(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）主として正方晶からなるＹ２Ｏ３系ジルコニア質焼結体において、（ｂ）Ｙ２Ｏ３／ＺｒＯ２モル比が１．５／９８．５〜４／９６、（ｃ）ＳｉＯ２含有量が０．０５〜２．５質量％、（ｄ）Ａｌ２Ｏ３含有量が０．０５〜３．０質量％、（ｅ）平均結晶粒径が０．７μｍ以下、（ｆ）ＳｉＯ２／（Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、Ｆｅ２Ｏ３の合計量）の重量比が１０以上、（ｇ）かさ密度が５．７０ｇ／ｃｍ３以上であり、かつ（ｈ）式
【数１】
0004443806.tif 000007
を満足し、ＴｉＯ２の含有量が０．３質量％以下であることを特徴とする耐久性に優れたジルコニア質焼結体。
【請求項２】
請求項１記載の耐久性に優れたジルコニア質焼結体よりなることを特徴とする粉砕・分散機用部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は耐久性に優れたジルコニア質焼結体に関する。本明細書において耐久性にすぐれるとは、６０℃程度かそれ以上の高温あるいは温水、高湿度雰囲気中に長時間曝されても熱劣化や転移による強度低下や寸法変化がほとんど起こらず、正方晶系ジルコニアから単斜晶系ジルコニアへの転移による熱劣化が少ないことを指す。
本発明によるジルコニア質焼結体は耐久性に優れるため、６０℃程度かそれ以上の高温あるいは温水、高湿度雰囲気中で特に負荷のかかる条件下で長時間曝された場合の腐食が少なく、腐食による機械的特性の低下がなく、機械的特性が高いため粉砕機用部材、産業用耐摩耗構造材のみならず光ファイバー用コネクター等の電子及び通信機器部品としても広く利用できる。
【０００２】
【従来技術】
近年、電子材料等の高機能材料の製造には、微粉化と高純度化が要求され、使用される粉砕機は、従来のボールミルから高速で粉砕・分散メディアを撹拌することにより高い粉砕・分散効率を有する媒体撹拌型粉砕機が主流となっている。このような粉砕機は粉砕機用部材に加わる負荷がかなり大きいことから耐衝撃性、耐摩耗性にすぐれた主として正方晶系ジルコニアからなるＹ２Ｏ３強化ジルコニア（Ｙ−ＴＺＰ）製粉砕機用部材が用いられている。
【０００３】
媒体攪拌型粉砕機に粉砕機用部材として使用する場合、粉砕機内の温度上昇は避けられず、高温でかつ水などの腐食成分に曝されると同時に、高速で粉砕・分散メディアを攪拌するため粉砕機用部材は、かなりの負荷を受けるので、強度や耐摩耗性などの機械的特性に対し長時間安定した耐久性を有することが重要となる。
【０００４】
また、光ファイバーのコネクターとして用いられているジルコニアフェルールにおいても５０℃以上での長時間使用しても転移による形状変化などが生じないという点での耐久性に１００％の信頼性が必要である。
【０００５】
一方、このＹ２Ｏ３強化ジルコニア（Ｙ−ＴＺＰ）はすぐれた機械的性質を有しているが、２００〜３００℃の特定温度域において正方晶系ジルコニアから単斜晶系ジルコニアへ転移し、強度低下につながる熱劣化を起こすことが知られており、特公昭６１−２１１８４号などにその防止法が多く提案されている。しかし、最近６０℃程度かそれ以上の高温あるいは温水、高湿度雰囲気中で特に負荷のかかる条件下で長時間曝された場合において、強度や耐摩耗性などの機械的性質が低下したり、微小な寸法変動が生じたりする問題点が明らかとなっており、２００〜３００℃での熱劣化の防止法では改善できないことが分ってきた。
【０００６】
２０℃程度の比較的低温での耐摩耗性等の負荷のかかった場合の耐久性は、結晶構造を微細化するほど向上するが、その反面、水などの腐食成分に対する抵抗性が低下するため、６０℃程度かそれ以上の高温あるいは温水、高湿度雰囲気中で負荷のかかる状態では使用が困難であった。
【０００７】
