JP2011073907A - Sintered body of zirconia and method for manufacturing the same - Google Patents
Sintered body of zirconia and method for manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011073907A JP2011073907A JP2009225658A JP2009225658A JP2011073907A JP 2011073907 A JP2011073907 A JP 2011073907A JP 2009225658 A JP2009225658 A JP 2009225658A JP 2009225658 A JP2009225658 A JP 2009225658A JP 2011073907 A JP2011073907 A JP 2011073907A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered body
- zirconia
- zirconia sintered
- yttria
- mol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
- C04B2235/6562—Heating rate
Landscapes
- Dental Prosthetics (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ジルコニア焼結体及びその製造方法に関する。より詳しくは、義歯、歯列矯正用ブラケット等の歯科用材料に適したジルコニア焼結体とその製造方法に関する。 The present invention relates to a zirconia sintered body and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a zirconia sintered body suitable for dental materials such as dentures and orthodontic brackets and a method for producing the same.
安定剤としてY2O3を少量固溶させたジルコニア焼結体(以下「Y−TZP」と略記する。)は高強度かつ高靭性であることから、切断工具、ダイス、ノズル、ベアリンゲ等の構造用材料のほか、歯科材料等の生体材料として広く利用されている。特に、歯科材料として利用する場合、高強度及び高靭性という機械的特性のみならず、審美的観点から透光性及び色調という光学的特性も要求される。 Since a zirconia sintered body (hereinafter abbreviated as “Y-TZP”) in which a small amount of Y 2 O 3 is dissolved as a stabilizer is high in strength and toughness, cutting tools, dies, nozzles, bearinge, etc. In addition to structural materials, they are widely used as biomaterials such as dental materials. In particular, when used as a dental material, not only mechanical properties such as high strength and high toughness but also optical properties such as translucency and color tone are required from an aesthetic point of view.
Y−TZPの高強度化という機械的特性のみに焦点を当てた検討・研究は従来からなされている。Y−TZPにおける高強度機構は、焼結体中に含まれる正方晶相ジルコニアが応力によって単斜晶相にマルテンサイト型転移することに起因する。Y2O3濃度が2〜3モル%の一般的なY−TZPの常圧焼結においては、焼結体中に粗大な気孔が残存し、焼結体の破壊強度は粗大気孔の大きさによって影響され、粗大気孔が残存する常圧焼結体の3点曲げ強度は1200MPa程度である。また、このような組成領域にある焼結体はほとんど透光性がないために歯科用途には利用できない。このような気孔を強制的に排除するために、熱間等方圧プレス(以下「HIP」と略記する。)又はホットプレスを用いた高強度化と透光化の検討がなされているが、性能面で不十分であるばかりでなく、高圧焼結法固有の課題、すなわちコストの問題があり、事実上の利用が不可能な状況にある。ホットプレス法ではCAD−CAMにより素地加工した圧粉体を焼結できない等の欠点があり、事実上歯科用途には利用できない。また、機械的強度がピークにあるY2O3量が2〜3モル%の領域では、水熱劣化(高温の飽和水蒸気中で熱処理したとき正方晶から単斜晶への相転移に伴う強度劣化:非特許文献1参照)による問題が残されており、機械的強度、耐水熱劣化性及び透光性の三条件を満足できるジルコニア焼結体に関する報告は見当たらない。 Studies and research focusing on only the mechanical property of increasing the strength of Y-TZP have been made. The high-strength mechanism in Y-TZP is due to the fact that the tetragonal phase zirconia contained in the sintered body undergoes a martensitic transition to the monoclinic phase due to stress. In ordinary pressure sintering of Y-TZP having a Y 2 O 3 concentration of 2 to 3 mol%, coarse pores remain in the sintered body, and the fracture strength of the sintered body is the size of the coarse air hole. The three-point bending strength of the atmospheric sintered body in which the rough atmospheric pores remain is about 1200 MPa. Moreover, since the sintered compact in such a composition area | region has almost no translucency, it cannot utilize for a dental use. In order to forcibly exclude such pores, studies have been made on high strength and translucency using a hot isostatic press (hereinafter abbreviated as “HIP”) or a hot press. Not only is it insufficient in terms of performance, but there is a problem inherent to the high pressure sintering method, that is, a problem of cost, and it is in a situation where it cannot be practically used. In the hot press method, there is a drawback that the green compact processed by CAD-CAM cannot be sintered, so that it cannot be practically used for dental use. Further, in the region where the mechanical strength peak Y 2 O 3 content is 2 to 3 mol%, hydrothermal degradation (strength accompanying phase transition from tetragonal to monoclinic when heat-treated in high-temperature saturated steam is used. Deterioration: see Non-Patent Document 1), and there are no reports on zirconia sintered bodies that can satisfy the three conditions of mechanical strength, hydrothermal deterioration resistance and translucency.
非特許文献2では、HIP加圧焼結法によって作製されたイットリア濃度2〜3モル%ジルコニア焼結体の3点曲げ強度において、常圧焼結体よりも高強度化が図られている。しかし、最高強度としては1700MPa程度、あるいはその値を超えるものも見られるが、通常のHIP処理であるため、透光性は十分なものではない。 In Non-Patent Document 2, the three-point bending strength of a zirconia sintered body having an yttria concentration of 2 to 3 mol% produced by the HIP pressure sintering method is higher than that of a normal pressure sintered body. However, although the maximum strength is about 1700 MPa or higher than that value, it is a normal HIP treatment, and the translucency is not sufficient.
また、特許文献1によれば、イットリア濃度2〜4モル%ジルコニア焼結体(相対密度95%以上)の一次焼結体を作製した後、50MPa以上の圧力かつ1200〜1600℃でHIP処理することにより、1700MPa以上の高強度と所定の透光性とを兼ね備えたジルコニア焼結体が報告されている。ところが、その実施例を見る限りでは、一次焼結又はHIP処理の温度のいずれかが1400℃を超え、また作製したジルコニア焼結体のY2O3濃度は2〜3モル%に限定されている。このような組成領域及び温度条件では容易に水熱劣化を起こし、実用に供することは困難である。 According to Patent Document 1, a primary sintered body having a yttria concentration of 2 to 4 mol% zirconia (relative density of 95% or more) is prepared, and then subjected to HIP treatment at a pressure of 50 MPa or more and 1200 to 1600 ° C. Thus, a zirconia sintered body having a high strength of 1700 MPa or more and a predetermined translucency has been reported. However, as far as the examples are concerned, either the temperature of the primary sintering or the HIP treatment exceeds 1400 ° C., and the Y 2 O 3 concentration of the produced zirconia sintered body is limited to 2 to 3 mol%. Yes. In such a composition region and temperature conditions, hydrothermal deterioration easily occurs, and it is difficult to put to practical use.
特許文献2〜4には、HIP等の加圧焼結法によって作製されたイットリア濃度2〜4モル%のジルコニアとアルミナ等の酸化物との複合焼結体が2000MPa以上の高強度を示すことが開示されている。しかし、アルミナはジルコニア焼結体中に分散・析出した組織構造となっており、分散したアルミナがジルコニアの屈折率とは大幅に異なること及びアルミナが六方晶系の結晶構造に属することを考慮すれば、当該セラミックスでは透光性は得られ難い。比較例として、アルミナ等の酸化物を含まないイットリア濃度2〜4モル%ジルコニアが示されているが、非特許文献1と同様に原理的にも透光性はほとんど認められない。 In Patent Documents 2 to 4, a composite sintered body of zirconia having a yttria concentration of 2 to 4 mol% and an oxide such as alumina produced by a pressure sintering method such as HIP exhibits a high strength of 2000 MPa or more. Is disclosed. However, alumina has a structure that is dispersed and precipitated in the zirconia sintered body. Considering that the dispersed alumina is significantly different from the refractive index of zirconia and that the alumina belongs to a hexagonal crystal structure. For example, it is difficult to obtain translucency with the ceramics. As a comparative example, yttria concentration 2 to 4 mol% zirconia containing no oxide such as alumina is shown. However, as in the case of Non-Patent Document 1, almost no translucency is recognized in principle.
特許文献5には、特許文献2〜4と同様にイットリア濃度2〜4モル%ジルコニアとアルミナとの複合焼結体では2000MPa以上の高強度を示すことが開示されている。比較例として、アルミナ等の酸化物を含まないイットリア濃度2〜4モル%ジルコニアの強度として最高平均強度1854MPaが記載されているものの、非特許文献1と同様に透光性は十分なものではない。 Patent Document 5 discloses that, similarly to Patent Documents 2 to 4, a composite sintered body of yttria concentration 2 to 4 mol% zirconia and alumina exhibits a high strength of 2000 MPa or more. As a comparative example, although the maximum average strength 1854 MPa is described as the strength of yttria concentration 2 to 4 mol% zirconia not containing oxide such as alumina, the translucency is not sufficient as in Non-Patent Document 1. .
透光性及び色調を備えた焼結体とするため、アルゴン雰囲気のHIPで黒色化した焼結体を大気中で加熱酸化する方法がある(非特許文献3)。しかし、再酸化した場合、焼結体強度が低下するという問題がある。 In order to obtain a sintered body having translucency and color tone, there is a method in which a sintered body blackened with HIP in an argon atmosphere is heated and oxidized in the air (Non-Patent Document 3). However, when reoxidized, there is a problem that the strength of the sintered body decreases.
