(57)【要約】【課題】  透光性ジルコニア焼結体では、チタニアを含有することにより透光性は向上するが、機械的強度が低くなるという問題があった。【解決手段】  イットリアを６〜１５ｍｏｌ％、チタニアを３〜２０ｍｏｌ％含有し、平均曲げ強度が２５０ＭＰａ以上、なおかつ、試料厚さ１ｍｍ、波長６００ｎｍにおいて直線透過率が５０％以上である酸化チタン含有ジルコニア焼結体を提供する。当該焼結体は、例えば、イットリアを６〜１５ｍｏｌ％、チタニアを３〜２０ｍｏｌ％含有するジルコニア粉末を成形後、常圧で一次焼結して得られる一次焼結体を熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）処理する製造方法において、平均粒径が３０μｍ未満の焼結体とすることによって得られる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イットリアを６〜１５ｍｏｌ％、チタニアを３〜２０ｍｏｌ％含有し、平均曲げ強度が２５０ＭＰａ以上、なおかつ、試料厚さ１ｍｍ、波長６００ｎｍにおいて直線透過率が５０％以上であることを特徴とするジルコニア焼結体。
【請求項２】
平均粒径が３０μｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載のジルコニア焼結体。
【請求項３】
焼結密度が９９．９％以上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焼結体。
【請求項４】
結晶相が立方晶蛍石構造であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のジルコニア焼結体。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のジルコニア焼結体を用いた部材。
【請求項６】
電子機器の外装に用いることを特徴とする請求項５に記載の部材。
【請求項７】
装飾品に用いることを特徴とする請求項５に記載の部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は透明かつ機械的強度に優れており、時計用部品、装飾部材、電子機器外装部品、審美歯科部品に用いることができるチタニア添加透明ジルコニア焼結体に関する。
【背景技術】
【０００２】
透明ジルコニア焼結体は、高屈折率、高誘電率を有するため、光学部材としての利用が期待されている（特許文献１）。特にチタニアを添加した透明ジルコニア焼結体は、高い透過率を示すことから、光学レンズなどへの適用が精力的に検討されている（非特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
さらに、ジルコニア焼結体は審美歯科部品などへの適用（特許文献３、４）に加え、最近では装飾用部品、外装用部品への適用が検討されており、透光性に加え、高い機械的強度を有するチタニア添加ジルコニア焼結体が求められている。しかしながら、従来のチタニア添加透明ジルコニアは透光性を有してはいるが、機械的強度が不十分であった。
【０００４】
例えば、特許文献２には、波長６００ｎｍ、厚み０．８ｍｍにおいて直線透過率６５％のジルコニア焼結体が報告されている。しかし、結晶粒径が１００μｍ程度と大きく、機械的強度は低いものであった。また、非特許文献２には、粒径２００μｍのチタニア添加透明ジルコニア焼結体が開示されているが、その機械的強度（曲げ強度）は２１０ＭＰａ程度で低いものであった。
【０００５】
このように、これまで機械的強度と高透光性を両立したチタニア添加ジルコニア焼結体及びその製造方法は知られていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２４６３８４