特開２０００−３０２５４８号公報に、熱安定性にすぐれた焼結体とするため、結晶粒径をある範囲内に限定し、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２よりなる第３成分を特定量添加する方法が提案されている。しかし、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２よりなる第３成分を添加しても、アルカリ金属、アルカリ土類金属酸化物などの不純物で、ガラス相が形成され、耐久性の低下につながる危険性があり、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２よりなる第３成分の添加だけでは充分な改善は得られない。上記特許における防御法では２００℃付近での温水または高湿度雰囲気中に曝された場合の熱劣化は防ぐことは可能であるが、６０℃程度のより実用的な範囲で、特に負荷のかかった場合における耐久性低下を完全に防止するまでには至っていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、６０℃程度かそれ以上の高温あるいは温水、高湿度雰囲気中に曝された場合など特に負荷のかかった場合においてもすぐれた熱安定性、耐腐食性を示し、長時間安定し、すぐれた機械的特性、特に耐摩耗性を有する耐久性にすぐれたジルコニア質焼結体およびそれを用いた粉砕・分散機用部材を提供する点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は前記のような現状を鑑み鋭意研究を重ねてきた結果、６０℃程度かそれ以上の高温あるいは温水、高湿度雰囲気中における強度や耐摩耗性などの機械的性質の低下は、２００〜３００℃における熱安定性によるものとは異なる原因であることを見出した。すなわち、２００〜３００℃における熱劣化は、準安定の正方晶系ジルコニアが安定な単斜晶系ジルコニアに転移することに起因するとされており、Ｙ２Ｏ３やＣｅＯ２等の安定化剤を増量することにより熱劣化が抑制されることが知られている。
【００１０】
一方、６０℃程度かそれ以上の高温または温水、高湿度雰囲気中に曝された場合の強度や機械的特性の低下は、粒界または粒界面に不均質に存在するガラス相や粒界に偏析している非晶質相、Ｙ２Ｏ３などが水によって応力腐食することに起因すると推考される。ＳｉＯ２はＺｒＯ２結晶粒界近傍に偏析し、熱劣化を抑制する効果があるが、同時にアルカリ金属、アルカリ土類金属酸化物などの不純物が共存するとＺｒＯ２結晶粒界にガラス相を形成し、応力腐食に対する抵抗性が低下するという問題点を有していることが明確となった。このことから、ＳｉＯ２の添加量だけでなく、ＳｉＯ２量に対するアルカリ金属、アルカリ土類金属酸化物などの不純物量を制御することが重要であることを見い出した。また、ＺｒＯ２結晶粒界におけるＳｉＯ２の偏析が均質かつ適切な量であることが重要で、結晶粒径によって粒界表面積が異なるため、すぐれた耐久性を有するには結晶粒径に応じたＳｉＯ２添加量の制御が重要であることも見い出した。
【００１１】
本発明者らはＹ−ＴＺＰと同様のジルコニア質焼結体において、Ｙ２Ｏ３／ＺｒＯ２モル比、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２の第３成分量、結晶粒径、かさ密度、さらには、ＳｉＯ２量と平均結晶粒径の関係、ＳｉＯ２量とＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯのアルカリ金属、アルカリ土類金属酸化物や、Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２などの不純物量との関係をある特定の範囲内に制御することにより、６０℃程度かそれ以上の高温あるいは温水、高湿度雰囲気中での粒界腐食を抑制し、耐摩耗性などの負荷がかかる場合でも、すぐれた耐久性を有することを見いだし本発明を完成するに至った。
【００１２】
