圧
性等が問題となる。The pressure for compressing the mixture 4 is not particularly limited, but is preferably about 80 to 2000 kgf / cm 2 ,
More preferably, it is about 0 to 500 kgf / cm 2 . If the pressure is too small, the compactness and strength of the sintered body may be insufficient. In addition, the production efficiency is reduced, such as the sintering time being prolonged. On the other hand, if the pressing force is too large, the pressure resistance and the like of the molding die 1 become a problem.
【００５９】混合物４を圧縮し、高密度化した混合物４
に成形パンチ２を通して、パルス電圧を印可しパルス電
流を通電し焼結する。The mixture 4 is compressed to have a high density.
Through the forming punch 2, a pulse voltage is applied and a pulse current is applied to sinter.
【００６０】印加するパルス電圧の条件は特に限定され
ず、例えば、パルス比（非通電時間：通電時間）が１：
１〜１２：１程度、電圧１〜１０Ｖ程度とすることがで
きる。The condition of the applied pulse voltage is not particularly limited. For example, the pulse ratio (non-energizing time: energizing time) is 1:
The voltage can be about 1 to 12: 1, and the voltage can be about 1 to 10 V.
【００６１】焼結温度は混合物４に応じて適宜設定され
るが、１１００〜１４００℃とすることが好ましく、１
２００〜１３５０℃程度がより好ましい。焼結温度をか
かる範囲とすることにより、リン酸カルシウム系セラミ
ックス材料の分解を防止しつつ強度に優れた複合焼結体
を得ることができる。すなわち、焼結温度が１１００℃
より低いと焼結、複合化が完全に進行せず、焼結体の強
度および靱性等が不十分となる場合がある。また、相対
密度が低下し高い強度の焼結体を得ることができないお
それがある。一方、焼結温度が１４００℃を超えると、
とくにリン酸カルシウム系セラミックスが分解し、焼結
体にクラック等が発生するおそれがある。The sintering temperature is appropriately set according to the mixture 4, but is preferably set to 1100 to 1400 ° C.
About 200-1350 degreeC is more preferable. By setting the sintering temperature within such a range, a composite sintered body having excellent strength can be obtained while preventing decomposition of the calcium phosphate-based ceramic material. That is, the sintering temperature is 1100 ° C
If it is lower, sintering and compounding do not proceed completely, and the strength and toughness of the sintered body may be insufficient. In addition, there is a possibility that the relative density is reduced and a high strength sintered body cannot be obtained. On the other hand, when the sintering temperature exceeds 1400 ° C.,
In particular, the calcium phosphate-based ceramic is decomposed, and cracks and the like may be generated in the sintered body.
【００６２】上記の温度で保持する焼結時間は、２〜３
０分程度が好ましく、５〜１５分程度がより好ましい。
この範囲の焼結時間とすることにより、焼結体の強度を
十分に得ることができ、過焼結等を防止することができ
る。The sintering time maintained at the above temperature is 2-3.
About 0 minute is preferable, and about 5 to 15 minutes is more preferable.
By setting the sintering time in this range, the strength of the sintered body can be sufficiently obtained, and oversintering or the like can be prevented.
【００６３】焼結温度で所定時間保持した後、除冷し、
成形ダイ１から焼結体（複合体）を取出す。After holding at the sintering temperature for a predetermined time, it is cooled down,
The sintered body (composite) is taken out of the forming die 1.
【００６４】除冷の際、加圧状態を解除して焼結体を放
冷することが好ましい。加圧状態を維持しながら成形パ
ンチ等を介して焼結体を水冷する通常の方法では、比較
的強度の小さいリン酸カルシウム系セラミックスとアル
ミナ等の高強度の酸化物系セラミックスとの複合焼結体
では、両材料の強度の差が大きいため、急激な冷却によ
り生じる熱応力によるクラックや欠けが発生するおそれ
がある。このため加圧状態を解除して放冷することが好
ましい。At the time of cooling, it is preferable to release the pressurized state and allow the sintered body to cool. In the ordinary method of cooling the sintered body with water through a forming punch while maintaining the pressurized state, a composite sintered body of a relatively low strength calcium phosphate ceramic and a high strength oxide ceramic such as alumina is used. Since the difference between the strengths of the two materials is large, cracks and chips may occur due to thermal stress generated by rapid cooling. For this reason, it is preferable to release the pressurized state and allow it to cool.
