JP2022042315A - Zirconia powder, method of producing zirconia sintered body, and zirconia sintered body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ジルコニア粉末、ジルコニア焼結体の製造方法、ジルコニア焼結体に関する。 The present invention relates to zirconia powder, a method for producing a zirconia sintered body, and a zirconia sintered body.
ジルコニア焼結体、特に正方晶相ジルコニア焼結体は、その高い強度と鏡面研磨後の表面光沢の美しさから、刃物等の家庭用品やゴルフシューズスパイク等のスポーツ用品への応用が進んでおり、さらに時計ケースやアクセサリー等の装飾部材への応用にも広がりをみせている。こうした用途拡大に対応するためには、各種のカラーを持ったジルコニアが強く要望されている。 Zirconia sintered bodies, especially square crystal phase zirconia sintered bodies, are being applied to household products such as cutlery and sports products such as golf shoe spikes due to their high strength and beautiful surface gloss after mirror polishing. Furthermore, it is expanding its application to decorative materials such as watch cases and accessories. In order to cope with such expansion of applications, zirconia having various colors is strongly demanded.
上記のような背景のもと、装飾部品に用いる様々なカラーセラミックスが提案されている。例えば、特許文献1には、(a)ZrO298~67モル%、(b)安定化剤1.5~26モル%、(c)MnO4/30.3~1.5モル%、(d)Al2O30.1~3.5モル%および(e)CoO、Cr2O3、Fe2O3、TiO2からなる群から選ばれた一種類以上の酸化物0.1~2.0モル%からなる黒色系ジルコニア焼結体が開示されている。 Against the background as described above, various color ceramics used for decorative parts have been proposed. For example, Patent Document 1 describes (a) ZrO 2 98 to 67 mol%, (b) stabilizer 1.5 to 26 mol%, and (c) MnO 4/3 0.3 to 1.5 mol%. (D) Al 2 O 3 0.1 to 3.5 mol% and (e) one or more oxides 0.1 selected from the group consisting of CoO, Cr 2 O 3, Fe 2 O 3 and TiO 2 . A black zirconia sintered body consisting of ~ 2.0 mol% is disclosed.
特許文献2には、安定化剤を含むZrO2に対し、Er2O3を0.5~2.0モル%、ZnOを0.1~0.6モル%含有するピンク色ジルコニア焼結体が開示されている。 Patent Document 2 describes a pink zirconia sintered body containing 0.5 to 2.0 mol% of Er 2 O 3 and 0.1 to 0.6 mol% of Zn O with respect to ZrO 2 containing a stabilizer. Is disclosed.
特許文献3には、安定化剤を含むZrO2に対し、Pr6O11を0.01~0.1モル%、ZnOを0.1~0.6モル%含有する黄色ジルコニア焼結体が開示されている。 Patent Document 3 describes a yellow zirconia sintered body containing 0.01 to 0.1 mol% of Pr 6O 11 and 0.1 to 0.6 mol% of ZnO with respect to ZrO 2 containing a stabilizer. It has been disclosed.
ジルコニア焼結体は、ジルコニア粉末を成型した後、この成型体を焼結することで製造される。この際、ジルコニア粉末にはあらかじめ、安定化処理が行われる。安定化処理を行うことより、ジルコニア結晶の高温安定相である正方晶系あるいは立方晶系の結晶構造を常温まで維持させることができる。ジルコニア結晶の安定化処理は、通常、ジルコニアにカルシア、マグネシア、イットリア等の酸化物類を固溶させることにより行われる。
立方晶系の結晶構造のみで形成されるジルコニアからなる焼結体は、いわゆる完全安定化ジルコニア(通常「安定化ジルコニア」と言う。)焼結体として広く利用されている。また、正方晶系の結晶構造のジルコニアを含有する焼結体は、部分安定化ジルコニア焼結体として広く利用されている。上記のようなジルコニア焼結体を得る場合、粉末の特性が製造時のハンドリングや焼結特性に影響を及ぼす。そのため、得られるジルコニア焼結体の特性は、原料であるジルコニア粉末の特性に大きく左右される。
The zirconia sintered body is manufactured by molding zirconia powder and then sintering the molded body. At this time, the zirconia powder is subjected to a stabilization treatment in advance. By performing the stabilization treatment, the crystal structure of the tetragonal system or the cubic system, which is the high temperature stable phase of the zirconia crystal, can be maintained up to room temperature. The stabilization treatment of zirconia crystals is usually carried out by dissolving oxides such as calcia, magnesia and yttrium in zirconia.
A sintered body made of zirconia formed only by a cubic crystal structure is widely used as a so-called fully stabilized zirconia (usually referred to as "stabilized zirconia") sintered body. Further, a sintered body containing zirconia having a tetragonal crystal structure is widely used as a partially stabilized zirconia sintered body. When the above-mentioned zirconia sintered body is obtained, the characteristics of the powder affect the handling and sintering characteristics at the time of manufacture. Therefore, the characteristics of the obtained zirconia sintered body are greatly affected by the characteristics of the zirconia powder as a raw material.
例えば、特許文献4には、2~6mol%のイットリアを含み、細孔径200nm以下の細孔容量が0.14~0.28mL/gであり、成型圧1t/cm2で成型した場合の下記式(1)で表される相対成型密度が44~55%であるジルコニア粉末の開示がある。
相対成型密度(%)=(成型密度/理論焼結密度)×100・・・(1)
特許文献4には、上記ジルコニア粉末は、成型されると高い成型密度を有し、かつ、理論焼結密度に対して99.5%以上の焼結密度を有する焼結体を得ることができる旨、開示されている。
For example, Patent Document 4 contains 2 to 6 mol% of itria, has a pore volume of 200 nm or less and has a pore volume of 0.14 to 0.28 mL / g, and is described below when molded at a molding pressure of 1 t / cm 2 . There is a disclosure of a zirconia powder having a relative molding density of 44 to 55% represented by the formula (1).
Relative molding density (%) = (molding density / theoretical sintering density) x 100 ... (1)
According to Patent Document 4, the zirconia powder has a high molding density when molded, and a sintered body having a sintering density of 99.5% or more with respect to the theoretical sintering density can be obtained. It is disclosed to that effect.
特許文献1~3のように、有色のジルコニア焼結体(以下、カラージルコニア焼結体ともいう)及び粉末については、従来知られている。一方、従来、カラージルコニア焼結体を得る際の成型性を詳細に検討した例はない。特許文献1~3のように、カラージルコニア焼結体を得る際の成型には、一般的に成型圧力として2t/cm2程度を必要とし、工程負荷が高いという問題がある。 As in Patent Documents 1 to 3, colored zirconia sintered bodies (hereinafter, also referred to as color zirconia sintered bodies) and powders are conventionally known. On the other hand, conventionally, there is no example in which the moldability for obtaining a color zirconia sintered body has been examined in detail. As in Patent Documents 1 to 3, molding when obtaining a color zirconia sintered body generally requires a molding pressure of about 2 t / cm 2 , and there is a problem that the process load is high.
カラージルコニア焼結体を得る際には、通常、プレス成型等でジルコニア粉末を加圧して、圧粉体、つまり成型体を作製した上でこの成型体を焼結させる必要があるが、この成型体を作製するための成型工程では、ジルコニア粉末の特性が大きく影響する。焼結密度、及び、焼結体強度が高いカラージルコニア焼結体を得るためには、この成型体中の欠陥や密度ムラを減少させ、成型体をより高い密度にする必要がある。プレス成型工程においては成型時の金型壁面との摩擦の低減、及び、粉末粒子間の摩擦の低減が重要となる。この摩擦が大きい場合はラミネーション、クラックなどの欠陥が成型体に発生し、また、摩擦が大きいと成型圧力が粒子間に伝播しにくく、高成型密度の成型体を得ることができないことから、焼結体中に気孔が残存し、焼結密度を高くすることが難しい。また、射出成型、押し出し成型、鋳込み成型等を利用した場合では、成型体の歪み、成型密度ムラによる焼結体の割れなどが発生し、シート成型を利用した場合では、成型密度を高くすることができず、シート強度が低下し、加工性が悪くなることが多かった。 When obtaining a color zirconia sintered body, it is usually necessary to pressurize the zirconia powder by press molding or the like to produce a green compact, that is, a molded body, and then sintered the molded body. In the molding process for making the body, the characteristics of the zirconia powder have a great influence. In order to obtain a color zirconia sintered body having high sintering density and strength of the sintered body, it is necessary to reduce defects and density unevenness in the molded body to make the molded body higher in density. In the press molding process, it is important to reduce the friction with the wall surface of the die during molding and to reduce the friction between the powder particles. If this friction is large, defects such as lamination and cracks will occur in the molded body, and if the friction is large, the molding pressure will not easily propagate between the particles, and it will not be possible to obtain a molded body with a high molding density. Pore remains in the body, making it difficult to increase the sintering density. In addition, when injection molding, extrusion molding, casting molding, etc. are used, distortion of the molded body, cracking of the sintered body due to uneven molding density, etc. occur, and when sheet molding is used, the molding density should be increased. In many cases, the sheet strength was lowered and the workability was deteriorated.
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、成型性に優れ、高い焼結密度を有し、簡便な方法でカラージルコニア焼結体を製造することができるジルコニア粉末を提供することにある。また、当該ジルコニア粉末を用いたジルコニア焼結体の製造方法を提供することにある。また、当該ジルコニア粉末を用いて製造されたジルコニア焼結体を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is a zirconia powder which is excellent in moldability, has a high sintering density, and can produce a color zirconia sintered body by a simple method. Is to provide. Another object of the present invention is to provide a method for producing a zirconia sintered body using the zirconia powder. Another object of the present invention is to provide a zirconia sintered body produced by using the zirconia powder.
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、着色用の酸化物を分散化させた状態での、一次粒子の凝集度を特定の範囲内に制御することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent research to achieve the above object, the present inventors have controlled the degree of cohesion of the primary particles in a dispersed state of the oxide for coloring within a specific range. We have found that the object can be achieved and have completed the present invention.
すなわち、本発明に係るジルコニア粉末は、
イットリアを2mol%以上6mol%以下の範囲内で含むジルコニアと、
第4族~第9族、第12族、第14族及びランタノイド元素からなる群より選ばれる1種以上の酸化物とを含み、
細孔径200nm以下の細孔容積が0.14~0.28mL/gであり、
成型圧1t/cm2で成型した場合の下記式(1)で表される相対成型密度が44~55%であることを特徴とする。
相対成型密度(%)=(成型密度/理論焼結密度)×100・・・(1)
That is, the zirconia powder according to the present invention is
With zirconia containing yttrium in the range of 2 mol% or more and 6 mol% or less,
Includes one or more oxides selected from the group consisting of Group 4-9, Group 12, Group 14 and lanthanoid elements.
The pore volume having a pore diameter of 200 nm or less is 0.14 to 0.28 mL / g, and the pore volume is 0.14 to 0.28 mL / g.
When molded at a molding pressure of 1 t / cm 2 , the relative molding density represented by the following formula (1) is 44 to 55%.
Relative molding density (%) = (molding density / theoretical sintering density) x 100 ... (1)
前記構成によれば、細孔径200nm以下の細孔容積が0.14~0.28mL/gであるため、成型されると高い成型密度を有する。従って、前記ジルコニア粉末は、プレス成型、射出成型、鋳込み成型、シート成型等の各種成型方法に適している。しかも、前記ジルコニア粉末は、量産も容易であるので、コスト競争力にも優れ、各種用途に適用することができる。また、前記相対成型密度が44~55%であるため、高い焼結密度を有する焼結体を得ることができる。また、第4族~第9族、第12族、第14族及びランタノイド元素からなる群より選ばれる1種以上の酸化物を含むため、有色の焼結体とすることができる。
このように、本発明に係るジルコニア粉末によれば、着色用の酸化物を分散化させた状態での一次粒子の凝集度を特定の範囲内に制御することにより、成型性に優れ、高い焼結密度を有し、簡便な方法でカラージルコニア焼結体を製造することができる。
According to the above configuration, since the pore volume having a pore diameter of 200 nm or less is 0.14 to 0.28 mL / g, it has a high molding density when molded. Therefore, the zirconia powder is suitable for various molding methods such as press molding, injection molding, casting molding, and sheet molding. Moreover, since the zirconia powder is easy to mass-produce, it has excellent cost competitiveness and can be applied to various uses. Further, since the relative molding density is 44 to 55%, a sintered body having a high sintering density can be obtained. Further, since it contains one or more oxides selected from the group consisting of Group 4 to Group 9, Group 12, Group 14, and lanthanoid elements, it can be a colored sintered body.
As described above, according to the zirconia powder according to the present invention, by controlling the degree of cohesion of the primary particles in a state where the oxide for coloring is dispersed within a specific range, the zirconia powder is excellent in moldability and highly baked. The color zirconia sintered body can be produced by a simple method having a cohesive density.
前記構成においては、前記第4族~第9族が、Ti、V、Cr、Mn、Fe、及び、Coからなる群より選ばれる1種以上であり、前記第12族が、Znであり、前記第14族がSiであり、前記ランタノイド元素がEr、Tb、及び、Prからなる群より選ばれる1種以上であることが好ましい。なお、着色する場合、元素の組み合わせと、前記組み合わせに適した添加量があり、後述する。 In the above configuration, the 4th to 9th groups are one or more selected from the group consisting of Ti, V, Cr, Mn, Fe, and Co, and the 12th group is Zn. It is preferable that the 14th group is Si and the lanthanoid element is at least one selected from the group consisting of Er, Tb, and Pr. In the case of coloring, there are a combination of elements and an addition amount suitable for the combination, which will be described later.
前記構成においては、比表面積が5~20m2/gであり、
平均粒子径が0.3~0.8μmであることが好ましい。
In the above configuration, the specific surface area is 5 to 20 m 2 / g.
The average particle size is preferably 0.3 to 0.8 μm.
前記ジルコニア粉末の比表面積が上記範囲であると、高い成型密度をもつ成型体が得られやすく、焼結性及び焼結密度の低下が抑制されやすい。
また、前記ジルコニア粉末の平均粒子径が上記範囲であると、高い成型密度をもつ成型体が得られやすく、焼結性及び焼結密度の低下が抑制されやすい。
When the specific surface area of the zirconia powder is within the above range, it is easy to obtain a molded body having a high molding density, and it is easy to suppress a decrease in sinterability and sintering density.
Further, when the average particle size of the zirconia powder is in the above range, it is easy to obtain a molded body having a high molding density, and it is easy to suppress a decrease in sinterability and sintering density.
前記構成においては、酸化アルミニウムを含むことが好ましい。 In the above configuration, it is preferable to include aluminum oxide.
前記ジルコニア粉末がアルミナを含有すると、ジルコニア粉末の焼結性が向上し、結晶構造を均一化しやすくなる。また、ジルコニア粉末がアルミナを含有することで、ジルコニア焼結体の破壊靭性の低下を抑制しやすい。 When the zirconia powder contains alumina, the sinterability of the zirconia powder is improved, and it becomes easy to make the crystal structure uniform. Further, since the zirconia powder contains alumina, it is easy to suppress a decrease in the fracture toughness of the zirconia sintered body.
前記構成においては、成型圧1t/cm2で成型し、1450℃で2時間焼結したときの相対焼結密度が、99.5%以上であることが好ましい。 In the above configuration, the relative sintering density when molded at a molding pressure of 1 t / cm 2 and sintered at 1450 ° C. for 2 hours is preferably 99.5% or more.
前記相対焼結密度が、99.5%以上であると、より焼結密度が高いといえる。 When the relative sintering density is 99.5% or more, it can be said that the sintering density is higher.
前記構成においては、前記酸化物として、Fe2O3を0.4~1.0質量%、CoOを0.9~1.5質量%、Cr2O3を1.0~1.6質量%、TiO2を0.5~0.9質量%含むことが好ましい。前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。 In the above configuration, Fe 2 O 3 is 0.4 to 1.0% by mass, CoO is 0.9 to 1.5% by mass, and Cr 2 O 3 is 1.0 to 1.6% by mass as the oxide. %, TiO 2 is preferably contained in an amount of 0.5 to 0.9% by mass. When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
前記構成においては、前記酸化物として、CoOを0.9~1.5質量%、Cr2O3を1.0~1.6質量%、MnO2を0.8~1.4質量%含むことが好ましい。前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。 In the above configuration, as the oxide, CoO is contained in an amount of 0.9 to 1.5% by mass, Cr 2O 3 is contained in an amount of 1.0 to 1.6% by mass, and MnO 2 is contained in an amount of 0.8 to 1.4% by mass. Is preferable. When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
前記構成においては、前記酸化物として、ZnOを0.15~0.35質量%含むことが好ましい。前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。 In the above configuration, it is preferable to contain ZnO in an amount of 0.15 to 0.35% by mass as the oxide. When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
前記構成においては、前記酸化物として、Cr2O3を0.02~0.1質量%含むことが好ましい。前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。 In the above structure, it is preferable that Cr 2 O 3 is contained in an amount of 0.02 to 0.1% by mass as the oxide. When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
前記構成においては、アルミナの含有量が0.005質量%未満であり、
前記酸化物として、MnO2を0.03~0.06質量%含むことが好ましい。前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
In the above configuration, the alumina content is less than 0.005% by weight.
The oxide preferably contains MnO 2 in an amount of 0.03 to 0.06% by mass. When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
前記構成においては、アルミナの含有量が0.005質量%以上2質量%以下であり、
前記酸化物として、MnO2を0.02~0.05質量%を含むことが好ましい。前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
In the above configuration, the alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less.
The oxide preferably contains MnO 2 in an amount of 0.02 to 0.05% by mass. When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
前記構成においては、アルミナの含有量が0.005質量%以上2質量%以下であり、
前記酸化物として、MnO2を0.2~0.5質量%含むことが好ましい。前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
In the above configuration, the alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less.
The oxide preferably contains MnO 2 in an amount of 0.2 to 0.5% by mass. When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
前記構成においては、アルミナの含有量が0.005質量%以上2質量%以下であり、
前記酸化物として、Fe2O3を0.12~0.40質量%含むことが好ましい。前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
In the above configuration, the alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less.
The oxide preferably contains Fe 2 O 3 in an amount of 0.12 to 0.40% by mass. When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
前記構成においては、アルミナの含有量が0.005質量%未満であり、
前記酸化物として、Fe2O3を0.12~0.23質量%含むことが好ましい。前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
In the above configuration, the alumina content is less than 0.005% by weight.
The oxide preferably contains Fe 2 O 3 in an amount of 0.12 to 0.23% by mass. When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
前記構成においては、アルミナの含有量が1質量%以上3質量%以下であり、
前記酸化物として、CoOを0.3~1.0質量%含むことが好ましい。前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
In the above configuration, the alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less.
