氧化锆粉末、氧化锆烧结体及氧化锆烧结体的制造方法与流程

1.本发明涉及氧化锆粉末、氧化锆烧结体以及氧化锆烧结体的制造方法。


背景技术：

2.氧化锆利用其机械强度、透光性、折射率等而被用于各种用途。近年来，为了进一步提高氧化锆的功能性，正在追求其耐水热劣化性，并研究提高其低温烧结性。
3.专利文献1公开了一种氧化锆微粉末，包含氧化钇、氧化钙、氧化镁和氧化铈中的至少一种作为稳定剂，该氧化锆微粉末的平均粒径小于0.5μm，并且在粒径分布的累积曲线中，1μm处的粒子占比为100％(参照权利要求1)。专利文献1中记载了该氧化锆微粉末的成形性和低温烧结性较好，而且在制成烧结体时的品质的可靠性也优异(参照第0036段)。另外，专利文献1中公开了该氧化锆微粉末的制造方法，其中，在将锆盐水溶液水解得到的水合氧化锆溶胶干燥、煅烧、研磨而得到氧化锆粉末的方法中，在该水解的反应率为98％以上的条件下得到的水合氧化锆溶胶中添加钇、钙、镁和铈的化合物中的一种以上作为稳定剂的原料并进行干燥，在900～1200℃的范围内进行煅烧，得到氧化锆粉末；接着使用直径3mm以下的氧化锆球进行湿式研磨，直至该氧化锆粉末的平均粒径为0.5μm以下(参照权利要求9)。
4.专利文献2公开了一种含0.05～3重量％氧化铝的氧化钇浓度2～4摩尔％的氧化锆烧结体，该氧化锆烧结体的相对密度为99.7％以上，晶体粒子的平均粒径为0.1～0.3μm，弯曲强度为1600mpa以上，并且在140℃的热水中浸泡75小时后的单斜晶相率为5％以下(参照权利要求1)。专利文献2中记载了该氧化锆烧结体的强度和韧性优异，除此之外耐水热劣化性也优异(参照0042段)。另外，专利文献2公开了该氧化锆烧结体的制造方法，成形二次粒子的平均粒径为0.1～0.4μm，[该二次粒子的平均粒径]/[由电子显微镜测定的一次粒子的平均粒径]之比为1～8，且含有以氧化铝换算为0.05～3重量％的铝化合物的氧化钇浓度2～4摩尔％的氧化锆粉末，并在1100～1200℃下进行预烧结，将得到的预烧结体在压力50～500mpa、温度1150～1250℃下进行热静水压处理(参照权利要求3)。
[0005]
专利文献3公开了一种氧化锆粉末，包含2～6mol％的氧化钇，细孔直径200nm以下的细孔容量为0.14～0.28ml/g，在成型压力1t/cm2下成型时以下式(1)表示的相对成型密度为44～55％(参照权利要求1)。
[0006]
相对成型密度(％)＝(成型密度/理论烧结密度)
×
100(1)
[0007]
专利文献3中记载了该氧化锆粉末在成型时具有高成型密度，且能够得到具有相对于理论烧结密度为99.5％以上的烧结密度的烧结体(参照第0015段)。
[0008]
现有技术文献
[0009]
专利文献
[0010]
专利文献1：日本特开2006-240928号公报
[0011]
专利文献2：日本特开2015-221727号公报
[0012]
专利文献3：国际公开2017/170565号


技术实现要素：

[0013]
发明要解决的问题
[0014]
在专利文献1和专利文献2中，着眼于氧化锆粉末的二次粒子，对粒径等进行调整，以获得低温烧结性。
[0015]
另一方面，本发明人对提高氧化锆粉末的低温烧结性进行了深入研究，结果发现烧结性不是仅由二次粒子决定的，还必须考虑构成二次粒子的一次粒子的凝聚性。即，发现即使是同样的二次粒径，根据构成二次粒子的一次粒子的凝聚的不均匀、粗堆积或密堆积的凝聚度，烧结性也不同。以下，对这一点进行详细说明。
[0016]
烧结氧化锆粉末的成形体的烧结工序也可以看作是去除成型体中的气孔的工序。为了减少成型体中的气孔，在现有技术(例如，专利文献1、专利文献2)中，使成型体中的二次粒子间隙(构成成型体的氧化锆粉末的二次粒子间隙)变小，即，使二次粒径变小，且使二次粒子直径的分布尽可能小。另外，成型体中的二次粒子间隙也可以根据成型体的成型条件(成型压力、粘合剂和施工方法等)而变小。
[0017]
这样，虽然以往为了低温烧结性研究了控制氧化锆粉末的二次粒子直径，但还没有控制构成二次粒子的一次粒子的凝聚来研究提高氧化锆粉末的烧结性的例子。
[0018]
另一方面，专利文献3中公开了，关于氧化锆粉末的一次粒子间隙，通过将细孔直径200nm以下的细孔容量控制在特定的范围内来得到高烧结密度(参照第0013段)。然而，专利文献3中并没有研究低温烧结性。即，专利文献3中仅公开了通过控制氧化锆粉末的一次粒子间隙使1450℃的烧结密度为99.5％以上的技术(第0044段、第0146段、第0149段的表1)，并未研究低温(例如，1200℃～1350℃左右)下的烧结性。
[0019]
此外，专利文献3中，关于氧化锆粉末的一次粒子间隙，只研究了细孔直径200nm以下的细孔容量，未对各间隙的大小和分布进行研究。
[0020]
另外，在基于压汞法的细孔分布中的10nm以上200nm以下的范围内，专利文献3的氧化锆粉末在细孔容积分布的峰顶直径为20nm以上85nm以下的范围内不存在。此外，在基于压汞法的细孔分布中的10nm以上200nm以下的范围内，专利文献3的氧化锆粉末在细孔分布宽度为40nm以上105nm以下的范围内不存在。另外，为了明确这一点，在本说明书中的实施例的栏中，将专利文献3的实施例1的氧化锆粉末在本说明书中作为比较例2示出。
[0021]
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种可低温烧结、且能够得到高烧结密度的烧结体的氧化锆粉末。此外，其目的还在于提供一种使用该氧化锆粉末得到的氧化锆烧结体。此外，其目的还在于提供一种该氧化锆烧结体的制造方法。
[0022]
解决问题的方案
[0023]
本发明者等对氧化锆粉末进行了深入研究。结果发现，通过采用以下构成，可以提供一种可低温烧结、且能够得到高烧结密度的烧结体的氧化锆粉末，直至完成本发明。
[0024]
即，本发明的氧化锆粉末，其特征在于，
[0025]
包含稳定剂，
[0026]
比表面积为20m2/g以上60m2/g以下，
[0027]
粒径d
50
为0.1μm以上0.7μm以下，
[0028]
在基于压汞法的细孔分布中的10nm以上200nm以下的范围内，细孔容积分布的峰顶直径为20nm以上85nm以下，细孔容积为0.2ml/g以上且小于0.5ml/g，细孔分布宽度为
40nm以上105nm以下。
[0029]“在基于压汞法的细孔分布中的10nm以上200nm以下的范围”是指作为氧化锆粉末的一次粒子间隙的细孔可能存在的范围。
[0030]
根据所述结构，由于在基于压汞法的细孔分布中的10nm以上200nm以下的范围内，细孔容积分布的峰顶直径为20nm以上85nm以下，细孔分布宽度为40nm以上105nm以下，因此，各细孔(各一次粒子间隙)的大小较小且统一(分布清晰)。
[0031]
因此，构成二次粒子的各一次粒子均匀且紧密地凝聚，不存在大的气孔。
[0032]
其中，氧化锆的粒子(包含一次粒子、二次粒子)具有细孔容积大时难以烧结的特征。也就是说，要在低温下烧结，不仅要减小源自二次粒子内的一次粒子间隙的细孔的大小且使分布清晰，还必须同时减小源自一次粒子间隙的细孔容积。
[0033]
因此，本发明中，使在基于压汞法的细孔分布中的10nm以上200nm以下的范围的细孔容积为0.2ml/g以上且小于0.5ml/g。由此，形成源自一次粒子间隙的细孔容积减少、且不存在大的气孔的结构，能够得到高烧结密度的烧结体。
[0034]
这样，根据本发明的氧化锆粉末，通过控制一次粒子间隙的细孔直径、细孔分布和细孔容积，能够低温烧结，且能够得到高烧结密度的烧结体。
[0035]
此外，根据所述结构，由于粒径d
50
为0.7μm以下，二次粒子的粒径较小，因此可以减小二次粒子间隙。其结果，低温烧结性优异。此外，由于二次粒子间隙小，因此能够得到高烧结密度的烧结体。
[0036]
此外，根据所述结构，由于比表面积为20m2/g以上60m2/g以下，因此低温烧结性优异。关于这一点在以下说明。
[0037]
为了在比以往更低温的1100℃～1350℃左右烧结氧化锆粉末，增加比表面积是有效的。然而，以往，难以控制制造氧化锆粉末时的粒子生长速度，为了尽量不在氧化锆粉末内残留气孔，优选使比表面积小于20m2/g。
[0038]
另一方面，根据本发明，由于控制了一次粒子间隙，因此即使比表面积为20m2/g以上，氧化锆粉末内也不会大量残留气孔。因此，通过使比表面积为20m2/g以上，可以提高低温烧结性。
[0039]
此外，根据所述结构，由于包含稳定剂，所以能够适宜地低温烧结氧化锆粉末。另外，假设不包含稳定剂的情况下，即使使一次粒子间隙均匀且紧密地凝聚，也难以发生烧结，不能进行低温烧结。
[0040]
在所述结构中，所述稳定剂优选为选自碱土金属和稀土元素的一种以上的氧化物。
[0041]
在所述结构中，所述稳定剂还优选为选自由y2o3、ceo2、sc2o3、cao、er2o3以及yb2o3组成的组中的一种以上。
[0042]
在所述结构中，所述稳定剂还优选为选自由y2o3、sc2o3、cao、er2o3以及yb2o3组成的组中的一种以上。
[0043]
在所述结构中，所述稳定剂为y2o3，
[0044]
优选所述y2o3相对于氧化锆粉末整体的含量为1.4mol％以上7.5mol％以下。
[0045]
在y2o3的含量为1.4mol％以上7.5mol％以下时，通过烧结该氧化锆粉末而得到的氧化锆烧结体的机械强度更优异。
[0046]
在所述结构中，所述稳定剂为ceo2，
[0047]
优选所述ceo2相对于氧化锆粉末整体的含量为10mol％以上20mol％以下。
[0048]
在ceo2的含量为10mol％以上20mol％以下时，通过烧结该氧化锆粉末而得到的氧化锆烧结体的机械强度更优异。