【特許文献２】特開昭６２−９１４６７号公報
【特許文献３】特開平０１−１１３０３８号公報
【特許文献４】特開平０１−１７２２６４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｅｕｒｏｐｉａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ２９  （２００９）  ２８３−２９１．
【非特許文献２】ジルコニア  セラミックス  ８、宗宮重行、吉村昌弘編、内田老鶴圃、１９ページ、１９８６年．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
透光性および機械的強度に優れるチタニア含有ジルコニア焼結体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、装飾部材等の透明部材に必要とされる強度および透明性を有するチタニア・イットリア含有ジルコニア焼結体について鋭意検討した結果、イットリアを６〜１５ｍｏｌ％、チタニアを３〜２０ｍｏｌ％含有するジルコニア焼結体において、平均曲げ強度が２５０ＭＰａ以上、なおかつ、試料厚さ１ｍｍ、波長６００ｎｍにおいて直線透過率が５０％以上の焼結体が得られることを見出し、本発明を完成するに到ったものである。
【００１０】
以下、本発明のジルコニア焼結体について説明する。
【００１１】
本発明のジルコニア焼結体は、イットリア（Ｙ２Ｏ３）を６〜１５ｍｏｌ％含有し、特に８〜１２ｍｏｌ％含有することが好ましい。イットリア含量をこの範囲とすることで、ジルコニア焼結体の結晶相を立方晶蛍石型構造のみとすることができる。一方、イットリア含量が６ｍｏｌ％未満では立方晶の他に正方晶が混在し、また、１５ｍｏｌ％を超えるとパイロクロア型酸化物（Ｙ２Ｔｉ２Ｏ７）等の立方晶以外の異なる結晶相が混在し、透光性が低下する。
【００１２】
本発明のジルコニア焼結体は、チタニア（ＴｉＯ２）を３〜２０ｍｏｌ％含有するものであり、特に８〜１５ｍｏｌ％含有することが好ましい。チタニア含量が３ｍｏｌ％未満では十分な透光性が得られない。また、２０ｍｏｌ％を超えるとＺｒＴｉＯ４等の化合物相が混在し、やはり透光性が低下する。
【００１３】
本発明のジルコニア焼結体は、イットリアおよびチタニアの両者を含有し、それがジルコニアに固溶していることが好ましい。
【００１４】
本発明のジルコニア焼結体は、金属不純物が１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。金属不純物が１０ｐｐｍを超えると、焼結体が着色しやすくなる。金属不純物としては、Ｔｉ，Ｙ，Ｚｒ以外の金属が挙げられ、Ａｌ，Ｆｅ，Ｍｇなどを例示することができる。
【００１５】
本発明のジルコニア焼結体の平均結晶粒径は３０μｍ未満であることが好ましく、特に２５μｍ以下、さらに２２μｍ以下であることが好ましい。結晶粒径の下限は特に限定されないが、透光性の観点からは６μｍ以上、特に１０μｍ以上であることが好ましい。平均粒径を３０μｍ未満とすることで、高い機械的強度、特に高い曲げ強度が得られる。平均粒径が３０μｍ以上であると、機械的強度が低下し易い。
【００１６】
本発明のジルコニア焼結体は気孔を有しない緻密なものであり、焼結密度は相対密度で９９．９％以上、特に９９．９９％以上、そして９９．９９８％以上であることが好ましい。それに対応して、ジルコニア焼結体の気孔量は０．００２容量％以下であることが好ましく、特に０．００１容量％以下であることが好ましい。気孔量が０．００２容量％を超えると直線透過率が低下し易い。
【００１７】
本発明のジルコニア焼結体の機械的強度は、平均曲げ強度が２５０ＭＰａ以上であり、好ましくは２６０ＭＰａ以上、特に２８０ＭＰａ以上であることが好ましく、さらには３００ＭＰａ以上であることが特に好ましい。２５０ＭＰａ未満では、ジルコニア焼結体が破損しやすくなる。