The oxide preferably contains CoO in an amount of 0.3 to 1.0% by mass. When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
前記構成においては、アルミナの含有量が0.005質量%以上2質量%以下であり、
前記酸化物として、Pr6O11を0.20~0.60質量%含むことが好ましい。前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
In the above configuration, the alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less.
As the oxide, it is preferable to contain Pr 6 O 11 in an amount of 0.20 to 0.60% by mass. When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
前記構成においては、アルミナの含有量が0.005質量%以上2質量%以下であり、
前記酸化物として、SiO2を0.03~0.30質量%含むことが好ましい。前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
In the above configuration, the alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less.
As the oxide, it is preferable to contain SiO 2 in an amount of 0.03 to 0.30% by mass. When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
前記構成においては、アルミナの含有量が1質量%以上3質量%以下であり、
前記酸化物として、CoOを0.3~1.0質量%、Cr2O3を0.05~0.25質量%、MnO2を0.03~0.2質量%含むことが好ましい。前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
In the above configuration, the alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less.
The oxide preferably contains CoO in an amount of 0.3 to 1.0% by mass, Cr 2O 3 in an amount of 0.05 to 0.25% by mass, and MnO 2 in an amount of 0.03 to 0.2% by mass. When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
前記構成においては、アルミナの含有量が1質量%以上3質量%以下であり、
前記酸化物として、CoOを0.2~0.8質量%、Cr2O3を0.26~0.7質量%、MnO2を0.21~0.4質量%含むことが好ましい。前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
In the above configuration, the alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less.
As the oxide, it is preferable that CoO is contained in an amount of 0.2 to 0.8% by mass, Cr 2O 3 is contained in an amount of 0.26 to 0.7% by mass, and MnO 2 is contained in an amount of 0.21 to 0.4% by mass. When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
前記構成においては、アルミナの含有量が1.5質量%以上4質量%以下であり、
前記酸化物として、Fe2O3を0.1~0.5質量%、CoOを1~2質量%、Cr2O3を0.3~0.9質量%、TiO2を0.2~0.4質量%含むことが好ましい。前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
In the above configuration, the alumina content is 1.5% by mass or more and 4% by mass or less.
As the oxide, Fe 2 O 3 is 0.1 to 0.5% by mass, CoO is 1 to 2% by mass, Cr 2 O 3 is 0.3 to 0.9% by mass, and TiO 2 is 0.2 to 0.2. It is preferably contained in an amount of 0.4% by mass. When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
前記構成においては、アルミナの含有量が0.5質量%以上2.5質量%以下であり、
前記酸化物として、Fe2O3を0.02~1質量%、CoOを1~2質量%、Cr2O3を0.03~0.3質量%、TiO2を0.01~0.1質量%含むことが好ましい。前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
In the above configuration, the alumina content is 0.5% by mass or more and 2.5% by mass or less.
As the oxide, Fe 2 O 3 is 0.02 to 1% by mass, CoO is 1 to 2% by mass, Cr 2 O 3 is 0.03 to 0.3% by mass, and TIO 2 is 0.01 to 0%. It is preferably contained in an amount of 1% by mass. When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
前記構成においては、アルミナの含有量が1質量%以上3質量%以下であり、
前記酸化物として、CoOを1.05~2質量%含むことが好ましい。前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
In the above configuration, the alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less.
The oxide preferably contains 1.05 to 2% by mass of CoO. When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
また、本発明に係るジルコニア焼結体の製造方法は、
前記ジルコニア粉末を成型し、成型体を得る工程Xと、
前記工程Xの後、前記成型体を焼結させる工程Yとを有することを特徴とする。
Further, the method for producing a zirconia sintered body according to the present invention is as follows.
Step X of molding the zirconia powder to obtain a molded body, and
It is characterized by having a step Y of sintering the molded body after the step X.
前記ジルコニア粉末は、着色用の酸化物が分散化されており、且つ、成型性に優れ、高い焼結密度を有する。従って、当該ジルコニア粉末を用いた前記ジルコニア焼結体の製造方法によれば、高い焼結密度を有するカラージルコニア焼結体を製造することができる。 The zirconia powder has an oxide for coloring dispersed therein, has excellent moldability, and has a high sintering density. Therefore, according to the method for producing the zirconia sintered body using the zirconia powder, a color zirconia sintered body having a high sintering density can be produced.
また、本発明に係るジルコニア焼結体は、第4族~第9族、第12族、第14族及びランタノイド元素からなる群より選ばれる1種以上の酸化物を含み、
前記製造方法によって得られることを特徴とする。
Further, the zirconia sintered body according to the present invention contains one or more oxides selected from the group consisting of Group 4 to Group 9, Group 12, Group 14 and lanthanoid elements.
It is characterized by being obtained by the above-mentioned manufacturing method.
本発明に係るジルコニア焼結体は、前記ジルコニア焼結体の製造方法によって得られるため、高い焼結密度を有する。また、第4族~第9族、第12族、第14族及びランタノイド元素からなる群より選ばれる1種以上の酸化物を含むため、有色の焼結体である。すなわち、本発明に係るジルコニア焼結体によれば、有色であり、且つ、高い焼結密度を有するカラージルコニア焼結体を提供することができる。 Since the zirconia sintered body according to the present invention is obtained by the method for producing the zirconia sintered body, it has a high sintering density. Further, it is a colored sintered body because it contains one or more oxides selected from the group consisting of Group 4 to Group 9, Group 12, Group 14, and lanthanoid elements. That is, according to the zirconia sintered body according to the present invention, it is possible to provide a colored zirconia sintered body that is colored and has a high sintering density.
前記構成において、ジルコニア焼結体を黒系に着色する場合、Fe2O3を0.4~1.0質量%、CoOを0.9~1.5質量%、Cr2O3を1.0~1.6質量%、TiO2を0.5~0.9質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が-1以上13以下であり、a*が-7以上7以下であり、b*が-8以上6以下であることが好ましい。前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。 In the above configuration, when the zirconia sintered body is colored black, Fe 2 O 3 is 0.4 to 1.0% by mass, CoO is 0.9 to 1.5% by mass, and Cr 2 O 3 is 1. It contains 0 to 1.6% by mass and TiO 2 by 0.5 to 0.9% by mass, L * a * b * specified in the color system is -1 or more and 13 or less, and a * is- . It is preferably 7 or more and 7 or less, and b * is -8 or more and 6 or less. When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
前記構成において、ジルコニア焼結体を異なる系統の黒系に着色する場合、CoOを0.9~1.5質量%、Cr2O3を1.0~1.6質量%、MnO2を0.8~1.4質量%を含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が1以上17以下であり、a*が-9以上5以下であり、b*が-8以上6以下であることが好ましい。前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。 In the above configuration, when the zirconia sintered body is colored in a black system of a different system, CoO is 0.9 to 1.5% by mass, Cr 2O 3 is 1.0 to 1.6% by mass, and MnO 2 is 0. .8 to 1.4% by mass, L * a * b * L * specified in the color system is 1 or more and 17 or less, a * is -9 or more and 5 or less, and b * is -8. It is preferably 6 or less. When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
前記構成において、ジルコニア焼結体を白系に着色する場合、ZnOを0.15~0.35質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が80以上96以下であり、a*が-7以上7以下であり、b*が-6以上8以下であることが好ましい。前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。 In the above configuration, when the zirconia sintered body is colored white, it contains 0.15 to 0.35% by mass of ZnO, and L * a * b * defined by the color system is 80 or more and 96 or less . , A * is preferably -7 or more and 7 or less, and b * is preferably -6 or more and 8 or less. When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
前記構成において、ジルコニア焼結体を灰色系に着色する場合、Cr2O3を0.02~0.1質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が30以上52以下であり、a*が-5以上8以下であり、b*が0以上20以下であることが好ましい。前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。 In the above configuration, when the zirconia sintered body is colored gray, it contains 0.02 to 0.1% by mass of Cr 2 O 3 and has an L * a * b * L * specified in the color system of 30 or more. It is preferably 52 or less, a * is -5 or more and 8 or less, and b * is 0 or more and 20 or less. When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
前記構成において、ジルコニア焼結体を灰色系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%未満の条件下(アルミナを実質的に含有しない条件下)では、MnO2を0.03~0.06質量%を含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が28以上44以下であり、a*が-3以上8以下であり、b*が-8以上8以下であることが好ましい。前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。 In the above configuration, when the zirconia sintered body is colored gray, MnO 2 is 0.03 to 0.03 under the condition that the alumina content is less than 0.005% by mass (the condition that substantially does not contain alumina). It contains 0.06% by mass, L * a * b * L * specified in the color system is 28 or more and 44 or less, a * is -3 or more and 8 or less, and b * is -8 or more and 8 or less. Is preferable. When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
前記構成において、ジルコニア焼結体を灰色系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%以上2質量%以下の条件下では、MnO2を0.02~0.05質量%を含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が31以上47以下であり、a*が-4以上12以下であり、b*が-9以上7以下であることが好ましい。前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。 In the above configuration, when the zirconia sintered body is colored gray, it contains 0.02 to 0.05% by mass of MnO 2 under the condition that the alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less. , L * a * b * It is preferable that L * defined by the color system is 31 or more and 47 or less, a * is -4 or more and 12 or less, and b * is -9 or more and 7 or less. When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
前記構成において、ジルコニア焼結体を黒色系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%以上2質量%以下の条件下では、MnO2を0.2~0.5質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が1以上23以下であり、a*が-5以上11以下であり、b*が-10以上6以下であることが好ましい。前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。 In the above configuration, when the zirconia sintered body is colored black, it contains 0.2 to 0.5% by mass of MnO 2 under the condition that the alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less. It is preferable that L * a * b * defined by the color system is 1 or more and 23 or less, a * is -5 or more and 11 or less, and b * is -10 or more and 6 or less . When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
前記構成において、ジルコニア焼結体を茶色系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%以上2質量%以下の条件下では、Fe2O3を0.12~0.40質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が55以上75以下であり、a*が-2以上17以下であり、b*が18以上40以下であることが好ましい。前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。 In the above configuration, when the zirconia sintered body is colored brown, Fe 2 O 3 is 0.12 to 0.40% by mass under the condition that the alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less. Including, it is preferable that L * defined by L * a * b * color system is 55 or more and 75 or less, a * is -2 or more and 17 or less, and b * is 18 or more and 40 or less. When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
前記構成において、ジルコニア焼結体を茶色系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%未満の条件下(アルミナを実質的に含有しない条件下)では、Fe2O3を0.12~0.23質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が41以上61以下であり、a*が2以上18以下であり、b*が18以上38以下であることが好ましい。前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。 In the above configuration, when the zirconia sintered body is colored brown, Fe 2 O 3 is added under the condition that the alumina content is less than 0.005% by mass (the condition that substantially does not contain alumina). Contains 12 to 0.23% by mass, L * a * b * L * specified in the color system is 41 or more and 61 or less, a * is 2 or more and 18 or less, and b * is 18 or more and 38 or less. It is preferable to have. When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
前記構成において、ジルコニア焼結体を青色系に着色する場合、アルミナの含有量が1質量%以上3質量%以下の条件下では、CoOを0.3~1.0質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が22以上44以下であり、a*が-10以上7以下であり、b*が-50以上-28以下であることが好ましい。前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。 In the above configuration, when the zirconia sintered body is colored blue, it contains 0.3 to 1.0% by mass of CoO under the condition that the alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less, and L * a. * B * It is preferable that L * specified in the color system is 22 or more and 44 or less, a * is -10 or more and 7 or less, and b * is -50 or more and -28 or less. When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
前記構成において、ジルコニア焼結体を黄色系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%以上2質量%以下の条件下では、Pr6O11を0.20~0.60質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が55以上75以下であり、a*が4以上20以下であり、b*が40以上60以下であることが好ましい。前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。 In the above configuration, when the zirconia sintered body is colored yellowish, under the condition that the alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less, Pr 6 O 11 is 0.20 to 0.60% by mass. Including, it is preferable that L * defined by L * a * b * color system is 55 or more and 75 or less, a * is 4 or more and 20 or less, and b * is 40 or more and 60 or less. When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
前記構成において、ジルコニア焼結体を白色系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%以上2質量%以下の条件下では、SiO2を0.03~0.30質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が77以上97以下であり、a*が-5以上5以下であり、b*が-5以上5以下であることが好ましい。前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。 In the above configuration, when the zirconia sintered body is colored white, it contains 0.03 to 0.30% by mass of SiO 2 under the condition that the alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less. It is preferable that L * a * b * defined by the color system is 77 or more and 97 or less, a * is -5 or more and 5 or less, and b * is -5 or more and 5 or less . When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
前記構成において、ジルコニア焼結体を深青色系に着色する場合、アルミナの含有量が1質量%以上3質量%以下の条件下では、CoOを0.3~1.0質量%、Cr2O3を0.05~0.25質量%、MnO2を0.03~0.2質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が13以上33以下であり、a*が-12以上-2以下であり、b*が-29以上-19以下であることが好ましい。前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。 In the above configuration, when the zirconia sintered body is colored in a deep blue color, CoO is 0.3 to 1.0% by mass and Cr 2O is under the condition that the alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less. 3 is included in an amount of 0.05 to 0.25% by mass and MnO 2 is contained in an amount of 0.03 to 0.2% by mass, and L * a * b * defined by the color system is 13 or more and 33 or less . It is preferable that * is -12 or more and -2 or less, and b * is -29 or more and -19 or less. When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
前記構成において、ジルコニア焼結体を深青色系に着色する場合、アルミナの含有量が1質量%以上3質量%以下の条件下では、CoOを0.2~0.8質量%、Cr2O3を0.26~0.7質量%、MnO2を0.21~0.4質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が8以上28以下であり、a*が-14以上-4以下であり、b*が-21以上-11以下であることが好ましい。前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。 In the above configuration, when the zirconia sintered body is colored in a deep blue color, CoO is 0.2 to 0.8% by mass and Cr 2O is under the condition that the alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less. 3 is contained in an amount of 0.26 to 0.7% by mass, MnO 2 is contained in an amount of 0.21 to 0.4% by mass, and L * defined by the L * a * b * color system is 8 or more and 28 or less. It is preferable that * is -14 or more and -4 or less, and b * is -21 or more and -11 or less. When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
前記構成において、ジルコニア焼結体を深青色系に着色する場合、アルミナの含有量が1.5質量%以上4質量%以下の条件下では、Fe2O3を0.1~0.5質量%、CoOを1~2質量%、Cr2O3を0.3~0.9質量%、TiO2を0.2~0.4質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が27以上48以下であり、a*が-6以上4以下であり、b*が-10以上-1以下であることが好ましい。前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。 In the above configuration, when the zirconia sintered body is colored in a deep blue color, Fe 2 O 3 is 0.1 to 0.5 mass by mass under the condition that the alumina content is 1.5% by mass or more and 4% by mass or less. %, CoO is 1 to 2% by mass, Cr 2O 3 is 0.3 to 0.9% by mass, TiO 2 is 0.2 to 0.4% by mass, and is specified by L * a * b * color system. It is preferable that L * is 27 or more and 48 or less, a * is -6 or more and 4 or less, and b * is -10 or more and -1 or less. When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
前記構成において、ジルコニア焼結体を深青色系に着色する場合、アルミナの含有量が0.5質量%以上2.5質量%以下の条件下では、Fe2O3を0.02~1質量%、CoOを1~2質量%、Cr2O3を0.03~0.3質量%、TiO2を0.01~0.1質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が27以上48以下であり、a*が-6以上4以下であり、b*が-10以上-1以下であることが好ましい。前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。 In the above configuration, when the zirconia sintered body is colored in a deep blue color, Fe 2 O 3 is 0.02 to 1 mass by mass under the condition that the alumina content is 0.5% by mass or more and 2.5% by mass or less. %, CoO is 1 to 2% by mass, Cr 2 O 3 is 0.03 to 0.3% by mass, TiO 2 is 0.01 to 0.1% by mass, and is specified by L * a * b * color system. It is preferable that L * is 27 or more and 48 or less, a * is -6 or more and 4 or less, and b * is -10 or more and -1 or less. When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
前記構成において、ジルコニア焼結体を深青色系に着色する場合、アルミナの含有量が1質量%以上3質量%以下の条件下では、CoOを1.05~2質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が27以上48以下であり、a*が-5以上6以下であり、b*が-12以上-2以下であることが好ましい。前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。 In the above configuration, when the zirconia sintered body is colored in a deep blue color, it contains 1.05 to 2% by mass of CoO under the condition that the alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less, and L * a *. b * It is preferable that L * defined by the color system is 27 or more and 48 or less, a * is -5 or more and 6 or less, and b * is -12 or more and -2 or less. When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
本発明によれば、成型性に優れ、高い焼結密度を有し、簡便な方法でカラージルコニア焼結体を製造することができるジルコニア粉末を提供することができる。また、当該ジルコニア粉末を用いたジルコニア焼結体の製造方法を提供することができる。また、当該ジルコニア粉末を用いて製造されたジルコニア焼結体を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a zirconia powder which is excellent in moldability, has a high sintering density, and can produce a color zirconia sintered body by a simple method. Further, it is possible to provide a method for producing a zirconia sintered body using the zirconia powder. Further, it is possible to provide a zirconia sintered body produced by using the zirconia powder.
以下、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。なお、本明細書において、ジルコニアとは一般的なものであり、ハフニアを含めた10質量%以下の不純物金属化合物を含むものである。また、本明細書において、「含有」及び「含む」なる表現については、「含有」、「含む」、「実質的にからなる」及び「のみからなる」という概念を含む。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to these embodiments. In addition, in this specification, zirconia is a general thing, and contains an impurity metal compound of 10% by mass or less including hafnia. Further, in the present specification, the expressions "contains" and "contains" include the concepts of "contains", "contains", "substantially consists" and "consists only".
[ジルコニア粉末]
本実施形態に係るジルコニア粉末は、
イットリアを2mol%以上6mol%以下の範囲内で含むジルコニアと、
第4族~第9族、第12族、第14族及びランタノイド元素からなる群より選ばれる1種以上の酸化物とを含み、
細孔径200nm以下の細孔容積が0.14~0.28mL/gであり、
成型圧1t/cm2で成型した場合の下記式(1)で表される相対成型密度が44~55%である。
[Zirconia powder]
The zirconia powder according to this embodiment is
With zirconia containing yttrium in the range of 2 mol% or more and 6 mol% or less,
Includes one or more oxides selected from the group consisting of Group 4-9, Group 12, Group 14 and lanthanoid elements.
The pore volume having a pore diameter of 200 nm or less is 0.14 to 0.28 mL / g, and the pore volume is 0.14 to 0.28 mL / g.
When molded at a molding pressure of 1 t / cm 2 , the relative molding density represented by the following formula (1) is 44 to 55%.
