氧化锆微细粉末及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种成型性优异、具有高烧结密度、能够利用简便的方法制造氧化锆烧结体的氧化锆粉末及其制造方法。本发明专利技术的氧化锆粉末含有2～6mol％的氧化钇，细孔径200nm以下的细孔容量为0.14～0.28mL/g，以成型压1t/cm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氧化锆微细粉末及其制造方法
本专利技术涉及氧化锆微细粉末及其制造方法。
技术介绍
氧化锆(氧化锆)的用途非常多。作为这种氧化锆，干式制造的粉末或湿式制造的粉末等为代表例，最近，从其多功能性方面，活跃进行湿式氧化锆粉末的研究开发。例如，利用水解法等湿式精制法制造的湿式氧化锆用于电子材料、汽车排气净化用助催化剂、氧传感器、精细陶瓷、防反射膜、固体氧化物型燃料电池的电解质等。上述湿式氧化锆虽然也以粉末形式使用，但大多情况下以烧结体的形式使用而发挥其功能。氧化锆烧结体通过在将氧化锆结晶微细粉末成型以后、对该成型体进行烧结来制造。在这种情况下，为了直至常温维持作为氧化锆结晶的高温稳定相的四方晶系或立方晶系的结晶结构，预先对氧化锆结晶微细粉末进行稳定化处理。氧化锆结晶的稳定化处理通常通过使氧化钙、氧化镁、氧化钇等氧化物类固溶于氧化锆来进行。包括仅由立方晶系的结晶结构形成的氧化锆的烧结体广泛用作所谓完全稳定化氧化锆(通常称为“稳定化氧化锆”)烧结体。另外，含有四方晶系结晶结构的氧化锆的烧结体广泛用作部分稳定化氧化锆烧结体。在得到如上所述的氧化锆烧结体的情况下，粉末的特性对制造时的处理、烧结特性造成影响。因此，所得到的氧化锆烧结体的特性很大程度依赖于作为原料的氧化锆粉末的特性。作为氧化锆粉末，例如，专利文献1中公开了BET比表面积为6～28m2/g并且[由电子显微镜测定的平均粒径]/[由BET比表面积求出的平均粒径]之比为0.9～2.1的氧化锆微细粉末。该氧化锆微细粉末能够通过调节原料的水合氧化锆的平均粒径及其预烧温度来制造，提高了在成型、烧结而制成陶瓷时的成型性和烧结性。另外，专利文献2中公开了包括BET比表面积为3.5～20m2/g、粒径中央值为0.3～1μm并且[利用电子显微镜的平均粒径]/[基于BET比表面积的平均粒径]之比为1～3的二次凝聚颗粒的氧化锆粉末。另外，专利文献2公开了水合氧化锆溶胶的平均为0.2μm以下、具有将该溶胶以在800～1200℃或在800～1300℃的范围内满足的温度T(℃)进行预烧而满足的关系的BET比表面积S(m2/g)的氧化锆粉末及其制法。专利文献3中公开了一种透光性氧化锆烧结体，其包括含有2～4mol％的氧化钇作为稳定剂且含有低于0.1wt％的氧化铝作为添加剂的氧化锆，相对密度为99.8％以上并且厚度1.0mm时的全光线透射率为35％以上。另外，专利文献3公开了在大气中对含有低于0.1wt％的氧化铝且BET比表面积为10～15m2/gm、平均粒径为0.4～0.7μm、并且常压烧结(大气中，升温速度300℃/时)的烧结收缩速度(△ρ/△T：g/cm3·℃)为0.0125以上0.0160以下的粉末进行常压烧结而成的氧化锆粉末。该粉末以水合氧化锆溶胶为初始原料制造，成型密度为50％。专利文献4公开了氧化锆系多孔体及其制造方法。具体而言，通过将含有碱性硫酸锆的反应液A和含有碱性硫酸锆的反应液B混合，进行熟化之后进行中和、烧制，从而制造氧化锆系多孔体，上述含有碱性硫酸锆的反应液A通过将80℃以上且低于95℃的硫酸盐化剂和80℃以上且低于95℃的锆盐溶液混合而制得；上述含有碱性硫酸锆的反应液B通过将65℃以上且低于80℃的硫酸盐化剂和65℃以上且低于80℃的锆盐溶液混合而制得。专利文献5公开了多孔质氧化锆系粉末及其制造方法。具体而言，在向锆盐溶液添加硫酸盐化剂时，在高压釜中，向温度为100℃以上的锆盐溶液添加硫酸盐化剂，制造多孔质氧化锆系粉末。专利文献4和专利文献5所公开的多孔质氧化锆系粉末，能够应用于汽车排气净化用催化剂载体，即使在高温耐久后，也能够保有高的细孔容量。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平5－193947号公报专利文献2：日本特开平5－193948号公报专利文献3：日本特开2014－185078号公报专利文献4：日本特开2006－36576号公报专利文献5：日本特开2008－81392号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题如上所述，关于种种氧化锆粉末，虽然有种种专利技术公开和研究报告例，但没有对得到氧化锆烧结体时的成型性进行详细研究的例子。