(57)【要約】【課題】ＣａＯを安定化剤とする従来のジルコニア質焼結体よりも優れた耐食性と耐久性を有するジルコニア質焼結体よりなる熱処理用部材の提供。【解決手段】次の（ａ）〜（ｆ）の要件を満たすジルコニア質焼結体からなる熱処理用部材。    （ａ）ＺｒＯ２／ＣａＯ（モル比）が、９０／１０〜８０／２０    （ｂ）ＣａＯ／ＭｇＯ（モル比）が、９９／１〜９５／５    （ｃ）Ａｌ２Ｏ３量が、０．２０重量％以下    （ｄ）不純物量が、０．１０重量％以下    （ｅ）かさ密度が、５．２ｇ／ｃｍ３以上    （ｆ）平均結晶粒径が、１０〜４０μｍ【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の（ａ）〜（ｆ）の要件を満たすことを特徴とするジルコニア質焼結体からなる熱処理用部材。
（ａ）ＺｒＯ２／ＣａＯ（モル比）が、９０／１０〜８０／２０
（ｂ）ＣａＯ／ＭｇＯ（モル比）が、９９／１〜９５／５
（ｃ）Ａｌ２Ｏ３量が、０．２０重量％以下
（ｄ）不純物量が、０．１０重量％以下
（ｅ）かさ密度が、５．２ｇ／ｃｍ３以上
（ｆ）平均結晶粒径が、１０〜４０μｍ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は耐食性と耐久性に優れたジルコニア質焼結体からなる熱処理用部材に関する。なお、本発明におけるジルコニア質焼結体からなる熱処理用部材とは、圧電体や誘電体などの電子部品材料の熱処理に使用するセッター、容器及び治具類など、及び各種電気炉用炉心管及び各種機器用の保護管などである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品材料である圧電体、誘電体及び磁性体などは、その熱処理の際に、被焼成体の蒸発成分を極力少なくして組成変動を抑制するため耐食性に優れたセラミックス焼結体を使用してきた。中でも鉛を含有する圧電体や誘電体などの電子部品材料の焼成工程には、鉛に対する耐食性が高い緻密質のジルコニア質が採用されてきた。しかしながら、近年、その発展が目覚ましい情報端末（パソコン、携帯電話、携帯情報端末など）や情報家電（複写機、プリンター、音響機器、映像機器など）に搭載される高機能な電子部品材料は、精密な組成制御が必要不可欠なため、焼成に使用する熱処理用部材として従来よりも耐食性に優れていることは勿論のこと、繰り返し使用しても耐食性が著しく低下せずに長期間使用できるジルコニア質が要求されている。
【０００３】
特許文献１には、鉛含有化合物に対する反応を防止した立方晶ジルコニアを主結晶相とするジルコニア焼結体が開示されている。そして助剤として加えたＣａをＣａ３ＺｒＳｉＯ９結晶としてジルコニア結晶粒界に析出させることにより、ジルコニア結晶と鉛含有化合物との反応を極めて低くできるとしている。しかしながら、ジルコニア結晶と鉛含有化合物との反応を抑制できても、Ｓｉを含有するＣａ３ＺｒＳｉＯ９結晶と鉛が容易に反応するため、結果的にジルコニア焼結体全体としての耐食性が低下するという問題があり、高機能な電子部品材料の熱処理の用途で十分満足できる特性を有するものでは無かった。しかも、助剤として添加しているＣａＯは、一般的にはジルコニアの安定化剤でもあり、特許文献１における安定化剤はＹ２Ｏ３とＣａＯの２種類を併用していることになるが、Ｙ２Ｏ３とＣａＯのジルコニアへの固溶形態が異なるため、ジルコニア結晶相の安定性が低下し、耐久性に劣るという問題があった。
【０００４】