前記ジルコニア粉末は、ジルコニアを主成分とする一次粒子を含む。前記一次粒子の全部又は一部は、凝集して二次粒子を形成している。すなわち、前記ジルコニア粉末は、凝集していない一次粒子、及び、一次粒子が凝集した二次粒子を含む。
ただし、前記ジルコニア粉末において、二次粒子とはならず、凝集しない一次粒子の状態で存在する一次粒子の量はごく微量であり、例えば、一次粒子全体(凝集していない一次粒子と、凝集して二次粒子となった一次粒子との合計)のうちの1質量%未満である。つまり、前記ジルコニア粉末は、凝集していない一次粒子をごく微量含み得るが、大部分が二次粒子で構成されている。
The zirconia powder contains primary particles containing zirconia as a main component. All or part of the primary particles aggregate to form secondary particles. That is, the zirconia powder contains primary particles that are not aggregated and secondary particles in which the primary particles are aggregated.
However, in the zirconia powder, the amount of primary particles that do not become secondary particles and exist in the state of non-aggregating primary particles is extremely small, for example, the entire primary particles (aggregating with non-aggregating primary particles). It is less than 1% by mass of the total of the primary particles that have become secondary particles. That is, the zirconia powder may contain a very small amount of non-aggregated primary particles, but most of them are composed of secondary particles.
前記ジルコニア粉末は、ジルコニアを含有する。前記ジルコニアの含有量は、前記ジルコニア粉末を100質量%としたとき、好ましくは90質量%以上、より好ましくは92質量%以上、さらに好ましくは94質量%以上、特に好ましくは94.3質量%以上である。前記ジルコニアの含有量の上限値は、特に制限されないが、前記ジルコニアの含有量は、好ましくは97.5質量%以下、より好ましくは97.2質量%以下、さらに好ましくは97質量%以下、特に好ましくは96.9質量%以下である。 The zirconia powder contains zirconia. The content of the zirconia is preferably 90% by mass or more, more preferably 92% by mass or more, still more preferably 94% by mass or more, and particularly preferably 94.3% by mass or more when the zirconia powder is 100% by mass. Is. The upper limit of the content of the zirconia is not particularly limited, but the content of the zirconia is preferably 97.5% by mass or less, more preferably 97.2% by mass or less, still more preferably 97% by mass or less, and particularly. It is preferably 96.9% by mass or less.
前記ジルコニア粉末は、前記ジルコニアの全mol量に対して2mol%以上6mol%以下のイットリアを含む。イットリアは、安定化剤として機能する。イットリアはジルコニアと固溶体を形成して存在してもよく、混合物として存在してもよい。焼結時の元素分散性の観点から、イットリアはジルコニアと固溶体を形成して存在することが好ましい。つまり、イットリアは、イットリア安定化ジルコニアの形態で存在することが好ましい。イットリアの含有割合が2mol%以上であるため、ジルコニア粉末の焼結体中に単斜晶相の割合が過剰になるのを抑制することができる。すなわち、正方晶相から単斜晶相への相転移による大きな体積膨張で、亀裂の伝播を抑制することにより、ジルコニア焼結体の破壊靭性の低下を抑制できる。 The zirconia powder contains 2 mol% or more and 6 mol% or less of itria with respect to the total mol amount of the zirconia. Ittoria acts as a stabilizer. Ittoria may be present in a solid solution with zirconia or as a mixture. From the viewpoint of elemental dispersibility during sintering, yttria preferably exists in a solid solution with zirconia. That is, yttria preferably exists in the form of yttria-stabilized zirconia. Since the content ratio of yttria is 2 mol% or more, it is possible to suppress an excessive ratio of the monoclinic phase in the sintered body of the zirconia powder. That is, it is possible to suppress the decrease in fracture toughness of the zirconia sintered body by suppressing the propagation of cracks due to the large volume expansion due to the phase transition from the tetragonal phase to the monoclinic phase.
前記イットリアの含有量は、2~5mol%であることが好ましく、2~4mol%であることが特に好ましい。他の好ましいイットリアの含有割合は、3~6mol%であり、この範囲である場合、光学異方性の少ない立方晶相が形成されるため、透光性に優れたジルコニア焼結体を得ることができる。 The content of the yttrium is preferably 2 to 5 mol%, and particularly preferably 2 to 4 mol%. The content ratio of other preferable yttrium is 3 to 6 mol%, and in this range, a cubic phase having less optical anisotropy is formed, so that a zirconia sintered body having excellent translucency can be obtained. Can be done.
前記ジルコニア粉末は、イットリアの一部の代替として他の成分が含まれていてもよい。他の成分としては、カルシア、マグネシアなどのアルカリ土類金属酸化物や、セリアなどの希土類酸化物が例示される。 The zirconia powder may contain other components as a substitute for a part of yttrium. Examples of other components include alkaline earth metal oxides such as calcia and magnesia, and rare earth oxides such as ceria.
前記ジルコニア粉末は、必要に応じて酸化アルミニウム(アルミナ)を含有することができる。前記アルミナの含有量は特に制限はないが、ジルコニア粉末の全質量に対して0.005~4.0質量%とすることができ、より好ましくは0.005~2.0質量%とすることができる。ジルコニア粉末がアルミナを含有する場合、ジルコニア粉末の焼結性が向上し、結晶構造を均一化しやすくなる。また、ジルコニア粉末がアルミナを含有することで、ジルコニア焼結体の破壊靭性の低下を抑制しやすい。さらに、アルミナの含有量を調節すれば、ジルコニア焼結体の透光性を向上させることができる。アルミナの含有量の上限値は、ジルコニア粉末の全質量に対して、好ましくは1.0質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下、さらに好ましくは0.4質量%以下、特に好ましくは0.3質量%以下である。 The zirconia powder can contain aluminum oxide (alumina), if necessary. The content of the alumina is not particularly limited, but may be 0.005 to 4.0% by mass, more preferably 0.005 to 2.0% by mass, based on the total mass of the zirconia powder. Can be done. When the zirconia powder contains alumina, the sinterability of the zirconia powder is improved, and it becomes easy to make the crystal structure uniform. Further, since the zirconia powder contains alumina, it is easy to suppress a decrease in the fracture toughness of the zirconia sintered body. Further, by adjusting the content of alumina, the translucency of the zirconia sintered body can be improved. The upper limit of the alumina content is preferably 1.0% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, still more preferably 0.4% by mass or less, and particularly preferably 0.4% by mass or less, based on the total mass of the zirconia powder. It is 0.3% by mass or less.
アルミナの形態は、特に限定されないが、ジルコニア粉末の調製時のハンドリング性や不純物残存を低減するという観点から、アルミナ粉末が好ましい。 The form of alumina is not particularly limited, but alumina powder is preferable from the viewpoint of handleability at the time of preparation of zirconia powder and reduction of residual impurities.
アルミナ粉末を添加する場合、その一次粒子の平均粒子径に特に制限はないが、0.02~0.4μmとすることができ、より好ましくは0.05~0.3μm、さらに好ましくは0.07~0.2μmである。アルミナの一次粒子の平均粒子径は、レーザー回折式粒子径分布測定装置「SALD-2300」(島津製作所社製)を用いて測定した値である。 When the alumina powder is added, the average particle size of the primary particles is not particularly limited, but can be 0.02 to 0.4 μm, more preferably 0.05 to 0.3 μm, still more preferably 0. It is 07 to 0.2 μm. The average particle size of the primary particles of alumina is a value measured by using a laser diffraction type particle size distribution measuring device "SALD-2300" (manufactured by Shimadzu Corporation).
前記ジルコニア粉末は、第4族~第9族、第12族、第14族及びランタノイド元素からなる群より選ばれる1種以上の酸化物を含む。第4族~第9族、第12族、第14族及びランタノイド元素からなる群より選ばれる1種以上の酸化物を着色剤として含むため、当該ジルコニア粉末を焼結させることにより得られるジルコニア焼結体を着色することができる。 The zirconia powder contains one or more oxides selected from the group consisting of Group 4-9, Group 12, Group 14 and lanthanoid elements. Zirconia firing obtained by sintering the zirconia powder because it contains at least one oxide selected from the group consisting of Group 4 to Group 9, Group 12, Group 14 and lanthanoid elements as a colorant. The body can be colored.
前記第4族~第9族は、Ti、V、Cr、Mn、Fe、及び、Coからなる群より選ばれる1種以上であることが好ましい。前記第12族は、Znであることが好ましい。前記第14族は、Siであることが好ましい。前記ランタノイド元素は、Er、Tb、及び、Prからなる群より選ばれる1種以上であることが好ましい。 The 4th to 9th groups are preferably one or more selected from the group consisting of Ti, V, Cr, Mn, Fe, and Co. The Group 12 is preferably Zn. The Group 14 is preferably Si. The lanthanoid element is preferably one or more selected from the group consisting of Er, Tb, and Pr.
前記酸化物としては、具体的には、例えば、TiO2、V2O5、Cr2O3、MnO2、Fe2O3、CoO、ZnO、SiO2、Er2O3、Tb4O7、Pr6O11等が挙げられる。前記酸化物は、前記ジルコニア粉末に混合物として添加されていることが好ましい。 Specific examples of the oxide include TiO 2 , V 2 O 5 , Cr 2 O 3 , MnO 2 , Fe 2 O 3 , CoO, ZnO, SiO 2 , Er 2 O 3 , and Tb 4 O 7 . , Pr 6 O 11 and the like. The oxide is preferably added as a mixture to the zirconia powder.
<第1の黒系>
焼結することにより得られるジルコニア焼結体を黒系に着色する場合、前記酸化物として、Fe2O3を0.4~1.0質量%、CoOを0.9~1.5質量%、Cr2O3を1.0~1.6質量%、TiO2を0.5~0.9質量%含むことが好ましい。
前記Fe2O3の含有量は、0.5~0.9質量%がより好ましく、0.6~0.8質量%がさらに好ましい。
前記CoOの含有量は、1.0~1.4質量%がより好ましく、1.1~1.3質量%がさらに好ましい。
前記Cr2O3の含有量は、1.1~1.5質量%がより好ましく、1.2~1.4質量%がさらに好ましい。
前記TiO2の含有量は、0.55~0.85質量%がより好ましく、0.6~0.8質量%がさらに好ましい。
前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
<First black system>
When the zirconia sintered body obtained by sintering is colored black, Fe 2 O 3 is 0.4 to 1.0% by mass and CoO is 0.9 to 1.5% by mass as the oxide. , Cr 2 O 3 is preferably contained in an amount of 1.0 to 1.6% by mass, and TiO 2 is preferably contained in an amount of 0.5 to 0.9% by mass.
The content of Fe 2 O 3 is more preferably 0.5 to 0.9% by mass, further preferably 0.6 to 0.8% by mass.
The CoO content is more preferably 1.0 to 1.4% by mass, further preferably 1.1 to 1.3% by mass.
The content of Cr 2 O 3 is more preferably 1.1 to 1.5% by mass, further preferably 1.2 to 1.4% by mass.
The content of TiO 2 is more preferably 0.55 to 0.85% by mass, further preferably 0.6 to 0.8% by mass.
When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
<第2の黒系>
焼結することにより得られるジルコニア焼結体を、第1の黒系とは異なる系統の黒系に着色する場合、前記酸化物として、CoOを0.9~1.5質量%、Cr2O3を1.0~1.6質量%、MnO2を0.8~1.4質量%を含むことが好ましい。
前記CoOの含有量は、1.0~1.4質量%がより好ましく、1.1~1.3質量%がさらに好ましい。
前記Cr2O3の含有量は、1.1~1.5質量%がより好ましく、1.2~1.4質量%がさらに好ましい。
前記MnO2の含有量は、0.9~1.3質量%がより好ましく、1.0~1.2質量%がさらに好ましい。
前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
<Second black system>
When the zirconia sintered body obtained by sintering is colored into a black system different from the first black system, CoO is 0.9 to 1.5% by mass and Cr 2O as the oxide. It is preferable that 3 is contained in an amount of 1.0 to 1.6% by mass and MnO 2 is contained in an amount of 0.8 to 1.4% by mass.
The CoO content is more preferably 1.0 to 1.4% by mass, further preferably 1.1 to 1.3% by mass.
The content of Cr 2 O 3 is more preferably 1.1 to 1.5% by mass, further preferably 1.2 to 1.4% by mass.
The content of MnO 2 is more preferably 0.9 to 1.3% by mass, further preferably 1.0 to 1.2% by mass.
When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
<第3の黒系>
焼結することにより得られるジルコニア焼結体を、第1、2の黒系とは異なる系統の黒系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%以上2質量%以下の条件下では、前記酸化物として、MnO2を0.2~0.5質量%を含ませることが好ましい。
前記MnO2の含有量は、0.25~0.45質量%がより好ましく、0.3~0.4質量%がさらに好ましい。
前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
<Third black system>
When the zirconia sintered body obtained by sintering is colored into a black system different from the first and second black systems, the conditions under which the alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less. Then, it is preferable to contain MnO 2 in an amount of 0.2 to 0.5% by mass as the oxide.
The content of MnO 2 is more preferably 0.25 to 0.45% by mass, still more preferably 0.3 to 0.4% by mass.
When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
<第1の白系>
焼結することにより得られるジルコニア焼結体を白系に着色する場合、前記酸化物として、ZnOを0.15~0.35質量%含むことが好ましい。
前記ZnOの含有量は、0.2~0.3質量%がより好ましく、0.22~0.28質量%がさらに好ましい。
前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
<First white system>
When the zirconia sintered body obtained by sintering is colored white, it is preferable to contain ZnO in an amount of 0.15 to 0.35% by mass as the oxide.
The ZnO content is more preferably 0.2 to 0.3% by mass, further preferably 0.22 to 0.28% by mass.
When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
<第2の白系>
焼結することにより得られるジルコニア焼結体を白系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%以上2質量%以下の条件下では、前記酸化物として、SiO2を0.03~0.30質量%含むことが好ましい。
前記SiO2の含有量は、0.05~0.2質量%がより好ましく、0.07~0.13質量%がさらに好ましい。
前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
<Second white system>
When the zirconia sintered body obtained by sintering is colored white, SiO 2 is used as the oxide from 0.03 to 0.03 under the condition that the alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less. It is preferably contained in an amount of 0.30% by mass.
The content of SiO 2 is more preferably 0.05 to 0.2% by mass, further preferably 0.07 to 0.13% by mass.
When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
<第1の灰色系>
焼結することにより得られるジルコニア焼結体を灰色系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%未満の条件下(アルミナを実質的に含有しない条件下)では、前記酸化物として、MnO2を0.03~0.06質量%含むことが好ましい。
前記MnO2の含有量は、0.035~0.055質量%がより好ましく、0.04~0.05質量%がさらに好ましい。
前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
<First gray system>
When the zirconia sintered body obtained by sintering is colored grayish, it is used as the oxide under the condition that the alumina content is less than 0.005% by mass (the condition that substantially does not contain alumina). , MnO 2 is preferably contained in an amount of 0.03 to 0.06% by mass.
The content of MnO 2 is more preferably 0.035 to 0.055% by mass, further preferably 0.04 to 0.05% by mass.
When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
<第2の灰色系>
焼結することにより得られるジルコニア焼結体を灰色系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%以上2質量%以下の条件下では、前記酸化物として、MnO2を0.02~0.05質量%含むことが好ましい。
前記MnO2の含有量は、0.025~0.045質量%がより好ましく、0.03~0.04質量%がさらに好ましい。
前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
<Second gray system>
When the zirconia sintered body obtained by sintering is colored gray, MnO 2 is 0.02 as the oxide under the condition that the alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less. It is preferably contained in an amount of up to 0.05% by mass.
The content of MnO 2 is more preferably 0.025 to 0.045% by mass, further preferably 0.03 to 0.04% by mass.
When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
<第3の灰色系>
焼結することにより得られるジルコニア焼結体を灰色系に着色する場合、Cr2O3を0.02~0.1質量%含むことが好ましい。
前記Cr2O3の含有量は、0.04~0.08質量%がより好ましく、0.05~0.07質量%がさらに好ましい。
前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
<Third gray system>
When the zirconia sintered body obtained by sintering is colored grayish, it is preferable that Cr 2 O 3 is contained in an amount of 0.02 to 0.1% by mass.
The content of Cr 2 O 3 is more preferably 0.04 to 0.08% by mass, further preferably 0.05 to 0.07% by mass.
When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
<第1の茶色系>
焼結することにより得られるジルコニア焼結体を茶色系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%以上2質量%以下の条件下では、前記酸化物として、Fe2O3を0.12~0.23質量%含むことが好ましい。
前記Fe2O3の含有量は、0.14~0.21質量%がより好ましく、0.16~0.2質量%がさらに好ましい。
前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
<First brownish>
When the zirconia sintered body obtained by sintering is colored brown, Fe 2 O 3 is 0 as the oxide under the condition that the alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less. It is preferably contained in an amount of .12 to 0.23% by mass.
The content of Fe 2 O 3 is more preferably 0.14 to 0.21% by mass, still more preferably 0.16 to 0.2% by mass.
When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
<第2の茶色系>
焼結することにより得られるジルコニア焼結体を茶色系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%未満の条件下(アルミナを実質的に含有しない条件下)では、前記酸化物として、Fe2O3を0.12~0.23質量%含むことが好ましい。
前記Fe2O3の含有量は、0.14~0.21質量%がより好ましく、0.16~0.2質量%がさらに好ましい。
前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
<Second brownish>
When the zirconia sintered body obtained by sintering is colored brown, it is used as the oxide under the condition that the alumina content is less than 0.005% by mass (the condition that substantially does not contain alumina). , Fe 2 O 3 is preferably contained in an amount of 0.12 to 0.23% by mass.
The content of Fe 2 O 3 is more preferably 0.14 to 0.21% by mass, still more preferably 0.16 to 0.2% by mass.
When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
<第3の茶色系>
焼結することにより得られるジルコニア焼結体を第1の茶色よりも深い色合いの茶色系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%以上2質量%以下の条件下では、Fe2O3を0.23~0.40質量%含ませるとよい。
前記Fe2O3の含有量は、0.25~0.35質量%がより好ましく、0.28~0.32質量%がさらに好ましい。
前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
<Third brown>
When the zirconia sintered body obtained by sintering is colored in a brownish color having a color deeper than that of the first brown, Fe 2 under the condition that the alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less. It is preferable to include O 3 in an amount of 0.23 to 0.40% by mass.
The content of Fe 2 O 3 is more preferably 0.25 to 0.35% by mass, still more preferably 0.28 to 0.32% by mass.