[0049]
在所述结构中，所述稳定剂为ceo2，
[0050]
优选所述ceo2相对于氧化锆粉末整体的含量为10mol％以上14mol％以下。
[0051]
在ceo2的含量为10mol％以上14mol％以下时，通过烧结该氧化锆粉末而得到的氧化锆烧结体的机械强度更优异。
[0052]
在所述结构中，所述稳定剂为sc2o3，
[0053]
优选所述sc2o3相对于氧化锆粉末整体的含量为1.4mol％以上7.5mol％以下。
[0054]
在sc2o3的含量为1.4mol％以上7.5mol％以下时，通过烧结该氧化锆粉末而得到的氧化锆烧结体的机械强度更优异。
[0055]
在所述结构中，所述稳定剂为er2o3，
[0056]
优选所述er2o3相对于氧化锆粉末整体的含量为1.4mol％以上7.5mol％以下。
[0057]
在er2o3的含量为1.4mol％以上7.5mol％以下时，通过烧结该氧化锆粉末而得到的氧化锆烧结体的机械强度更优异。
[0058]
在所述结构中，所述稳定剂为cao，
[0059]
优选所述cao相对于氧化锆粉末整体的含量为3.5mol％以上17mol％以下。
[0060]
在cao的含量为3.5mol％以上17mol％以下时，通过烧结该氧化锆粉末而得到的氧化锆烧结体的机械强度更优异。
[0061]
在所述结构中，所述稳定剂为yb2o3，
[0062]
优选所述yb2o3相对于氧化锆粉末整体的含量为1.4mol％以上7.5mol％以下。
[0063]
在yb2o3的含量为1.4mol％以上7.5mol％以下时，通过烧结该氧化锆粉末而得到的氧化锆烧结体的机械强度更优异。
[0064]
在所述结构中，所述比表面积优选为22m2/g以上57m2/g以下。
[0065]
在所述结构中，所述粒径d
50
优选为0.1μm以上且小于0.3μm。
[0066]
在所述结构中，可以包含0.005质量％以上2质量％以下的选自由氧化铝和塔曼(tammann)温度为1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上。
[0067]
由于若包含上述数值范围内的选自由氧化铝和塔曼温度为1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上，则能够起到作为烧结助剂的作用，因此，低温烧结性更为优异。
[0068]
另外，氧化铝存在于一次粒子和二次粒子的粒界，因此通过阻碍氧化锆的粒子生长而去除气孔，从而起到作为烧结助剂的作用。
[0069]
此外，由于塔曼温度为1200℃以下(绝对温度：1473.15k以下)的金属氧化物在低温烧结时的温度(1200℃～1350℃)下具有一定程度的流动性，因此通过促进一次粒子和二次粒子的接合而加快烧结速度，从而起到作为烧结助剂的作用。
[0070]
其中，若将以绝对温度表示的塔曼温度记为td，以绝对温度表示的固体的融点记为tm，则具有在金属中td＝0.33tm，在氧化物等中td＝0.757tm，在共价键化合物中td＝0.90tm的关系(这些称为塔曼定律)。
[0071]
因此，在本说明书中，“塔曼温度”是指根据该塔曼定律的值。
[0072]
在所述结构中，选自由氧化铝和塔曼温度为1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上的含量优选为小于0.005质量％。
[0073]
选自由氧化铝和塔曼温度为1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上的含量小于0.005质量％意味着不包含烧结助剂。
[0074]
由于所述氧化锆粉末的一次粒子间隙的细孔直径、细孔分布以及细孔容积在所述数值范围内，所以即使在不添加烧结助剂的情况下，也可以低温烧结，且能够得到高烧结密度的烧结体。
[0075]
在所述结构中，可以包含选自由fe、v、er、mn、co、cr、tb、zn、cu及ti组成的组中的一种以上。
[0076]
若包含选自由fe、v、mn、co、cr、tb、zn、cu及ti组成的组中的一种以上，则可以适当地着色。
[0077]
此外，本发明的氧化锆烧结体的特征在于是使用所述氧化锆粉末常压烧结得到的。
[0078]
由于所述氧化锆烧结体是使用所述氧化锆粉末常压烧结得到的，因此被低温烧结且具有高烧结密度。
[0079]
此外，本发明的氧化锆烧结体的制造方法的特征在于，具有：工序x，成型所述氧化锆粉末，得到成型体；以及
[0080]
工序y，在所述工序x之后，在1100℃以上1350℃以下、1小时以上5小时以下的条件下烧结所述成型体。
[0081]
根据所述结构，由于使用了所述氧化锆粉末，因此能够在1100℃以上1350℃以下这种低温的烧结条件下得到高烧结密度的烧结体。
[0082]
发明效果
[0083]
根据本发明，可以提供一种可低温烧结、且能够得到高烧结密度的烧结体的氧化锆粉末。此外，可以提供一种使用该氧化锆粉末得到的氧化锆烧结体。此外，可以提供一种该氧化锆烧结体的制造方法。
附图说明
[0084]
图1是用于说明根据本实施方式的氧化锆粉末的制造方法的示意图。
[0085]
图2是实施例1的氧化锆粉末的细孔分布。
[0086]
图3是比较例2的氧化锆粉末的细孔分布。
[0087]
图4是比较例4的氧化锆粉末的细孔分布。
具体实施方式
[0088]
下面，对本发明的实施方式进行说明。但是，本发明不仅限于这些实施方式。此外，在本说明书中，氧化锆(锆氧化物)是一般的氧化锆，包含10质量％以下的含铪的杂质金属化合物。另外，在本说明书中，“含有”和“包含”等表述包括“含有”、“包含”、“实质上由
……
构成”以及“仅由
……
构成”的概念。
[0089]
[氧化锆粉末]
[0090]
本实施方式的氧化锆粉末，
[0091]
包含稳定剂，
[0092]
比表面积为20m2/g以上60m2/g以下，
[0093]
粒径d
50
为0.1μm以上0.7μm以下，
[0094]
在基于压汞法的细孔分布中的10nm以上200nm以下的范围内，细孔容积分布的峰顶直径为20nm以上85nm以下，细孔容积为0.2ml/g以上且小于0.5ml/g，细孔分布宽度为40nm以上105nm以下。
[0095]
所述氧化锆粉末包含以氧化锆为主成分的一次粒子。所述一次粒子的全部或一部分凝聚形成二次粒子。即，所述氧化锆粉末包含未凝聚的一次粒子以及一次粒子凝聚的二次粒子。
[0096]
但是，在所述氧化锆粉末中，以未成为二次粒子、且未凝聚的一次粒子的状态存在的一次粒子的量极微量，例如，小于一次粒子整体(未凝聚的一次粒子和凝聚而成为二次粒子的一次粒子的总和)中的1质量％。也就是说，所述氧化锆粉末可能含有极微量的未凝聚的一次粒子，但大部分由二次粒子构成。
[0097]
另外，“以氧化锆为主成分”是指，在以一次粒子为100质量％时，该一次粒子中包含70质量％以上的氧化锆。即，在本说明书中，以氧化锆为主成分的一次粒子是指包含70质量％以上氧化锆的一次粒子。一次粒子中包含的氧化锆的含量优选为74质量％以上，更优选为80质量％以上，进一步优选为85质量％以上。
[0098]
＜细孔分布＞
[0099]
1.一次粒子间隙的峰顶直径
[0100]
所述氧化锆粉末在基于压汞法的细孔分布中的10nm以上200nm以下的范围内，细孔容积分布的峰顶直径为20nm以上85nm以下。所述峰顶直径优选为25nm以上，更优选为30nm，进一步优选为32nm，尤其优选为35nm以上。所述峰顶直径优选为65nm以下，更优选为60nm以下，进一步优选为57nm以下，尤其优选为54nm以下。
[0101]
另外，在细孔分布的10nm以上200nm以下的范围内存在多个峰的情况下，本说明书所说的“细孔容积分布的峰顶直径为20nm以上85nm以下”是指，细孔分布的10nm以上200nm以下的范围中的所有峰顶直径在20nm以上85nm以下的范围内。
[0102]
2.一次粒子间隙的细孔分布宽度
[0103]
所述氧化锆粉末在基于压汞法的细孔分布中的10nm以上200nm以下的范围内，细孔分布宽度为40nm以上105nm以下。所述细孔分布宽度优选为43nm以上，更优选为46nm以上，进一步优选为50nm以上，尤其优选为55nm以上。所述细孔分布宽度优选为100nm以下，更优选为95nm以下，进一步优选为90nm以下，尤其优选为85nm以下，特别优选为80nm以下。
[0104]
其中，细孔分布宽度是指log微分细孔容积(例如，参照图2)为0.1ml/g以上的峰的宽度。
[0105]
另外，在细孔分布的10nm以上200nm以下的范围内存在多个峰的情况下，本说明书所说的“细孔分布宽度为40nm以上105nm以下”是指，在以横轴为细孔直径、纵轴为log微分细孔容积的表示细孔分布的图表(例如，参照图2)中，从细孔直径小的一方来看，以最初与log微分细孔容积0.1ml/g交叉的点(一边上升一边交叉的点)为最小直径，以再次与log微分细孔容积0.1ml/g交叉的点(一边下降一边交叉的点)为最大直径，其最大直径和最小直
径的差在40nm以上105nm以下。
[0106]
3.一次粒子间隙的细孔容积
[0107]
所述氧化锆粉末在基于压汞法的细孔分布中的10nm以上200nm以下的范围内，细孔容积为0.2ml/g以上且小于0.5ml/g。所述总细孔容量优选为0.22cm3/g以上，更优选为0.25cm3/g以上，进一步优选为0.3cm3/g以上，尤其优选为0.35cm3/g以上，特别优选为0.4cm3/g以上。所述总细孔容量优选为0.48cm3/g以下，更优选为0.46cm3/g以下，尤其优选为0.44cm3/g以下。
