JP2003342721A - 物理的気相成長法によるセラミックコーティング用インゴット及びその製造方法 - Google Patents
物理的気相成長法によるセラミックコーティング用インゴット及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、耐熱被覆皮膜を形成する蒸着
材料の融点を向上することにあり、更に、蒸着時の耐熱
衝撃性、溶融層安定性に優れた新規な物理的気相成長法
によるセラミックスコーティング用インゴット及びその
製造方法を提供することにある。 【解決手段】本発明のインゴットは、ハフニア、及びハ
フニアに対して酸化物換算量で２．５〜１０モル％の周
期律表３Ａ族元素含有化合物及び希土類元素化合物から
選択される１種または２種以上の安定化剤を含有してな
る焼結体よりなることを特徴とする。また、ハフニアを
４０質量％以下の量のジルコニアに置換することもでき
る。
材料の融点を向上することにあり、更に、蒸着時の耐熱
衝撃性、溶融層安定性に優れた新規な物理的気相成長法
によるセラミックスコーティング用インゴット及びその
製造方法を提供することにある。 【解決手段】本発明のインゴットは、ハフニア、及びハ
フニアに対して酸化物換算量で２．５〜１０モル％の周
期律表３Ａ族元素含有化合物及び希土類元素化合物から
選択される１種または２種以上の安定化剤を含有してな
る焼結体よりなることを特徴とする。また、ハフニアを
４０質量％以下の量のジルコニアに置換することもでき
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、航空機や発電機等
のガスタービン翼のような高温に曝される耐熱金属を耐
熱被覆処理する際に使用される物理的気相成長法による
セラミックスコーティング用インゴット及びその製造方
法に関するものである。
のガスタービン翼のような高温に曝される耐熱金属を耐
熱被覆処理する際に使用される物理的気相成長法による
セラミックスコーティング用インゴット及びその製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から航空機や発電機等のガスタービ
ン翼のような高温に曝される耐熱金属にセラミックコー
ティングを施して耐熱被覆処理することが行なわれてい
る。この耐熱被覆処理は、プラズマ溶射法のような溶射
被覆が一般的であったが、最近の蒸着技術の進展に伴っ
て物理的気相成長（Physical Vapor Deposition:PVD）
法が実用化されるようになり、中でも電子線を利用した
電子線照射物理的気相成長（EB-PVD）法が注目され、多
くの技術開発が行なわれている。
ン翼のような高温に曝される耐熱金属にセラミックコー
ティングを施して耐熱被覆処理することが行なわれてい
る。この耐熱被覆処理は、プラズマ溶射法のような溶射
被覆が一般的であったが、最近の蒸着技術の進展に伴っ
て物理的気相成長（Physical Vapor Deposition:PVD）
法が実用化されるようになり、中でも電子線を利用した
電子線照射物理的気相成長（EB-PVD）法が注目され、多
くの技術開発が行なわれている。
【０００３】例えば、特開平７−３０５１６２号公報に
は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅの少なくとも１つを主成分として
構成された基材の表面に、Ｎｉ、Ｃｏの少なくとも一方
にＣｒ、Ａｌを含んだものと、さらにＨｆ、Ｔａ、Ｙ、
Ｓｉ、Ｚｒのいずれか１つもしくはそれらの組み合わせ
とからなる結合層を形成する工程と、ＺｒＯ２を主成分
としＣａＯ、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３のいずれか１つもしくは
それらの組合わせからなるセラミック材を蒸発・イオン
化して上記合金の結合層上に被覆する工程とを有するこ
とを特徴とするセラミック被覆の製造方法が開示されて
いる。この方法によれば、被膜形成エネルギーが相乗的
に大きくなり、密着強度に優れたセラミック被覆が得ら
れることが開示されている。
は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅの少なくとも１つを主成分として
構成された基材の表面に、Ｎｉ、Ｃｏの少なくとも一方
にＣｒ、Ａｌを含んだものと、さらにＨｆ、Ｔａ、Ｙ、
Ｓｉ、Ｚｒのいずれか１つもしくはそれらの組み合わせ
とからなる結合層を形成する工程と、ＺｒＯ２を主成分
としＣａＯ、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３のいずれか１つもしくは
それらの組合わせからなるセラミック材を蒸発・イオン
化して上記合金の結合層上に被覆する工程とを有するこ
とを特徴とするセラミック被覆の製造方法が開示されて
いる。この方法によれば、被膜形成エネルギーが相乗的
に大きくなり、密着強度に優れたセラミック被覆が得ら
れることが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のような、EB-PVD
法での耐熱被覆皮膜の蒸着材料としては、基材材料との
密着性や断熱性の点からジルコニアが広く使用されてい
るが、ガスタービンエンジンを高効率下に作動させるた
めには、蒸着材料そのものの融点を向上させる必要があ
る。
法での耐熱被覆皮膜の蒸着材料としては、基材材料との
密着性や断熱性の点からジルコニアが広く使用されてい
るが、ガスタービンエンジンを高効率下に作動させるた
めには、蒸着材料そのものの融点を向上させる必要があ
る。
【０００５】従って、本発明の目的は、耐熱被覆皮膜を
形成する蒸着材料の融点を向上することにあり、更に、
蒸着時の耐熱衝撃性、溶融層安定性に優れた新規な物理
的気相成長法によるセラミックスコーティング用インゴ
ット及びその製造方法を提供することにある。
形成する蒸着材料の融点を向上することにあり、更に、
蒸着時の耐熱衝撃性、溶融層安定性に優れた新規な物理
的気相成長法によるセラミックスコーティング用インゴ
ット及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ジルコニ
アの融点（２７００℃）よりも１００℃以上高い融点を
有するハフニア（融点２８１２℃）に着目し、ハフニア
を物理的気相成長法によるセラミックスコーティング用
インゴットとして使用すれば、上記課題を解決できるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。
アの融点（２７００℃）よりも１００℃以上高い融点を
有するハフニア（融点２８１２℃）に着目し、ハフニア
を物理的気相成長法によるセラミックスコーティング用
インゴットとして使用すれば、上記課題を解決できるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】即ち、本発明の物理的気相成長法によるセ
ラミックコーティング用インゴットは、ハフニア、及び
ハフニアに対して酸化物換算量で２．５〜１０モル％の
周期律表３Ａ族元素含有化合物及び希土類元素化合物か
ら選択される１種または２種以上の安定化剤を含有して
なる焼結体よりなることを特徴とする（以下、「第１発
明」という）。
ラミックコーティング用インゴットは、ハフニア、及び
ハフニアに対して酸化物換算量で２．５〜１０モル％の
周期律表３Ａ族元素含有化合物及び希土類元素化合物か
ら選択される１種または２種以上の安定化剤を含有して
なる焼結体よりなることを特徴とする（以下、「第１発
明」という）。
【０００８】また、本発明の物理的気相成長法によるセ
ラミックコーティング用インゴットは、ジルコニア４０
質量％以下（ゼロを含まず）及びハフニア６０質量％以
上（１００質量％を含まず）、及びジルコニア及びハフ
ニアに対して酸化物換算量で２．５〜１０モル％の周期
律表３Ａ族元素含有化合物及び希土類元素化合物から選
択される１種または２種以上の安定化剤を含有してなる
焼結体よりなることを特徴とする（以下、「第２発明」
という）。
ラミックコーティング用インゴットは、ジルコニア４０
質量％以下（ゼロを含まず）及びハフニア６０質量％以
上（１００質量％を含まず）、及びジルコニア及びハフ
ニアに対して酸化物換算量で２．５〜１０モル％の周期
律表３Ａ族元素含有化合物及び希土類元素化合物から選
択される１種または２種以上の安定化剤を含有してなる
焼結体よりなることを特徴とする（以下、「第２発明」
という）。
【０００９】更に、本発明の物理的気相成長法によるセ
ラミックコーティング用インゴットは、不可避不純物の
合計量が、酸化物換算で２質量％以下であることを特徴
とする。
ラミックコーティング用インゴットは、不可避不純物の
合計量が、酸化物換算で２質量％以下であることを特徴
とする。
【００１０】また、本発明の物理的気相成長法によるセ
ラミックコーティング用インゴットは、周期律表３Ａ族
元素含有化合物が、スカンジウムまたはイットリウムの
酸化物であることを特徴とする。
ラミックコーティング用インゴットは、周期律表３Ａ族
元素含有化合物が、スカンジウムまたはイットリウムの
酸化物であることを特徴とする。
【００１１】更に、本発明の物理的気相成長法によるセ
ラミックコーティング用インゴットは、希土類元素化合
物が、ランタン、セリウム、プラセオジウム、ネオジウ
ム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリ
ニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エ