When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
<青色系>
焼結することにより得られるジルコニア焼結体を青色系に着色する場合、アルミナの含有量が1質量%以上3質量%以下の条件下において、CoOを0.3~1.0質量%を含ませるとよい。
前記CoOの含有量は、0.4~0.8質量%がより好ましく、0.5~0.7質量%がさらに好ましい。
前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
<Blue>
When the zirconia sintered body obtained by sintering is colored blue, it contains 0.3 to 1.0% by mass of CoO under the condition that the alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less. It is good to let it.
The CoO content is more preferably 0.4 to 0.8% by mass, further preferably 0.5 to 0.7% by mass.
When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
<黄色系>
焼結することにより得られるジルコニア焼結体を黄色系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%以上2質量%以下の条件下において、Pr6O11を0.20~0.60質量%含ませるとよい。
前記Pr6O11の含有量は、0.30~0.50質量%がより好ましく、0.35~0.45質量%がさらに好ましい。
<Yellow>
When the zirconia sintered body obtained by sintering is colored yellowish, Pr 6 O 11 is 0.20 to 0. Under the condition that the alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less. It is preferable to include 60% by mass.
The content of Pr 6 O 11 is more preferably 0.30 to 0.50% by mass, further preferably 0.35 to 0.45% by mass.
<第1の深青色系>
焼結することにより得られるジルコニア焼結体を深青色系に着色する場合、アルミナの含有量が1質量%以上3質量%以下条件下において、前記酸化物として、CoOを0.3~1.0質量%、Cr2O3を0.05~0.25質量%、MnO2を0.03~0.2質量%含ませるとよい。
前記CoOの含有量は、0.4~0.8質量%がより好ましく、0.5~0.6質量%がさらに好ましい。
前記Cr2O3の含有量は、0.08~0.2質量%がより好ましく、0.1~0.15質量%がさらに好ましい。
前記MnOの含有量は、0.05~0.15質量%がより好ましく、0.08~0.12質量%がさらに好ましい。
前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
<First deep blue system>
When the zirconia sintered body obtained by sintering is colored in a deep blue color, CoO is added as the oxide from 0.3 to 1 under the condition that the alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less. It is preferable to contain 0% by mass, Cr 2O 3 in an amount of 0.05 to 0.25% by mass, and MnO 2 in an amount of 0.03 to 0.2% by mass.
The CoO content is more preferably 0.4 to 0.8% by mass, further preferably 0.5 to 0.6% by mass.
The content of Cr 2 O 3 is more preferably 0.08 to 0.2% by mass, further preferably 0.1 to 0.15% by mass.
The MnO content is more preferably 0.05 to 0.15% by mass, further preferably 0.08 to 0.12% by mass.
When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
<第2の深青色系>
焼結することにより得られるジルコニア焼結体を深青色系に着色する場合、アルミナの含有量が1質量%以上3質量%以下であり条件下において、前記酸化物として、CoOを0.2~0.8質量%、Cr2O3を0.26~0.7質量%、MnO2を0.21~0.4質量%含ませるとよい。
前記CoOの含有量は、0.3~0.7質量%がより好ましく、0.35~0.5質量%がさらに好ましい。
前記Cr2O3の含有量は、0.3~0.5質量%がより好ましく、0.35~0.45質量%がさらに好ましい。
前記MnOの含有量は、0.25~0.4質量%がより好ましく、0.28~0.32質量%がさらに好ましい。
前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
<Second deep blue system>
When the zirconia sintered body obtained by sintering is colored in a deep blue color, the alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less, and under the conditions, CoO is 0.2 to 0.2 to 2 as the oxide. It is preferable to contain 0.8% by mass, Cr 2O 3 in an amount of 0.26 to 0.7% by mass, and MnO 2 in an amount of 0.21 to 0.4% by mass.
The CoO content is more preferably 0.3 to 0.7% by mass, further preferably 0.35 to 0.5% by mass.
The content of Cr 2 O 3 is more preferably 0.3 to 0.5% by mass, further preferably 0.35 to 0.45% by mass.
The MnO content is more preferably 0.25 to 0.4% by mass, further preferably 0.28 to 0.32% by mass.
When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
<第3の深青色系>
焼結することにより得られるジルコニア焼結体を深青色系に着色する場合、アルミナの含有量が1.5質量%以上4質量%以下条件下において、前記酸化物として、Fe2O3を0.1~0.5質量%、CoOを1~2質量%、Cr2O3を0.3~0.9質量%、TiO2を0.2~0.4質量%含ませるとよい。
前記Fe2O3の含有量は、0.2~0.4質量%がより好ましく、0.25~0.35質量%がさらに好ましい。
前記CoOの含有量は、1.2~1.8質量%がより好ましく、1.3~1.6質量%がさらに好ましい。
前記Cr2O3の含有量は、0.4~0.7質量%がより好ましく、0.47~0.63質量%がさらに好ましい。
前記TiO2の含有量は、0.23~0.36質量%がより好ましく、0.25~0.33質量%がさらに好ましい。
前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
<Third deep blue system>
When the zirconia sintered body obtained by sintering is colored in a deep blue color, Fe 2 O 3 is 0 as the oxide under the condition that the alumina content is 1.5% by mass or more and 4% by mass or less. It is preferable to contain 1 to 0.5% by mass, CoO by 1 to 2% by mass, Cr 2O 3 by 0.3 to 0.9% by mass, and TiO 2 by 0.2 to 0.4% by mass.
The content of Fe 2 O 3 is more preferably 0.2 to 0.4% by mass, further preferably 0.25 to 0.35% by mass.
The CoO content is more preferably 1.2 to 1.8% by mass, and even more preferably 1.3 to 1.6% by mass.
The content of Cr 2 O 3 is more preferably 0.4 to 0.7% by mass, further preferably 0.47 to 0.63% by mass.
The content of TiO 2 is more preferably 0.23 to 0.36% by mass, further preferably 0.25 to 0.33% by mass.
When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
<第4の深青色系>
焼結することにより得られるジルコニア焼結体を深青色系に着色する場合、アルミナの含有量が0.5質量%以上2.5質量%以下条件下において、前記酸化物として、Fe2O3を0.02~1質量%、CoOを1~2質量%、Cr2O3を0.03~0.3質量%、TiO2を0.01~0.1質量%含ませるとよい。
前記Fe2O3の含有量は、0.03~0.08質量%がより好ましく、0.035~0.07質量%がさらに好ましい。
前記CoOの含有量は、1.2~1.9質量%がより好ましく、1.4~1.7質量%がさらに好ましい。
前記Cr2O3の含有量は、0.05~0.2質量%がより好ましく、0.07~0.13質量%がさらに好ましい。
前記TiO2の含有量は、0.02~0.09質量%がより好ましく、0.03~0.07質量%がさらに好ましい。
前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
<Fourth deep blue system>
When the zirconia sintered body obtained by sintering is colored in a deep blue color, Fe 2 O 3 is used as the oxide under the condition that the alumina content is 0.5% by mass or more and 2.5% by mass or less. It is preferable to contain 0.02 to 1% by mass of CoO, 1 to 2% by mass of CoO, 0.03 to 0.3% by mass of Cr 2O3 , and 0.01 to 0.1% by mass of TiO 2 .
The content of Fe 2 O 3 is more preferably 0.03 to 0.08% by mass, further preferably 0.035 to 0.07% by mass.
The CoO content is more preferably 1.2 to 1.9% by mass, further preferably 1.4 to 1.7% by mass.
The content of Cr 2 O 3 is more preferably 0.05 to 0.2% by mass, further preferably 0.07 to 0.13% by mass.
The content of TiO 2 is more preferably 0.02 to 0.09% by mass, further preferably 0.03 to 0.07% by mass.
When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
<第5の深青色系>
焼結することにより得られるジルコニア焼結体を深青色系に着色する場合、アルミナの含有量が1質量%以上3質量%以下条件下において、前記酸化物として、CoOを1.05~2質量%含ませるとよい。
前記CoOの含有量は、1.1~1.8質量%がより好ましく、1.2~1.4質量%がさらに好ましい。
前記着色剤を前記範囲内で含むと、好ましい発色となる。
<Fifth deep blue system>
When the zirconia sintered body obtained by sintering is colored in a deep blue color, CoO is 1.05 to 2% by mass as the oxide under the condition that the alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less. % Should be included.
The CoO content is more preferably 1.1 to 1.8% by mass, and even more preferably 1.2 to 1.4% by mass.
When the colorant is contained within the above range, preferable color development is obtained.
前記ジルコニア粉末は、細孔径200nm以下の細孔容積が0.14~0.28mL/gである。ここでいう細孔径とは、一次粒子が凝集して形成される二次粒子中の空隙の大きさを示す。 The zirconia powder has a pore volume of 0.14 to 0.28 mL / g with a pore diameter of 200 nm or less. The pore diameter referred to here indicates the size of the voids in the secondary particles formed by the aggregation of the primary particles.
200nm以下の細孔容積が0.14mL/g未満の場合は、一次粒子の凝集が強すぎるため、二次粒子が粗大になり焼結性が低下する。200nm以下の細孔容積が0.28mL/gを超える場合は、一次粒子の凝集が弱いため、成型体の成型密度が低く、高い焼結密度の焼結体を得ることができない。200nm以下の細孔容積は、0.15~0.27mL/gであることが好ましく、0.16~0.27mL/gであることがより好ましい。なお、200nmを超える大きさの細孔容積は、二次粒子どうしの空隙を示すものであるから、このような大きな空隙は一次粒子の凝集度との関連性は低い。前記細孔容積の測定方法は、実施例記載の方法による。 When the pore volume of 200 nm or less is less than 0.14 mL / g, the agglutination of the primary particles is too strong, so that the secondary particles become coarse and the sinterability deteriorates. When the pore volume of 200 nm or less exceeds 0.28 mL / g, the aggregation of the primary particles is weak, so that the molding density of the molded body is low, and a sintered body having a high sintering density cannot be obtained. The pore volume of 200 nm or less is preferably 0.15 to 0.27 mL / g, more preferably 0.16 to 0.27 mL / g. Since the pore volume having a size of more than 200 nm indicates the voids between the secondary particles, such a large void has a low relationship with the degree of cohesion of the primary particles. The method for measuring the pore volume is the method described in the examples.
本実施形態のジルコニア粉末の一次粒子径は200nm以下である場合、一次粒子が凝集して形成される二次粒子中の空隙、つまり一次粒子間の細孔径は200nm以下となりやすい。200nm以下の細孔径の細孔容積を制御することによって、二次粒子を構成する一次粒子の凝集度を制御することができる。細孔容積の値が小さければ、二次粒子内の空隙が少なく、一次粒子の凝集が強くなる。そのため、細孔容積の値が小さい粉末から得られる成型体は、二次粒子を構成する一次粒子が密に詰まっているので高い成型密度を有しやすい。 When the primary particle diameter of the zirconia powder of the present embodiment is 200 nm or less, the voids in the secondary particles formed by the aggregation of the primary particles, that is, the pore diameter between the primary particles tends to be 200 nm or less. By controlling the pore volume having a pore diameter of 200 nm or less, the degree of cohesion of the primary particles constituting the secondary particles can be controlled. When the value of the pore volume is small, the voids in the secondary particles are small and the aggregation of the primary particles is strong. Therefore, the molded product obtained from the powder having a small pore volume tends to have a high molding density because the primary particles constituting the secondary particles are densely packed.
本実施形態に係るジルコニア粉末は、上記のように特定範囲の細孔容積を有することで、二次粒子を構成する一次粒子の凝集性が従来知られているジルコニア粉末に比べて向上するとともに、一次粒子の粗大化も抑制され得る。従って、細孔径が200nm以下である細孔容積を上記の範囲に制御することは、一次粒子自体の凝集を強化しつつ、一次粒子の粗大化を抑制していることとなる。これにより、本実施形態に係るジルコニア粉末は優れた特性を有し、特にジルコニア粉末の成型性に優れる。 The zirconia powder according to the present embodiment has a pore volume in a specific range as described above, so that the cohesiveness of the primary particles constituting the secondary particles is improved as compared with the conventionally known zirconia powder, and the zirconia powder is improved. The coarsening of the primary particles can also be suppressed. Therefore, controlling the pore volume having a pore diameter of 200 nm or less within the above range suppresses the coarsening of the primary particles while strengthening the aggregation of the primary particles themselves. As a result, the zirconia powder according to the present embodiment has excellent properties, and in particular, the zirconia powder is excellent in moldability.
前記ジルコニア粉末の平均粒子径は、0.3μm以上0.8μm以下であることが好ましい。ジルコニア粉末の平均粒子径が上記範囲であると、高い成型密度をもつ成型体が得られやすく、焼結性及び焼結密度の低下が抑制されやすい。また、ジルコニア粉末の平均粒子径が上記範囲であると、粉砕工程の粉砕時間を長くする必要もない。また、ジルコニア粉末の平均粒子径が0.8μm以下であると、粉末中の単斜晶相が多くなり過ぎないので、高い焼結密度を有する焼結体が得られやすい。前記ジルコニア粉末の平均粒子径は、好ましくは0.35μm以上、より好ましくは0.4μm以上である。また、前記ジルコニア粉末の平均粒子径は、好ましくは0.75μm以下、より好ましくは0.7μm以下である。
ジルコニア粉末の平均粒子径は、レーザー回折式粒子径分布測定装置「SALD-2000」(島津製作所社製)を用いて測定した値である。より詳細には、実施例に記載の方法による。なお、本明細書に記載の平均粒子径は体積基準で測定される値である。
The average particle size of the zirconia powder is preferably 0.3 μm or more and 0.8 μm or less. When the average particle size of the zirconia powder is in the above range, it is easy to obtain a molded body having a high molding density, and it is easy to suppress a decrease in sinterability and sintering density. Further, when the average particle size of the zirconia powder is in the above range, it is not necessary to lengthen the crushing time in the crushing step. Further, when the average particle size of the zirconia powder is 0.8 μm or less, the number of monoclinic phases in the powder does not increase too much, so that a sintered body having a high sintering density can be easily obtained. The average particle size of the zirconia powder is preferably 0.35 μm or more, more preferably 0.4 μm or more. The average particle size of the zirconia powder is preferably 0.75 μm or less, more preferably 0.7 μm or less.
The average particle size of the zirconia powder is a value measured using a laser diffraction type particle size distribution measuring device "SALD-2000" (manufactured by Shimadzu Corporation). More specifically, the method described in the examples is used. The average particle size described in the present specification is a value measured on a volume basis.
前記ジルコニア粉末の比表面積は、5m2/g以上20m2/g以下であることが好ましい。前記ジルコニア粉末の比表面積が5m2/g以上20m2/g以下であると、高い成型密度をもつ成型体が得られやすく、焼結性及び焼結密度の低下が抑制されやすい。前記ジルコニア粉末の比表面積は、好ましくは6m2/g以上、より好ましくは6.5m2/g以上、さらに好ましくは7m2/g以上である。前記ジルコニア粉末の比表面積は、好ましくは18m2/g以下、より好ましくは15m2/g以下、さらに好ましくは13m2/g以下である。
本明細書において、ジルコニア粉末の比表面積は、BET比表面積のことを指し、比表面積計「マックソーブ」、マウンテック製を用いて測定した値である。
The specific surface area of the zirconia powder is preferably 5 m 2 / g or more and 20 m 2 / g or less. When the specific surface area of the zirconia powder is 5 m 2 / g or more and 20 m 2 / g or less, it is easy to obtain a molded body having a high molding density, and it is easy to suppress a decrease in sinterability and sintering density. The specific surface area of the zirconia powder is preferably 6 m 2 / g or more, more preferably 6.5 m 2 / g or more, and further preferably 7 m 2 / g or more. The specific surface area of the zirconia powder is preferably 18 m 2 / g or less, more preferably 15 m 2 / g or less, still more preferably 13 m 2 / g or less.
In the present specification, the specific surface area of the zirconia powder refers to the BET specific surface area, and is a value measured using a specific surface area meter "Macsorb", manufactured by Mountech.
前記ジルコニア粉末は、成型圧1t/cm2で成型した場合の相対成型密度が44~55%である。前記相対成型密度は、45%以上が好ましく、46%以上がより好ましく、47%以上がさらに好ましく、48%以上が特に好ましい。また、前記相対成型密度は、54%以下が好ましく、53%以下がより好ましく、52%以下がさらに好ましく、51%以下が特に好ましく、50%以下が特別に好ましい。
ここで、相対成型密度は下記式(1)によって算出される値である。
相対成型密度(%)=(成型密度/理論焼結密度)×100・・・(1)
ここで、理論焼結密度(ρ0とする)は、下記式(2-1)によって算出される値である。
ρ0=100/[(Y/3.987)+(100-Y)/ρz]・・・(2-1)
ただし、X及びYはそれぞれ、イットリア濃度(モル%)及びアルミナ濃度(重量%)である。また、ρzは、下記式(2-2)によって算出される値である。
ρz=[124.25(100-X)+225.81X]/[150.5(100+X)A2C]・・・(2-2)
ここで、A及びCはそれぞれ、下記式(2-3)及び(2-3)によって算出される値である。
A=0.5080+0.06980X/(100+X)・・・(2-3)
C=0.5195-0.06180X/(100+X)・・・(2-4)
式(1)において、理論焼結密度は、粉末の組成によって変動する。例えば、イットリア含有ジルコニアの理論焼結密度は、イットリア含有量が2mol%であれば、6.112g/cm3、3mol%であれば、6.092g/cm3であれば、5.5mol%であれば、6.045g/cm3である。なお、これらの理論焼結密度は、アルミナ量0.25%を加味している。成型密度については、成型体の重量及び体積を計測することで算出することができる。着色剤を添加した場合は、アルミナ添加と同様に計算することにより理論密度を算出することができる。
The zirconia powder has a relative molding density of 44 to 55% when molded at a molding pressure of 1 t / cm 2 . The relative molding density is preferably 45% or more, more preferably 46% or more, further preferably 47% or more, and particularly preferably 48% or more. The relative molding density is preferably 54% or less, more preferably 53% or less, further preferably 52% or less, particularly preferably 51% or less, and particularly preferably 50% or less.
Here, the relative molding density is a value calculated by the following formula (1).
Relative molding density (%) = (molding density / theoretical sintering density) x 100 ... (1)
Here, the theoretical sintering density (assumed to be ρ 0 ) is a value calculated by the following equation (2-1).
ρ 0 = 100 / [(Y / 3.987) + (100-Y) / ρz] ... (2-1)
However, X and Y are the itria concentration (mol%) and the alumina concentration (% by weight), respectively. Further, ρz is a value calculated by the following equation (2-2).
ρz = [124.25 (100-X) + 225.81X] / [150.5 (100 + X) A 2C ] ... (2-2)
Here, A and C are values calculated by the following equations (2-3) and (2-3), respectively.