またジルコニア質焼結体にＡｌ２Ｏ３を含有させて特性向上を図る技術は数多く提案されており、例えば特許文献２には、ジルコニア結晶相、焼結体の組成及び平均結晶粒径を制御して得た、耐久性及び耐食性に優れたジルコニア製熱処理用部材が開示されている。そして、含有させる特定量のＡｌ２Ｏ３が、ジルコニアの焼結性向上や粒界強化に寄与することにより、耐熱衝撃抵抗性や耐久性向上に効果があるとしている。しかし、この技術は従来の電子部品材料に使用できる程度の耐食性は有するが、ジルコニアよりも鉛に対する耐食性が劣るＡｌ２Ｏ３を含有しているため、精密な組成制御が必要不可欠な高機能の電子部品材料に対する耐食性は十分では無かった。またＣａＯを安定化剤とするジルコニア質においては、Ａｌ２Ｏ３とＣａＯが反応してジルコニア結晶粒界に低融点化合物やガラス相を形成し、これがジルコニア結晶粒界に偏析して、耐食性や耐久性を低下させるという問題があった。しかも、低融点化合物やガラス相とジルコニア結晶粒子との熱膨張差等の影響により、焼成時の冷却過程で低融点化合物やガラス相にクラックが生じ、ジルコニア結晶粒界が脆くなってジルコニア結晶粒子の脱粒が発生しやすくなること、及び脱粒したジルコニア結晶粒子が被焼成体に混入・付着したり、脱粒で部材表面に凹凸が生じ、被焼成体表面にこの凹凸が転写されて被焼成体の歩留まりが著しく悪化するという問題もあり、特に製品厚みの薄い電子部品材料の熱処理の用途では全く使用できなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１６９１４２号公報
【特許文献２】特開２００４−３１５２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ＣａＯを安定化剤とする従来のジルコニア質焼結体よりも優れた耐食性と耐久性を有するジルコニア質焼結体よりなる熱処理用部材の提供を目的とする。
なお、本発明でいう優れた耐食性とは、被焼成体と接触しているジルコニア質焼結体側への被焼成体成分（鉛など）の浸透量が極めて少ないこと、及びジルコニア質焼結体中の成分が被焼成体へ浸透したり、被焼成体成分と反応しないことを意味する。また、優れた耐久性とは、長期間にわたって繰り返し使用した際でも耐食性が著しく低下せず、ジルコニア質焼結体に変形、クラック、割れなどが生じないことを意味する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、上記課題が次の発明（１）により解決できることを見出した。
（１）次の（ａ）〜（ｆ）の要件を満たすことを特徴とするジルコニア質焼結体からなる熱処理用部材。
（ａ）ＺｒＯ２／ＣａＯ（モル比）が、９０／１０〜８０／２０
（ｂ）ＣａＯ／ＭｇＯ（モル比）が、９９／１〜９５／５
（ｃ）Ａｌ２Ｏ３量が、０．２０重量％以下
（ｄ）不純物量が、０．１０重量％以下
（ｅ）かさ密度が、５．２ｇ／ｃｍ３以上
（ｆ）平均結晶粒径が、１０〜４０μｍ
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＣａＯを安定化剤とする従来のジルコニア質焼結体よりも優れた耐食性と耐久性を有するジルコニア質焼結体よりなる熱処理用部材を提供できる。
この熱処理用部材は、特にＰｂＯを含有する被焼成体に対しては、ジルコニア質焼結体側へのＰｂＯの浸透量が極めて少なく、ジルコニア質焼結体中の成分が被焼成体へ浸透したり、被焼成体成分と反応することの無い優れた耐食性を有する。また、長期間にわたって繰り返し使用した際でも耐食性が著しく低下せず、変形、クラック及び割れなどが生じない優れた耐久性を有する。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
（ａ）ＺｒＯ２／ＣａＯ（モル比）が９０／１０〜８０／２０である点
本発明に係るジルコニア質焼結体は、ＺｒＯ２／ＣａＯ（モル比）を９０／１０〜８０／２０とする。好ましくは８８／１２〜８２／１８である。
ＣａＯの割合が９０／１０未満の場合、ジルコニア結晶相として単斜晶系ジルコニアが増加し、加熱・冷却した時にジルコニア結晶相の相転移に伴う体積膨張によって変形やクラックが発生し、耐久性が低下する。しかも発生したクラックに被焼成体成分が浸透して耐食性も低下する。
なお、本発明におけるジルコニア結晶相は、立方晶系ジルコニアが９５容積％以上となり、正方晶系ジルコニアの許容含有量は３容積％以下、単斜晶系ジルコニアの許容含有量は２容積％以下である。これらの割合は、定法に従って、焼結体表面を鏡面にした試料を用い、Ｘ線回折法により、回折角２７〜３３°と、７２〜７５．５°の走査範囲で測定することにより容易に求めることができる。
