着色透光性氧化锆烧结体及其用图_4

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[0132] (其中,I表示各衍射线的峰强度,下标m、t和c分别表示单斜晶相、正方晶相、立 方晶相。)
[0133] 实施例1~8
[0134] (含有0· 05wt %氧化铝/3. Omol %氧化钇的氧化锆颗粒粉末的合成)
[0135] 向氧氯化锆水溶液中添加氧化钇,对使Y2O3浓度为3. Omol %后通过水解得到的水 合氧化锆溶胶进行干燥,在1100°c的预烧结温度下预烧结2小时。
[0136] 对得到的预烧结粉末进行水洗处理之后,加入以氧化铝含量计为0.05wt%的 α -氧化铝、和蒸馏水,制成氧化锆浓度45重量%的浆料。将该浆料使用直径3mm的氧化锆 珠、在振动磨机中进行24小时粉碎处理。
[0137] 得到的浆料的平均粒径为0. 41 μ m、最大粒径< 1. 5 μ m。干燥的氧化锆粉末的BET 比表面积为13m2/g,微晶直径为33nm、干燥粉末的M相率为40%。向得到的浆料中加入有 机粘结剂3wt %,进行喷雾干燥得到平均粒径50 μ m的氧化错颗粒粉末。
[0138] (含有0· 05wt%氧化错/3. 〇1]1〇1%氧化纪/150(^口1]1氧化铁的氧化错颗粒粉末的合 成)
[0139] 另外,向氧氯化错水溶液中添加氧化纪,对使Y2O3浓度为3. Omol %后通过水解得 到的水合氧化锆溶胶进行干燥,在ll〇〇°C的预烧结温度下预烧结2小时。
[0140] 对得到的预烧结粉末进行水洗处理之后,加入以氧化铝含量计为0.05wt %的 α -氧化铝、以Fe2O3换算计为1500ppm的氧化氢氧化铁、和蒸馏水,制成氧化锆浓度45重 量%的浆料。将该浆料使用直径3mm的氧化锆珠、在振动磨机中进行24小时粉碎处理。
[0141] 得到的浆料的平均粒径为0. 42 μ m、最大粒径< 1. 5 μ m。干燥的氧化锆粉末的BET 比表面积为13m2/g,微晶直径为33nm、干燥粉末的M相率为42%。向得到的浆料中加入有 机粘结剂3wt %,进行喷雾干燥得到平均粒径48 μ m的氧化错颗粒粉末。
[0142] (含有0· 05wt%氧化铝/3. 2mol%氧化铒的氧化锆颗粒粉末的合成)
[0143] 另外,向氧氯化错水溶液中添加氧化铒,对使Er2O3浓度为3. 2mol %后通过水解得 到的水合氧化锆溶胶进行干燥,在ll〇〇°C的预烧结温度下预烧结2小时。
[0144] 对得到的预烧结粉末进行水洗处理之后,加入以氧化铝含量计为0.05wt %的 α -氧化铝、和蒸馏水,制成氧化锆浓度45重量%的浆料。将该浆料使用直径3mm的氧化锆 珠、在振动磨机中进行24小时粉碎处理。
[0145] 得到的浆料的平均粒径为0. 42 μ m、最大粒径< 1. 5 μ m。干燥的氧化锆粉末的BET 比表面积为12m2/g,微晶直径为34nm、干燥粉末的M相率为39%。向得到的浆料中加入有 机粘结剂3wt %,进行喷雾干燥得到平均粒径45 μ m的氧化错颗粒粉末。
[0146] 将上述3种粉末以任意比在塑料瓶中进行混合,得到Y2O3浓度2. 85~2. 92mol %、 Er2O3浓度0· 08~0· 17mol %、以Fe 203换算计为200~1430ppm的氧化氢氧化铁的混合粉 末。
[0147] 将得到的混合粉末用单轴压制(19. 6MPa)成形后,进行CIP (196MPa)成形,在烧结 温度1400°C或1450°C、升温速度600°C /hr、保持2小时的条件下烧结(常压烧结),制造着 色透光性氧化锆烧结体。
[0148] 实施例9~12
[0149] 实施例9~12是将在1450°C下常压烧结得到的氧化锆烧结体进一步在处理温度 1400°C、压力150MPa下实施HIP处理,制造着色透光性氧化锆烧结体。
[0150] HIP处理前后的着色透光性氧化锆烧结体的相对密度和总透光率几乎没有变化。 由此可知,本发明的着色透光性氧化锆烧结体不进行HIP处理也是具有与HIP处理同等特 性的烧结体。