ルビウム、ツリウム、イッテルビウムまたはルテチウム
の酸化物であることを特徴とする。
ラミックコーティング用インゴットは、希土類元素化合
物が、ランタン、セリウム、プラセオジウム、ネオジウ
ム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリ
ニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エ
ルビウム、ツリウム、イッテルビウムまたはルテチウム
の酸化物であることを特徴とする。
【００１２】また、本発明の物理的気相成長法によるセ
ラミックコーティング用インゴットは、焼結体のかさ密
度が４〜９ｇ／ｃｍ３の範囲内にあることを特徴とす
る。
ラミックコーティング用インゴットは、焼結体のかさ密
度が４〜９ｇ／ｃｍ３の範囲内にあることを特徴とす
る。
【００１３】更に、本発明の物理的気相成長法によるセ
ラミックコーティング用インゴットは、焼結体の形状
が、直径１０〜１００ｍｍ、長さ１０〜２００ｍｍの円
筒形であることを特徴とする。
ラミックコーティング用インゴットは、焼結体の形状
が、直径１０〜１００ｍｍ、長さ１０〜２００ｍｍの円
筒形であることを特徴とする。
【００１４】また、上記本発明の第１発明に係る物理的
気相成長法によるセラミックコーティング用インゴット
は、ハフニア純度９８質量％以上の高純度ハフニア原料
またはハフニア前駆体から選択されるハフニア原料に、
純度９８質量％以上の周期律表３Ａ族元素含有化合物及
び希土類元素化合物から選択される１種または２種以上
を安定化剤として前記ハフニア原料中のハフニア含有量
に対して酸化物換算量で２．５〜１０モル％の範囲で添
加してなる混合物粉末を、所定の形状に成形後、得られ
た成形体を酸化雰囲気中１２００〜１７００℃で焼成す
ることにより焼結体を得ることを特徴として製造するこ
とができる（以下、「第３発明」という）。
気相成長法によるセラミックコーティング用インゴット
は、ハフニア純度９８質量％以上の高純度ハフニア原料
またはハフニア前駆体から選択されるハフニア原料に、
純度９８質量％以上の周期律表３Ａ族元素含有化合物及
び希土類元素化合物から選択される１種または２種以上
を安定化剤として前記ハフニア原料中のハフニア含有量
に対して酸化物換算量で２．５〜１０モル％の範囲で添
加してなる混合物粉末を、所定の形状に成形後、得られ
た成形体を酸化雰囲気中１２００〜１７００℃で焼成す
ることにより焼結体を得ることを特徴として製造するこ
とができる（以下、「第３発明」という）。
【００１５】更に、本発明の第３発明に係る物理的気相
成長法によるセラミックコーティング用インゴットの製
造方法は、周期律表３Ａ族元素含有化合物が、スカンジ
ウムまたはイットリウムの酸化物、ハロゲン化物または
硝酸塩であることを特徴とする。
成長法によるセラミックコーティング用インゴットの製
造方法は、周期律表３Ａ族元素含有化合物が、スカンジ
ウムまたはイットリウムの酸化物、ハロゲン化物または
硝酸塩であることを特徴とする。
【００１６】また、本発明の第３発明に係る物理的気相
成長法によるセラミックコーティング用インゴットの製
造方法は、希土類元素化合物が、ランタン、セリウム、
プラセオジウム、ネオジウム、プロメチウム、サマリウ
ム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプ
ロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテ
ルビウムまたはルテチウムの酸化物、ハロゲン化物また
は硝酸塩であることを特徴とする。
成長法によるセラミックコーティング用インゴットの製
造方法は、希土類元素化合物が、ランタン、セリウム、
プラセオジウム、ネオジウム、プロメチウム、サマリウ
ム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプ
ロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテ
ルビウムまたはルテチウムの酸化物、ハロゲン化物また
は硝酸塩であることを特徴とする。
【００１７】更に、本発明の第３発明に係る物理的気相
成長法によるセラミックコーティング用インゴットの製
造方法は、高純度ハフニア原料のハフニア純度が９９．
５質量％以上であることを特徴とする。
成長法によるセラミックコーティング用インゴットの製
造方法は、高純度ハフニア原料のハフニア純度が９９．
５質量％以上であることを特徴とする。
【００１８】また、本発明の第３発明に係る物理的気相
成長法によるセラミックスコーティング用インゴットの
製造方法は、ハフニア原料と安定化剤の混合物粉末は、
その一部または全量が１１００〜１７００℃の温度で酸
化雰囲気中で仮焼した後、粉砕して得られた粉体である
ことを特徴とする。
成長法によるセラミックスコーティング用インゴットの
製造方法は、ハフニア原料と安定化剤の混合物粉末は、
その一部または全量が１１００〜１７００℃の温度で酸
化雰囲気中で仮焼した後、粉砕して得られた粉体である
ことを特徴とする。
【００１９】更に、本発明の第３発明に係る物理的気相
成長法によるセラミックスコーティング用インゴットの
製造方法は、ハフニア原料と安定化剤の混合物粉末は、
その一部または全量が１１００〜１７００℃の温度で酸
化雰囲気中で仮焼した後、粉砕し、造粒して得られた造
粒物であることを特徴とする。
成長法によるセラミックスコーティング用インゴットの
製造方法は、ハフニア原料と安定化剤の混合物粉末は、
その一部または全量が１１００〜１７００℃の温度で酸
化雰囲気中で仮焼した後、粉砕し、造粒して得られた造
粒物であることを特徴とする。
【００２０】また、本発明の第３発明に係る物理的気相
成長法によるセラミックコーティング用インゴットの製
造方法は、ハフニア原料と安定化剤の混合物粉末中の平
均粒径１０μｍ未満の粒子と、平均粒子が１０〜３００
μｍの粒子の割合が、平均粒径１０μｍ未満の粒子の割
合９５質量％未満、平均粒子が１０〜３００μｍの粒子
の割合５質量％以上であることを特徴とする。
成長法によるセラミックコーティング用インゴットの製
造方法は、ハフニア原料と安定化剤の混合物粉末中の平
均粒径１０μｍ未満の粒子と、平均粒子が１０〜３００
μｍの粒子の割合が、平均粒径１０μｍ未満の粒子の割
合９５質量％未満、平均粒子が１０〜３００μｍの粒子
の割合５質量％以上であることを特徴とする。
【００２１】更に、本発明の第２発明に係る物理的気相
成長法によるセラミックコーティング用インゴットは、
ハフニアを除くジルコニア純度９８質量％以上の高純度
ジルコニア原料またはジルコニア前駆体から選択される
ジルコニア原料４０質量％以下（ゼロを含まず）及びジ
ルコニアを除くハフニア純度９８質量％以上の高純度ハ
フニア原料またはハフニア前駆体から選択されるハフニ
ア原料６０質量％以上（１００質量％を含まず）よりな
る原料混合物に、純度９８質量％以上の周期律表３Ａ族
元素含有化合物及び希土類元素化合物から選択される１
種または２種以上を安定化剤として前記原料混合物中の
ジルコニア及びハフニア含有量に対して酸化物換算量で
２．５〜１０モル％の範囲で添加してなる混合物粉末
を、所定の形状に成形後、得られた成形体を酸化雰囲気
中１２００〜１７００℃で焼成することにより焼結体を
得ることを特徴として製造することができる（以下、
「第４発明」という）。
成長法によるセラミックコーティング用インゴットは、
ハフニアを除くジルコニア純度９８質量％以上の高純度
ジルコニア原料またはジルコニア前駆体から選択される
ジルコニア原料４０質量％以下（ゼロを含まず）及びジ
ルコニアを除くハフニア純度９８質量％以上の高純度ハ
フニア原料またはハフニア前駆体から選択されるハフニ
ア原料６０質量％以上（１００質量％を含まず）よりな
る原料混合物に、純度９８質量％以上の周期律表３Ａ族
元素含有化合物及び希土類元素化合物から選択される１
種または２種以上を安定化剤として前記原料混合物中の
ジルコニア及びハフニア含有量に対して酸化物換算量で
２．５〜１０モル％の範囲で添加してなる混合物粉末
を、所定の形状に成形後、得られた成形体を酸化雰囲気
中１２００〜１７００℃で焼成することにより焼結体を
得ることを特徴として製造することができる（以下、
「第４発明」という）。
【００２２】また、本発明の第４発明に係る物理的気相
成長法によるセラミックコーティング用インゴットの製
造方法は、ジルコニア原料及びハフニア原料が、ジルコ
ニア含量４０質量％以下（ゼロを含まず）及びハフニア
含量６０質量％以上（１００質量％を含まず）のジルコ
ニア・ハフニア複合酸化物であることを特徴とする。
成長法によるセラミックコーティング用インゴットの製
造方法は、ジルコニア原料及びハフニア原料が、ジルコ
ニア含量４０質量％以下（ゼロを含まず）及びハフニア
含量６０質量％以上（１００質量％を含まず）のジルコ
ニア・ハフニア複合酸化物であることを特徴とする。
【００２３】更に、本発明の第４発明に係る物理的気相
成長法によるセラミックコーティング用インゴットの製
造方法は、周期律表３Ａ族元素含有化合物が、スカンジ
ウムまたはイットリウムの酸化物、ハロゲン化物または
硝酸塩であることを特徴とする。
成長法によるセラミックコーティング用インゴットの製
造方法は、周期律表３Ａ族元素含有化合物が、スカンジ
ウムまたはイットリウムの酸化物、ハロゲン化物または
硝酸塩であることを特徴とする。
【００２４】また、本発明の第４発明に係る物理的気相
