| 研究概要 |
【Y_2】【O_3】,CaO,MgOなどを添加したZr【O_2】は部分安定化ジルコニア(PSZ)と呼ばれ、強靭性セラミックスとして注目されている。その強靭化機構は過冷状態にある正方晶相に引張応力が加わると、約4%の体積膨張を伴って単斜晶に変態するためである。これに類似の現象は18-8ステンレス鋼などにもみられ、加工誘起変態といわれている。
【Y_2】【O_3】添化PSZの性質の改善を進めるためには、まずこの系の状態図を明らかにすること有効であると考えて、昨年度までは主としてこの研究を行い、従来と異なる新らしい状態図を提案した。
本年度はこの新状態図を基礎として、【Y_2】【O_3】添加PSZの性質と相変態の関係を詳しく検討した。
(1)アーク溶解試料によるKicの測定。【Y_2】【O_3】濃度を種々に変えた試料をアーク溶解したままの状態で、ビッカース圧痕法によりKicを求めたところ、1.8モル%付近の狭い組成範囲でKicが鋭いピークを示すことが分った。この試料を1700℃に加熱するとKicが低下する。この原因は、アーク溶解後の冷却途中で形成されたマルテンサイト状組織が消失し、このために正方晶相が不安定化して単斜晶が相当量含まれていたためと思われた。
(2)焼結試料の機械的性質
2,2.5,3mol%【Y_2】【O_3】共沈粉末を1300℃で焼結した場合,2mol%試料がもっとも強靭であった。そして焼結時間が100hのときに最高のKicが得られた。この理由としては,短時間焼結した正方晶相の組成は2mol%【Y_2】【O_3】に近いが、長時間加熱する間に平衡状態の1.75mol%に近付き、加工誘起変態が起りやすくなったためと考えられる。このほか、ホットプレスによる強靭化、【N_2】零囲気中焼結の有効性を見出した。
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