(57)【要約】Ｚｒ系複合セラミックス材料、その調製方法、外板又は装飾材が提供される。本Ｚｒ系複合セラミック材料は、ジルコニア母材及びこのジルコニア母材に分散されている立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相を含み、０．７≦ｘ≦０．９５である。
2019501855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジルコニア母材と、
前記ジルコニア母材中に分散されている立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相と、
を含み、０．７≦ｘ≦０．９５である、Ｚｒ系複合セラミック材料。
【請求項２】
０．７２≦ｘ≦０．８６である、請求項１に記載のＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項３】
前記立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相の格子定数が３．９８〜４．０３Åである、請求項１又は２に記載のＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項４】
前記立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相が、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、立方晶Ｓｒ０．７２ＮｂＯ３安定相、又は立方晶Ｓｒ０．８６ＮｂＯ３安定相である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項５】
前記Ｚｒ系複合セラミックス材料中の前記立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相の含有量は、前記ジルコニア母材１００モル％基準で、約０．２モル％〜約８モル％の範囲内である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項６】
前記Ｚｒ系複合セラミックス材料中の前記立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相の含有量は、前記ジルコニア母材１００モル％基準で、約１モル％〜約６．１モル％の範囲内である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項７】
前記ジルコニア母材が、約３モル％のイットリウムで安定化されたジルコニア母材である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項８】
前記立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相が、前記Ｚｒ系複合セラミック材料の調製時に化学量論比によって添加されたＳｒＣＯ３粉末及びＮｂ２Ｏ５粉末を焼結することによって形成される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項９】
Ｚｒ系複合セラミックス材料の調製方法であって、
ジルコニア粉末と、ＳｒＣＯ３粉末と、Ｎｂ２Ｏ５粉末と、結合剤とを混合して混合スラリを調製することと、
前記混合スラリの乾燥、成形、焼結をこの順序で行って前記Ｚｒ系複合セラミックス材料を得ることとを含み、
前記Ｎｂ２Ｏ５粉末に対する前記ＳｒＣＯ３粉末のモル比が２ｘ：１であり、０．７≦ｘ≦０．９５である方法。
【請求項１０】
ジルコニア粉末と、ＳｒＣＯ３粉末と、Ｎｂ２Ｏ５粉末と、結合剤とを混合して混合スラリを調製することが、
前記ジルコニア粉末と、前記ＳｒＣＯ３粉末と、前記Ｎｂ２Ｏ５粉末とを混合及び粉砕することによって予混合物を調製することと、
前記予混合物と前記結合剤とを混合及び粉砕して前記混合スラリを得ることと
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＳｒＣＯ３粉末に対する前記ジルコニア粉末のモル比が１００：（０．２〜８）ｘである、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＳｒＣＯ３粉末に対する前記ジルコニア粉末のモル比が１００：（１〜６．１）ｘである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記Ｎｂ２Ｏ５粉末に対する前記ＳｒＣＯ３粉末のモル比が２ｘ：１であり、０．７２≦ｘ≦０．８６である、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＳｒＣＯ３粉末及び前記Ｎｂ２Ｏ５粉末を焼結することにより、前記Ｚｒ系複合セラミック材料内に、格子定数が３．９８〜４．０３Åである立方晶ＳｒxＮｂＯ３安定相が形成される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ｘが０．７２、０．８２、又は０．８６である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記乾燥工程が、約２２０℃〜約２６０℃の空気入口温度、約１００℃〜約１２５℃の空気出口温度、及びの約１０ｒｐｍ〜約２０ｒｐｍの遠心回転速度の条件下で、噴霧乾燥により行われる、請求項９〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記成形工程が、乾式プレスを採用して、約１５０〜約２００トンのトン数を有するプレス器で、約６ＭＰａ〜約１２ＭＰａの乾燥圧力下で約２０秒間〜約６０秒間行われる、請求項９〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記焼結工程が、約１３５０℃〜約１５００℃の温度で約１時間〜約２時間行われる、請求項９〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記焼結工程が、
前記成形工程で得られた予成形品を、室温から約５５０℃〜約６５０℃の範囲の温度まで約３５０分〜約４５０分以内で加熱して、約１．５時間〜約２．５時間保持し、
前記温度を約１１００℃〜約１２００℃まで約２５０分〜約３５０分以内に上昇させて、約１．５時間〜約２．５時間保持し、
前記温度を約１２５０℃〜約１３５０℃まで約１２０分〜約１８０分以内に上昇させて、約１．５時間〜約２．５時間保持し、
前記温度を約１４３０℃〜約１４７０℃まで約３０分〜約６０分以内に上昇させて、約１時間〜約２時間保持し、
約１２０分〜約１８０分以内に約９００℃まで前記温度を下げ、
前記温度を室温まで自然に下げることを含む、請求項９〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記焼結工程が、
前記成形工程で得られた前記予成形品を、室温から約６００℃の温度まで約４００分以内で加熱して、約２時間保持し、
約３００分以内に約１１５０℃まで前記温度を上昇させて、約２時間保持し、
約１５０分以内に約１３００℃まで前記温度を上昇させて、約２時間保持し、
約５０分以内に約１４５０℃まで前記温度を上昇させて、約１．５時間保持し、
