JPH05339697A - 溶射用ジルコニア粉末の製造方法 - Google Patents

溶射用ジルコニア粉末の製造方法

Info

Publication number
JPH05339697A
JPH05339697A JP4173688A JP17368892A JPH05339697A JP H05339697 A JPH05339697 A JP H05339697A JP 4173688 A JP4173688 A JP 4173688A JP 17368892 A JP17368892 A JP 17368892A JP H05339697 A JPH05339697 A JP H05339697A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
thermal spraying
zirconia
thermal spray
spray
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4173688A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Matsumura
浩行 松村
Toshihiko Arakawa
敏彦 荒川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tosoh Corp filed Critical Tosoh Corp
Priority to JP4173688A priority Critical patent/JPH05339697A/ja
Publication of JPH05339697A publication Critical patent/JPH05339697A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】2価以上の金属の化合物の1種類以上とジルコ
ニウム塩の混合水溶液から、中和または加水分解により
得たジルコニア水和物ゾルを、乾燥により顆粒状のゲル
にし、該ゲルを1000〜1500℃で仮焼することを
特徴とする溶射用ジルコニア粉末の製造方法。 【効果】製造工程数が少なく、安価で製造でき、純度も
遜色がない。また、搬送ガスで壊れることなく、しかも
流動性が極めて優れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶射用ジルコニア粉末
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、耐熱性、硬度、耐摩耗性、耐食性
などにさらに優れた皮膜特性を得るために、1μm以下
の微粉末材料を造粒し使用することが増えてきている。
例えば、高純度のジルコニア溶射粉末は、中和共沈法、
加水分解法、加水分解−中和法などにより得られた水和
ジルコニアゾルを600〜1200℃で仮焼し、この仮
焼粉末を1μm以下になるように湿式粉砕し、乾燥した
後噴霧乾燥法、転動造粒法、流動造粒法、攪拌造粒法な
どにより10〜200μmの粒度に造粒するか、あるい
は上記の方法で造粒した後乾燥し、分級するか、あるい
はこの造粒粉末を再加熱した後分級することによって得
られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように造粒後分級
調整するだけでは、得られる顆粒が軟らかいので、供給
チュ−ブ内で搬送ガスによって顆粒が壊れ、生成した微
粉が、造粒粉末の表面に付着し、さらに、チュ−ブ内で
閉塞現象や供給不良を生じる。また、粉末同士あるいは
粉末と器壁との摩擦による静電気の発生により同様の現
象が生じる。この供給がスム−ズに行われないと、溶射
層における粒界、結晶粒、および気孔から構成されてい
る積層が、不均質になり、かつ1回当たりの皮膜厚みが
不均一になる。このような現象が生じると製品の耐熱
性、硬度、耐摩耗性、強度、耐食性などに悪影響がでて
くる。そこで、造粒粉末をさらに加熱処理し、表面を硬
化させ安定供給を図っている。
【0004】従来の高純度のジルコニア溶射粉末は、こ
のように、微粉末材料を造粒し、さらに分級や熱処理す
ることで、微粉末材料の持つ問題点を解決していた。し
