JPS61251568A - 高強度ＺｒＯ↓２基焼結体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は産業用の刃物、ダイス、摺動部品等に有用な高
強度ＺｒＯ２基焼結体に関するものである。

口、従来の技術 従来、ＺｒＯ□基焼結体としては、高強度化のために安
定化剤としてＹ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ等を固溶させ、
焼結温度で安定な状態で存在する正方晶相を結晶粒径を
コントロールすることにより室温まで維持させたものが
ある。

ハ０発明が解決するための手段 従来、ｚｒＯ□へ添加する安定化剤としては、Ｙ２Ｏ３
゜ＭｇＯ、ＣａＯについて主に研究開発されてきたが、
その中でもＹ２Ｏ３が最も強靭な焼結体が得られること
が報告されている。しかしながら、Ｙ２Ｏ３は高価であ
り、価格の変動も数しいため、より安価でしかもＹ２Ｏ
３と同等か或いはそれ以上の強靭性が発現する添加剤の
開発が要望されていた。

二問照点を解決するための手段 本発明は％　Ｚｒ０２−Ｃｅ０□系焼結体に着目し、各
種添加物について研究した結果、ｚｒＯ□に対しＣｓＯ
□を６〜１８モルチ（８，２〜２３．５重量％）含有し
、さらに、全体に対してＡ／、２０．を１０〜３５　ｗ
ｔチ含有した、主に正方晶の結晶構造を有するＺ　ｒ０
２基焼結体とすることにより、前記問題点を解決するも
のである。さらに、本発明では、前述の焼結体を１３０
０〜１５５０℃、５００敏−以上の圧力で熱間静水圧プ
レスを適用することによシ、よシ高強度化が得られるも
のである。

ホ１作用 ＺｒＯ７に対するＣ　ｅ０２の添加量は、６モルチ以下
では、単斜晶の割合が多くなり、また１８モルチ以上で
は、立方晶が生成し、共に、強靭化を発現する正方晶の
割合が少なくなるため、強度が低下する。故に、ＣｅＯ
□の最適な添加量は、６〜１８モルチである。次に、Ｃ
ｅＯ□を添加したＺ　ｒＯ２焼結体において、さらにｕ
２０３を１０〜３５帆膚添加することにより強度が一層
向上することを見出したが、その原因については現在究
明中である。また、ｋＡ２０３を添加することにより、
ｋｔ２０３の添加量に比例して硬度が向上する効果があ
る。

へ、実施例 次に本発明の実施例について説明する。共沈法によって
、Ｃ・０□をＺｒＯ２に対して、第１表に示すように４
〜２０モル俤固溶させた粉末（平均粒径約０．１μ〕と
、全体に対して５〜４０重量％となるように秤量したＡ
Ｌ２０３粉末（平均粒径０．０３μ〕を、蒸留水とポリ
ビニルアルコールのような結合剤と共にポットに投入し
て、ボールミル粉砕・混合を行う。そして、得られたス
ラリーをスプレードライヤーで、約８０μｍの造粒粉と
した後、金型に造粒粉を充填し、２　ｔｏｎ、／２−の
圧力で成形する。

次に、得られた成形体を大気焼成炉で１ｏｏ〜２００℃
７寺の昇温速度で１５００℃まで昇温し、その温度で２
時間保持して、常圧焼結する。その後、１００〜ｂ 結体を得る。そして、これから抗折用試験片を切り出シ
テ、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ　Ｒ１６０１）Ｉｃ従って、抗
折強度を測定する。その結果を第１表に示す。

また、熱間静水圧プレスは、上記焼結体に、１３５０〜
１５５０℃の温度で、５００ｋｇ〜以上の圧力で適用す
れば良く、１４５０℃、１０００咳４−の条件で行った
実施例の結果を第１表に示す。第１表から、ＣｅＯ２が
８〜１６モル％、Ａ２２０３が１０〜３０重量％の本発
明の場合には、他の比較例よりも、強度が高いことがわ
かる。また、ＣａＯ２が４モルチの場合は、焼結体にク
ラックが生じ、抗折試験片が作成できなかった。

なお、上述した実施例においては、ＣｅＯ２を固溶した
Ｚ　ｒ０２原料粉末を用いる例を示したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、ｚｒｏ２粉末とＣａＯ□
粉末の混合粉を用いても同様の効果が得られている。

ｈ発明の詳細 な説明したように本発明においては、Ｃｅ０２ｓｋｔ２
０３を含有した主に正方晶の結晶構造からなる高強度Ｚ
　ｒＯ２基焼結体が得られ、産業上非常に有益である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ＺｒＯ＿２に対し、ＣｅＯ＿２を６〜１８モル％含
   有し、さらに全体に対してＡｌ＿２Ｏ＿３を１０〜３５
   ｗｔ％含有した、主に正方晶の結晶構造からなることを
   特徴とする高強度ＺｒＯ＿２基焼結体。 ２、温度１３００〜１５５０℃、圧力５００ｋｇ／ｃｍ
   ＾２以上で熱間静水圧プレスされていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の高強度ＺｒＯ＿２基焼結
   体。