A = 0.5080 + 0.06980X / (100 + X) ... (2-3)
C = 0.5195-0.06180X / (100 + X) ... (2-4)
In formula (1), the theoretical sintering density varies depending on the composition of the powder. For example, the theoretical sintering density of yttria-containing zirconia is 6.112 g / cm 3 if the yttria content is 2 mol%, and 5.5 mol% if it is 6.092 g / cm 3 if it is 3 mol%. If there is, it is 6.045 g / cm 3 . It should be noted that these theoretical sintering densities take into account the amount of alumina of 0.25%. The molding density can be calculated by measuring the weight and volume of the molded body. When a colorant is added, the theoretical density can be calculated by the same calculation as in the case of adding alumina.
前記ジルコニア粉末は、成型圧1t/cm2で成型し、1450℃で2時間焼結したときの相対焼結密度が、99.5%以上であることが好ましい。前記相対焼結密度が、理論焼結密度に対して99.5%以上であると、より焼結密度が高いといえる。
相対焼結密度は下記式(3)によって算出される値である。
相対焼結密度は((%)=(焼結密度/理論焼結密度)×100・・・(3)
焼結密度は、アルキメデス法にて計測して得られる値である。
The zirconia powder is preferably molded at a molding pressure of 1 t / cm 2 and sintered at 1450 ° C. for 2 hours, and the relative sintering density is preferably 99.5% or more. When the relative sintering density is 99.5% or more with respect to the theoretical sintering density, it can be said that the sintering density is higher.
The relative sintering density is a value calculated by the following formula (3).
The relative sintering density is ((%) = (sintering density / theoretical sintering density) × 100 ... (3)
The sintering density is a value obtained by measuring by the Archimedes method.
以上、本実施形態に係るジルコニア粉末について説明した。 The zirconia powder according to the present embodiment has been described above.
[ジルコニア粉末の製造方法]
以下、ジルコニア粉末の製造方法の一例について説明する。ただし、本発明のジルコニア粉末の製造方法は、以下の例示に限定されない。
[Manufacturing method of zirconia powder]
Hereinafter, an example of a method for producing zirconia powder will be described. However, the method for producing the zirconia powder of the present invention is not limited to the following examples.
本実施形態に係るジルコニア粉末は、着色剤(前記酸化物)を添加する前の基材となる粉末に、前記酸化物を混合することにより得ることができる。前記基材となる粉末は、具体的には、特許第6250242号公報(国際公開第2017/170565号)に開示されているジルコニア粉末の製造方法により製造することができる。混合のより詳細な方法としては、純水等に分散させてスラリー化して湿式混合することが好ましい。湿式混合の後、乾燥し、ふるい等を通して整粒することが好ましい。前記混合は、前記基材となる粉末、及び、前記酸化物が粉砕されない態様(平均粒径や結晶子径が変化しないような態様)での混合が好ましい。 The zirconia powder according to the present embodiment can be obtained by mixing the oxide with the powder as a base material before adding the colorant (the oxide). Specifically, the powder as the base material can be produced by the method for producing zirconia powder disclosed in Japanese Patent No. 6250242 (International Publication No. 2017/170565). As a more detailed method of mixing, it is preferable to disperse the mixture in pure water or the like to form a slurry and perform wet mixing. After wet mixing, it is preferably dried and sized through a sieve or the like. The mixing is preferably performed in such a manner that the powder as the base material and the oxide are not pulverized (the average particle size and the crystallite diameter do not change).
以上、本実施形態に係るジルコニア粉末の製造方法について説明した。 The method for producing the zirconia powder according to the present embodiment has been described above.
[ジルコニア焼結体の製造方法]
以下、ジルコニア焼結体の製造方法の一例について説明するが、以下の例示に限定されない。
[Manufacturing method of zirconia sintered body]
Hereinafter, an example of a method for producing a zirconia sintered body will be described, but the present invention is not limited to the following examples.
本実施形態に係るジルコニア焼結体の製造方法は、
前記ジルコニア粉末を成型し、成型体を得る工程Xと、
前記工程Xの後、前記成型体を焼結させる工程Yとを有する。
The method for producing a zirconia sintered body according to the present embodiment is as follows.
Step X of molding the zirconia powder to obtain a molded body, and
After the step X, there is a step Y of sintering the molded body.
<工程X>
本実施形態に係るジルコニア焼結体の製造方法においては、まず、前記ジルコニア粉末を成型し、成型体を得る(工程X)。前記成型圧は特に限定されず、0.5t/cm2以上5t/cm2以下、0.8t/cm2以上2t/cm2以下等とすることができる。
<Process X>
In the method for producing a zirconia sintered body according to the present embodiment, first, the zirconia powder is molded to obtain a molded body (step X). The molding pressure is not particularly limited, and may be 0.5 t / cm 2 or more and 5 t / cm 2 or less, 0.8 t / cm 2 or more and 2 t / cm 2 or less.
ジルコニア粉末を成型するにあたっては、市販の金型成型機や冷間等方圧加圧法(CIP)を採用できる。また、一旦、ジルコニア粉末を金型成型機で仮成型した後、CIP等のプレス成型で本成型してもよい。従来、カラージルコニア粉末の成型体を作製する場合、高圧条件で行われていたが、本実施形態では、前記数値範囲の中でも、低い成型圧(例えば、成型圧0.8t/cm2以上1.5t/cm2以下)で成型体を作製することが可能である。本実施形態では、前記ジルコニア粉末を用いることにより、このような低い成型圧で成型体を作製しても、高強度を有する焼結体を得ることができる。 When molding the zirconia powder, a commercially available mold molding machine or a cold isotropic pressure pressurization method (CIP) can be adopted. Further, the zirconia powder may be temporarily molded by a mold molding machine and then main-molded by press molding such as CIP. Conventionally, when a molded body of color zirconia powder is produced, it is performed under high pressure conditions, but in the present embodiment, even within the above numerical range, a low molding pressure (for example, molding pressure 0.8 t / cm 2 or more) is 1. It is possible to manufacture a molded body at 5 t / cm 2 or less). In the present embodiment, by using the zirconia powder, a sintered body having high strength can be obtained even if a molded body is produced with such a low molding pressure.
<工程Y>
前記工程Xの後、前記成型体を焼結する(工程Y)。これにより、本実施形態に係るジルコニア焼結体が得られる。
<Step Y>
After the step X, the molded body is sintered (step Y). As a result, the zirconia sintered body according to the present embodiment can be obtained.
前記焼結時の熱処理温度、及び、時間は特に限定されないが、1400~1550℃程度で1~5時間程度が好ましい。熱処理雰囲気は、大気中又は酸化性雰囲気中が好ましい。 The heat treatment temperature and time at the time of sintering are not particularly limited, but are preferably about 1400 to 1550 ° C. for about 1 to 5 hours. The heat treatment atmosphere is preferably in the atmosphere or in an oxidizing atmosphere.
以上、本実施形態に係るジルコニア焼結体の製造方法について説明した。 The method for producing the zirconia sintered body according to the present embodiment has been described above.
[ジルコニア焼結体]
本実施形態に係るジルコニア焼結体は、
第4族~第9族、第12族、第14族及びランタノイド元素からなる群より選ばれる1種以上の酸化物を含み、
前記ジルコニア粉末の製造方法によって得られる。
[Zirconia sintered body]
The zirconia sintered body according to this embodiment is
Contains one or more oxides selected from the group consisting of Group 4-9, Group 12, Group 14 and lanthanoid elements.
It is obtained by the method for producing zirconia powder.
前記ジルコニア焼結体は、ジルコニアを含有する。前記ジルコニアの含有量は、前記ジルコニア焼結体を100質量%としたとき、好ましく90質量%以上、より好ましくは92質量%以上、さらに好ましくは94質量%以上、特に好ましくは94.3質量%以上である。前記ジルコニアの含有量の上限値は、特に制限されないが、前記ジルコニアの含有量は、好ましくは97.5質量%以下、より好ましくは97.2質量%以下、さらに好ましくは97質量%以下、特に好ましくは96.9質量%以下である。 The zirconia sintered body contains zirconia. The content of the zirconia is preferably 90% by mass or more, more preferably 92% by mass or more, still more preferably 94% by mass or more, and particularly preferably 94.3% by mass, when the zirconia sintered body is 100% by mass. That is all. The upper limit of the content of the zirconia is not particularly limited, but the content of the zirconia is preferably 97.5% by mass or less, more preferably 97.2% by mass or less, still more preferably 97% by mass or less, and particularly. It is preferably 96.9% by mass or less.
前記ジルコニア焼結体は、前記ジルコニアの全mol量に対して2mol%以上6mol%以下のイットリアを含む。 The zirconia sintered body contains yttria of 2 mol% or more and 6 mol% or less with respect to the total mol amount of the zirconia.
前記イットリアの含有量は、2~5mol%であることが好ましく、2~4mol%であることが特に好ましい。他の好ましいイットリアの含有割合は、3~6mol%であり、この範囲である場合、光学異方性の少ない立方晶相が形成されるため、透光性に優れたジルコニア焼結体となる。 The content of the yttrium is preferably 2 to 5 mol%, and particularly preferably 2 to 4 mol%. The content ratio of other preferable ytria is 3 to 6 mol%, and in this range, a cubic phase having less optical anisotropy is formed, so that a zirconia sintered body having excellent translucency is obtained.
前記ジルコニア焼結体は、酸化アルミニウム(アルミナ)を含有することができる。 The zirconia sintered body can contain aluminum oxide (alumina).
前記アルミナの含有量は特に制限はないが、ジルコニア焼結体の全質量に対して0.005~4.0質量%とすることができ、より好ましくは0.005~2.0質量%とすることができる。ジルコニア焼結体がアルミナを含有する場合、焼結性が向上しており、結晶構造が均一化しやすくなる。また、ジルコニア焼結体がアルミナを含有すると破壊靭性の低下を抑制しやすい。さらに、アルミナの含有量を調節すれば、ジルコニア焼結体の透光性を向上させることができる。アルミナの含有量の上限値は、ジルコニア焼結体の全質量に対して、好ましくは1.0質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下、さらに好ましくは0.4質量%以下、特に好ましくは0.3質量%以下である。 The content of the alumina is not particularly limited, but can be 0.005 to 4.0% by mass, more preferably 0.005 to 2.0% by mass, based on the total mass of the zirconia sintered body. can do. When the zirconia sintered body contains alumina, the sinterability is improved and the crystal structure is easily made uniform. Further, when the zirconia sintered body contains alumina, it is easy to suppress a decrease in fracture toughness. Further, by adjusting the content of alumina, the translucency of the zirconia sintered body can be improved. The upper limit of the alumina content is preferably 1.0% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, still more preferably 0.4% by mass or less, particularly, with respect to the total mass of the zirconia sintered body. It is preferably 0.3% by mass or less.
前記ジルコニア焼結体は、第4族~第9族、第12族、第14族及びランタノイド元素からなる群より選ばれる1種以上の酸化物を含む。第4族~第9族、第12族、第14族及びランタノイド元素からなる群より選ばれる1種以上の酸化物を着色剤として含むため、当該ジルコニア焼結体を有色とすることができる。 The zirconia sintered body contains one or more oxides selected from the group consisting of Group 4 to Group 9, Group 12, Group 14, and lanthanoid elements. Since the zirconia sintered body is colored because it contains one or more oxides selected from the group consisting of Group 4 to Group 9, Group 12, Group 14 and lanthanoid elements as a colorant.
前記第4族~第9族は、Ti、V、Cr、Mn、Fe、及び、Coからなる群より選ばれる1種以上であることが好ましい。前記第12族は、Znであることが好ましい。前記第14族は、Siであることが好ましい。前記ランタノイド元素は、Er、Tb、及び、Prからなる群より選ばれる1種以上であることが好ましい。 The 4th to 9th groups are preferably one or more selected from the group consisting of Ti, V, Cr, Mn, Fe, and Co. The Group 12 is preferably Zn. The Group 14 is preferably Si. The lanthanoid element is preferably one or more selected from the group consisting of Er, Tb, and Pr.
前記酸化物としては、具体的には、例えば、TiO2、V2O5、Cr2O3、MnO2、Fe2O3、CoO、ZnO、SiO2、Er2O3、Tb4O7、Pr6O11等が挙げられる。 Specific examples of the oxide include TiO 2 , V 2 O 5 , Cr 2 O 3 , MnO 2 , Fe 2 O 3 , CoO, ZnO, SiO 2 , Er 2 O 3 , and Tb 4 O 7 . , Pr 6 O 11 and the like.
<第1の黒系>
ジルコニア焼結体を黒系に着色する場合、前記酸化物として、Fe2O3を0.4~1.0質量%、CoOを0.9~1.5質量%、Cr2O3を1.0~1.6質量%、TiO2を0.5~0.9質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が-1以上13以下であり、a*が-7以上7以下であり、b*が-8以上6以下であることが好ましい。
前記Fe2O3の含有量は、0.5~0.9質量%がより好ましく、0.6~0.8質量%がさらに好ましい。
前記CoOの含有量は、1.0~1.4質量%がより好ましく、1.1~1.3質量%がさらに好ましい。
前記Cr2O3の含有量は、1.1~1.5質量%がより好ましく、1.2~1.4質量%がさらに好ましい。
前記TiO2の含有量は、0.55~0.85質量%がより好ましく、0.6~0.8質量%がさらに好ましい。
前記L*は、4以上8以下がより好ましく、5以上6.5以下がさらに好ましい。
前記a*は、-2以上2以下がより好ましく、-1以上0以下がさらに好ましい。
前記b*は、-3以上1以下がより好ましく、-1.5以上-0.5以下がさらに好ましい。
前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。
<First black system>
When the zirconia sintered body is colored black, Fe 2 O 3 is 0.4 to 1.0% by mass, CoO is 0.9 to 1.5% by mass, and Cr 2 O 3 is 1 as the oxide. .0 to 1.6% by mass, TiO 2 from 0.5 to 0.9% by mass, L * a * b * L * specified in the color system is -1 or more and 13 or less, and a * is It is preferably -7 or more and 7 or less, and b * is -8 or more and 6 or less.
The content of Fe 2 O 3 is more preferably 0.5 to 0.9% by mass, further preferably 0.6 to 0.8% by mass.
The CoO content is more preferably 1.0 to 1.4% by mass, further preferably 1.1 to 1.3% by mass.
The content of Cr 2 O 3 is more preferably 1.1 to 1.5% by mass, further preferably 1.2 to 1.4% by mass.
The content of TiO 2 is more preferably 0.55 to 0.85% by mass, further preferably 0.6 to 0.8% by mass.
The L * is more preferably 4 or more and 8 or less, and further preferably 5 or more and 6.5 or less.
The a * is more preferably -2 or more and 2 or less, and further preferably -1 or more and 0 or less.
The b * is more preferably -3 or more and 1 or less, and further preferably -1.5 or more and -0.5 or less.
When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
<第2の黒系>
ジルコニア焼結体を、第1の黒系とは異なる系統の黒系に着色する場合、前記酸化物として、CoOを0.9~1.5質量%、Cr2O3を1.0~1.6質量%、MnO2を0.8~1.4質量%を含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が1以上17以下であり、a*が-9以上5以下であり、b*が-8以上6以下であることが好ましい。
前記CoOの含有量は、1.0~1.4質量%がより好ましく、1.1~1.3質量%がさらに好ましい。
前記Cr2O3の含有量は、1.1~1.5質量%がより好ましく、1.2~1.4質量%がさらに好ましい。
前記MnO2の含有量は、0.9~1.3質量%がより好ましく、1.0~1.2質量%がさらに好ましい。
前記L*は、6以上12以下がより好ましく、8以上9以下がさらに好ましい。
前記a*は、-4以上0以下がより好ましく、-2以上-1以下がさらに好ましい。
前記b*は、-3以上1以下がより好ましく、-1.5以上-0.5以下がさらに好ましい。
前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。
<Second black system>
When the zirconia sintered body is colored in a black system different from the first black system, CoO is 0.9 to 1.5% by mass and Cr 2 O 3 is 1.0 to 1 as the oxide. It contains 0.6% by mass and 0.8 to 1.4% by mass of MnO 2 , L * a * b * L * specified in the color system is 1 or more and 17 or less, and a * is -9 or more and 5 It is preferable that b * is -8 or more and 6 or less.
The CoO content is more preferably 1.0 to 1.4% by mass, further preferably 1.1 to 1.3% by mass.
The content of Cr 2 O 3 is more preferably 1.1 to 1.5% by mass, further preferably 1.2 to 1.4% by mass.
The content of MnO 2 is more preferably 0.9 to 1.3% by mass, further preferably 1.0 to 1.2% by mass.
The L * is more preferably 6 or more and 12 or less, and further preferably 8 or more and 9 or less.
The a * is more preferably -4 or more and 0 or less, and further preferably -2 or more and -1 or less.
The b * is more preferably -3 or more and 1 or less, and further preferably -1.5 or more and -0.5 or less.
When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
<第3の黒系>
ジルコニア焼結体を、第1、2の黒系とは異なる系統の黒系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%以上2質量%以下の条件下では、前記酸化物として、MnO2を0.2~0.5質量%を含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が1以上23以下であり、a*が-5以上11以下であり、b*が-10以上6以下であることが好ましい。
前記MnO2の含有量は、0.25~0.45質量%がより好ましく、0.3~0.4質量%がさらに好ましい。
前記L*は、6以上18以下がより好ましく、10以上14以下がさらに好ましい。
前記a*は、0以上6以下がより好ましく、2以上4以下がさらに好ましい。
前記b*は、-5以上1以下がより好ましく、-3以上-1以下がさらに好ましい。
前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。
<Third black system>
When the zirconia sintered body is colored into a black system different from the first and second black systems, it is used as the oxide under the condition that the alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less. MnO 2 is contained in an amount of 0.2 to 0.5% by mass, L * a * b * L * defined by the color system is 1 or more and 23 or less, a * is -5 or more and 11 or less, and b. It is preferable that * is -10 or more and 6 or less.
The content of MnO 2 is more preferably 0.25 to 0.45% by mass, still more preferably 0.3 to 0.4% by mass.
The L * is more preferably 6 or more and 18 or less, and further preferably 10 or more and 14 or less.
The a * is more preferably 0 or more and 6 or less, and further preferably 2 or more and 4 or less.
The b * is more preferably -5 or more and 1 or less, and further preferably -3 or more and -1 or less.
When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
<第1の白系>
ジルコニア焼結体を白系に着色する場合、前記酸化物として、ZnOを0.15~0.35質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が80以上96以下であり、a*が-7以上7以下であり、b*が-6以上8以下であることが好ましい。
前記ZnOの含有量は、0.2~0.3質量%がより好ましく、0.22~0.28質量%がさらに好ましい。
前記L*は、85以上91以下がより好ましく、87以上89以下がさらに好ましい。
前記a*は、-2以上2以下がより好ましく、-1以上0以下がさらに好ましい。
前記b*は、-1以上3以下がより好ましく、1以上2以下がさらに好ましい。
前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。
<First white system>
When the zirconia sintered body is colored white, it contains 0.15 to 0.35% by mass of ZnO as the oxide, and L * a * b * L * defined by the color system is 80 or more and 96 or less. It is preferable that a * is -7 or more and 7 or less, and b * is -6 or more and 8 or less.