【００１０】
一方、ＣａＯの割合が８０／２０を越える場合、ジルコニアに固溶できなかった余剰のＣａＯがジルコニア質焼結体中で第２相を形成して被焼成体と反応し、耐食性や耐久性が低下するため好ましくない。本発明におけるジルコニア質焼結体の結晶相はＺｒＯ２とＣａＯの化合物単相からなり、これ以外の結晶相は存在しない。仮に第２相が存在すれば、耐食性が低下することになる。
なお、本発明でいう第２相が存在しない状態とは、下記条件のＸ線回折測定において、ＺｒＯ２とＣａＯの化合物以外の回折ピークが検出されないレベルのことを言う。また、測定には、焼結体を鏡面加工仕上げした試料を用いる。
・Ｘ線源：ＣｕＫα
・出力：４０ｋＶ／４０ｍＡ
・発散スリット：１°
・散乱スリット：１°
・受光スリット：０．１５ｍｍ
・スキャンスピード：３．０°／ｍｉｎ
・走査軸：２θ／θ
・走査範囲：１０〜７０°
・モノクロ受光スリット：０．８ｍｍ
・カウンタ：シンチレーションカウンタ
・モノクロメーター：自動モノクロメーター
【００１１】
（ｂ）ＣａＯ／ＭｇＯ（モル比）が９９／１〜９５／５である点
本発明に係るジルコニア質焼結体は、ＣａＯ／ＭｇＯ（モル比）を９９／１〜９５／５とする。好ましくは９８／２〜９６／４である。
従来のＺｒＯ２−ＣａＯ系又はＺｒＯ２−Ｙ２Ｏ３系の熱処理用部材では、アルカリ土類金属酸化物に属するＭｇＯは不純物として扱われ、その量は極力少ない方が良いとされていた。これに対し、本発明ではＣａＯに対して特定割合のＭｇＯを意図的に含有させる。その結果、本発明では、ＭｇＯがジルコニアの安定化剤として働く上に、ＣａＯと混入したＡｌ２Ｏ３との反応を抑制する機能を発揮するので、耐食性や耐久性の低下を非常に効果的に抑制することができる。
ＭｇＯの割合が９９／１未満の場合には、ＭｇＯの添加効果が低下するため、耐食性や耐久性の低下をきたす。一方、ＭｇＯの割合が９５／５を越えると、耐熱衝撃抵抗性が低下して短期間でクラックや割れが発生し、耐久性の低下をきたす。
【００１２】
（ｃ）Ａｌ２Ｏ３量が０．２０重量％以下である点
前述したように、ＣａＯを安定化剤とするジルコニア質において、多量のＡｌ２Ｏ３が共存すると耐食性や耐久性が低下する。したがって、本発明ではＡｌ２Ｏ３量を０．２０重量％以下とする。好ましくは０．１５重量％以下、より好ましくは０．１０重量％以下である。０．２０重量％を越えると耐食性や耐久性が低下する。
Ａｌ２Ｏ３量を少なくするには、Ａｌ２Ｏ３量の少ない原料を選択したり、Ａｌ２Ｏ３の混入を抑制できるような製造方法を採用する。しかし、使用原料や製造工程（特に原料処理工程と焼成工程）から混入するＡｌ２Ｏ３を完全になくすことは不可能であり、０．０２重量％程度が下限である。
そこで本発明では、特定量のＭｇＯを含有させることによりＡｌ２Ｏ３とＣａＯの反応を抑制し、低融点化合物やガラス相が生成しないようにして、より確実に耐食性及び耐久性の低下を防止することにした。なお、本発明では、Ａｌ２Ｏ３量が非常に少ないため、従来技術のようなジルコニア結晶粒子の脱粒は発生しない。
【００１３】
（ｄ）不純物量が０．１０重量％以下である点
本発明に係るジルコニア質焼結体の不純物量は０．１０重量％以下とする。
本発明における不純物とは入荷原料や製造工程から混入する成分であり、主にＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ等である。これらの不純物の合計量が０．１０重量％を越えると、ジルコニア結晶粒界にガラス相が多く形成され、このガラス相が被焼成体と反応して、耐食性や耐久性が低下する。なお、現状の原料及び製造工程では、不純物量を０．０２重量％程度以下とすることは難しい。不純物の中でも特にＳｉＯ２は有害成分である。何故ならばＳｉＯ２やＳｉ化合物は被焼成体と容易に反応して耐食性を低下させたり、ジルコニア結晶粒界にガラス相を多く形成して耐食性や耐久性を著しく低下させたりするからである。そのため、ＳｉＯ２量は０．０３重量％以下とすることが好ましい。なお、現状の原料及び製造工程では、ＳｉＯ２量を０．０１重量％程度以下とすることは難しい。