[0151] 比较例1~3
[0152] 将不含有Er2O3的上述2种粉末以任意比在塑料瓶中进行混合,得到Y A浓度 3. Omol %、以Fe2O3换算计为200ppm或450ppm的氧化氢氧化铁的混合粉末。
[0153] 将得到的颗粒粉末用单轴压制(19. 6MPa)成形后,进行CIP(196MPa)成形,在烧结 温度1400°C或1450°C、升温速度600°C /hr、保持2小时的条件下烧结(常压烧结),制造着 色透光性氧化锆烧结体。
[0154] 可知不包含Er2O3的着色透光性氧化锆烧结体中,a M直降低、略微发红,因此不能 得到自然牙的色调。
[0155] 实施例13~16
[0156] 将上述3种粉末以任意比在塑料瓶中进行混合,将Y2O3浓度设定为2. 40~ 2. 70mol %、Er2O3浓度设定为0· 33~0· 66mol %,除此以外,以与实施例1~8相同的方法 制造着色透光性氧化锆烧结体。
[0157] 实施例17~20
[0158] 实施例17~20是将在1450°C下常压烧结得到的氧化锆烧结体进一步在处理温度 1400°C、压力150MPa下实施HIP处理,制造着色透光性氧化锆烧结体。
[0159] 实施例1~12、比较例1~3中的氧化钇量、Er2O3量、以Fe 203计的Fe添加量、氧 化铝添加量组成、烧结温度、得到的着色透光性氧化锆烧结体的实测密度、相对密度、D65光 源下的总透光率、JIS-Z8729规定的色彩参数的亮度1/值、aM直、P值、强度、晶体粒径、 140°C的热水中浸渍24小时后的单斜晶转移深度示于以下的表1,实施例13~20的相同数 值示于以下的表2。
[0160] 实施例21~41
[0161] (含有0.05¥1:%氧化错/36(^口1]1氧化钴/3.〇1]1〇1%氧化纪的氧化错颗粒粉末的合 成)
[0162] 向氧氯化锆水溶液中添加氧化钇,对使氧化钇浓度为3. Omol %后通过水解得到的 水合氧化锆溶胶进行干燥,在ll〇〇°C的预烧结温度下预烧结2小时。
[0163] 对得到的预烧结粉末进行水洗处理之后,加入以氧化铝含量计为0.05wt%的 α -氧化铝、以CoO换算计为360ppm的氧化钴、和蒸馏水,制成氧化锆浓度45重量%的浆 料。将该浆料使用直径3mm的氧化锆珠、在振动磨机中进行24小时粉碎处理。
[0164] 得到的浆料的平均粒径为0. 41 μ m、最大粒径< 1. 5 μ m。干燥的氧化锆粉末的BET 比表面积为13m2/g,微晶直径为32nm、干燥粉末的M相率为43%。向得到的浆料中加入有 机粘结剂3wt %,进行喷雾干燥得到平均粒径47 μ m的氧化错颗粒粉末。
[0165] 将上述粉末与按照实施例1~8调节的3种粉末以表3所示组成在塑料瓶中进行 混合,得到混合粉末。
[0166] 将得到的颗粒粉末用单轴压制(19. 6MPa)成形后,进行CIP(196MPa)成形,在烧结 温度1450°C、升温速度600°C /hr、保持2小时的条件下烧结(常压烧结),制造着色透光性 氧化锆烧结体。
[0167] 实施例21以及之后的"相对密度"是由理论密度P ^和实测密度P通过以下(1) 式求出。实测密度通过阿基米德法求出。
[0168] 相对密度(% ) = (p/pQ) XlOO · · · (1)
[0169] 另外,混合使用的各组成中的烧结体的理论密度P X、P y、P z是由添加的氧化物 的密度与浓度通过以下式子求出的。
[0170] 含有0· 05wt%氧化错/3. Omol %氧化纪的氧化错烧结体的理论密度P X = 100/ [(0. 05/P Al)+ (99. 95/P Zr)]
[0171] = 6. 0940g/cm3
[0172] 含有0. 05wt%氧化错/3. Omol %氧化纪/1500ppm氧化铁的氧化错烧结体的理论 密度 P y = 100/ [ (0· 05/ P Al) + (0· 15/ P Fe) + (99. 80/ P Zr)]