The ZnO content is more preferably 0.2 to 0.3% by mass, further preferably 0.22 to 0.28% by mass.
The L * is more preferably 85 or more and 91 or less, and further preferably 87 or more and 89 or less.
The a * is more preferably -2 or more and 2 or less, and further preferably -1 or more and 0 or less.
The b * is more preferably -1 or more and 3 or less, and further preferably 1 or more and 2 or less.
When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
<第2の白系>
ジルコニア焼結体を白系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%以上2質量%以下の条件下では、前記酸化物として、SiO2を0.03~0.30質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が77以上97以下であり、a*が-5以上5以下であり、b*が-5以上5以下であることが好ましい。
前記SiO2の含有量は、0.05~0.2質量%がより好ましく、0.07~0.13質量%がさらに好ましい。
前記L*は、82以上91以下がより好ましく、84以上89以下がさらに好ましい。
前記a*は、-3以上3以下がより好ましく、-1以上1以下がさらに好ましい。
前記b*は、-3以上3以下がより好ましく、0以上2以下がさらに好ましい。
前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。
<Second white system>
When the zirconia sintered body is colored white, it contains 0.03 to 0.30% by mass of SiO 2 as the oxide under the condition that the alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less. It is preferable that L * a * b * defined by the color system is 77 or more and 97 or less, a * is -5 or more and 5 or less, and b * is -5 or more and 5 or less .
The content of SiO 2 is more preferably 0.05 to 0.2% by mass, further preferably 0.07 to 0.13% by mass.
The L * is more preferably 82 or more and 91 or less, and further preferably 84 or more and 89 or less.
The a * is more preferably -3 or more and 3 or less, and further preferably -1 or more and 1 or less.
The b * is more preferably -3 or more and 3 or less, and further preferably 0 or more and 2 or less.
When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
<第1の灰色系>
ジルコニア焼結体を灰色系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%未満の条件下(アルミナを実質的に含有しない条件下)では、前記酸化物として、MnO2を0.03~0.06質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が28以上44以下であり、a*が-3以上8以下であり、b*が-8以上8以下であることが好ましい。
前記MnO2の含有量は、0.035~0.055質量%がより好ましく、0.04~0.05質量%がさらに好ましい。
前記L*は、33以上39以下がより好ましく、35以上37以下がさらに好ましい。
前記a*は、2以上7以下がより好ましく、4以上6以下がさらに好ましい。
前記b*は、-3以上3以下がより好ましく、-1以上1以下がさらに好ましい。
前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。
<First gray system>
When the zirconia sintered body is colored gray, MnO 2 is 0.03 as the oxide under the condition that the alumina content is less than 0.005% by mass (the condition that the alumina is not substantially contained). Including ~ 0.06% by mass, L * a * b * L * specified in the color system is 28 or more and 44 or less, a * is -3 or more and 8 or less, and b * is -8 or more and 8 or less. Is preferable.
The content of MnO 2 is more preferably 0.035 to 0.055% by mass, further preferably 0.04 to 0.05% by mass.
The L * is more preferably 33 or more and 39 or less, and further preferably 35 or more and 37 or less.
The a * is more preferably 2 or more and 7 or less, and further preferably 4 or more and 6 or less.
The b * is more preferably -3 or more and 3 or less, and further preferably -1 or more and 1 or less.
When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
<第2の灰色系>
ジルコニア焼結体を灰色系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%以上2質量%以下の条件下では、前記酸化物として、MnO2を0.02~0.05質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が31以上47以下であり、a*が-4以上12以下であり、b*が-9以上7以下であることが好ましい。
前記MnO2の含有量は、0.025~0.045質量%がより好ましく、0.03~0.04質量%がさらに好ましい。
前記L*は、36以上42以下がより好ましく、38以上40以下がさらに好ましい。
前記a*は、1以上7以下がより好ましく、3以上5以下がさらに好ましい。
前記b*は、-4以上2以下がより好ましく、-2以上0以下がさらに好ましい。
前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。
<Second gray system>
When the zirconia sintered body is colored gray, it contains 0.02 to 0.05% by mass of MnO 2 as the oxide under the condition that the alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less. , L * a * b * It is preferable that L * defined by the color system is 31 or more and 47 or less, a * is -4 or more and 12 or less, and b * is -9 or more and 7 or less.
The content of MnO 2 is more preferably 0.025 to 0.045% by mass, further preferably 0.03 to 0.04% by mass.
The L * is more preferably 36 or more and 42 or less, and further preferably 38 or more and 40 or less.
The a * is more preferably 1 or more and 7 or less, and further preferably 3 or more and 5 or less.
The b * is more preferably -4 or more and 2 or less, and further preferably -2 or more and 0 or less.
When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
<第3の灰色系>
ジルコニア焼結体を灰色系に着色する場合、Cr2O3を0.02~0.1質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が30以上52以下であり、a*が-5以上8以下であり、b*が0以上20以下であることが好ましい。
前記Cr2O3の含有量は、0.04~0.08質量%がより好ましく、0.05~0.07質量%がさらに好ましい。
前記L*は、35以上47以下がより好ましく、39以上43以下がさらに好ましい。
前記a*は、0以上6以下がより好ましく、2以上4以下がさらに好ましい。
前記b*は、5以上15以下がより好ましく、9以上12以下がさらに好ましい。
前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。
<Third gray system>
When the zirconia sintered body is colored gray, it contains 0.02 to 0.1% by mass of Cr 2 O 3 and L * a * b * L * specified by the color system is 30 or more and 52 or less. , A * is preferably −5 or more and 8 or less, and b * is preferably 0 or more and 20 or less.
The content of Cr 2 O 3 is more preferably 0.04 to 0.08% by mass, further preferably 0.05 to 0.07% by mass.
The L * is more preferably 35 or more and 47 or less, and further preferably 39 or more and 43 or less.
The a * is more preferably 0 or more and 6 or less, and further preferably 2 or more and 4 or less.
The b * is more preferably 5 or more and 15 or less, and further preferably 9 or more and 12 or less.
When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
<第1の茶色系>
ジルコニア焼結体を茶色系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%以上2質量%以下の条件下では、前記酸化物として、Fe2O3を0.12~0.23質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が55以上75以下であり、a*が-2以上14以下であり、b*が18以上40以下であることが好ましい。
前記Fe2O3の含有量は、0.14~0.21質量%がより好ましく、0.16~0.2質量%がさらに好ましい。
前記L*は、60以上70以下がより好ましく、63以上67以下がさらに好ましい。
前記a*は、3以上9以下がより好ましく、5以上7以下がさらに好ましい。
前記b*は、23以上33以下がより好ましく、26以上30以下がさらに好ましい。
前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。
<First brownish>
When the zirconia sintered body is colored brown, Fe 2 O 3 is 0.12 to 0.23 mass as the oxide under the condition that the alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less. %, L * a * b * L * specified in the color system is 55 or more and 75 or less, a * is -2 or more and 14 or less, and b * is 18 or more and 40 or less.
The content of Fe 2 O 3 is more preferably 0.14 to 0.21% by mass, still more preferably 0.16 to 0.2% by mass.
The L * is more preferably 60 or more and 70 or less, and further preferably 63 or more and 67 or less.
The a * is more preferably 3 or more and 9 or less, and further preferably 5 or more and 7 or less.
The b * is more preferably 23 or more and 33 or less, and further preferably 26 or more and 30 or less.
When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
<第2の茶色系>
ジルコニア焼結体を茶色系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%未満の条件下(アルミナを実質的に含有しない条件下)では、前記酸化物として、Fe2O3を0.12~0.23質量%含み、含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が41以上61以下であり、a*が2以上18以下であり、b*が18以上38以下であることが好ましい。
前記Fe2O3の含有量は、0.14~0.21質量%がより好ましく、0.16~0.2質量%がさらに好ましい。
前記L*は、46以上56以下がより好ましく、49以上53以下がさらに好ましい。
前記a*は、7以上13以下がより好ましく、9以上11.5以下がさらに好ましい。
前記b*は、23以上33以下がより好ましく、27以上30以下がさらに好ましい。
前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。
<Second brownish>
When the zirconia sintered body is colored brown, Fe 2 O 3 is 0 as the oxide under the condition that the alumina content is less than 0.005% by mass (the condition that the alumina is not substantially contained). .12 to 0.23% by mass, including, L * a * b * L * specified in the color system is 41 or more and 61 or less, a * is 2 or more and 18 or less, and b * is 18 or more. It is preferably 38 or less.
The content of Fe 2 O 3 is more preferably 0.14 to 0.21% by mass, still more preferably 0.16 to 0.2% by mass.
The L * is more preferably 46 or more and 56 or less, and further preferably 49 or more and 53 or less.
The a * is more preferably 7 or more and 13 or less, and further preferably 9 or more and 11.5 or less.
The b * is more preferably 23 or more and 33 or less, and further preferably 27 or more and 30 or less.
When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
<第3の茶色系>
ジルコニア焼結体を第1の茶色よりも深い色合いの茶色系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%以上2質量%以下の条件下では、Fe2O3を0.23~0.40質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が44以上64以下であり、a*が1以上17以下であり、b*が20以上40以下であることが好ましい。
前記Fe2O3の含有量は、0.25~0.35質量%がより好ましく、0.28~0.32質量%がさらに好ましい。
前記L*は、49以上59以下がより好ましく、52以上56以下がさらに好ましい。
前記a*は、6以上12以下がより好ましく、8以上10.5以下がさらに好ましい。
前記b*は、25以上35以下がより好ましく、28以上32以下がさらに好ましい。
前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。
<Third brown>
When the zirconia sintered body is colored in a brownish color having a deeper shade than the first brown color, Fe 2 O 3 is 0.23 to 0.23 to 2 under the condition that the alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less. It contains 0.40% by mass, L * a * b * L * specified in the color system is 44 or more and 64 or less, a * is 1 or more and 17 or less, and b * is 20 or more and 40 or less. Is preferable.
The content of Fe 2 O 3 is more preferably 0.25 to 0.35% by mass, still more preferably 0.28 to 0.32% by mass.
The L * is more preferably 49 or more and 59 or less, and further preferably 52 or more and 56 or less.
The a * is more preferably 6 or more and 12 or less, and further preferably 8 or more and 10.5 or less.
The b * is more preferably 25 or more and 35 or less, and further preferably 28 or more and 32 or less.
When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
<青色系>
ジルコニア焼結体を青色系に着色する場合、アルミナの含有量が1質量%以上3質量%以下の条件下において、CoOを0.3~1.0質量%を含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が22以上44以下であり、a*が-10以上7以下であり、b*が-50以上-28以下であることが好ましい。
前記CoOの含有量は、0.4~0.8質量%がより好ましく、0.5~0.7質量%がさらに好ましい。
前記L*は、27以上39以下がより好ましく、31以上36以下がさらに好ましい。
前記a*は、-5以上2以下がより好ましく、-3以上0以下がさらに好ましい。
前記b*は、-45以上-33以下がより好ましく、-41以上-37以下がさらに好ましい。
前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。
<Blue>
When the zirconia sintered body is colored blue, it contains 0.3 to 1.0% by mass of CoO under the condition that the content of alumina is 1% by mass or more and 3% by mass or less, and L * a * b *. It is preferable that L * defined by the color system is 22 or more and 44 or less, a * is -10 or more and 7 or less, and b * is -50 or more and -28 or less.
The CoO content is more preferably 0.4 to 0.8% by mass, further preferably 0.5 to 0.7% by mass.
The L * is more preferably 27 or more and 39 or less, and further preferably 31 or more and 36 or less.
The a * is more preferably −5 or more and 2 or less, and further preferably -3 or more and 0 or less.
The b * is more preferably −45 or more and −33 or less, and further preferably −41 or more and −37 or less.
When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
<黄色系>
ジルコニア焼結体を黄色系に着色する場合、アルミナの含有量が0.005質量%以上2質量%以下の条件下において、Pr6O11を0.20~0.60質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が55以上75以下であり、a*が4以上20以下であり、b*が40以上60以下であることが好ましい。
前記Pr6O11の含有量は、0.30~0.50質量%がより好ましく、0.35~0.45質量%がさらに好ましい。
前記L*は、60以上70以下がより好ましく、63以上67以下がさらに好ましい。
前記a*は、6以上18以下がより好ましく、9以上13以下がさらに好ましい。
前記b*は、43以上57以下がより好ましく、47以上54以下がさらに好ましい。
前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。
<Yellow>
When the zirconia sintered body is colored yellowish, it contains 0.20 to 0.60% by mass of Pr 6O 11 under the condition that the alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less, and L * It is preferable that L * defined by a * b * color system is 55 or more and 75 or less, a * is 4 or more and 20 or less, and b * is 40 or more and 60 or less.
The content of Pr 6 O 11 is more preferably 0.30 to 0.50% by mass, further preferably 0.35 to 0.45% by mass.
The L * is more preferably 60 or more and 70 or less, and further preferably 63 or more and 67 or less.
The a * is more preferably 6 or more and 18 or less, and further preferably 9 or more and 13 or less.
The b * is more preferably 43 or more and 57 or less, and further preferably 47 or more and 54 or less.
When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
<第1の深青色系>
ジルコニア焼結体を深青色系に着色する場合、アルミナの含有量が1質量%以上3質量%以下条件下において、前記酸化物として、CoOを0.3~1.0質量%、Cr2O3を0.05~0.25質量%、MnO2を0.03~0.2質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が13以上33以下であり、a*が-12以上-2以下であり、b*が-29以上-19以下であることが好ましい。
前記CoOの含有量は、0.4~0.8質量%がより好ましく、0.5~0.6質量%がさらに好ましい。
前記Cr2O3の含有量は、0.08~0.2質量%がより好ましく、0.1~0.15質量%がさらに好ましい。
前記MnOの含有量は、0.05~0.15質量%がより好ましく、0.08~0.12質量%がさらに好ましい。
前記L*は、16以上30以下がより好ましく、20以上26以下がさらに好ましい。
前記a*は、-11以上-3以下がより好ましく、-9以上-5以下がさらに好ましい。
前記b*は、-28以上-20以下がより好ましく、-26以上-22以下がさらに好ましい。
前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。
<First deep blue system>
When the zirconia sintered body is colored in a deep blue color, CoO is 0.3 to 1.0% by mass and Cr 2O as the oxide under the condition that the alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less. 3 is included in an amount of 0.05 to 0.25% by mass and MnO 2 is contained in an amount of 0.03 to 0.2% by mass, and L * a * b * defined by the color system is 13 or more and 33 or less . It is preferable that * is -12 or more and -2 or less, and b * is -29 or more and -19 or less.
The CoO content is more preferably 0.4 to 0.8% by mass, further preferably 0.5 to 0.6% by mass.
The content of Cr 2 O 3 is more preferably 0.08 to 0.2% by mass, further preferably 0.1 to 0.15% by mass.
The MnO content is more preferably 0.05 to 0.15% by mass, further preferably 0.08 to 0.12% by mass.
The L * is more preferably 16 or more and 30 or less, and further preferably 20 or more and 26 or less.
The a * is more preferably -11 or more and -3 or less, and further preferably -9 or more and -5 or less.
The b * is more preferably −28 or more and −20 or less, and further preferably −26 or more and −22 or less.
When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
<第2の深青色系>
ジルコニア焼結体を深青色系に着色する場合、アルミナの含有量が1質量%以上3質量%以下であり条件下において、前記酸化物として、CoOを0.2~0.8質量%、Cr2O3を0.26~0.7質量%、MnO2を0.21~0.4質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が8以上28以下であり、a*が-14以上-4以下であり、b*が-21以上-11以下であることが好ましい。
前記CoOの含有量は、0.3~0.7質量%がより好ましく、0.35~0.5質量%がさらに好ましい。
前記Cr2O3の含有量は、0.3~0.5質量%がより好ましく、0.35~0.45質量%がさらに好ましい。
前記MnOの含有量は、0.25~0.4質量%がより好ましく、0.28~0.32質量%がさらに好ましい。
前記L*は、11以上25以下がより好ましく、14以上22以下がさらに好ましい。
前記a*は、-13以上-5以下がより好ましく、-11以上-7以下がさらに好ましい。
前記b*は、-20以上-12以下がより好ましく、-18以上-14以下がさらに好ましい。
前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。
<Second deep blue system>
When the zirconia sintered body is colored in a deep blue color, CoO is 0.2 to 0.8% by mass and Cr as the oxide under the conditions that the alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less. 2O 3 is contained in an amount of 0.26 to 0.7% by mass, MnO 2 is contained in an amount of 0.21 to 0.4% by mass, and L * a * b * L * defined by the color system is 8 or more and 28 or less. , A * is preferably -14 or more and -4 or less, and b * is preferably -21 or more and -11 or less.
The CoO content is more preferably 0.3 to 0.7% by mass, further preferably 0.35 to 0.5% by mass.
The content of Cr 2 O 3 is more preferably 0.3 to 0.5% by mass, further preferably 0.35 to 0.45% by mass.
The MnO content is more preferably 0.25 to 0.4% by mass, further preferably 0.28 to 0.32% by mass.
The L * is more preferably 11 or more and 25 or less, and further preferably 14 or more and 22 or less.
The a * is more preferably -13 or more and -5 or less, and further preferably -11 or more and -7 or less.
The b * is more preferably -20 or more and -12 or less, and further preferably -18 or more and -14 or less.
When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
<第3の深青色系>
ジルコニア焼結体を深青色系に着色する場合、アルミナの含有量が1.5質量%以上4質量%以下条件下において、前記酸化物として、Fe2O3を0.1~0.5質量%、CoOを1~2質量%、Cr2O3を0.3~0.9質量%、TiO2を0.2~0.4質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が27以上48以下であり、a*が-6以上4以下であり、b*が-10以上-1以下であることが好ましい。
前記Fe2O3の含有量は、0.2~0.4質量%がより好ましく、0.25~0.35質量%がさらに好ましい。
前記CoOの含有量は、1.2~1.8質量%がより好ましく、1.3~1.6質量%がさらに好ましい。
前記Cr2O3の含有量は、0.4~0.7質量%がより好ましく、0.47~0.63質量%がさらに好ましい。
前記TiO2の含有量は、0.23~0.36質量%がより好ましく、0.25~0.33質量%がさらに好ましい。
前記L*は、30以上45以下がより好ましく、34以上40以下がさらに好ましい。
前記a*は、-5以上3以下がより好ましく、-3以上1以下がさらに好ましい。
前記b*は、-9以上-2以下がより好ましく、-7以上-4以下がさらに好ましい。
前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。
<Third deep blue system>
When the zirconia sintered body is colored in a deep blue color, Fe 2 O 3 is 0.1 to 0.5 mass by mass as the oxide under the condition that the alumina content is 1.5% by mass or more and 4% by mass or less. %, CoO is 1 to 2% by mass, Cr 2O 3 is 0.3 to 0.9% by mass, TiO 2 is 0.2 to 0.4% by mass, and is specified by L * a * b * color system. It is preferable that L * is 27 or more and 48 or less, a * is -6 or more and 4 or less, and b * is -10 or more and -1 or less.