かし、反面、このような処理をすることで工程数が増
え、粉末製造コストが高くなっていた。
【0005】本発明は、これらの問題の解決された、す
なわち、従来品と比較して製造工程が少なく、安価であ
りながら、溶射にあたり搬送ガスによって顆粒が壊され
にくく、流動性がよく、チューブ内で閉塞現象や供給不
良を生じることなく、かつ、従来品と遜色のない耐熱
性、硬度、耐摩耗性、強度、耐食性などに優れた溶射皮
膜をつくりうる溶射用ジルコニア粉末の提供を目的とす
るものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、2価以上の金
属の化合物の1種類以上とジルコニウム塩の混合水溶液
から、中和あるいは加水分解により得たジルコニア水和
物ゾルを、乾燥により顆粒状のゲルにし、該ゲルを10
00〜1500℃で仮焼することを特徴とする溶射用ジ
ルコニア粉末の製造方法を要旨とするものである。
【0007】本発明において用いられるジルコニウム塩
は、水溶性であればいかなるものでもよく、例えば、オ
キシ塩化ジルコニウム、塩化ジルコニウム、硝酸ジルコ
ニウム、硫酸ジルコニウムなどがある。水溶性ジルコニ
ウム塩水溶液の濃度は、ジルコニウムについて0.05
〜2モル/lが経済的に好ましい。
【0008】本発明において、2価以上の金属の化合物
をジルコニウム塩の水溶液に添加する時期は、中和の場
合は中和前がよく、加水分解の場合は前後どちらでもよ
いが、好ましくは、加水分解の前がよい。
【0009】本発明において、2価以上の金属元素の種
類や添加量に制限はない。例えば、Y、Mg、Ce、C
a、Ybなど焼成によっての安定化剤としての効果のあ
るものは、YであればY/ZrOのモル比で
1.5/98.5〜12/88がよく、好ましくは、
2.5/97.5〜10/90がよい。Si、Al、T
i、Ni、Crなど酸化ジルコニウムとの組み合わせに
より、耐熱性、硬度、耐摩耗性、強度、耐食性などの皮
膜特性が向上するものは、AlであればAlとし
てZrOに対して0.05〜80wt%が好ましい。
また、加水分解を行う前に、該水溶性ジルコニウム塩水
溶液に水和ジルコニア、酸化ジルコニウム粒子などを添
加すれば、加水分解時間を短縮できし、加水分解終了後
に、後工程の生産性を向上さすために加水分解終了液を
濃縮してもよい。
【0010】加水分解方法以外には、加水分解後に、ア
ルカリを添加して、沈殿を生成さす方法もある。
【0011】本発明において得られた水和ジルコニアゾ
ルを乾燥し、ゲル粉末を得る場合は、加水分解終了後直
ちに乾燥しても濃縮後に乾燥してもよく、更に加水分解
終了後や濃縮後にpH調整した後や粘度調整後に乾燥し
てもよい。
【0012】本発明において得られた水和ジルコニアゾ
ルを乾燥し、造粒ゲル粉末を得る方法は、噴霧乾燥方法
を用いることが好ましく、中でも流動性の向上のために
は、回転ディスク方式のスプレ−ドライヤ−が好まし
い。噴霧乾燥時の熱風温度は、50〜300℃がよく、
95〜200℃がより好ましい。
【0013】本発明において得られた造粒ゲル粉末を仮
焼する方法は、連続、バッチ方式を問わず、一般的に
は、電気炉、ガス炉を用いることが多いが、回転ディス
クにより、水和ジルコニアゾルを噴霧しながら、乾燥−
仮焼を同時に行う方式を用いてもかまわない。
【0014】仮焼温度は、1000〜1500℃、とく
に1200〜1500℃、保持時間は、15分〜10時
間程度が好ましい。皮膜の必要としている特性により仮
焼温度を変え、目的に合った溶射粉末を得ることができ
る。
【0015】ゲルを仮焼する温度が1000℃未満であ
ると造粒粒子中に硫酸イオン、硝酸イオン、塩素イオン
などの陰イオンの残存量が多く、この粉末を用いて溶射
を行うと素材が金属質の場合や下地溶射のサ−メット部
分あるいは溶射装置そのものが、腐食により錆てしまう
ことがある。また、溶射時の皮膜の付着効率はあるが、
一次粒子が微粒なので溶射時の歩留まりが悪くなる。特
に、仮焼温度が1000℃未満の場合には、顆粒が軟ら
かく、溶射時の搬送ガスで顆粒が壊れ、溶射装置のパウ
ダ−チュ−ブ内で壊れた粉末が滞積し、閉塞現象や供給
不良を生じるので、皮膜が形成されない。
【0016】仮焼温度が1500℃を超えると、造粒粒