一方、ある程度の透光性を有するものとしてイットリアを含むジルコニアからなる歯列矯正ブラケットが開示されている(特許文献6〜8)。いずれも酸素混合ガス雰囲気でのHIPを用いており、強度が1620MPa以下であるが、透光性の点ではなお不十分である。また、高い機械的強度と透光性を両立させることを目的とした手法が特許文献1及び特許文献9に開示されているが、HIP処理することが前提条件であり、得られたジルコニア焼結体(0.5mm)における全光線透過率は40〜50%程度である(一般的に全光線透過率は積分球を使って材料内部を伝搬できる光量全部を検出するので、試料の垂直方向から入射光を入れ、透過した直線性の高い光のみを計測する一般的な透過率がより厳しい数値となる。)。先行文献の一部に透過率(直線透過率)を記述した例がみられるが、同一厚さ(0.5mm)の試料において7〜12%程度であり、この数値から実施例に記載のセラミックスの光伝送損失を次式から計算することができる。
α=(1/L) x 10 log (P0/Pi) 式(1)
(ここで、α:光伝送損失、L(試料長さ)、P0(入射パワー)、Pi(出射パワー))
On the other hand, orthodontic brackets made of zirconia including yttria are disclosed as having a certain degree of translucency (Patent Documents 6 to 8). In any case, HIP in an oxygen mixed gas atmosphere is used and the strength is 1620 MPa or less, but it is still insufficient in terms of translucency. Moreover, although the method aiming to make high mechanical strength and translucency compatible is disclosed by patent document 1 and patent document 9, it is a precondition that HIP processing is performed, and the obtained zirconia sintering was carried out. The total light transmittance in the body (0.5 mm) is about 40 to 50% (generally, the total light transmittance is detected from the vertical direction of the sample because all the light quantity that can propagate inside the material is detected using an integrating sphere. The typical transmittance for measuring incident light and measuring only the light with high linearity is more severe.) An example in which the transmittance (linear transmittance) is described in a part of the prior literature is found, but it is about 7 to 12% in a sample having the same thickness (0.5 mm). The optical transmission loss can be calculated from the following equation.
α = (1 / L) x 10 log (P 0 / P i ) Equation (1)
(Where α: optical transmission loss, L (sample length), P 0 (incident power), P i (output power)))
上記式に基づいて計算した結果、前記先行文献のα値は23〜18/mmという数値となる。この値は、後述する本発明のHIPを用いないジルコニア焼結体のそれに比べても、非常に特性の劣ったものと判断できる。 As a result of calculation based on the above formula, the α value of the prior document is a numerical value of 23 to 18 / mm. This value can be judged to be very inferior to that of the zirconia sintered body not using the HIP of the present invention described later.
このように、高強度と審美的観点での透光性及び色調を兼ね備えたY−TZPは得られていない。特に、イットリア濃度2〜4モル%ジルコニアにアルミナ等の酸化物を1重量%以上、実質的には10重量%以上複合化することなく、機械的強度、透光性及び耐水熱劣化を満足できる焼結体は得られていない。 Thus, Y-TZP having both high strength and translucency and color tone from an aesthetic point of view has not been obtained. In particular, mechanical strength, translucency, and hydrothermal deterioration can be satisfied without compounding oxides such as alumina with yttria concentration of 2 to 4 mol% zirconia to 1 wt% or more, substantially 10 wt% or more. A sintered body has not been obtained.
特に、歯科用途の材料においては現在特段の法的な規制はないが、口内使用であるがゆえにジルコニア焼結体が常に水と体温に晒されるため、長期使用時の特性劣化を想定する必要がある。また、ジルコニア焼結体は高温の飽和水蒸気中で処理したときに強度劣化を起こすことが知られている。このため、ジルコニア焼結体固有の問題点と歯科用材料の使用環境を鑑みれば、耐水熱劣化性も備えたジルコニア焼結体の開発が必要となる。近年、Y−TZPの用途として歯科材料が登場し、義歯材料、歯列矯正ブラケット等として検討又は利用され始めている。義歯作製方法の一つとして焼結体をCAD−CAMシステムによって所望の形状に加工する方法があり、この焼結体をミルブランクと称している。前記の通り、この焼結体には歯の噛み合せに耐える十分な高強度とともに、審美性として自然歯に近い透光性(透明感)が要求されるものの、現在用いられているY−TZPは1200MPa程度の強度と光をほとんど透過しない白色の焼結体、あるいは非常に透光性の低い焼結体である。この点において、ミルブランクとして、高強度及び透光性に加え、前記のような耐水熱劣化性を改善する必要がある。特に、歯科材料として、歯列矯正ブラケットにおいては、より高強度かつ透光性に優れ、かつ、耐水熱劣化性に優れた焼結体の開発が望まれている。 In particular, there are currently no special legal restrictions on dental materials, but since zirconia sintered bodies are always exposed to water and body temperature because they are used in the mouth, it is necessary to assume characteristic deterioration during long-term use. is there. Further, it is known that a zirconia sintered body undergoes strength deterioration when treated in high-temperature saturated steam. For this reason, in view of the problems inherent in the zirconia sintered body and the usage environment of the dental material, it is necessary to develop a zirconia sintered body having hydrothermal degradation resistance. In recent years, a dental material has appeared as an application of Y-TZP, and has been studied or used as a denture material, an orthodontic bracket or the like. As one of the denture production methods, there is a method of processing a sintered body into a desired shape by a CAD-CAM system, and this sintered body is called a mill blank. As described above, although this sintered body is required to have high strength enough to withstand the meshing of teeth and light transmission (transparency) close to natural teeth as aesthetics, Y-TZP currently used is It is a white sintered body having a strength of about 1200 MPa and hardly transmitting light, or a sintered body having very low translucency. In this respect, as a mill blank, in addition to high strength and translucency, it is necessary to improve the hydrothermal deterioration resistance as described above. In particular, as orthodontic brackets for dental materials, it is desired to develop a sintered body having higher strength and translucency and excellent hydrothermal deterioration resistance.
従って、本発明の主な目的は、強度、透光性及び耐水熱劣化性がともに優れるがゆえに、特に歯科用材料に適したジルコニア焼結体を提供することにある。 Therefore, the main object of the present invention is to provide a zirconia sintered body particularly suitable for a dental material because it has excellent strength, translucency and hydrothermal deterioration resistance.
本発明者は、従来技術の問題点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、特定の組成と特定の製造方法を採用することにより上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies in view of the problems of the prior art, the present inventor has found that the above object can be achieved by employing a specific composition and a specific manufacturing method, and has completed the present invention.
すなわち、本発明は、下記のジルコニア焼結体及びその製造方法に係る。
1. 3〜5.5モル%のイットリアを含むジルコニア焼結体であって、(1)見掛け気孔率が1%以下であり、(2)厚さ0.2mmの薄片サンプルにおいて2mm×2mmのエリア内で気孔径10μm以上の気孔が30個以下であり、(3)平均結晶粒径が0.2〜1.5μmであることを特徴とするジルコニア焼結体。
2. 試料厚さ3.0mmにおける波長400〜700nmの範囲の透過率が7%以上である、前記項1に記載のジルコニア焼結体。
3. 3点曲げ強度が800〜1500MPaである、前記項1又は2に記載のジルコニア焼結体。
4. 結晶相が、(1)3モル%以下のイットリアを含む正方晶系蛍石型結晶相40〜100体積%及び(2)5モル%以上のイットリアを含む立方晶系蛍石型結晶相0〜60体積%を含む、前記項1〜3のいずれかに記載のジルコニア焼結体。
5. ジルコニア焼結体を180℃で5時間の水熱処理を施した後の粉末X線回折における(単斜晶相の最強ピーク)/(正方晶相の最強ピーク)の比率が1以下である、前記項1〜4のいずれかに記載のジルコニア焼結体。
6. アルミニウム成分及びマグネシウム成分の少なくとも1種を酸化物換算で0.5重量%の範囲内で含む、前記項1〜5のいずれかに記載のジルコニア焼結体。
7. 前記項1〜6のいずれかに記載のジルコニア焼結体を含む歯科用材料。
8. 前記項1〜6のいずれかに記載のジルコニア焼結体を含む歯列矯正ブラケット。
9. イットリアを含有するジルコニア焼結体を製造する方法であって、
(1)イットリウム及びジルコニウムを含有し、かつ、平均一次粒子径10〜100nm及びBET比表面積3〜30m2/gである原料粉末又はその造粒物を成形することにより圧粉体を得る第1工程、
(2)前記圧粉体を101〜10−4Paの真空雰囲気下又は酸素濃度50%以上の酸素含有雰囲気下において大気圧以下で1300〜1600℃で焼成する第2工程
を含むジルコニア焼結体の製造方法。
10. 原料粉末が、安定剤として3〜5.5モル%のイットリアを含むジルコニアの粉末であり、その純度が99%以上である、前記項9に記載の製造方法。
11. 圧粉体が、(1)平均気孔径0.02〜0.3μmであり、(2)最大気孔径10μm以下であり、(3)全気孔容積に対して気孔径5μm以上の気孔が占める容積割合が5%以下である、前記項9又は10に記載の製造方法。
12. 原料粉末が、さらに酸化アルミニウム及び酸化マグネシウムの少なくとも1種を0.5重量%の範囲内で含む、前記項9〜11のいずれかに記載の製造方法。
13. 前記項9〜12のいずれかの製造方法により得られるジルコニア焼結体。
That is, this invention relates to the following zirconia sintered compact and its manufacturing method.
1. A zirconia sintered body containing 3 to 5.5 mol% of yttria, (1) apparent porosity is 1% or less, and (2) in an area of 2 mm × 2 mm in a thin piece sample having a thickness of 0.2 mm The zirconia sintered body is characterized in that the number of pores having a pore diameter of 10 μm or more is 30 or less, and (3) the average crystal grain size is 0.2 to 1.5 μm.
2. Item 2. The zirconia sintered body according to Item 1, wherein the transmittance in the wavelength range of 400 to 700 nm at a sample thickness of 3.0 mm is 7% or more.
3. Item 3. The zirconia sintered body according to Item 1 or 2, wherein the three-point bending strength is 800 to 1500 MPa.