The content of Fe 2 O 3 is more preferably 0.2 to 0.4% by mass, further preferably 0.25 to 0.35% by mass.
The CoO content is more preferably 1.2 to 1.8% by mass, and even more preferably 1.3 to 1.6% by mass.
The content of Cr 2 O 3 is more preferably 0.4 to 0.7% by mass, further preferably 0.47 to 0.63% by mass.
The content of TiO 2 is more preferably 0.23 to 0.36% by mass, further preferably 0.25 to 0.33% by mass.
The L * is more preferably 30 or more and 45 or less, and further preferably 34 or more and 40 or less.
The a * is more preferably -5 or more and 3 or less, and further preferably -3 or more and 1 or less.
The b * is more preferably -9 or more and -2 or less, and further preferably -7 or more and -4 or less.
When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
<第4の深青色系>
ジルコニア焼結体を深青色系に着色する場合、アルミナの含有量が0.5質量%以上2.5質量%以下条件下において、前記酸化物として、Fe2O3を0.02~1質量%、CoOを1~2質量%、Cr2O3を0.03~0.3質量%、TiO2を0.01~0.1質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が27以上48以下であり、a*が-6以上4以下であり、b*が-10以上-1以下であることが好ましい。
前記Fe2O3の含有量は、0.03~0.08質量%がより好ましく、0.035~0.07質量%がさらに好ましい。
前記CoOの含有量は、1.2~1.9質量%がより好ましく、1.4~1.7質量%がさらに好ましい。
前記Cr2O3の含有量は、0.05~0.2質量%がより好ましく、0.07~0.13質量%がさらに好ましい。
前記TiO2の含有量は、0.02~0.09質量%がより好ましく、0.03~0.07質量%がさらに好ましい。
前記L*は、30以上45以下がより好ましく、34以上40以下がさらに好ましい。
前記a*は、-5以上3以下がより好ましく、-2以上2以下がさらに好ましい。
前記b*は、-9以上-2以下がより好ましく、-7以上-4以下がさらに好ましい。
前記酸化物を前記範囲内で含むと、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*、b*を前記数値範囲内とし易く、好ましい発色となる。
<Fourth deep blue system>
When the zirconia sintered body is colored deep blue, Fe 2 O 3 is 0.02 to 1 mass as the oxide under the condition that the alumina content is 0.5% by mass or more and 2.5% by mass or less. %, CoO is 1 to 2% by mass, Cr 2O 3 is 0.03 to 0.3% by mass, TiO 2 is 0.01 to 0.1% by mass, and is specified by L * a * b * color system. It is preferable that L * is 27 or more and 48 or less, a * is -6 or more and 4 or less, and b * is -10 or more and -1 or less.
The content of Fe 2 O 3 is more preferably 0.03 to 0.08% by mass, further preferably 0.035 to 0.07% by mass.
The CoO content is more preferably 1.2 to 1.9% by mass, further preferably 1.4 to 1.7% by mass.
The content of Cr 2 O 3 is more preferably 0.05 to 0.2% by mass, further preferably 0.07 to 0.13% by mass.
The content of TiO 2 is more preferably 0.02 to 0.09% by mass, further preferably 0.03 to 0.07% by mass.
The L * is more preferably 30 or more and 45 or less, and further preferably 34 or more and 40 or less.
The a * is more preferably −5 or more and 3 or less, and further preferably −2 or more and 2 or less.
The b * is more preferably -9 or more and -2 or less, and further preferably -7 or more and -4 or less.
When the oxide is contained within the above range, L * , a * , and b * defined by the L * a * b * color system can easily be within the above numerical range, and preferable color development is obtained.
<第5の深青色系>
ジルコニア焼結体を深青色系に着色する場合、アルミナの含有量が1質量%以上3質量%以下条件下において、前記酸化物として、CoOを1.05~2質量%含み、L*a*b*表色系で規定されるL*が27以上48以下であり、a*が-5以上6以下であり、b*が-12以上-2以下であることが好ましい。
前記CoOの含有量は、1.1~1.8質量%がより好ましく、1.2~1.4質量%がさらに好ましい。
前記L*は、30以上45以下がより好ましく、35以上41以下がさらに好ましい。
前記a*は、-5以上3以下がより好ましく、-2以上2以下がさらに好ましい。
前記b*は、-11以上-3以下がより好ましく、-9以上-5以下がさらに好ましい。
<Fifth deep blue system>
When the zirconia sintered body is colored in a deep blue color, it contains 1.05 to 2% by mass of CoO as the oxide under the condition that the alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less, and L * a *. b * It is preferable that L * defined by the color system is 27 or more and 48 or less, a * is -5 or more and 6 or less, and b * is -12 or more and -2 or less.
The CoO content is more preferably 1.1 to 1.8% by mass, and even more preferably 1.2 to 1.4% by mass.
The L * is more preferably 30 or more and 45 or less, and further preferably 35 or more and 41 or less.
The a * is more preferably −5 or more and 3 or less, and further preferably −2 or more and 2 or less.
The b * is more preferably -11 or more and -3 or less, and further preferably -9 or more and -5 or less.
なお、L*a*b*表色系は、国際照明委員会(CIE)が1976年に推奨した色空間であり、CIE1976(L*a*b*)表色系と称される色空間のことを意味している。また、L*a*b*表色系は、日本工業規格では、JIS Z 8729に規定されている。本明細書において前記L*、a*、b*の値(色調の測定)は、ジルコニア焼結体を、厚さ3mmに調整し且つ粒径3μm以下のダイヤモンド砥粒を含むダイアモンドペーストを用いて鏡面研磨した後の測定値をいう。 The L * a * b * color system is a color space recommended by the International Commission on Illumination (CIE) in 1976, and is a color space called the CIE1976 (L * a * b * ) color system. It means that. The L * a * b * color system is specified in JIS Z 8729 in the Japanese Industrial Standards. In the present specification, the values of L * , a * , and b * (measurement of color tone) are obtained by adjusting the zirconia sintered body to a thickness of 3 mm and using a diamond paste containing diamond abrasive grains having a particle size of 3 μm or less. The measured value after mirror polishing.
前記ジルコニア焼結体は、焼結密度が、理論焼結密度に対して99.5%以上であることが好ましい。前記焼結密度が、理論焼結密度に対して99.5%以上であると、より焼結密度が高いといえる。 The zirconia sintered body preferably has a sintering density of 99.5% or more with respect to the theoretical sintering density. When the sintering density is 99.5% or more with respect to the theoretical sintering density, it can be said that the sintering density is higher.
以上、本実施形態に係るジルコニア焼結体について説明した。 The zirconia sintered body according to the present embodiment has been described above.
以下、本発明に関し実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例及び比較例において得られたジルコニア粉末中には、不可避不純物として酸化ハフニウムを酸化ジルコニウムに対して1.3~2.5質量%含有(下記式(X)にて算出)している。
<式(X)>
([酸化ハフニウムの質量]/([酸化ジルコニウムの質量]+[酸化ハフニウムの質量]))×100(%)
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples as long as the gist of the present invention is not exceeded. The zirconia powders obtained in Examples and Comparative Examples contained hafnium oxide in an inevitable impurity in an amount of 1.3 to 2.5% by mass with respect to zirconium oxide (calculated by the following formula (X)). There is.
<Equation (X)>
([Mass of hafnium oxide] / ([Mass of zirconium oxide] + [Mass of hafnium oxide])) × 100 (%)
[ジルコニア粉末、及び、ジルコニア焼結体の作製]
(実施例1)
硫酸ナトリウム粉末をイオン交換水に溶解させて、硫酸ナトリウムの5質量%溶液を得た。得られた硫酸ナトリウム溶液を加温して、85℃で保持した。
一方、ジルコニウムをジルコニア換算で1質量%含有するようにオキシ塩化ジルコニウム溶液を調整し、加温して、85℃で保持した。ジルコニアの総量は100gとした。
次に、85℃で恒温保持したオキシ塩化ジルコニウム溶液に、85℃で恒温保持した硫酸ナトリウム溶液1000g全量を攪拌しながら10秒間で添加して混合することで、塩基性硫酸ジルコニウムスラリーを得た。そこへ、塩化イットリウム溶液をイットリア量がジルコニアに対して3.0mol%となるように添加した後に、水酸化ナトリウムを用いて中和を行って水酸化物を得た。
水酸化物を濾別、水洗した後に、電気炉にて焼成温度を1000℃として水酸化物を焼成して酸化物(ジルコニア)を得た後、平均粒子径0.1μmのアルミナ粉末を前記酸化物に対して0.25質量%、着色剤としてFe2O3粉末を0.7質量%、CoO粉末を1.2質量%、Cr2O3粉末を1.3質量%、TiO2粉末を0.7質量%加え、水を分散媒とした湿式ボールミル30時間粉砕混合した。得られたスラリーを120℃にて恒温乾燥し、実施例1に係るジルコニア粉末を得た。
[Preparation of zirconia powder and zirconia sintered body]
(Example 1)
Sodium sulfate powder was dissolved in ion-exchanged water to obtain a 5% by mass solution of sodium sulfate. The obtained sodium sulfate solution was heated and maintained at 85 ° C.
On the other hand, the zirconium oxychloride solution was adjusted so as to contain 1% by mass of zirconium in terms of zirconia, heated, and maintained at 85 ° C. The total amount of zirconia was 100 g.
Next, a basic zirconium sulfate slurry was obtained by adding 1000 g of a sodium sulfate solution kept at a constant temperature at 85 ° C. to a zirconium oxychloride solution maintained at a constant temperature at 85 ° C. for 10 seconds with stirring. A yttrium chloride solution was added thereto so that the amount of yttrium was 3.0 mol% with respect to zirconia, and then neutralization was performed with sodium hydroxide to obtain a hydroxide.
After the hydroxide is filtered and washed with water, the hydroxide is fired in an electric furnace at a firing temperature of 1000 ° C. to obtain an oxide (zirconia), and then the alumina powder having an average particle diameter of 0.1 μm is oxidized. 0.25% by mass of Fe 2 O 3 powder as a colorant, 1.2% by mass of CoO powder, 1.3% by mass of Cr 2 O 3 powder, and TiO 2 powder as a colorant. 0.7% by mass was added, and a wet ball mill using water as a dispersion medium was pulverized and mixed for 30 hours. The obtained slurry was dried at a constant temperature at 120 ° C. to obtain a zirconia powder according to Example 1.
得られたジルコニア粉末8gを直径25mmの金型で仮成型し、成型圧(静水圧)1t/cm2にて成型した。成型体の成型密度は、重量及び体積を計測することで算出した。得られた成型体を、1450℃、2時間で焼結して、実施例1に係るジルコニア焼結体を得た。 8 g of the obtained zirconia powder was tentatively molded with a mold having a diameter of 25 mm, and molded at a molding pressure (hydrostatic pressure) of 1 t / cm 2 . The molding density of the molded body was calculated by measuring the weight and volume. The obtained molded body was sintered at 1450 ° C. for 2 hours to obtain a zirconia sintered body according to Example 1.
(実施例2~実施例19)
イットリア量、アルミナ粉末の量、着色剤の量、焼成温度を表1に記載の通りに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2~実施例19に係るジルコニア粉末を得た。また、実施例1と同様にして、実施例2~実施例19に係るジルコニア焼結体を得た。
(Examples 2 to 19)
The zirconia powder according to Examples 2 to 19 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of itria, the amount of alumina powder, the amount of colorant, and the firing temperature were changed as shown in Table 1. rice field. Further, in the same manner as in Example 1, zirconia sintered bodies according to Examples 2 to 19 were obtained.
[ジルコニア粉末の組成測定]
実施例のジルコニア粉末の組成(酸化物換算)を、ICP-AES(「ULTIMA-2」HORIBA製)を用いて分析した。表1に示す。
[Measurement of composition of zirconia powder]
The composition (oxide equivalent) of the zirconia powder of the examples was analyzed using ICP-AES ("ULTIMA-2" manufactured by HORIBA). It is shown in Table 1.
[細孔容積の測定]
実施例のジルコニア粉末について、細孔分布測定装置(「オートポアIV9500」マイクロメリティクス製)を用い、水銀圧入法にて細孔分布を得た。測定条件は下記の通りとした。
<測定条件>
測定装置:細孔分布測定装置(マイクロメリティクス製オートポアIV9500)
測定範囲:0.0036~10.3μm
測定点数:120点
水銀接触角:140degrees
水銀表面張力:480dyne/cm
[Measurement of pore volume]
For the zirconia powder of the example, the pore distribution was obtained by the mercury intrusion method using a pore distribution measuring device (manufactured by "Autopore IV 9500" Micromeritics). The measurement conditions were as follows.
<Measurement conditions>
Measuring device: Pore distribution measuring device (Micromeritics Autopore IV9500)
Measurement range: 0.0036 to 10.3 μm
Number of measurement points: 120 points Mercury contact angle: 140 degrees
Mercury surface tension: 480 dyne / cm
得られた細孔分布を用い、200nm以下の範囲における細孔容積を求めた。結果を表2に示す。 Using the obtained pore distribution, the pore volume in the range of 200 nm or less was determined. The results are shown in Table 2.
[ジルコニア粉末の平均粒子径]
実施例のジルコニア粉末の平均粒子径を、レーザー回折式粒子径分布測定装置「SALD-2000」(島津製作所社製)を用いて測定した。より詳細には、サンプル0.15gと40mlの0.2%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液とを50mlビーカーに投入し、卓上超音波洗浄機「W-113」(本多電子株式会社製)で5分間分散した後、装置(レーザー回折式粒子径分布測定装置(「SALD-2000」島津製作所社製))に投入して測定した。結果を表2に示す。
[Average particle size of zirconia powder]
The average particle size of the zirconia powder of the example was measured using a laser diffraction type particle size distribution measuring device "SALD-2000" (manufactured by Shimadzu Corporation). More specifically, 0.15 g of a sample and 40 ml of a 0.2% sodium hexametaphosphate aqueous solution are placed in a 50 ml beaker and dispersed in a desktop ultrasonic cleaner "W-113" (manufactured by Honda Electronics Corporation) for 5 minutes. After that, it was put into an apparatus (laser diffraction type particle size distribution measuring apparatus (“SALD-2000” manufactured by Shimadzu Corporation)) for measurement. The results are shown in Table 2.
[ジルコニア粉末の比表面積の測定]
実施例のジルコニア粉末の比表面積を、比表面積計(「マックソーブ」マウンテック製)を用いてBET法にて測定した。結果を表2に示す。
[Measurement of specific surface area of zirconia powder]
The specific surface area of the zirconia powder of the example was measured by the BET method using a specific surface area meter (manufactured by "Macsorb" Mountech). The results are shown in Table 2.
[成型圧1t/cm2で成型した際の相対成型密度]
実施例のジルコニア粉末を、成型圧1t/cm2で成型し、相対成型密度を下記式(1)によって算出した。
相対成型密度(%)=(成型密度/理論焼結密度)×100・・・(1)
ここで、理論焼結密度(ρ0とする)は、下記式(2-1)によって算出される値である。
ρ0=100/[(Y/3.987)+(100-Y)/ρz]・・・(2-1)
ただし、X及びYはそれぞれ、イットリア濃度(モル%)及びアルミナ濃度(重量%)である。また、ρzは、下記式(2-2)によって算出される値である。
ρz=[124.25(100-X)+225.81X]/[150.5(100+X)A2C]・・・(2-2)
ここで、A及びCはそれぞれ、下記式(2-3)及び(2-3)によって算出される値である。
A=0.5080+0.06980X/(100+X)・・・(2-3)
C=0.5195-0.06180X/(100+X)・・・(2-4)
式(1)において、理論焼結密度は、粉末の組成によって変動する。例えば、イットリア含有ジルコニアの理論焼結密度は、イットリア含有量が2mol%であれば、6.112g/cm3、3mol%であれば、6.092g/cm3であれば、5.5mol%であれば、6.045g/cm3である。なお、これらの理論焼結密度は、アルミナ量0.25%を加味している。成型密度については、成型体の重量及び体積を計測することで算出した。着色剤を添加した場合は、アルミナ添加と同様に計算することにより理論密度を算出した。
[Relative molding density when molding at a molding pressure of 1 t / cm 2 ]
The zirconia powder of the example was molded at a molding pressure of 1 t / cm 2 , and the relative molding density was calculated by the following formula (1).
Relative molding density (%) = (molding density / theoretical sintering density) x 100 ... (1)
Here, the theoretical sintering density (assumed to be ρ 0 ) is a value calculated by the following equation (2-1).
ρ 0 = 100 / [(Y / 3.987) + (100-Y) / ρz] ... (2-1)
However, X and Y are the itria concentration (mol%) and the alumina concentration (% by weight), respectively. Further, ρz is a value calculated by the following equation (2-2).
ρz = [124.25 (100-X) + 225.81X] / [150.5 (100 + X) A 2C ] ... (2-2)
Here, A and C are values calculated by the following equations (2-3) and (2-3), respectively.
A = 0.5080 + 0.06980X / (100 + X) ... (2-3)
C = 0.5195-0.06180X / (100 + X) ... (2-4)
In formula (1), the theoretical sintering density varies depending on the composition of the powder. For example, the theoretical sintering density of yttria-containing zirconia is 6.112 g / cm 3 if the yttria content is 2 mol%, and 5.5 mol% if it is 6.092 g / cm 3 if it is 3 mol%. If there is, it is 6.045 g / cm 3 . It should be noted that these theoretical sintering densities take into account the amount of alumina of 0.25%. The molding density was calculated by measuring the weight and volume of the molded body. When the colorant was added, the theoretical density was calculated by the same calculation as when the alumina was added.
[成型圧1t/cm2で成型し、1450℃で2時間焼結したときの相対焼結密度]
実施例のジルコニア焼結体の相対焼結密度を式(3)に従って求めた。
[Relative sintering density when molding at a molding pressure of 1 t / cm 2 and sintering at 1450 ° C. for 2 hours]
The relative sintering density of the zirconia sintered body of the example was determined according to the formula (3).
