陶瓷球形体制造技术

本发明专利技术为一种陶瓷球形体，其以二氧化锆为主要成分，正方晶的比例为80容量％以上95容量％以下，单斜晶的比例为5容量％以下，其特征在于，将平均粒径设为X(μm)时，直径成为X/2(μm)的该球形体的截面与该球形体的表面的交线部中的波纹度的最大高度Wz(μm)为平均粒径X(μm)的0.5％以上1.2％以下。本发明专利技术提供能够用作粉粹机中使用的球、珠等介质、并且即使在常温状态及水温高的状态下进行粉碎

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】陶瓷球形体


[0001]本专利技术涉及陶瓷球形体。

技术介绍

[0002]在电子材料用途中使用的粉末的微粉碎、油墨用途中颜料的分散时，广泛采取使用粉碎用介质进行粉碎的球磨机、振动研磨机、砂磨机、珠磨机等粉碎机。作为用于这样的粉碎机用的球、珠等粉碎用介质(以下有时简称为“介质”)，使用以耐磨性、耐冲击性方面优异的二氧化锆作为主要成分的陶瓷烧结体。
[0003]作为以二氧化锆作为主要成分的陶瓷烧结体，公开了通过对ZrO2与Y2O3的组成比率进行限定，控制Al2O3量及SiO2量，从而提高耐久性及耐磨性的介质(例如专利文献1)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2001
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316178号公报

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的课题
[0008]近年来，特别是以提高被粉碎物的性能为目的而进一步要求粒子的微细化，伴随于此，300μm以下的粉碎用微小径介质的利用正在扩大。微小径介质通常是通过滚动造粒成型法、液中造粒成型法、等离子体熔融成型法等进行制造，但不管何种造粒方法均由于成型过程中的粒子的成长历程、热历程、表面张力等的影响，而在介质表面存在波纹形状。
[0009]这样的介质表面的波纹是局部性曲率半径较小的部位。由本专利技术人研究的结果可知，当介质彼此、介质与被粉碎物、以及介质与装置壁面碰撞时，介质表面波纹部位的接触面积较小，若施加较高的压力，结果会成为容易产生介质破损的主要原因。特别是在水中将被粉碎物与介质混合于粉碎机等中，进行长时间粉碎
·
分散的情况下，水温会变高，陶瓷烧结体的劣化加剧，容易引起破损。
[0010]本专利技术的目的在于提供能够用作粉碎机中使用的球、珠等介质、并且即使在常温状态及水温较高的状态下进行粉碎
·
分散也不易发生破损的陶瓷球形体。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]即，用于解决上述课题的本专利技术为一种陶瓷球形体，其以二氧化锆为主要成分，正方晶的比例为80容量％以上95容量％以下，单斜晶的比例为5容量％以下，其特征在于，将平均粒径设为X(μm)时，直径成为X/2(μm)的该球形体的截面与该球形体的表面的交线部中的波纹度的最大高度Wz(μm)为平均粒径X(μm)的0.5％以上1.2％以下。
[0013]专利技术的效果
[0014]本专利技术的陶瓷球形体即使在常温状态及水温较高的状态下被用于进行被粉碎物的粉碎
·
分散，也具有抑制陶瓷球形体破损的效果。
附图说明
[0015][图1]为表示本专利技术的陶瓷球形体中的波纹度的最大高度Wz的测定位置、测定方向及实际测定的波纹轮廓的例子的图。对图中的z轴方向的波纹度的最大高度进行测定，x轴、y轴表示与其正交的平面。
具体实施方式
[0016]本专利技术的陶瓷球形体由以二氧化锆为主要成分的陶瓷烧结体构成。需要说明的是，以下在本说明书中，将作为最终制品的陶瓷烧结体、即粉碎用介质以外的作为在制造工序中经一次以上烧结而得到的中间体的陶瓷烧结体统称为“中间烧结体”。另外，将作为最终制品的陶瓷烧结体及中间烧结体这两者统一简称为“烧结体”。
[0017]本专利技术的陶瓷球形体通过将以二氧化锆为主要成分的陶瓷原料粉末(以下有时简称为“原料粉末”)成型为球状而得到。此处，本说明书中“以二氧化锆为主要成分”是指二氧化锆的比率为90重量％以上，若二氧化锆的比率为总成分的93重量％以上，则能够得到特别高的强度，因而优选。
[0018]陶瓷中各成分的含量可如下求得。首先，使用万能试验机将陶瓷试料压碎，再将压碎片约0.3g装入铂坩埚中，用硫酸氢钾熔解。将其用稀硝酸溶解并定容，使用ICP发射光谱法对各金属元素进行定量，再将其换算为氧化物来求出含量。以下，本专利技术的陶瓷球形体中的成分有时用金属元素表示，有时用氧化物表示。
[0019]另外，本专利技术的陶瓷球形体除上述主要成分以外，以氧化物换算计，还包含氧化钇(Y2O3)、二氧化铈(CeO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)等是优选的。它们作为稳定剂起作用，能够提高陶瓷球形体的强度、韧性。其中，优选含有氧化钇。就氧化钇的含量而言，以陶瓷球形体中的氧化钇/二氧化锆的摩尔比计，优选为4.6/95.4以上5.6/94.4以下，更优选为4.8/95.2以上5.5/94.5以下。
[0020]本专利技术的陶瓷球形体中，正方晶的比例为80容量％以上95容量％以下，单斜晶的比例为5容量％以下。正方晶的含量为80容量％以上时，施加应力时，正方晶会变化为单斜晶而体积膨胀，能够抑制介质的龟裂，而小于80容量％时，有时该效果变小。另一方面，正方晶的含量大于95容量％时，在高温的水中容易发生劣化，因此在长时间进行粉碎
·
分散等而水温上升的情况下，有时陶瓷球形体容易破损。另外，从防止破损的观点考虑，单斜晶的比例越少越好，为5容量％以下。优选为3容量％以下，更优选为1容量％以下。然而，在陶瓷球形体的制造工序中，为使表面形状平滑而通常进行如后所述的湿式研磨、后清洗，在湿式研磨时的水温上升、研磨后的清洗、干燥的过程中，至少会形成0.1％以上的单斜晶，因此通常不会完全为零。陶瓷球形体的各结晶相的比例可通过粉末X射线衍射法进行测定。
[0021]就本专利技术的陶瓷球形体而言，在将平均粒径设为X(μm)时，直径成为X/2(μm)的该球形体截面与该球形体表面的交线部中的波纹度的最大高度Wz(μm)为平均粒径X(μm)的0.5％以上1.2％以下，即(Wz/X)
×
100为0.5以上1.2以下。通常，波纹度的最大高度随着粒子粒径而变大，因此本专利技术中，对通过波纹度的最大高度除以平均粒径而得的值进行评价。(Wz/X)
×
100大于1.2时，在粉碎中的陶瓷球形体彼此、或陶瓷球形体与被粉碎物等的碰撞中，陶瓷球形体发生局部性压力集中，结果容易发生破损。(Wz/X)
×
100更优选为1.0以下。另外，(Wz/X)
×
100小于0.5时，作为工业制品的生产率不足。
[0022]此处，平均粒径X可在拍摄陶瓷球形体后，使用图像分析
·
测量软件进行测定。具体而言，为如下测定的值。使用数字显微镜以10～200倍的倍率对陶瓷球形体的集合体进行拍摄。使用图像分析
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测量软件，以测定用图像的明度为基准，将拍摄图像二值化。通过最小均方对二值化图像进行圆形图形分离，计算经分离的各圆的直径作为各陶瓷球形体的直径。将1000个陶瓷球形体的直径的数均值作为平均粒径X。
[0023]另外，“波纹度的最大高度Wz”能够如下求出：基于JIS B 0601：2013，如图1所示，对于成为比陶瓷球形体的直径1小的、X/2的直径2的该球形体截面与该球形体表面的交线部3，从上方4利用激光显微镜观察陶瓷球形体而求出。作为减少波纹度的最大高度Wz的方法，例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.陶瓷球形体，其以二氧化锆为主要成分，正方晶的比例为80容量％以上95容量％以下，单斜晶的比例为5容量％以下，其特征在于，将平均粒径设为X(μm)时，直径成为X/2(μm)的该球形体的截面与该球形体的表面的交线部中的波纹度的最大高度Wz(μm)为平均粒径X(μm)的0.5％以上1.2％以下。2.根据权利要求1所述的陶瓷球形体，其中，单斜晶的比例为0.1容量％以上。3.根据权利要求1或2所述的陶瓷球形体，其粒度分布中的1％粒径(D1)为0.7X(μm)以上，99％粒径(D99...

【专利技术属性】
技术研发人员：神井康宏，新贝真之，吉野正树，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：