4). The crystal phase is (1) tetragonal fluorite crystal phase 40 to 100% by volume containing 3 mol% or less yttria and (2) cubic fluorite crystal phase 0 to 5 mol% or more yttria Item 4. The zirconia sintered body according to any one of Items 1 to 3, comprising 60% by volume.
5). The ratio of (strongest peak of monoclinic phase) / (strongest peak of tetragonal phase) in powder X-ray diffraction after hydrothermal treatment of the zirconia sintered body at 180 ° C. for 5 hours is 1 or less, Item 5. The zirconia sintered body according to any one of Items 1 to 4.
6). Item 6. The zirconia sintered body according to any one of Items 1 to 5, which contains at least one of an aluminum component and a magnesium component in a range of 0.5% by weight in terms of oxide.
7). A dental material comprising the zirconia sintered body according to any one of Items 1 to 6.
8). An orthodontic bracket including the zirconia sintered body according to any one of Items 1 to 6.
9. A method for producing a zirconia sintered body containing yttria,
(1) First to obtain a green compact by molding a raw material powder containing yttrium and zirconium and having an average primary particle diameter of 10 to 100 nm and a BET specific surface area of 3 to 30 m 2 / g or a granulated product thereof. Process,
(2) Zirconia sintering including a second step in which the green compact is fired at 1300 to 1600 ° C. under atmospheric pressure in a vacuum atmosphere of 10 1 to 10 −4 Pa or in an oxygen-containing atmosphere with an oxygen concentration of 50% or more. Body manufacturing method.
10. Item 10. The method according to Item 9, wherein the raw material powder is zirconia powder containing 3 to 5.5 mol% yttria as a stabilizer, and the purity thereof is 99% or more.
11. The green compact has (1) an average pore diameter of 0.02 to 0.3 μm, (2) a maximum pore diameter of 10 μm or less, and (3) a volume occupied by pores having a pore diameter of 5 μm or more with respect to the total pore volume. Item 11. The method according to Item 9 or 10, wherein the ratio is 5% or less.
12 Item 12. The method according to any one of Items 9 to 11, wherein the raw material powder further contains at least one of aluminum oxide and magnesium oxide within a range of 0.5% by weight.
13. The zirconia sintered compact obtained by the manufacturing method in any one of said item 9-12.
本発明のジルコニア焼結体は、強度、透光性及び耐水熱劣化性がともに優れるがゆえに、歯科用材料をはじめとして、これらの特性が要求される用途を中心に幅広い用途に用いることができる。また、本発明の製造方法によれば、所定の圧粉体を特定の焼成雰囲気で焼成することから、HIP等の高圧下での処理を必要とすることなく、残留気孔数を極限まで減らすことができる。その結果、上記のような高い強度、透光性及び耐水熱劣化性をとも兼ね備えたジルコニア焼結体を得ることができる。 The zirconia sintered body of the present invention is excellent in both strength, translucency and hydrothermal deterioration resistance, and therefore can be used for a wide range of applications, mainly for applications requiring these characteristics, including dental materials. . Moreover, according to the manufacturing method of the present invention, since the predetermined green compact is fired in a specific firing atmosphere, the number of residual pores can be reduced to the limit without requiring treatment under high pressure such as HIP. Can do. As a result, a zirconia sintered body having high strength, translucency and hydrothermal deterioration resistance as described above can be obtained.
特に、本発明では、圧粉体中の気孔径分布を精密制御する場合には、残留気孔をより効果的に減少させて所望のジルコニア焼結体を製造することができる。ちなみに、一般的なHIP処理を用いたジルコニア焼結体の作製では、HIPによる強制圧力印加により気孔等の欠陥を低減できるので、HIP処理前の焼結体の組織制御は必要とはならない。 In particular, in the present invention, when the pore size distribution in the green compact is precisely controlled, a desired zirconia sintered body can be produced by more effectively reducing the residual pores. Incidentally, in the production of a zirconia sintered body using a general HIP process, defects such as pores can be reduced by applying a forced pressure by HIP, so that it is not necessary to control the structure of the sintered body before the HIP process.
さらに、本発明の焼結温度は1300〜1600℃の温度範囲であるが、一般的な部分安定化ジルコニア焼結体では1350℃以上の温度で焼結した場合に著しい水熱劣化を生じることが報告されている(中山享他、“イットリア安定化ジルコニア -1- B2O3-Al2O3-SiO2を添加したY−TZPの熱安定性”, 品川技報告, (38) pp43-48 (1995/03))。ところが、本発明のプロセスで得られるジルコニア焼結体は、180℃×5時間飽和水蒸気中でのオートクレーブ処理を行った場合でも、X線回折パターンにおける単斜晶/正方晶の回折ピーク比が1.00以下である。その結果として、本発明では、水熱劣化に伴う強度変化(水熱処理後の強度/焼結直後の強度)が0.80以上という優れたジルコニア焼結体を提供することができる。ちなみに、汎用されているイットリア2〜3モル%添加ジルコニア焼結体では高強度が得られ易いものの、本発明に記載された条件又はそれ以上の過酷な条件でオートクレーブ処理すると極端な強度劣化ないしは材料の崩壊を起こすので、材料の長期使用という観点では問題を残したままである。 Furthermore, although the sintering temperature of the present invention is in the range of 1300 to 1600 ° C., a general partially stabilized zirconia sintered body may cause significant hydrothermal deterioration when sintered at a temperature of 1350 ° C. or higher. (Kyoto Nakayama et al., “Thermal Stability of Y-TZP with Yttria Stabilized Zirconia-1-B 2 O 3 —Al 2 O 3 —SiO 2 ”, Shinagawa Technical Report, (38) pp43- 48 (1995/03)). However, the zirconia sintered body obtained by the process of the present invention has a monoclinic / tetragonal diffraction peak ratio of 1 in the X-ray diffraction pattern even when autoclaving in saturated steam at 180 ° C. for 5 hours. .00 or less. As a result, the present invention can provide an excellent zirconia sintered body having a strength change accompanying the hydrothermal deterioration (strength after hydrothermal treatment / strength immediately after sintering) of 0.80 or more. Incidentally, although it is easy to obtain high strength with a yttria 2-3 mol% added zirconia sintered body that is widely used, extreme strength deterioration or material when autoclaved under the conditions described in the present invention or more severe conditions. As a result, the problem remains in terms of long-term use of materials.
また、ジルコニア焼結体において、特許文献8に記載された温度でHIP処理すれば透光性は得られるが、このような透光性は十分なものとは言えない。本発明(真空あるいは常圧焼結)で得られたジルコニア焼結体は、HIP処理したジルコニアより優れた透光性を示す。前記の式(1)に記載されたα値に関して、先願特許ではHIPを用いてジルコニア焼結体を作製しているが、ジルコニアの表面反射ロス(組成により若干異なるが、屈折率n=2.2とすれば片面14.1%、両面28.2%の反射ロス)があることを考慮してもその値は23〜18に達している。本発明では試料厚さを3mmとして透過率を測定したが、α値は3.8〜2.7程度となりHIP法よりさらに優れた透光性を示す。 Further, in a zirconia sintered body, translucency can be obtained by HIP treatment at the temperature described in Patent Document 8, but such translucency cannot be said to be sufficient. The zirconia sintered body obtained in the present invention (vacuum or atmospheric pressure sintering) exhibits a light-transmitting property superior to that of zirconia treated with HIP. Regarding the α value described in the above formula (1), the zirconia sintered body is prepared using HIP in the prior patent, but the surface reflection loss of zirconia (which differs slightly depending on the composition, but the refractive index n = 2). .2, the value reaches 23-18 even considering that there is a reflection loss of 14.1% on one side and 28.2% on both sides). In the present invention, the transmittance was measured with a sample thickness of 3 mm, but the α value was about 3.8 to 2.7, indicating a light transmission property superior to that of the HIP method.
1 ヒーター
2 ロータリーポンプ
3 流量計
4 ガスボンベ
5 試料台
6 サンプル
7 断熱材
8 フランジ
9 焼成炉
10 ターボ分子ポンプ
11 真空チャンバー
12 配管
13 バルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heater 2 Rotary pump 3 Flowmeter 4 Gas cylinder 5 Sample stand 6 Sample 7 Heat insulating material 8 Flange 9 Firing furnace 10 Turbo molecular pump 11 Vacuum chamber 12 Piping 13 Valve
1.ジルコニア焼結体
本発明のジルコニア焼結体は、3〜5.5モル%のイットリアを含むジルコニア焼結体であって、(1)見掛け気孔率が1%以下であり、(2)厚さ0.2mmの薄片サンプルにおいて2mm×2mmのエリア内で気孔径10μm以上の気孔が30個以下であり、(3)平均結晶粒径が0.2〜1.5μmであることを特徴とする。
1. Zirconia sintered body The zirconia sintered body of the present invention is a zirconia sintered body containing 3 to 5.5 mol% of yttria, (1) apparent porosity is 1% or less, and (2) thickness. A 0.2 mm thin piece sample has 30 or less pores having a pore diameter of 10 μm or more in an area of 2 mm × 2 mm, and (3) an average crystal grain size is 0.2 to 1.5 μm.