【００６５】以上のようにして製造された高強度リン酸
カルシウム系セラミックスは、その曲げ強度が１．８tf
/cm2以上であることが好ましい。この程度の強度を有す
るものであれば、例えば人工骨、人工関節等の生体材料
として利用する場合でも衝撃強度、靱性を十分に備え、
また体液中での強度も十分であるため、生体内で安全に
機能させることができる。The high-strength calcium phosphate-based ceramics manufactured as described above has a bending strength of 1.8 tf.
/ cm 2 or more. If it has the strength of this degree, for example, artificial bone, even when used as a biomaterial such as an artificial joint, impact strength, sufficiently equipped with toughness,
In addition, since it has sufficient strength in body fluids, it can function safely in a living body.
【００６６】さらに、リン酸カルシウム系セラミックス
のもつ生体親和性を維持しているため、骨接合性、骨伝
導性、骨誘導性等を発現させることが可能である。Further, since the biocompatibility of the calcium phosphate ceramics is maintained, osteosynthesis, osteoconductivity, osteoinductivity and the like can be exhibited.
【００６７】以上、本発明の高強度リン酸カルシウム系
セラミックスの製造方法および高強度リン酸カルシウム
系セラミックスを図を用いて説明したが、本発明はこれ
らに限定されるものではなく、混合物には他の成分、例
えば金属材料等が添加されていてもよく、焼結助剤等を
添加してもよい。The method for producing the high-strength calcium phosphate-based ceramics and the high-strength calcium phosphate-based ceramics of the present invention have been described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these, and the mixture may contain other components, For example, a metal material or the like may be added, or a sintering aid or the like may be added.
【００６８】[0068]
【実施例】次に、本発明の具体的実施例について説明す
る。Next, specific examples of the present invention will be described.
【００６９】１．高強度リン酸カルシウム系セラミック
スの作製 （実施例１）1. Production of high-strength calcium phosphate ceramics (Example 1)
【００７０】大気炉で７００℃焼成した球状ハイドロキ
シアパタイト粉体（平均粒径：４０μｍ）０．８ｇと、
アルミナ粉体（平均粒径：０．１５μｍ）７．２ｇを混
合し（ＨＡｐ：アルミナ＝１０：９０）、混合物４を調
製した。0.8 g of spherical hydroxyapatite powder (average particle size: 40 μm) fired at 700 ° C. in an atmospheric furnace;
A mixture 4 was prepared by mixing 7.2 g of alumina powder (average particle size: 0.15 μm) (HAp: alumina = 10: 90).
【００７１】この混合物４を、図１に示すように成形ダ
イ１に装入し、その上下に断熱材３としてアルミナ粉体
（平均粒径０．１５μｍ）を１．０ｇづつ介在させ、一
対の導電性カーボンからなる成形パンチ２で挟むように
配設した。なお、成形ダイ１の内周面および成形パンチ
２の押圧面はカーボンシート５で被覆し、断熱材３と被
焼結材料４との間にカーボンシート５を挟んだ。The mixture 4 is charged into a molding die 1 as shown in FIG. 1, and alumina powder (average particle size: 0.15 μm) is interposed as a heat insulating material 3 by 1.0 g on the upper and lower sides thereof. It was arranged so as to be sandwiched by the forming punch 2 made of conductive carbon. The inner peripheral surface of the forming die 1 and the pressing surface of the forming punch 2 were covered with a carbon sheet 5, and the carbon sheet 5 was sandwiched between the heat insulating material 3 and the material 4 to be sintered.
【００７２】次に、成形ダイ１および成形パンチ２を図
２に示すような放電プラズマ焼結装置（住友石炭鉱業
（株）製ＳＰＳ−５１０Ｌ）にセットし、真空中にて上
下から４００kgf/cm2 で加圧し、パルス電圧（パルス条
件−１２：２）を印可して圧縮通電系を加熱し、焼結温
度１２００℃、保持時間１０分で焼結した。Next, the forming die 1 and the forming punch 2 were set in a discharge plasma sintering apparatus (SPS-510L manufactured by Sumitomo Coal Mining Co., Ltd.) as shown in FIG. 2 and 400 kgf / cm from above and below in a vacuum. Pressure was applied at 2 , and a pulse voltage (pulse condition -12: 2) was applied to heat the compression energizing system, and sintering was performed at a sintering temperature of 1200 ° C. and a holding time of 10 minutes.