【００１８】
本発明の焼結体の結晶相は立方晶であることが好ましく、立方晶蛍石型構造であることが特に好ましい。立方晶は光学異方性がないため、多結晶体の個々の結晶を立方晶とすることで、得られる焼結体の透光性が高くなる。正方晶等の光学異方性を有する結晶相を含有した場合、直線線透過率が低下し易い。
【００１９】
本発明のジルコニア焼結体は、試料厚さ１ｍｍ、波長６００ｎｍにおける直線透過率が５０％以上であり、好ましくは６０％以上、特に好ましくは６５％以上、さらには７０％以上であることが好ましい。直線透過率が５０％未満では見た目の透光感が低く、審美性が低下する。
【００２０】
なお、直線透過率は以下の関係式を有するパラメーターである。
【００２１】
Ｔｉ＝Ｔｔ−Ｔｄ      （１）
Ｔｔ：全光線透過率（％）
Ｔｄ：拡散透過率（％）
Ｔｉ：直線透過率（％）
【００２２】
本発明のジルコニア焼結体はヘーズ率が２０％以下、特に１０％以下が好ましく、５％以下、さらに３％以下が好ましい。ヘーズ率とは透明材料の濁り（曇り）の程度を表す尺度であり、透光性の差を表す指標として用いられる。ヘーズ率が２０％を超えると見た目の透光感が著しく低下する。
【００２３】
ヘーズ率Ｈ（％）は、以下の関係式から求めることができる。
【００２４】
Ｈ＝１００×Ｔｄ／Ｔｔ      （２）
Ｈ  ：ヘーズ率（％）
Ｔｔ：全光線透過率（％）
Ｔｄ：拡散透過率（％）
【００２５】
本発明のジルコニア焼結体は脈理が無いことが好ましい。脈理が発生すると、屈折率差による光散乱のため透光性が低下しやすい。
【００２６】
以下、本発明のジルコニア焼結体の製造方法を説明する。
【００２７】
本発明のジルコニア焼結体の製造法は特に限定されるものではないが、例えばイットリアを６〜１５ｍｏｌ％、チタニアを３〜２０ｍｏｌ％含有するジルコニア粉末を成形後、常圧で一次焼結して得られる一次焼結体を熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）処理する製造方法において、一次焼結の温度を１２００℃以上１４００℃以下とし、かつ、ＨＩＰ処理を１２５０℃以上１６００℃未満、保持時間１時間以上で行うことによって製造することができる。
【００２８】
原料粉末としては、ジルコニア、イットリア、チタニアを含有する粉末を用いることができる。
【００２９】
原料粉末は、これらの成分を所定量含有していれば特に制限はないが、イットリア固溶ジルコニア粉末とチタニア粉末を混合した混合粉末を用いることが好ましい。
【００３０】
混合粉末に用いるイットリア固溶ジルコニア粉末は、純度９９．９％以上、比表面積５〜２０ｍ２／ｇの粉末を用いることが特に好ましい。さらに、イットリア固溶ジルコニア粉末は、平均結晶子径１０〜５０ｎｍ、平均二次粒子径は１００〜５００ｎｍの粉末であることが好ましく、加水分解法等の湿式合成法で製造された粉末が特に好ましい。
【００３１】
混合粉末に用いるチタニア粉末は純度９９．９％以上、比表面積１０〜１００ｍ２／ｇであることが好ましく、純度９９．９％以上、平均二次粒子径が５００ｎｍ以下の微細な粉末であることが特に好ましい。さらに、硫酸法，気相熱分解法で製造された粉末が好ましい。
【００３２】
ジルコニア粉末とチタニア粉末を混合する場合は、両者が均一に分散すれば特に方法に制限はないが、湿式ボールミル、湿式攪拌ミル等の湿式混合がより均一に混合できるため好ましい。
【００３３】
混合が十分でない場合、混合粉末は不均一となり、得られるジルコニア焼結体に組成が不均質となり、脈理が発生し、屈折率差による光散乱のため透過率は低下しやすい。
【００３４】