[0108]“在基于压汞法的细孔分布中的10nm以上200nm以下的范围”是作为氧化锆粉末的一次粒子间隙的细孔可能存在的范围。
[0109]
根据本实施方式的氧化锆粉末，在基于压汞法的细孔分布中的10nm以上200nm以下的范围内，细孔容积分布的峰顶直径为20nm以上85nm以下，由于细孔分布宽度为40nm以上105nm以下，因此各细孔(各一次粒子间隙)的大小较小且统一(分布清晰)。
[0110]
因此，构成二次粒子的各一次粒子均匀且紧密地凝聚，不存在大的气孔。
[0111]
其中，氧化锆的粒子(包含一次粒子、二次粒子)具有细孔容积大时难以烧结的特征。也就是说，要在低温下烧结，不仅要减小源自二次粒子内的一次粒子间隙的细孔的大小且使分布清晰，还必须同时减小源自一次粒子间隙的细孔容积。
[0112]
因此，在本实施方式的氧化锆粉末中，使在基于压汞法的细孔分布中的10nm以上200nm以下的范围内的细孔容积为0.2ml/g以上且小于0.5ml/g。由此形成源自一次粒子间隙的细孔容积减少、且不存在大的气孔的结构，能够得到高烧结密度的烧结体。
[0113]
这样，根据本实施方式的氧化锆粉末，通过控制一次粒子间隙的细孔直径、细孔分布和细孔容积，能够低温烧结，且能够得到高烧结密度的烧结体。
[0114]
所述峰顶直径、所述细孔分布宽度、所述细孔容积是指通过实施例所述的方法得到的值。
[0115]
＜粒径d
50
＞
[0116]
所述氧化锆粉末的粒径d
50
为0.1μm以上0.7μm以下。所述粒径d
50
优选为0.12μm以上，更优选为0.14μm以上，进一步优选为0.16μm以上，尤其优选为0.2μm以上。所述粒径d
50
优选为0.62μm以下，更优选为0.55μm以下，进一步优选为0.48μm以下，尤其优选为0.4μm以下，特别优选为0.3μm以下，格外优选为小于0.3μm。所述粒径d
50
是指通过实施例所述的方法得到的值。
[0117]
另外，所述粒径d
50
在测定时不仅包含二次粒子，也可以包含未凝聚的一次粒子，但所述氧化锆粉末中所包含的未凝聚的一次粒子的量是极微量的。因此，可以认为所述粒径d
50
仅表示二次粒子的粒径d
50
，即，二次粒子的平均粒径。
[0118]
所述氧化锆粉末的粒径d
50
为0.7μm以下，由于二次粒子的粒径较小，因此能够减小二次粒子间隙。其结果，低温烧结性优异。此外，由于二次粒子间隙小，因此能够得到高烧结密度的烧结体。
[0119]
＜比表面积＞
[0120]
所述氧化锆粉末的比表面积为20m2/g以上60m2/g以下。所述比表面积优选为22m2/g以上，更优选为24m2/g以上，进一步优选为30m2/g以上，尤其优选为35m2/g以上。所述比表面积优选为57m2/g以下，更优选为54m2/g，进一步优选为52m2/g，尤其优选为49m2/g。
[0121]
为了在比以往更低温的1100℃～1350℃左右烧结氧化锆粉末，增大比表面积是有效的。然而，以往难以控制制造氧化锆粉末时的粒子生长速度，为了尽量不在氧化锆粉末内残留气孔，优选使比表面积小于20m2/g。
[0122]
另一方面，根据本实施方式的氧化锆粉末，由于控制了一次粒子间隙，因此即使比表面积为20m2/g以上，氧化锆粉末内也不会大量残留气孔。因此，通过使比表面积为20m2/g以上，可以提高低温烧结性。
[0123]
所述比表面积是指通过实施例所述的方法得到的值。
[0124]
＜组成＞
[0125]
本实施方式的氧化锆粉末含有氧化锆作为主成分。具体地，如上所述，所述氧化锆粉末包含一次粒子凝聚的二次粒子和极微量的未凝聚的一次粒子。
[0126]
所述氧化锆粉末包含稳定剂。所述稳定剂以固溶等形式包含在所述一次粒子中。由于包含稳定剂，所以能够适宜地低温烧结氧化锆粉末。
[0127]
所述稳定剂优选为选自碱土金属和稀土元素的一种以上的氧化物。所述碱土金属是指ca、sr、ba、ra。所述稀土元素是指sc、y、la、ce、pr、nd、pm、sm、eu、gd、tb、dy、ho、tm、yb、lu。所述稀土元素之中优选为y、ce和yb。但是，所述氧化锆粉末优选不包含ra和pm。也就是说，所述氧化锆粉末更优选为选自除ra以外的碱土金属和除pm以外的稀土元素中的一种以上的氧化物。
[0128]
所述稳定剂还优选选自由y2o3、ceo2、sc2o3、cao、er2o3以及yb2o3组成的组中的一种以上。
[0129]
所述稳定剂还优选选自由y2o3、sc2o3、cao、er2o3以及yb2o3组成的组中的一种以上。
[0130]
所述稳定剂虽然用途各不相同，但是从成本和着色等的观点来看，更优选为y2o3、ceo2、cao、yb2o3，进一步优选为y2o3、ceo2、cao，尤其优选为y2o3、cao，格外优选为y2o3。
[0131]
在使用y2o3作为所述稳定剂时，所述y2o3相对于氧化锆粉末整体的含量优选为1.4mol％以上7.5mol％以下。所述y2o3的含量更优选为1.5mol％以上，进一步优选为1.6mol％以上，尤其优选为2mol％以上，特别优选为2.5mol％以上，格外优选为3mol％以上。所述y2o3的含量更优选为6.5mol％以下，进一步优选为6mol％以下，尤其优选为5.6mol％以下，特别优选为5mol％以下，格外优选为4.5mol％以下。在所述y2o3的含量为1.4mol％以上7.5mol％以下时，通过烧结该氧化锆粉末而得到的氧化锆烧结体的机械强度更优异。
[0132]
在使用ceo2作为所述稳定剂时，所述ceo2相对于氧化锆粉末整体的含量优选为10mol％以上20mol％以下。所述ceo2的含量更优选为11mol％以上，进一步优选为11.5mol％以上。所述ceo2的含量更优选为18mol％以下，进一步优选为17mol％以下，尤其优选为16mol％以下，特别优选为14mol％以下，格外优选为12mol％以下。在所述ceo2的含量为10mol％以上20mol％以下时，通过烧结该氧化锆粉末而得到的氧化锆烧结体的机械强度更优异。其中，所述ceo2的含量优选为10mol％以上14mol％以下。
[0133]
使用sc2o3、er2o3、yb2o3的任一个作为所述稳定剂时，其相对于氧化锆粉末整体的含量优选为1.4mol％以上7.5mol％以下。使用所述sc2o3、er2o3、yb2o3的任一个时的含量更优选为1.5mol％以上，进一步优选为1.6mol％以上，尤其优选为2mol％以上，特别优选为2.5mol％以上，格外优选为3mol％以上。使用所述sc2o3、er2o3、yb2o3的任一个时的含量更优
选为6.5mol％以下，进一步优选为6mol％以下，尤其优选为5.6mol％以下，特别优选为5mol％以下，格外优选为4.5mol％以下。使用所述sc2o3、er2o3、yb2o3的任一个时的含量为1.4mol％以上7.5mol％以下时，通过烧结该氧化锆粉末而得到的氧化锆烧结体的机械强度更优异。
[0134]
使用cao作为所述稳定剂时，所述cao相对于氧化锆粉末整体的含量优选为3.5mol％以上17mol％以下。所述cao的含量更优选为3.8mol％以上，进一步优选为4.0mol％以上。所述cao的含量更优选为15.0mol％以下，进一步优选为9.0mol％以下。在所述cao的含量为3.5mol％以上17mol％以下时，通过烧结该氧化锆粉末而得到的氧化锆烧结体的机械强度更优异。
[0135]
所述氧化锆粉末也可以含有添加剂。在本说明书中，添加剂是指相对于氧化锆粒子作为混合物被添加的制剂。所述添加剂例如是烧结助剂、着色剂等。所述添加剂有仅作为烧结助剂发挥作用的，仅作为着色剂发挥作用的，既作为烧结助剂发挥作用也作为着色剂发挥作用的。以下，对烧结助剂、着色剂进行说明。
[0136]
所述氧化锆粉末可以包含0.005质量％以上2质量％以下的选自由氧化铝和塔曼温度为1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上。塔曼温度为1200℃以下的金属氧化物例如是铁、锗、钴、铬、锌等的氧化物等。选自由氧化铝和塔曼温度为1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上的含量更优选为0.01质量％以上，进一步优选为0.03质量％以上，尤其优选为0.05质量％以上，特别优选为0.07质量％以上。选自由氧化铝和塔曼温度为1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上的含量更优选为1.5质量％以下，进一步优选为1.2质量％以下，尤其优选为0.5质量％以下，特别优选为0.25质量％以下。若在上述数值范围内包含选自由氧化铝和塔曼温度为1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上，则作为烧结助剂发挥作用，因此，低温烧结性更为优异。
[0137]
此外，由于所述氧化锆粉末含有氧化铝，因此容易抑制氧化锆烧结体的断裂韧性的降低。并且，若调节氧化铝的含量，则可以提高氧化锆烧结体的透光性。
[0138]
不特别限定氧化铝的形态，但是从降低制备氧化锆粉末时的(与氧化锆粒子混合、分散时的)操作性或杂质残留的观点来看，优选氧化铝粉末。
[0139]
在氧化铝的形态为粉末时，不特别限制氧化铝的一次粒子的平均粒径，但例如为0.02～0.4μm，优选为0.05～0.3μm，更优选为0.07～0.2μm。
[0140]
所述氧化锆粉末可以包含烧结助剂，但也可以是不包含烧结助剂的结构。具体地，所述氧化锆粉末中，选自由氧化铝和塔曼温度为1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上的含量可以小于0.005质量％。选自由氧化铝和塔曼温度为1200℃以下的金属氧化物组成的组中的一种以上的含量小于0.005质量％意味着不包含烧结助剂。