約１５０分以内に約９００℃まで前記温度を下げ、
前記温度を室温まで自然に下げることを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
請求項９〜２０のいずれか１項に記載の方法によって調製されたＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項２２】
請求項１〜８及び２１のいずれか１項に記載のＺｒ系複合セラミック材料から作製された外板又は装飾材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年１１月３０日に中華人民共和国の国家知識産権局（ＳＩＰＯ）に提出された中国特許出願第２０１５１０８６１０８９．５号の優先権及び利益を主張するものである。上記出願の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、概してセラミック材料及びその応用分野に係り、特に、Ｚｒ系複合セラミックス材料、その調製方法、及び外板(shell)又は装飾材に関する。
【背景技術】
【０００３】
高度な科学技術の発展により、セラミック材料の性能及び品質に対する要求はますます高くなっている。ジルコニアセラミックは、他のセラミック類と比べて比較的良好な耐食性と、高い硬度、そして優れた強度により、広い用途を有している。しかし、広い面積の外観部品となるように製造された場合、現在通用しているジルコニアセラミックは、他のセラミック類に比して比較的高い靭性（５−６ＭＰａ・ｍ１／２に達する可能性がある）を有していても、依然として耐落下性能は低い。従って、外観部品を製造するためにジルコニアセラミックが使用される場合、ジルコニアセラミックの耐落下性能を改善する必要性が依然として存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、関連技術における少なくとも１つの技術的問題をある程度解決することを目指している。従って、本開示は、優れた耐落下性能を有するＺｒ系複合セラミックス材料、その調製方法、外板又は装飾材を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の第１の態様によれば、Ｚｒ系複合セラミックス材料が提供され、このＺｒ系複合セラミックス材料は、ジルコニア母材と、このジルコニア母材内に分散する立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相とを含み、０．７≦ｘ≦０．９５である。
【０００６】
本開示の第２の態様によれば、Ｚｒ系複合セラミック材料を調製する方法が提供される。この方法は、ジルコニア粉末と、ＳｒＣＯ３粉末と、Ｎｂ２Ｏ５粉末と、結合剤とを混合して混合スラリを調製し、この混合スラリの乾燥、成形、焼結を順に行ってＺｒ系複合セラミックス材料を得ることを含み、ここではＮｂ２Ｏ５粉末に対するＳｒＣＯ３粉末のモル比は２ｘ：１であり、０．７≦ｘ≦０．９５である。
【０００７】
本開示の第３の態様によれば、上記の方法によって調製されたＺｒ系複合セラミック材料が提供される。
【０００８】
本開示の第４の態様によれば、外板又は装飾材が提供される。この外板又は装飾材は、上記のＺｒ系複合セラミックス材料のいずれか１つからできている。
【０００９】
本開示のＺｒ系複合セラミックス材料では、立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相をジルコニア母材中に分散させることにより、靭性及び耐落下性能を効果的に向上させることができ、外板や装飾材等の広い面積を有する外観部品の製造の使用に適したものとすることができる。
【００１０】
本開示の実施形態のさらなる態様及び利点は、以下の記載で詳細に例示する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本明細書の一部を構成する添付の図面は、以下の実施形態と共に本開示の原理をさらに示し説明する役割を果たすものであるが、本開示の限定として解釈されるべきではない。
【図１】検証例１で調製したＰ１のＸＲＤ回折パターンと、ＳｒＮｂ６Ｏ１６（００−０４５−０２２８）及びＳｒ２Ｎｂ２Ｏ７（０１−０７０−０１１４）の標準カードとを示す図である。
【図２】検証例２で調製したＰ２のＸＲＤ回折パターンと、正方晶ジルコニア（００−０１７−０９２３）、単斜晶ジルコニア（０１−０８３−０９３９）及びＳｒ０．８２ＮｂＯ３（００９−００７９）の標準カードとを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示の実施形態について詳細に説明し、実施形態の例を添付図面に示す。添付の図面を参照して記載する以下の実施形態は例示であって、本開示を説明することを目的としており、本開示の限定として解釈されるべきではない。
【００１３】
「背景技術」で述べたように、現在のジルコニアセラミックの耐落下性能をさらに改善する必要がある。このため、本開示の発明者らは、ジルコニアセラミックスについて鋭意検討し、Ｚｒ系複合セラミックス材料を提供する。本Ｚｒ系複合セラミック材料は、ジルコニア母材と、そのジルコニア母材内（その内部又は表面上）に分散している立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相とを含み、０．７≦ｘ≦０．９５である。
【００１４】
本開示のいくつかの実施態様では、０．７２≦ｘ≦０．８６である。実施態様によっては、立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相の格子定数は、３．９８〜４．０３Åである。実施態様によっては、立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相は、立方晶Ｓｒ0.82ＮｂＯ３安定相（格子定数は４．００２Å）、立方晶Ｓｒ0.72ＮｂＯ３安定相（格子定数は３．９８６５Å）。又は立方晶Ｓｒ0.86ＮｂＯ３安定相（格子定数は４．００６Å）である。
【００１５】
本開示のＺｒ系複合セラミックス材料では、立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相をジルコニア母材内（その内部又は表面）に分散させることにより、その靭性及び耐落下性能を効果的に向上させることができ、従って、外板又は装飾材などの広い面積を有する外観部品の製造への使用に適したものとなる。
【００１６】
なお、立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相の含有量は特に限定されず、Ｚｒ系複合セラミック材料の靭性は、ジルコニア母材が上記立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相を含む限り、ある程度調整することができる。ただし、立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相の含有量は、当該技術分野においてセラミック材料の靭性を調節するために使用される補助剤の一般的な含有量に応じて、当業者であれば調整できるものである。
【００１７】
