JPS60180958A - セラミツク焼結体 - Google Patents
セラミツク焼結体Info
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- JPS60180958A JPS60180958A JP59036774A JP3677484A JPS60180958A JP S60180958 A JPS60180958 A JP S60180958A JP 59036774 A JP59036774 A JP 59036774A JP 3677484 A JP3677484 A JP 3677484A JP S60180958 A JPS60180958 A JP S60180958A
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は正方晶および又は立方晶ＺｒＯ２を主成分とし
た高強度Ｚｒ０ｚ詳しくはセラミック焼結体に関する。
た高強度Ｚｒ０ｚ詳しくはセラミック焼結体に関する。
（従来技術とその問題点）
焼結セラミック材料はその高い硬度、高温強度、化学的
安定性等の秀れた特性を利用して構造用材料としての開
発が進められている。
安定性等の秀れた特性を利用して構造用材料としての開
発が進められている。
しかしながら強度および強度の安定性、靭性等の問題が
実用化を阻んできた。この様な強度、靭性への要求に対
し正方晶ＺｒＯ２系焼結体あるいは正方晶ＺｒＯ２分散
型部分安定化ＺｒＯ２焼結体が開発され、抗折力で１１
０Ｋｆ／ｌ１ｌｌ１２に達している（特開昭５５−−１
４０７６２）。
実用化を阻んできた。この様な強度、靭性への要求に対
し正方晶ＺｒＯ２系焼結体あるいは正方晶ＺｒＯ２分散
型部分安定化ＺｒＯ２焼結体が開発され、抗折力で１１
０Ｋｆ／ｌ１ｌｌ１２に達している（特開昭５５−−１
４０７６２）。
しかしながら硬度が低く耐摩耗性に問題があること、抗
折力としても未だ不十分であることがらさらに改良が提
案されている。そのひとつにＡＩ！。
折力としても未だ不十分であることがらさらに改良が提
案されている。そのひとつにＡＩ！。
Ｓｉ、周期律表１１Ｔａ、ｖａ、■ａ族元素の硼化物、
炭化物、窒化物およびＡＩ！２０５のうち１種または２
種以上の混合物とＺ ｒｏ２から成る焼結体で（特開昭
５８−１２０５７１）、抗折力が１６０ Ｋｙ／ｗｒｍ
２１ｃ達すルトサレテいる。しかしながらこれは焼結性
の点で問題があり、ホットプレスといった高コストの焼
結法が必要であった。また抗折力としてもさらに高い焼
結体が必要とされることは当然のことである。
炭化物、窒化物およびＡＩ！２０５のうち１種または２
種以上の混合物とＺ ｒｏ２から成る焼結体で（特開昭
５８−１２０５７１）、抗折力が１６０ Ｋｙ／ｗｒｍ
２１ｃ達すルトサレテいる。しかしながらこれは焼結性
の点で問題があり、ホットプレスといった高コストの焼
結法が必要であった。また抗折力としてもさらに高い焼
結体が必要とされることは当然のことである。
（発明の構成）
上記に鑑み本発明は上記要望を満たすため開発されたも
のである。即ち本発明のセラミック焼結体は、正方晶お
よび又は立方晶Ｚｒ’０２を主たる成分とするセラミッ
ク焼結体であって、以下の第１成分を５５〜９６体積パ
ーセント、第２成分を４〜４５体積パーセント、不可避
不純物３体積パーセント以下から成る 第１成分：周期律表Ｎａ族酸化物またはＣａＯ、ＭｇＯ
から選ばれた１種または２種以上を固 溶し８０重量パーセント以りが正方晶 および又は立方晶からなり残りが単斜 晶から成るＺｒ０ｚ 第２成分二周期律表■ａ４ａ、■ａ族元素の炭窒化物、
炭酸化物、酸窒化物、炭酸窒化物の１ 種または２種以上またはこれらの固溶 体 ことを特徴とする。
のである。即ち本発明のセラミック焼結体は、正方晶お
よび又は立方晶Ｚｒ’０２を主たる成分とするセラミッ
ク焼結体であって、以下の第１成分を５５〜９６体積パ
ーセント、第２成分を４〜４５体積パーセント、不可避
不純物３体積パーセント以下から成る 第１成分：周期律表Ｎａ族酸化物またはＣａＯ、ＭｇＯ
から選ばれた１種または２種以上を固 溶し８０重量パーセント以りが正方晶 および又は立方晶からなり残りが単斜 晶から成るＺｒ０ｚ 第２成分二周期律表■ａ４ａ、■ａ族元素の炭窒化物、