[0141]
所述氧化锆粉末在基于压汞法的细孔分布中的10nm以上200nm以下的范围内，细孔容积分布的峰顶直径为20nm以上85nm以下，细孔容积为0.2ml/g以上且小于0.5ml/g，细孔分布宽度为40nm以上105nm以下，因此可以低温烧结。因此，即使是不含烧结助剂的结构也可以低温烧结。
[0142]
所述氧化锆粉末除氧化铝和塔曼温度为1200℃以下的金属氧化物以外，以提高强度等的特性为目的，也可以包含可烧结的陶瓷或热固性树脂等。
[0143]
所述氧化锆粉末可以包含选自由fe、v、mn、co、cr、tb、zn、cu及ti组成的组中的一
种以上。若包含选自由fe、v、mn、co、cr、tb、zn、cu及ti组成的组中的一种以上作为着色元素，则可以对通过烧结该氧化锆粉末而得到的氧化锆烧结体适当地着色。
[0144]
不特别限定所述着色元素的形态，可以以氧化物、氯化物等形态添加。具体地，包含所述着色元素的着色剂例如是fe2o3、v2o5、mno2、coo、cr2o3、tb4o7、zno、cuo、tio2等。所述着色剂优选作为混合物添加到所述氧化锆粉末中。
[0145]
在包含fe2o3作为所述着色剂时，所述着色剂的含量在以氧化锆粉末整体为100质量％时优选为0.005质量％以上1质量％以下，更优选为0.05质量％以上1.0质量％以下。在所述着色剂的含量为0.005质量％以上时，容易得到想要的着色。即，色调的调整变得容易。
[0146]
在包含v2o5作为所述着色剂时，以氧化锆粉末整体为100质量％时，优选为0.005质量％以上0.1质量％以下，更优选为0.01质量％以上0.05质量％以下。在所述着色剂的含量为0.005质量％以上时，容易得到想要的着色。即，色调的调整变得容易。
[0147]
在包含mno2作为所述着色剂时，以氧化锆粉末整体为100质量％时，优选为0.005质量％以上2质量％以下，更优选为0.03质量％以上1.1质量％以下。所述着色剂的含量为0.005质量％以上时，容易得到想要的着色。即，色调的调整变得容易。
[0148]
在包含cr2o3作为所述着色剂时，以氧化锆粉末整体为100质量％时，优选为0.005质量％以上2质量％以下，更优选为0.1质量％以上1.5质量％以下。在所述着色剂的含量为0.005质量％以上时，容易得到想要的着色。即，色调的调整变得容易。
[0149]
在包含coo作为所述着色剂时，所述着色剂的含量在以氧化锆粉末整体为100质量％时优选为0.005质量％以上2质量％以下，更优选为0.01质量％以上1.5质量％以下。在所述着色剂的含量为0.005质量％以上时，容易得到想要的着色。即，色调的调整变得容易。
[0150]
在包含tb4o7作为所述着色剂时，所述着色剂的含量在以氧化锆粉末整体为100质量％时优选为0.005质量％以上5质量％以下，更优选为0.1质量％以上3质量％以下。在所述着色剂的含量为0.005质量％以上时，容易得到想要的着色。即，色调的调整变得容易。
[0151]
在包含zno作为所述着色剂时，所述着色剂的含量在以氧化锆粉末整体为100质量％时优选为0.005质量％以上1质量％以下，更优选为0.1质量％以上0.5质量％以下。在所述着色剂的含量为0.005质量％以上时，容易得到想要的着色。即，色调的调整变得容易。
[0152]
在包含cuo作为所述着色剂时，所述着色剂的含量在以氧化锆粉末整体为100质量％时，优选为0.005质量％以上1质量％以下，更优选为0.05质量％以上0.6质量％以下，进一步优选为0.1质量％以上0.3质量％以下。在所述着色剂的含量为0.005质量％以上时，容易得到想要的着色。即，色调的调整变得容易。
[0153]
在包含tio2作为所述着色剂时，所述着色剂的含量在以氧化锆粉末整体为100质量％时，优选为0.005质量％以上2质量％以下，更优选为0.01质量％以上1质量％以下。在所述着色剂的含量为0.005质量％以上时，容易得到想要的着色。即，色调的调整变得容易。
[0154]
＜相对成型密度＞
[0155]
所述氧化锆粉末在2t/cm2的成型压力下成型时的相对成型密度优选为45～50％。其中，相对成型密度是通过下式(4)算出的值。
[0156]
相对成型密度(％)＝(成型密度/理论烧结密度)
×
100(4)
[0157]
其中，理论烧结密度(记为ρ0)是通过下述“氧化锆烧结体的相对烧结密度的测定方法”项中说明的式(2-1)算出的值。所述相对成型密度的上限值优选为45.5％以上，更优
选为46％以上。其下限值优选为49.5％以下，更优选为49％以下，进一步优选为48.5％以下，尤其优选为48％以下。
[0158]
以上，对本实施方式的氧化锆粉末进行了说明。
[0159]
[氧化锆粉末的制造方法]
[0160]
以下，对氧化锆粉末的制造方法的一例进行说明。但是，氧化锆粉末的制造方法不限于以下示例。
[0161]
本实施方式的氧化锆粉末的制造方法包括：
[0162]
工序1，分别将锆盐溶液和硫酸盐化剂溶液各自加热到95℃以上100℃以下；
[0163]
工序2，使所述加热后的锆盐溶液和所述加热后的硫酸盐化剂溶液接触，并使从接触开始到结束期间的混合液的浓度不变化，从而得到作为混合液的含碱性硫酸锆的反应液；
[0164]
工序3，将工序2中得到的含碱性硫酸锆的反应液在95℃以上熟化3小时以上；
[0165]
工序4，向工序3中得到的熟化后的含碱性硫酸锆的反应液中添加稳定剂；
[0166]
工序5，通过向工序中4得到的含碱性硫酸锆的反应液中添加碱，得到含锆的氢氧化物；以及
[0167]
工序6，通过对工序5中得到的含锆的氢氧化物进行热处理，得到氧化锆粉末，
[0168]
在所述工序2中，从该接触开始到结束，混合液中的so
42-/zro2重量比维持在0.3～0.8的范围内，同时混合液的温度维持在95℃以上。
[0169]
以下，详细说明各工序。
[0170]
＜工序1＞
[0171]
在工序1中，分别将作为起始原料的锆盐溶液和硫酸盐化剂溶液各自加热到95℃以上100℃以下。
[0172]
作为用于制备所述锆盐溶液的锆盐，只要是供给锆离子的锆盐即可，例如，可以使用硝酸氧锆、氯氧化锆、硝酸锆等。可以使用这些中的一种或两种以上。其中，从工业规模下的生产率高这一点来看，优选氯氧化锆。
[0173]
作为用于制作所述锆盐溶液的溶剂，可以根据锆盐的种类等来选择。通常优选为水(纯水、离子交换水，以下相同)。
[0174]
不特别限制所述锆盐溶液的浓度，但一般来说相对于1000g溶剂，以氧化锆(zro2)换算，优选含有5～250g，更优选含有20～150g。
[0175]
作为硫酸盐化剂，只要是与锆离子反应而生成硫酸盐的试剂(即，使其硫酸盐化的试剂)即可，例如可以举出硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵、硫酸氢钾、硫酸氢钠、二硫酸钾、二硫酸钠、三氧化硫等。硫酸盐化剂可以是粉末状、溶液状等任意形态，但优选是溶液(尤其是水溶液)。关于溶剂，可以使用与用于制作所述锆盐溶液的溶剂相同的溶剂。
[0176]
所述锆盐溶液的酸浓度优选为0.1～2.0n。通过将酸浓度设定在上述范围内，可以将构成氧化锆粉末的粒子的凝聚状态控制为适宜的状态。酸浓度的调整例如可以通过使用盐酸、硝酸、氢氧化钠等来实施。
[0177]
所述硫酸盐化剂(所述硫酸盐化剂溶液)的浓度没有特别限制，一般地，相对于1000g溶剂优选硫酸盐化剂为5～250g，尤其优选为20～150g。
[0178]
制备所述锆盐溶液及所述硫酸盐化剂溶液的容器具有能够分别充分搅拌所述锆
盐溶液及所述硫酸盐化剂溶液的容量即可，不特别限定材质。但是优选具有能够适当加热以使各溶液的温度不低于95℃的设备。
[0179]
所述锆盐溶液及所述硫酸盐化剂溶液的加热温度在95℃以上100℃以下即可，优选为97℃以上。若在所述锆盐溶液及所述硫酸盐化剂溶液的温度小于95℃的状态下实施工序2，则锆盐溶液和硫酸盐化剂反应不充分，收率降低。
[0180]
＜工序2＞
[0181]
在工序2中，使所述加热后的锆盐溶液和所述加热后的硫酸盐化剂溶液接触，并使从接触开始到结束期间的混合液的浓度不变化，从而得到作为混合液的含碱性硫酸锆的反应液。其中，从该接触开始到结束，在将混合液中的so
42-/zro2重量比维持在0.3～0.8的范围的同时，将混合液的温度维持在95℃以上。
[0182]
以下，参照附图对工序2进行说明。
[0183]
图1是说明本实施方式的氧化锆粉末的制造方法的示意图。如图1所示，容器10通过阀12连接在t形管20的上方的一端(图1中的左侧)。容器30通过阀32连接在t形管20的上方的另一端(图1中的右侧)。容器10中存储有加热到95℃以上100℃以下的锆溶液。容器30中存储有加热到95℃以上100℃以下的硫酸盐化剂溶液。
[0184]
在工序2中，通过在打开阀12的同时打开阀32，使锆溶液和硫酸盐化剂溶液接触。通过接触得到的混合液(含碱性硫酸锆的反应液)从t形管20的下方直接流入熟化用容器40。在工序2中，通过这种方法，从开始锆溶液和硫酸盐化剂溶液的接触到结束期间，使反应液的浓度(t形管20内的反应液的浓度)不变化。在工序2中，由于抑制了从接触开始时到结束时的so
42-/zro2的浓度变化，因此得到均匀的反应物。通过采用这种工序(工序2)，可以控制一次粒子的峰顶直径、细孔容积、细孔分布宽度。即，可以减小源自二次粒子内的一次粒子间隙的细孔的大小且使分布清晰，进而可以减小源自一次粒子间隙的细孔容积。
[0185]
工序2中的混合液中的so
