希土類-ジルコニア多核水酸化物錯体の超臨界溶媒処理による高強度セラミックスの作製
稀土-氧化锆多核氢氧化物超临界溶剂处理制备高强度陶瓷
基本信息
- 批准号:07230206
- 负责人:
- 金额:$ 1.41万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
- 财政年份:1995
- 资助国家:日本
- 起止时间:1995 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
中和沈殿法により生成した12mol%セリア固溶ジルコニア(12Ce-ZrO_2)と3mol%イットリア固溶ジルコニア(3Y-ZrO_2)の混合非晶質多核水酸化物錯体ゲルをメタノールやヘキサン中に分散し、25℃付近の穏和な条件下で熱処理し、結晶化させるとともに、超臨界乾燥すると著しく焼結性に優れた正方晶ジルコニア粉末が得られることを見い出した。粉末の結晶化速度は、溶媒に水を添加すると促進されたが、過剰の水を添加すると、生成粉末の焼結性が損なわれた。水の最適添加量は、溶媒により異なり、メタノールの場合、50vol%までの水の添加では、焼結性を損なうことなく結晶化を著しく促進できることが明らかとなった。これより、ゲルの結晶化は、溶解-再析機構で進行し、水はゲルの溶解反応を促進しているものと推察された。得られた結晶化粉末は、通常のジルコニアの焼結温度(1500℃)より、300℃も低温の1200℃の常圧焼結で理論密度まで緻密化し、粒径0.2μm程度の著しく微細なジルコニア粒子からなる焼結体が得られた。12Ce-ZrO_2と3Y-ZrO_2は完全固溶し、いずれも正方晶ジルコニアのX線回折パターンを示し、3Y-ZrO_2の固溶割合の増加とともに格子定数は連続的に減少した。12Ce-ZrO_2への3Y-ZrO_2の固溶割合を増すと、焼結体の熱安定性は低下し、200℃の水熱条件下でアニールした時の単斜晶ジルコニアへの相転移割合が増加したが、3Y-ZrO_2の固溶割合25mol%以下では水熱処理による正方晶→単斜晶相転移は認められなかった。なお、1450℃で焼結した3Y-ZrO_2は水熱処理により70%の正方晶ジルコニアが単斜晶に相転移したが、1200℃で低温焼結すると相転移率を5%以下に減少させることができた。一方、焼結体の破壊強度は、25mol%の3Y-ZrO_2の固溶により3Y-ZrO_2単独の値(1000MPa)まで増加したが、さらに50〜75mol%3Y-ZrO_2の固溶では低下した。これらの結果より、12Ce-ZrO_2に25mol%の3Y-ZrO_2を固溶することにより、機械的性質と熱安定性の優れた正方晶ジルコニアを合成できることがわかった。
Neutralization precipitation method produces 12 mol % solid solution.(12Ce-ZrO_2)~ 3 mol % solid solution solution of (3Y-ZrO_2) mixed amorphous polynuclear acid complex complex was prepared by heat treatment, crystallization, supercritical drying and sintering under the conditions of dispersion, 25℃ and near-equilibrium temperature. The crystallization speed of the powder is accelerated by the addition of solvent water, and the sintering property of the resulting powder is impaired by the addition of water. The optimum amount of water to be added is 50vol% in the solvent, which is different from the solvent, and the addition of water is harmful to the sintering property and promotes the crystallization. The mechanism of crystallization, dissolution and reprecipitation is studied. The mechanism of dissolution and reprecipitation is studied. Crystallized powders were obtained by sintering at 1500℃, 300℃, or 1200℃ under normal pressure. The theoretical density was densified and the particle size was about 0.2μm. 12Ce-ZrO_2 and 3Y-ZrO_2 are completely dissolved in solution, and the X-ray diffraction of the tetragonal crystals shows that the solid solution separation of 3Y-ZrO_2 increases and the lattice number decreases. The solid solution bonding of 3Y-ZrO_2 with 12Ce-ZrO_2 is increased, the thermal stability of the sintered body is reduced, the phase transition bonding of monoclinic crystal grains is increased when it is stable under hydrothermal conditions of 200 ° C, and the solid solution bonding of 3Y-ZrO_2 with less than 25 mol % is no longer stable when it is subjected to hydrothermal treatment. When sintered at 1450℃, 3Y-ZrO_2 decreased by less than 5% during hydrothermal treatment, and the phase shift rate decreased by less than 70% during hydrothermal treatment. On the one hand, the fracture strength of sintered body increases from 25 mol % 3Y-ZrO2 solution to 3Y-ZrO2 solution (1000MPa), and decreases from 50 to 75mol% 3Y-ZrO2 solution. As a result, 12Ce-ZrO_2 and 25 mol % 3Y-ZrO_2 were dissolved in solid solution, and mechanical properties and thermal stability were improved.
项目成果
期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
佐藤次雄(共著): "超臨界流体の科学と技術" 三共ビジネス(印刷中), (1996)
Tsugio Sato(合著者):《超临界流体科学与技术》Sankyo Business(正在出版),(1996)
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T.Sato,Y.Inoue,T.Odashima,M.Ishitsuka and E.Min: "Crystallization of Ceria-Doped Zirconia in Liquid Media at High Temperature" Brit.Ceram.Trans.95(印刷中). (1996)
T.Sato、Y.Inoue、T.Odashima、M.Ishitsuka 和 E.Min:“高温液体介质中掺氧化锆的结晶”Brit.Ceram.Trans.95(出版中)。
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- 期刊:
- 影响因子:0
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- 通讯作者:
佐藤次雄: "超臨界非水溶媒中でのセラミックス粉末合成" 化学工業. 46. 309-315 (1995)
Tsuguo Sato:“超临界非水溶剂中陶瓷粉末的合成” Kagaku Kogyo。 46. 309-315 (1995)
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