原料粉末は、金属不純物が少ないことが好ましく、例えば、Ｆｅ２Ｏ３が１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。Ｆｅ２Ｏ３が１０ｐｐｍを超えると得られるジルコニア焼結体が黄色の着色を生じる。
【００３５】
原料粉末は成形し、一次焼結に供する成形体を得る。原料粉末の成型方法は、一次焼結に供するに適切な形状の成型体が得られる方法であれば制限はなく、一般的にセラミックスの成型に用いられているプレス成型、冷間静水圧プレス成型、鋳込み成型、押し出し成型、射出成型等の成型方法を用いることができる。
【００３６】
成型体は一次焼結し、ＨＩＰ処理に供するための一次焼結体を作製する。
【００３７】
一次焼結体は相対密度が９０％以上であることが好ましい。相対密度が９０％未満であるとＨＩＰ処理において気孔を排除しきれないため、得られるジルコニア焼結体の密度が上がらず、透光性が低下しやすい。
【００３８】
一次焼結体の焼結粒子の平均粒径は１０μｍ以下であることが好ましく、特に好ましくは３μｍ以下、さらには２μｍ以下であることが好ましい。本発明のジルコニア焼結体の透光性は一次焼結体の組織に強く依存し、一次焼結体の焼結粒子の平均粒径が１０μｍを超える場合には一次焼結体の粒径中に気孔が残存し易く、ＨＩＰ処理後にも気孔は排除されにくい。一方、焼結粒子の平均粒径１０μｍ以下であると、一次焼結体中の気孔は全て焼結粒径の粒界に存在し、ＨＩＰ処理後に十分に気孔が排除される。また、平均粒径が１０μｍ以下であると、ＨＩＰ処理中に焼結粒子の塑性流動が起こりやすくなり、これが気
孔を効率的に除去しやすくなる原因であると考えられる。平均粒径３μｍ以下ではこの効果が顕著になりやすい。
【００３９】
一次焼結体の結晶相は、立方相と正方相の混相であることが好ましい。結晶系の異なる粒子を隣接させることにより、一次焼結体の粒成長が抑制され、粒内気孔が生成し難い。また、ＨＩＰ処理における粒成長が抑制されやすくなる。
【００４０】
一次焼結の焼結温度は１２００℃以上１４００℃以下、特に１２５０℃以上１４００℃以下が好ましく、更には１３００℃以上１３７５℃以下であることが好ましい。この様な温度範囲の焼結により、上述した範囲の焼結密度、及び焼結粒子の平均粒径が得られる。
【００４１】
一次焼結は大気、酸素、真空等の雰囲気中での焼結を適用することができ、特に最も簡便なため大気中で行うことが好ましい。
【００４２】
次に、一次焼結体をＨＩＰ処理する。ＨＩＰ処理温度は一次焼結温度よりも高い温度で、なおかつ１２５０℃以上１６００℃未満であることが好ましく、特に好ましくは１２７５℃以上１５５０℃以下、さらに１３００℃以上１５００℃以下であることが好ましい。１６００℃以上では焼結粒径が著しく粗大化し、強度が低下しやすい。しかしながら、１２５０℃未満では、ＨＩＰ処理をしても、立方晶と正方晶が混在する一次焼結体の結晶相が立方晶のみにならず、得られるジルコニア焼結体の透光性が低下しやすい。
【００４３】
ＨＩＰ処理の保持時間は１時間以上であることが好ましい。１時間未満ではＨＩＰ処理による焼結体中の気孔の排除が不十分となりやすい。１時間を越えてＨＩＰ処理しても、ＨＩＰ処理体への影響はないが、生産性の観点から５時間以下で十分である。
【００４４】
ＨＩＰ処理の圧力媒体は、非酸化雰囲気であれば特に限定するものではないが、窒素ガス、アルゴンガスなどが例示でき、特に汎用的なアルゴンガスで十分である。
【００４５】
ＨＩＰ処理の圧力は、５０ＭＰａ以上であることが好ましく、１００ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下であることが特に好ましい。５０ＭＰａ未満ではＨＩＰ処理中の気孔排除が効率よく行われにくい。また、１００ＭＰａ以上とすることで気孔排除が促進され、得られるジルコニア焼結の透光性が高くなりやすい。
【００４６】