42-/zro2重量比优选在0.3～0.8的范围内，更优选为0.4～0.7，进一步优选为0.45～0.65。通过使混合液中的so
42-/zro2重量比为0.3以上，可以提高作为反应生成物的碱性硫酸锆的收率。此外，通过使混合液中的so
42-/zro2重量比为0.8以下，可以抑制硫酸锆的可溶性盐的生成，抑制碱性硫酸锆的收率降低。
[0186]
在工序2中，为了将混合液的温度维持在95℃以上，优选在供给各溶液的管道(例如，t形管20)等中设置加热器。
[0187]
以下，对工序2的一例进行具体说明。
[0188]
使用上方的一端(图1中的左侧)的管径l1为10mm、上方的多端(图1中的右侧)的管径l2为10mm、下方的管径l3为15mm的t形管作为t形管20，在使213g的25质量％硫酸钠水溶液和450g以zro2换算为16质量％的氯氧化锆水溶液接触时，从接触开始到接触结束(直到容器10内的氯化锆水溶液及容器30内的硫酸盐化剂溶液耗尽)的时间(接触时间)优选为30秒～300秒，更优选为60秒～200秒，进一步优选为90秒～150秒。
[0189]
＜工序3＞
[0190]
在工序3中，将工序2中得到的含碱性硫酸锆的反应液在95℃以上熟化3小时以上。在工序3中，例如，将流入熟化用容器40的含碱性硫酸锆的反应液在搅拌机42中搅拌的同时，在95℃以上熟化3小时以上。不特别限制熟化时间的上限，例如为7时间以下。工序3中的混合液(含碱性硫酸锆的反应液)的温度(熟化温度)优选为95℃以上，更优选为97℃以上
100℃以下。通过使熟化温度为95℃以上且使熟化时间为3小时以上，可以充分生成碱性硫酸锆，提高收率。
[0191]
另外，上述混合液含有碱性硫酸锆作为主成分，是碱性硫酸锆浆料。
[0192]
＜工序4＞
[0193]
在工序4中，向工序3中得到的熟化后的含碱性硫酸锆的反应液中添加稳定剂。
[0194]
＜工序5＞
[0195]
在工序5中，向工序4中得到的含碱性硫酸锆的反应液中添加碱，进行中和反应。通过中和生成含锆的氢氧化物。
[0196]
对碱没有限定，例如可以是烧碱、碳酸钠、氨水、肼碳酸氢铵等。不特别限定碱的浓度，但通常用水稀释为5～30％。
[0197]
碱的添加方法有两种：(1)向含碱性硫酸锆的反应液中添加碱溶液；(2)向碱溶液中添加含碱性硫酸锆的反应液，但不特别限定，可以使用任一种方法。
[0198]
中和后，通过过滤浆料得到含锆的氢氧化物。根据需要，该含锆的氢氧化物优选通过使用纯水等水洗来除去杂质。水洗后，可根据需要进行干燥等。
[0199]
＜工序6＞
[0200]
在工序6中，通过对工序5中得到的含锆的氢氧化物进行热处理(烧成)，氧化含锆的氢氧化物，得到氧化锆粉末。
[0201]
含锆的氢氧化物的热处理温度(烧成温度)以及热处理时间(烧成时间)没有特别限定，但通常在600～1050℃左右进行1小时～10小时。所述烧成温度更优选为650℃以上1000℃以下，进一步优选为700℃以上980℃以下。所述烧成温度更优选为2小时～6小时，进一步优选为2小时～4小时。通过使热处理温度为600℃以上1000℃以下，可以使得到的氧化锆粉末的比表面积在适宜的范围(20m2/g以上60m2/g以下)。此外，通过使热处理温度为600℃以上1050℃以下，可以使得到的氧化锆粉末的细孔分布在适宜的范围。不特别限定热处理气氛，但通常在大气中或氧化性气氛中即可。
[0202]
＜工序7＞
[0203]
工序6之后，可以根据需要将得到的氧化锆粉末研磨并浆料化。此时，为了提高成型性也可以添加粘合剂。在未浆料化的情况下(未研磨的情况)，也可以在混炼机中将粘合剂和氧化锆粉末均匀混合。
[0204]
所述粘合剂优选为有机系粘合剂。由于有机系粘合剂在氧化气氛加热炉中可以容易地从成型体中除去，得到脱脂体，因此杂质难以残留在最终的烧结体中。
[0205]
所述有机粘合剂例如是溶解于乙醇的，或者是溶解于选自由乙醇、水、脂肪族酮及芳香烃组成的组中的两种以上的混合液的。所述有机粘合剂例如是，选自由聚乙二醇、乙二醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯甲基醚、聚乙烯乙基醚及丙酸乙烯酯组成的组中的至少一种以上。所述有机粘合剂还可以包含不溶于乙醇或上述混合液的一种以上的热塑性树脂。
[0206]
添加所述有机粘合剂之后，可以使用公知的方法来进行干燥、研磨等处理，来得到目标氧化锆粉末。
[0207]
通过工序7的研磨，可以控制氧化锆粉末的粒径d
50
。例如，根据工序5中得到的氧化锆粉末的状态进行研磨，可以将氧化锆粉末的粒径d
50
控制在0.1μm以上0.7μm以下的范围
内。
[0208]
在添加烧结助剂或着色剂等时，通过在所述工序6之后添加、混合，可以得到包含烧结助剂、着色剂等的氧化锆粉末。作为更详细的混合方法，优选在纯水等中分散并浆料化，进行湿式混合。
[0209]
此外，在进行所述工序7的情况下，在进行工序7时，可以添加烧结助剂或着色剂等。
[0210]
以上，对本实施方式的氧化锆粉末进行了说明。
[0211]
[氧化锆烧结体的制造方法]
[0212]
以下，对氧化锆烧结体的制造方法的一例进行说明。但是，本发明的氧化锆烧结体的制造方法不限于以下示例。
[0213]
本实施方式的氧化锆烧结体的制造方法包括：
[0214]
工序x，成型所述氧化锆粉末，得到成型体；以及
[0215]
工序y，在所述工序x之后，在1100℃以上1350℃以下、1小时以上5小时以下的条件下对所述成型体进行烧结。
[0216]
在本实施方式的氧化锆烧结体的制造方法中，首先准备氧化锆粉末。所述氧化锆粉末可以使用在[氧化锆粉末]这一项中说明的粉末。
[0217]
接着，成型所述氧化锆粉末，得到成型体(工序x)。成型可以采用市售的模具成型机或冷各向同性加压法(cip)。此外，也可以先用模具成型机暂时成型氧化锆粉末后，再通过压制成型进行主成型。压制成型通常在0.1t～3t/cm2的范围即可。优选为0.5t～2.5t/cm2，更优选为0.8t～2.2t/cm2，进一步优选为1t～2t/cm2。
[0218]
接着，在1100℃以上1350℃以下、1小时以上5小时以下的条件下烧结所述成型体(工序y)。
[0219]
在本实施方式中，由于使用了所述氧化锆粉末，因此可以将烧结温度设定为1100～1350℃的低温。烧结温度更优选为，1100℃以上1300℃以下，1100℃以上1250℃以下。烧结时的保持时间也没有特别限定，例如优选为1～5小时左右，更优选为1小时～3小时。烧结气氛可以是大气中或酸化性气氛中。在常压下烧结即可，无需特意加压。
[0220]
以上，对本实施方式的稳定氧化锆烧结体的制造方法进行了说明。
[0221]
[氧化锆烧结体]
[0222]
以下，对本实施方式的氧化锆烧结体的一例进行说明。但是，本发明的氧化锆烧结体不限于以下示例。
[0223]
本实施方式的氧化锆烧结体是使用所述的氧化锆粉末常压烧结得到的。由于本实施方式的氧化锆烧结体是使用所述氧化锆粉末常压烧结得到的，因此被低温烧结且具有高烧结密度。具体地，是通过所述氧化锆烧结体的制造方法而得到的。
[0224]
＜相对烧结密度＞
[0225]
所述氧化锆烧结体的相对烧结密度优选为98.5％以上，更优选为99.0％以上，进一步优选为99.1％以上，尤其优选为99.2％以上，特别优选为99.3％以上，格外优选为99.4％以上，更格外优选为99.5％以上。在所述相对烧结密度为98.5％以上时，氧化锆烧结体的强度更高。
[0226]
＜氧化锆烧结体的相对烧结密度的测定方法＞
[0227]
所述相对烧结密度是指由下式(1)表示的相对烧结密度。
[0228]
相对烧结密度(％)＝(烧结密度/理论烧结密度)
×
100
ꢀꢀꢀ
(1)
[0229]
其中，理论烧结密度(记作ρ0)是通过下式(2-1)算出的值。
[0230]
ρ0＝100/[(y/3.987) (100-y)/ρz]
ꢀꢀꢀ
(2-1)
[0231]
其中，ρz是通过下式(2-2)算出的值。
[0232]
ρz＝[124.25(100－x) [稳定剂的分子量]
×
x]/[150.5(100 x)a2c]
ꢀꢀꢀ
(2-2)
[0233]
其中，所述稳定剂的分子量在所述稳定剂为y2o3时使用225.81，在所述稳定剂为er2o3时使用382.52，在所述稳定剂为yb2o3时使用394.11。
[0234]
此外，x和y分别为稳定剂浓度(摩尔％)和氧化铝浓度(重量％)。此外，a和c分别是通过以下式(2-3)和(2-4)算出的值。
[0235]
a＝0.5080 0.06980x/(100 x)
ꢀꢀꢀ
(2-3)
[0236]
c＝0.5195-0.06180x/(100 x)
ꢀꢀꢀ
(2-4)
[0237]
在式(1)中，理论烧结密度根据粉末的组成而变化。例如，含氧化钇的氧化锆的理论烧结密度在氧化钇含量为2mol％时为6.117g/cm3，在氧化钇含量为3mol％时为6.098g/cm3，在氧化钇含量为5.5mol％时为6.051g/cm3(al2o3＝0重量％时)。
[0238]
在稳定剂为sc2o3时，ρz是通过下式(3)算出的值。
[0239]
ρz＝-0.0402(sc2o3的摩尔浓度) 6.1294
ꢀꢀꢀ
(3)
[0240]
在稳定剂为cao时，ρz是通过下式(3-1)算出的值。
[0241]
ρz＝-0.0400(cao的摩尔浓度) 6.1700
ꢀꢀꢀ
(3-1)
[0242]
此外，包含着色剂时的理论烧结密度(记为ρ1)为
[0243]
ρ1＝100/[(z/v) (100－z)/ρ0]
ꢀꢀꢀ
(2-5)
[0244]
此外，z是着色剂浓度(重量％)，v是着色剂理论密度(g/cm3)。
[0245]