いくつかの実施形態では、Ｚｒ系複合セラミック材料は、ジルコニア母材１００モル％基準で、約０．２モル％〜約８モル％の立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相を含む。例えば、ジルコニア母材１００モル％基準で、Ｚｒ系複合セラミック材料は、約１モル％〜約６．１モル％の立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相を含む。立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相が上記の範囲内であれば、本開示のＺｒ系複合セラミック材料の靭性及び耐落下性能はさらに強化され得る。
【００１８】
本開示の上記Ｚｒ系複合セラミックス材料の調製時には、ジルコニア粉末、ＳｒＣＯ３粉末、及びＮｂ２Ｏ５粉末が原材料として含まれる。いくつかの実施形態において、このジルコニア粉末は、約３モル％のイットリウムで安定化された正方晶ジルコニア粉末であるため、形成されたＺｒ系複合セラミックス材料に含まれるジルコニア母材は、約３モル％のイットリウムで安定化されたジルコニア母材である。原材料に含まれるＳｒＣＯ３粉末及びＮｂ２Ｏ５粉末は、焼結されるとジルコニア母材内で立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相を形成することができる。
【００１９】
本開示の上記Ｚｒ系複合セラミックス材料では、ＳｒＣＯ３（炭酸ストロンチウム）粉末とＮｂ２Ｏ５（五酸化ニオブ）粉末とが完全に反応して立方晶ＳｒxＮｂＯ３安定相を生成すると推測される。そのため、本開示の実施形態における立方晶ＳｒxＮｂＯ３安定相の含有量は、Ｎｂ２Ｏ５（五酸化ニオブ）粉末に対するＳｒＣＯ３（炭酸ストロンチウム）粉末の供給比によって決定される。
【００２０】
尚、ジルコニア粉末、ＳｒＣＯ３粉末、Ｎｂ２Ｏ５粉末の粒径は特に限定されず、当該技術でＺｒ系複合セラミック材料の調製に用いてきた、原材料の粒径に関するこれまでの選択を参照することができる。例えば、ジルコニア粉末の粒径Ｄ５０は約０．１ミクロン〜約１ミクロン、例えば約０．５ミクロン〜約０．８ミクロンの範囲であり、ＳｒＣＯ３粉末及びＮｂ２Ｏ５粉末の双方の粒径Ｄ５０は約０．２ミクロン〜約５ミクロンの範囲であり得る。尚、粒子径Ｄ５０とは体積平均径であり、この径は、テストする粉末を水中に分散させた後、約３０分間超音波振動させてレーザー粒子分析装置を用いて粒子径を測定することにより決定することができる。
【００２１】
本開示の上述したＺｒ系複合セラミック材料の調製時、着色粉末を導入して、使用者の必要に応じた特定の色をセラミック材料に持たせることができる。
【００２２】
例えば、ＥｒＡｌＯ３粉末（ジルコニア粉末１００モル％基準で約０．８〜約５モル％の添加量で）を添加すると、ピンク色のセラミック材料が得られ、ＬａＦｅＯ３粉末（約０．５〜約９モル％ジルコニア粉末１００モル％基準での添加量で）及びＬａＣｒＯ３粉末（ジルコニア粉末１００モル％基準で約０．２１〜約３．８６モル％の添加量で）を添加すると、コーヒー色のセラミック材料が得られ、ＥｒＡｌＯ３粉末（ジルコニア粉末１００モル％基準で約０．５〜約９モル％の添加量で）及びＦｅＡｌＯ３粉末（ジルコニア粉末１００モル％基準で約０．０５６〜約１モル％の添加量で）を添加すると、アプリコット色のセラミック材料が得られ、ＣｏＦｅ２Ｏ４粉末（ジルコニア粉末１００モル％基準で約０．８〜約５モル％の添加量で）を添加すると、黒いセラミック材料が得られ、Ｌａ０．８Ｓｒ０．２ＭｎＯ３粉末（ジルコニア粉末１００モル％基準で約０．８〜約５モル％の添加量で）を添加すると、黒い、特にダークグレーのセラミック材料が得られ、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末（ジルコニア粉末１００モル％基準で約０．１７〜約０．７５  モル％の添加量で）を添加して立方晶ＳｒxＮｂＯ３安定相と調和させると、白い、特に冷白色のセラミック材料が得られ、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末（ジルコニア粉末１００モル％基準で約０．０５〜約１モル％の添加量で）及びＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末（ジルコニア粉末１００モル％基準で約０．１３〜約０．８３モル％の添加量で）を添加すると、白い、特に乳白色のセラミック材料が得られる。実施形態によっては、この着色粉末の粒径Ｄ５０は、約０．１ミクロン〜約２ミクロン、例えば  約０．２ミクロン〜約０．７ミクロンである。
【００２３】
本開示で上述したＺｒ系複合セラミックス材料は、ジルコニア粉末と立方晶ＳｒxＮｂＯ３安定相粉末とを混合して混合物を形成し、この混合物を乾燥、成形、焼結して製造することができる。本開示で上述したＺｒ系複合セラミック材料のこの製造方法は、得られるＺｒ系複合セラミック材料が立方晶ＳｒxＮｂＯ３安定相を含むものである限り、当業者に知られている一般的な方法のいずれであってもよい。
【００２４】
一般に、立方晶ＳｒxＮｂＯ３安定相（特に立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、立方晶Ｓｒ０．７２ＮｂＯ３安定相、立方晶Ｓｒ０．８６ＮｂＯ３安定相）の粉末は比較的高価であり、Ｚｒ系複合セラミック材料の幅広い用途には好ましくない可能性があることに注目すべきである。そこで、本開示では、比較的低価格のＳｒＣＯ３粉末とＮｂ２Ｏ５粉末とを一定の割合で用いて、焼結後のジルコニア粉末中に所望の立方晶ＳｒxＮｂＯ３安定相を形成する。
【００２５】
本開示はさらに、Ｚｒ系複合セラミック材料の調製方法を提供する。この方法は、ジルコニア粉末と、ＳｒＣＯ３粉末と、Ｎｂ２Ｏ５粉末と、結合剤とを混合して混合スラリを調製することと、この混合スラリを乾燥、成形、焼結してＺｒ系複合セラミックス材料を得ることとを含み、ここでＳｒＣＯ３粉末とＮｂ２Ｏ５粉末とのモル比は２x：１であり、０．７≦x≦０．９５である。
【００２６】
この方法では、ＳｒＣＯ３粉末とＮｂ２Ｏ５粉末（いずれも焼結助剤と同様の機能を有する）を添加することにより、Ｚｒ系複合セラミックス材料の焼結温度を同じ条件で相対的に低下させることができ、得られるＺｒ系複合セラミック材料はよりコンパクトな構造を有することができる。加えて、ＳｒＣＯ３粉末及びＮｂ２Ｏ５粉末を混合及び焼結することによって得られる立方晶ＳｒxＮｂＯ３安定相がＺｒ系複合セラミック材料の耐久性及び耐落下性能を効果的に改善することができるため、このＺｒ系複合セラミックス材料は、外板又は装飾材などの広い面積を有する外観部品の製造への使用に適したものとなる。
【００２７】
尚、これらの原材料（すなわち、ジルコニア粉末、ＳｒＣＯ３粉末、Ｎｂ２Ｏ５粉末及び結合剤）の混合方法は特に限定されず、従来技術における一般的な混合方法のいずれも採用することができる。いくつかの実施形態では、ジルコニア粉末、ＳｒＣＯ３粉末、Ｎｂ２Ｏ５粉末及び結合剤の混合による混合スラリの調製には、ジルコニア粉末、ＳｒＣＯ３粉末、及びＮｂ２Ｏ５粉末を混合及び粉砕（例えば、ボールミル）することによって予混合物を調製し、予混合物と結合剤とを混合及び粉砕（例えば、ボールミル）して混合スラリを得ることを含む。このようにすると、これらの原材料を混合スラリ中でより均一に分布させることができ、より優れた靭性及び耐落下性能並びにより均一な色を有するＺｒ系複合セラミック材料を得るために好ましいものとなり得る。