ＨＩＰ処理では、焼結体中のＴｉは還元されることが好ましい。これにより透光性が高くなる。ここでいうＴｉの還元とは、チタニア（ＴｉＯ２）として添加された４価のＴｉが３価（ＴｉＯ１．５）に還元されることを指す。
【００４７】
本発明のジルコニア焼結体は、ＨＩＰ処理中の焼結体が含有するＴｉ中のＴｉ３＋の割合（以下、Ｔｉ還元比率）が高いほど透明性が高くなる。これは、以下に示すメカニズムによるものと考えられる。
【００４８】
ジルコニアに固溶しているチタニア中の４価チタンが還元されて３価チタンが生成すると、（３）式に従い酸素が放出され、結晶格子中には新たに酸素空孔（□）が形成される。
【００４９】
Ｔｉ４＋Ｏ２  →  Ｔｉ３＋Ｏ１．５□０．５  ＋  １／４Ｏ２↑      （３）
酸素空孔の形成により結晶格子内での物質移動が容易になるため、残留気孔の移動（消滅）が促進される。
【００５０】
Ｔｉ還元は一次焼結、もしくはＨＩＰ処理のいずれかの処理中に行うことができるが、特にＨＩＰ処理中に行うことが好ましい。
【００５１】
Ｔｉ還元比率は２０％以上であることが好ましく、３０％以上であることが特に好ましく、さらには４０％以上であることが好ましい。Ｔｉ還元比率が２０％未満であると、得られるジルコニア焼結体の透光性が低下する。
【００５２】
Ｔｉ還元比率はＨＩＰ処理後とアニール（酸化）後の焼結体の重量差がチタニアの酸素欠陥であるとして、実施例に示した計算によって求めることができる。
【００５３】
チタニアを含まない場合、アニールの前後で焼結体の有意な重量変化は認められないため、ＨＩＰ処理後とアニール（酸化）後の焼結体の重量差はチタニア由来の還元であることがわかる。さらに、ＨＩＰ処理後とアニール後のジルコニア焼結体のＥＳＲスペクトルを測定により、ＨＩＰ処理後（アニール前）の焼結体のＥＳＲスペクトルにのみＴｉ３＋の明瞭なシグナル（ｇ＝２．０）が認められることからも還元によるＴｉ３＋の生成、アニールによる酸化が確認できる。
【００５４】
ＨＩＰ処理で試料を設置する容器（試料容器）の材質に特に制限はないが、カーボン等の還元性の材質であることが好ましい。これにより、Ｔｉ還元が促進され、気孔の排除が促進されやすくなる。
【００５５】
ＨＩＰ処理後のＨＩＰ処理体は、アニール処理することが好ましい。ＨＩＰ処理後ＨＩＰ処理体はＴｉの還元により暗黒色を呈しているため、アニール処理により透明な焼結体とすることができる。
【００５６】
アニール処理は、酸化雰囲気中、温度８００〜１２００℃で１時間以上、常圧で保持することが好ましい。雰囲気は、大気、又は酸素を用いた酸化性雰囲気で行うことが好ましく、通常は大気中で行うことが簡便である。
【発明の効果】
【００５７】
本発明のジルコニア焼結体は直線透過率が５０％以上（試料厚み１ｍｍ、波長６００ｎｍ）高い透光性を有し、なおかつ、平均曲げ強度が２５０ＭＰａ以上の高い機械的強度を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の焼結体組織（実施例６）
【図２】本発明の焼結体の透過率（実施例６）
【図３】本発明の焼結体のシュリーレン像（実施例６）
【図４】比較例の焼結体のシュリーレン像（比較例６）
【実施例】
【００５９】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６０】
（Ｔｉ還元比率）
ＨＩＰ処理後とアニール後の焼結体の重量変化を測定し、得られた重量減少から下記（４）式によって、Ｔｉ３＋含量（ｚ）、Ｔｉ還元比率（ｚ／ｙ）を算出した。
【００６１】
Ｚｒ１−ｘ−ｙＹｘＴｉ４＋ｙＯ２−０．５ｘ  →  Ｚｒ１−ｘ−ｙＹｘＴｉ４＋ｙ−ｚＴｉ３＋ｚＯ２−０．５ｘ−０．５ｚ      （４）
【００６２】
（全光線透過率および直線透過率）