即ち、本発明の第１は、（ａ）主として正方晶からなるＹ２Ｏ３系ジルコニア質焼結体において、（ｂ）Ｙ２Ｏ３／ＺｒＯ２モル比が１．５／９８．５〜４／９６、（ｃ）ＳｉＯ２含有量が０．０５〜２．５質量％、（ｄ）Ａｌ２Ｏ３含有量が０．０５〜３．０質量％、（ｅ）平均結晶粒径が０．７μｍ以下、（ｆ）ＳｉＯ２／（Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、Ｆｅ２Ｏ３の合計量）の重量比が１０以上、（ｇ）かさ密度が５．７０ｇ／ｃｍ３以上であり、かつ（ｈ）式
【数２】
0004443806.tif 000002
を満足し、ＴｉＯ２の含有量が０．３質量％以下であることを特徴とする耐久性に優れたジルコニア質焼結体に関する。
本発明の第２は、請求項１記載の耐久性に優れたジルコニア質焼結体よりなることを特徴とする粉砕・分散機用部材に関する。
なお、本明細書において、「粉砕・分散機用部材」とは、固体を乾式又は湿式で粉砕、分散あるいは解砕処理するために使用する器具、治具、機械装置などにおける固体と接触する部材の総称であり、粉砕・分散メディアを包含するものである。「粉砕・分散機」としては、具体的には粉砕機、分散機、解砕機、混合機、造粒機、整粒機、撹拌機、乾燥機、運搬機などが含まれる。
【００１３】
以下に本発明の耐久性にすぐれたジルコニア質焼結体が充足すべき各要件について詳細に説明する。
【００１４】
（ａ）結晶相が主として正方晶からなるＹ２Ｏ３系ジルコニア質焼結体である点について
ジルコニア質焼結体に単斜晶系ジルコニアが含有されているとその結晶周辺に微細なクラックが生じ、応力が負荷されるとこの微細なクラックを起点として微小破壊が起こり、摩擦、衝撃、圧壊等に対する抵抗性が低下するので好ましくない。また、同時に６０℃程度またはそれ以上の高温あるいは温水、高湿度雰囲気中で負荷がかかった場合の耐久性が低下するので好ましくない。一方、立方晶系ジルコニアを含有していると結晶粒径が大きくなり、機械的特性の低下が起こるだけでなく、結晶粒界付近にＹ２Ｏ３が偏析しやすくなって耐久性の低下をきたすので好ましくない。
【００１５】
なお、本発明では、ジルコニアの結晶相である単斜晶系ジルコニア（Ｍ）の存在の有無及び含有量、正方晶系ジルコニア（Ｔ）及び立方晶系ジルコニア（Ｃ）の量については以下の方法でＸ線回折により求める。即ち、焼結体及び加工した焼結体製品の表面は応力誘起相変態により正方晶系ジルコニアから単斜晶系ジルコニアに変態しており、真の結晶相を同定することができないので、焼結体表面を鏡面にまで研磨し、Ｘ線回折により、回折角２７〜３４度の範囲で測定し、単斜晶系ジルコニアの有無及び含有量を下記で示した式から求める。
【数３】
0004443806.tif 000003
【００１６】
また、正方晶系ジルコニア及び立方晶系ジルコニアは、単斜晶系ジルコニアの有無を確認した方法と同様にして、Ｘ線回折により、回折角７０〜７７度の範囲で測定し、次式により求める。
【数４】
0004443806.tif 000004
【００１７】
本発明においては上記Ｘ線回折から求まる立方晶系ジルコニアを１０容量％、単斜晶系ジルコニアを５容積％まで許容することができる。
【００１８】
（ｂ）本発明のジルコニア質焼結体におけるＹ２Ｏ３／ＺｒＯ２モル比を１．５／９８．５〜４／９６の範囲とする点について
本発明のジルコニア質焼結体におけるＹ２Ｏ３／ＺｒＯ２モル比は、１．５／９８．５〜４／９６、好ましくは２／９８〜３．５／９６．５の範囲内とする。
通常、ＺｒＯ２原料中に少量含有することのあるＨｆＯ２が混入していても良くこのＨｆＯ２量を含めたＺｒＯ２とＨｆＯ２の合量をＺｒＯ２量とする。Ｙ２Ｏ３／ＺｒＯ２モル比が１．５／９８．５未満の場合には焼結体中の単斜晶系ＺｒＯ２量が増加し、焼結体内部にクラックが発生して、長時間負荷のかかる状態で使用するとクラックが進展し、割れや欠けが発生し、結果的に耐久性の低下をきたすので好ましくない。一方、Ｙ２Ｏ３／ＺｒＯ２モル比が４／９６を越えると正方晶系ＺｒＯ２量が低下し、立方晶系ＺｒＯ２量が増加し、機械的特性が低下するので好ましくない。
【００１９】
なお、Ｙ２Ｏ３添加量の３０モル％まで他の稀土類酸化物の１種または２種以上で置換したものも用いることができる。このような稀土類酸化物としては、ＣｅＯ２、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３等が安価な点で好ましい。