【００７３】その後、加圧状態を解除し焼結体を室温下
で放冷した。混合物の組成、断熱材の充填量、焼結条件
等を表１に示す。Thereafter, the pressure was released and the sintered body was allowed to cool at room temperature. Table 1 shows the composition of the mixture, the filling amount of the heat insulating material, the sintering conditions and the like.
【００７４】[0074]
【表１】 [Table 1]
【００７５】（実施例２）焼結温度を１２５０℃とした
以外は実施例１と同様にしてリン酸カルシウム系セラミ
ックスを作製した。Example 2 A calcium phosphate ceramic was produced in the same manner as in Example 1 except that the sintering temperature was set at 1250 ° C.
【００７６】（実施例３）実施例１で用いたハイドロキ
シアパタイト粉体０．４ｇとアルミナ粉体７．６ｇとを
用いて混合物（ＨＡｐ：アルミナ＝５：９５）を調製し
た以外は実施例１と同様にしてリン酸カルシウム系セラ
ミックスを作製した。Example 3 Example 1 was repeated except that a mixture (HAp: alumina = 5: 95) was prepared using 0.4 g of the hydroxyapatite powder and 7.6 g of the alumina powder used in Example 1. In the same manner as in the above, a calcium phosphate ceramic was produced.
【００７７】（実施例４）実施例１で用いたハイドロキ
シアパタイト粉体１．４ｇとアルミナ粉体５．６ｇとを
用いて混合物（ＨＡｐ：アルミナ＝２０：８０）を調製
した以外は実施例１と同様にしてリン酸カルシウム系セ
ラミックスを作製した。Example 4 Example 1 was repeated except that a mixture (HAp: alumina = 20: 80) was prepared using 1.4 g of the hydroxyapatite powder and 5.6 g of the alumina powder used in Example 1. In the same manner as in the above, a calcium phosphate ceramic was produced.
【００７８】（実施例５）実施例１で用いたハイドロキ
シアパタイト粉体２．６ｇとアルミナ粉体３．９ｇとを
用いて混合物（ＨＡｐ：アルミナ＝４０：６０）を調製
した以外は実施例１と同様にしてリン酸カルシウム系セ
ラミックスを作製した。Example 5 Example 1 was repeated except that a mixture (HAp: alumina = 40: 60) was prepared using 2.6 g of the hydroxyapatite powder and 3.9 g of the alumina powder used in Example 1. In the same manner as in the above, a calcium phosphate ceramic was produced.
【００７９】（実施例６）実施例１で用いたハイドロキ
シアパタイト粉体３．２ｇとアルミナ粉体３．２ｇとを
用いて混合物（ＨＡｐ：アルミナ＝５０：５０）を調製
した以外は実施例１と同様にしてリン酸カルシウム系セ
ラミックスを作製した。Example 6 Example 1 was repeated except that a mixture (HAp: alumina = 50: 50) was prepared using 3.2 g of the hydroxyapatite powder and 3.2 g of the alumina powder used in Example 1. In the same manner as in the above, a calcium phosphate ceramic was produced.
【００８０】（実施例７）粒径が２〜３μｍのα−アル
ミナを用い、焼結温度：１３５０℃、焼結時の加圧力：
３５０kgf/cm2 、焼結時間：５分とした以外は実施例１
と同様にしてリン酸カルシウム系セラミックスを作製し
た。Example 7 Using α-alumina having a particle size of 2 to 3 μm, sintering temperature: 1350 ° C., pressure during sintering:
Example 1 except that 350 kgf / cm 2 and sintering time: 5 minutes
In the same manner as in the above, a calcium phosphate ceramic was produced.
【００８１】（比較例１）実施例１で用いたハイドロキ
シアパタイト粉体６．０ｇのみを焼結温度１０５０℃、
加圧力５００kgf/cm2 、焼結時間５分とした以外は実施
例１と同様にして焼結体を作製した。Comparative Example 1 Only 6.0 g of the hydroxyapatite powder used in Example 1 was sintered at 1050 ° C.
A sintered body was produced in the same manner as in Example 1, except that the pressure was 500 kgf / cm 2 and the sintering time was 5 minutes.
【００８２】（比較例２）焼結温度を１０００℃とした
以外は実施例１と同様にしてリン酸カルシウム系セラミ
ックスを作製した。Comparative Example 2 A calcium phosphate ceramic was produced in the same manner as in Example 1 except that the sintering temperature was changed to 1000 ° C.
【００８３】（比較例３）焼結温度を１５００℃とした
以外は実施例４と同様にしてリン酸カルシウム系セラミ
ックスを作製した。Comparative Example 3 A calcium phosphate ceramic was produced in the same manner as in Example 4 except that the sintering temperature was changed to 1500 ° C.
【００８４】（比較例４）平均粒径が１５０μｍのアル
ミナ粉体を用いた以外は実施例１と同様にしてリン酸カ
ルシウム系セラミックスを作製した。Comparative Example 4 A calcium phosphate ceramic was produced in the same manner as in Example 1 except that alumina powder having an average particle size of 150 μm was used.
【００８５】２．リン酸カルシウム系セラミックスの強
度の評価 実施例１〜７および比較例１〜４で作製したリン酸カル
シウム系セラミックスについて３点曲げ強度を測定し
た。2. Evaluation of Strength of Calcium Phosphate Ceramics The three-point bending strength of the calcium phosphate ceramics produced in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4 was measured.
【００８６】３点曲げ強度は、スパン１．７cmの３点曲
げ試験を行い、その測定値から以下の計算式（Ｉ）によ
り算出した。The three-point bending strength was calculated by the following formula (I) from a measured value of a three-point bending test with a span of 1.7 cm.
【００８７】 強度（σf ）［kgf/cm2 ］＝（８×Ｐ×Ｌ）／（π×ｄ3 ）・・・（Ｉ） Ｐ・・・破壊荷重［kgf ］ Ｌ・・・スパン［cm］ ｄ・・・供試体直径［cm］Strength (σ f ) [kgf / cm 2 ] = (8 × P × L) / (π × d 3 ) (I) P: Breaking load [kgf] L: Span [ cm] d ・ ・ ・ Specimen diameter [cm]
【００８８】また、リン酸カルシウム系セラミックスの
相対密度（％）を測定した。これらの結果を表１に示
す。The relative density (%) of the calcium phosphate ceramic was measured. Table 1 shows the results.
【００８９】以上の結果から、実施例１〜７で作製され
たリン酸カルシウム系セラミックスは、いずれも全体と
して均質に焼結され、曲げ強度が１．８tf/cm2以上を超
えるものであった。From the above results, all of the calcium phosphate-based ceramics produced in Examples 1 to 7 were homogeneously sintered as a whole and had a flexural strength exceeding 1.8 tf / cm 2 or more.
【００９０】さらにアルミナ粉体の平均粒径が所定の範
囲であれば、その含有量が高くなるにしたがって、より
高い強度のリン酸カルシウム系セラミックスが得られ
た。したがって、アルミナの含有量の選択により、目的
に応じた物性（強度、密度）をもつリン酸カルシウム系
セラミックスを作製できることがわかった。Further, when the average particle size of the alumina powder was within a predetermined range, as the content increased, a calcium phosphate ceramic having higher strength was obtained. Therefore, it was found that calcium phosphate-based ceramics having physical properties (strength, density) according to the purpose can be produced by selecting the content of alumina.
【００９１】これに対し、比較例１はアルミナを含まな
い焼結体であるため、強度に劣るものであった。また、
比較例２の焼結体は焼結温度が低いため焼結が不十分で
相対密度が低下し、強度に劣るものであった。比較例３
の焼結体は焼結温度が高すぎるため、リン酸カルシウム
系セラミックスが分解し不安定なものとなった。比較例
４の焼結体は、アルミナの平均粒径が大きすぎることに
より焼結不良となり、複合化が良好に行われず、簡単に
崩壊する程度の強度しか得られなかった。On the other hand, Comparative Example 1 was inferior in strength because it was a sintered body containing no alumina. Also,
Since the sintered body of Comparative Example 2 had a low sintering temperature, sintering was insufficient, the relative density was reduced, and the strength was poor. Comparative Example 3
Since the sintering temperature was too high, the calcium phosphate ceramics was decomposed and became unstable. The sintered body of Comparative Example 4 was poor in sintering because the average particle size of alumina was too large, did not perform composite formation favorably, and only had strength enough to easily collapse.
