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希土類-ジルコニウム多核水酸化物錯体を前駆体とする高強度高靱性セラミックスの創製

以稀土锆多核氢氧化物配合物为前驱体制备高强高韧陶瓷

基本信息

批准号：
08220207
负责人：
佐藤次雄
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tohoku University
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：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

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)、アルミナ、8mol%マグネシア固溶ジルコニア(8Mg-ZrO_2)および12molカルシア固溶ジルコニア(12Ca-ZrO_2)の混合非晶多核水酸化物錯体ゲルの超臨界メタノール中における結晶化挙動を明らかにした。また、非晶質ゲルをメタノール中に分散し、250℃付近の穏和な条件下で熱処理し、結晶化させるとともに、超臨界乾燥し得られた粉末の焼結特性、焼結体の機械特性と化学的安定性について検討した。12Ce-ZrO_2に対して10mol%の8Mg-ZrO_2あるいは20mol%の12Ca-ZrO_2を固溶すると3点曲げ強度を600MPaから750および650MPaに向上できたが、破壊靱性は15Pam^<1/2>から6MPam^<1/2>に低下した。一方、(11Ce, 0.2Y) -ZrO_2に10mol%のAl_2O_3を分散すると800MPaの3点曲げ強度と20MPam^<1/2>の破壊靱性を有する高強度高靱性セラミックスが得られた。また、200℃における水熱処理による正方晶→単斜晶層移転割合により、試料の熱化学安定性を評価したところ、12Ce-ZrO_2へのMO-ZrO_2 (M=Ca, Mg)の固溶では固溶量20mol%以上で著しく熱化学安定性が低下したが、Al_2O_3との複合化では熱化学安定性が向上した。

Neutralization precipitation method produces 12 mol % solid solution.(12Ce-ZrO_2)~ 3 mol %,(3Y : ZrO_2)~ 8 mol %,(8Mg-ZrO_2)~ 12mol %,(12Ca-ZrO_2)~ 3 mol %,(12Ca-ZrO_2) Heat treatment, crystallization, supercritical drying, sintering characteristics, mechanical properties, chemical stability of the sintered body under conditions of dispersion, 250℃ and near equilibrium. 1/2 Ce-ZrO_2 solution: 10 mol %, 8Mg-ZrO_2 solution: 20 mol %, 1/2 Ca-ZrO_2 solution: 3-point bending strength: 600MPa, 750 MPa, 650 MPa, 15 Pa m ^<1/2>, 6MPam^<1/2>, 15 Pa m ^<1/2>, 15 Pa ^<1/2>, 15 Pa ^<1 The dispersion of Al_2O_3 in a cubic,(11Ce, 0.2Y) -ZrO_2 system with 10mol% Al_2O_3 at 800MPa, 3-point bending strength at 20 MPa, and high tensile strength were obtained. During hydrothermal treatment at 200℃, the thermochemical stability of the samples was evaluated. The thermochemical stability of the samples was low when the solid solution content of 12Ce-ZrO_2 was more than 20 mol %, and the thermochemical stability of the Al_2O_3 was high when the solid solution content was more than 20 mol %.