成長法によるセラミックスコーティング用インゴットの
製造方法は、希土類元素化合物が、ランタン、セリウ
ム、プラセオジウム、ネオジウム、プロメチウム、サマ
リウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジ
スプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イ
ッテルビウムまたはルテチウムの酸化物、ハロゲン化物
または硝酸塩であることを特徴とする。
成長法によるセラミックスコーティング用インゴットの
製造方法は、希土類元素化合物が、ランタン、セリウ
ム、プラセオジウム、ネオジウム、プロメチウム、サマ
リウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジ
スプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イ
ッテルビウムまたはルテチウムの酸化物、ハロゲン化物
または硝酸塩であることを特徴とする。
【００２５】更に、本発明の第４発明に係る物理的気相
成長法によるセラミックスコーティング用インゴットの
製造方法は、高純度ハフニア原料のハフニア純度が、９
９．５質量％以上であることを特徴とする。
成長法によるセラミックスコーティング用インゴットの
製造方法は、高純度ハフニア原料のハフニア純度が、９
９．５質量％以上であることを特徴とする。
【００２６】また、本発明の第４発明に係る物理的気相
成長法によるセラミックスコーティング用インゴットの
製造方法は、ジルコニア原料、ハフニア原料及び安定化
剤の混合物粉末が、その一部または全量が１１００〜１
７００℃の温度で酸化雰囲気中で仮焼した後、粉砕して
得られた粉体であることを特徴とする。
成長法によるセラミックスコーティング用インゴットの
製造方法は、ジルコニア原料、ハフニア原料及び安定化
剤の混合物粉末が、その一部または全量が１１００〜１
７００℃の温度で酸化雰囲気中で仮焼した後、粉砕して
得られた粉体であることを特徴とする。
【００２７】更に、本発明の第４発明に係る物理的気相
成長法によるセラミックスコーティング用インゴットの
製造方法は、ジルコニア原料、ハフニア原料及び安定化
剤の混合物粉末が、その一部または全量が１１００〜１
７００℃の温度で酸化雰囲気中で仮焼した後、粉砕し、
造粒して得られた造粒物であることを特徴とする。
成長法によるセラミックスコーティング用インゴットの
製造方法は、ジルコニア原料、ハフニア原料及び安定化
剤の混合物粉末が、その一部または全量が１１００〜１
７００℃の温度で酸化雰囲気中で仮焼した後、粉砕し、
造粒して得られた造粒物であることを特徴とする。
【００２８】また、本発明の第４発明に係る物理的気相
成長法によるセラミックスコーティング用インゴットの
製造方法は、ハフニア原料と安定化剤の混合物粉末中の
平均粒径１０μｍ未満の粒子と、平均粒子が１０〜３０
０μｍの粒子の割合が、平均粒径１０μｍ未満の粒子の
割合９５質量％未満、平均粒子が１０〜３００μｍの粒
子の割合５質量％以上であることを特徴とする。
成長法によるセラミックスコーティング用インゴットの
製造方法は、ハフニア原料と安定化剤の混合物粉末中の
平均粒径１０μｍ未満の粒子と、平均粒子が１０〜３０
０μｍの粒子の割合が、平均粒径１０μｍ未満の粒子の
割合９５質量％未満、平均粒子が１０〜３００μｍの粒
子の割合５質量％以上であることを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】本発明の物理的気相成長法による
セラミックコーティング用インゴットは、ハフニアを主
体とするところに特徴を有する。更に詳細には、本発明
の第１発明に係る物理的気相成長法によるセラミックコ
ーティング用インゴットは、ハフニア、及びハフニアに
対して酸化物換算量で２．５〜１０モル％の周期律表３
Ａ族元素含有化合物及び希土類元素化合物から選択され
る１種または２種以上の安定化剤を含有してなる焼結体
よりなる。
セラミックコーティング用インゴットは、ハフニアを主
体とするところに特徴を有する。更に詳細には、本発明
の第１発明に係る物理的気相成長法によるセラミックコ
ーティング用インゴットは、ハフニア、及びハフニアに
対して酸化物換算量で２．５〜１０モル％の周期律表３
Ａ族元素含有化合物及び希土類元素化合物から選択され
る１種または２種以上の安定化剤を含有してなる焼結体
よりなる。
【００３０】なお、本発明の第１発明に係る物理的気相
成長法によるセラミックコーティング用インゴットは、
ハフニア及び安定化剤を除く不可避不純物の合計量が、
酸化物換算で２質量％以下、好ましくは０．１質量％以
下の範囲内にある。ここで、不可避不純物としては、例
えばＳ、Ｃ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｎ
ａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｍｏ、Ｔｈ、Ｕ、Ｗ、Ｐｂ、Ｗ、Ｂｉ、
Ｐ、Ｚｒまたはこれらの化合物が挙げられる。なお、不
可避不純物の合計量が２質量％を超えると、物理的気相
成長法によるセラミックコーティング用インゴットの融
点を低下させるために好ましくない。
成長法によるセラミックコーティング用インゴットは、
ハフニア及び安定化剤を除く不可避不純物の合計量が、
酸化物換算で２質量％以下、好ましくは０．１質量％以
下の範囲内にある。ここで、不可避不純物としては、例
えばＳ、Ｃ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｎ
ａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｍｏ、Ｔｈ、Ｕ、Ｗ、Ｐｂ、Ｗ、Ｂｉ、
Ｐ、Ｚｒまたはこれらの化合物が挙げられる。なお、不
可避不純物の合計量が２質量％を超えると、物理的気相
成長法によるセラミックコーティング用インゴットの融
点を低下させるために好ましくない。
【００３１】また、本発明の物理的気相成長法によるセ
ラミックコーティング用インゴットにおいて、安定化剤
として使用される周期律表３Ａ族元素含有化合物は、例
えばスカンジウムまたはイットリウムの酸化物である。
また、希土類元素化合物は、例えばランタン、セリウ
ム、プラセオジウム、ネオジウム、プロメチウム、サマ
リウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジ
スプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イ
ッテルビウムまたはルテチウムの酸化物である。これら
の安定化剤は１種または２種以上を併用することができ
るが、イットリアを安定化剤として使用することが最も
好ましい。
ラミックコーティング用インゴットにおいて、安定化剤
として使用される周期律表３Ａ族元素含有化合物は、例
えばスカンジウムまたはイットリウムの酸化物である。
また、希土類元素化合物は、例えばランタン、セリウ
ム、プラセオジウム、ネオジウム、プロメチウム、サマ
リウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジ
スプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イ
ッテルビウムまたはルテチウムの酸化物である。これら
の安定化剤は１種または２種以上を併用することができ
るが、イットリアを安定化剤として使用することが最も
好ましい。
【００３２】なお、安定化剤の含有量は、ハフニア原料
中のハフニアに対して酸化物換算量で２．５〜１０モル
％、好ましくは４〜８モル％の範囲内である。ここで、
安定化剤の含有量が２．５モル％未満であったり、１０
モル％を超えると、焼結体に亀裂が発生したり、融点が
低下することがあるために好ましくない。
中のハフニアに対して酸化物換算量で２．５〜１０モル
％、好ましくは４〜８モル％の範囲内である。ここで、
安定化剤の含有量が２．５モル％未満であったり、１０
モル％を超えると、焼結体に亀裂が発生したり、融点が
低下することがあるために好ましくない。
【００３３】また、本発明の物理的気相成長法によるセ
ラミックコーティング用インゴットにおいて、焼結体の
かさ密度は、４〜９ｇ／ｃｍ３、好ましくは５〜８ｇ／
ｃｍ ３の範囲内にあることが好ましい。ここで、焼結体
のかさ密度が４ｇ／ｃｍ３未満であると、ハフニア被膜
作製時の効率が悪くなるために好ましくなく、また、か
さ密度が９ｇ／ｃｍ３を超えると、熱衝撃特性が低下す
るために好ましくない。
ラミックコーティング用インゴットにおいて、焼結体の
かさ密度は、４〜９ｇ／ｃｍ３、好ましくは５〜８ｇ／
ｃｍ ３の範囲内にあることが好ましい。ここで、焼結体
のかさ密度が４ｇ／ｃｍ３未満であると、ハフニア被膜
作製時の効率が悪くなるために好ましくなく、また、か
さ密度が９ｇ／ｃｍ３を超えると、熱衝撃特性が低下す
るために好ましくない。
【００３４】更に、本発明の物理的気相成長法によるセ
ラミックコーティング用インゴットにおいて、焼結体の
ハフニア単斜晶率は、５〜７０％、好ましくは３０〜６
０％の範囲内にあることが望ましい。ここで、焼結体の
ハフニア単斜晶率が５％未満であったり、７０％を超え
ると、耐熱衝撃性が劣ることがある。なお、本明細書に
記載する述語「ハフニア単斜晶率」は、焼結体から切り
出した小片の表面を軽く研磨し、この面のＸ線回折パタ
ーンを測定し、下記の式に従って求めたものである：
ラミックコーティング用インゴットにおいて、焼結体の