【００１４】
（ｅ）かさ密度が５．２ｇ／ｃｍ３以上である点
本発明に係るジルコニア質焼結体のかさ密度は５．２ｇ／ｃｍ３以上とする。好ましくは５．３ｇ／ｃｍ３以上である。かさ密度が５．２ｇ／ｃｍ３未満の場合、焼結体中の気孔が増加し、この気孔に被焼成体成分が浸透して、耐食性や耐久性が低下する。かさ密度の上限は、技術上の制約から５．６ｇ／ｃｍ３程度である。なお、本発明におけるかさ密度はアルキメデス法で測定したものである。
【００１５】
（ｆ）平均結晶粒径が１０〜４０μｍである点
本発明に係るジルコニア質焼結体の平均結晶粒径は１０〜４０μｍとする。好ましくは１５〜３５μｍである。平均結晶粒径が１０μｍ未満の場合、ジルコニア結晶粒界面積が増加し、この増加した粒界に被焼成体成分が浸透して耐食性や耐久性が低下する。また、平均結晶粒径が４０μｍを越えると、耐食性の低下は来たさないが、耐熱衝撃抵抗性の低下をきたす。
本発明における平均結晶粒径は、焼結体表面を鏡面まで研磨加工し、得られた鏡面に熱エッチング又は化学エッチングを施した後、走査電子顕微鏡で観察して、インターセプト法により１０点測定した平均値とする。算出式は下記のとおりである。
Ｄ＝１．５×Ｌ／ｎ
〔Ｄ：平均結晶粒径（μｍ）、Ｌ：測定長さ（μｍ）、ｎ：長さＬ当たりの結晶粒子数〕
【００１６】
本発明の熱処理用部材は種々の方法で作製できるが、その一例を下記に示す。
ジルコニア原料粉末は純度が９９．９重量％以上、平均粒子径が１０μｍ以下のものを用いる。純度が９９．９重量％未満の場合、原料粉末中に含まれる不純物量が多いため、焼結体中の不純物量も多くなり、耐食性や耐久性が低下する。また平均粒子径が１０μｍを超えると、焼結性が低下してかさ密度が低下する。平均粒子径の下限は０．５μｍ程度である。
安定化剤であるＣａＯ及びＭｇＯ原料粉末は純度が９９．９重量％以上、平均粒子径が５μｍ以下のものを用いる。純度が９９．９重量％未満の場合、原料粉末中に含まれる不純物量が多いため、焼結体中の不純物量も多くなり、耐食性や耐久性が低下する。また、平均粒子径が５μｍを越えると、ＣａＯ及びＭｇＯ原料粉末が粗いためにジルコニア原料粉末との混合・分散が不十分となり、焼結体中に単斜晶系ジルコニアが多くなる。平均粒子径の下限は０．５μｍ程度である。
【００１７】
また、ＣａＯ及びＭｇＯは炭酸塩、水酸化物等の化合物の形態で添加しても良い。その場合、予めジルコニア原料粉末と化合物原料粉末を、所定量の安定化剤量となるように水を溶媒として湿式混合し、乾燥後、１０００〜１４００℃の温度範囲で合成する。ＣａＯ及びＭｇＯの炭酸塩、水酸化物等の化合物原料粉末は、不純物量０．１重量％以下、平均粒子径５μｍ以下のものを使用する。原料粉末の不純物量が多いとジルコニア焼結体中の不純物量が増加する。また原料粉末の平均粒子径が５μｍを越えるとジルコニア原料粉末との混合・分散が不十分となる。平均粒子径の下限は０．５μｍ程度である。なお、酸化物であるＣａＯやＭｇＯを用いる場合は上記の合成工程を省略しても良い。
また、各原料粉末に含まれるＡｌ２Ｏ３量は０．０５重量％以下とする。好ましくは０．０３重量％以下である。これは、ジルコニア質焼結体中のＡｌ２Ｏ３量を０．２０重量％以下にするためである。
【００１８】
以上の原料粉末を所定の組成になるように配合し、公知のポットミル、アトリッションミル等の粉砕機により、水又は有機溶媒を用いて湿式で粉砕・混合・分散の原料処理を行う。この時、粉砕機の内張材及びアームなどの部材や、粉砕機に充填するボールからの摩耗粉の混入を防止するため、該部材及びボールには耐摩耗性に優れたセラミックス材料を使用する。このように、原料処理工程からの摩耗紛の混入を防止することにより、ジルコニア質焼結体中のＡｌ２Ｏ３量だけでなく不純物量も制御することができる。