本発明のジルコニア焼結体は、3〜5.5モル%のイットリアを含むものに限定される。イットリアは安定剤として基本的にはジルコニア焼結体中において固溶して存在している。イットリア含有量を3〜5.5モル%、より好ましくは3〜5モル%にすることにより、優れた強度、透光性及び耐水熱劣化性を発揮することができる。安定剤が2〜3モル%の範囲で機械的強度のピークとなることから一般的な構造材料はこの組成範囲のジルコニア焼結体が利用されているが、光学的特性が十分なジルコニア焼結体の作製が困難であるという技術的課題がある。また、3モル%未満のイットリア含有量では水熱劣化の問題が発生し、高い湿度又は水中でジルコニア焼結体を長時間使用した場合に強度が劣化するおそれがある。他方、イットリア含有量が3モル%を超える場合は極端な強度低下が生じることが報告されているが、物質(組成)固有の物性と理解され、その強度特性の改善に関する報告例が見当たらない状況にある。これに対し、本発明では、イットリア濃度が3モル%以上であっても、焼結体材料内部に存在する組織欠陥(主に残留気孔)のサイズと量を低減させることにより、従来の概念にはない高い強度を実現しただけでなく、透光性と耐水熱劣化性も大幅に改善したところに大きな特徴がある。 The zirconia sintered body of the present invention is limited to those containing 3 to 5.5 mol% yttria. Yttria is basically present as a stabilizer in a solid solution in the zirconia sintered body. By setting the yttria content to 3 to 5.5 mol%, more preferably 3 to 5 mol%, excellent strength, translucency, and hydrothermal deterioration resistance can be exhibited. Zirconia sintered bodies with this composition range are used as general structural materials because the mechanical strength peaks in the range of 2 to 3 mol% of the stabilizer, but zirconia sintered with sufficient optical properties. There is a technical problem that it is difficult to produce a body. Further, when the yttria content is less than 3 mol%, there is a problem of hydrothermal deterioration, and the strength may be deteriorated when the zirconia sintered body is used for a long time in high humidity or water. On the other hand, it has been reported that when the yttria content exceeds 3 mol%, an extreme decrease in strength occurs. However, it is understood that the physical properties of the substance (composition) are unique, and there are no reports on the improvement of its strength properties. It is in. On the other hand, in the present invention, even if the yttria concentration is 3 mol% or more, the conventional concept is achieved by reducing the size and amount of the structural defects (mainly residual pores) existing inside the sintered body material. Not only does it achieve high strength, it also has a major feature in that it has greatly improved translucency and hydrothermal resistance.
本発明のジルコニア焼結体では、本発明の効果を損なわない範囲内でその他の成分が含まれていても良い。例えば、ジルコニア焼結体を着色するために遷移元素、希土類元素等の少なくとも1種を1000ppm以下の範囲で含有していても良い。また、強度をより高めるためにアルミニウム単独又はアルミニウムとマグネシウムとの併用したとき酸化物換算で0.5重量%以下の範囲で含有していても良い。 In the zirconia sintered body of the present invention, other components may be contained within a range not impairing the effects of the present invention. For example, in order to color a zirconia sintered compact, you may contain at least 1 sort (s), such as a transition element and rare earth elements, in 1000 ppm or less. Further, in order to further increase the strength, aluminum alone or a combination of aluminum and magnesium may be contained in an amount of 0.5% by weight or less in terms of oxide.
本発明のジルコニア焼結体は、見掛け気孔率が1%以下、好ましくは0.5%以下である。見掛け気孔率が1%を超える場合は所定の機械的強度、透光性等が得られなくなるおそれがある。透過特性は材料内部に存在する組織欠陥、特に母材のジルコニアと屈折率差の最も大きな残留気孔量と密接な関係がある。理論的に透光性の良好な焼結体中に残存する気孔の量が少ないものほど透過率と機械的強度は高いので、本発明で作製できるジルコニア焼結体中の残留気孔量は先願特許のHIP法で作製されたものと同等又はそれ以下であるのと考えられる。 The apparent porosity of the zirconia sintered body of the present invention is 1% or less, preferably 0.5% or less. When the apparent porosity exceeds 1%, predetermined mechanical strength, translucency, etc. may not be obtained. The transmission characteristics are closely related to the structure defects existing inside the material, particularly the residual pore volume having the largest refractive index difference from the base material zirconia. The smaller the amount of pores remaining in the sintered body with theoretically good translucency, the higher the transmittance and mechanical strength, so the residual pore volume in the zirconia sintered body that can be produced by the present invention is the prior application. It is considered to be equivalent to or less than that produced by the patented HIP method.
本発明のジルコニア焼結体は、厚さ0.2mmの薄片サンプルにおいて2mm×2mmのエリア内で気孔径10μm以上の気孔が30個以下、好ましくは10個以下である。2mm×2mmのエリア内において、気孔径10μm以上の気孔が30個を超える場合は所定の機械的強度と透光性を両立するジルコニア焼結体が得られ難くなる。 The zirconia sintered body of the present invention has 30 or less, preferably 10 or less pores having a pore diameter of 10 μm or more in an area of 2 mm × 2 mm in a thin piece sample having a thickness of 0.2 mm. When the number of pores having a pore diameter of 10 μm or more exceeds 30 in an area of 2 mm × 2 mm, it becomes difficult to obtain a zirconia sintered body having both predetermined mechanical strength and translucency.
本発明のジルコニア焼結体の平均結晶粒径は0.2〜1.5μmであり、好ましくは0.2〜0.5μmである。この範囲内に規定することによって優れた機械的強度とともに透光性等を得ることができる。本発明のジルコニア焼結体では、前記のように気孔率及び気孔径10μm以上の気孔の気孔数を規定することによって、平均結晶粒径0.2〜1.5μmの範囲でも十分な強度を維持できるばかりでなく、組織欠陥を低減することにより透光性を高めることが可能となる。 The average crystal grain size of the zirconia sintered body of the present invention is 0.2 to 1.5 μm, preferably 0.2 to 0.5 μm. By defining within this range, it is possible to obtain translucency as well as excellent mechanical strength. In the zirconia sintered body of the present invention, sufficient strength is maintained even in the range of an average crystal grain size of 0.2 to 1.5 μm by defining the porosity and the number of pores having a pore diameter of 10 μm or more as described above. Not only can this be done, but it is also possible to increase translucency by reducing tissue defects.
本発明のジルコニア焼結体は、多結晶体である。その結晶相としては、(1)3モル%以下のイットリアを含む正方晶系蛍石型結晶相40〜100体積%及び(2)5モル%以上のイットリアを含む立方晶系蛍石型結晶相0〜60体積%を含むことが好ましい。ジルコニアの高強度機構は、応力印加による正方晶系蛍石型結晶相から単斜晶系への相転移に起因することから、高強度化のためには前記(1)の正方晶系蛍石型結晶相が所定量存在することが好ましい。特に、本発明のジルコニア焼結体では、実質的に(1)3モル%以下のイットリアを含む正方晶系蛍石型結晶相40〜100体積%及び(2)5モル%以上のイットリアを含む立方晶系蛍石型結晶相0〜60体積%からなることがより好ましい。すなわち、本発明のジルコニア焼結体は、実質的に前記(1)及び(2)の結晶相のみからなることがより望ましい。 The zirconia sintered body of the present invention is a polycrystalline body. As the crystal phase, (1) a tetragonal fluorite-type crystal phase containing 3 mol% or less yttria and 40 to 100 vol% and (2) a cubic fluorite-type crystal phase containing 5 mol% or more yttria It is preferable to contain 0-60 volume%. The high-strength mechanism of zirconia is due to the phase transition from the tetragonal fluorite-type crystal phase to the monoclinic system due to the application of stress. Therefore, in order to increase the strength, the tetragonal fluorite of (1) above is used. It is preferable that a predetermined amount of the mold crystal phase is present. In particular, the zirconia sintered body of the present invention includes substantially (1) 40 to 100% by volume of a tetragonal fluorite crystal phase containing 3 mol% or less yttria and (2) containing 5 mol% or more yttria. More preferably, the cubic fluorite-type crystal phase consists of 0 to 60% by volume. That is, it is more desirable that the zirconia sintered body of the present invention substantially consists of the crystal phases (1) and (2).
また、本発明では、ジルコニアの色調は本来白色であることから、必要に応じてFe、Ni等の不純物を数1000重量ppm以下の範囲内で添加することにより象牙色又はその他の色に変えること可能である。さらに、他の遷移金元素又は希土類元素を適量添加することで自由に色調を調整することができる。 In the present invention, since the color tone of zirconia is inherently white, an impurity such as Fe and Ni is added within a range of several thousand weight ppm or less as necessary to change the color to ivory or other colors. Is possible. Furthermore, the color tone can be freely adjusted by adding an appropriate amount of other transition gold elements or rare earth elements.
本発明のジルコニア焼結体は、その透光性に優れている。より具体的には、試料厚さ3.0mmにおける波長400〜700nmの範囲の透過率が7%以上、特に10%以上という性能を発揮することができる。前記の透過率の上限は特に制限されないが、通常は7〜15%であると自然歯に近い透光性となるのでより好ましい審美性が得られる。この理由は上記範囲のジルコニア焼結体の透光感が自然歯のそれに非常に近いためである。 The zirconia sintered body of the present invention is excellent in translucency. More specifically, the transmittance in the wavelength range of 400 to 700 nm at a sample thickness of 3.0 mm is 7% or more, particularly 10% or more. The upper limit of the transmittance is not particularly limited. However, when the transmittance is usually 7 to 15%, a light-transmitting property close to that of natural teeth is obtained, so that more preferable aesthetics can be obtained. This is because the light-transmitting feeling of the zirconia sintered body in the above range is very close to that of natural teeth.
なお、本発明においては、垂直透過光束(400〜700nm(ピーク570nm)の光、光束幅は直径1mmの円形)を照射し、試料がない状態との比をlog(対数)で表したものを光学濃度Dとし、透過率を1÷10D×100より算出することとした。この理由は、従来の全光線透過率では光源(ランプ)の紫外〜赤外線における全波長に対する透過性を示すものであり、特に本発明の歯科用途には不適合な部分があるためである。すなわち、審美性は人間の目で感知できる可視光にて判定できることが最も好ましいと考えられることから、前記可視波長域の白色光にて測定する方法を採用している。 In the present invention, a vertically transmitted light beam (400 to 700 nm (peak 570 nm) light, a light beam width is a circle with a diameter of 1 mm) is irradiated, and the ratio of the sample without a sample is expressed in log (logarithm). The optical density was D, and the transmittance was calculated from 1 ÷ 10 D × 100. This is because the conventional total light transmittance shows the transmittance of the light source (lamp) with respect to all wavelengths from ultraviolet to infrared, and there is a part that is not suitable for the dental use of the present invention. That is, since it is considered most preferable that aesthetics can be determined by visible light that can be sensed by human eyes, a method of measuring with white light in the visible wavelength range is adopted.
