(57)【要約】Ｚｒ系複合セラミックス材料、その調製方法、外板また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、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、及びＳｒＡｌ１２Ｏ１９相を含み、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、及びＳｒＡｌ１２Ｏ１９相がジルコニア母材中に分散している。
2019503955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジルコニア母材と、
立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相と、
Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相と、
ＳｒＡｌ１２Ｏ１９相と、
を含み、前記立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、前記Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、及び前記ＳｒＡｌ１２Ｏ１９相が前記ジルコニア母材中に分散されているＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項２】
前記ジルコニア母材１００モル％を基準として、
約０．２モル％〜約８モル％の前記立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相と、
約０．０５モル％〜約１モル％の前記Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相と、
約０．１３モル％〜約０．８３モル％の前記ＳｒＡｌ１２Ｏ１９相と、
を含む、請求項１に記載のＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項３】
前記ジルコニア母材１００モル％を基準として、
約１モル％〜約６．１モル％の前記立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相と、
約０．１モル％〜約０．７モル％の前記Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相と、
約０．１７モル％〜約０．７５モル％の前記ＳｒＡｌ１２Ｏ１９相と、
を含む、請求項２に記載のＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項４】
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１〜３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Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相は、前記Ｚｒ系複合セラミックス材料の調製時にＳｒＣＯ３粉末とＮｂ２Ｏ５粉末とを添加して焼結することにより形成されることを特徴とする、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系複合セラミック材料は、ＣＩＥＬａｂ色値Ｌが約８９〜約９２であり、ＣＩＥＬａｂ色値ａが約０．０１〜約０．５であり、ＣＩＥＬａｂ色値ｂが約０．０１〜約０．５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】
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、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末と、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９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、
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を含み、
前記Ｎｂ２Ｏ５粉末に対する前記ＳｒＣＯ３粉末のモル比が１．６４：１であることを特徴とする方法。
【請求項８】
前記ジルコニア粉末、前記Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末、前記ＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末及び前記ＳｒＣＯ３粉末のモル比は、１００：（０．０５〜１）：（０．１３〜０．８３）：（０．１６４−６．５６）であることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ジルコニア粉末と前記Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末と前記ＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末と前記ＳｒＣＯ３粉末のモル比は、１００：（０．１〜０．７）：（０．１７〜０．７５）：（０．８〜５）であることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ジルコニア粉末が、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、請求項７〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
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７〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
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機で、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７〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記焼結工程が、約１４３０℃〜約１４７０℃の温度で約１時間〜約２時間行われる、請求項７〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
ジルコニア粉末と、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末と、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末と、ＳｒＣＯ３粉末と、Ｎｂ２Ｏ５粉末と、結合剤との混合による混合スラリの調製は、
前記ジルコニア粉末と、前記Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末と、前記ＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末と、前記ＳｒＣＯ３粉末と、前記Ｎｂ２Ｏ５粉末とを混合し粉砕して予混合物を調製し、
前記予混合物と前記結合剤とを混合し粉砕することによって混合スラリを得ることを含む、請求項７〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
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７〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
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１５に記載の方法。
【請求項１７】
請求項７〜１６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１８】
請求項１〜６及び１７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または装飾材。
【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２０１５１０８６３９６１．Ｘ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。
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)または装飾材に関する。
【背景技術】
【０００２】
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】
【０００３】