【００２８】
尚、立方晶ＳｒxＮｂＯ３安定相が調製したＺｒ系複合セラミック材料に含まれており、そのＺｒ系複合セラミック材料の耐落下性能がある程度改善され得る限り、ジルコニア粉末、ＳｒＣＯ３粉末、そしてＮｂ２Ｏ５粉末の比率は特に限定されない。Ｚｒ系複合セラミック材料の靭性及び彩度を最適化するために、いくつかの実施形態では、ＳｒＣＯ３粉末に対するジルコニア粉末のモル比は、１００：（０．２〜８）x、例えば１００：（１〜６．１）xである。
【００２９】
ＳｒＣＯ３粉末に対するジルコニア粉末のモル比が上記範囲内にあれば、調製したＺｒ系複合セラミック材料に含まれる立方晶ＳｒxＮｂＯ３安定相の量は、ジルコニア母材１００モル％基準で、約０．２モル％〜約８モル％、例えば約１モル％〜約６．１モル％となるため、調製したＺｒ系複合セラミック材料の靭性及び耐落下性能をさらに強化することができる。
【００３０】
本開示のいくつかの実施形態では、Ｎｂ２Ｏ５粉末に対するＳｒＣＯ３粉末のモル比は、２x：１であり、このとき０．７２≦x≦０．８６である。いくつかの実施形態では、ＳｒＣＯ３粉末及びＮｂ２Ｏ５粉末を焼結することにより、Ｚｒ系複合セラミック材料内に、格子定数が３．９８〜４．０３Åである立方晶ＳｒxＮｂＯ３安定相が形成される。いくつかの実施形態では、xは０．７２であり、これにより本開示のＺｒ系複合セラミック材料内に立方晶Ｓｒ０．７２ＮｂＯ３安定相が形成される。いくつかの実施形態では、xは０．８２であり、これにより本開示のＺｒ系複合セラミック材料内に立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相が形成される。いくつかの実施形態では、xは０．８６であり、これにより本開示のＺｒ系複合セラミック材料内に立方晶Ｓｒ０．８６ＮｂＯ３安定相が形成される。
【００３１】
いくつかの実施形態では、ＳｒＣＯ３粉末に対するジルコニア粉末のモル比を、調製後のＺｒ系複合セラミック材料立方晶ＳｒxＮｂＯ３安定相の含有量が、ジルコニア１００モル％基準で、約０．２モル％〜約８モル％、例えば約１モル％〜約６．１モル％になるように選択し、Ｎｂ２Ｏ５粉末に対するＳｒＣＯ３粉末の供給比を、立方晶ＳｒxＮｂＯ３安定相に含まれるエレメントのモル化学量論比にしたがって選択する。
【００３２】
本開示の別の実施形態では、得られるＺｒ系複合セラミック材料は立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相を含み、この実施態様では、ＳｒＣＯ３粉末に対するジルコニア粉末のモル比は１００：（０．１６４〜６．５６）、例えば１００：（０．８２〜５）であり、Ｎｂ２Ｏ５粉末に対するＳｒＣＯ３粉末の供給比は１．６４：１である。
【００３３】
本開示の別の実施形態では、得られるＺｒ系複合セラミック材料は立方晶Ｓｒ０．７２ＮｂＯ３安定相を含み、この実施態様では、ＳｒＣＯ３粉末に対するジルコニア粉末のモル比は１００：（０．１５〜５．８）、例えば１００：（０．７２〜４．４）であり、Ｎｂ２Ｏ５粉末に対するＳｒＣＯ３粉末の供給比は１．４４：１である。
【００３４】
本開示の別の実施形態では、得られるＺｒ系複合セラミック材料は立方晶Ｓｒ０．８６ＮｂＯ３安定相を含み、この実施態様では、ＳｒＣＯ３粉末に対するジルコニア粉末のモル比は１００：（０．１７〜６．９）、例えば１００：（０．８６〜５．１５）であり、Ｎｂ２Ｏ５粉末に対するＳｒＣＯ３粉末の供給比は１．７２：１である。
【００３５】
尚、結合剤の種類及び量は特に限定されず、従来技術における従来の技術手段に従って選択することができる。例えば、結合剤は、ＰＶＡ又はポリエチレングリコール４０００であってもよく、結合剤の量は、ジルコニア粉末の全重量基準で０．２重量％〜約２重量％であってもよいが、これらに限定されるものでもない。
【００３６】
尚、乾燥工程の技術的条件に特に限定はなく、従来技術で一般に用いられている乾燥方法に従って行うことができる。例えば、一実施形態では、この乾燥工程は、約２２０℃〜約２６０℃の空気入口温度、約１００℃〜約１２５℃の空気出口温度、そして約１０ｒｐｍ〜約２０ｒｐｍの遠心回転速度の条件下で噴霧乾燥を採用して実行される。
【００３７】
尚、成形工程の技術的条件も特に限定されず、乾式プレス、均衡圧縮、射出成形、熱間プレス鋳造、又は他の従来の成形方法を採用して行うことができる。例えば、本開示の一実施形態では、成形工程は、乾式プレスを採用して、約６ＭＰａ〜約１２ＭＰａの乾燥圧力下で、約１５０〜約２００トンのトン数を有するプレス器で約２０秒間〜約６０秒間行われる。
【００３８】
尚、焼結工程の技術条件にも特に限定はない。一実施形態では、焼結工程は、通常のマッフル炉による加圧焼結を採用することによって実施される。例えば、この焼結工程は、約１３５０℃〜約１５００℃、例えば約１３９０℃〜約１４８０℃、あるいは約１４３０℃〜約１４７０℃などの温度で約１時間〜約２時間実行される。
【００３９】
尚、調製、用途要件、使用者のニーズにより、他の補助剤を本開示のＺｒ系複合セラミック材料の調製方法で添加することができる。例えば、市場の需要に基づいて着色剤を添加して、対応する色のセラミック材料を得る場合がある。その場合には、添加した補助剤にしたがって焼結温度を適切に調節することができる。これは当業者には既知であるため、ここではその詳述を省略する。
【００４０】
本開示のいくつかの実施形態では、焼結工程は、成形工程で得られた予成形品を、約３５０分〜約４５０分以内に室温から約５５０℃〜約６５０℃の範囲の温度まで上げて約１．５時間〜約２．５時間保持し、次に約２５０分〜約３５０分以内に温度を約１１００℃〜約１２００℃まで上昇させて約１．５時間〜約２．５時間保持し、続いて約１２０分〜約１８０分以内に温度を約１２５０℃〜約１３５０℃まで上昇させて約１．５時間〜約２．５時間保持し、さらに約３０分〜約６０分以内に温度を約１４３０℃〜約１４７０℃まで上昇させて約１時間〜約２時間保持した後、約１２０分〜約１８０分以内に約９００℃まで温度を下げ、室温まで自然に温度を下げることを含む。
【００４１】
尚、粉砕工程には、これらの原材料を十分に配合することができれば特に制限はない。いくつかの実施形態では、この粉砕工程は、ジルコニアセラミックライニング及びジルコニアミルボールを伴ってボールミル処理ポットを使用するボールミル処理を採用することで実行される。
【００４２】
尚、一般に、ボールミルを行う間にボールミル液を添加したほうがよい。例えば、本開示において、ボールミル液は、水及びＣ１−Ｃ５アルコールから選択される少なくとも１種でよいが、これに限定されるものではない。いくつかの実施形態において、ボールミル液は、水及びＣ１−Ｃ５一価アルコールから選択される少なくとも１種である。Ｃ１−Ｃ５一価アルコールは、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、２−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、２−ブチルアルコール、２−メチル−１−プロピルアルコール、２−メチル−２−プロピルアルコール、ｎ−アミルアルコール、２−メチル−１−ブタノール、３−メチル−１−ブタノール、２−メチル−２−ブタノール、３−メチル−２−ブタノール、及び２，２−ジメチル−１−プロピルアルコールから選択される少なくとも１種であり得る。いくつかの実施形態において、ボールミル液は、水及びエチルアルコールのうちの少なくとも１つから選択される。