【００９２】[0092]
【発明の効果】以上述べたように、本発明の高強度リン
酸カルシウム系セラミックスの製造方法によれば、リン
酸カルシウム系セラミックスの特性を維持しつつ、強度
の向上を図ることができる。As described above, according to the method for producing a high-strength calcium phosphate ceramic of the present invention, the strength can be improved while maintaining the properties of the calcium phosphate ceramic.
【００９３】さらに、放電プラズマ焼結法を用いるた
め、他の方法では複合化が困難である材料同士の複合化
も容易に行うことができ、両者の特徴を活かした複合体
を製造することができる。Further, since the discharge plasma sintering method is used, it is possible to easily combine materials which are difficult to combine by other methods, and it is possible to manufacture a composite utilizing both features. it can.
【００９４】また、本発明の方法で製造された高強度リ
ン酸カルシウム系セラミックスは、生体親和性を維持し
つつ高い強度および靱性等を有するため、大きな強度が
要求される人工歯根、人工関節等の生体材料として有効
かつ安全に用いることができる。The high-strength calcium phosphate-based ceramics produced by the method of the present invention has high strength and toughness while maintaining biocompatibility. It can be used effectively and safely as a material.
【図１】本発明の放電プラズマ焼結用装置の要部の一例
を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a main part of an apparatus for spark plasma sintering of the present invention.
【図２】本発明の放電プラズマ焼結装置の構成例を示す
概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration example of a spark plasma sintering apparatus of the present invention.
１ 成形ダイ １１ 材料装入部 ２ 成形パンチ ３ 断熱材 ４ 混合物 ５ カーボンシート ７０ 放電プラズマ焼結装置 ７１ 制御部 ７２ 焼結用電源 ７３ 加圧駆動機構 ７４、７５ 加圧ラム ７６ 真空チャンバー ７７ 真空ポンプ Reference Signs List 1 forming die 11 material charging section 2 forming punch 3 heat insulating material 4 mixture 5 carbon sheet 70 discharge plasma sintering apparatus 71 control section 72 sintering power supply 73 pressurizing drive mechanism 74, 75 pressurizing ram 76 vacuum chamber 77 vacuum pump
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三宅 正太郎 東京都板橋区前野町２丁目36番９号 旭光 学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4C059 AA08 4C081 AB03 AB05 AB06 BB07 BB08 CF021 CF031 EA04 EA12 EA15 4C089 AA11 BA03 BA04 BA16 CA06 CA10 4G030 AA08 AA36 AA41 BA20 BA35 GA23 GA27 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Shotaro Miyake 2-36-9 Maenocho, Itabashi-ku, Tokyo Asahi Gaku Kogyo Co., Ltd. F-term (reference) 4C059 AA08 4C081 AB03 AB05 AB06 BB07 BB08 CF021 CF031 EA04 EA12 EA15 4C089 AA11 BA03 BA04 BA16 CA06 CA10 4G030 AA08 AA36 AA41 BA20 BA35 GA23 GA27
Claims (12)
物系セラミックスとを含む混合物を調製し、前記混合物
を加圧焼結により複合化する高強度リン酸カルシウム系
セラミックスの製造方法において、 前記複合化を放電プラズマ焼結法により行うことを特徴
とする高強度リン酸カルシウム系セラミックスの製造方
法。1. A method for producing a high-strength calcium phosphate-based ceramic, comprising preparing a mixture containing a calcium phosphate-based ceramic and an oxide-based ceramic, and compounding the mixture by pressure sintering, wherein the compounding is performed by discharge plasma sintering. A method for producing high-strength calcium phosphate-based ceramics, which is performed by a method.
ラミックス５〜５０wt％と、 前記酸化物系セラミックス５０〜９５wt％とからなる請
求項１に記載の高強度リン酸カルシウム系セラミックス
の製造方法。2. The method for producing a high-strength calcium phosphate ceramic according to claim 1, wherein the mixture comprises 5 to 50 wt% of the calcium phosphate ceramic and 50 to 95 wt% of the oxide ceramic.
セラミックスである請求項１または２に記載の高強度リ
ン酸カルシウム系セラミックスの製造方法。3. The method for producing a high-strength calcium phosphate-based ceramic according to claim 1, wherein the oxide-based ceramic is a bio-inert ceramic.
