JPH0225864B2 - - Google Patents
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- JPH0225864B2 JPH0225864B2 JP61110864A JP11086486A JPH0225864B2 JP H0225864 B2 JPH0225864 B2 JP H0225864B2 JP 61110864 A JP61110864 A JP 61110864A JP 11086486 A JP11086486 A JP 11086486A JP H0225864 B2 JPH0225864 B2 JP H0225864B2
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Description
[産業上の利用分野]
本発明は、透光性にすぐれたジルコニア焼結体
の製造法に関する。
[従来の技術]
従来、透光性ジルコニア焼結体として、ZrO2
−Y2O3系およびZrO2−CaO系の2成分系焼結体
がそれぞれジヤーナル・オブ・ジ・アメリカン・
セラミツク・ソサイアテイ(Journal of The
American Ceramic Society)第50巻第532頁
(1967)およびジヤーナル・オブ・レス−コモ
ン・メタルズ(Journal of Less−Common
Metals)第13巻第530頁(1967)に報告されてい
るが、これら焼結体の光透過率は、いずれも約10
%程度であり、真に透光性を有する材料とはいい
がたい。
[発明が解決しようとする問題点]
本発明は、光学材料として供することができ
る、非常に高い透光性を有するジルコニア焼結体
の製造法を提供するものである。
[問題点を解決するための手段]
一般にセラミツクスに透光性を与えるために
は、焼結体の密度を上げて気孔による光の散乱を
減少させること、および焼結体粒子径を大きくし
て粒界による光の散乱を減少させることが有効で
あるとされている。本発明者は、ZrO2−Y2O3系
焼結体に関する研究を進めた結果、ZrO2−Y2O3
系にTiO2を添加することによつて、焼結体の粒
成長が著しく促進されることを見出した。しか
し、一般には著しい粒成長は、気孔の移動よりも
粒子の成長速度のほうが速くなるために、粒内に
気孔が残存する結果となり、緻密な焼結体が得難
いという欠点がある。本発明者は、この欠点を克
服するために、原料粉体の特性および焼結条件の
検討を行ない、ZrO2−Y2O3系にTiO2を添加した
系において著しい粒成長と完全な緻密化とが相反
する結果を与えることなく達成されることを見出
し、高い透光性を有するジルコニア焼結体をうる
に至つた。
本発明は、Y2O32モル%以上、TiO23〜20モル
%および残りZrO2からなる成形体を酸素含有雰
囲気中で焼成し、ホツトアイソスタテイツク処理
し、ついで空気または酸素中で酸化処理すること
による、透光性ジルコニア焼結体の製造法、を提
供するものである。このようにして製造された
TiO23〜20モル%の焼結体は、Y2O32モル%付近
で正方晶単相であり、Y2O36モル%以上では立方
晶単相となり、その間で正方晶と立方晶との混晶
となる。立方晶単相からなる焼結体は、光学的に
等方性であるため、粒界による散乱がなくなり、
もつとも高い透光性を示す。ただし、Y2O3は9
モル%をこえて含有させる必要は乏しい。TiO2
添加量の増大とともに焼結体の粒径は増大する。
たとえば、1700℃で2時間焼結を行なつた場合、
5モル%TiO2では50〜100μm、10モル%TiO2で
は100〜200μmの粒径となる。光透過性は、この
粒径が大きくなるほど高くなる傾向にある。ただ
し、TiO2含有量が20モル%をこえると、第2相
として別の化合物ZrTiO4が形成されるため、透
光性が著しく低下する。したがつて、透光性を十
分高いものとするために、TiO2含有量は、3〜
20モル%、このましくは5〜20モル%にしなけれ
ばならない。
本発明者は、Y2O36モル%以上、TiO2は、3
〜20モル%のほか、ランタン系希土類酸化物を微
量含有させたジルコニア焼結体が透光性のほか、
ケイ光放射性をも有することを見出した。そのラ
ンタン系希土類酸化物含有量としては0.1〜3モ
ル%が望ましく、ケイ光放射性をもつともよく発
揮させるには1モル%前後がよい。また、ランタ
ン系希土類酸化物としては、Nd2O3、Eu2O3、
Tb2O3等を例示することができる。
本発明の焼結体の製造法について、以下に詳し
く説明する。