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、外板または装飾材を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
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、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相と、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９相とを含み、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、及びＳｒＡｌ１２Ｏ１９相がジルコニア母材中に分散している。
【０００５】
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、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末と、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９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１．６４：１である。
【０００６】
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。
【０００７】
本開示の第４の態様によれば、外板または装飾材が提供される。この外板または装飾材は、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。
【０００８】
本開示のＺｒ系複合セラミックス材料では、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、及びＳｒＡｌ１２Ｏ１９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。
【０００９】
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】
【００１０】
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】
【００１１】
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。
【００１２】
「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、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、及びＳｒＡｌ１２Ｏ１９相を含み、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、及びＳｒＡｌ１２Ｏ１９相がジルコニア母材内（その内部または表面上）に分散している。
【００１３】
本開示のＺｒ系複合セラミックス材料では、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、及びＳｒＡｌ１２Ｏ１９相をジルコニア母材内（その内部または表面）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、外板また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。
【００１４】
なお、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、及びＳｒＡｌ１２Ｏ１９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、ジルコニア母材が立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、及びＳｒＡｌ１２Ｏ１９相を含む限り、ある程度調製することができる。ただし、立方晶Ｓｒ０．８２  ＮｂＯ３安定相、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、及びＳｒＡｌ１２Ｏ１９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。
【００１５】
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Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、約０．０５モル％〜約１モル％のＣａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、約０．１３モル％〜約０．８３モル％のＳｒＡｌ１２Ｏ１９相を含む。本開示のＺｒ系複合セラミック材料は、立方晶ＳｒｘＮｂＯ３安定相、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、及びＳｒＡｌ１２Ｏ１９相の含有量が上記の範囲内であれば、乳白色を示し、強化された靭性及び耐落下性能を有することができる。
【００１６】
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１モル％〜約６．１モル％の立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、約０．１モル％〜約０．７モル％のＣａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、及び約０．１７モル％〜約０．７５モル％のＳｒＡｌ１２Ｏ１９相を含む。これにより、Ｚｒ系複合セラミック材料の靭性及び彩度をより向上させることができる。
【００１７】
本開示の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、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９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、ジルコニア粉末は、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。Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末を添加することにより、Ｚｒ系複合セラミック材料中にＣａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相が形成され得る。ＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末を添加することにより、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９相がＺｒ系複合セラミック材料中に形成され得る。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Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相を形成することができる。Ｚｒ系複合セラミック材料は、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９相、及び立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相の形成により乳白色を呈し得る。
【００１８】
本開示の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Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相を生成すると推測されるため、本開示の実施形態における立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３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。
【００１９】
尚、ジルコニア粉末、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９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ミクロンであり、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２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ミクロンであり、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９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。