子同士でネック焼結している部分があり、これが流動性
に悪影響を与え、粒界、結晶粒、気孔から構成されてい
る積層が、不均質になったり、1回当たりの皮膜厚みが
不均一になる。この様な現象が生じると皮膜の耐熱性、
硬度、耐摩耗性、強度、耐食性などに悪影響がでてく
る。また、造粒粒子内で部分的に焼結が起こっていると
ころがあり、溶射温度が低かった場合、未溶融部分が残
存し、溶射皮膜の付着効果が悪くなり、気孔率が上昇す
るので、皮膜の耐熱性や硬度が低下する。
【0017】
【発明の効果】以上の如く、本発明の溶射用ジルコニア
粉末は、従来のものと比較して、製造工程数が少なく、
安価で製造でき、純度も遜色がない。また、搬送ガスで
壊れることなく、しかも流動性が極めて優れており、内
径2mm以下のパウダ−チュ−ブでも閉塞することな
く、単位時間当たりの供給量も安定している。そのた
め、従来の溶射造粒粉末と遜色なく、均質で付着効率が
高く、耐熱性、硬度、耐摩耗性、強度、耐食性などに優
れた溶射皮膜を得ることができる。
【0018】
【実施例】
実施例1 ZrO換算濃度50g/lのオキシ塩化ジルコニウム
水溶液にYClをZrOとYとの合計に対す
るY換算3モル%となるように添加し、還流下に
加水分解率が90%になるまで加水分解し、更に該水溶
液にAl(住友化学工業社製 AKP−30)を
ZrOに対して20wt%添加した後、ZrO換算
濃度が300g/lになるまで濃縮して水和ジルコニア
ゾルを得た。このゾルを回転ディスク方式の噴霧乾燥装
置を用いて熱風温度170℃で噴霧乾燥を行い、球状造
粒ゲル粉末を得た。このゲル粉末を更に大気雰囲気下で
1500℃、保持2時間の条件により電気炉による熱処
理によって溶射用粉末を得、溶射試験に供した。
【0019】実施例2 ZrO換算濃度50g/lのオキシ塩化ジルコニウム
水溶液にY(日本イットリウム社製 YCグレー
ド)をZrOとYとの合計に対するY
算8モル%となるように添加し、還流下で加水分解率が
89%になるまで加水分解し、更に該水溶液をZrO
換算濃度が310g/lになるまで濃縮し水和ジルコニ
アゾルを得た。このゾルを実施例1と同じ条件で噴霧乾
燥を行い、球状造粒ゲル粉末を得た。このゲル粉末を更
に大気雰囲気下で1000℃、保持4時間の条件により
電気炉による熱処理によって、溶射用粉末を得、溶射試
験に供した。
【0020】実施例3 ZrO換算濃度60g/lのオキシ塩化ジルコニウム
水溶液にMgOをZrOとMgOの合計に対するMg
O(神島化学工業社製 HP−30)換算9モル%とな
るように添加し、還流下で加水分解率が90%になるま
で加水分解し、更に該水溶液をZrO換算濃度が30
0g/lになるまで濃縮し水和ジルコニアゾルを得た。
このゾルを実施例1と同じ噴霧乾燥装置を用いて熱風温
度150℃で噴霧乾燥を行い、球状造粒ゲル粉末を得
た。このゲル粉末を更に大気雰囲気下で1200℃、保
持2時間の条件により電気炉による熱処理によって、溶
射用粉末を得、溶射試験に供した。
【0021】実施例4 ZrO換算濃度50g/lのオキシ塩化ジルコニウム
水溶液にCeClをZrOとCeOの合計に対す
るCeO換算12モル%となるように添加し、還流下
で加水分解率が88%になるまで加水分解し、更に該水
溶液をZrO換算濃度が290g/lになるまで濃縮
し水和ジルコニアゾルを得た。このゾルを回転ディスク
方式により縦型流動層装置内に噴霧させ、大気雰囲気下
で1100℃、層内滞在時間約2時間の条件で熱処理
し、溶射用粉末を得、溶射試験に供した。
【0022】実施例5 ZrO換算濃度70g/lのオキシ塩化ジルコニウム
水溶液にYClをZrOとYとの合計に対す
るY換算3モル%となるように添加し、還流下に
加水分解率が90%になるまで加水分解し、更に該水溶
液に水酸化ナトリウム溶液を添加し水和ジルコニアゾル
を得た。このゾルを実施例1と同じ条件で噴霧乾燥を行
い、球状造粒ゲル粉末を得た。このゲル粉末を更に大気
雰囲気下で1300℃、保持2時間の条件により電気炉
による熱処理によって、溶射用粉末を得、溶射試験に供
した。
【0023】比較例1 球状造粒ゲル粉末の熱処理温度1500℃を800℃と
するほかは実施例1と同じ条件にして、溶射用粉末を