出発原料は、高純度微粉末であることが望まし
い。たとえば、湿式法などで合成された平均粒子
径0.1μm以下のZrO2−Y2O3系微粉末と平均粒子
径0.5μm以下のTiO2微粉末とを充分よく混合し
た粉末でもよいが、ZrO2−Y2O3系粉末とTiO2粉
末とを充分よく混合したものを焼成し、平均粒子
径0.3μm以下に粉砕してえられる各成分が互いに
固溶化したもののほうがさらにこのましい。ある
いは共沈法によつて合成された平均粒子径0.3μm
以下のZrO2−Y2O3−TiO2系微粉末やZrO2−
Y2O3系粉末にチタンのアルコキシド溶液を混合
し、乾燥し、焼成し、粉砕してえられた平均粒子
径0.3μm以下のものも好適な原料である。ランタ
ン系希土類酸化物の添加は、シユウ酸塩などを仮
焼前のZrO2−Y2O3−TiO2系粉末前駆体に混合し
たのち、焼成することによつて行なえばよい。こ
のような粉末を、ラバープレス、スリツプキヤス
ト法などの成形法で所定の形状に成形したのち、
焼成する。焼成温度は、1400℃以上とすればよ
く、充分な粒成長を達成するには1600〜1800℃が
好ましい。また、昇温速度は、100℃/hr以下が
好ましい。焼成雰囲気は、空気でもよいが、一段
と高い透光性をうるためには、酸素を用いるのが
好ましい。このようにしてえられた焼結体は、す
でに高い透光性を有しているが、さらに透光性の
高いものとするため、次にホツトアイソスタテイ
ツクプレス装置に入れて処理する。処理条件とし
て、圧力媒体 アルゴン、圧力500気圧以上、温
度1400〜1700℃を選ぶのが好ましい。この処理に
よつて、焼結体は、還元状態となるため、黒色に
なる。したがつて、この黒色焼結体を空気または
酸素中で酸化してもとの色に戻す処理が必要であ
る。その処理温度は、800℃以上、好ましくは
1000℃以上であり、1200℃で充分である。
このようにしてえられた焼結体は、理論値の99
%以上の密度を有し、波長350〜7000nmの可視
光域から赤外光域の光に対して高い透過性を示
す。またランタン系希土酸化物を含有するもの
は、紫外線照射によつて、たとえばEu2O3を含む
ものは赤色の、Tb2O3を含むものは緑色のケイ光
を発する。
[発明の効果]
本発明によつて得られる焼結体は、すぐれた透
光性および高い屈折率を有し、また大型製品や複
雑な形状のものも簡単に製造することができると
いう利点を有する。さらに、ランタン系希土酸化
物を含有させてケイ光放射性を有する透明体とし
ても使用することができる。したがつて、炉体の
窓、発熱体の被覆管、ランプの保護管など耐熱性
および断熱性が要求される光透過材料;赤外レン
ズ、赤外受光素子の窓などの赤外透過材料;ケイ
光表示材料、固体発振材料、紫外線線量計用など
の工業的用途;時計、宝石などの装飾材料等々に
利用することができる。
[実施例]
本発明を実施例を用いて説明する。
粉末製造例 1〜3
オキシ塩化ジルコニウムと塩化イツトリウムと
の混合水溶液を煮沸することによつて加水分解
し、えられたゾルを乾燥したのち、900℃で焼成
し、粉砕して、Y2O3を含むジルコニア微粉末を
えた。この粉末とチタンイソプロポキシド溶液を
エタノール中に入れ、湿式混合したのち、減圧乾
燥し、950℃で焼成したのち、粉砕し、ZrO2−
Y2O3−TiO2系微粉末をえた。
粉末製造例 4〜6
粉末製造例1〜3と同様にしてえたY2O3を含
んでいるジルコニア微粉末とチタニア微粉末とを
エタノール中で湿式混合したのち、乾燥し、900
℃で焼成し、粉砕してZrO2−Y2O3−TiO2系微粉
末をえた。
粉末製造例 7
オキシ塩化ジルコニウムと塩化イツトリウムと
の混合水溶液にチタンイソプロポキシド溶液を添
加し、3日間加熱を続けることによつて加水分解
し、生成したゾルを乾燥したのち、920℃で焼成
し、粉砕することによつてZrO2−Y2O3−TiO2系
微粉末をえた。
粉末製造例 8〜13
粉末製造例1〜3と同様にしてジルコニア粉末
をえた。また、チタンイソプロポキシド溶液に水
を添加して水和チタニアの加水分解生成物をえ
た。上記ジルコニア粉末と水和チタニアの加水分
解生成物とを湿式混合し、乾燥したのち、1000℃
で2時間焼成し、粉砕してZrO2−Y2O3−TiO2系
微粉末をえた。
粉末製造例 14〜18
粉末製造例8〜13と同様にしてえたジルコニア
粉末と水和チタニアの加水分解生成物との混合物
にネオジウムのシユウ酸塩を添加し、湿式粉砕
し、乾燥したのち、1000℃で1時間焼成した。え
られた仮焼粉末を粉砕して、Nd2O3が固溶した
ZrO2−Y2O3−TiO2系微粉末をえた。