炭酸化物、酸窒化物、炭酸窒化物の１ 種または２種以上またはこれらの固溶 体 ことを特徴とする。
以下本発明を実施例と共に詳細に説明する。
本発明のセラミック焼結体は周期律表１１１ａ族酸化物
またはＣａＯ、ＭｇＯから選ばれた安定化剤を所定量固
溶したＺｒＯ２を主成分としく第１成分）、周期律表ｆ
ｆａ＋Ｖ”＋Ｗａ族元素の炭窒化物、炭酸化物、酸窒化
物、炭酸窒化物（第２成分）を含む焼結体である。
またはＣａＯ、ＭｇＯから選ばれた安定化剤を所定量固
溶したＺｒＯ２を主成分としく第１成分）、周期律表ｆ
ｆａ＋Ｖ”＋Ｗａ族元素の炭窒化物、炭酸化物、酸窒化
物、炭酸窒化物（第２成分）を含む焼結体である。
先ず第１成分については、ＺｒＯ２相は焼結体中に５５
〜９６体積パーセントを占めるが、これは５５くまた強
度が小さくなるためである。
〜９６体積パーセントを占めるが、これは５５くまた強
度が小さくなるためである。
さらにＺｒ０ｚ相は８０重量パーセント以上が正方晶又
は立方晶から成る。これは単斜晶が増加すると強度が低
下するためであり、本発明者らは２０重量パーセント以
下の単斜晶量であれば秀れた強度を維持し得ることを見
い出した。
は立方晶から成る。これは単斜晶が増加すると強度が低
下するためであり、本発明者らは２０重量パーセント以
下の単斜晶量であれば秀れた強度を維持し得ることを見
い出した。
また原料あるいは工程中に混入する不可避不純物は３体
積パーセント以下でおおむね強度を維持し得る。
積パーセント以下でおおむね強度を維持し得る。
なおＺｒＯ２相を正方晶および立方晶に維持するに、
は周期律表■３族酸化物またはＣａＯ、ＭｇＯから選ば
れた安定剤を所定量固溶させることが必要である。
は周期律表■３族酸化物またはＣａＯ、ＭｇＯから選ば
れた安定剤を所定量固溶させることが必要である。
こ＼で所定量とは状態図に示された最も低温まで立方晶
が安定である量の１から１を意味する。た１ 次に第２成分については、Ｔｉの化合物は特に硬度が高
（、Ｚｒ０ｚ相との差が大きいため鏡面加工時に凸部に
なり易く、平滑面を必要とする用途例えば薄膜磁気ヘッ
ド用基板用には、さけることが望ましい。また炭化物、
窒化物といった化合物は焼結が困難で炭窒化物、炭酸化
物、酸窒化物、炭酸窒化物といった置換型固溶体でなけ
れば高強度の焼結体とはなり難いのである。またさらに
これらの固溶体（Ｍ（Ｃ，Ｎｍ０ｎ）ｚｌ！＋ｍ＋ｎ＝
１．／＋ｎ＝０゜ｍ−）−ｎ触０ 、 Ｉ！＋ｎ＃０
、１．２）ｚ）０．５ ）であっても同様の効果を得る
。
が安定である量の１から１を意味する。た１ 次に第２成分については、Ｔｉの化合物は特に硬度が高
（、Ｚｒ０ｚ相との差が大きいため鏡面加工時に凸部に
なり易く、平滑面を必要とする用途例えば薄膜磁気ヘッ
ド用基板用には、さけることが望ましい。また炭化物、
窒化物といった化合物は焼結が困難で炭窒化物、炭酸化
物、酸窒化物、炭酸窒化物といった置換型固溶体でなけ
れば高強度の焼結体とはなり難いのである。またさらに
これらの固溶体（Ｍ（Ｃ，Ｎｍ０ｎ）ｚｌ！＋ｍ＋ｎ＝
１．／＋ｎ＝０゜ｍ−）−ｎ触０ 、 Ｉ！＋ｎ＃０
、１．２）ｚ）０．５ ）であっても同様の効果を得る
。
つぎに実施例をあげて説明する。
実施例１
第１表に示す組成の第２成分と、Ｙ２Ｏ５を３モル含む
共沈法で製造したＺｒＯ２を混合し、１５００℃で真空
ホットプレスを実施した。ホットプレス条件は３００に
９／ｃｒ／１２時間とした。なおＺｒＯ２は比重６．０
５とし第２成分は公知の比重を用いて重量比を算出し配
合した。得られた焼結体の研削面をＸ線回折に供し以下
に示す算出式にて正方晶量子立方晶量を業算出した。ま
た硬度、抗折力をＨＲＡ及びＪＩＳに準する方法にて測
定した。
共沈法で製造したＺｒＯ２を混合し、１５００℃で真空
ホットプレスを実施した。ホットプレス条件は３００に
９／ｃｒ／１２時間とした。なおＺｒＯ２は比重６．０
５とし第２成分は公知の比重を用いて重量比を算出し配
合した。得られた焼結体の研削面をＸ線回折に供し以下
に示す算出式にて正方晶量子立方晶量を業算出した。ま
た硬度、抗折力をＨＲＡ及びＪＩＳに準する方法にて測
定した。
正方晶十立方晶＝
第２成分が４〜４５体積パーセントで、■ａ。
Ｖａ、■ａ族元素の炭窒化物、炭酸化物、酸窒化物炭酸
窒化物またはこれらの固溶体から成る場合極め−で高い
強度の得られることがわかる。
窒化物またはこれらの固溶体から成る場合極め−で高い
強度の得られることがわかる。
第 １ 表
実施例２
第２表に示す組成のＺｒＯ２粉と、焼結体に占める体積
パーセントが２５パーセントとなる様にＴ ｉ Ｃ８，
、Ｎｏ、、を配合し、実施例１に示した方法で焼結体を
得た。それらを同様の方法でＺｒＯ２の結晶形ＨＲＡ
、ｒＲ３の評価を行なった。得られた結果を第２表に示
した。安定化剤によって８０重量パーセント以上を正方
晶および立方晶とする必要のあることがわかる。
パーセントが２５パーセントとなる様にＴ ｉ Ｃ８，
、Ｎｏ、、を配合し、実施例１に示した方法で焼結体を
得た。それらを同様の方法でＺｒＯ２の結晶形ＨＲＡ
、ｒＲ３の評価を行なった。得られた結果を第２表に示
した。安定化剤によって８０重量パーセント以上を正方
晶および立方晶とする必要のあることがわかる。
実施例３
実施例１にて得た焼結体を２μのダイヤモンドペースト
を用いてポリシングを行なったところ、第２成分にＴｉ
化合物を含む焼結体の面粗度が０，０８μｍ以上であっ
たが、それ以外（第１表で４．５）の焼結体は０．０２
μｍ以下を得た。これはＴｉ化合物の硬度が高（ＺｒＯ
２相との差が大きいためと考えられる。
を用いてポリシングを行なったところ、第２成分にＴｉ
化合物を含む焼結体の面粗度が０，０８μｍ以上であっ
たが、それ以外（第１表で４．５）の焼結体は０．０２
μｍ以下を得た。これはＴｉ化合物の硬度が高（ＺｒＯ
２相との差が大きいためと考えられる。
さ
この様に表面粗味に秀れた焼結体が容易に得れ
られる点で、本発明によ妾ば薄膜磁気ヘッド用セラミッ
ク基板としての応用が考えられ、第１表４により得た焼
結体を薄膜磁気ヘッド用基板に加工したところ加工性に
秀れ基板としての機能も現用のＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣセラ
ミックスと同等以上であることが判明した。すなわち本
発明によって秀れたセラミック基板材料を提供できるも
のである。
ク基板としての応用が考えられ、第１表４により得た焼
結体を薄膜磁気ヘッド用基板に加工したところ加工性に
秀れ基板としての機能も現用のＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣセラ
ミックスと同等以上であることが判明した。すなわち本
発明によって秀れたセラミック基板材料を提供できるも
のである。
実施例４
第１表に示した組成で、実施例１と同一様の混合粉末を
作成し、２ ｔ／ｌｒｉの加圧力にて静水圧プレスし真
空中で１６００℃にて焼結した。さらに１６００℃にて
Ａｒガス１０００気圧にて熱間静水圧プレスを実施した
。得られた焼結体特性を第３表に示す。
作成し、２ ｔ／ｌｒｉの加圧力にて静水圧プレスし真
空中で１６００℃にて焼結した。さらに１６００℃にて
Ａｒガス１０００気圧にて熱間静水圧プレスを実施した
。得られた焼結体特性を第３表に示す。
第 ６ 表
本発明による組成物が特にホットプレスによらない焼結
法での特性に秀れていることがわかる。すなわち複雑形
状の焼結体を低コストで大量に生産が可能である点で本
発明の有効性があきらかである。
法での特性に秀れていることがわかる。すなわち複雑形
状の焼結体を低コストで大量に生産が可能である点で本
発明の有効性があきらかである。
（発明の効果）
以上の様に本発明によれば、低コストの焼結法でしかも
高抗折力のセラミック焼結体が得られる。
高抗折力のセラミック焼結体が得られる。
手続補正書
昭和ω年２月ｎ日
電
特許庁長官志賀 半数
１、事件の表示
昭和５９ 年 特許 願第０３６７７４号２、 発明の
名称 セチミックメ槍、長’＜＋３、 補正をする者 事件との関係 特許出阿人 ４、代理人 居ｓ 所 （”Ｆ５３３）大阪小束・定用区東中島１丁
目２０番１２−６２４号ユニシー７新大阪５２４号室 １）明細書中第５頁下から１行目 「化合物は」を「化合物単独では」に訂正する。
名称 セチミックメ槍、長’＜＋３、 補正をする者 事件との関係 特許出阿人 ４、代理人 居ｓ 所 （”Ｆ５３３）大阪小束・定用区東中島１丁
目２０番１２−６２４号ユニシー７新大阪５２４号室 １）明細書中第５頁下から１行目 「化合物は」を「化合物単独では」に訂正する。
２）明細書中第６頁上から１行目
「困難で炭窒化物」を次の通りに訂正する。
［困難で、またこれらの混合物としても焼結性の向上は
不十分で、炭窒化物」 ３）明細書中第６頁上から４行目 ｉｌ！＋ｎ＝０ｊをｌ−／ ＋ ｍ ！ｑ Ｏ”Ｊに訂
正する。
不十分で、炭窒化物」 ３）明細書中第６頁上から４行目 ｉｌ！＋ｎ＝０ｊをｌ−／ ＋ ｍ ！ｑ Ｏ”Ｊに訂
正する。
４）明細書中第６頁上から６行目と７行目の間に次の文
句を挿入する。
句を挿入する。
［なお本発明焼結体の製造方法としては常法により粉末
を混合後ホットプレスあるいは型押後常圧焼結すること
があげられる。さらに引き続いて熱間静水圧プレスを行
なうことも緻密焼、給体を得るに極めて有効であること
が判明している。」 ５）明細書中第６頁上から１８〜１９行目［ 正方晶子立方晶＝ 」 を次の通りに訂正する。
を混合後ホットプレスあるいは型押後常圧焼結すること
があげられる。さらに引き続いて熱間静水圧プレスを行
なうことも緻密焼、給体を得るに極めて有効であること
が判明している。」 ５）明細書中第６頁上から１８〜１９行目［ 正方晶子立方晶＝ 」 を次の通りに訂正する。
［（立方晶子正方晶）の体積比＝
６）明細書中第７頁の第１表金部を次の通りに訂正する
。
。
（注） ＋１、楽２ 体積チ
ア）明細書中第？頁上から３行目
ｒｏ、ｏｓμｍ」を１０．０３μｍ」に訂正する。
８）明細書中第９頁上から４行目
ｒｏ、ｏｚμｍ」を丁０．０１μｍ」に訂正する。
９）明細書中第１０頁の第３表金部を次の通りに訂正す
る。
る。
第３表
一口
（注）来１．米２体積チ
１０）明細書中第１１頁上から３行目と４行目の間に次
の文句を挿入する。
の文句を挿入する。
「実施例５
実施例１に示した第１表１の条件にて磁気テープ用スリ
ッターを試作した。寸法はｙ６１２０朗×ダ５０ｍＸ２
ｍｍＨとした。スリッターとして問題になる切味は研削
加工後の刃こぼれで評価されるが、本発明による焼結体
は現用の超微粒超硬合金と同程度以上に刃こぼれが少な
く良好な切味を示した。また耐摩耗、性は従来超硬合金
の２倍以上であった。なお、正方晶ＺｒＯ２単独の焼結
体では刃仁ぼれのため従来の超硬合金に比べ切味が劣っ
た。」
ッターを試作した。寸法はｙ６１２０朗×ダ５０ｍＸ２
ｍｍＨとした。スリッターとして問題になる切味は研削
加工後の刃こぼれで評価されるが、本発明による焼結体
は現用の超微粒超硬合金と同程度以上に刃こぼれが少な
く良好な切味を示した。また耐摩耗、性は従来超硬合金
の２倍以上であった。なお、正方晶ＺｒＯ２単独の焼結
体では刃仁ぼれのため従来の超硬合金に比べ切味が劣っ
た。」
Claims (2)
- （１）正方晶および又は立方晶Ｚ ｒｏ２を主たる成分
とするセラミック焼結体であって、以下の第１成分を５
５〜９６体積パーセント、第２成分を４〜４５体積パー
セント、不可避不純物３体積パーセント以下から成る箱 第１成分：周期律表１ａ族酸化物またはＣａＯ、ＭｇＯ
から選ばれた１種または２種以上を 固溶し８０重量パーセント以上が正 方晶および又は立方晶からなり残り が単斜晶から成るＺ ｒｏ２ 第２成分二周期律表■ａ 、ｖａ 、■ａ族元素の炭窒
化物。 炭酸化物、酸窒化物、炭酸窒化物の １種または２種以上またはこれらの 固溶体 ことを特徴とするセラミック焼結体。 - （２）第２成分が周期律表でＴｉを除＜ ｔｖａ、ｖａ
、■ａ族元素の炭窒化物、炭酸化物、酸窒化物、炭酸窒
化物の１種または２種以上またはこれらの固溶体である
特許請求の範囲第（１）項記載のセラミック焼結体。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59036774A JPS60180958A (ja) | 1984-02-27 | 1984-02-27 | セラミツク焼結体 |
| DE8585301167T DE3563346D1 (en) | 1984-02-27 | 1985-02-21 | Ceramic compacts comprising zirconia |
| CA000474846A CA1227222A (en) | 1984-02-27 | 1985-02-21 | Ceramic compacts |
| EP19850301167 EP0157487B1 (en) | 1984-02-27 | 1985-02-21 | Ceramic compacts comprising zirconia |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59036774A JPS60180958A (ja) | 1984-02-27 | 1984-02-27 | セラミツク焼結体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60180958A true JPS60180958A (ja) | 1985-09-14 |
Family
ID=12479113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59036774A Pending JPS60180958A (ja) | 1984-02-27 | 1984-02-27 | セラミツク焼結体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0157487B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60180958A (ja) |
| CA (1) | CA1227222A (ja) |
| DE (1) | DE3563346D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5916833A (en) * | 1995-11-07 | 1999-06-29 | Ngk Spark Plug Company Limited | Sintered ceramic bodies and ceramic metal working tools |
Families Citing this family (2)
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| GB9015892D0 (en) * | 1990-07-19 | 1990-09-05 | Tioxide Group Services Ltd | Compositions |
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Family Cites Families (1)
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1984
- 1984-02-27 JP JP59036774A patent/JPS60180958A/ja active Pending
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1985
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- 1985-02-21 DE DE8585301167T patent/DE3563346D1/de not_active Expired
Patent Citations (2)
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| US5994250A (en) * | 1995-11-07 | 1999-11-30 | Ngk Spark Plug Company Limited | Sintered ceramic bodies and ceramic working tools |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1227222A (en) | 1987-09-22 |
| EP0157487A1 (en) | 1985-10-09 |
| EP0157487B1 (en) | 1988-06-15 |
| DE3563346D1 (en) | 1988-07-21 |
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