【００２０】
（ｃ）本発明のジルコニア質焼結体におけるＳｉＯ２の含有量を０．０５〜２．５質量％とする点について
本発明のジルコニア質焼結体におけるＳｉＯ２は、０．０５〜２．５質量％、好ましくは０．０５〜２．０質量％とする。ＳｉＯ２はＺｒＯ２結晶粒界近傍に偏析しており、ＳｉＯ２がＺｒＯ２結晶粒界に存在することにより応力腐食を抑制し、さらに、ＺｒＯ２結晶粒界結合を強化する効果があるため、負荷のかかった場合の耐久性向上に効果がある。ＳｉＯ２が２．５質量％を越える場合は、ＺｒＯ２結晶粒界に非晶質相およびガラス相が多く形成され、ＺｒＯ２結晶粒界結合を低下させ、応力腐食が進みやすく、その結果、機械的性質および耐久性の低下を招くので好ましくない。ＳｉＯ２量が０．０５質量％未満であると、ＺｒＯ２結晶粒界にＳｉＯ２が存在しない部分ができるため、応力腐蝕を抑制できなくなり耐久性に対する効果がなく好ましくない。
【００２１】
（ｄ）本発明のジルコニア質焼結体におけるＡｌ２Ｏ３含有量を０．０５〜３．０質量％とする点について
本発明のジルコニア質焼結体におけるＡｌ２Ｏ３含有量は、０．０５〜３．０質量％、好ましくは０．０５〜２．０質量％とする。Ａｌ２Ｏ３はＺｒＯ２結晶粒界にＡｌ２Ｏ３結晶粒子として存在するだけでなく、ＺｒＯ２結晶粒界及び粒界極近傍に偏析している。Ａｌ２Ｏ３の添加は焼結性の向上、微構造の均一化に効果があるだけでなく、６０℃程度またはそれ以上の高温あるいは温水、高湿度雰囲気中における特性低下を抑制する効果がある。さらにＺｒＯ２結晶粒界の強化効果があるので耐衝撃性等の機械的特性にすぐれたものとなる。Ａｌ２Ｏ３含有量が０．０５質量％未満の場合は、Ａｌ２Ｏ３添加の効果がなく、３．０質量％を越える場合は、ＺｒＯ２結晶粒界にＡｌ２Ｏ３結晶粒子が多く存在することになり耐久性の低下が起こるので好ましくない。
【００２２】
（ｅ）本発明のジルコニア焼結体における平均結晶粒径を０．７μｍ以下とする点について
本発明のジルコニア焼結体における平均結晶粒径は、０．７μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以下とする。結晶粒径は小さいほど耐摩耗性などの機械的特性が向上するので好ましいが、現状の微細化技術では０．１μｍ程度が限界である。平均結晶粒径が０．７μｍを越える場合には耐摩耗性、耐久性が低下するだけでなく、耐摩耗性等の機械的性質が低下するので好ましくない。なお、平均結晶粒径は焼結体表面を鏡面まで研磨し、次いで熱エッチングもしく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。算出式は下記の通りである。
【数５】
Ｄ＝１．５ｘＬ／ｎ
Ｄ：平均結晶粒径（μｍ）、ｎ：長さＬ当たりの結晶粒子数、
Ｌ：測定長さ（μｍ）
【００２３】
（ｆ）本発明のジルコニア質焼結体におけるＳｉＯ２／（Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、Ｆｅ２Ｏ３の合計量）重量比を１０以上とする点について
本発明のジルコニア質焼結体におけるＳｉＯ２／（Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、Ｆｅ２Ｏ３の合計量）重量比は１０以上とする。ＳｉＯ２／（Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、Ｆｅ２Ｏ３の合計量）重量比が１０未満であると、ＳｉＯ２とＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、Ｆｅ２Ｏ３とがガラス相を粒界に多く形成するため、腐食が起こり、その結果、ＺｒＯ２結晶が正方晶から単斜晶へ変態しやすくなり、機械的特性及び耐久性の低下を招くので好ましくない。Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、Ｆｅ２Ｏ３などは不純物であり、故意に入れるものではないから少ないほどガラス相やアモルファス相が生成しないので望ましいことである。しかし、今の技術ではこれら不純物の合計量の最低値は０．００８質量％程度である。