以上の微粉末の組成および1次粒子径は、表1
のとおりである。
焼結例 A
粉末製造例1〜7でえられた粉末を金型とラバ
ープレスによつて円板状に成形した。これら成形
体を管状炉に入れ、酸素を流通させながら、温度
を40℃/hrの速度で上げ1700℃で2時間保持した
のち、降温した。このようにしてえられた焼結体
をホツトアイソスタテイツクプレス装置に入れ、
アルゴンを圧力媒体として1000気圧、1500℃で30
分処理した。処理後の焼結体は、すべて黒色を呈
していたので、ふたたび管状炉に入れ、酸素を流
しながら1200℃で4時間保持した。冷却後、取出
した焼結体は、すべて非常に高い透光性を有して
いた。X線回折で結晶相を同定したところ、粉末
製造例4からえた焼結体は正方晶単相であつた
が、のこりはすべて立方晶単相であつた。
試験例 A
焼結例Aでえられた焼結体の中からいくつかを
選び、光透過率を測定した。測定試料として厚さ
0.5〜1.5mmの範囲にある両面鏡面研磨したものを
用いた。結果を第1図に示す。図中の符号1,2
および3は、それぞれ原料粉末が粉末製造例2、
5および3によるものであることを示す。
第1図から、本発明の焼結体は、可視光域での
透過率が厚さ1mmで40%以上あることがわかる。
試験例 A′
TiO2の効果を検討する目的でTiO2含有粉末
(製造例2)とTiO2を含まない粉末(8モル%
Y2O3含有ジルコニア)を用いて、焼結例Aと同
じ方法で厚さ1mmの円板状の焼結体をえた。
TiO2含有試料は、非常に高い透光性を有して
いたが、TiO2を含まない試料は、白色を呈して
いた。試験例1の方法で可視光域での透過率を測
定したところ、前者は40%程度であつたが、後者
は7%程度であつた。これら2試料の焼結体組織
を走査型電子顕微鏡によつて観察した。第2図が
その顕微鏡写真であり、AはTiO2の入つている
もの、Bはそれが入つていないものである。
第2図で明らかなように、TiO2が添加される
ことによつて粒子径は200μm程度になつており、
著しい粒成長が達成されるとともに、気孔率がき
わめて減少している。この結果は、TiO2添加が
透光性を高めるうえで重要な役割を果しているこ
とを立証している。
焼結例 B
粉末製造例8〜13でえられた粉末を金型とラバ
ープレスによつて板状に成形した。これら成形体
を管状炉に入れ、酸素を流通させながら、温度を
50℃/hrの速度で上げ1500〜1750℃で2時間保持
したのち、降温した。えられた焼結体は、いずれ
も高い透光性を有していた。つぎに、これらの焼
結体を半分に切断した切断片をホツトアイソスタ
テイツクプレス(HIP)装置に入れアルゴンを圧
力媒体として1000気圧、1500〜1700℃で30分処理
した。処理後の焼結体は、すべて黒色を呈してい
たので、ふたたび管状炉に入れ、酸素を流しなが
ら1200℃で2時間保持した。冷却後、取出した焼
結体は、すべて非常に高い透光性を有していた。
えられた焼結体の結晶相は、いずれも立方晶であ
つた。その粒径および密度を表2に示す。
試験例 B
焼結例Bでえられた焼結体を可視光および赤外
光の光透過率を測定した。測定試料として厚さ
0.8mmの両面鏡面研磨したものを用いた。どの試
料も0.35〜7μmの可視光から赤外光域にわたる波
長の光に対し透過性を示した。代表値として、
0.6μmの光に対する直線透過率を表2に示す。
焼結例 C
粉末製造例14〜18でえられたジルコニア粉末を
使用して、焼結例Bと同様にして焼結体をえた。
えられた焼結体の結晶相は、いずれも立方晶であ
つた。その粒径および密度を表3に示す。
試験例 C
焼結例Cでえられた焼結体を可視光および赤外
光の光透過率を測定した。測定試料として厚さ
0.8mmの両面鏡面研磨したものを用いた。どの試
料も0.35〜7μmの可視光から赤外光域にわたる波
長の光に対し透過性を示した。焼結体試料No.14の
可視光透過率を第3図に示す。また、0.26μmの
紫外線を照射したところ、焼結体試料No.13および
16は赤色の、また15は緑色のケイ光を発した。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a method for manufacturing a zirconia sintered body with excellent translucency. [Conventional technology] Conventionally, ZrO 2 was used as a translucent zirconia sintered body.