ハフニア単斜晶率は、５〜７０％、好ましくは３０〜６
０％の範囲内にあることが望ましい。ここで、焼結体の
ハフニア単斜晶率が５％未満であったり、７０％を超え
ると、耐熱衝撃性が劣ることがある。なお、本明細書に
記載する述語「ハフニア単斜晶率」は、焼結体から切り
出した小片の表面を軽く研磨し、この面のＸ線回折パタ
ーンを測定し、下記の式に従って求めたものである：
【数１】
【００３５】なお、本発明の物理的気相成長法によるセ
ラミックコーティング用インゴットにおいて、焼結体の
形状は特に限定されるものではないが、例えば焼結体の
形状は、直径１０〜１００ｍｍ、長さ１０〜２００ｍｍ
の円筒形であることができる。
ラミックコーティング用インゴットにおいて、焼結体の
形状は特に限定されるものではないが、例えば焼結体の
形状は、直径１０〜１００ｍｍ、長さ１０〜２００ｍｍ
の円筒形であることができる。
【００３６】本発明の物理的気相成長法によるセラミッ
クコーティング用インゴットによれば、電子線によりイ
ンゴット表面に急激な温度変化が生じるEB-PVD法におい
てもインゴットに亀裂が発生することなく、従来のジル
コニア皮膜にはない高耐熱性を有するハフニア皮膜を安
定的に形成することができる。
クコーティング用インゴットによれば、電子線によりイ
ンゴット表面に急激な温度変化が生じるEB-PVD法におい
てもインゴットに亀裂が発生することなく、従来のジル
コニア皮膜にはない高耐熱性を有するハフニア皮膜を安
定的に形成することができる。
【００３７】次に、本発明の第２発明に係る物理的気相
成長法によるセラミックコーティング用インゴットは、
ジルコニア４０質量％以下（ゼロを含まず）及びハフニ
ア６０質量％以上（１００質量％を含まず）、及びジル
コニア及びハフニアに対して酸化物換算量で２．５〜１
０モル％、好ましくは４〜８モル％の周期律表３Ａ族元
素含有化合物及び希土類元素化合物から選択される１種
または２種以上の安定化剤を含有してなる焼結体よりな
る。
成長法によるセラミックコーティング用インゴットは、
ジルコニア４０質量％以下（ゼロを含まず）及びハフニ
ア６０質量％以上（１００質量％を含まず）、及びジル
コニア及びハフニアに対して酸化物換算量で２．５〜１
０モル％、好ましくは４〜８モル％の周期律表３Ａ族元
素含有化合物及び希土類元素化合物から選択される１種
または２種以上の安定化剤を含有してなる焼結体よりな
る。
【００３８】即ち、本発明の第２発明に係る物理的気相
成長法によるセラミックコーティング用インゴットは、
ハフニアに代えて４０質量％、好ましくは２０質量％ま
で量でジルコニアを使用できるものである。本発明者ら
の研究によれば、ジルコニアを４０質量％までの量で使
用しても、ジルコニアよりも充分に高融点であることが
判明した。そして、本発明の物理的気相成長法によるセ
ラミックコーティング用インゴットにジルコニアを一部
使用することはコスト的にも有利である。
成長法によるセラミックコーティング用インゴットは、
ハフニアに代えて４０質量％、好ましくは２０質量％ま
で量でジルコニアを使用できるものである。本発明者ら
の研究によれば、ジルコニアを４０質量％までの量で使
用しても、ジルコニアよりも充分に高融点であることが
判明した。そして、本発明の物理的気相成長法によるセ
ラミックコーティング用インゴットにジルコニアを一部
使用することはコスト的にも有利である。
【００３９】なお、本発明の第２発明に係る物理的気相
成長法によるセラミックコーティング用インゴットは、
ジルコニア、ハフニア及び安定化剤を除く不可避不純物
の合計量が、酸化物換算で２質量％以下、好ましくは
０．１質量％以下の範囲内にある。ここで、不可避不純
物としては、例えばＳ、Ｃ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｔｉ、
Ａｌ、Ｓｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｍｏ、Ｔｈ、Ｕ、Ｗ、Ｐ
ｂ、Ｗ、Ｂｉ、Ｐまたはこれらの化合物が挙げられる。
なお、不可避不純物の合計量が２質量％を超えると、物
理的気相成長法によるセラミックコーティング用インゴ
ットを用いて成膜したハフニア皮膜の高温下での特性を
劣化させるために好ましくない。
成長法によるセラミックコーティング用インゴットは、
ジルコニア、ハフニア及び安定化剤を除く不可避不純物
の合計量が、酸化物換算で２質量％以下、好ましくは
０．１質量％以下の範囲内にある。ここで、不可避不純
物としては、例えばＳ、Ｃ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｔｉ、
Ａｌ、Ｓｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｍｏ、Ｔｈ、Ｕ、Ｗ、Ｐ
ｂ、Ｗ、Ｂｉ、Ｐまたはこれらの化合物が挙げられる。
なお、不可避不純物の合計量が２質量％を超えると、物
理的気相成長法によるセラミックコーティング用インゴ
ットを用いて成膜したハフニア皮膜の高温下での特性を
劣化させるために好ましくない。
【００４０】なお、本発明の第２発明に係る物理的気相
成長法によるセラミックコーティング用インゴットのハ
フニア単斜晶率は、上記第１発明に準ずるものとする。
成長法によるセラミックコーティング用インゴットのハ
フニア単斜晶率は、上記第１発明に準ずるものとする。
【００４１】次に、本発明の第３発明に係る物理的気相
成長法によるセラミックコーティング用インゴットの製
造方法について説明する。本発明の第１発明に係る物理
的気相成長法によるセラミックコーティング用インゴッ
トは、ハフニア純度９８質量％以上の高純度ハフニア原
料またはハフニア前駆体から選択されるハフニア原料
に、純度９８質量％以上の周期律表３Ａ族元素含有化合
物及び希土類元素化合物から選択される１種または２種
以上を安定化剤として前記ハフニア原料中のハフニア含
有量に対して酸化物換算量で２．５〜１０モル％の範囲
で添加してなる混合物を、所定の形状に成形後、得られ
た成形体を酸化雰囲気中で焼成することにより焼結体を
得ることを特徴として製造することができる。
成長法によるセラミックコーティング用インゴットの製
造方法について説明する。本発明の第１発明に係る物理
的気相成長法によるセラミックコーティング用インゴッ
トは、ハフニア純度９８質量％以上の高純度ハフニア原
料またはハフニア前駆体から選択されるハフニア原料
に、純度９８質量％以上の周期律表３Ａ族元素含有化合
物及び希土類元素化合物から選択される１種または２種
以上を安定化剤として前記ハフニア原料中のハフニア含
有量に対して酸化物換算量で２．５〜１０モル％の範囲
で添加してなる混合物を、所定の形状に成形後、得られ
た成形体を酸化雰囲気中で焼成することにより焼結体を
得ることを特徴として製造することができる。
【００４２】本発明方法に使用するハフニア原料として
は、金属ハフニウムやオキシ塩化ハフニウムを酸化する
等の既知の方法により得られる粉末のような純度９８質
量％以上の高純度ハフニア原料、または仮焼後ハフニア
となる水酸化ハフニウム、塩化ハフニウム等のハフニア
前駆体を用いることができる。
は、金属ハフニウムやオキシ塩化ハフニウムを酸化する
等の既知の方法により得られる粉末のような純度９８質
量％以上の高純度ハフニア原料、または仮焼後ハフニア
となる水酸化ハフニウム、塩化ハフニウム等のハフニア
前駆体を用いることができる。
【００４３】なお、ハフニア原料として高純度ハフニア
原料を使用する場合、不純物を取り除いた高純度のもの
を使用することが好ましい。高純度ハフニア原料中の不
純物の合計量は、酸化物換算で２質量％以下、好ましく
は０．１質量％以下である。ここで、不純物とは、Ｓ、
Ｃ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｎａ、Ｋ、
Ｌｉ、Ｍｏ、Ｔｈ、Ｕ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｐ、Ｚｒまた
はこれらを含む化合物である。
原料を使用する場合、不純物を取り除いた高純度のもの
を使用することが好ましい。高純度ハフニア原料中の不
純物の合計量は、酸化物換算で２質量％以下、好ましく
は０．１質量％以下である。ここで、不純物とは、Ｓ、
Ｃ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｎａ、Ｋ、
Ｌｉ、Ｍｏ、Ｔｈ、Ｕ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｐ、Ｚｒまた
はこれらを含む化合物である。
【００４４】次に、本発明方法に使用する安定化剤とし
ては、周期律表３Ａ族元素含有化合物は、例えばスカン
ジウムまたはイットリウム、または希土類元素化合物
は、例えばランタン、セリウム、プラセオジウム、ネオ
ジウム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガ
ドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウ
ム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウムまたはルテ
チウム等の酸化物や、仮焼後や焼成工程で分解、酸化し
て酸化物となる水酸化物、ハロゲン化物または硝酸塩等
を用いることができ、これらの化合物は１種または２種
以上を併用することができる。これらの中で、イットリ
アを安定化剤として使用することが最も好ましい。
ては、周期律表３Ａ族元素含有化合物は、例えばスカン
