特許ウォッチ

公開番号2024052663
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-11
出願番号2023204274,2023167797
出願日2023-12-01,2023-09-28
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°のピークを有し、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以下である焼結体。
続きを表示（約 410 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】
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４】
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５】
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６】
実測密度が５．４ｇ／ｃｍ
３
以上６．３ｇ／ｃｍ
３
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
２
及び４．５～１０．２ｍｏｌ％のＹ
２
Ｏ
３
と、３．５～７．５ｍｏｌ％のＮｂ
２
Ｏ
５
又は５．５～１０．０ｍｏｌ％のＴａ
２
Ｏ
５
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
２
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
３
以上６．３ｇ／ｃｍ
３
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）

関連特許