本発明のジルコニア焼結体は、3点曲げ強度が800〜1500MPa、好ましくは950〜1500MPaである。かかる強度を有することにより、歯科材料等として好適に用いることができる。 The zirconia sintered body of the present invention has a three-point bending strength of 800 to 1500 MPa, preferably 950 to 1500 MPa. By having such strength, it can be suitably used as a dental material or the like.
本発明のジルコニア焼結体は、耐熱水劣化性に優れている。前述したが、歯科用途の材料においては現在特段の法的な規制はないが、口腔内使用であるためにジルコニア焼結体が常に水と体温に晒されることから、長期使用時の特性劣化を想定する必要がある。耐熱水劣化性の具体的な評価基準はないが、本発明ではこの評価(加速テスト)を行う目的でジルコニア焼結体(特に、製造直後のジルコニア焼結体)を180℃で5時間の水熱処理を施した後の粉末X線回折における(単斜晶相の最強ピーク)/(正方晶相の最強ピーク)の比率により評価した。無論、水熱処理前後の鉱物相の変化がないことは強度変化を生じないことになるが、(単斜晶相の最強ピーク)/(正方晶相の最強ピーク)の比率が1以下、好ましくは0.8以下であると事実上支障がないものと考え(この値が1以上であると強度低下が著しいので)、この値を基準値とした。 The zirconia sintered body of the present invention is excellent in hot water resistance. As mentioned above, there are no specific legal restrictions at present for dental materials, but since the zirconia sintered body is always exposed to water and body temperature because it is used in the oral cavity, it deteriorates the characteristics during long-term use. It is necessary to assume. Although there is no specific evaluation standard for hot water deterioration, in the present invention, a zirconia sintered body (particularly, a zirconia sintered body immediately after production) is treated with water at 180 ° C. for 5 hours for the purpose of performing this evaluation (acceleration test). Evaluation was carried out based on the ratio of (strongest peak of monoclinic phase) / (strongest peak of tetragonal phase) in powder X-ray diffraction after heat treatment. Of course, if there is no change in the mineral phase before and after hydrothermal treatment, there will be no change in strength, but the ratio of (strongest peak of monoclinic phase) / (strongest peak of tetragonal phase) is 1 or less, preferably If it is 0.8 or less, it is considered that there is virtually no problem (because this value is 1 or more, the strength is significantly reduced), and this value was used as a reference value.
次に、本発明の焼結体の用途について説明する。本発明のジルコニア焼結体は、歯科用材料として好適に用いることができる。特に透光性が要求される材料として最適である。より具体的には、オールセラミッククラウン(ブリッジ)、ポーセレンラミネートベニア、接着性ブリッジ、インレーやオンレー等の歯冠材料のほか、歯列矯正ブラケットの本体及びそれに用いる部品、インプラント材料等にも幅広く用いることができる。 Next, the use of the sintered body of the present invention will be described. The zirconia sintered body of the present invention can be suitably used as a dental material. In particular, it is optimal as a material requiring translucency. More specifically, all ceramic crowns (bridges), porcelain laminate veneers, adhesive bridges, crown materials such as inlays and onlays, as well as orthodontic bracket bodies and parts used therefor, implant materials, etc. Can do.
審美歯科修復物として、代表的なものに金属焼付けポーセレンがあるが、金属アレルギーの問題や、金属色が反映して、歯肉部分が黒ずみ、審美性が低下する等の問題点がある。近年、金属に代わって強度が高く、色調が白色あるいは淡い黄色のセラミックであるアルミナ又はジルコニアをコア材として使用し、その上に透明性を持つガラスセラミック(ポーセレン)を焼き付けるオールセラミッククラウン(ブリッジ)が普及しつつある。この普及には、ジルコニアを用いた補綴物をCAD−CAMシステムで作製する方法が開発され、実用化されていることに大いに関係がある。作製法としては、補綴物骨格形状をCADに取り込み、その情報をミリング加工(CAM)ユニットに伝達して、ジルコニアからなるミルブランクを自動加工して精密形状を作り上げるものである。このようなシステムには、焼成していない圧粉体又は仮焼したミルブランクを用い、焼結収縮を計算した大きさで加工したものを焼結するものと、ミルブランクにHIP処理を施した焼結体そのものを用いて加工するものとが知られている。審美歯科修復物のコアセラミックスは靭性が金属に比べて低いため、金属より0.1〜0.3mmほど厚くすることが要求される。その場合、アルミナあるいはジルコニアの反射によって、歯冠全体の透明性を阻害し、所望の審美性を得られないことがある。そのため、高透光性を有したジルコニア焼結体が求められる。従来、3モル%Y2O3を含むジルコニアの常圧焼結体が用いられており、強度は900〜1300MPa、厚さが薄い状態でも透過率は極めて低い状態にある。一方、強度並び透光性を向上させる手段の一つに焼結体をHIP処理する手法があり、強度は1500〜1850MPa、透過率は厚さ0.5mmの焼結体で40%程度を得ることができる。この組成範囲で作成されたジルコニア焼結体の強度は高くできるが、全光線透過率は40%程度が限界であり、また耐水熱劣化性が不十分である。HIP処理は常圧焼結法に比べて透過率を高めることができるが、HIP装置自体高額であること及びHIP処理のために製造工数が増えることのほか、HIP処理後の製品の強度が高いため、その後の加工に時間やコストが多くかかる等の短所がある。そのため、オーダーメイド製品である歯科用補綴物の製造では、HIP処理したジルコニア焼結体を利用しようとする場合、(HIP処理コストが高いため)一度に大量の焼結体ブロックを作製し、これをHIP処理している。HIP処理したブロックから歯型形状に加工することは容易でなく、加工コストが非常に高価となるために実際上利用することは困難である。また、圧粉体をCAD−CAMよりにニアネット成型後焼成した後、HIP処理すれば加工コストは安くなるが、患者への早期治療の観点で短納期が要求される当業界では少量でもHIP処理する必要があり、この場合はHIPコストの問題が残る。また、HIP処理した従来のジルコニア焼結体は、非HIP品のジルコニア焼結体より透光性は良いがユーザーニーズを十分満足できる審美性までには至っていないという根本的理由もあり、市場投入なされていない現実がある。 Typical examples of aesthetic dental restorations include metal-baked porcelain. However, there are problems such as metal allergy problems, and the gingiva portion is darkened due to the metal color and the aesthetics are deteriorated. In recent years, all-ceramic crowns (bridges) that use alumina or zirconia, which is a high-strength, white or pale yellow ceramic instead of metal, as the core material, and are baked with transparent glass ceramic (Porcelain) on top of it. Is spreading. The spread of this method is greatly related to the fact that a method for producing a prosthesis using zirconia using a CAD-CAM system has been developed and put into practical use. As a manufacturing method, a prosthetic skeleton shape is taken into a CAD, the information is transmitted to a milling (CAM) unit, and a mill blank made of zirconia is automatically processed to create a precise shape. In such a system, a green compact that has not been fired or a calcined mill blank was used, and a sintered blank processed with a calculated size of sintering shrinkage and a mill blank subjected to HIP treatment It is known that the sintered body itself is used for processing. Since the core ceramic of an esthetic dental restoration has lower toughness than metal, it is required to be thicker by 0.1 to 0.3 mm than metal. In that case, the reflection of alumina or zirconia may hinder the transparency of the entire crown, and the desired aesthetics may not be obtained. Therefore, a zirconia sintered body having high translucency is required. Conventionally, a zirconia atmospheric pressure sintered body containing 3 mol% Y 2 O 3 has been used, and the transmittance is extremely low even when the strength is 900 to 1300 MPa and the thickness is thin. On the other hand, there is a technique of HIP processing the sintered body as one means for improving the strength and translucency, and the strength is 1500 to 1850 MPa and the transmittance is about 40% with a sintered body having a thickness of 0.5 mm. be able to. The strength of the zirconia sintered body prepared in this composition range can be increased, but the total light transmittance is limited to about 40%, and the hydrothermal deterioration resistance is insufficient. HIP treatment can increase the transmittance compared with atmospheric pressure sintering method, but the HIP equipment itself is expensive and the manufacturing man-hours for HIP treatment are increased, and the strength of the product after HIP treatment is high. Therefore, there are disadvantages such as subsequent processing takes a lot of time and cost. Therefore, in the manufacture of a dental prosthesis, which is a made-to-order product, when trying to use a zirconia sintered body that has been subjected to HIP processing, a large number of sintered body blocks are produced at one time (because of the high HIP processing cost). HIP processing. It is not easy to process a HIP-processed block into a tooth shape, and the processing cost becomes very expensive, so that it is difficult to use in practice. Moreover, if the green compact is calcined after CAD-CAM and then fired, then the processing cost will be reduced if HIP treatment is performed, but even in small quantities in the industry where quick delivery is required from the viewpoint of early treatment for patients, HIP In this case, the problem of HIP cost remains. In addition, the conventional zirconia sintered body treated with HIP has better translucency than non-HIP zirconia sintered body, but there is a fundamental reason that it does not reach aesthetics that can fully satisfy user needs. There is a reality that has not been made.