-Y 2 O 3 system and ZrO 2 -CaO system two-component sintered bodies are respectively published in the Journal of the American
Ceramic Society (Journal of The
American Ceramic Society, Vol. 50, p. 532 (1967) and Journal of Less-Common Metals.
Metals), Vol. 13, p. 530 (1967), the light transmittance of these sintered bodies is approximately 10
%, and it cannot be said that it is a truly translucent material. [Problems to be Solved by the Invention] The present invention provides a method for manufacturing a zirconia sintered body having extremely high translucency and which can be used as an optical material. [Means for solving the problem] Generally, in order to impart translucency to ceramics, it is necessary to increase the density of the sintered body to reduce light scattering by pores, and to increase the particle size of the sintered body. It is said that reducing light scattering due to grain boundaries is effective. As a result of conducting research on ZrO 2 −Y 2 O 3 based sintered bodies, the present inventor discovered that ZrO 2 −Y 2 O 3
We have found that grain growth in sintered bodies is significantly promoted by adding TiO 2 to the system. However, in general, significant grain growth results in pores remaining within the grains because the growth rate of the grains is faster than the movement of pores, making it difficult to obtain a dense sintered body. In order to overcome this drawback, the present inventor investigated the characteristics of the raw material powder and the sintering conditions, and found that a system in which TiO 2 was added to the ZrO 2 -Y 2 O 3 system had remarkable grain growth and complete densification. The inventors have discovered that this can be achieved without producing contradictory results, and have succeeded in obtaining a zirconia sintered body with high translucency. In the present invention, a molded body consisting of 2 mol % or more of Y 2 O 3 , 3 to 20 mol % of TiO 2 , and the remainder ZrO 2 is fired in an oxygen-containing atmosphere, subjected to hot isostatic treatment, and then heated in air or oxygen. A method for producing a translucent zirconia sintered body by oxidation treatment is provided. manufactured in this way
A sintered body containing 3 to 20 mol% of TiO 2 has a tetragonal single phase at around 2 mol% of Y 2 O 3 , and a cubic single phase at 6 mol % or more of Y 2 O 3 , with tetragonal and cubic crystals in between. It becomes a mixed crystal with crystal. A sintered body consisting of a cubic single phase is optically isotropic, so there is no scattering due to grain boundaries.
It exhibits extremely high translucency. However, Y 2 O 3 is 9
It is not necessary to contain more than mol%. TiO2
As the amount added increases, the grain size of the sintered body increases.
For example, if sintering is performed at 1700℃ for 2 hours,
For 5 mol% TiO2, the particle size is 50 to 100 μm, and for 10 mol% TiO2, the particle size is 100 to 200 μm. Light transmittance tends to increase as the particle size increases. However, when the TiO 2 content exceeds 20 mol %, another compound ZrTiO 4 is formed as a second phase, resulting in a significant decrease in light transmittance. Therefore, in order to obtain sufficiently high translucency, the TiO 2 content should be 3 to 3.
It should be 20 mol%, preferably 5 to 20 mol%. The present inventor has determined that Y 2 O 3 is 6 mol% or more and TiO 2 is 3 mol % or more.