关于着色剂理论密度，fe2o3为5.24g/cm3，zno为5.61g/cm3，mno2为5.03g/cm3，coo为6.10g/cm3，cr2o3为5.22g/cm3，tio2为4.23g/cm3，tb4o7为7.80g/cm3，cuo为6.31g/cm3，v2o5为3.36g/cm3。
[0246]
此外，烧结密度用阿基米德法测量。
[0247]
根据本实施方式的氧化锆粉末以及氧化锆烧结体的制造方法，即使是1100℃～1350℃这样的低温烧结，也可以得到具有高烧结密度的烧结体，因此可以广泛利用压制成型、注塑成型、铸造成型、片材成型等公知的各种成型方法。而且，本实施方式的氧化锆粉末易于量产，因此成本竞争力也出色，能够适当地用于各种用途。
[0248]
本实施方式的氧化锆烧结体可以用作工业部件、美容部件、牙科材料。更具体地，可以用作珠宝饰品、钟表用部件、钟表的表盘、人造牙齿、成型加工用部件、耐磨耗部件、耐药品部件等。
[0249]
实施例
[0250]
以下，使用本发明的相关实施例进行详细说明，但本发明只要不超过其主旨即可，不限定于以下实施例。另外，在实施例及比较例中的氧化锆粉末以及氧化锆烧结体中，相对于氧化锆包含1.3～2.5质量％的不可避免的杂质氧化铪(由下式(x)算出)。
[0251]
＜式(x)＞
[0252]
([氧化铪的质量]/([氧化锆的质量] [氧化铪的质量]))
×
100(％)
[0253]
[氧化锆粉末的制作]
[0254]
(实施例1)
[0255]
分别将213g的25质量％的硫酸钠水溶液和450g以zro2换算为16质量％的氯氧化锆水溶液(酸浓度：1n)各自加热到95℃(工序1)。之后，为使混合液的so
42-/zro2质量比为0.50，使加热后的水溶液相互接触2分钟(工序2)。
[0256]
接着，将得到的含碱性硫酸锆的反应液在95℃下保持并熟化4小时，得到碱性硫酸锆(工序3)。
[0257]
接着，在将熟化的溶液冷却至室温之后，添加以y2o3换算为10质量％的氯化钇水溶液，以使y2o3为3mol％，并均匀混合(工序4)。
[0258]
接着，在得到的混合溶液中添加25质量％氢氧化钠水溶液，中和至ph为13以上，使其生成氢氧化物沉淀(工序5)。
[0259]
过滤得到的氢氧化物沉淀，充分水洗，使得到的氢氧化物在105℃下干燥24小时。将干燥后的氢氧化物在大气中以960℃(烧成温度)热处理2小时，得到未研磨的氧化锆系粉末(氧化钇稳定氧化锆系粉末)(工序6)。
[0260]
在得到的未研磨的氧化钇稳定氧化锆系粉末中，加入相对于氧化钇稳定氧化锆系粉末0.25质量％的、一次粒子的平均粒径为0.1μm的氧化铝粉末，在以水为分散介质的湿式球磨机中研磨混合40小时。研磨中使用的氧化锆珠。使研磨后得到的氧化锆浆料在110℃下干燥，得到实施例1的氧化锆粉末。
[0261]
具体地，上述操作在如使用图1所说明的装置中进行。
[0262]
(实施例2)
[0263]
除了将烧成温度设为860℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例2的氧化锆粉末。
[0264]
(实施例3)
[0265]
以与实施例2相同的方式得到了实施例3的氧化锆粉末。另外，实施例3的氧化锆烧结体与实施例2的氧化锆烧结体相比，成型体制作时的成型条件以及烧结体制作时的烧结条件不同。
[0266]
(实施例4)
[0267]
除了将氧化铝粉末的添加量变更为0.1质量％以及将烧成温度设为860℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例4的氧化锆粉末。
[0268]
(实施例5)
[0269]
除了不添加以y2o3换算为10质量％的氯化钇水溶液以使y2o3为3mol％，而是添加氯化钇水溶液以使y2o3为5.6mol％以及将烧成温度设为880℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例5的氧化锆粉末。
[0270]
(实施例6)
[0271]
除了不添加以y2o3换算为10质量％的氯化钇水溶液以使y2o3为3mol％，而是添加氯化钇水溶液以使y2o3为7mol％以及将烧成温度设为900℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例6的氧化锆粉末。
[0272]
(实施例7)
[0273]
除了将烧成温度设为830℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例7的氧化
锆粉末。
[0274]
(实施例8)
[0275]
除了将氧化铝粉末的添加量变更为0.24质量％以及将烧成温度设为760℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例8的氧化锆粉末。
[0276]
(实施例9)
[0277]
除了将氧化铝粉末的添加量变更为0.24质量％以及将烧成温度设为700℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例9的氧化锆粉末。
[0278]
(实施例10)
[0279]
除了不添加氧化铝粉末以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例10的氧化锆粉末。
[0280]
(实施例11)
[0281]
除了不添加氧化铝粉末以及将烧成温度设为860℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例11的氧化锆粉末。
[0282]
(实施例12)
[0283]
除了不添加氧化铝粉末以及将烧成温度设为760℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例12的氧化锆粉末。
[0284]
(实施例13)
[0285]
除了不添加以y2o3换算为10质量％的氯化钇水溶液以使y2o3为3mol％，而是添加氯化钇水溶液以使y2o3为1.6mol％以及将烧成温度设为860℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例13的氧化锆粉末。
[0286]
(实施例14)
[0287]
除了不添加以y2o3换算为10质量％的氯化钇水溶液以使y2o3为3mol％，而是添加氯化钇水溶液以使y2o3为2mol％以及将烧成温度设为860℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例14的氧化锆粉末。
[0288]
(实施例15)
[0289]
除了不添加氯化钇水溶液而是添加碳酸钙(caco3)使其以cao换算为4mol％，将烧成温度设为1000℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例15的氧化锆粉末。
[0290]
(实施例16)
[0291]
除了不添加氯化钇水溶液而是添加碳酸钙(caco3)使其以cao换算为17mol％，将烧成温度设为1000℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例16的氧化锆粉末。
[0292]
(实施例17)
[0293]
除了不添加氯化钇水溶液，而是添加以er2o3换算为10质量％的氯化铒水溶液以使er2o3为1.6mol％，将氧化铝粉末的添加量变更为0.26质量％以及将烧成温度设为860℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例17的氧化锆粉末。
[0294]
(实施例18)
[0295]
除了不添加以y2o3换算为10质量％的氯化钇水溶液以使y2o3为3mol％，而是添加氯化钇水溶液以使y2o3为1mol％，且添加以er2o3换算为10质量％的氯化铒水溶液以使er2o3为1mol％，添加0.25质量％的zno以及将烧成温度设为860℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例18的氧化锆粉末。
[0296]
(实施例19)
[0297]
除了不添加氯化钇水溶液，而是添加以ceo2换算为10质量％的氯化铈水溶液以使ceo2为10mol％，将氧化铝粉末的添加量变更为0.29质量％以及将烧成温度设为980℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例19的氧化锆粉末。
[0298]
(实施例20)
[0299]
除了不添加氯化钇水溶液，而是添加以ceo2换算为12质量％的氯化铈水溶液以使ceo2为12mol％，将氧化铝粉末的添加量变更为0.28质量％以及将烧成温度设为980℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例20的氧化锆粉末。
[0300]
(实施例21)
[0301]
除了不添加以y2o3换算为10质量％的氯化钇水溶液以使y2o3为3mol％，而是添加氯化钇水溶液以使y2o3为2mol％，不添加氧化铝粉末而是添加0.6质量％的fe2o3粉末以及将烧成温度设为860℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例21的氧化锆粉末。
[0302]
(实施例22)
[0303]
除了不添加以y2o3换算为10质量％的氯化钇水溶液以使y2o3为3mol％，而是添加氯化钇水溶液以使y2o3为2mol％，不仅添加0.25质量％的氧化铝粉末还添加0.6质量％的fe2o3粉末以及将烧成温度设为860℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例22的氧化锆粉末。
[0304]
(实施例23)
[0305]
除了不仅添加0.25质量％的氧化铝粉末还添加0.18质量％的fe2o3粉末以及将烧成温度设为860℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例23的氧化锆粉末。
[0306]
(实施例24)
[0307]
除了将氧化铝粉末的添加量变更为0.1质量％，不仅添加氧化铝粉末还添加0.04质量％的mno2粉末以及将烧成温度设为860℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例24的氧化锆粉末。
[0308]
(实施例25)
[0309]
除了不添加以y2o3换算为10质量％的氯化钇水溶液以使y2o3为3mol％，而是添加氯化钇水溶液以使y2o3为2.6mol％，不仅添加氧化铝粉末还添加0.25质量％的zno粉末以及将烧成温度设为860℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例25的氧化锆粉末。
[0310]
(实施例26)
[0311]
除了不添加以y2o3换算为10质量％的氯化钇水溶液以使y2o3为3mol％，而是添加氯化钇水溶液以使y2o3为2.6mol％，不仅添加氧化铝粉末还添加0.7质量％的fe2o3粉末、1.2质量％的coo粉末、1.3质量％的cr2o3粉末以及0.7质量％的tio2粉末，以及将烧成温度设为860℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例26的氧化锆粉末。
[0312]
(实施例27)
[0313]
除了不添加以y2o3换算为10质量％的氯化钇水溶液以使y2o3为3mol％，而是添加氯化钇水溶液以使y2o3为2.6mol％，将氧化铝粉末的添加量变更为0.7质量％，不仅添加氧化铝粉末还添加1.1质量％的mno2粉末、1.2质量％的coo粉末以及1.3质量％的cr2o3粉末，以及将烧成温度设为860℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例27的氧化锆粉末。
[0314]
(实施例28)
[0315]
除了不添加以y2o3换算为10质量％的氯化钇水溶液以使y2o3为3mol％，而是添加氯化钇水溶液以使y2o3为2.6mol％，将氧化铝粉末的添加量变更为0.6质量％，不仅添加氧化铝粉末还添加1.9质量％的coo粉末，以及将烧成温度设为860℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例28的氧化锆粉末。
[0316]
(实施例29)
[0317]
除了不添加以y2o3换算为10质量％的氯化钇水溶液以使y2o3为3mol％，而是添加氯化钇水溶液以使y2o3为2.6mol％，将氧化铝粉末的添加量变更为0.25质量％，添加0.2质量％的tb4o7粉末以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例29的氧化锆粉末。
[0318]
(实施例30)
[0319]
除了将混合液的so
42-/zro2质量比设为0.60以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例30的氧化锆粉末。
[0320]
(实施例31)
[0321]
除了分别将213g的25质量％的硫酸钠水溶液及450g以zro2换算为16质量％的氯氧化锆水溶液(酸浓度：1n)各自加热到99℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例31的氧化锆粉末。
[0322]
(实施例32)
[0323]
除了使加热后的水溶液相互接触4分钟以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例32的氧化锆粉末。
[0324]
(实施例33)
[0325]
除了不添加氯化钇水溶液，而是添加以sc2o3换算为10质量％的氯化钪水溶液以使sc2o3为3mol％以及将烧成温度设为860℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例33的氧化锆粉末。
[0326]
(实施例34)
[0327]
除了不仅添加0.25质量％的氧化铝粉末还添加0.3质量％的cuo粉末以及将烧成温度设为860℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例34的氧化锆粉末。
[0328]
(实施例35)
[0329]
除了不仅添加0.25质量％的氧化铝粉末还添加0.03质量％的v2o5粉末以及将烧成温度设为860℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例35的氧化锆粉末。
[0330]
(实施例36)
[0331]
除了不添加氯化钇水溶液，而是添加以yb2o3换算为10质量％的氯化镱水溶液以使yb2o3为3mol％以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例36的氧化锆粉末。
[0332]
(实施例37)
[0333]
除了不添加氯化钇水溶液而是添加碳酸钙(caco3)使其以cao换算为6mol％，将氧化铝粉末的添加量变更为0质量％，将烧成温度设为1000℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例37的氧化锆粉末。
[0334]
(实施例38)
[0335]
除了不添加氯化钇水溶液而是添加碳酸钙(caco3)使其以cao换算为10.6mol％，将氧化铝粉末的添加量变更为0质量％，将烧成温度设为950℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例38的氧化锆粉末。
[0336]
(实施例39)
[0337]
除了不添加氯化钇水溶液而是添加碳酸钙(caco3)使其以cao换算为8.8mol％，将氧化铝粉末的添加量变更为0.1质量％，将烧成温度设为950℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例39的氧化锆粉末。
[0338]
(实施例40)
[0339]
除了不添加以y2o3换算为10质量％的氯化钇水溶液以使y2o3为3mol％，而是添加氯化钇水溶液以使y2o3为3.2mol％以及将氧化铝粉末的添加量变更为0质量％以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例40的氧化锆粉末。
[0340]
(实施例41)
[0341]
除了不添加以y2o3换算为10质量％的氯化钇水溶液以使y2o3为3mol％，而是添加氯化钇水溶液以使y2o3为3.2mol％以及将氧化铝粉末的添加量变更为0.1质量％以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例41的氧化锆粉末。
[0342]
(实施例42)
[0343]
除了不添加以y2o3换算为10质量％的氯化钇水溶液以使y2o3为3mol％，而是添加氯化钇水溶液以使y2o3为3.2mol％以及将氧化铝粉末的添加量变更为0.25质量％以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例42的氧化锆粉末。
[0344]
(实施例43)
[0345]
除了不添加以y2o3换算为10质量％的氯化钇水溶液以使y2o3为3mol％，而是添加氯化钇水溶液以使y2o3为3.2mol％，将烧成温度设为860℃以及将氧化铝粉末的添加量变更为0.1质量％以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例43的氧化锆粉末。
[0346]
(实施例44)
[0347]
除了不添加以y2o3换算为10质量％的氯化钇水溶液以使y2o3为3mol％，而是添加氯化钇水溶液以使y2o3为4.0mol％以及将氧化铝粉末的添加量变更为0.1质量％以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例44的氧化锆粉末。
[0348]
(实施例45)
[0349]
除了不添加以y2o3换算为10质量％的氯化钇水溶液以使y2o3为3mol％，而是添加氯化钇水溶液以使y2o3为5.6mol％以及将氧化铝粉末的添加量变更为0.1质量％以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例45的氧化锆粉末。
[0350]
(实施例46)
[0351]
除了不添加以y2o3换算为10质量％的氯化钇水溶液以使y2o3为3mol％，而是添加氯化钇水溶液以使y2o3为1.7mol％，将烧成温度设为860℃，以及代替氧化铝粉末将mno2粉末的添加量变更为1.0质量％以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例46的氧化锆粉末。
[0352]
(实施例47)
[0353]
除了将氧化铝粉末的添加量变更为0.5质量％，将fe2o3粉末的添加量变更为0.1质量％，将mno2粉末的添加量变更为0.3质量％以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例47的氧化锆粉末。
[0354]
(实施例48)
[0355]
除了将氧化铝粉末的添加量变更为0.5质量％，将mno2粉末的添加量变更为0.3质
量％，将coo粉末的添加量变更为0.1质量％以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例48的氧化锆粉末。
[0356]
(实施例49)
[0357]
除了不添加氯化钇水溶液，而是添加以ceo2换算为10质量％的氯化铈水溶液以使ceo2为11mol％，将烧成温度设为780℃，将氧化铝粉末的添加量设为0.5质量％，将mno2粉末的添加量设为0.5质量％以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例49的氧化锆粉末。
[0358]
(实施例50)
[0359]
除了不添加氯化钇水溶液，而是添加以tb4o7换算为10质量％的氯化铽水溶液以使tb4o7为2.0mol％，将烧成温度设为780℃以外，以与实施例1相同的方式得到了实施例51的氧化锆粉末。
[0360]
(比较例1)
[0361]
将187g氯氧化锆八水合物(zro2换算：72g)溶解在离子交换水中，接着用35％盐酸和离子交换水将酸浓度调整为0.67n，zro2浓度调整为4w/v％。
[0362]
将得到的溶液升温至60℃并在相同温度下添加1065g的5％硫酸钠(硫酸盐化剂)。接着升温至95℃并在相同温度下保持15分钟后，放置冷却至室温，得到含碱性硫酸锆的浆料，除此之外，以与实施例1相同的方式得到比较例1的氧化锆粉末。也就是说，工序3以后以与实施例1相同的方式得到了比较例1的氧化锆粉末。
[0363]
(比较例2)
[0364]
将硫酸钠粉末溶解在离子交换水中，得到了5质量％的硫酸钠溶液。加热得到的硫酸钠溶液，保持在85℃下。
[0365]
另一方面，将氯氧化锆盐溶液调整为含有以氧化锆换算为1质量％的锆，对该锆盐溶液进行加热，保持在85℃下。氧化锆的总量为100g。
[0366]
接着，一边搅拌85℃恒温保持的全部1000g硫酸钠溶液，一边在10秒期间内将其添加到85℃恒温保持的锆盐溶液中并混合，由此得到了碱性硫酸锆浆料。向其中添加氯化钇溶液以使氧化钇量相对于氧化锆为3.0mol％之后，使用氢氧化钠进行中和得到了氢氧化物。
[0367]
过滤氢氧化物，水洗之后，在电炉中将烧成温度设为1000℃，烧成氢氧化物并得到氧化物之后，加入相对于氧化物0.25质量％的平均粒径0.1μm的氧化铝粉末，用以水为分散介质的湿式球磨机研磨混合30小时。将得到的浆料在120℃下恒温干燥，得到了目标氧化锆粉末。由此得到了比较例2的氧化锆粉末。
[0368]
(比较例3)
[0369]
除了使加热的水溶液相互接触3小时以使混合液的so
42-/zro2质量比为0.50以外，以与实施例1相同的方式得到了比较例3的氧化锆粉末。
[0370]
(比较例4)
[0371]
除了将硫酸钠溶液和锆盐溶液的保持温度分别变更为60℃，将硫酸钠溶液和锆盐溶液变更为在60℃下混合以外，以与实施例1相同的方式得到了比较例4的氧化锆粉末。
[0372]
[比表面积测定]
[0373]
实施例、比较例的氧化锆粉末的比表面积使用比表面积计(“macsorb”日本mountech生产)通过bet法测量。结果在表3、表4中示出。
[0374]
[细孔容积的测定]
[0375]
对于实施例、比较例的氧化锆粉末，使用细孔分布测定装置(“autopore iv 9500”micromeritics生产)，用压汞法得到了细孔分布。测定条件如下。
[0376]
＜测定条件＞
[0377]
测定装置：细孔分布测定装置(micromeritics生产的autopore iv 9500)
[0378]
测定范围：0.0036～10.3μm
[0379]
测定点数：120点
[0380]
汞接触角：140degrees
[0381]
汞表面张力：480dyne/cm
[0382]
使用得到的细孔分布求出了10nm以上200nm以下的范围中的峰顶直径、细孔容积以及细孔分布宽度。结果在表3、表4中示出。
[0383]
其中，细孔分布宽度是指log微分细孔容积为0.1ml/g以上的峰的宽度。
[0384]
另外，作为参考，图2示出了实施例1的氧化锆粉末的细孔分布，图3示出了比较例2的氧化锆粉末的细孔分布，图4示出了比较例4的氧化锆粉末的细孔分布。
[0385]
[组成测定]
[0386]
使用icp-aes(“ultima-2”horiba制造)分析实施例、比较例的氧化锆粉末的组成(以氧化物换算)。结果在表1、表2中示出。
[0387]
[粒径d
50
的测定]
[0388]
将0.15g实施例、比较例的氧化锆粉末和40ml的0.2％六偏磷酸钠水溶液放入50ml烧杯中，在超声波破碎仪“sonifier-s-450d”(日本emerson株式会社)中分散5分钟后，放入装置(激光衍射式粒径分布测定装置(“sald-2300”岛津制作公司生产))中测定。结果在表3、表4中示出。
[0389]
[氧化锆烧结体的制作]
[0390]
首先，使实施例、比较例的氧化锆粉末经受冷各向同性加压法(cip)得到成型体。成型压力仅在实施例3中设为1t/cm2，实施例3之外设为2t/cm2。
[0391]
此时，成型体的相对成型密度通过下述求出。结果在表3、表4中示出。
[0392]
接着，使所述成型体在1100℃、2小时的条件下烧结(实施例49)，得到了氧化锆烧结体。
[0393]
此外，使所述成型体在1150℃、2小时的条件下烧结(实施例14，实施例20～实施例22，实施例46～实施例48)，得到了氧化锆烧结体。
[0394]
此外，使所述成型体在1200℃、2小时的条件下烧结(实施例1～9，13～32，50，比较例1，3，4)，得到了氧化锆烧结体。
[0395]
此外，使所述成型体在1250℃、2小时的条件下烧结(实施例40～45)，得到了氧化锆烧结体。
[0396]
此外，使所述成型体在1300℃、2小时的条件下烧结(实施例10～12，39)，得到了氧化锆烧结体。
[0397]
此外，使所述成型体在1325℃、2小时的条件下烧结(实施例37，38)，得到了氧化锆烧结体。
[0398]
另外，由于比较例2未在1300℃以下烧结，因此不测定烧结密度。
[0399]
得到的氧化锆烧结体的相对烧结密度通过下述求出。结果在表3、表4中示出。另外，表3、表4中的
“‑”
表示未测定。
[0400]
＜相对烧结密度＞
[0401]
相对烧结密度(％)＝(烧结密度/理论烧结密度)
×
100
ꢀꢀꢀ
(1)
[0402]
其中，理论烧结密度(记作ρ0)是通过下式(2-1)算出的值。
[0403]
ρ0＝100/[(y/3.987) (100-y)/ρz]
ꢀꢀꢀ
(2-1)
[0404]
其中，ρz是通过下式(2-2)算出的值。
[0405]
ρz＝[124.25(100-x) [稳定剂的分子量]
×
x]/[150.5(100 x)a2c]
ꢀꢀꢀ
(2-2)
[0406]
其中，所述稳定剂的分子量在所述稳定剂为y2o3时使用225.81，在所述稳定剂为er2o3时使用382.52，在所述稳定剂为yb2o3时使用394.11。
[0407]
此外，x和y分别是稳定剂浓度(摩尔％)和氧化铝浓度(重量％)。此外，a和c分别是通过下式(2-3)和(2-4)算出的值。
[0408]
a＝0.5080 0.06980x/(100 x)
ꢀꢀꢀ
(2-3)
[0409]
c＝0.5195-0.06180x/(100 x)
ꢀꢀꢀ
(2-4)
[0410]
在式(1)中，理论烧结密度根据粉末的组成而变化。例如，含氧化钇的氧化锆的理论烧结密度在氧化钇含量为2mol％时为6.117g/cm3，在氧化钇含量为3mol％时为6.098g/cm3，在氧化钇含量为5.5mol％时为6.051g/cm3(al2o3＝0重量％时)。
[0411]
在稳定剂为sc2o3时，ρz是通过下式(3)算出的值。
[0412]
ρz＝-0.0402(sc2o3的摩尔浓度) 6.1294
ꢀꢀꢀ
(3)
[0413]
在稳定剂为cao时，ρz是通过下式(3-1)算出的值。
[0414]
ρz＝-0.0400(cao的摩尔浓度) 6.1700
ꢀꢀꢀ
(3-1)
[0415]
此外，在包含着色剂时的理论烧结密度(记为ρ1)为
[0416]
ρ1＝100/[(z/v) (100－z)/ρ0]
ꢀꢀꢀ
(2-5)
[0417]
此外，z为着色剂浓度(重量％)，v为着色剂理论密度(g/cm3)。
[0418]
关于着色剂理论密度，fe2o3为5.24g/cm3，zno为5.61g/cm3，mno2为5.03g/cm3，coo为6.10g/cm3，cr2o3为5.22g/cm3，tio2为4.23g/cm3，tb4o7为7.80g/cm3，cuo为6.31g/cm3，v2o5为3.36g/cm3。
[0419]
此外，烧结密度用阿基米德法测量。
[0420]
＜相对成型密度＞
[0421]
相对成型密度(％)＝(成型密度/理论烧结密度)
×
100(4)
[0422]
其中，理论烧结密度(记为ρ0)是通过上述式(2-1)算出的值。
[0423]
＜全光线透过率＞
[0424]
用分光光度计(装置名：sh-7000，日本电色工业公司生产)、使用d65光源、通过依据jisk7361的方法测定上述得到的实施例37～45的氧化锆烧结体的全光线透过率。测定样品两面抛光以将厚度调整为1mm。结果在表4中示出。
[0425]
表1
[0426][0427]
表2
[0428][0429]
表3
[0430][0431]
表4
[0432]