相対焼結密度(%)=(焼結密度/理論焼結密度)×100・・・(3)
焼結密度は、アルキメデス法にて計測した。
Relative sintering density (%) = (sintering density / theoretical sintering density) x 100 ... (3)
The sintering density was measured by the Archimedes method.
[焼結体の色調]
実施例のジルコニア焼結体を厚さ3mmに調整した後、自動研磨機(「Ecomet 250」BUEHLER製)を使用し、鏡面研磨を行った。鏡面研磨の仕上げには、粒径3μmのダイヤモンド砥粒を含むダイアモンドペーストを用いた。その後、得られた焼結体の色調を、色彩色差計(商品名:CM-3500d、コニカミノルタ社製)を用いて測定した。結果を表1に示す。
[Color tone of sintered body]
After adjusting the thickness of the zirconia sintered body of the example to 3 mm, mirror polishing was performed using an automatic polishing machine (“Ecomet 250” manufactured by BUEHLER). A diamond paste containing diamond abrasive grains having a particle size of 3 μm was used for finishing the mirror polishing. Then, the color tone of the obtained sintered body was measured using a color difference meter (trade name: CM-3500d, manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.). The results are shown in Table 1.
Claims (42)
第4族~第9族、第12族、第14族及びランタノイド元素からなる群より選ばれる1種以上の酸化物とを含み、
細孔径200nm以下の細孔容積が0.14~0.28mL/gであり、
成型圧1t/cm2で成型した場合の下記式(1)で表される相対成型密度が44~55%であることを特徴とするジルコニア粉末。
相対成型密度(%)=(成型密度/理論焼結密度)×100・・・(1) With zirconia containing yttrium in the range of 2 mol% or more and 6 mol% or less,
Includes one or more oxides selected from the group consisting of Group 4-9, Group 12, Group 14 and lanthanoid elements.
The pore volume having a pore diameter of 200 nm or less is 0.14 to 0.28 mL / g, and the pore volume is 0.14 to 0.28 mL / g.
A zirconia powder characterized by having a relative molding density of 44 to 55% represented by the following formula (1) when molded at a molding pressure of 1 t / cm 2 .
Relative molding density (%) = (molding density / theoretical sintering density) x 100 ... (1)
前記第12族が、Znであり、
前記第14族がSiであり、
前記ランタノイド元素がEr、Tb、及び、Prからなる群より選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1に記載のジルコニア粉末。 The 4th to 9th groups are one or more selected from the group consisting of Ti, V, Cr, Mn, Fe, and Co.
The 12th group is Zn, and the group 12 is Zn.
The 14th group is Si,
The zirconia powder according to claim 1, wherein the lanthanoid element is at least one selected from the group consisting of Er, Tb, and Pr.
平均粒子径が0.3~0.8μmであることを特徴とする請求項1又は2に記載のジルコニア粉末。 The specific surface area is 5 to 20 m 2 / g,
The zirconia powder according to claim 1 or 2, wherein the average particle size is 0.3 to 0.8 μm.
前記酸化物として、MnO2を0.03~0.06質量%含むことを特徴とする請求項1~5のいずれか1に記載のジルコニア粉末。 The alumina content is less than 0.005% by mass and
The zirconia powder according to any one of claims 1 to 5, wherein the oxide contains MnO 2 in an amount of 0.03 to 0.06% by mass.
前記酸化物として、MnO2を0.02~0.05質量%含むことを特徴とする請求項1~5のいずれか1に記載のジルコニア粉末。 The alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less.
The zirconia powder according to any one of claims 1 to 5, wherein the oxide contains MnO 2 in an amount of 0.02 to 0.05% by mass.
前記酸化物として、MnO2を0.2~0.5質量%含むことを特徴とする請求項1~5のいずれか1に記載のジルコニア粉末。 The alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less.
The zirconia powder according to any one of claims 1 to 5, wherein the oxide contains MnO 2 in an amount of 0.2 to 0.5% by mass.
前記酸化物として、Fe2O3を0.12~0.40質量%含むことを特徴とする請求項1~5のいずれか1に記載のジルコニア粉末。 The alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less.
The zirconia powder according to any one of claims 1 to 5, wherein the oxide contains Fe 2 O 3 in an amount of 0.12 to 0.40% by mass.
前記酸化物として、Fe2O3を0.12~0.23質量%含むことを特徴とする請求項1~5のいずれか1に記載のジルコニア粉末。 The alumina content is less than 0.005% by mass and
The zirconia powder according to any one of claims 1 to 5, wherein the oxide contains Fe 2 O 3 in an amount of 0.12 to 0.23% by mass.
前記酸化物として、CoOを0.3~1.0質量%含むことを特徴とする請求項1~5のいずれか1に記載のジルコニア粉末。 The alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less.
The zirconia powder according to any one of claims 1 to 5, wherein the oxide contains 0.3 to 1.0% by mass of CoO.
前記酸化物として、Pr6O11を0.20~0.60質量%含むことを特徴とする請求項1~5のいずれか1に記載のジルコニア粉末。 The alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less.
The zirconia powder according to any one of claims 1 to 5, wherein the oxide contains Pr 6 O 11 in an amount of 0.20 to 0.60% by mass.
前記酸化物として、SiO2を0.03~0.30質量%含むことを特徴とする請求項1~5のいずれか1に記載のジルコニア粉末。 The alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less.
The zirconia powder according to any one of claims 1 to 5, which contains 0.03 to 0.30% by mass of SiO 2 as the oxide.
前記酸化物として、CoOを0.3~1.0質量%、Cr2O3を0.05~0.25質量%、MnO2を0.03~0.2質量%含むことを特徴とする請求項1~5のいずれか1に記載のジルコニア粉末。 The alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less.
As the oxide, CoO is contained in an amount of 0.3 to 1.0% by mass, Cr 2O 3 is contained in an amount of 0.05 to 0.25% by mass, and MnO 2 is contained in an amount of 0.03 to 0.2% by mass. The zirconia powder according to any one of claims 1 to 5.
前記酸化物として、CoOを0.2~0.8質量%、Cr2O3を0.26~0.7質量%、MnO2を0.21~0.4質量%含むことを特徴とする請求項1~5のいずれか1に記載のジルコニア粉末。 The alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less.
The oxide is characterized by containing 0.2 to 0.8% by mass of CoO, 0.26 to 0.7% by mass of Cr 2O 3 , and 0.21 to 0.4% by mass of MnO 2 . The zirconia powder according to any one of claims 1 to 5.
前記酸化物として、Fe2O3を0.1~0.5質量%、CoOを1~2質量%、Cr2O3を0.3~0.9質量%、TiO2を0.2~0.4質量%含むことを特徴とする請求項1~5のいずれか1に記載のジルコニア粉末。 The alumina content is 1.5% by mass or more and 4% by mass or less.
As the oxide, Fe 2 O 3 is 0.1 to 0.5% by mass, CoO is 1 to 2% by mass, Cr 2 O 3 is 0.3 to 0.9% by mass, and TiO 2 is 0.2 to 0.2. The zirconia powder according to any one of claims 1 to 5, which contains 0.4% by mass.
前記酸化物として、Fe2O3を0.02~1質量%、CoOを1~2質量%、Cr2O3を0.03~0.3質量%、TiO2を0.01~0.1質量%含むことを特徴とする請求項1~5のいずれか1に記載のジルコニア粉末。 The alumina content is 0.5% by mass or more and 2.5% by mass or less.
As the oxide, Fe 2 O 3 is 0.02 to 1% by mass, CoO is 1 to 2% by mass, Cr 2 O 3 is 0.03 to 0.3% by mass, and TIO 2 is 0.01 to 0%. The zirconia powder according to any one of claims 1 to 5, which comprises 1% by mass.
前記酸化物として、CoOを1.05~2質量%含むことを特徴とする請求項1~5のいずれか1に記載のジルコニア粉末。 The alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less.
The zirconia powder according to any one of claims 1 to 5, wherein the oxide contains 1.05 to 2% by mass of CoO.
前記工程Xの後、前記成型体を焼結させる工程Yとを有することを特徴とするジルコニア焼結体の製造方法。 Step X of molding the zirconia powder according to any one of claims 1 to 12 to obtain a molded body, and
A method for producing a zirconia sintered body, which comprises the step Y of sintering the molded body after the step X.
請求項23に記載の製造方法によって得られることを特徴とするジルコニア焼結体。 Contains one or more oxides selected from the group consisting of Group 4-9, Group 12, Group 14 and lanthanoid elements.
A zirconia sintered body, which is obtained by the production method according to claim 23.
前記第12族が、Znであり、
前記第14族がSiであり、
前記ランタノイド元素がEr、Tb、及び、Prからなる群より選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項24に記載のジルコニア焼結体。 The 4th to 9th groups are one or more selected from the group consisting of Ti, V, Cr, Mn, Fe, and Co.
The 12th group is Zn, and the group 12 is Zn.
The 14th group is Si,
The zirconia sintered body according to claim 24, wherein the lanthanoid element is at least one selected from the group consisting of Er, Tb, and Pr.
L*a*b*表色系で規定されるL*が-1以上13以下であり、a*が-7以上7以下であり、b*が-8以上6以下であることを特徴とする請求項24に記載のジルコニア焼結体。 Fe 2 O 3 is 0.4 to 1.0% by mass, CoO is 0.9 to 1.5% by mass, Cr 2 O 3 is 1.0 to 1.6% by mass, and TIO 2 is 0.5 to 0. .9 mass% included
L * a * b * L * specified in the color system is -1 or more and 13 or less, a * is -7 or more and 7 or less, and b * is -8 or more and 6 or less. The zirconia sintered body according to claim 24.
L*a*b*表色系で規定されるL*が1以上17以下であり、a*が-9以上5以下であり、b*が-8以上6以下であることを特徴とする請求項24に記載のジルコニア焼結体。 It contains 0.9 to 1.5% by mass of CoO, 1.0 to 1.6% by mass of Cr 2O 3 , and 0.8 to 1.4% by mass of MnO 2 .
L * a * b * Claims characterized in that L * specified in the color system is 1 or more and 17 or less, a * is -9 or more and 5 or less, and b * is -8 or more and 6 or less. Item 24. The zirconia sintered body according to item 24.
L*a*b*表色系で規定されるL*が80以上96以下であり、a*が-7以上7以下であり、b*が-6以上8以下であることを特徴とする請求項24に記載のジルコニア焼結体。 Contains 0.15 to 0.35% by mass of ZnO.
L * a * b * Claims characterized in that L * specified in the color system is 80 or more and 96 or less, a * is -7 or more and 7 or less, and b * is -6 or more and 8 or less. Item 24. The zirconia sintered body according to item 24.
L*a*b*表色系で規定されるL*が30以上52以下であり、a*が-5以上8以下であり、b*が0以上20以下であることを特徴とする請求項24に記載のジルコニア焼結体。 Contains 0.02 to 0.1% by mass of Cr 2 O 3
A claim characterized in that L * defined by the L * a * b * color system is 30 or more and 52 or less, a * is -5 or more and 8 or less, and b * is 0 or more and 20 or less. 24. The zirconia sintered body.
MnO2を0.03~0.06質量%を含み、
L*a*b*表色系で規定されるL*が28以上44以下であり、a*が-3以上8以下であり、b*が-8以上8以下であることを特徴とする請求項24に記載のジルコニア焼結体。 The alumina content is less than 0.005% by mass and
Contains 0.03 to 0.06% by mass of MnO 2
L * a * b * Claims characterized in that L * specified in the color system is 28 or more and 44 or less, a * is -3 or more and 8 or less, and b * is -8 or more and 8 or less. Item 24. The zirconia sintered body according to item 24.
MnO2を0.02~0.05質量%を含み、
L*a*b*表色系で規定されるL*が31以上47以下であり、a*が-4以上12以下であり、b*が-9以上7以下であることを特徴とする請求項24に記載のジルコニア焼結体。 The alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less.
Contains 0.02 to 0.05% by mass of MnO 2
L * a * b * Claims characterized in that L * specified in the color system is 31 or more and 47 or less, a * is -4 or more and 12 or less, and b * is -9 or more and 7 or less. Item 24. The zirconia sintered body according to item 24.
MnO2を0.2~0.5質量%含み、
L*a*b*表色系で規定されるL*が1以上23以下であり、a*が-5以上11以下であり、b*が-10以上6以下であることを特徴とする請求項24に記載のジルコニア焼結体。 The alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less.
Contains 0.2-0.5% by mass of MnO 2
L * a * b * Claims characterized in that L * specified in the color system is 1 or more and 23 or less, a * is -5 or more and 11 or less, and b * is -10 or more and 6 or less. Item 24. The zirconia sintered body according to item 24.
Fe2O3を0.12~0.40質量%含み、
L*a*b*表色系で規定されるL*が55以上75以下であり、a*が-2以上17以下であり、b*が18以上40以下であることを特徴とする請求項24に記載のジルコニア焼結体。 The alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less.
Contains 0.12 to 0.40% by mass of Fe 2 O 3
A claim characterized in that L * defined by the L * a * b * color system is 55 or more and 75 or less, a * is -2 or more and 17 or less, and b * is 18 or more and 40 or less. 24. The zirconia sintered body.
Fe2O3を0.12~0.23質量%含み、
L*a*b*表色系で規定されるL*が41以上61以下であり、a*が2以上18以下であり、b*が18以上38以下であることを特徴とする請求項24に記載のジルコニア焼結体。 The alumina content is less than 0.005% by mass and
Contains 0.12 to 0.23% by mass of Fe 2 O 3
24. Claim 24, wherein L * defined by L * a * b * color system is 41 or more and 61 or less, a * is 2 or more and 18 or less, and b * is 18 or more and 38 or less. The zirconia sintered body described in.
CoOを0.3~1.0質量%含み、
L*a*b*表色系で規定されるL*が22以上44以下であり、a*が-10以上7以下であり、b*が-50以上-28以下であることを特徴とする請求項24に記載のジルコニア焼結体。 The alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less.
Contains 0.3-1.0% by mass of CoO
L * a * b * L * specified in the color system is 22 or more and 44 or less, a * is -10 or more and 7 or less, and b * is -50 or more and -28 or less. The zirconia sintered body according to claim 24.
Pr6O11を0.20~0.60質量%含み、
L*a*b*表色系で規定されるL*が55以上75以下であり、a*が4以上20以下であり、b*が40以上60以下であることを特徴とする請求項24に記載のジルコニア焼結体。 The alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less.
Contains 0.20 to 0.60% by mass of Pr 6 O 11 .
24. Claim 24, wherein L * defined by L * a * b * color system is 55 or more and 75 or less, a * is 4 or more and 20 or less, and b * is 40 or more and 60 or less. The zirconia sintered body described in.
SiO2を0.03~0.30質量%含み、
L*a*b*表色系で規定されるL*が77以上97以下であり、a*が-5以上5以下であり、b*が-5以上5以下であることを特徴とする請求項24に記載のジルコニア焼結体。 The alumina content is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less.
Containing 0.03 to 0.30% by mass of SiO 2
L * a * b * Claims characterized in that L * specified in the color system is 77 or more and 97 or less, a * is -5 or more and 5 or less, and b * is -5 or more and 5 or less. Item 24. The zirconia sintered body according to item 24.
CoOを0.3~1.0質量%、Cr2O3を0.05~0.25質量%、MnO2を0.03~0.2質量%含み、
L*a*b*表色系で規定されるL*が13以上33以下であり、a*が-12以上-2以下であり、b*が-29以上-19以下であることを特徴とする請求項24に記載のジルコニア焼結体。 The alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less.
CoO is contained in an amount of 0.3 to 1.0% by mass, Cr 2O 3 is contained in an amount of 0.05 to 0.25% by mass, and MnO 2 is contained in an amount of 0.03 to 0.2% by mass.
L * a * b * L * specified in the color system is 13 or more and 33 or less, a * is -12 or more and -2 or less, and b * is -29 or more and -19 or less. The zirconia sintered body according to claim 24.
CoOを0.2~0.8質量%、Cr2O3を0.26~0.7質量%、MnO2を0.21~0.4質量%含み、
L*a*b*表色系で規定されるL*が8以上28以下であり、a*が-14以上-4以下であり、b*が-21以上-11以下であることを特徴とする請求項24に記載のジルコニア焼結体。 The alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less.
It contains 0.2 to 0.8% by mass of CoO, 0.26 to 0.7% by mass of Cr 2O 3 , and 0.21 to 0.4% by mass of MnO 2 .
L * a * b * L * specified in the color system is 8 or more and 28 or less, a * is -14 or more and -4 or less, and b * is -21 or more and -11 or less. The zirconia sintered body according to claim 24.
Fe2O3を0.1~0.5質量%、CoOを1~2質量%、Cr2O3を0.3~0.9質量%、TiO2を0.2~0.4質量%含み、
L*a*b*表色系で規定されるL*が27以上48以下であり、a*が-6以上4以下であり、b*が-10以上-1以下であることを特徴とする請求項24に記載のジルコニア焼結体。 The alumina content is 1.5% by mass or more and 4% by mass or less.
Fe 2 O 3 is 0.1 to 0.5% by mass, CoO is 1 to 2% by mass, Cr 2 O 3 is 0.3 to 0.9% by mass, and TIO 2 is 0.2 to 0.4% by mass. Including,
L * a * b * L * specified in the color system is 27 or more and 48 or less, a * is -6 or more and 4 or less, and b * is -10 or more and -1 or less. The zirconia sintered body according to claim 24.
Fe2O3を0.02~1質量%、CoOを1~2質量%、Cr2O3を0.03~0.3質量%、TiO2を0.01~0.1質量%含み、
L*a*b*表色系で規定されるL*が27以上48以下であり、a*が-6以上4以下であり、b*が-10以上-1以下であることを特徴とする請求項24に記載のジルコニア焼結体。 The alumina content is 0.5% by mass or more and 2.5% by mass or less.
Fe 2 O 3 is 0.02 to 1% by mass, CoO is 1 to 2% by mass, Cr 2 O 3 is 0.03 to 0.3% by mass, and TiO 2 is 0.01 to 0.1% by mass.
L * a * b * L * specified in the color system is 27 or more and 48 or less, a * is -6 or more and 4 or less, and b * is -10 or more and -1 or less. The zirconia sintered body according to claim 24.
CoOを1.05~2質量%含み、
L*a*b*表色系で規定されるL*が27以上48以下であり、a*が-5以上6以下であり、b*が-12以上-2以下であることを特徴とする請求項24に記載のジルコニア焼結体。 The alumina content is 1% by mass or more and 3% by mass or less.
Contains 1.05 to 2% by mass of CoO
L * a * b * L * specified in the color system is 27 or more and 48 or less, a * is -5 or more and 6 or less, and b * is -12 or more and -2 or less. The zirconia sintered body according to claim 24.
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