これに対し、本発明の焼結体はHIP処理を行わずに、透光性を得ることができるだけでなく、従来の常圧焼結法の強度低下(不十分)の問題、さらには耐水熱劣化性の問題を解消することができるので、前記のような各種の歯科用材料として最適であり、性能と経済性の両立により歯科材料の分野においてジルコニア焼結体の普及に大いに貢献できる。 On the other hand, the sintered body of the present invention not only can obtain translucency without performing HIP treatment, but also has a problem of strength reduction (insufficient) of the conventional atmospheric pressure sintering method, and further has hydrothermal resistance. Since the problem of degradability can be solved, it is optimal as various dental materials as described above, and can greatly contribute to the popularization of zirconia sintered bodies in the field of dental materials by achieving both performance and economy.
2.ジルコニア焼結体の製造方法
本発明のジルコニア焼結体は、特に次の製造方法により好適に得ることができる。すなわち、イットリアを含有するジルコニア焼結体を製造する方法であって、
(1)イットリウム及びジルコニウムを含有し、かつ、平均一次粒子径10〜100nm及びBET比表面積3〜30m2/gである原料粉末又はその造粒物を成形することにより圧粉体を得る第1工程、
(2)前記圧粉体を101〜10−4Paの真空雰囲気下又は酸素濃度50%以上の酸素含有雰囲気下において大気圧以下で1300〜1600℃で焼成する第2工程
を含むジルコニア焼結体の製造方法により好適に製造することができる。
2. Method for Producing Zirconia Sintered Body The zirconia sintered body of the present invention can be suitably obtained particularly by the following production method. That is, a method for producing a zirconia sintered body containing yttria,
(1) First to obtain a green compact by molding a raw material powder containing yttrium and zirconium and having an average primary particle diameter of 10 to 100 nm and a BET specific surface area of 3 to 30 m 2 / g or a granulated product thereof. Process,
(2) Zirconia sintering including a second step in which the green compact is fired at 1300 to 1600 ° C. under atmospheric pressure in a vacuum atmosphere of 10 1 to 10 −4 Pa or in an oxygen-containing atmosphere with an oxygen concentration of 50% or more. It can manufacture suitably with the manufacturing method of a body.
第1工程
第1工程では、イットリウム及びジルコニウムを含有し、かつ、平均一次粒子径10〜100nm及びBET比表面積3〜30m2/gである原料粉末又はその造粒物を成形することにより圧粉体を得る。
First Step In the first step, green powder containing yttrium and zirconium and having an average primary particle diameter of 10 to 100 nm and a BET specific surface area of 3 to 30 m 2 / g is molded to form a powder compact. Get the body.
原料粉末の組成は、本発明のジルコニア焼結体の組成となるように調製すれば良い。例えば、各成分の供給源となる酸化物を用いることができる。上記酸化物としては、例えば、ZrO2、Y2O3等を使用することができる。本発明では、原料粉末として、安定剤として3〜5.5モル%(好ましくは3〜5モル%)のイットリアを含むジルコニア粉末(特に部分安定化ジルコニア粉末)を好適に用いることができる。 What is necessary is just to prepare the composition of raw material powder so that it may become a composition of the zirconia sintered compact of this invention. For example, an oxide serving as a supply source of each component can be used. As the oxide, for example, it can be used ZrO 2, Y 2 O 3 and the like. In the present invention, zirconia powder (particularly partially stabilized zirconia powder) containing 3 to 5.5 mol% (preferably 3 to 5 mol%) of yttria as a stabilizer can be suitably used as the raw material powder.
また、原料粉末には、必要に応じて、得られるジルコニア焼結体に着色するための成分(遷移元素、希土類元素等)等も適宜配合することができる。 In addition, the raw material powder can be appropriately blended with components (transition elements, rare earth elements, etc.) for coloring the obtained zirconia sintered body, if necessary.
さらに、原料粉末に1)酸化アルミニウム単独又は2)酸化アルミニウム及び酸化マグネシウムを0.5重量%以下(好ましくは0.1〜0.5重量%)の範囲内で添加することもできる。上記範囲内で酸化アルミニウムAl2O3等を添加することにより、優れた透光性を維持しつつ、より高い強度を得ることができる。なお、前記2)において、酸化アルミニウム及び酸化マグネシウムを併用する場合の両者の割合は限定的ではないが、通常は重量比で酸化アルミニウム:酸化マグネシウム=1:10〜1:0程度とすれば良い。本発明では、酸化アルミニウム単独で添加することが好ましい。 Furthermore, 1) aluminum oxide alone or 2) aluminum oxide and magnesium oxide may be added to the raw material powder within a range of 0.5 wt% or less (preferably 0.1 to 0.5 wt%). By adding aluminum oxide Al 2 O 3 or the like within the above range, higher strength can be obtained while maintaining excellent translucency. In the above 2), when aluminum oxide and magnesium oxide are used in combination, the ratio of both is not limited, but it is usually sufficient that the weight ratio is aluminum oxide: magnesium oxide = 1: 10 to 1: 0. . In the present invention, it is preferable to add aluminum oxide alone.
ジルコニアに酸化アルミニウムAl2O3を添加すると原料粉末の焼結性が向上し、より低温での焼結が可能となることから、焼結体の粒子サイズが小さくなり機械的強度が向上することは知られている。しかし、従来技術では、Al2O3はほとんどジルコニアに固溶し難く、焼結体の粒界部に偏析しやすいので透光性に対しては弊害となり易い。本発明でもAl2O3は焼結特性を向上させる同様の作用があるが、Al2O3添加したジルコニア焼結体の透過率は無添加品と同程度にとどまる。これまでの技術常識によれば、前述のようにAl2O3はジルコニア焼結体の粒界部に偏析するため、光学特性を低下するはずであるが、本発明においてはその兆候がほとんど認められない。HP法又はHIP法では高圧焼結により気孔等の欠陥を強制排除できるため、欠陥の排除が終われば焼結は短時間で終了される。一方、本発明においては気孔部を真空にするか、酸素を置換させ、温度を上昇・保持させることにより、焼結過程で徐々に材料内部の欠陥が除去される一方、添加されたAl2O3がジルコニア焼結体(ジルコニアの粒子)中により均一に固溶できる条件ともなり得る。この場合、いったん固溶したAl2O3が焼結の冷却過程でジルコニアの粒界部に偏析し難くなっているものと考えれば、本発明品のAl2O3添加ジルコニア焼結体が従来のHIP法より優れた光学特性を示す理由になるが、現段階では科学的な解明はできていない。Phase Diagram for Ceramics (by The American Ceramics Society)のFigure 4378に示されているZrO2-Al2O3系状態図においてもジルコニア中へAl2O3が1重量%以下程度の範囲で固溶が可能と考えられ、固溶したAl2O3は冷却とともに固溶量が減少することになる。ジルコニア固体中のAlイオンの体積拡散係数は不明であるが、本発明に記載された焼結温度域におけるジルコニア中のAlイオンの拡散係数は粒界析出を顕著に起こすほど大きくなければ(Alが粒界近傍に偏析しない)十分な説明ができ、本発明品が同じAl2O3濃度のHIPに比べ光学特性が優れているという点に合致する。ただし、本発明がAl2O3添加効果を最大に発揮できるとしても過剰のAl2O3(原理的に固溶できない量)の添加は避けなければならない。この観点において上記添加量は0.5重量%以下とすることが望ましい。無論、Al2O3とMgOの併用、あるいはスピネル(MgAl2O4)を添加しても同様の効果があるので、Al2O3単独或いはAl2O3とMgOの併用も本発明の範疇となる。 Addition of aluminum oxide Al 2 O 3 to zirconia improves the sinterability of the raw material powder and enables sintering at a lower temperature, thereby reducing the particle size of the sintered body and improving the mechanical strength. Is known. However, in the prior art, Al 2 O 3 hardly dissolves in zirconia and easily segregates at the grain boundary part of the sintered body, so that it tends to be harmful to translucency. In the present invention, Al 2 O 3 has the same effect of improving the sintering characteristics, but the transmittance of the zirconia sintered body to which Al 2 O 3 is added remains at the same level as that of the additive-free product. According to the common technical knowledge so far, Al 2 O 3 is segregated at the grain boundary part of the zirconia sintered body as described above, so that the optical properties should be deteriorated. I can't. In the HP method or the HIP method, defects such as pores can be forcibly eliminated by high-pressure sintering, so that the sintering is completed in a short time after the elimination of the defects. On the other hand, in the present invention, the defects in the material are gradually removed during the sintering process by evacuating the pores or substituting oxygen to raise and maintain the temperature, while the added Al 2 O 3 may also be a condition that allows more uniform solid solution in the zirconia sintered body (zirconia particles). In this case, if it is considered that once dissolved Al 2 O 3 is difficult to segregate at the grain boundary part of zirconia during the cooling process of sintering, the Al 2 O 3 -added zirconia sintered body of the present invention is a conventional product. Although it is a reason for exhibiting optical characteristics superior to those of the HIP method, scientific elucidation has not been achieved at this stage. In the ZrO 2 -Al 2 O 3 phase diagram shown in Figure 4378 of Phase Diagram for Ceramics (by The American Ceramics Society), Al 2 O 3 is dissolved in zirconia in the range of about 1% by weight or less. It is considered possible, and the amount of solid solution of Al 2 O 3 decreases with cooling. The volume diffusion coefficient of Al ions in the zirconia solid is unknown, but the diffusion coefficient of Al ions in zirconia in the sintering temperature range described in the present invention is not so large as to cause grain boundary precipitation (Al is not enough). This does not cause segregation in the vicinity of the grain boundary), and is consistent with the fact that the product of the present invention is superior in optical properties to HIP having the same Al 2 O 3 concentration. However, even if the present invention can exert the effect of adding Al 2 O 3 to the maximum, addition of excess Al 2 O 3 (amount that cannot be dissolved in principle) must be avoided. In this respect, the amount added is preferably 0.5% by weight or less. Of course, since the same effect can be obtained by adding Al 2 O 3 and MgO or adding spinel (MgAl 2 O 4 ), Al 2 O 3 alone or a combination of Al 2 O 3 and MgO is also within the scope of the present invention. It becomes.