【００２０】
なお、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、及びＳｒＡｌ１２Ｏ１９相がＺｒ系複合セラミックス材料中に含まれていれば、このＺｒ系複合セラミックス材料は特定の色を呈することができる。いくつかの実施形態において、Ｚｒ系複合セラミック材料は、約８９〜約９２のＣＩＥＬａｂカラー値Ｌ、約０．０１〜約０．５のＣＩＥＬａｂカラー値ａ、及び約０．０１〜約０．５のＣＩＥＬａｂカラー値ｂを有する。Ｌ、ａ、ｂはＣＩＥＬａｂ色空間における色度座標である。これにより、Ｚｒ系複合セラミック材料の彩度をより向上させることができ、乳白色を呈する輝きのある効果を得ることができる。
【００２１】
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、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末と、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末と、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３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Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９相、及び立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３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。
【００２２】
一般に、現在の立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３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Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相を形成する。
【００２３】
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、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末と、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９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１．６４：１である。
【００２４】
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立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相を得ることができる。ジルコニア母材（その内部および表面）に立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、及びＳｒＡｌ１２Ｏ１９相を分散させることにより、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、Ｚｒ系複合セラミックス材料は、外板また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。
【００２５】
尚、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末は、例えば、Ｓｈａｎｘｉ  Ｓｅａｌｏｎｇ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  ＆  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｃｏ、ＬＴＤから購入することができ、また、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末は、常法に従って商業的に購入または製造することができる。
【００２６】
いくつかの実施形態では、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末は、Ｓｒを含む化合物（例えば、Ｓｒを含む酸化物、Ｓｒを含む炭酸塩またはＳｒを含む硝酸塩）及びＡｌを含む化合物（例えば、Ａｌを含む酸化物、Ａｌを含む炭酸塩またはＡｌを含む硝酸塩）を、一定の比（例えば、Ａｌを含む化合物中のＡｌに対するＳｒを含有する化合物中のＳｒのモル比が約１：１２）で混合及び粉砕して（例えば、ボールミル）混合物を形成し、この混合物を１３５０℃〜１４５０℃の範囲内の温度、例えば１４００℃で１時間〜２時間焼結して焼結体を形成した後、この焼結体を粉砕（例えば、ボールミル）及び押し潰してミクロンサイズの粉末、すなわちＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末を形成することによって、製造される。
【００２７】
尚、これらの原材料（すなわち、ジルコニア粉末、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９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、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末、ＳｒＣＯ３粉末、Ｎｂ２Ｏ５粉末及び結合剤の混合するによる混合スラリの調製には、ジルコニア粉末、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９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Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９相が調製したＺｒ系複合セラミック材料に含まれている限り、ジルコニア粉末、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９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、ジルコニア粉末、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末及びＳｒＣＯ３粉末のモル比は、１００：（０．０５〜１）：（０．１３〜０．８３）：（０．１６４〜６．５６）であり、例えば１００：（０．１〜０．７）：（０．１７〜０．７５）：（０．８〜５）である。いくつかの実施形態では、ジルコニア粉末は、３モル％のイットリウムで安定化された正方晶系ジルコニアである。
【００２９】
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また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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、また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機で約２０秒間〜約６０秒間行われる。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、及びＳｒＡｌ１２Ｏ１９相を含み、立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、及びＳｒＡｌ１２Ｏ１９相がジルコニア母材中に分散している。
【００３７】
いくつかの実施形態では、この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Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、約０．０５モル％〜約１モル％のＣａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、約０．１３モル％〜約０．８３モル％のＳｒＡｌ１２Ｏ１９相を含む。いくつかの実施形態では、この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１モル％〜約６．１モル％の立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、約０．１モル％〜約０．７モル％のＣａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、及び約０．１７モル％〜約０．７５モル％のＳｒＡｌ１２Ｏ１９相を含む。いくつかの実施形態において、このＺｒ系複合セラミック材料は、約８９〜約９２のＣＩＥＬａｂカラー値Ｌ、約０．０１〜約０．５のＣＩＥＬａｂカラー値ａ、そして約０．０１〜約０．５のＣＩＥＬａｂカラー値ｂを有する。
