[發明專利]氧化鋯粉末、氧化鋯粉末的制造方法、氧化鋯燒結體的制造方法以及氧化鋯燒結體

在審

• 申請號: 202080023846.0
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN113631514A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 國貞泰一
• 申請（專利權）人: 第一稀元素化學工業株式會社
• 主分類號: C01G25/02
• 分類號: C01G25/02;C04B35/486
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 王茜;臧建明

提供一種氧化鋯粉末，包含2.5mol％以上3.5mol％以下的氧化釔，比表面積為5m²/g以上20m²/g以下，晶相中所含的單斜相比例在20％以上40％以下，四方相比例在60％以上80％以下，在成型壓力0.8t/cm²的成型壓力下成型后，在1450℃、2小時的條件下燒結的燒結體的晶相中所含的單斜相比例在1％以上3％以下，四方相比例在77％以上94％以下，立方相比例在5％以上20％以下。

技術領域

本發明涉及氧化鋯粉末、氧化鋯粉末的制造方法、氧化鋯燒結體的制造方法以及氧化鋯燒結體。

背景技術

氧化鋯(二氧化鋯)的用途非常廣泛。作為這樣的氧化鋯，以干法制造的粉末或濕法制造的粉末等為代表例，最近，由于其多功能性，正在積極研究開發濕法制造的氧化鋯粉末(以下也稱為“濕法氧化鋯粉末”)。例如，用水解法等濕法提純法制造的濕法氧化鋯粉末應用于電子材料、汽車尾氣凈化用助催化劑、氧傳感器、精細陶瓷、防反射膜、固體氧化物型燃料電池的電解質等。

上述濕法氧化鋯粉末還可用作粉體基體，但多作為燒結體使用以發揮其功能。氧化鋯燒結體是在將氧化鋯粉末成型后，燒結該成型體而制成的。這種情況下，需要預先對氧化鋯粉末進行穩定化處理，以使作為氧化鋯晶體的高溫穩定相的四方晶系或立方晶系的晶體結構保持到常溫。氧化鋯晶體的穩定化處理通常是在氧化鋯中固溶氧化鈣、氧化鎂、氧化釔等氧化物來進行。僅由立方晶系的晶體結構形成的氧化鋯制成的燒結體被廣泛用作所謂的完全穩定氧化鋯(通常被稱為“穩定氧化鋯”)燒結體。另外，含有四方晶系晶體結構的氧化鋯的燒結體作為部分穩定氧化鋯燒結體被廣泛利用。

一直以來都在進行氧化鋯燒結體的高強度化研究。氧化鋯燒結體中的高強度結構來源于燒結體中包含的四方相氧化鋯由于應力而馬氏體型相變為單斜相。在作為通常的氧化鋯燒結體的制造方法的常壓燒結中，在燒結體中殘留有粗大的氣孔，燒結體的斷裂強度影響這些粗大的氣孔的大小，殘留粗大氣孔的常壓燒結體的三點彎曲強度為1000-1100MPa左右。

專利文獻1中公開了一種齒列矯正用支架，其由部分穩定氧化鋯燒結體構成，該燒結體實質上不包含具有立方晶系晶體結構的氧化鋯，并且含有95.5摩爾％以上99摩爾％以下的具有四方晶系晶體結構的氧化鋯。專利文獻1中公開了其效果為，由于不僅初始強度和韌性高，美觀性優異，且在實際的矯正治療中長期實際使用時的機械性質的穩定性也較高，因此，能夠兼備優異的治療效果和治療中的美觀性。

專利文獻2中公開了一種高強度含氧化釔氧化鋯燒結體，由含有2～4mol％的氧化釔的氧化鋯構成，三點彎曲強度為1700MPa以上，且厚度為0.5mm時的總透光率為43％以上，還公開有平均三點彎曲強度為1900MPa以上，且厚度為0.5mm時的總透光率為45％以上的高強度含氧化釔氧化鋯燒結體。另外，專利文獻2中還公開了，對含氧化釔的氧化鋯粉末進行成型，在無加壓下進行燒結后，利用熱等靜壓機(HIP)進行高溫高壓處理。

專利文獻3中公開了一種透光性氧化鋯燒結體，其由包含2～4mol％的作為穩定劑的氧化釔和0.1～0.2wt％的作為添加劑的氧化鋁的透光性氧化鋯燒結體用粉末制得，該透光性氧化鋯燒結體的三點彎曲強度為1200MPa以上。另外，專利文獻3中公開了，將氧化鋯顆粒以CIP(壓力2t/cm²)壓制成型，并在1450℃的條件下使其燒結。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平08-117248號公報

專利文獻2：日本特開2008-50247號公報

專利文獻3：日本特開2014-88319號公報

發明內容

發明要解決的問題