全光線透過率および直線透過率はダブルビーム方式の分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ−６５０型）で測定した。測定試料はヘーズ率測定に用いたのと同様のものとした。重水素ランプおよびハロゲンランプを光源として波長２００〜８００ｎｍをスキャンして各波長での直線透過率を測定した。６００ｎｍの波長での値を代表値とした。
【００６３】
（ヘーズ率）
ジルコニア焼結体を厚み１ｍｍに加工し、表面粗さＲａ＝０．０２μｍ以下に両面鏡面研磨したものを測定試料として用いた。ヘーズ率はＪＩＳ  Ｋ７１０５「プラスチックの光学的特性試験方法」、ＪＩＳ  Ｋ７１３６「プラスチック−透明材料のヘーズの求め方」に準じた方法で、ヘーズメーター（東京電色製、ＴＣ−ＨＩＩＩ）を用いて測定した。
【００６４】
（平均粒径）
一次焼結体及びＨＩＰ処理後の焼結体を平面研削した後、ダイアモンド砥粒９μｍ、６μｍ、１μｍを用いて鏡面研磨した。研磨面を熱エッチングした後、ＳＥＭ観察した。
【００６５】
なお、熱エッチングはのＨＩＰ処理温度より５０〜１００℃低い温度で２時間保持することで行った。エッチング後の焼結体のＳＥＭ観察から、Ｊ．Ａｍ．Ｃｅｒａｍ．Ｓｏｃ．，５２［８］４４３−６（１９６９）に記載されている方法に従い、（５）式により平均粒径を求めた。
【００６６】
Ｄ＝１．５６Ｌ      （５）
ここで、Ｄは平均結晶粒径（μｍ）、Ｌは任意の直線を横切る粒子の平均長さ（μｍ）であり、Ｌの値は１００本以上の実測長さの平均値とした。
【００６７】
（曲げ強度）
ジルコニア焼結体の曲げ強度はＪＩＳ  Ｒ１６０１に従い測定した。測定は１０回行い、その平均値を平均曲げ強度とした。
【００６８】
（屈折率分布の観察）
ジルコニア焼結体の屈折率分布としてシュリーレン像を観察した。シュリーレン像は、小型シュリーレン装置（ＳＬＭ−１０；、溝尻光学工業所製）を用いて観察した。
【００６９】
実施例１〜７
（原料粉末）
ジルコニア粉末及びチタニア粉末を所定量秤量し、エタノール溶媒中ジルコニア製φ１０ｍｍボールで７２時間ボールミル混合し、乾燥した粉末を調製して原料粉末とした。
【００７０】
なお、ジルコニア粉末として、加水分解法で製造された８ｍｏｌ％イットリア含有ジルコニア粉末（東ソー製，ＴＺ−８Ｙ）、もしくは１０ｍｏｌ％イットリア含有ジルコニア粉末（東ソー製，ＴＺ−１０Ｙ）を使用し、チタニア粉末として、硫酸法で製造された高純度チタニア粉末（石原産業製，ＰＴ−４０１Ｍ）を用いた。
【００７１】
（一次焼結）
原料粉末を金型プレスによって圧力５０ＭＰａで成形した後、冷間静水圧プレス装置を用い圧力２００ＭＰａでさらに固め、直径２０ｍｍの円柱成形体を得た。
【００７２】
当該成型体を大気中、昇温速度を１００℃／ｈ、焼結温度１３２５又は１３５０℃、焼結時間２時間で焼結し、一次焼結体を得た（試料番号：Ｎｏ．１〜４）。得られた一次焼結体の組成、密度、平均粒径、結晶相を表１に示した。
【００７３】
なお、試料番号Ｎｏ．１、２の組成はモル比で、ＴｉＯ２：Ｙ２Ｏ３：ＺｒＯ２＝０．１：０．０７２：０．８２８であり、試料番号Ｎｏ．３，４は、ＴｉＯ２：Ｙ２Ｏ３：ＺｒＯ２＝０．１：０．０９：０．８１であった。
【００７４】
いずれの一次焼結体も相対密度が９０％以上、平均粒径は２μｍ以下、結晶相は立方晶と正方晶の混相であった。
【００７５】
【表１】
2011102227.tif 000003
【００７６】
（ＨＩＰ処理）
Ｎｏ．１〜４の一次焼結体を１４００℃〜１５００℃の所定のＨＩＰ温度、圧力１５０ＭＰａ、保持時間１時間でＨＩＰ処理した。なお、圧力媒体として純度９９．９％のアルゴンガスを用いた。試料を設置する容器としては、蓋付きカーボン製容器を用いた。
【００７７】
ＨＩＰ処理後のＨＩＰ処理体はすべて黒色を呈しており、大気中、１０００℃で２時間アニール処理することにより透光性を有するジルコニア焼結体を得た。