In addition to ~20 mol%, the zirconia sintered body contains a small amount of lanthanum-based rare earth oxide, which is transparent and has
It was discovered that it also has fluorescent properties. The content of the lanthanum-based rare earth oxide is desirably 0.1 to 3 mol %, and is preferably around 1 mol % in order to exhibit good fluorescence emission. In addition, examples of lanthanum-based rare earth oxides include Nd 2 O 3 , Eu 2 O 3 ,
Examples include Tb 2 O 3 and the like. The method for manufacturing the sintered body of the present invention will be explained in detail below. The starting material is preferably a high purity fine powder. For example, a powder obtained by sufficiently mixing a ZrO 2 -Y 2 O 3 type fine powder with an average particle size of 0.1 μm or less and a TiO 2 fine powder with an average particle size of 0.5 μm or less synthesized by a wet method may be used, but ZrO It is even more preferable to mix the 2 -Y 2 O 3 powder and the TiO 2 powder sufficiently, sinter it, and grind it to an average particle size of 0.3 μm or less, in which the components are dissolved into solid solution with each other. Or average particle size 0.3μm synthesized by coprecipitation method
The following ZrO 2 −Y 2 O 3 −TiO 2 type fine powder and ZrO 2 −
A suitable raw material is one obtained by mixing a titanium alkoxide solution with a Y 2 O 3 powder, drying, calcining, and pulverizing the powder with an average particle size of 0.3 μm or less. The lanthanum-based rare earth oxide may be added by mixing oxalate or the like into the ZrO 2 -Y 2 O 3 -TiO 2 -based powder precursor before calcination, and then firing the mixture. After molding such powder into a predetermined shape using a molding method such as rubber press or slip cast method,
Fire. The firing temperature may be 1400°C or higher, preferably 1600 to 1800°C to achieve sufficient grain growth. Further, the temperature increase rate is preferably 100° C./hr or less. The firing atmosphere may be air, but in order to obtain even higher translucency, it is preferable to use oxygen. The sintered body thus obtained already has high translucency, but in order to make it even more translucent, it is then placed in a hot isostatic press and processed. As the processing conditions, it is preferable to select a pressure medium of argon, a pressure of 500 atmospheres or more, and a temperature of 1400 to 1700°C. This treatment brings the sintered body into a reduced state, so that it becomes black. Therefore, it is necessary to oxidize this black sintered body in air or oxygen to return it to its original color. The processing temperature is 800℃ or higher, preferably
The temperature is 1000℃ or higher, and 1200℃ is sufficient. The sintered body thus obtained has a theoretical value of 99
% or more, and exhibits high transparency to light in the visible to infrared wavelength range of 350 to 7000 nm. Furthermore, when irradiated with ultraviolet rays, those containing lanthanum-based rare earth oxides emit red fluorescence, for example those containing Eu 2 O 3 and green fluorescence when containing Tb 2 O 3 . [Effects of the Invention] The sintered body obtained by the present invention has excellent translucency and a high refractive index, and also has the advantage that large products and products with complicated shapes can be easily manufactured. have Furthermore, it can be used as a transparent body having fluorescence emission by containing a lanthanum-based rare earth oxide. Therefore, light transmitting materials that require heat resistance and heat insulation, such as windows of furnace bodies, cladding tubes of heating elements, and protection tubes of lamps; infrared transmitting materials such as infrared lenses, windows of infrared light-receiving elements; It can be used for industrial applications such as fluorescent display materials, solid-state oscillation materials, and ultraviolet dosimeters; decorative materials for watches, jewelry, etc. [Example] The present invention will be explained using an example. Powder production examples 1 to 3 A mixed aqueous solution of zirconium oxychloride and yttrium chloride is hydrolyzed by boiling, and the resulting sol is dried, calcined at 900°C, and pulverized to produce Y 2 O 3 A fine zirconia powder containing . This powder and titanium isopropoxide solution were placed in ethanol, mixed wet, dried under reduced pressure, fired at 950°C, and then ground to form ZrO 2 −
A Y 2 O 3 −TiO 2 based fine powder was obtained. Powder Production Examples 4 to 6 Zirconia fine powder containing Y 2 O 3 and titania fine powder obtained in the same manner as in Powder Production Examples 1 to 3 were wet mixed in ethanol, dried,
It was calcined at ℃ and pulverized to obtain ZrO2 - Y2O3 - TiO2- based fine powder. Powder production example 7 A titanium isopropoxide solution was added to a mixed aqueous solution of zirconium oxychloride and yttrium chloride, and the mixture was hydrolyzed by continuing heating for 3 days. After drying the resulting sol, it was calcined at 920°C. A ZrO 2 -Y 2 O 3 -TiO 2 -based fine powder was obtained by pulverization. Powder Production Examples 8-13 Zirconia powder was obtained in the same manner as in Powder Production Examples 1-3. Additionally, water was added to the titanium isopropoxide solution to obtain a hydrolysis product of hydrated titania. The above zirconia powder and the hydrolysis product of hydrated titania were wet mixed, dried, and heated to 1000°C.