ジウムまたはイットリウム、または希土類元素化合物
は、例えばランタン、セリウム、プラセオジウム、ネオ
ジウム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガ
ドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウ
ム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウムまたはルテ
チウム等の酸化物や、仮焼後や焼成工程で分解、酸化し
て酸化物となる水酸化物、ハロゲン化物または硝酸塩等
を用いることができ、これらの化合物は１種または２種
以上を併用することができる。これらの中で、イットリ
アを安定化剤として使用することが最も好ましい。
【００４５】なお、安定化剤の含有量は、ハフニア原料
中のハフニアに対して酸化物換算量で２．５〜１０モル
％、好ましくは４〜８モル％の範囲内である。ここで、
安定化剤の含有量が２．５モル％未満であったり、１０
モル％を超えると、焼結体に亀裂が発生することがある
ために好ましくない。
中のハフニアに対して酸化物換算量で２．５〜１０モル
％、好ましくは４〜８モル％の範囲内である。ここで、
安定化剤の含有量が２．５モル％未満であったり、１０
モル％を超えると、焼結体に亀裂が発生することがある
ために好ましくない。
【００４６】また、安定化剤として使用する周期律表３
Ａ族元素含有化合物または希土類元素化合物は、純度９
８質量％以上、好ましくは９９．８質量％以上の高純度
のものを使用することが好ましい。ここで、安定化剤の
純度が９８質量％未満であると、ハフニア被膜の特性が
劣化するために好ましくない。中でも、イットリア中の
不可避不純物の合計量は、１質量％以下、好ましくは
０．１質量％以下であることが好ましい。
Ａ族元素含有化合物または希土類元素化合物は、純度９
８質量％以上、好ましくは９９．８質量％以上の高純度
のものを使用することが好ましい。ここで、安定化剤の
純度が９８質量％未満であると、ハフニア被膜の特性が
劣化するために好ましくない。中でも、イットリア中の
不可避不純物の合計量は、１質量％以下、好ましくは
０．１質量％以下であることが好ましい。
【００４７】本発明方法において、ハフニア原料と安定
化剤の混合は、高純度ハフニア粉末と、酸化物、または
水酸化物、ハロゲン化物または硝酸塩のような化合物の
形態の安定化剤を粉砕混合する酸化物混合法、ハフニア
前駆体と、水酸化物、ハロゲン化物または硝酸塩のよう
な化合物の形態の安定化剤とを同時に沈殿させる共沈
法、またはこれらを組み合わせて用いることができる。
化剤の混合は、高純度ハフニア粉末と、酸化物、または
水酸化物、ハロゲン化物または硝酸塩のような化合物の
形態の安定化剤を粉砕混合する酸化物混合法、ハフニア
前駆体と、水酸化物、ハロゲン化物または硝酸塩のよう
な化合物の形態の安定化剤とを同時に沈殿させる共沈
法、またはこれらを組み合わせて用いることができる。
【００４８】上述のようにして得られた混合物粉末を用
いて、所定の形状に成形し、酸化雰囲気下中１２００〜
１７００℃で焼成して焼結体を得ることにより、物理的
気相成長法によるセラミックコーティング用インゴット
を製造することができる。
いて、所定の形状に成形し、酸化雰囲気下中１２００〜
１７００℃で焼成して焼結体を得ることにより、物理的
気相成長法によるセラミックコーティング用インゴット
を製造することができる。
【００４９】また、混合物粉末を酸化雰囲気下に仮焼
し、更に、これを粉砕して得られた粉体や、更に、この
粉体を造粒した粉末を所定の形状に成形し、酸化雰囲気
下に焼成することもできる。ここで、仮焼は、例えば１
１００〜１７００℃、好ましくは１３００〜１５００℃
の温度範囲で、０．５〜１０時間、好ましくは１〜６時
間にわたり行なうことができる。仮焼温度が１１００℃
未満では、安定化が進まないため好ましくなく、また、
１７００℃を超えると焼結が進行してしまい、仮焼後に
粉砕して粉末とすることができないことがあり、また、
その後の焼成において、焼結が進行しにくいために好ま
しくない。なお、仮焼は、例えば連続炉、単独炉等を用
いて行なうことができる。
し、更に、これを粉砕して得られた粉体や、更に、この
粉体を造粒した粉末を所定の形状に成形し、酸化雰囲気
下に焼成することもできる。ここで、仮焼は、例えば１
１００〜１７００℃、好ましくは１３００〜１５００℃
の温度範囲で、０．５〜１０時間、好ましくは１〜６時
間にわたり行なうことができる。仮焼温度が１１００℃
未満では、安定化が進まないため好ましくなく、また、
１７００℃を超えると焼結が進行してしまい、仮焼後に
粉砕して粉末とすることができないことがあり、また、
その後の焼成において、焼結が進行しにくいために好ま
しくない。なお、仮焼は、例えば連続炉、単独炉等を用
いて行なうことができる。
【００５０】次に、造粒は、スプレードライヤー、スク
リーン造粒装置等を用いて行なうことができる。造粒に
使用するバインダーは、特に限定されるものではない
が、例えば公知のアクリル系バインダーやポリビニルア
ルコール（ＰＶＡ）バインダー等を用いることができ
る。バインダーの配合量は、粉末に対して０．５〜１０
質量％、好ましくは１〜６質量％程度である。なお、こ
れらのバインダーは成形時に保形性が必要な場合に必要
に応じて使用することができる。
リーン造粒装置等を用いて行なうことができる。造粒に
使用するバインダーは、特に限定されるものではない
が、例えば公知のアクリル系バインダーやポリビニルア
ルコール（ＰＶＡ）バインダー等を用いることができ
る。バインダーの配合量は、粉末に対して０．５〜１０
質量％、好ましくは１〜６質量％程度である。なお、こ
れらのバインダーは成形時に保形性が必要な場合に必要
に応じて使用することができる。
【００５１】上述のような造粒工程を経て得られた造粒
物の形状は、特に限定されるものではないが、例えば顆
粒の形態であることができ、その粒径は、１０〜３００
μｍ、好ましくは５０〜１５０μｍの範囲内である。ま
た、造粒物の使用割合も特に限定されるものではなく、
混合物粉末の一部としてまたは全量使用することもでき
る。即ち、上記混合物粉末は、未仮焼粉末、仮焼粉末粉
または仮焼・造粒粉末のみで構成することができ、ま
た、未仮焼粉末、仮焼粉末、仮焼・造粒粉末の２種また
は３種を適宜併用して構成することもできる。また、複
数の仮焼粉末や仮焼・造粒粉末を併用することもでき
る。
物の形状は、特に限定されるものではないが、例えば顆
粒の形態であることができ、その粒径は、１０〜３００
μｍ、好ましくは５０〜１５０μｍの範囲内である。ま
た、造粒物の使用割合も特に限定されるものではなく、
混合物粉末の一部としてまたは全量使用することもでき
る。即ち、上記混合物粉末は、未仮焼粉末、仮焼粉末粉
または仮焼・造粒粉末のみで構成することができ、ま
た、未仮焼粉末、仮焼粉末、仮焼・造粒粉末の２種また
は３種を適宜併用して構成することもできる。また、複
数の仮焼粉末や仮焼・造粒粉末を併用することもでき
る。
【００５２】成形は、既知の成形方法、例えば一軸金型
プレスや静水圧や油圧を用いるラバープレス等を使用す
ることができる。この際、適切な成形圧力の設定は、物
理的気相成長法によるセラミックコーティング用インゴ
ットのかさ密度を決定する上で、焼成温度と並び重要で
ある。通常は、１０〜６００ＭＰａ、好ましくは１０〜
１００ＭＰａの範囲内で適宜選択することができる。
プレスや静水圧や油圧を用いるラバープレス等を使用す
ることができる。この際、適切な成形圧力の設定は、物
理的気相成長法によるセラミックコーティング用インゴ
ットのかさ密度を決定する上で、焼成温度と並び重要で
ある。通常は、１０〜６００ＭＰａ、好ましくは１０〜
１００ＭＰａの範囲内で適宜選択することができる。
【００５３】得られた成形体の焼成は、連続炉、単独炉
等を用いて行なうことができる。成形体の焼成は、酸化
雰囲気下、焼成温度１２００〜１７００℃で、１〜１０
時間、好ましくは１〜６時間にわたり行なうことができ
る。ここで、焼成温度が１１００℃未満であると、成形
体の焼結が充分に進行しないために好ましくなく、ま
た、焼成温度が１７００℃を超えると緻密化が促進し過
ぎるために好ましくない。なお、本発明の物理的気相成
長法によるセラミックコーティング用インゴットをEB-P
VD法による蒸着に使用する際、電子線で物理的気相成長
法によるセラミックコーティング用インゴット表面を加
熱すると、アウトガスが発生する。アウトガスの発生は
蒸着系の真空度を引き下げるため、余り好ましくない。
このアウトガスの発生を抑制するためには、成形体をよ
り高温で焼成することが好ましく、例えば１３００〜１
７００℃の温度で焼成を行なうことが好ましい。
等を用いて行なうことができる。成形体の焼成は、酸化
雰囲気下、焼成温度１２００〜１７００℃で、１〜１０
時間、好ましくは１〜６時間にわたり行なうことができ
る。ここで、焼成温度が１１００℃未満であると、成形
体の焼結が充分に進行しないために好ましくなく、ま
た、焼成温度が１７００℃を超えると緻密化が促進し過
ぎるために好ましくない。なお、本発明の物理的気相成
長法によるセラミックコーティング用インゴットをEB-P
VD法による蒸着に使用する際、電子線で物理的気相成長
法によるセラミックコーティング用インゴット表面を加
熱すると、アウトガスが発生する。アウトガスの発生は
蒸着系の真空度を引き下げるため、余り好ましくない。
このアウトガスの発生を抑制するためには、成形体をよ