原料粉末の平均一次粒子径10〜100nm及びBET比表面積3〜30m2/gである。これらの範囲を外れる場合は、得られるジルコニア焼結体の機械的強度、透光性、耐水熱劣化性等のいずれかが劣ることがある。 The average primary particle diameter of the raw material powder is 10 to 100 nm and the BET specific surface area is 3 to 30 m 2 / g. When outside these ranges, any of mechanical strength, translucency, hydrothermal deterioration resistance, etc. of the obtained zirconia sintered body may be inferior.
原料粉末の調製(混合)は、公知又は市販の混合機等を使用すれば良く、乾式又は湿式のいずれであっても良い。湿式の場合は、例えばエタノール(工業用アルコールである変性タイプでも良い)、イソプロピルアルコール等のアルコール系有機溶剤を使用すれば良い。また、必要に応じて有機バインダー(アクリル樹脂系バインダー等の合成樹脂系バインダー)、分散剤等の公知の添加剤を適宜配合することもできる。 Preparation (mixing) of the raw material powder may be performed using a known or commercially available mixer or the like, and may be either dry or wet. In the case of the wet type, for example, an alcohol organic solvent such as ethanol (a modified type that is an industrial alcohol) or isopropyl alcohol may be used. Moreover, well-known additives, such as an organic binder (synthetic resin binders, such as an acrylic resin binder), a dispersing agent, can also be mix | blended suitably as needed.
本発明では、イットリア含有量の異なる2種以上の原料粉末を混合して用いることができる。例えばイットリア3モル%と4モル%の二種類のジルコニア粉末の併用(すなわち、ケミカルポテンシャルの異なる原料を利用)することができる。これにより焼結はさらに促進され、目的のジルコニア焼結体を得ることがさらに容易になる。 In the present invention, two or more kinds of raw material powders having different yttria contents can be mixed and used. For example, yttria 3 mol% and 4 mol% of two kinds of zirconia powders can be used in combination (that is, raw materials having different chemical potentials). Thereby, sintering is further promoted, and it becomes easier to obtain a target zirconia sintered body.
第1工程では、圧粉体の成形に先立って、原料粉末を造粒することが望ましい。本発明では、1)合成樹脂系バインダーを一切利用せずに(バインダーフリー)原料粉末を造粒する方法又は2)合成樹脂系バインダーを使って原料粉末を造粒する方法により可塑性の高い造粒物(顆粒)を形成することにより、気孔径が小さく(かつ気孔径の大きな気孔が少なく)、その分布がシャープな圧粉体をより確実に成形することができる。 In the first step, it is desirable to granulate the raw material powder prior to forming the green compact. In the present invention, 1) a method of granulating a raw material powder without using any synthetic resin binder (binder free) or 2) a method of granulating a raw material powder using a synthetic resin binder, which is highly plasticized By forming the product (granule), a green compact having a small pore size (and few pores having a large pore size) and a sharp distribution can be more reliably formed.
造粒方法は特に限定されず、攪拌造粒、転動造粒、スプレードライ等の公知の造粒方法を採用することができるが、特にa)原料粉末を含み、かつ、合成樹脂系バインダーを含まない(バインダーフリー)スラリー又はb)原料粉末及び合成樹脂系バインダーを含むスラリーをスプレードライ法により造粒物を好適に得ることができる。いずれの場合も、公知の造粒方法で使用されているような溶媒(例えば水、アルコール類等)を適宜用いることができる。 The granulation method is not particularly limited, and known granulation methods such as stirring granulation, tumbling granulation, spray drying and the like can be adopted. In particular, a) a raw material powder is included and a synthetic resin binder is used. A granulated product can be suitably obtained by spray-drying a slurry containing no (binder-free) slurry or b) a slurry containing a raw material powder and a synthetic resin binder. In any case, a solvent (for example, water, alcohols, etc.) used in a known granulation method can be used as appropriate.
前記1)及び2)の場合における造粒物の平均粒径は限定的ではないが、通常は10〜100μm程度とすることが望ましい。スプレードライヤー等にてこれ以外のサイズの顆粒が発生した場合は篩にて分級し、除外すれば良い。合成樹脂系バインダーとしては、特に制限されないが、例えばアクリル系バインダーが挙げられる。アクリル系バインダーの種類は限定的ではなく、公知又は市販のものを使用することができる。例えば、Acrylic acid alkyl methacrylic acid polyoxyalkylene glycol monoester acrylic acid copolymer resin solution等を好適に用いることができる。 The average particle size of the granulated product in the cases 1) and 2) is not limited, but it is usually desirable to be about 10 to 100 μm. When granules of other sizes are generated by a spray dryer, etc., they can be classified by a sieve and excluded. Although it does not restrict | limit especially as a synthetic resin type | system | group binder, For example, an acrylic binder is mentioned. The kind of acrylic binder is not limited, and a known or commercially available one can be used. For example, Acrylic acid alkyl methacrylic acid polyoxyalkylene glycol monoester acrylic acid copolymer resin solution and the like can be suitably used.
原料粉末を成形する方法は特に限定されず、例えば一軸プレス(金型プレス)成形、冷間静水圧プレス法(CIP法)を採用することができる。例えば、1次成形として一軸プレス成形をした後にCIP法により圧粉体を好適に得ることができる。CIP成形の圧力は50〜500MPaの範囲とすれば良い。 The method for molding the raw material powder is not particularly limited, and for example, uniaxial press (die press) molding, cold isostatic pressing (CIP method) can be employed. For example, a green compact can be suitably obtained by the CIP method after uniaxial press molding as the primary molding. The pressure for CIP molding may be in the range of 50 to 500 MPa.
成形する際は、用いる原料粉末の粒径、原料粉末の組成等に応じて適宜設定することができるが、圧粉体が(1)平均気孔径0.02〜0.3μmであり、(2)最大気孔径50μm以下であり、(3)全気孔容積に対して気孔径5μm以上の気孔が占める容積割合が5%以下(特に2%以下)となるように調整することが好ましい。これにより、高い機械的強度とともに優れた透光性及び耐熱水劣化性を有するジルコニア焼結体を得ることができる。 When molding, it can be set as appropriate according to the particle size of the raw material powder to be used, the composition of the raw material powder, etc., but the green compact has (1) an average pore diameter of 0.02 to 0.3 μm, (2 The maximum pore diameter is 50 μm or less, and (3) the volume ratio of pores having a pore diameter of 5 μm or more to the total pore volume is preferably adjusted to 5% or less (particularly 2% or less). Thereby, the zirconia sintered compact which has the outstanding translucency and hot water deterioration property with high mechanical strength can be obtained.
得られた圧粉体は、必要に応じて仮焼することもできる。特にバインダー等の有機物を含む場合はそれを除去するために仮焼(脱脂)することが好ましい。仮焼温度は限定的ではないが、通常は500〜1000℃とすれば良い。仮焼雰囲気は、例えば大気中、酸化性雰囲気等とすれば良い。 The obtained green compact can be calcined as necessary. In particular, when an organic substance such as a binder is included, it is preferably calcined (degreasing) to remove it. Although the calcining temperature is not limited, it may be usually 500 to 1000 ° C. The calcining atmosphere may be, for example, the atmosphere or an oxidizing atmosphere.
第2工程
第2工程では、前記圧粉体を101〜10−4Paの真空雰囲気下で1300〜1600℃で焼成する方法、あるいは酸素濃度50%以上の酸素含有雰囲気下(以下「高酸素雰囲気」ともいう。)において大気圧以下で1300〜1600℃で焼成する方法を実施する。これにより、本発明の焼結体を得ることができる。
Second Step In the second step, the green compact is fired at 1300 to 1600 ° C. in a vacuum atmosphere of 10 1 to 10 −4 Pa, or in an oxygen-containing atmosphere with an oxygen concentration of 50% or more (hereinafter “high oxygen” The method of baking at 1300-1600 degreeC below atmospheric pressure is implemented. Thereby, the sintered compact of this invention can be obtained.
焼成温度は、1300〜1600℃とし、ジルコニア中のY2O3量に伴って適宜変動するが、特に1350〜1550℃とすることが好ましい。焼成時間は、焼成温度、焼成雰囲気等に応じて適宜設定することができる。 The firing temperature is 1300 to 1600 ° C. and varies appropriately with the amount of Y 2 O 3 in zirconia, but is particularly preferably 1350 to 1550 ° C. The firing time can be appropriately set according to the firing temperature, firing atmosphere, and the like.
焼成雰囲気については、真空雰囲気の場合は101〜10−4Pa程度とし、好ましくは10−1〜10−4Paとすれば良い。真空焼結後にジルコニア焼結体が還元されて白色〜乳白色でない場合(例えば、淡黄色あるいは灰色の場合)は、酸素を含む雰囲気中900〜1400℃の温度でアニールすることで目的の焼結体が得られる。 The firing atmosphere may be about 10 1 to 10 −4 Pa, preferably 10 −1 to 10 −4 Pa in the case of a vacuum atmosphere. When the zirconia sintered body is reduced after vacuum sintering and is not white to milky white (for example, light yellow or gray), the target sintered body is annealed at a temperature of 900 to 1400 ° C. in an atmosphere containing oxygen. Is obtained.