需求如下的氧化锆粉末，该氧化锆粉末不需要长时间的水解等，被强烈要求了消减制造成本、制造时间，另外，成型性也优异，能够容易地制造高烧结密度的氧化锆烧结体。在得到烧结体之前，通常需要在利用压制成型等对粉末进行加压而制作压粉体、即成型体之后，对该成型体进行烧结，但在该成型工序中，粉末的特性带来很大影响。为了得到烧结密度和烧结体强度高的烧结体，需要减少该成型体中的缺陷、密度不均，将成型体制成更高的密度。在压制成型工序中，成型时与模具壁面的摩擦的降低以及粉末颗粒之间的摩擦的降低很重要。在该摩擦大的情况下，成型体产生起层(lamination)、裂纹等缺陷，另外，摩擦大时，成型压力难以在颗粒之间传播，不能得到高成型密度的成型体，因此，在烧结体中残留气孔，难以提高烧结密度。另外，在利用注射成型、挤出成型、浇铸成型等的情况下，产生由成型体的变形、成型密度不均引起的烧结体的裂纹等，在利用片材成型的情况下，大多不能提高成型密度，片材强度下降，加工性变差。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种氧化锆粉末及其制造方法，该氧化锆粉末的成型性优异，具有高的烧结密度，能够利用简便的方法制造氧化锆烧结体。用于解决技术问题的技术方案本专利技术的专利技术人为了实现上述目的而重复进行了深入研究，结果发现，着眼于以往未关注的一次颗粒的凝聚度，通过将该凝聚度控制为特定范围的氧化锆粉末，能够实现上述目的，直至完成了本专利技术。详细而言，发现通过比以往加强了一次颗粒的凝聚并且将一次颗粒的间隙量、即细孔容量控制为特定范围的氧化锆粉末，能够实现上述目的，直至完成了本专利技术。即，本专利技术例如包括以下项目所记载的主题。项1.一种氧化锆粉末，其含有2～6mol％的氧化钇，细孔径200nm以下的细孔容量为0.14～0.28mL/g，以成型压1t/cm2进行成型后的由下述式(1)表示的相对成型密度为44～55％。相对成型密度(％)＝(成型密度/理论烧结密度)×100···(1)项2.如上述1所述的氧化锆粉末，其比表面积为5～20m2/g，平均粒径为0.3～0.8μm。项3.如上述1或2所述的氧化锆粉末，其还含有氧化铝。项4.如上述1～3中任一项所述的氧化锆粉末，其在1450℃进行烧结后的烧结密度为理论烧结密度的99.5％以上。项5.一种氧化锆粉末的制造方法，其用于制造项1～4中任一项所述的氧化锆粉末，上述制造方法包括：第一工序，将硫酸盐化剂溶液以75℃以上且低于100℃的温度进行加温，并以该温度进行保持；第二工序，将锆盐溶液以75℃以上且低于100℃的温度进行加温，并以该温度进行保持；第三工序，将在上述第一工序中保持的硫酸盐化剂溶液和在第二工序中保持的锆盐溶液混合，制备反应物；第四工序，对在上述第三工序中制备的反应物进行碱处理，之后在1000℃以上且低于1200℃的温度气氛中进行加热。项6.如上述5所述的氧化锆粉末的制造方法，其中，上述第一工序的温度为80℃以上98℃以下，上述第二工序的温度为80℃以上98℃以下。专利技术效果本专利技术的氧化锆粉末成型时具有高成型密度，并且能够作为具有相对于理论烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化锆粉末，其特征在于：含有2～6mol％的氧化钇，细孔径200nm以下的细孔容量为0.14～0.28mL/g，以成型压1t/cm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.30 JP 2016-0694621.一种氧化锆粉末，其特征在于：含有2～6mol％的氧化钇，细孔径200nm以下的细孔容量为0.14～0.28mL/g，以成型压1t/cm2进行成型后的由下述式(1)表示的相对成型密度为44～55％，相对成型密度(％)＝(成型密度/理论烧结密度)×100…(1)。2.如权利要求1所述的氧化锆粉末，其特征在于：比表面积为5～20m2/g，平均粒径为0.3～0.8μm。3.如权利要求1或2所述的氧化锆粉末，其特征在于：还含有氧化铝。4.如权利要求1～3中任一项所述的氧化锆粉末，其特征在于：在1450℃进行烧结后的烧结密度为理论烧结密度的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高井优行，
申请(专利权)人：第一稀元素化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP