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公開番号2024052605
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-11
出願番号2023167797
出願日2023-09-28
発明の名称焼結体
出願人東ソー株式会社
代理人
主分類C04B 35/486 20060101AFI20240404BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】
加工性と遮光性を両立したジルコニアの焼結体を提供すること。
【解決手段】
安定化元素を含有するジルコニアを含み、前記安定化元素の含有量が3.0mol%未満であり、XRDパターンにおいて2θ=34.0°±0.2°のピークを有する焼結体。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項1】
安定化元素を含有するジルコニアを含み、前記安定化元素の含有量が3.0mol%未満であり、XRDパターンにおいて2θ=34.0°±0.2°のピークを有する焼結体。
続きを表示(約 720 文字)【請求項2】
前記安定化元素がイットリウム、ガドリニウム、イッテルビウム及びエルビウムより選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1に記載の焼結体。
【請求項3】
前記安定化元素がイットリウムと、ガドリニウム、イッテルビウム及びエルビウムより選ばれる少なくとも1種と、を含む、請求項1又は2に記載の焼結体。
【請求項4】
XRDパターンにおける2θ=34.0°±0.2°のピークトップの強度に対する2θ=30.0°±0.2°の強度の比が10以上1000以下である、請求項1又は2に記載の焼結体。
【請求項5】
マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ランタン、ネオジム及びサマリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種と、アルミニウムを含む、請求項1又は2に記載の焼結体。
【請求項6】
ビッカース硬度が12.3GPa以下である、請求項1又は2に記載の焼結体。
【請求項7】
全光線透過率が20%以下である、請求項1又は2に記載の焼結体。
【請求項8】
実測密度が5.4g/cm

以上6.3g/cm

以下である請求項1又は2に記載の焼結体。
【請求項9】
ジルコニアの結晶粒子及び分散相の結晶粒子を含み、ジルコニアの結晶粒子の平均結晶粒子径が、分散相の結晶粒子の平均結晶粒子径より小さい、請求項1又は2に記載の焼結体。
【請求項10】
分散相の結晶粒子を含み、分散相の結晶粒子の平均アスペクト比が1.5以上3.5以下である、請求項1又は2に記載の焼結体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、焼結体に関し、特に、高い遮光性及び高い加工性を有し、主としてジルコニアからなる焼結体に関する。
続きを表示(約 2,600 文字)【背景技術】
【0002】
ジルコニアをマトリックスとする焼結体は、粉砕媒体や構造材料など強度を必要とする従来用途に加え、時計、携帯電子機器、自動車、家電等の装飾部品などの装飾用途への適用が検討されている。装飾用途へ適用される焼結体は、外的な衝撃による破壊を防ぐため、高強度・高靭性であることが求められる。これまで、信頼性の高い材料として、高強度及び高靭性を備える種々の焼結体が報告されている。
【0003】
特許文献1では、79.8~92mol%のZrO

及び4.5~10.2mol%のY



と、3.5~7.5mol%のNb



又は5.5~10.0mol%のTa



と、を含む正方晶ジルコニア複合粉末と、前記ジルコニア複合粉末に対する質量比が0質量%超過2.5質量%以下であるTiO

ナノ粉末と、を含むように形成された焼結体、が報告されている。当該焼結体は、高強度と高靭性を維持しながらも、ジルコニアの硬度を下げることが可能となるため、加工性に優れたジルコニアを提供することができると報告されている。特許文献1のジルコニア焼結体は透光性を有する透光性ジルコニア焼結体である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2015-127294号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
近年、外装部材としての意匠性の観点から、ジルコニア焼結体には遮光性が望まれている。一般に、常圧常温焼結プロセスにおいてジルコニア焼結体にアルミナを添加することで遮光性が得られることが知られている。しかしながら、含まれるアルミナの添加量が増加するにつれ、ジルコニア焼結体の硬度が高くなり、加工性が悪化する。
【0006】
本開示は、加工性と遮光性を両立したジルコニアの焼結体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
すなわち、本発明は特許請求の範囲のとおりであり、また、本開示の要旨は以下のとおりである。
〔1〕 安定化元素を含有するジルコニアを含み、前記安定化元素の含有量が3.0mol%未満であり、XRDパターンにおいて2θ=34.0°±0.2°のピークを有する焼結体。
〔2〕 前記安定化元素がイットリウム、ガドリニウム、イッテルビウム及びエルビウムより選ばれる少なくとも1種を含む〔1〕に記載の焼結体。
〔3〕 前記安定化元素がイットリウムと、ガドリニウム、イッテルビウム及びエルビウムより選ばれる少なくとも1種と、を含む〔1〕又は〔2〕に記載の焼結体。
〔4〕 XRDパターンにおける2θ=34.0°±0.2°のピークトップの強度に対する2θ=30.0°±0.2°の強度の比が10以上1000以下である〔1〕乃至〔3〕のいずれかに記載の焼結体。
〔5〕 マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ランタン、ネオジム及びサマリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種と、アルミニウムと、を含む〔1〕乃至〔4〕のいずれかに記載の焼結体。
〔6〕 ビッカース硬度が12.3GPa以下である〔1〕乃至〔5〕のいずれかに記載の焼結体。
〔7〕 全光線透過率が20%以下である〔1〕乃至〔6〕のいずれかに記載の焼結体。
〔8〕 実測密度が5.4g/cm

以上6.3g/cm

以下である〔1〕乃至〔7〕のいずれかに記載の焼結体。
〔9〕 ジルコニアの結晶粒子及び分散相の結晶粒子を含み、ジルコニアの結晶粒子の平均結晶粒子径が、分散相の結晶粒子の平均結晶粒子径より小さい、〔1〕乃至〔8〕のいずれかに記載の焼結体。
〔10〕 分散相の結晶粒子を含み、分散相の結晶粒子の平均アスペクト比が1.5以上3.5以下である、〔1〕乃至〔9〕のいずれかに記載の焼結体。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本開示の焼結体について、実施形態の一例を示して説明する。なお、本明細書で開示した各構成及びパラメータは任意の組合せとすることができ、また、本明細書で開示した値の上限及び下限は任意の組合せとすることができる。
【0009】
本実施形態の焼結体は、安定化元素を含有するジルコニアを含み、前記安定化元素の含有量が3.0mol%未満であり、XRDパターンにおいて2θ=34.0°±0.2°のピークを有する焼結体、である。
【0010】
本実施形態の焼結体に含まれるジルコニアは安定化元素を含有する。すなわち、安定化元素を0mol%超含む。安定化元素は、ジルコニアを安定化させる元素であり、例えば希土類元素を挙げることができる。本実施形態の焼結体に含まれるジルコニアは、安定化元素として、イットリウム(Y)、ガドリニウム(Gd)、イッテルビウム(Yb)及びエルビウム(Er)からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましく、イットリウム、ガドリニウム及びイッテルビウムからなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことがより好ましく、イットリウム及びガドリニウムを含むことが更に好ましい。焼結体の強度が高い点で、希土類元素はイットリウムを含むことが好ましい。少ない安定化元素量で焼結しやすい点で、希土類元素は、ガドリニウムを含むことが好ましい。焼結体の水熱劣化耐性が高くなりやすいため、希土類元素はイッテルビウムを含むことが好ましい。本実施形態の焼結体に含まれるジルコニアは、該希土類元素を2種類以上含んでいてもよい。本実施形態の焼結体に含まれるジルコニアは、イットリウムと、ガドリニウム(Gd)、イッテルビウム(Yb)及びエルビウム(Er)からなる群より選ばれる少なくとも1種と、を含むことが好ましく、例えば、本実施形態の焼結体に含まれるジルコニアは、イットリウム及びガドリニウムを含むことが好ましい。これにより、焼結体の強度が高く、なおかつ少ない安定化元素量で焼結しやすい焼結体が得られる。
(【0011】以降は省略されています)

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