０．１〜１００μｍの粉体である請求項１ないし３のい
ずれかに記載の高強度リン酸カルシウム系セラミックス
の製造方法。4. The method for producing a high-strength calcium phosphate-based ceramic according to claim 1, wherein the oxide-based ceramic is a powder having an average particle diameter of 0.1 to 100 μm.
ある請求項１ないし４のいずれかに記載の高強度リン酸
カルシウム系セラミックスの製造方法。5. The method for producing a high-strength calcium phosphate-based ceramic according to claim 1, wherein the oxide-based ceramic is alumina.
平均粒径０．１〜２００μｍの粉体である請求項１ない
し５のいずれかに記載の高強度リン酸カルシウム系セラ
ミックスの製造方法。6. The method for producing a high-strength calcium phosphate-based ceramic according to claim 1, wherein the calcium phosphate-based ceramic is a powder having an average particle diameter of 0.1 to 200 μm.
ハイドロキシアパタイトである請求項１ないし６のいず
れかに記載の高強度リン酸カルシウム系セラミックスの
製造方法。7. The method for producing a high-strength calcium phosphate-based ceramic according to claim 1, wherein the calcium phosphate-based ceramic is hydroxyapatite.
０℃の条件で行われる請求項１ないし７のいずれかに記
載の高強度リン酸カルシウム系セラミックスの製造方
法。8. The method according to claim 1, wherein the sintering is performed at a sintering temperature of 1100 to 140.
The method for producing a high-strength calcium phosphate-based ceramic according to any one of claims 1 to 7, which is performed at 0 ° C.
記混合物を加熱する請求項１ないし８のいずれかに記載
の高強度リン酸カルシウム系セラミックスの製造方法。9. The method for producing a high-strength calcium phosphate ceramic according to claim 1, wherein the mixture is heated with a heat insulating material interposed in the sintering.
求項１ないし９のいずれかに記載の高強度リン酸カルシ
ウム系セラミックスの製造方法。10. The method for producing a high-strength calcium phosphate-based ceramic according to claim 1, wherein the pressurized state is released after sintering and the mixture is allowed to cool.
の高強度リン酸カルシウム系セラミックスの製造方法に
より製造されることを特徴とする高強度リン酸カルシウ
ム系セラミックス。11. A high-strength calcium phosphate-based ceramic produced by the method for producing a high-strength calcium phosphate-based ceramic according to any one of claims 1 to 10.
求項１１に記載の高強度リン酸カルシウム系セラミック
ス。12. The high-strength calcium phosphate ceramic according to claim 11, which has a bending strength of 1.8 tf / cm 2 or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10276555A JP2000086333A (en) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | Production of calcium phosphate-based ceramic having high strength and calcium phosphate-based ceramic having high strength |
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| JP10276555A JP2000086333A (en) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | Production of calcium phosphate-based ceramic having high strength and calcium phosphate-based ceramic having high strength |
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| Publication Number | Publication Date |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100455537C (en) * | 2005-10-27 | 2009-01-28 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | Process for preparing biological ceramic material of transparent bata-tricalcium phosphate and application thereof |
| WO2014034736A1 (en) * | 2012-08-29 | 2014-03-06 | 国立大学法人 鹿児島大学 | Dental crown material and method for producing same |
| WO2015037788A1 (en) * | 2013-09-10 | 2015-03-19 | 주식회사 하스 | Method for fabricating ready-made ceramic restoration, and ready-made ceramic restoration fabricated thereby for dental and veterinary services |
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1998
- 1998-09-11 JP JP10276555A patent/JP2000086333A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100455537C (en) * | 2005-10-27 | 2009-01-28 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | Process for preparing biological ceramic material of transparent bata-tricalcium phosphate and application thereof |
| WO2014034736A1 (en) * | 2012-08-29 | 2014-03-06 | 国立大学法人 鹿児島大学 | Dental crown material and method for producing same |
| JPWO2014034736A1 (en) * | 2012-08-29 | 2016-08-08 | 国立大学法人 鹿児島大学 | Crown material and method of manufacturing the same |
| WO2015037788A1 (en) * | 2013-09-10 | 2015-03-19 | 주식회사 하스 | Method for fabricating ready-made ceramic restoration, and ready-made ceramic restoration fabricated thereby for dental and veterinary services |
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