り高温で焼成することが好ましく、例えば１３００〜１
７００℃の温度で焼成を行なうことが好ましい。
【００５４】なお、混合物粉末の粒度分布は、特に限定
されるものではないが、平均粒径１０μｍ未満の粒子
と、平均粒子が１０〜３００μｍの粒子の割合が、平均
粒径１０μｍ未満の粒子の割合９５質量％未満（ゼロを
含む）、平均粒子が１０〜３００μｍの粒子の割合５質
量％以上（１００質量％を含む）である、混合物粉末の
粒度を上記範囲内に調整することにより、物理的気相成
長法によるセラミックコーティング用インゴットの耐熱
衝撃特性を更に向上させる上で好ましい。
されるものではないが、平均粒径１０μｍ未満の粒子
と、平均粒子が１０〜３００μｍの粒子の割合が、平均
粒径１０μｍ未満の粒子の割合９５質量％未満（ゼロを
含む）、平均粒子が１０〜３００μｍの粒子の割合５質
量％以上（１００質量％を含む）である、混合物粉末の
粒度を上記範囲内に調整することにより、物理的気相成
長法によるセラミックコーティング用インゴットの耐熱
衝撃特性を更に向上させる上で好ましい。
【００５５】次に、本発明の第４発明に係る物理的気相
成長法によるセラミックコーティング用インゴットの製
造方法について説明する。本発明の第２発明に係る物理
的気相成長法によるセラミックコーティング用インゴッ
トは、ハフニアを除くジルコニア純度９８質量％以上の
高純度ジルコニア原料またはジルコニア前駆体から選択
されるジルコニア原料４０質量％以下（ゼロを含まず）
及びジルコニアを除くハフニア純度９８質量％以上の高
純度ハフニア原料またはハフニア前駆体から選択される
ハフニア原料６０質量％以上（１００質量％を含まず）
よりなる原料混合物に、純度９８質量％以上の周期律表
３Ａ族元素含有化合物及び希土類元素化合物から選択さ
れる１種または２種以上を安定化剤として前記原料混合
物中のジルコニア及びハフニア含有量に対して酸化物換
算量で２．５〜１０モル％の範囲で添加してなる混合物
粉末を、所定の形状に成形後、得られた成形体を酸化雰
囲気中１２００〜１７００℃で焼成することにより焼結
体を得ることを特徴として製造することができる。
成長法によるセラミックコーティング用インゴットの製
造方法について説明する。本発明の第２発明に係る物理
的気相成長法によるセラミックコーティング用インゴッ
トは、ハフニアを除くジルコニア純度９８質量％以上の
高純度ジルコニア原料またはジルコニア前駆体から選択
されるジルコニア原料４０質量％以下（ゼロを含まず）
及びジルコニアを除くハフニア純度９８質量％以上の高
純度ハフニア原料またはハフニア前駆体から選択される
ハフニア原料６０質量％以上（１００質量％を含まず）
よりなる原料混合物に、純度９８質量％以上の周期律表
３Ａ族元素含有化合物及び希土類元素化合物から選択さ
れる１種または２種以上を安定化剤として前記原料混合
物中のジルコニア及びハフニア含有量に対して酸化物換
算量で２．５〜１０モル％の範囲で添加してなる混合物
粉末を、所定の形状に成形後、得られた成形体を酸化雰
囲気中１２００〜１７００℃で焼成することにより焼結
体を得ることを特徴として製造することができる。
【００５６】本発明の第４発明に係る物理的気相成長法
によるセラミックコーティング用インゴットの製造方法
において、ジルコニア原料としては、金属ジルコニウム
やオキシ塩化ジルコニウムを酸化する等の既知の方法に
より得られる粉末のようなハフニアを除くジルコニア純
度９８質量％以上の高純度ジルコニウム原料、または仮
焼後ジルコニウムとなる水酸化ジルコニウム、塩化ジル
コニウム等のジルコニウム前駆体を用いることができ
る。
によるセラミックコーティング用インゴットの製造方法
において、ジルコニア原料としては、金属ジルコニウム
やオキシ塩化ジルコニウムを酸化する等の既知の方法に
より得られる粉末のようなハフニアを除くジルコニア純
度９８質量％以上の高純度ジルコニウム原料、または仮
焼後ジルコニウムとなる水酸化ジルコニウム、塩化ジル
コニウム等のジルコニウム前駆体を用いることができ
る。
【００５７】また、ハフニア原料としては、ジルコニア
を除くハフニア純度が９８質量％以上である以外は上記
第３発明と同様のものを用いることができる。なお、ジ
ルコニア原料とハフニア原料の配合割合は、ジルコニア
原料４０質量％以下（ゼロを含まず）、好ましくは０．
１〜２０質量％、ハフニア原料６０質量％以上（１００
質量％を含まず）、好ましくは８０〜９９．９質量％の
範囲内である。ここで、ジルコニア原料の配合割合が４
０質量％を超えると、即ち、ハフニア原料の配合割合が
６０質量％未満となると、得られるインゴットの融点が
低下するために好ましくない。
を除くハフニア純度が９８質量％以上である以外は上記
第３発明と同様のものを用いることができる。なお、ジ
ルコニア原料とハフニア原料の配合割合は、ジルコニア
原料４０質量％以下（ゼロを含まず）、好ましくは０．
１〜２０質量％、ハフニア原料６０質量％以上（１００
質量％を含まず）、好ましくは８０〜９９．９質量％の
範囲内である。ここで、ジルコニア原料の配合割合が４
０質量％を超えると、即ち、ハフニア原料の配合割合が
６０質量％未満となると、得られるインゴットの融点が
低下するために好ましくない。
【００５８】なお、ジルコニア原料及びハフニア原料と
して、ジルコニア含量４０質量％以下（ゼロを含まず）
及びハフニア含量６０質量％以上（１００質量％を含ま
ず）のジルコニア・ハフニア複合酸化物を用いることも
できる。ここで、ジルコニア原料やハフニア原料の高純
度品は、それぞれハフニア、ジルコニアが混在している
原料から一方の成分を精製により除去しているものが多
く、コストの掛る高純度品をそれぞれ使用するよりもジ
ルコニア・ハフニア複合酸化物を使用する方がコスト的
に非常に有利である。
して、ジルコニア含量４０質量％以下（ゼロを含まず）
及びハフニア含量６０質量％以上（１００質量％を含ま
ず）のジルコニア・ハフニア複合酸化物を用いることも
できる。ここで、ジルコニア原料やハフニア原料の高純
度品は、それぞれハフニア、ジルコニアが混在している
原料から一方の成分を精製により除去しているものが多
く、コストの掛る高純度品をそれぞれ使用するよりもジ
ルコニア・ハフニア複合酸化物を使用する方がコスト的
に非常に有利である。
【００５９】次に、安定化剤もまた上記第３発明と同様
のものを使用することができる。なお、安定化剤の含有
量は、原料混合物中のジルコニア及びハフニアに対して
酸化物換算量で２．５〜１０モル％、好ましくは４〜８
モル％の範囲内である。ここで、安定化剤の含有量が
２．５モル％未満であったり、１０モル％を超えると、
焼結体に亀裂が発生したり、インゴットの融点が低下す
るために好ましくない。
のものを使用することができる。なお、安定化剤の含有
量は、原料混合物中のジルコニア及びハフニアに対して
酸化物換算量で２．５〜１０モル％、好ましくは４〜８
モル％の範囲内である。ここで、安定化剤の含有量が
２．５モル％未満であったり、１０モル％を超えると、
焼結体に亀裂が発生したり、インゴットの融点が低下す
るために好ましくない。
【００６０】本発明方法において、ジルコニア原料、ハ
フニア原料及び安定化剤の混合は、高純度ジルコニア粉
末や高純度ハフニア粉末と、酸化物、または水酸化物、
ハロゲン化物または硝酸塩のような化合物の形態の安定
化剤を粉砕混合する酸化物混合法、ジルコニア前駆体や
ハフニア前駆体と、水酸化物、ハロゲン化物または硝酸
塩のような化合物の形態の安定化剤とを同時に沈殿させ
る共沈法、またはこれらを組み合わせて用いることがで
きる。
フニア原料及び安定化剤の混合は、高純度ジルコニア粉
末や高純度ハフニア粉末と、酸化物、または水酸化物、
ハロゲン化物または硝酸塩のような化合物の形態の安定
化剤を粉砕混合する酸化物混合法、ジルコニア前駆体や
ハフニア前駆体と、水酸化物、ハロゲン化物または硝酸
塩のような化合物の形態の安定化剤とを同時に沈殿させ
る共沈法、またはこれらを組み合わせて用いることがで
きる。
【００６１】なお、第４発明において、成形工程や焼成
工程は、上記第３発明と同様である。
工程は、上記第３発明と同様である。
【００６２】また、ジルコニア原料、ハフニア原料及び
安定化剤からなる混合物粉末を酸化雰囲気下に仮焼し、
更に、これを粉砕して得られた粉体や、更に、この粉体
を造粒した粉末を所定の形状に成形し、酸化雰囲気下に
焼成することもできる。ここで、仮焼工程や造粒工程
は、上記第３発明と同様である。
安定化剤からなる混合物粉末を酸化雰囲気下に仮焼し、
更に、これを粉砕して得られた粉体や、更に、この粉体
を造粒した粉末を所定の形状に成形し、酸化雰囲気下に
焼成することもできる。ここで、仮焼工程や造粒工程
は、上記第３発明と同様である。
【００６３】なお、ジルコニア原料、ハフニア原料及び
安定化剤からなる混合物粉末の粒度分布は、特に限定さ
れるものではないが、平均粒径１０μｍ未満の粒子と、
平均粒子が１０〜３００μｍの粒子の割合が、平均粒径
１０μｍ未満の粒子の割合９５質量％未満（ゼロを含
む）、平均粒子が１０〜３００μｍの粒子の割合５質量
％以上（１００質量％を含む）である、混合物粉末の粒
度を上記範囲内に調整することにより、物理的気相成長
法によるセラミックコーティング用インゴットの耐熱衝
撃特性を更に向上させる上で好ましい。
安定化剤からなる混合物粉末の粒度分布は、特に限定さ
れるものではないが、平均粒径１０μｍ未満の粒子と、
平均粒子が１０〜３００μｍの粒子の割合が、平均粒径
１０μｍ未満の粒子の割合９５質量％未満（ゼロを含
む）、平均粒子が１０〜３００μｍの粒子の割合５質量