【００１９】
粉砕・混合・分散処理により得られた処理粉体の平均粒子径は１．５μｍ以下とする。該平均粒子径が１．５μｍを越えると、処理粉体中に粒子径の大きい粗い粉体が多く含まれるため、成形性が低下して成形体内部に多くの気孔が存在することになり、焼結体のかさ密度が低下する。処理粉体の平均粒子径の下限は０．５μｍ程度である。
なお、上記本発明における原料粉末及び処理粉体の平均粒子径とは、一次粒子が凝集した二次粒子の粒子径の平均値のことであり、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定できる。
【００２０】
成形方法としてプレス成形、ラバープレス成形等の方法を採用する場合には、粉砕・混合・分散スラリーへ必要により公知の成形助剤（例えばアクリル系樹脂、ＰＶＡ等）を添加し、スプレードライヤー等の公知の方法で乾燥させて成形用粉体を作製し、この成形用粉体を金型やゴム型などに充填して成形する。また、鋳込み成形法を採用する場合には、粉砕・混合・分散スラリーに必要により公知のバインダー（例えばワックスエマルジョン、アクリル系樹脂等）を添加し、石膏型又は樹脂型を用いて排泥鋳込法、充填鋳込法、加圧鋳込法により成形する。また、押出成形法を採用する場合は、得られた粉砕・混合・分散スラリーを乾燥し整粒して、押出成形用バインダー（カルボキシルメチルセルロース、ワックスエマルジョン等の公知のバインダーが使用できる）と水又は有機溶媒を添加して混合し、土練して成形用坏土とする。この成形用坏土を用いて、公知の押出成形機により所定の形状になるように押出成形する。
【００２１】
以上のようにして得た成形体を、大気中、焼成温度１５５０〜１７５０℃で焼成する。焼成温度が１５５０℃未満の場合、平均結晶粒径やかさ密度の低下をきたし、耐食性や耐久性が低下する。焼成温度が１７５０℃を越えると、焼結体の平均結晶粒径が４０μｍを越えて耐久性が低下する。また、焼成工程でのＡｌ２Ｏ３や不純物の混入を避けるため、焼成に使用する敷き板などの道具は高純度ジルコニア質のものを使用する。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【００２３】
実施例１〜８、比較例１〜１０
比較例６と１０以外は、純度９９．９重量％、平均粒子径４μｍのジルコニア原料粉末と、不純物量０．３重量％、平均粒子径３μｍのＣａＣＯ３粉末及びＭｇＣＯ３粉末を使用し、ジルコニア質焼結体からなる熱処理用部材を作製した。比較例６と１０については純度９９．０重量％、平均粒子径７μｍの不純物の多いジルコニア原料粉末を使用した。
なお、これらの原料粉末のＡｌ２Ｏ３含有量は０．０３重量％以下であった。
【００２４】
合成後に表１に示す含有量（モル比）となるように、上記ジルコニア、ＣａＣＯ３及びＭｇＣＯ３原料粉末を、水を溶媒として湿式混合し、９０℃で乾燥した後、１３５０℃で３時間熱処理して合成原料を作製した。次いで、耐摩耗性ジルコニア質のポットミルとボールを使用し、このポットミルにボールを投入し、水を溶媒とした湿式で前記合成原料の粉砕・混合・分散処理を行った。得られた処理粉体について、レーザー回折式粒度分布測定装置（マイクロトラックＭＴ３３００ＥＸ、日機装社製）を用いて測定した平均粒子径を表１に示す。次いで、分散処理後のスラリーにＰＶＡ系バインダーを１重量％添加し、スプレードライヤーで乾燥して成形用粉体を得た。得られた成形用粉体を、金型を用いて１ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力でプレス成形した。この成形体を高純度ジルコニア製敷き板の上に載せ、大気中、１５３０〜１７７０℃で焼成し、板状焼結体を作製した。なお、比較例１０は、アルミナ製敷き板を用いて焼成することによりＡｌ２Ｏ３量を多くした例である。
【００２５】
上記実施例及び比較例の各板状焼結体について、以下のようにして特性を調べた。