得、溶射試験に供した。
【0024】しかし、溶射開始後1分以内で波打ち現象
を生じ、粉末が安定供給されず、均一な厚みの皮膜が得
られなかった。また、溶射後、約1週間でSUS304
試験片と皮膜の間に錆と思われる斑点が発生した。
【0025】比較例2 比較例1で得た溶射用ジルコニア粉末を水洗し、ボ−ル
ミルで粉砕後に50wt%スラリ−にし、濃度2wt%
のアンモニア水で粘度調整後、大気中で噴霧乾燥し、溶
射用粉末を得、溶射試験に供した。
【0026】しかし、溶射開始後2〜3分で比較例1同
様に波打ち現象を生じ、粉末が安定供給されず、均一な
厚みの皮膜が得られなかった。
【0027】比較例3 比較例2で得た溶射用ジルコニア粉末をを大気雰囲気下
で1200℃、保持2時間の条件により電気炉による熱
処理によって、溶射用粉末を得、溶射試験に供した。
【0028】比較例4 非安定化ジルコニア粉末(東ソー社製 TZ−0)とY
(日本イットリウム社製 YCグレード)をモル
比で97:3の割合で50wt%スラリ−にし、2wt
%のアンモニア水で1500cpに粘度調整後、大気中
で噴霧乾燥し、溶射用粉末を得、溶射試験に供した。
【0029】しかし、溶射開始後2〜3分で波打ち現象
を生じ、粉末が安定供給されず、均一な厚みの皮膜が得
られなかった。
【0030】以上の例における溶射用粉末の特性および
溶射試験の結果を表1および表2に示す。
【0031】溶射は、プラズマ溶射により50mm×6
0mm×5mm厚さのブラスト処理されたSUS304
試験片に皮膜厚さ200μmを目標にして行った(溶射
機METCO社、プラズマガスAr/H)。また、粉
末の流動性としてパウダ−チュ−ブ閉塞状況も確認した
(○:問題なし、△:2〜3分で波打ち現象、×:1分
以内で波打ち現象)。皮膜の評価は、溶射皮膜断面の顕
微鏡観察による皮膜の密着性の観察による(◎:気孔が
極めて少ない、○:気孔が少ない、△:厚み不均一)。
また、皮膜の硬度は、マイクロビッカ−ス硬度計によ
り、試験荷重200g、負荷時間10秒の条件で測定し
た。さらに、JIS H 8666のセラミック溶射試
験方法およびJIS H 8304の品質規格による熱
衝撃試験によって、試験片を900℃に加熱し、水中に
投じて冷却するという操作を10回繰り返すことによる
耐熱衝撃性を測定した(○:まったく剥離しない、△:
5〜10回で剥離した、×:4回以下で剥離した)。
【0032】 表2 流動性 皮 膜 硬 度 耐 熱 評 価 Hv 衝撃性 実施例1 ○ ◎ 750 ○ 2 ○ ◎ 800 ○ 3 ○ ◎ 750 ○ 4 ○ ◎ 820 ○ 5 ○ ◎ 770 ○ 比較例1 × △ 500 × 2 △ ○ 550 △ 3 ○ ◎ 750 ○ 4 △ ○ 450 △

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2価以上の金属の化合物の1種類以上とジ
    ルコニウム塩の混合水溶液から、中和または加水分解に
    より得たジルコニア水和物ゾルを、乾燥により顆粒状の
    ゲルにし、該ゲルを1000〜1500℃で仮焼するこ
    とを特徴とする溶射用ジルコニア粉末の製造方法。
JP4173688A 1992-06-09 1992-06-09 溶射用ジルコニア粉末の製造方法 Pending JPH05339697A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4173688A JPH05339697A (ja) 1992-06-09 1992-06-09 溶射用ジルコニア粉末の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4173688A JPH05339697A (ja) 1992-06-09 1992-06-09 溶射用ジルコニア粉末の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05339697A true JPH05339697A (ja) 1993-12-21

Family