％以上（１００質量％を含む）である、混合物粉末の粒
度を上記範囲内に調整することにより、物理的気相成長
法によるセラミックコーティング用インゴットの耐熱衝
撃特性を更に向上させる上で好ましい。
【００６４】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明の物理的気相
成長法によるセラミックコーティング用インゴット並び
にその製造方法を更に説明する。 実施例 （１）原料の調製：以下の表１に示す割合で高純度ハフ
ニア粉末（ＨｆＯ２、純度：９９．９質量％品及び９７
質量％品）と、イットリア粉末（Ｙ２Ｏ３、純度：９
９．９質量％）、イッテリビア粉末（Ｙｂ２Ｏ３、純
度：９９．９質量％）、ランタニア粉末（Ｌａ２Ｏ３、
純度：９９．９質量％）及びエルビア粉末（Ｅｒ
２Ｏ３、純度：９９．９質量％）をそれぞれ秤量して混
合した。得られた混合物をハフニア焼結体ボールの入っ
た樹脂製ボールミルを用いて水中で１０時間湿式粉砕し
た。次に、得られたスラリーを１２０℃で１０時間乾燥
した後、ハフニア容器中で乾式粉砕し、８０メッシュの
樹脂篩を通して原料混合物１〜１２の中間体を得た。な
お、原料混合物３、６及び９については、下記のような
仮焼及び造粒操作を行なうことなく、上記で得られた中
間体をそのまま使用した。
成長法によるセラミックコーティング用インゴット並び
にその製造方法を更に説明する。 実施例 （１）原料の調製：以下の表１に示す割合で高純度ハフ
ニア粉末（ＨｆＯ２、純度：９９．９質量％品及び９７
質量％品）と、イットリア粉末（Ｙ２Ｏ３、純度：９
９．９質量％）、イッテリビア粉末（Ｙｂ２Ｏ３、純
度：９９．９質量％）、ランタニア粉末（Ｌａ２Ｏ３、
純度：９９．９質量％）及びエルビア粉末（Ｅｒ
２Ｏ３、純度：９９．９質量％）をそれぞれ秤量して混
合した。得られた混合物をハフニア焼結体ボールの入っ
た樹脂製ボールミルを用いて水中で１０時間湿式粉砕し
た。次に、得られたスラリーを１２０℃で１０時間乾燥
した後、ハフニア容器中で乾式粉砕し、８０メッシュの
樹脂篩を通して原料混合物１〜１２の中間体を得た。な
お、原料混合物３、６及び９については、下記のような
仮焼及び造粒操作を行なうことなく、上記で得られた中
間体をそのまま使用した。
【００６５】次に、上述のようにして得られた中間体に
ついて、下記の処理１〜２を行ない、原料混合物１〜２
５を得た： 処理：原料混合物１、４、７、１７、１９〜２５の中
間体を緻密質アルミナ鞘中、表１に記載する温度で３時
間にわたり大気雰囲気中で仮焼した。次に、仮焼した粉
体をハフニア焼結体ボールの入った樹脂製振動ボールミ
ルを用いた水中で平均粒径３μｍまで粉砕した。なお、
粉砕後の粉体の平均粒径は、島津粒度分布測定機ＳＡＬ
Ｄ２０００Ａを用いて測定したものである。次に、得ら
れたスラリーにアクリル系バインダー（中央理化製：Ｓ
Ａ２０３）を粉末に対して２質量％添加してスプレード
ライヤーによって造粒、乾燥して平均粒径８０μｍの顆
粒を得た。
ついて、下記の処理１〜２を行ない、原料混合物１〜２
５を得た： 処理：原料混合物１、４、７、１７、１９〜２５の中
間体を緻密質アルミナ鞘中、表１に記載する温度で３時
間にわたり大気雰囲気中で仮焼した。次に、仮焼した粉
体をハフニア焼結体ボールの入った樹脂製振動ボールミ
ルを用いた水中で平均粒径３μｍまで粉砕した。なお、
粉砕後の粉体の平均粒径は、島津粒度分布測定機ＳＡＬ
Ｄ２０００Ａを用いて測定したものである。次に、得ら
れたスラリーにアクリル系バインダー（中央理化製：Ｓ
Ａ２０３）を粉末に対して２質量％添加してスプレード
ライヤーによって造粒、乾燥して平均粒径８０μｍの顆
粒を得た。
【００６６】処理：原料混合物２、５、８、１０、１
２、１３、１５及び１８の中間体を緻密質アルミナ鞘
中、表１に記載する温度で３時間にわたり大気雰囲気中
で仮焼した。次に、仮焼した粉体をジルコニア乳鉢で、
解砕し、平均粒径約２０μｍの粉体を得た。得られた粉
体にアクリル系バインダーを外掛で２質量％添加してス
クリーン造粒し、平均粒径８０μｍの顆粒を得た。
２、１３、１５及び１８の中間体を緻密質アルミナ鞘
中、表１に記載する温度で３時間にわたり大気雰囲気中
で仮焼した。次に、仮焼した粉体をジルコニア乳鉢で、
解砕し、平均粒径約２０μｍの粉体を得た。得られた粉
体にアクリル系バインダーを外掛で２質量％添加してス
クリーン造粒し、平均粒径８０μｍの顆粒を得た。
【００６７】
【表１】
【００６８】（２）成形及び焼成方法
原料混合物１〜２５を表２に記載する割合で配合し、樹
脂製Ｖ型ブレンドミキサーで混合して混合物粉末を得た
後、この混合物粉末をφ６０×１５０ｍｍのゴム枠に詰
めて静水加圧機により所定圧力で成形した。得られた成
形体を表２に記載する焼成温度で２時間焼成した。得ら
れたインゴットの特性を表２に併記する。
脂製Ｖ型ブレンドミキサーで混合して混合物粉末を得た
後、この混合物粉末をφ６０×１５０ｍｍのゴム枠に詰
めて静水加圧機により所定圧力で成形した。得られた成
形体を表２に記載する焼成温度で２時間焼成した。得ら
れたインゴットの特性を表２に併記する。
【００６９】
【表２】
【００７０】表２中、かさ密度は、アルキメデス法によ
り測定した結果である。また、熱衝撃試験は、φ５０×
４０ｍｍの試料の表面にアセチレン／酸素バーナーのト
ーチ先端を急激にあて、更に、２分間曝すことにより評
価したものである。この際、試料冷却後も大きな亀裂が
発生せず、試料が形状を保持した場合を◎、大きな亀裂
が発生したが、形状そのものは維持された場合を○、破
断するか、または粉々となったものを×として評価し
た。更に、電子線照射試験は、減圧中８００℃で５時間
前処理を行なって吸着水等を脱離させたφ５０×５０ｍ
ｍの形状のインゴット表面に、真空度１０−５トール下
で電子銃（日本電子製：ＪＥＢＧ−２０３系）を用いて
電子線を照射し、この際、電子線のスキャン幅を５×５
ｍｍとし、電流値を約１５分間で９００ｍＡまで上昇さ
せ、インゴットの表面温度が３０００℃以上となるよう
にして、溶融層を形成させた。この間のインゴットの破
断の有無、溶融層の安定状態を目視により評価し、アウ
トガスの発生量は真空度計により評価することにより行
なったものである。この際、インゴットが破断せず、溶
融層が安定し、蒸着を安定的に行なうことができたもの
を◎、アウトガスが多量に発生し、真空度の低下が大き
いが、インゴットは破断せず、溶融層も安定していたも
のを○、加熱途中でインゴットが破断したものまたは溶
融層が不安定であったものを×とした。
り測定した結果である。また、熱衝撃試験は、φ５０×
４０ｍｍの試料の表面にアセチレン／酸素バーナーのト
ーチ先端を急激にあて、更に、２分間曝すことにより評
価したものである。この際、試料冷却後も大きな亀裂が
発生せず、試料が形状を保持した場合を◎、大きな亀裂
が発生したが、形状そのものは維持された場合を○、破
断するか、または粉々となったものを×として評価し
た。更に、電子線照射試験は、減圧中８００℃で５時間
前処理を行なって吸着水等を脱離させたφ５０×５０ｍ
ｍの形状のインゴット表面に、真空度１０−５トール下
で電子銃（日本電子製：ＪＥＢＧ−２０３系）を用いて
電子線を照射し、この際、電子線のスキャン幅を５×５
ｍｍとし、電流値を約１５分間で９００ｍＡまで上昇さ
せ、インゴットの表面温度が３０００℃以上となるよう
にして、溶融層を形成させた。この間のインゴットの破
断の有無、溶融層の安定状態を目視により評価し、アウ
トガスの発生量は真空度計により評価することにより行
なったものである。この際、インゴットが破断せず、溶
融層が安定し、蒸着を安定的に行なうことができたもの
を◎、アウトガスが多量に発生し、真空度の低下が大き
いが、インゴットは破断せず、溶融層も安定していたも
のを○、加熱途中でインゴットが破断したものまたは溶
融層が不安定であったものを×とした。
【００７１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子線照射物理的気相成長法（EB-PVD）装置の電子線が
照射された場合と同様に急激な熱衝撃によっても破断せ
ず、しかも溶融層が安定するため、EB-PVD装置で高品質
なハフニア耐熱遮蔽皮膜を形成することができる物理的
気相成長法によるセラミックコーティング用インゴット
並びにその製造方法を提供することができる。
電子線照射物理的気相成長法（EB-PVD）装置の電子線が
照射された場合と同様に急激な熱衝撃によっても破断せ
ず、しかも溶融層が安定するため、EB-PVD装置で高品質
なハフニア耐熱遮蔽皮膜を形成することができる物理的
気相成長法によるセラミックコーティング用インゴット
並びにその製造方法を提供することができる。
【００７２】また、ハフニアの４０質量％までをジルコ
ニアに置換した場合においても、高品質なジルコニア・
ハフニア耐熱遮蔽皮膜を形成することができる。
ニアに置換した場合においても、高品質なジルコニア・
ハフニア耐熱遮蔽皮膜を形成することができる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 梅本 禎親
大阪府大阪市住之江区平林南１丁目６番38
号 第一稀元素化学工業株式会社内
(72)発明者 井上 兼太
大阪府大阪市住之江区平林南１丁目６番38
号 第一稀元素化学工業株式会社内
Ｆターム(参考） 4G030 AA11 AA12 AA13 AA14 AA17
AA18 BA22 GA03 GA04 GA05
GA08 GA11 GA14 GA22 GA25
GA27
4K029 DC05 DC09