【００３８】
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ものと推定される。
【００３９】
本開示はさらに、外板または装飾材を提供し、この外板または装飾要素は、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。加えて、Ｚｒ系複合セラミックス材料における構造相の含有量を適度に調整することにより、この外板または装飾材は純粋な色（例えば乳白色）とより輝く表面とを有することができる。
【００４０】
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。
【００４１】
１．原材料の説明
（１）ジルコニア粉末：イットリウム３モル％で安定化された正方晶ジルコニア粉末である、広東東方ガオ業科技股フン有限公司(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）Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末：陝西森朗生物化工有限公司(Shanxi Sealong Biological & Chemical Co.,LTD)から購入したもので、０．５ミクロンの粒径Ｄ５０及び９９．５％の純度を有する。
（５）ＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末（０．５ミクロンの粒径Ｄ５０）：ＳｒＣＯ３とＡｌ２Ｏ３とを１：６のモル比で混合及びボールミルし、乾燥した後、得られた混合物を１４００℃で１．５時間焼結させて焼結体を形成し、この焼結体をボールミルし、ミクロンサイズの粉末に粉砕することによって得た。
（６）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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
原材料：
Ｎｂ２Ｏ５粉末及びＳｒＣＯ３粉末。Ｎｂ２Ｏ５粉末とＳｒＣＯ３粉末とのモル比は１：１．６４とした。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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とした。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
実施例１〜６及び比較例１〜５
実施例１
この実施例を用いて、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。
【００５３】
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０．５モル％のＣａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末、ジルコニア粉末の総モル数を基準として０．４６モル％のＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末と、ジルコニア粉末の総モル数を基準として１．５モル％のＳｒＣＯ３粉末と、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
【００５４】
調製プロセス：
ジルコニア粉末、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９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。
【００５５】
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。
【００５６】
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％、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相を０．５モル％、及びＳｒＡｌ１２Ｏ１９を０．４６モル％含むことが、供給化学量論比(feed stoichiometric ratio)によって推定される。
【００５７】
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。
【００５８】
実施例２
この実施例を用いて、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。
【００５９】
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、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末の量がジルコニア粉末の総モル数を基準として０．１モル％であり、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末の量がジルコニア粉末の総モル数を基準として０．１７モル％であった。
【００６０】
調製プロセス：
この実施例の調製プロセスは、実施例１と同じである。
【００６１】
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％、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相を０．１モル％、そしてＳｒＡｌ１２Ｏ１９を０．１７モル％含むことが、供給化学量論比によって推定される。
【００６２】
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の試料とし、Ｓ２と印した。
【００６３】
実施例３
この実施例を用いて、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。
【００６４】
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、ＳｒＣＯ３粉末の量がジルコニア粉末の総モル数を基準として５モル％であり、Ｎｂ２Ｏ５粉末のＳｒＣＯ３粉末に対するモル比を１：１．６４とした。
【００６５】
調製プロセス：
この実施例の調製プロセスは、実施例１と同じある。
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６．１モル％、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相を０．５モル％、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９相を０．４６モル％含むことが、供給化学量論比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てＳ３と印した。
【００６７】
実施例４
この実施例を用いて、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：
この実施例の原材料は実施例１と同じである。ただし、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末の量がジルコニア粉末の総モル数を基準として０．７モル％、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末の量がジルコニア粉末の総モル数を基準として０．７５モル％、ＳｒＣＯ３粉末の量がジルコニア粉末の総モル数を基準として０．８２モル％であり、ＳｒＣＯ３粉末に対するＮｂ２Ｏ５粉末のモル比を１：１．６４とした。
【００６９】
調製プロセス：
この実施例の調製プロセスは、実施例１と同じある。
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モル％、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相を０．７モル％、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９相を０．７５モル％含むことが、供給化学量論比によって推定される。
【００７０】
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、Ｓ４と印した。
【００７１】
実施例５
この実施例を用いて、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。
【００７２】
原材料：