【００２４】
（ｇ）本発明のジルコニア焼結体におけるかさ密度を５．７０ｇ／ｃｍ３以上とする点について
本発明のジルコニア焼結体におけるかさ密度は５．７０ｇ／ｃｍ３以上、好ましくは５．８０ｇ／ｃｍ３以上とする。かさ密度が５．７０ｇ／ｃｍ３未満の場合には摩擦、衝撃などの外部応力に対する抵抗性が劣ると同時に、６０℃程度か温水による腐食に対する抵抗性が低下するので好ましくない。かさ密度はＳｉＯ２の量が増えると若干低くなるが特許請求の範囲に示す本発明の組成範囲では理論密度が６．１ｇ／ｃｍ３であるから、これが実質的に上限である。
【００２５】
（ｈ）本発明のジルコニア質焼結体が、式
【数６】
0004443806.tif 000005
を満足する点について
本発明のジルコニア質焼結体におけるＳｉＯ２（質量％）×平均結晶粒径（μｍ）は、０．０３〜０．５、好ましくは０．０３〜０．３の範囲とする。ＳｉＯ２はＺｒＯ２結晶粒界近傍に偏析して応力腐食を抑制し、耐久性が向上するが、結晶粒径によって粒界表面積が異なるため、結晶粒界に均質にＳｉＯ２を存在させるには、結晶粒径に対するＳｉＯ２量をある範囲内に調整することが必要である。ＳｉＯ２（質量％）×平均結晶粒径（μｍ）が０．５を超えると、ＺｒＯ２結晶粒界近傍に存在するＳｉＯ２が余剰となり、粒界に非晶質相やガラス相が多く形成されたり、ＺｒＯ２結晶粒界結合の低下、正方晶から単斜晶への変態量の低下をきたし、その結果、機械的性質、耐摩耗性、耐久性の低下を招くので好ましくない。ＳｉＯ２（質量％）×平均結晶粒径（μｍ）が０．０３未満であると、ＺｒＯ２結晶粒界にＳｉＯ２が存在しないところができるため応力腐食を抑制できなくなり、耐久性に対する効果がなく好ましくない。
【００２６】
（ｉ）本発明のジルコニア質焼結体におけるＴｉＯ２を０．３質量％以下とする点について
本発明のジルコニア質焼結体におけるＴｉＯ２は０．３質量％以下、好ましくは０．２質量％以下、より好ましくは０．１質量％以下とする。
ＴｉＯ２量が０．３質量％を超えると、ＴｉＯ２がＺｒＯ２に固溶し、結晶粒径の成長を促進させ、結晶粒径が大きくなり、その結果、耐摩耗性、耐久性の低下を招くので好ましくない。ＴｉＯ２は不純物であり、少ない方が望ましいが、今の技術ではＴｉＯ２不純物の最低値は０．００４質量％程度である。
【００２７】
本発明の耐久性にすぐれるジルコニア質焼結体は種々の方法で製造できる。下記にその一例を示すが、この方法に限定されるものでない。
【００２８】
本発明では、液相法により精製したジルコニア粉体を使用することが必要である。即ち、ＺｒＯ２とＹ２Ｏ３の含有量が所定のモル比となるようにジルコニウム化合物（例えばオキシ塩化ジルコニウム）の水溶液とイットリウム化合物（例えば塩化イットリウム）の水溶液を均一に混合し、加水分解し、水和物を得、脱水し、乾燥後、４００〜１２５０℃で仮焼し、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２以外の不純物の少ないジルコニア粉体を得る方法が採用される。
【００２９】
Ｙ２Ｏ３以外の成分の添加はジルコニウム化合物とイットリウム化合物の水溶液の混合物に塩の水溶液として所定量添加しても良いし、後記する仮焼粉体の粉砕・分散時に水酸化物、炭酸化物、酸化物等の形態で添加しても良い。
【００３０】
得られた仮焼粉体を湿式により粉砕、分散し、必要により公知の成形助剤（ワックスエマルジョン、ＰＶＡ、アクリル系樹脂等）を加え、スプレードライヤー等の公知の方法で乾燥させて成形粉体を得る。得られた成形粉体粒度は平均粒子径０．５μｍ以下、より好ましくは０．４μｍ以下であることが必要である。平均粒子径が０．５μｍを越える場合には焼結性の低下や焼結体に耐久性および機械的性質の低下を招く欠陥が多く含有するので好ましくない。
【００３１】
得られた成形粉体は、公知の成形方法、例えばプレス成形、ラバープレス成形等の方法による成形方法でも十分に本発明の焼結体を得ることができるが、水を含有させた有機溶媒、可溶性高分子または水などを成形助剤として湿式または液中にて成形する方法が好ましい。