【００４３】
本開示はさらに、上記の方法によって調製されたＺｒ系複合セラミック材料を提供する。このＺｒ系複合セラミック材料は、ジルコニア母材と、この母材に分散された立方晶ＳｒxＮｂＯ３安定相を含み、０．７≦x≦０．９５である。
【００４４】
いくつかの実施形態では、立方晶ＳｒxＮｂＯ３安定相において、０．７≦x≦０．８６である。いくつかの実施形態では、立方晶ＳｒxＮｂＯ３安定相の格子定数は３．９８〜４．０３Åである。いくつかの実施形態では、立方晶ＳｒxＮｂＯ３安定相は立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、立方晶Ｓｒ０．７２ＮｂＯ３安定相、又は立方晶Ｓｒ０．８６ＮｂＯ３安定相である。いくつかの実施形態では、本Ｚｒ系複合セラミック材料に含まれる立方晶ＳｒxＮｂＯ３安定相の量は、ジルコニア母材１００モル％基準で、約０．２モル％〜約８モル％、例えば約１モル％〜約６．１％の範囲内である。
【００４５】
本開示のＺｒ系複合セラミック材料の調製方法においては、ＳｒＣＯ３（炭酸ストロンチウム）粉末とＮｂ２Ｏ５（五酸化ニオブ）粉末とが完全に反応して立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相が発生する。そのため、調製されるＺｒ系複合セラミックス材料中の立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相の含有量は、ＳｒＣＯ３（炭酸ストロンチウム）粉末とＮｂ２Ｏ５（五酸化ニオブ）粉末との供給比によって決定される。
【００４６】
本開示はさらに、外板又は装飾材を提供し、この外板又は装飾要素は、上記のＺｒ系複合セラミック材料でできており、比較的良好な靭性及び耐落下性能を有し得る。
【００４７】
以下、実施例及び比較例を挙げて、本開示のＺｒ系複合セラミックス材料、及びＺｒ系複合セラミックス材料の調製方法、並びにそれらの優れた効果をさらに記載する。
【００４８】
１．実施例及び比較例に使用した原材料の説明
（１）ジルコニア粉末：イットリウム約３モル％で安定化された正方晶ジルコニア粉末である、広東東方▲ぐぉ▼業科技股▲ふん▼有限公司(Guangdong Orient Zirconic Ind Sci&Tech Co.,Ltd.)から購入したＯＺ−３Ｙ−７（粒度Ｄ５０：０．７ミクロン）。
（２）ＳｒＣＯ３粉末：純度９９％で粒径Ｄ５０が１ミクロンの、上海典揚実業有限公司(Shanghai Dian Yang Industry Co.,Ltd)から購入したもの。
（３）Ｎｂ２Ｏ５粉末：純度９９．５％で粒径Ｄ５０が１ミクロンの、揚州三和化工有限公司(Yangzhou Sanhe Chemical Co.,LTD)から購入したもの。
（４）結合剤：ポリエチレングリコール４０００及びＰＶＡ２１７。双方ともに（株）クラレから購入。
【００４９】
２．検証例
以下の検証例１及び検証例２のＸ線回折相解析において
試験装置：Ｘ線回折相分析装置
試験条件：ＣｕＫα線、管電圧：４０ＫＶ、管電流：２０ｍＡ、走査パターン：シータ／２シータ（θ／２θ）、走査モード：継続、走査範囲：１０度〜８０度、ステップ角：０．０４度を用いた。
【００５０】
検証例１
この検証例を用いて、モル比が１：１．６４のＮｂ２Ｏ５粉末とＳｒＣＯ３粉末とを空気中で焼結しても立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相を得ることができないことを証明する。
【００５１】
原材料：
Ｎｂ２Ｏ５粉末及びＳｒＣＯ３粉末。ＳｒＣＯ３粉末に対するＮｂ２Ｏ５粉末とのモル比は１：１．６４である。
【００５２】
調製プロセス：
Ｎｂ２Ｏ５粉末とＳｒＣＯ３粉末とをボールミルポット中でエチルアルコールを加えて８時間ボールミルで処理して混合物を形成し、これを乾燥させた。
乾燥した混合物を４００分以内に室温から６００℃まで加熱し、２時間保持した。次に３００分以内に１１５０℃まで加熱し、２時間保持した。次に、１５０分以内に１３００℃まで加熱し、２時間保持し、次いで５０分以内に１４５０℃まで加熱し、１．５時間保持した。その後１５０分以内に９００℃まで冷却した後、室温まで自然冷却して焼結体を得て、これをＰ１と印した。
【００５３】
Ｘ線回折相分析の結果：図１は、検証例１で調製したＰ１のＸＲＤ回折パターンと、ＳｒＮｂ６Ｏ１６（００−０４５−０２２８）及びＳｒ２Ｎｂ２Ｏ７（０１−０７０−０１１４）の標準カードとを示す。図１に示すように、焼結体Ｐ１は主としてＳｒＮｂ６Ｏ１６相とＳｒ２Ｎｂ２Ｏ７相を含むが、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相は含まない。すなわち、ＳｒＣＯ３粉末に対するＮｂ２Ｏ５のモル比を１：１．６４として空気中でＮｂ２Ｏ５粉末とＳｒＣＯ３粉末とを焼結させても、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相を得ることができない。
【００５４】
検証例２
この検証例を用いて、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相が、Ｎｂ２Ｏ５粉末とＳｒＣＯ３粉末とのモル比を１：１．６４として、このＮｂ２Ｏ５粉末及びＳｒＣＯ３粉末をジルコニア母材中で焼結することによって得られることを証明する。
【００５５】
原材料：
ジルコニア粉末２００ｇ、ジルコニア粉末とＳｒＣＯ３粉末の総モル数を基準として２５モル％のＮｂ２Ｏ５粉末、及びＳｒＣＯ３粉末であり、ＳｒＣＯ３粉末に対するＮｂ２Ｏ５のモル比は１：１．６４である。
【００５６】
調製プロセス：
ジルコニア粉末とＮｂ２Ｏ５粉末とＳｒＣＯ３粉末とをボールミルポット中でエチルアルコールを加えて８時間ボールミルし、混合物を形成した後、これを乾燥させた。
乾燥した混合物を４００分以内に室温から６００℃まで加熱し、２時間保持した。３００分以内に１１５０℃まで加熱し、２時間保持した。次いで１５０分以内に１３００℃まで加熱し、２時間保持し、次いで５０分以内に１４５０℃まで加熱し、１．５時間保持した。その後１５０分以内に９００℃まで冷却した後、室温まで自然冷却して焼結体を得て、これをＰ２と印した。
【００５７】
Ｘ線回折相分析の結果：図２は、試験例２で調製したＰ２のＸＲＤ回折パターンと、正方晶ジルコニア（００−０１７−０９２３）、単斜晶ジルコニア（０１−０８３−０９３９）、及びＳｒ０．８２ＮｂＯ３（００−００９−００７９）の標準カードとを示す。図２に示すように、焼結体Ｐ２は正方晶ジルコニア、単斜晶相ジルコニア、及び立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相を含む。すなわち、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相は、ＳｒＣＯ３粉末に対するＮｂ２Ｏ５のモル比を１：１．６４として、このＮｂ２Ｏ５粉末及びＳｒＣＯ３粉末をジルコニア母材中で焼結すると得ることができる。
【００５８】