【００７８】
得られたジルコニア焼結体は、密度がアルキメデス法の測定誤差範囲内で１００％であり、結晶相は蛍石型立方晶単相であった。
【００７９】
ＨＩＰ処理後のＴｉ還元比率、及びアニール処理後のジルコニア焼結体の特性を表２に示した。
【００８０】
【表２】
2011102227.tif 000004
【００８１】
いずれのジルコニア焼結体も直線透過率は６０％以上と高く、かつ、曲げ強度も２５０ＭＰａ以上と高いものであった。本発明の焼結体は、図１に示したように微細な結晶粒子から構成されていた。
【００８２】
実施例８
実施例６のジルコニア焼結体についてシュリーレン像を観察し、得られたシュリーレン像を図３に示した。ジルコニア焼結体は脈理の無い均質な焼結体であった。
【００８３】
実施例９
実施例４のジルコニア焼結体について屈折率、比誘電率を測定した。屈折率はプリズムカップリング法で、比誘電率は周波数１００〜１０００ｋＨｚの範囲で測定した。結果を表３に示した。
【００８４】
屈折率、比誘電率はガラス等の透明材料に比較して極めて高く、さらに、誘電損失も非常に小さい値であった。
【００８５】
【表３】
2011102227.tif 000005
【００８６】
比較例１〜４
試料番号２、４の一次焼結体を用いて、ＨＩＰ温度１６５０℃、１２００℃とした以外は実施例１と同様な条件でジルコニア焼結体を製造した。得られたジルコニア焼結体の結
果を表４に示した。
【００８７】
【表４】
2011102227.tif 000006
【００８８】
ＨＩＰ温度が１６５０℃では、結晶粒子は５０μｍ以上であり、ＨＩＰ処理温度の上昇により結晶粒子が大きくなり、強度が低くなった。一方、ＨＩＰ温度１２００℃では、直線透過率が１％未満であり、ＨＩＰ処理温度の低下で透過率が著しく低下した。
【００８９】
本比較例のジルコニア焼結体の結晶相は、立方晶と正方晶の混相であった。
【００９０】
比較例５
Ｙ２Ｏ３：９ｍｏｌ％、ＴｉＯ２：１０ｍｏｌ％を含むジルコニアを、温度１５００℃、焼結時間２時間として一次焼結体（Ｎｏ．５）を製造した。得られた一次焼結体の結果を表５に示した。
【００９１】
【表５】
2011102227.tif 000007
【００９２】
得られた一次焼結体の結晶相は立方晶単相であり、また、平均粒径が２０μｍ以上と粗大なものであった。
【００９３】
得られた一次焼結体（Ｎｏ．５）を実施例１と同様な条件で処理してジルコニア焼結体を製造した。結果を表６に示した。
【００９４】
【表６】
2011102227.tif 000008
【００９５】
結晶相が立方晶の一次焼結体から得られたジルコニア焼結体は、ＨＩＰ後の透過率が低かった。
【００９６】
比較例６
原料粉末の混合を行わなかった以外は、実施例４と同様な処理によりジルコニア焼結体を製造した。得られたジルコニア焼結体の結果を表７に、シュリーレン像を図４に示した。
【００９７】
原料粉末が不均一なものでは、透過率は低く、シュリーレン像では屈折率分布の不均一性に起因する黒点が多数観測された。
【００９８】
【表７】
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【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明のジルコニア焼結体は、高い透光性と機械的強度に優れているため、装飾品として利用でき、例えば、時計用部品、携帯電話や電子機器用透明パネル基板等の電子機器部品、及び審美歯科部品等として利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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