【００３２】
次いで得られた成形体を１１５０〜１５５０℃、好ましくは１１５０〜１４００℃で焼成することによって焼結体を得る。さらに、必要に応じてＨＩＰ処理を施すことにより摩擦、衝撃、圧壊等に対する抵抗性を高くすることができ、機械的性質の向上、さらには耐久性の向上ができる。ＨＩＰ処理は常圧焼結後、Ａｒなどの不活性雰囲気、またはＮ２もしくはＯ２雰囲気下で１１００〜１４００℃で行うことが好ましい。
【００３３】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものでない。
【００３４】
実施例１〜１６、比較例１〜２０
純度９９．６％のオキシ塩化ジルコニウムと純度９９．９％の硝酸イットリウムを表１〜２の組成となるように水溶液にして混合した。次に、この水溶液を加熱環流下で加水分解し、Ｙ２Ｏ３が固溶した水和ジルコニウムの沈殿物を生成させ、脱水、乾燥し、４００〜１０００℃で１時間仮焼し、得られたジルコニア粉体を湿式にて粉砕した。なお、Ｙ２Ｏ３以外の成分については、酸化物もしくは塩の形態で粉砕時に所定量添加混合した。
【００３５】
次いで、得られたスラリーを乾燥、整粒し、成形用粉体とした。この成形用粉体を転動造粒成形法により球状に成形した。得られた成形体を１０００〜１６００℃で焼成して、直径１ｍｍの球状の焼結体を得た。直径１ｍｍの球状の焼結体はバレル研磨によって仕上げて試料を作製した。これらの試料の特性を表１〜２に示す。比較例１〜２０は本発明の要件の少なくとも１つを満たしていないケースである。
【００３６】
次いで、６０℃において長時間負荷がかかった場合の耐久性についてテストを行った。上記で得た直径１ｍｍの球状試料１２００ｃｃを内容量１４００ｃｃのダイノーミル（シンマルエンタープライゼス社製：タイプＫＤＬ−ＰＩＬＯＴ）に入れ、共立窯業製ＢａＴｉＯ３粉体（平均粒子径１．５μｍ、比表面積１．２ｍ２／ｇ）を６００ｇと水２４００ｃｃを混合した２０質量％濃度のＢａＴｉＯ３スラリーを６０℃に保持し、３００ｃｃ／ｍｉｎで６０〜６５℃の範囲に温度調整をしながら循環させ、ディスク周速８ｍ／ｓｅｃで２４時間を１サイクルとし、１０サイクル運転するテストを行い各サイクル毎の単位時間あたりの摩耗率を測定した。摩耗率はテスト前後の時間あたりの重量変化率として算出した。サイクル毎の各試料の摩耗率の最大値を表に示す。比較例１５と１９については焼結体のかさ密度が充分でなかったため、摩耗率の測定は行わなかった。
【００３７】
さらに、６０℃程度かそれ以上の高温あるいは温水、高湿度雰囲気中で負荷のかかった場合の耐久性と２００〜３００℃での熱劣化との違いを明確にするため、上記直径１ｍｍの球状試料を、内容積５０ｃｃのオートクレーブに入れ、純水を２０ｃｃ添加し、２００℃の条件下で５０時間保持後、冷却し、取り出した試料のクラック有無の確認を行った。クラックの確認できなかったものについては、試料断面の顕微鏡観察を行い、劣化層の深さの測定を行った。
【００３８】
表１〜２に示す結果から、６０℃程度かそれ以上の高温あるいは温水、高湿度雰囲気中と、２００℃〜３００℃での熱劣化とは異なり、本発明の耐久性にすぐれたジルコニア質焼結体は、６０℃程度かそれ以上の高温あるいは温水、高湿度雰囲気中で負荷のかかった場合においてもすぐれた耐久性を示すことが明らかであり、本発明の要件を一つでも満たさない場合は耐久性に欠けるものとなる。
表１および表２中におけるｗｔ％は質量％を意味する。
【００３９】
【表１】
0004443806.tif 000006
【００４０】
【発明の効果】
本発明によるジルコニア質焼結体は、耐久性にすぐれるため、６０℃程度かそれ以上の高温あるいは温水、高湿度雰囲気中で曝された場合やさらには負荷のかかる場合にも、腐食による機械的特性の低下がなく、長時間安定した耐久性を有するものである。また、機械的特性が高いため粉砕機用部材、産業用耐摩耗構造材のみならず光ファイバー用コネクター等の電子及び通信機器部品としても広く利用できる。