The mixture was fired for 2 hours and pulverized to obtain ZrO 2 -Y 2 O 3 -TiO 2 -based fine powder. Powder Production Examples 14-18 Neodymium oxalate was added to a mixture of zirconia powder and hydrated titania hydrolysis product obtained in the same manner as in Powder Production Examples 8-13, wet-pulverized, and dried. It was baked at ℃ for 1 hour. The obtained calcined powder was crushed to form a solid solution of Nd 2 O 3 .
A ZrO 2 −Y 2 O 3 −TiO 2 based fine powder was obtained. The composition and primary particle size of the above fine powder are shown in Table 1.
It is as follows. Sintering Example A The powders obtained in Powder Production Examples 1 to 7 were molded into a disk shape using a mold and a rubber press. These molded bodies were placed in a tube furnace, and the temperature was raised at a rate of 40° C./hr while oxygen was being passed through, and the temperature was maintained at 1700° C. for 2 hours, and then the temperature was lowered. The sintered body thus obtained is placed in a hot isostatic press,
30 at 1000 atm and 1500℃ with argon as pressure medium
It was processed separately. All of the sintered bodies after the treatment had a black color, so they were put into the tube furnace again and kept at 1200°C for 4 hours while flowing oxygen. After cooling, all of the sintered bodies taken out had very high translucency. When the crystal phase was identified by X-ray diffraction, it was found that the sintered body obtained from Powder Production Example 4 had a single tetragonal phase, but all the rest had a single cubic phase. Test Example A Some of the sintered bodies obtained in Sintering Example A were selected and their light transmittance was measured. Thickness as measurement sample
A mirror-polished piece on both sides with a thickness in the range of 0.5 to 1.5 mm was used. The results are shown in Figure 1. Codes 1 and 2 in the diagram
and 3, the raw material powder is powder production example 2,
5 and 3. From FIG. 1, it can be seen that the sintered body of the present invention has a transmittance in the visible light range of 40% or more at a thickness of 1 mm. Test Example A′ For the purpose of examining the effect of TiO 2 , powder containing TiO 2 (Production Example 2) and powder containing no TiO 2 (8 mol%
A disk-shaped sintered body with a thickness of 1 mm was obtained using the same method as in Sintering Example A using Y 2 O 3 -containing zirconia). The TiO 2 -containing sample had very high light transmittance, while the TiO 2 -free sample had a white color. When the transmittance in the visible light range was measured by the method of Test Example 1, the former was about 40%, but the latter was about 7%. The structures of the sintered bodies of these two samples were observed using a scanning electron microscope. Figure 2 is a micrograph of the same, where A is the one containing TiO 2 and B is the one without TiO 2 . As is clear from Figure 2, the particle size has become approximately 200 μm due to the addition of TiO 2 .
Significant grain growth is achieved and porosity is greatly reduced. This result proves that TiO 2 addition plays an important role in enhancing the transparency. Sintering Example B The powders obtained in Powder Production Examples 8 to 13 were molded into a plate shape using a mold and a rubber press. These molded bodies are placed in a tube furnace, and the temperature is increased while oxygen is flowing.
The temperature was raised at a rate of 50°C/hr and held at 1500-1750°C for 2 hours, and then the temperature was lowered. All of the obtained sintered bodies had high translucency. Next, these sintered bodies were cut in half, and the pieces were placed in a hot isostatic press (HIP) device and treated at 1,000 atmospheres and 1,500 to 1,700°C for 30 minutes using argon as a pressure medium. All of the sintered bodies after the treatment had a black color, so they were placed in the tube furnace again and held at 1200°C for 2 hours while flowing oxygen. After cooling, all of the sintered bodies taken out had very high translucency.
The crystal phase of the obtained sintered bodies was cubic. The particle size and density are shown in Table 2. Test Example B The light transmittance of the sintered body obtained in Sintering Example B to visible light and infrared light was measured. Thickness as measurement sample
A 0.8 mm mirror-polished piece was used on both sides. All samples exhibited transparency to light with wavelengths ranging from 0.35 to 7 μm, visible light to infrared light. As a representative value,
Table 2 shows the linear transmittance for 0.6 μm light. Sintering Example C A sintered body was obtained in the same manner as Sintering Example B using the zirconia powders obtained in Powder Production Examples 14 to 18.