この実施例の原材料は実施例１と同じである。ただし、ジルコニア粉末の量を２００ｇとし、このジルコニア粉末の総モル数を基準としてＣａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末の量を１モル％、ジルコニア粉末の総モル数を基準としてＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末の量を０．８３モル％、ジルコニア粉末の総モル数を基準としてＳｒＣＯ３粉末の量を６．５６モル％とし、ＳｒＣＯ３粉末に対するＮｂ２Ｏ５粉末のモル比を１：１．６４とした。
【００７３】
調製プロセス：
この実施例の調製プロセスは、実施例１と同じである。
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８モル％、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相を１モル％、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９相を０．８３モル％含むことが、給化学量論比によって推定される。
【００７４】
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Ｓ５と印した。
【００７５】
実施例６
この実施例を用いて、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。
【００７６】
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０．０５モル％のＣａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末、ジルコニア粉末の総モル数を基準として０．１３モル％の量のＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末、ジルコニア粉末の総モル数を基準として０．２モル％の量のＳｒＣＯ３粉末、ＳｒＣＯ３粉末に対するモル比を１：１．６４とするＮｂ２Ｏ５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、そしてジルコニア粉末の総重量を基準として０．５重量％のＰＶＡ。
【００７７】
調製プロセス：
この実施例の調製プロセスは、実施例１と同じである。
【００７８】
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０．２４モル％、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相を０．０５モル％、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９相を０．１３モル％含むことが、供給化学量論比によって推定される。
【００７９】
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、Ｓ６と印した。
【００８０】
比較例１
この比較例を用いて、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。
【００８１】
(１)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。
【００８２】
（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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
比較例２
この比較例を用いて、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。
【００８６】
（１）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１．５モル％のＣａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末、ジルコニア粉末の総重量を基準として０．４６モル％のＳｒＡｌ１２Ｏ１９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
【００８７】
（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、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末及びＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末にエチルアルコールを加えボールミルポットで８時間ボールミル処理して予混合物を形成し、次いでポリエチレングリコール４０００及びＰＶＡを予混合物に添加し、０．５時間ボールミルで処理してスラリを得た。
【００８８】
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。
【００８９】
比較例３
この比較例を用いて、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。
【００９０】
（１）原材料：ジルコニア粉末２００ｇ、このジルコニア粉末総モル数を基準として８モル％のＳｒＣＯ３粉末、ＳｒＣＯ３粉末に対するモル比が１：１．６４のＮｂ２Ｏ５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
【００９１】
（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、ＳｒＣＯ３粉末、及びＮｂ２Ｏ５粉末にエチルアルコールを加えボールミルポットで８時間ボールミル処理して予混合物を形成し、次いでポリエチレングリコール４０００及びＰＶＡをこの予混合物に添加し、０．５時間ボールミルで処理してスラリを得た。
【００９２】
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、Ｄ３と印した。
【００９３】
比較例４
この比較例（中国特許番号０２１１１１４６．４の実施例１を参照）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。
【００９４】
０．５容量％の超微細ＹＡＳ焼結助剤及び（Ｍｇ、Ｙ）−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。
【００９５】
この焼結体を研磨し、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で切断し、試料をＤ４と印した。
【００９６】
比較例５Ｄ
この比較例を用いて、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。
【００９７】
（１）原材料：ジルコニア粉末粉末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。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。
【００９８】
（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。
【００９９】
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、Ｄ５と印した。
【０１００】
４．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１〜６でそれぞれ調製された試料Ｓ１〜Ｓ６と、比較例１〜５でそれぞれ調製された試料Ｄ１〜Ｄ５とについて性能試験を行った。
【０１０１】
（１）テスト項目及び方法
（ａ）彩度試験：これらの試料のＣＩＥＬａｂの色値Ｌ、ａ、ｂを比色計（諾蘇電子有限公司(Nuo Su Electronic Technology Co.,Ltd）のＣｈｉｎａ−ｃｏｌｏｒ１１０１）で試験し、これらの試料を黒色カーボンブラックの標準試料と比較した。
（ｂ）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。
（ｃ）耐落下性能試験：実施例１〜６及び比較例１〜５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。
（ｄ）研磨効果：試料Ｓ１〜Ｓ６及びＤ１〜Ｄ５を肉眼で観察し、表面に欠陥があるか否かを観察した。
【０１０２】
（２）試験結果：表１に示すとおりである。
【表１】
2019503955.tif 000003
【０１０３】
表１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〜Ｓ６は、サンプリングしたＤ１〜Ｄ４よりも靱性が大幅に優れており、５回の耐落下性能テスト、そして特定の状態では１２回から１６回もの耐落下性能テストに耐えることができる。