結論として、検証例１及び検証例２のＸ線回折相解析の結果から分かるように、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相は、あらゆる場合及び条件ではなく、特定の場合及び条件で混合することにより、すなわちＮｂ２Ｏ５粉末とＳｒＣＯ３粉末をモル比１：１．６４で混合することによって立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相を得ることができる。本開示の発明者は、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３３安定相は、Ｎｂ２Ｏ５粉末とＳｒＣＯ３粉末とのモル比が１：１．６４で、ジルコニア母材中で混合されたＮｂ２Ｏ５粉末及びＳｒＣＯ３粉末を焼結して得られることがあることを折に触れて見出した。これに基づいて、本開示者らは、本開示におけるＺｒ系複合セラミックス材料及びその調製方法を提供するものである。
【００５９】
尚、立方晶Ｓｒ０．７２ＮｂＯ３安定相および立方晶Ｓｒ０．８６ＮｂＯ３安定相の調製プロセスは立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相のものと同様であり、立方晶Ｓｒ０．７２ＮｂＯ３安定相も立方晶Ｓｒ０．８６ＮｂＯ３安定相も、Ｎｂ２Ｏ５粉末及びＳｒＣＯ３粉末をジルコニア母材中で特定のモル比で混合して焼結すれば得られるが、ここではこれについては詳述しない。
【００６０】
実施例１〜６
実施例１〜６を用いて、本開示のＺｒ系複合セラミック材料及びその調製方法を例示する。本Ｚｒ系複合セラミック材料は、ジルコニア母材と、その母材内に分散する立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相とを含む。
【００６１】
実施例１
実施例１を用いて、本開示のＺｒ系複合セラミック材料及びその調製方法を例示する。
【００６２】
原材料：
ジルコニア粉末２００ｇ、ジルコニア粉末の総モル数を基準として１．５モル％のＳｒＣＯ３粉末、ＳｒＣＯ３粉末に対するモル比１：１．６４のＮｂ２Ｏ５粉末、ジルコニア粉末の総モル数を基準として０．５重量％のポリエチレングリコール４０００、及びジルコニア粉末の総重量を基準として０．５重量％のＰＶＡ
【００６３】
調製プロセス：
ジルコニア粉末、ＳｒＣＯ３粉末及びＳｒＣＯ３粉末をボールミルポット内でエチルアルコールを８時間添加してボールミル処理し予混合物を得た後、この予混合物にポリエチレングリコール４０００とＰＶＡを加えて０．５時間ボールミルで処理してスラリを得た。
【００６４】
このスラリをスプレー塔に供給し、空気入口温度２５０℃、空気出口温度１１０℃、遠心回転速度２１ｒｐｍの条件下で噴霧乾燥して球状粉末を形成した。この球状粉末を乾式プレス（トン数１８０トン、油圧８ＭＰａ）に供給し、３０秒間乾燥プレスして予成形部品を形成した。予成形部品を室温から６００℃まで４００分以内に加熱して２時間保持し、次に３００分以内に１１５０℃まで加熱して２時間保持した。次に１５０分以内に１３００℃まで加熱し、２時間保持した。その後、５０分以内に１４５０℃まで加熱して１．５時間保持した。続いて１５０分以内に９００℃まで冷却し、その後室温まで自然冷却させてＺｒ系複合セラミックス材料を得た。
【００６５】
得られたＺｒ系複合セラミックス材料は、ジルコニア粉末１００モル％を基準として、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相を１．８３モル％（格子定数は４．００２Å）含むことが、供給化学量論比(feed stoichiometric ratio)によって推定される。
【００６６】
得られたＺｒ系複合セラミックス材料を研磨し、長さ１３５ｍｍ、幅６５ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの試料にレーザーカットし、Ｓ１と印した。
【００６７】
実施例２〜６
これらの実施例を用いて、本開示のＺｒ系複合セラミック材料及びその調製方法を例示する。
【００６８】
原材料：
実施例２〜６の原材料は実施例１と同じである。ただし、ＳｒＣＯ３粉末の量はジルコニア粉末の総モル数を基準としてＸモル％とした。Ｘモル％を表１に記す
【表１】
2019501855.tif 000003
【００６９】
調製プロセス：
実施例２〜６の調製プロセスは、実施例１と同じである。
【００７０】
実施例２〜６で得られたＺｒ系複合セラミックス材料は、ジルコニア粉末１００モル％を基準として、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相をＹモル％含むことが、供給化学量論比によって推定される。Ｙの値を表２に記す。
【表２】
2019501855.tif 000004
【００７１】
実施例２〜６で得られたＺｒ系複合セラミックス材料を研磨し、長さ１３５ｍｍ、幅６５ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの試料にレーザーカットとし、それぞれをＳ２〜Ｓ６と印した。
【００７２】
実施例７〜１２
これらの実施例を用いて、本開示のＺｒ系複合セラミック材料及びその調製方法を例示する。本Ｚｒ系複合セラミック材料は、ジルコニア母材と、その母材内に分散する立方晶Ｓｒ０．７２ＮｂＯ３安定相とを含む。
【００７３】
実施例７
これらの実施例を用いて、本開示のＺｒ系複合セラミック材料及びその調製方法を例示する。
【００７４】
原材料：
本実施例の原材料は実施例１と同じである。ただし、Ｎｂ２Ｏ５粉末のＳｒＣＯ３粉末に対するモル比を１：１．４４とした。
【００７５】
調製プロセス：
実施例７の調製プロセスは、実施例１と同じある。
【００７６】
得られたＺｒ系複合セラミックス材料は、ジルコニア粉末１００モル％を基準として、立方晶Ｓｒ０．７２ＮｂＯ３安定相を２．０８モル％（格子定数は３．９８６５Å）含むことが、供給化学量論比によって推定される。
【００７７】
得られたＺｒ系複合セラミックス材料を研磨し、長さ１３５ｍｍ、幅６５ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの試料にレーザーカットし、Ｓ７と印した。
【００７８】
実施例８〜１２
これらの実施例を用いて、本開示のＺｒ系複合セラミック材料及びその調製方法を例示する。
【００７９】
原材料：
実施例８〜１２の原材料は実施例１と同じである。ただし、ＳｒＣＯ３粉末の量を、ジルコニア粉末の総モル数を基準としてＸモル％とし、ＳｒＣＯ３粉末に対するＮｂ２Ｏ５粉末のモル比を１：１．４４とした。実施例８〜１２のＸの値を表３に記す。
【表３】
2019501855.tif 000005
【００８０】
調製プロセス：
実施例８〜１２の調製プロセスは、実施例１と同じである。
【００８１】
実施例８〜１２で得られたＺｒ系複合セラミックス材料は、ジルコニア粉末１００モル％を基準として、立方晶Ｓｒ０．７２ＮｂＯ３安定相をＹモル％含むことが、供給化学量論比によって推定される。実施例８〜１２のＹの値を表４に記す。
【表４】
2019501855.tif 000006
【００８２】