[0173] = 6. 0925g/cm3
[0174] 含有0. 05wt %氧化铝/360ppm氧化钴/含有3. Omol %氧化钇的氧化锆烧结体的 理论密度 P z = 100/ [ (0· 05/ P Al) + (0· 036/ P Co) + (99. 914/ P Zr)]
[0175] = 6. 0941g/cm3
[0176] 需要说明的是,
[0177] P Al :氧化铝的理论密度;3. 99g/cm3
[0178] p Fe :Fe203的理论密度;5. 24g/cm 3
[0179] P Co :C〇0 的理论密度;6. 40g/cm3
[0180] 0 2!':含有3.〇111〇1%氧化纪的氧化错的理论密度;6.〇9568/〇113。
[0181] 含有0. 05wt %氧化铝/3. 2mol %氧化铒的氧化错烧结体的理论密度使用HIP烧结 体密度 6. 336g/cm3。
[0182] 这些是由各组成中的烧结体的理论密度与其配混比通过通过以下(2)式求出理 论密度P tl。
[0183] p 0= 100/[ (x/p X) + (y/p y) + (z/P z) + (ΙΟΟ-χ-y-z)/6. 336] · · · (2)
[0184] x :含有0. 05wt %氧化铝/3. OmoI %氧化钇的氧化锆的配混比率;重量%
[0185] 7:含有0.05¥1:%氧化错/150(^口1]1氧化铁/含有3.〇1]1〇1%氧化纪的氧化错的配混 比率;重量%
[0186] z :含有0. 05wt%氧化错/360ppm氧化钴/3. Omol%氧化纪的氧化错的配混比率; 重量%
[0187] 实施例21~32中的组成、烧结温度、得到的着色透光性氧化锆烧结体的实测密 度、相对密度、D65光源下的总透光率、JIS-Z8729规定的色彩参数的亮度1/值、a+值、1/ 值、强度、晶体粒径、140°C的热水中浸渍24小时后的单斜晶转移深度示于以下表3。
[0188] [表 1]
[0189]
[0192] [表 3
[0193]
[0194] 如这些表所表明的那样,实施例1~20的着色透光性氧化锆烧结体的相对密度高 达99. 80%以上、且D65光源下的总透光率高达18%以上,为非常优异的着色透光性氧化锆 烧结体,期待用作研磨坯料、正畸托槽等牙科材料。
[0195] 实施例42
[0196] 向氧氯化错水溶液中添加氧化铒,对使Er2O3浓度为2. Omol %后通过水解得到的 水合氧化锆溶胶进行干燥,在ll〇〇°C的预烧结温度下预烧结2小时。
[0197] 对得到的预烧结粉末进行水洗处理之后,加入以氧化铝含量计为0.05wt%的 α -氧化铝、和蒸馏水,制成氧化锆浓度45重量%的浆料。将该浆料使用直径3mm的氧化锆 珠、在振动磨机中进行24小时粉碎处理。
[0198] 得到的浆料的平均粒径为0. 41 μ m、最大粒径< 1. 5 μ m。干燥的氧化锆粉末的BET 比表面积为13m2/g。向得到的浆料中加入有机粘结剂3wt%,进行喷雾干燥得到平均粒径 50 μ m的氧化锆颗粒粉末。
[0199] 将得到的颗粒粉末用单轴压制(19. 6MPa)成形后,进行CIP(196MPa)成形,在烧结 温度1450°C、升温速度600°C /hr、保持2小时的条件下烧结(常压烧结),制造粉色氧化锆 烧结体。
[0200] 实施例43
[0201] 将Er2O3浓度设定为3. Omol%,除此以外,以与实施例42相同的方法得到粉碎浆 料。
[0202] 得到的浆料的平均粒径为0. 43 μ m、最大粒径< 1. 5 μ m。干燥的氧化锆粉末的BET 比表面积为13m2/g。向得到的浆料中加入有机粘结剂3wt%,进行喷雾干燥得到平均粒径 48 μ m的氧化锆颗粒粉末。
[0203] 将得到的颗粒粉末用单轴压制(19. 6MPa)成形后,进行CI
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