なお、耐食性試験及び耐久性試験において、セラミックス製の重しを載せて応力を掛けたのは、被焼成体（ＰｂＯ又はＰＺＴ）との反応を促進させるためである。
＜耐食性＞
耐食性試験の被焼成体にはＰｂＯ（酸化鉛）を用いた。市販のＰｂＯ粉末（純度９９％以上）を金型プレス成形で直径１０ｍｍ、厚さ１ｍｍに成形し、このＰｂＯ成形体を、各板状焼結体サンプル（１５ｍｍ×１５ｍｍ×３ｍｍ）の上に載せ、更にＰｂＯ成形体にセラミックス製の重しを載せて１ｋＰａの応力を掛け、８７０℃で２０時間保持する操作を２０サイクル行った。操作前後のサンプル重量を測定し、下記式により重量増加率（％）を算出した。結果を表１に示す。
重量増加率（％）＝〔（操作後重量−操作前重量）／操作前重量〕×１００
【００２６】
＜耐久性＞
耐久性試験には、電子部品材料の成分の一つであるＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を用いた。市販のＰＺＴ粉末（純度：９９％以上）を直径１０ｍｍ、厚さ１ｍｍに成形し、このＰＺＴ成形体を、各板状焼結体サンプル（１５ｍｍ×１５ｍｍ×３ｍｍ）の上に載せ、更にＰＺＴ成形体にセラミックス製の重しを載せて１ｋＰａの応力を掛け、１３００℃で５時間保持する操作を２０サイクルまで行い、サイクル毎に板状焼結体サンプルの変形、クラック及び割れの発生の有無を調べた。変形、クラック、割れが発生したサイクル数を表１に示す。なお、実施例１〜８の「２０＜」は、２０サイクルでも変形、クラック、割れが発生しなかったことを示す。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
表１の耐食性試験結果から判るように、実施例１〜８は重量増加率が２．７重量％以下と優れた耐食性を示し、高機能な電子部品材料の熱処理用部材として使用可能である。
これに対し、比較例では、比較例５と９を除いて、重量増加率が３．０重量％を越え、耐食性に劣るため、高機能な電子部品材料の熱処理用部材としては使用できない。
また、表１の耐久性試験結果から判るように、実施例１〜８は、２０サイクルの繰り返し試験でも、板状焼結体に変形、クラック、割れは生じず、優れた耐久性を示し、高機能な電子部品材料の熱処理用部材として使用可能である。
これに対し、比較例１〜１０は、２０サイクルに到達する前に変形、クラック、割れが発生し耐久性に劣るため、高機能な電子部品材料の熱処理用部材としては使用できない。
【００２９】
実施例に比べて比較例１〜１０の特性が劣る理由は以下のとおりである。
比較例１はＡｌ２Ｏ３量が規定範囲を超えているため、Ａｌ２Ｏ３とＣａＯが反応してジルコニア結晶粒界に偏析した低融点化合物やガラス相の影響で耐食性や耐久性が劣るものであった。
比較例２はＺｒＯ２／ＣａＯモル比が規定範囲未満のため、立方晶系ジルコニア量が減少し、耐食性や耐久性に劣るものであった。
比較例３はＺｒＯ２／ＣａＯモル比が規定範囲を超えているため、ジルコニア結晶に固溶できなかった余剰のＣａＯによる第２相が存在し、耐食性や耐久性に劣るものであった。
比較例４はＣａＯ／ＭｇＯモル比が規定範囲未満のため、ＭｇＯ添加効果が得られず、耐食性や耐久性に劣るものであった。
比較例５はＣａＯ／ＭｇＯモル比が規定範囲を超えているため、耐熱衝撃抵抗性が低下し、耐久性に劣るものであった。
比較例６は純度の低いジルコニア原料粉末を使用したため、ジルコニア質焼結体の不純物量が規定範囲を越え、耐食性や耐久性に劣るものであった。
比較例７は処理粉体の平均粒子径が１．５μｍを越え、かさ密度が規定範囲未満のため、耐食性や耐久性に劣るものであった。
比較例８は焼成温度が低いため、かさ密度及び平均結晶粒径が規定範囲未満となり、耐食性に劣るものであった。
比較例９は焼成温度が高いため、平均結晶粒径が規定範囲を超え、耐熱衝撃性が低下して耐久性に劣るものであった。
比較例１０はＡｌ２Ｏ３量と不純物量の両方が規定範囲を超えているため、耐食性や耐久性に劣るものであった。