【０１０４】
また、Ｓｒ２Ｎｂ２Ｏ７粉末を添加した比較例５の試料Ｄ５と比較して、本開示の試料Ｓ５〜Ｓ６の靭性及び耐落下性能は試料Ｄ５に近似しており、本開示の試料Ｓ１〜Ｓ４の靭性及び耐落下性能は、試料Ｄ５の性能よりもかなり良好である。
【０１０５】
さらに、本開示の試料Ｓ１〜Ｓ６は、ある原材料比または構造相の含有量で、ＣＩＥＬａｂの色値Ｌが８９〜９２、ＣＩＥＬａｂの色値ａが０．０１〜０．５の範囲、０．０１〜０．５の範囲内のＣＩＥＬａｂカラー値ｂを有する。すなわち、本開示で得られたセラミック材料は、大人の間で人気となり得る乳白色を呈する。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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】
2019503955.tif 000004
【図２】
2019503955.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月24日(2018.5.24)
【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、
立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相と、
Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相と、
ＳｒＡｌ１２Ｏ１９相と、
を含み、前記立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相、前記Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相、及び前記ＳｒＡｌ１２Ｏ１９相が前記ジルコニア母材中に分散されているＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項２】
前記ジルコニア母材１００モル％を基準として、
約０．２モル％〜約８モル％の前記立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相と、
約０．０５モル％〜約１モル％の前記Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相と、
約０．１３モル％〜約０．８３モル％の前記ＳｒＡｌ１２Ｏ１９相と、
を含む、請求項１に記載のＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項３】
前記ジルコニア母材１００モル％を基準として、
約１モル％〜約６．１モル％の前記立方晶Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相と、
約０．１モル％〜約０．７モル％の前記Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２相と、
約０．１７モル％〜約０．７５モル％の前記ＳｒＡｌ１２Ｏ１９相と、
を含む、請求項２に記載のＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項４】
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１〜３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Ｓｒ０．８２ＮｂＯ３安定相は、前記Ｚｒ系複合セラミックス材料の調製時にＳｒＣＯ３粉末とＮｂ２Ｏ５粉末とを添加して焼結することにより形成されることを特徴とする、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系複合セラミック材料は、ＣＩＥＬａｂ色値Ｌが約８９〜約９２であり、ＣＩＥＬａｂ色値ａが約０．０１〜約０．５であり、ＣＩＥＬａｂ色値ｂが約０．０１〜約０．５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】
Ｚｒ系複合セラミックス材料の製造方法であって、
ジルコニア粉末と、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末と、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９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、
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を含み、
前記Ｎｂ２Ｏ５粉末に対する前記ＳｒＣＯ３粉末のモル比が１．６４：１であることを特徴とするＺｒ系複合セラミックス材料の製造方法。
【請求項８】
前記ジルコニア粉末、前記Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末、前記ＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末及び前記ＳｒＣＯ３粉末のモル比は、１００：（０．０５〜１）：（０．１３〜０．８３）：（０．１６４−６．５６）であることを特徴とする、請求項７に記載のＺｒ系複合セラミックス材料の製造方法。
【請求項９】
前記ジルコニア粉末と前記Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末と前記ＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末と前記ＳｒＣＯ３粉末のモル比は、１００：（０．１〜０．７）：（０．１７〜０．７５）：（０．８〜５）であることを特徴とする、請求項８に記載のＺｒ系複合セラミックス材料の製造方法。
【請求項１０】
前記ジルコニア粉末が、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、請求項７〜９のいずれか１項に記載のＺｒ系複合セラミックス材料の製造方法。
【請求項１１】
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、
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機で、約６ＭＰａ〜約１２ＭＰａの乾燥圧力下で約２０秒間〜約６０秒間行われ、
前記焼結工程が、約１４３０℃〜約１４７０℃の温度で約１時間〜約２時間行われる、請求項７〜１０のいずれか１項に記載のＺｒ系複合セラミックス材料の製造方法。
【請求項１２】
ジルコニア粉末と、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末と、ＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末と、ＳｒＣＯ３粉末と、Ｎｂ２Ｏ５粉末と、結合剤との混合による混合スラリの調製は、
前記ジルコニア粉末と、前記Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末と、前記ＳｒＡｌ１２Ｏ１９粉末と、前記ＳｒＣＯ３粉末と、前記Ｎｂ２Ｏ５粉末とを混合し粉砕して予混合物を調製し、
前記予混合物と前記結合剤とを混合し粉砕することによって混合スラリを得ることを含む、請求項７〜１１のいずれか１項に記載のＺｒ系複合セラミックス材料の製造方法。
【請求項１３】
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７〜１２のいずれか１項に記載のＺｒ系複合セラミックス材料の製造方法。
【請求項１４】
請求項７〜１３のいずれか１項に記載の方法によって製造されたＺｒ系複合セラミック材料。
【請求項１５】
請求項１〜６及び１４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または装飾材。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
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、その製造方法、及び外板(shell)または装飾材に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
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、その製造方法、外板または装飾材を提供する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本開示の第３の態様によれば、上記の方法によって製造されたＺｒ系複合セラミック材料が提供される。
【国際調査報告】
2019503955.tif 000006
2019503955.tif 000007