実施例８〜１２で得られたＺｒ系複合セラミックス材料を研磨し、長さ１３５ｍｍ、幅６５ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの試料にレーザーカットしてそれぞれをＳ８〜Ｓ１２と印した。
【００８３】
実施例１３〜１８
これらの実施例を用いて、本開示のＺｒ系複合セラミック材料及びその調製方法を例示する。本Ｚｒ系複合セラミック材料は、ジルコニア母材と、その母材内に分散する立方晶Ｓｒ０．８６ＮｂＯ３安定相とを含む。
【００８４】
実施例１３
これらの実施例を用いて、本開示のＺｒ系複合セラミック材料及びその調製方法を例示する。
【００８５】
原材料：
実施例１３の原材料は実施例１と同じである。ただし、ＳｒＣＯ３粉末に対するＮｂ２Ｏ５粉末のモル比を１：１．７２とした。
【００８６】
調製プロセス：
実施例１３の調製プロセスは、実施例１と同じである。
【００８７】
得られたＺｒ系複合セラミックス材料は、ジルコニア粉末１００モル％を基準として、立方晶Ｓｒ０．８６ＮｂＯ３安定相を１．７４モル％（格子定数は４．００６Å）含むことが、供給化学量論比によって推定される。
【００８８】
得られたＺｒ系複合セラミックス材料を研磨し、長さ１３５ｍｍ、幅６５ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの試料にレーザーカットし、Ｓ１３と印した。
【００８９】
実施例１４〜１８
これらの実施例を用いて、本開示のＺｒ系複合セラミック材料及びその調製方法を例示する。
【００９０】
原材料：
実施例１４〜１８の原材料は実施例１と同じである。ただし、ただし、ＳｒＣＯ３粉末の量を、ジルコニア粉末の総モル数を基準としてＸモル％とし、ＳｒＣＯ３粉末に対するＮｂ２Ｏ５粉末のモル比を１：１．７２とした。実施例１４〜１８のＸの値を表５に記す。
【表５】
2019501855.tif 000007
【００９１】
調製プロセス：
実施例１４〜１８の調製プロセスは、実施例１と同じである。
【００９２】
実施例８〜１２で得られたＺｒ系複合セラミックス材料は、ジルコニア粉末１００モル％を基準として、立方晶Ｓｒ０．８６ＮｂＯ３安定相をＹモル％含むことが、供給化学量論比によって推定される。実施例１４〜１８のＹの値を表４に記す。
【表６】
2019501855.tif 000008
【００９３】
実施例１４〜１８で得られたＺｒ系複合セラミックス材料を研磨し、長さ１３５ｍｍ、幅６５ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの試料にレーザーカットしてそれぞれをＳ１４〜１８と印した。
【００９４】
比較例１
この比較例１を用いて、本開示のＺｒ系複合セラミックス材料及びその調製方法を比較により例示する。
【００９５】
・  原材料：
ジルコニア粉末２００ｇ、このジルコニア粉末の総重量を基準として０．５重量％のポリエチレングリコール４０００、及びジルコニア粉末の総重量を基準として０．５重量％のＰＶＡ。
【００９６】
（２）セラミック材料の調製プロセス：
ジルコニア粉末、ポリエチレングリコール４０００及びＰＶＡを０．５時間ボールミルで処理してスラリを得た。
【００９７】
このスラリをスプレー塔に供給し、空気入口温度２５０℃、空気出口温度１１０℃、遠心回転速度１５ｒｐｍの条件下で噴霧乾燥して球状粉末を形成した。この球状粉末を乾式プレス（トン数１８０トン、油圧８ＭＰａ）に供給し、３０秒間乾燥プレスして予成形部品を形成した。この予成形品を１４８０℃まで加熱し、２時間焼結した後、室温まで冷却してセラミック材料を得た。
【００９８】
得られたセラミック材料を研磨し、長さ１３５ミリメートル、幅６５ミリメートル、厚さ０．７ミリメートルの試料をレーザー切断し、Ｄ１と印した。
【００９９】
比較例２
この比較例２（中国特許第０２１１１１４６．４号参照）を用いて、本開示のＺｒ系複合セラミックス材料及びその調製方法を比較により例示する。
【０１００】
０．５容量％の超微細ＹＡＳ焼結助剤及び（Ｍｇ、Ｙ）及びＴＺＰ粉末（（１４モル％）ＭｇＯ−（１．５モル％）Ｙ２Ｏ３−（残部）ＺｒＯ２）を約１２時間機械的にボールミルで処理し、次いで乾燥させた。その後、濃度３％のＰＶＡ結合剤を加えて混合物を形成し、これをペレット化し６０ＭＰａの圧力で乾式プレスした後、２００ＭＰａの圧力で静水圧プレスしてビスケットを得た。続いて、このビスケットをシリコンモリブデン炉に入れ、毎分２℃の加熱速度で１４００℃まで加熱し、２時間保持した後、炉内で自然冷却して焼結体を得た。
【０１０１】
得られたセラミック材料を研磨し、長さ１３５ミリメートル、幅６５ミリメートル、厚さ０．７ミリメートルの試料にレーザーカットし、Ｄ２と印した。
【０１０２】
比較例３
この比較例３を用いて、本開示のＺｒ系複合セラミックス材料及びその調製方法を比較により例示する。
【０１０３】
（１）原材料：ジルコニア粉末２００ｇ、このジルコニア粉末総重量を基準として１．８３モル％のＳｒ２Ｎｂ２Ｏ７粉末、ジルコニア粉末の総重量を基準として０．５重量％のポリエチレングリコール４０００、及びジルコニア粉末の総重量を基準として０．５重量％のＰＶＡ。
【０１０４】
このＳｒＣＯ３粉末とＮｂ２Ｏ５粉末とを、Ｎｂ２Ｏ５粉末に対するＳｒＣＯ３粉末のモル比を２：１としてボールミル処理及び混合をしてＳｒ２Ｎｂ２Ｏ７粉末を得て混合物を形成した後、これを乾燥させ、１２００℃で１．５時間焼結して焼結体を形成し、次にこの焼結体をボールミル処理して粉砕し、０．５ミクロンの粒径Ｄ５０を有する粉体を得た。
【０１０５】
（２）セラミック材料の調製プロセス：
この比較例の調製プロセスは、以下を除いて、比較例１と同じである。ジルコニア粉末とＳｒ２Ｎｂ２Ｏ７粉末にエチルアルコールを加え、ボールミルポット中で８時間ボールミル処理をして予混合物を形成し、次いでこの予混合物にポリエチレングリコール４０００及びＰＶＡを添加して０．５時間ボールミル処理をしてスラリを得た。
【０１０６】
得られたＺｒ系セラミック材料を研磨し、長さ１３５ミリメートル、幅６５ミリメートル、厚さ０．７ミリメートルの試料にレーザーカットし、Ｄ３と印した。
【０１０７】
３．試験
本開示のＺｒ系複合セラミックス材料とその調製方法の有利な効果を例証するために、実施例１〜１８でそれぞれ調製された試料Ｓ１〜Ｓ１８と、比較例１〜３でそれぞれ調製された試料Ｄ１〜Ｄ３とについて性能試験を行った。
【０１０８】
（１）テスト項目及び方法
（ａ）ＧＢ／Ｔ２３８０６精密セラミック破壊靱性テスト方法、すなわち単一エッジノッチドビーム法によって、靭性試験を行った。
（ｂ）耐落下性能試験：実施例１〜１８及び比較例１〜３の１０個の試料を、これらの試料における大きな表面が地面に垂直に接触するように自由落下で１．３ｍの高さから落下させ、平均耐落下回数(anti-drop count)を記録した。
（ｃ）研磨効果：試料Ｓ１〜Ｓ１８及びＤ１〜Ｄ３を肉眼で観察し、表面に欠陥があるか否かを観察した。
【０１０９】
（２）試験結果：表７に示すとおりである。
【表７】
2019501855.tif 000009
【０１１０】
表７から分かるように、本開示のＺｒ系複合セラミック材料の調製方法により調製した試料Ｓ１〜Ｓ１８は、サンプリングしたＤ１、Ｄ２よりも靱性が大幅に優れており、３回の耐落下性能テスト、そして特定の状態では１０回から２０回もの耐落下性能テストに耐えることができる。
【０１１１】