The crystal phase of the obtained sintered bodies was cubic. The particle size and density are shown in Table 3. Test Example C The light transmittance of visible light and infrared light of the sintered body obtained in Sintering Example C was measured. Thickness as measurement sample
A 0.8 mm mirror-polished piece was used on both sides. All samples exhibited transparency to light with wavelengths ranging from 0.35 to 7 μm, visible light to infrared light. Figure 3 shows the visible light transmittance of sintered sample No. 14. In addition, when irradiated with 0.26 μm ultraviolet rays, sintered sample No. 13 and
16 gave off a red glow, and 15 gave off a green glow.
【表】【table】
【表】【table】
第1図は、試験例Aにおける、光透過率を示す
グラフである。第2図は、試験例A′における、
焼結体の粒子構造を示す顕微鏡写真である。第3
図は、試験例Cにおける焼結体試料No.14の可視光
透過率を示すグラフである。図中の符号の意味
は、つぎのとおりである。
1:原料粉末 粉末製造例2、2:原料粉末
粉末製造例5、3:原料粉末 粉末製造例3、
A:TiO2を含む焼結体、B:TiO2を含まない焼
結体。
FIG. 1 is a graph showing the light transmittance in Test Example A. Figure 2 shows that in test example A',
It is a micrograph showing the grain structure of a sintered body. Third
The figure is a graph showing the visible light transmittance of sintered body sample No. 14 in Test Example C. The meanings of the symbols in the figure are as follows. 1: Raw material powder Powder production example 2, 2: Raw material powder
Powder production example 5, 3: Raw material powder Powder production example 3,
A: Sintered body containing TiO2 , B: Sintered body not containing TiO2 .
Claims (1)
残りZrO2からなる成形体を酸素含有雰囲気中で
焼成し、ホツトアイソスタテイツク処理し、つい
で酸化処理することを特徴とする、透光性ジルコ
ニア焼結体の製造法。 2 成形体中のY2O3の含有量が6モル%以上で
ある、特許請求の範囲1記載の方法。 3 成形体中のY2O3の含有量が6〜9モル%で
あり、TiO2の含有量が5〜20モル%である、特
許請求の範囲1記載の方法。 4 成形体を1400℃以上で焼成する、特許請求の
範囲1、2または3記載の方法。 5 成形体を1600〜1800℃で焼成する、特許請求
の範囲4記載の方法。 6 ホツトアイソスタテイツク処理をアルゴン雰
囲気中で500気圧以上の圧力で1400〜1700℃で行
ない、酸化処理を800℃以上で行なう、特許請求
の範囲1〜5のいずれかの項記載の方法。 7 Y2O32モル%以上、TiO23〜20モル%、ラン
タン系希土類酸化物0.1〜3モル%および残り
ZrO2からなる成形体を酸素含有雰囲気中で焼成
し、ホツトアイソスタテイツク処理し、ついで酸
化処理することを特徴とする、透光性・ケイ光放
射性ジルコニア焼結体の製造法。[Claims] 1. A molded body consisting of 2 mol % or more of Y 2 O 3 , 3 to 20 mol % of TiO 2 , and the remainder ZrO 2 is fired in an oxygen-containing atmosphere, subjected to hot isostatic treatment, and then oxidized. A method for producing a translucent zirconia sintered body, characterized by: 2. The method according to claim 1, wherein the content of Y 2 O 3 in the molded body is 6 mol% or more. 3. The method according to claim 1, wherein the content of Y2O3 in the molded body is 6 to 9 mol%, and the content of TiO2 is 5 to 20 mol%. 4. The method according to claim 1, 2 or 3, wherein the molded body is fired at 1400°C or higher. 5. The method according to claim 4, wherein the molded body is fired at 1600 to 1800°C. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the hot isostatic treatment is performed in an argon atmosphere at a pressure of 500 atmospheres or more at 1400 to 1700°C, and the oxidation treatment is performed at 800°C or more. 7 Y 2 O 3 2 mol % or more, TiO 2 3 to 20 mol %, lanthanum rare earth oxide 0.1 to 3 mol %, and the remainder
A method for producing a translucent and luminescent zirconia sintered body, which comprises firing a ZrO 2 molded body in an oxygen-containing atmosphere, subjecting it to hot isostatic treatment, and then subjecting it to oxidation treatment.
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