希土類-ジルコニア多核水酸化物錯体の超臨界溶媒処理による高強度セラミックスの作製

稀土-氧化锆多核氢氧化物超临界溶剂处理制备高强度陶瓷

基本信息

批准号：
07230206
负责人：
佐藤次雄
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

中和沈殿法により生成した12mol%セリア固溶ジルコニア(12Ce-ZrO_2)と3mol%イットリア固溶ジルコニア(3Y-ZrO_2)の混合非晶質多核水酸化物錯体ゲルをメタノールやヘキサン中に分散し、25℃付近の穏和な条件下で熱処理し、結晶化させるとともに、超臨界乾燥すると著しく焼結性に優れた正方晶ジルコニア粉末が得られることを見い出した。粉末の結晶化速度は、溶媒に水を添加すると促進されたが、過剰の水を添加すると、生成粉末の焼結性が損なわれた。水の最適添加量は、溶媒により異なり、メタノールの場合、50vol%までの水の添加では、焼結性を損なうことなく結晶化を著しく促進できることが明らかとなった。これより、ゲルの結晶化は、溶解-再析機構で進行し、水はゲルの溶解反応を促進しているものと推察された。得られた結晶化粉末は、通常のジルコニアの焼結温度(1500℃)より、300℃も低温の1200℃の常圧焼結で理論密度まで緻密化し、粒径0.2μm程度の著しく微細なジルコニア粒子からなる焼結体が得られた。12Ce-ZrO_2と3Y-ZrO_2は完全固溶し、いずれも正方晶ジルコニアのX線回折パターンを示し、3Y-ZrO_2の固溶割合の増加とともに格子定数は連続的に減少した。12Ce-ZrO_2への3Y-ZrO_2の固溶割合を増すと、焼結体の熱安定性は低下し、200℃の水熱条件下でアニールした時の単斜晶ジルコニアへの相転移割合が増加したが、3Y-ZrO_2の固溶割合25mol%以下では水熱処理による正方晶→単斜晶相転移は認められなかった。なお、1450℃で焼結した3Y-ZrO_2は水熱処理により70%の正方晶ジルコニアが単斜晶に相転移したが、1200℃で低温焼結すると相転移率を5%以下に減少させることができた。一方、焼結体の破壊強度は、25mol%の3Y-ZrO_2の固溶により3Y-ZrO_2単独の値(1000MPa)まで増加したが、さらに50〜75mol%3Y-ZrO_2の固溶では低下した。これらの結果より、12Ce-ZrO_2に25mol%の3Y-ZrO_2を固溶することにより、機械的性質と熱安定性の優れた正方晶ジルコニアを合成できることがわかった。

发现发现，混合的多核氢氧化氢氧化物复合凝胶为12 mol％陶瓷 - 固定锆石（12ce-Zro_2）和3 mol％yttria-solid氧化锆（3Y-Zro_2），由中和降水产生的甲醇或甲醇中的含有25°Cryder cripper crielding Crystrization降水产生的含量（3Y-ZRO_2）。四方锆粉具有出色的烧结特性。通过向溶剂中加水来加速粉末的结晶速率，但是多余的水损害了所得粉末的骨化性。最佳水量添加的量取决于溶剂，在甲醇的情况下，已经表明，将水添加高达50 vol％的水可以显着促进结晶而不会损害腐烂性。从中，估计凝胶结晶是通过溶解 - 重新定制机制进行的，并且水促进了凝胶的溶解反应。通过在1200°C下的大气压烧结，在低于正常烧结温度（1500°C）的锆石（1500°C）的温度下，在300°C的温度（1500°C）的温度下，将所得的结晶粉末致密至理论密度。 12CE-ZRO_2和3Y-ZRO_2完全溶解，并且均显示X射线衍射的X射线衍射模式，并且随着3Y-ZRO_2的实心溶液比率的增加，晶格常数持续下降。当增加12CE-ZRO_2中3Y-ZRO_2的固定溶液比率增加时，烧结体的热稳定性降低，并且在200°C的水热条件下退火时，相对于单斜氧化锆与单斜锆石的增加，但是当3y-ZRO_2低于25摩尔的固定溶液与液压液的固体溶液比率低于25摩尔的液压液，则液体溶液的液位比率下降。观察到。顺便说一句，3y-Zro_2在1450°C烧结。通过热液处理导致70％的四方氧化锆向单斜酸酯，但是当在1200°C下烧结时，在低温下，相变速率可以降低至5％或更低。另一方面，由于固体溶液的3y-Zro_2的固体溶液的固体溶液的固体溶液为3y-ZRO_2，烧结体的断裂强度增加到了3Y-ZRO_2（1000 MPa）的值，但是当50-75 mol％3Y-ZRO_2的固体溶液进一步降低。这些结果表明，具有出色的机械性能和热稳定性的四方氧化锆可以通过在12CE-ZRO_2中的25 mol％的3y-Zro_2的固体溶液合成。