また、Ｓｒ２Ｎｂ２Ｏ７粉末を添加して比較例３で調製した試料Ｄ３と比較して、実施例１〜４、７〜１０、１３〜１６でそれぞれ調製した本開示の試料Ｓ１〜Ｓ４（立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相を含有）、Ｓ７〜Ｓ１０（立方晶Ｓｒ０．７２ＮｂＯ３安定相を含有）、Ｓ１３〜Ｓ１６（立方晶Ｓｒ０．８６ＮｂＯ３安定相を含有）の靭性及び耐落下性能はかなり良好である。
【０１１２】
本開示の実施形態を示し記載してきたが、当業者であれば、本開示の原理及び目的から逸脱することなく、これらの実施形態に複数の変更、修正、置換及び変形がなされ得ることを理解することができよう。
【０１１３】
尚、本明細書の特定の技術的特徴及び実施形態は、矛盾することなく且つ本開示の原理から逸脱することなく任意の適切な方法で組み合わせることができ、これもまた本開示の範囲に含まれる。
【図１】
2019501855.tif 000010
【図２】
2019501855.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月4日(2018.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジルコニア母材と、
前記ジルコニア母材中に分散されている立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相と、
を含み、０．７≦ｘ≦０．９５である、Ｚｒ系複合セラミック材料。
【請求項２】
０．７２≦ｘ≦０．８６である、請求項１に記載のＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項３】
前記立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相の格子定数が３．９８〜４．０３Åである、請求項１又は２に記載のＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項４】
前記立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相が、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、立方晶Ｓｒ０．７２ＮｂＯ３安定相、又は立方晶Ｓｒ０．８６ＮｂＯ３安定相である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項５】
前記Ｚｒ系複合セラミックス材料中の前記立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相の含有量は、前記ジルコニア母材１００モル％基準で、約０．２モル％〜約８モル％の範囲内である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項６】
前記Ｚｒ系複合セラミックス材料中の前記立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相の含有量は、前記ジルコニア母材１００モル％基準で、約１モル％〜約６．１モル％の範囲内である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項７】
前記ジルコニア母材が、約３モル％のイットリウムで安定化されたジルコニア母材である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項８】
前記立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相が、前記Ｚｒ系複合セラミック材料の調製時に化学量論比によって添加されたＳｒＣＯ３粉末及びＮｂ２Ｏ５粉末を焼結することによって形成される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項９】
Ｚｒ系複合セラミックス材料の調製方法であって、
ジルコニア粉末と、ＳｒＣＯ３粉末と、Ｎｂ２Ｏ５粉末と、結合剤とを混合して混合スラリを調製することと、
前記混合スラリの乾燥、成形、焼結をこの順序で行って前記Ｚｒ系複合セラミックス材料を得ることとを含み、
前記Ｎｂ２Ｏ５粉末に対する前記ＳｒＣＯ３粉末のモル比が２ｘ：１であり、０．７≦ｘ≦０．９５である方法。
【請求項１０】
ジルコニア粉末と、ＳｒＣＯ３粉末と、Ｎｂ２Ｏ５粉末と、結合剤とを混合して混合スラリを調製することが、
前記ジルコニア粉末と、前記ＳｒＣＯ３粉末と、前記Ｎｂ２Ｏ５粉末とを混合及び粉砕することによって予混合物を調製することと、
前記予混合物と前記結合剤とを混合及び粉砕して前記混合スラリを得ることと
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＳｒＣＯ３粉末に対する前記ジルコニア粉末のモル比が１００：（０．２〜８）ｘである、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記Ｎｂ２Ｏ５粉末に対する前記ＳｒＣＯ３粉末のモル比が２ｘ：１であり、０．７２≦ｘ≦０．８６である、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＳｒＣＯ３粉末及び前記Ｎｂ２Ｏ５粉末を焼結することにより、前記Ｚｒ系複合セラミック材料内に、格子定数が３．９８〜４．０３Åである立方晶ＳｒxＮｂＯ３安定相が形成される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ｘが０．７２、０．８２、又は０．８６である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
請求項９〜１４のいずれか１項に記載の方法によって調製されたＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項１６】
請求項１〜８及び１５のいずれか１項に記載のＺｒ系複合セラミック材料から作製された外板又は装飾材。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
実施例１４〜１８で得られたＺｒ系複合セラミックス材料は、ジルコニア粉末１００モル％を基準として、立方晶Ｓｒ０．８６ＮｂＯ３安定相をＹモル％含むことが、供給化学量論比によって推定される。実施例１４〜１８のＹの値を表６に記す。
【表６】
2019501855.tif 000012
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０８】
（１）テスト項目及び方法
（ａ）ＧＢ／Ｔ２３８０６精密セラミック破壊靱性テスト方法、すなわち単一エッジノッチドビーム法によって、靭性試験を行った。
（ｂ）耐落下性能試験：実施例１〜１８及び比較例１〜３の２１個の試料を、これらの試料における大きな表面が地面に垂直に接触するように自由落下で１．３ｍの高さから落下させ、平均耐落下回数(anti-drop count)を記録した。
（ｃ）研磨効果：試料Ｓ１〜Ｓ１８及びＤ１〜Ｄ３を肉眼で観察し、表面に欠陥があるか否かを観察した。
【国際調査報告】
2019501855.tif 000013
2019501855.tif 000014