Claims (22)
- 【請求項１】 ハフニア、及びハフニアに対して酸化物
換算量で２．５〜１０モル％の周期律表３Ａ族元素含有
化合物及び希土類元素化合物から選択される１種または
２種以上の安定化剤を含有してなる焼結体よりなること
を特徴とする物理的気相成長法によるセラミックコーテ
ィング用インゴット。 - 【請求項２】 ジルコニア４０質量％以下（ゼロを含ま
ず）及びハフニア６０質量％以上（１００質量％を含ま
ず）、及びジルコニア及びハフニアに対して酸化物換算
量で２．５〜１０モル％の周期律表３Ａ族元素含有化合
物及び希土類元素化合物から選択される１種または２種
以上の安定化剤を含有してなる焼結体よりなることを特
徴とする物理的気相成長法によるセラミックコーティン
グ用インゴット。 - 【請求項３】 不可避不純物の合計量が、酸化物換算で
２質量％以下である、請求項１または２記載の物理的気
相成長法によるセラミックコーティング用インゴット。 - 【請求項４】 周期律表３Ａ族元素含有化合物は、スカ
ンジウムまたはイットリウムの酸化物である、請求項１
ないし３のいずれか１項記載の物理的気相成長法による
セラミックコーティング用インゴット。 - 【請求項５】 希土類元素化合物は、ランタン、セリウ
ム、プラセオジウム、ネオジウム、プロメチウム、サマ
リウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジ
スプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イ
ッテルビウムまたはルテチウムの酸化物である、請求項
１ないし３のいずれか１項記載の物理的気相成長法によ
るセラミックコーティング用インゴット。 - 【請求項６】 焼結体のかさ密度が４〜９ｇ／ｃｍ３の
範囲内にある、請求項１ないし５のいずれか１項記載の
物理的気相成長法によるセラミックスコーティング用イ
ンゴット。 - 【請求項７】 焼結体の形状は、直径１０〜１００ｍ
ｍ、長さ１０〜２００ｍｍの円筒形である、請求項１な
いし６のいずれか１項記載の物理的気相成長法によるセ
ラミックスコーティング用インゴット。 - 【請求項８】 請求項１、３ないし７のいずれか１項記
載の物理的気相成長法によるセラミックスコーティング
用インゴットの製造方法において、ハフニア純度９８質
量％以上の高純度ハフニア原料またはハフニア前駆体か
ら選択されるハフニア原料に、純度９８質量％以上の周
期律表３Ａ族元素含有化合物及び希土類元素化合物から
選択される１種または２種以上を安定化剤として前記ハ
フニア原料中のハフニア含有量に対して酸化物換算量で
２．５〜１０モル％の範囲で添加してなる混合物粉末
を、所定の形状に成形後、得られた成形体を酸化雰囲気
中１２００〜１７００℃で焼成することにより焼結体を
得ることを特徴とする物理的気相成長法によるセラミッ
クスコーティング用インゴットの製造方法。 - 【請求項９】 周期律表３Ａ族元素含有化合物は、スカ
ンジウムまたはイットリウムの酸化物、ハロゲン化物ま
たは硝酸塩である、請求項８記載の物理的気相成長法に
よるセラミックスコーティング用インゴットの製造方
法。 - 【請求項１０】 希土類元素化合物は、ランタン、セリ
ウム、プラセオジウム、ネオジウム、プロメチウム、サ
マリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、
ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、
イッテルビウムまたはルテチウムの酸化物、ハロゲン化
物または硝酸塩である、請求項８記載の物理的気相成長
法によるセラミックスコーティング用インゴットの製造
方法。 - 【請求項１１】 高純度ハフニア原料のハフニア純度が
９９．５質量％以上である、請求項８ないし１０記載の
物理的気相成長法によるセラミックスコーティング用イ
ンゴットの製造方法。 - 【請求項１２】 ハフニア原料と安定化剤の混合物粉末
は、その一部または全量が１１００〜１７００℃の温度
で酸化雰囲気中で仮焼した後、粉砕して得られた粉体で
ある、請求項８ないし１１のいずれか１項記載の物理的
気相成長法によるセラミックスコーティング用インゴッ
トの製造方法。 - 【請求項１３】 ハフニア原料と安定化剤の混合物粉末
は、その一部または全量が１１００〜１７００℃の温度
で酸化雰囲気中で仮焼した後、粉砕し、造粒して得られ
た造粒物である、請求項８ないし１１のいずれか１項記
載の物理的気相成長法によるセラミックスコーティング
用インゴットの製造方法。 - 【請求項１４】 ハフニア原料と安定化剤の混合物粉末
中の平均粒径１０μｍ未満の粒子と、平均粒子が１０〜
３００μｍの粒子の割合が、平均粒径１０μｍ未満の粒
子の割合９５質量％未満、平均粒子が１０〜３００μｍ
の粒子の割合５質量％以上である、請求項８ないし１３
のいずれか１項記載の物理的気相成長法によるセラミッ
クスコーティング用インゴットの製造方法。 - 【請求項１５】 請求項２ないし７のいずれか１項記載
の物理的気相成長法によるセラミックスコーティング用
インゴットの製造方法において、ハフニアを除くジルコ
ニア純度９８質量％以上の高純度ジルコニア原料または
ジルコニア前駆体から選択されるジルコニア原料４０質
量％以下（ゼロを含まず）及びジルコニアを除くハフニ
ア純度９８質量％以上の高純度ハフニア原料またはハフ
ニア前駆体から選択されるハフニア原料６０質量％以上
（１００質量％を含まず）よりなる原料混合物に、純度
９８質量％以上の周期律表３Ａ族元素含有化合物及び希
土類元素化合物から選択される１種または２種以上を安
定化剤として前記原料混合物中のジルコニア及びハフニ
ア含有量に対して酸化物換算量で２．５〜１０モル％の
範囲で添加してなる混合物粉末を、所定の形状に成形
後、得られた成形体を酸化雰囲気中１２００〜１７００
℃で焼成することにより焼結体を得ることを特徴とする
物理的気相成長法によるセラミックスコーティング用イ
ンゴットの製造方法。 - 【請求項１６】 ジルコニア原料及びハフニア原料が、
ジルコニア含量４０質量％以下（ゼロを含まず）及びハ
フニア含量６０質量％以上（１００質量％を含まず）の
ジルコニア・ハフニア複合酸化物である、請求項１５記
載の物理的気相成長法によるセラミックスコーティング
用インゴットの製造方法。 - 【請求項１７】 周期律表３Ａ族元素含有化合物は、ス
カンジウムまたはイットリウムの酸化物、ハロゲン化物
または硝酸塩である、請求項１５記載の物理的気相成長
法によるセラミックスコーティング用インゴットの製造
方法。 - 【請求項１８】 希土類元素化合物は、ランタン、セリ
ウム、プラセオジウム、ネオジウム、プロメチウム、サ
マリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、
ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、
イッテルビウムまたはルテチウムの酸化物、ハロゲン化
物または硝酸塩である、請求項１５記載の物理的気相成
長法によるセラミックスコーティング用インゴットの製
造方法。 - 【請求項１９】 高純度ハフニア原料のハフニア純度が
９９．５質量％以上である、請求項１５記載の物理的気
相成長法によるセラミックスコーティング用インゴット
の製造方法。 - 【請求項２０】 ジルコニア原料、ハフニア原料及び安
定化剤の混合物粉末は、その一部または全量が１１００
〜１７００℃の温度で酸化雰囲気中で仮焼した後、粉砕
して得られた粉体である、請求項１５ないし１９のいず
れか１項記載の物理的気相成長法によるセラミックスコ
ーティング用インゴットの製造方法。 - 【請求項２１】 ジルコニア原料、ハフニア原料及び安
定化剤の混合物粉末は、その一部または全量が１１００
〜１７００℃の温度で酸化雰囲気中で仮焼した後、粉砕
し、造粒して得られた造粒物である、請求項１５ないし
１９のいずれか１項記載の物理的気相成長法によるセラ
ミックスコーティング用インゴットの製造方法。 - 【請求項２２】 ジルコニア原料、ハフニア原料及び安
定化剤の混合物粉末中の平均粒径１０μｍ未満の粒子
と、平均粒子が１０〜３００μｍの粒子の割合が、平均
粒径１０μｍ未満の粒子の割合９５質量％未満、平均粒
子が１０〜３００μｍの粒子の割合５質量％以上であ
る、請求項１５ないし２１のいずれか１項記載の物理的
気相成長法によるセラミックスコーティング用インゴッ
トの製造方法。
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005200226A (ja) * | 2004-01-13 | 2005-07-28 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 耐環境性皮膜材料及びそれを利用した皮膜構造体並びにセラミック構造物 |
| WO2005083150A1 (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-09 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | スパッタリングターゲット並びに光情報記録媒体及びその製造方法 |
-
2002
- 2002-05-24 JP JP2002151064A patent/JP2003342721A/ja active Pending
Cited By (6)
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