ID=15965268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4173688A Pending JPH05339697A (ja) 1992-06-09 1992-06-09 溶射用ジルコニア粉末の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05339697A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004175662A (ja) * 2002-11-22 2004-06-24 Sulzer Markets & Technology Ag 高温で耐性を維持する断熱層を製造するための噴霧粉末
JP2013136814A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Fujimi Inc セラミック溶射皮膜及びその製造方法
CN115011904A (zh) * 2022-07-04 2022-09-06 福建华开电力科技有限公司 一种防腐防污金属材料的复合处理方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004175662A (ja) * 2002-11-22 2004-06-24 Sulzer Markets & Technology Ag 高温で耐性を維持する断熱層を製造するための噴霧粉末
JP2013136814A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Fujimi Inc セラミック溶射皮膜及びその製造方法
CN115011904A (zh) * 2022-07-04 2022-09-06 福建华开电力科技有限公司 一种防腐防污金属材料的复合处理方法
CN115011904B (zh) * 2022-07-04 2024-02-09 福建华开电力科技有限公司 一种防腐防污金属材料的复合处理方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2013340802B2 (en) Thermal spraying of ceramic materials
KR100890585B1 (ko) 무기 미립자, 무기 원료 분말 및 그 제조 방법
JP2639121B2 (ja) 微細α―アルミナ粉末の製造方法
CN109844177A (zh) 陶瓷材料的热喷涂
WO2013035545A1 (ja) 研磨砥粒およびその製造方法、研磨スラリー並びにガラス製品の製造方法
JPH0573712B2 (ja)
CN113727946A (zh) 成膜用或烧结用粉末
JPH05339697A (ja) 溶射用ジルコニア粉末の製造方法
JPH0665706A (ja) 溶射用ジルコニア粉末
EP0535796A2 (en) Stabilised metal oxides
EP0490500B1 (en) Stabilised metal oxides
US3585260A (en) Chromic acid bonded chromic oxide agglomerates produced by spray drying
JP2006111524A (ja) セラミック粉末の製造方法
JP4650598B2 (ja) 半導体製造装置用酸化物溶射用粒子およびその製造方法、ならびに半導体製造装置用部材
JPH05339698A (ja) 溶射用ジルコニア粉末
JP2002104874A (ja) ジルコニア球状焼結体の製造方法
JPH06122955A (ja) 真球状溶射粉末の製造方法
JPH07187817A (ja) 溶射材料及びその製造方法
JPH0665707A (ja) 溶射用ジルコニア粉末
JPS63262453A (ja) 噴出溶射用のセラミツク−ガラス粒子およびその製法
CN112723858A (zh) 一种低成本氧化铝陶瓷球的配方及其生产工艺
CN106631173A (zh) 一种C/C复合材料SiC‑Y2Hf2O7复合涂层及制备方法
JPH05310426A (ja) 溶射用ジルコニア粉末
JPH05238726A (ja) 高結晶性微細α−アルミナ粉末の製造方法
JPS58113369A (ja) 溶射用粉末材料およびその製造方法