また、高酸素雰囲気とする場合は、酸素濃度を50%以上とし、好ましくは90%以上とする。酸素以外のガスとしては、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスでよいが、残量気孔をスムースに排除できるという点ではHeガスとすることがさらに好ましい。高酸素雰囲気の場合は、酸素ガス50〜100%及び窒素又は不活性ガス0〜50%とすることが好ましい。高酸素雰囲気の場合の圧力は限定的ではないが、大気圧以下(常圧以下)とすれば良く、特に0.1〜1気圧程度の圧力範囲内とすることが好ましい。 In the case of a high oxygen atmosphere, the oxygen concentration is 50% or more, preferably 90% or more. The gas other than oxygen may be an inert gas such as nitrogen gas or argon gas. However, He gas is more preferable from the viewpoint that the remaining pores can be removed smoothly. In the case of a high oxygen atmosphere, oxygen gas is preferably 50 to 100% and nitrogen or inert gas is preferably 0 to 50%. Although the pressure in a high oxygen atmosphere is not limited, it may be set to atmospheric pressure or lower (normal pressure or lower), and is preferably within a pressure range of about 0.1 to 1 atm.
本発明では真空又は高酸素雰囲気下で焼成を行うが、ジルコニア圧粉体が焼結過程で緻密化(気孔の排除)を行うときに本材料系では極めて有効である。特に酸素ガスは焼結過程においてジルコニア圧粉体中の空隙(気孔)に進入・置換し、中期・末期焼結で焼結体中から容易に排除できるので、最終的に焼結体中の総気孔量を激減させることが可能となったものと推定している。透光性セラミックス合成においては、例えばアルミナの場合水素ガスを用いる、あるいはHIPを利用することは一般的に知られている。ジルコニア焼結体の場合、安定化ジルコニア焼結体においてはTiO2等の焼結助剤を用いて透光性を得る例は報告されているが、立方晶構造を有するジルコニアであっても優れた透光性を有する焼結体を得ることは容易ではない。正方晶に属する部分安定化ジルコニアはさらに透光化が困難であるため、HIP又はHPの高圧焼結技術を用いて気孔を強制排除すること、すなわち材料内部の破壊起点と光散乱源を低減することにより、機械的強度と透過性とを確保することが行なわれている。ところが、材料技術を熟慮すれば高圧焼結によってジルコニアの強度自体に変化が生じることは考え難く、ジルコニア焼結体がもつ気孔等の組織欠陥が減少することが高強度化と高透光化に対する本質的な理由と考えられる。従って、材料の組織欠陥を減少させるための新たな手段(従来の高圧焼結でなく、性能と経済性を両立させる常圧焼結技術)を提供することで、歯科用ジルコニア焼結体として実用性の高い性能を付与できるという点に違いがある。より好ましくは、本発明では、単に酸素等を使うだけではなく、まず焼結に適する一次粒子を選択し、アクリル系バインダーを使って(又は合成樹脂系バインダーを使用せずに)原料粉末の造粒過程で可塑性の高い顆粒を形成することで、気孔径が小さく、その分布がシャープな圧粉体をつくり、これを用いることを前提とする。CIP成型後の圧粉体中に5μm以上の気孔が気孔全体の5%以上になると焼結後のジルコニア焼結体中に比較的大きな残留気孔が存在し、機械的強度が低下するので、圧粉体中に占める5μm以上の気孔は全体気孔量の5%以下、好ましくは2%以下に制御しなければならない。気孔サイズと分布が制御された圧粉体を前記の真空中又は好ましくは一定濃度以上の酸素雰囲気中で焼成することで、気孔の少ないジルコニア焼結体が得られ、その特性はこれまで要望された歯科用途に適合するものとなる。焼成前の圧粉体の気孔に酸素が存在する状態(酸素ガスの導入により気孔部は酸素ガスが充填)となれば、酸素ガスは焼結途中で容易にガスを外部に排除することができる。ジルコニア(特に立方晶構造のジルコニア)はそれと接した酸素ガスを容易に固体内に取り込む性質があるために固体電解質材料として利用されているが、この性質を利用してジルコニア内部に存在する残留気孔(酸素ガス)を除去して、ジルコニア焼結体材料内部の組織欠陥を激減させ、機械的強度低下を防止し、かつ、透光性を高めるという技術思想は本発明以外には見当たらない。圧粉体の気孔に置換させるガス種として酸素以外に真空、He、水素等が理論的に考えられるが、本発明の実験にて確認したところ、酸素と真空のみが本発明の用途に適合することが確認された。焼結中の雰囲気が真空である場合は(また、酸素を100%とした場合は、透過率が最大になることは無論のこと、三点曲げ強度のバラツキが酸素50%程度のものに比べて1/2〜1/3程度まで低減される等の付加的機能発現が確認されており、品質保証や品質管理の観点でも優れた効果を発揮する。この理由は、酸素以外の雰囲気ガスはジルコニア焼結体中の気孔排除に有効でなく、材料中に組織欠陥(気孔)が残ることによるものと考えられる。 In the present invention, firing is performed in a vacuum or a high oxygen atmosphere, but this material system is extremely effective when the zirconia green compact is densified (exclusion of pores) during the sintering process. In particular, oxygen gas enters and replaces the voids (pores) in the zirconia green compact during the sintering process, and can be easily excluded from the sintered body in the middle and final stage sintering. It is estimated that the amount of pores can be drastically reduced. In the synthesis of translucent ceramics, for example, in the case of alumina, it is generally known to use hydrogen gas or use HIP. In the case of a zirconia sintered body, an example of obtaining translucency using a sintering aid such as TiO 2 in a stabilized zirconia sintered body has been reported, but even a zirconia having a cubic structure is excellent. It is not easy to obtain a sintered body having translucency. Since partially stabilized zirconia belonging to tetragonal crystal is more difficult to transmit light, the pores are forcibly eliminated using high-pressure sintering technology of HIP or HP, that is, the fracture start point and the light scattering source inside the material are reduced. In this way, mechanical strength and permeability are ensured. However, considering the material technology, it is unlikely that the strength of zirconia itself will change due to high-pressure sintering, and the reduction of structural defects such as pores in the zirconia sintered body will lead to higher strength and higher light transmission. It is considered an essential reason. Therefore, by providing a new means for reducing the structural defects of the material (atmospheric pressure sintering technology that achieves both performance and economy, instead of conventional high pressure sintering), it can be used as a dental zirconia sintered body. There is a difference in that high performance can be imparted. More preferably, in the present invention, not only oxygen and the like are used, but primary particles suitable for sintering are first selected, and the raw material powder is prepared using an acrylic binder (or without using a synthetic resin binder). It is premised on the formation of a highly compact granule in the granulation process to produce a compact with a small pore size and sharp distribution. If the pores of 5 μm or more in the green compact after CIP molding become 5% or more of the total pores, relatively large residual pores exist in the sintered zirconia sintered body, and the mechanical strength is reduced. The pores of 5 μm or more in the powder should be controlled to 5% or less, preferably 2% or less of the total pore amount. By firing the green compact with controlled pore size and distribution in the vacuum or preferably in an oxygen atmosphere with a certain concentration or higher, a sintered zirconia body with fewer pores can be obtained, and its characteristics have been desired so far. It will be suitable for dental use. If oxygen is present in the pores of the green compact before firing (the pores are filled with oxygen gas by the introduction of oxygen gas), the oxygen gas can easily be removed outside during sintering. . Zirconia (especially cubic zirconia) is used as a solid electrolyte material because it has the property of easily taking oxygen gas in contact with it into the solid. Residual pores existing inside zirconia using this property There is no technical idea other than the present invention in which (oxygen gas) is removed, the structure defects inside the zirconia sintered body material are drastically reduced, the mechanical strength is prevented from being lowered, and the translucency is enhanced. In addition to oxygen, vacuum, He, hydrogen, etc. are theoretically conceivable as gas species to be substituted for the pores of the green compact, but as a result of experiments in the present invention, only oxygen and vacuum are suitable for the application of the present invention. It was confirmed. If the atmosphere during sintering is vacuum (and if oxygen is set to 100%, it is natural that the transmittance is maximized, and the variation in the three-point bending strength is about 50% oxygen) Additional functions such as being reduced to about 1/2 to 1/3 have been confirmed, and excellent effects are also exhibited from the viewpoint of quality assurance and quality control. This is considered to be because it is not effective for eliminating pores in the zirconia sintered body and that structural defects (pores) remain in the material.
<実施の形態1>
図1には、本発明において、CIP処理により得られた圧粉体中の気孔径分布を示す。試料調製及び測定方法は後述する実施例及び比較例の説明文に記載された方法に従い、一般的な水銀圧入法にて測定した。本発明により作製した圧粉体(Good type)の気孔サイズは0.2〜0.02μmの部分に集中しており、5μmを超える粗大な気孔は検出されなかった。この圧粉体を焼結すると、焼結体中には粗大な気孔はほとんどなく、機械的強度と透光性に優れたジルコニア焼結体を得ることができる。一方、従来技術で作製された圧粉体(Bad type)も同様に気孔サイズは0.2〜0.01μmの部分に集中していたが、5〜10μmを超える粗大な気孔も存在している。この圧粉体を焼結するとジルコニア焼結体内部には粗大な残留気孔が存在し、透光性と強度の不足する焼結体になっていた。
<Embodiment 1>
FIG. 1 shows the pore size distribution in a green compact obtained by CIP treatment in the present invention. The sample preparation and measurement method were measured by a general mercury intrusion method according to the methods described in the description of Examples and Comparative Examples described later. The pore size of the green compact (Good type) produced according to the present invention was concentrated in the portion of 0.2 to 0.02 μm, and coarse pores exceeding 5 μm were not detected. When this green compact is sintered, there are almost no coarse pores in the sintered body, and a zirconia sintered body excellent in mechanical strength and translucency can be obtained. On the other hand, in the green compact (Bad type) produced by the prior art, the pore size was also concentrated in the portion of 0.2 to 0.01 μm, but there are also coarse pores exceeding 5 to 10 μm. . When this green compact was sintered, coarse residual pores existed inside the zirconia sintered body, and the sintered body was insufficient in translucency and strength.
<実施の形態2>
図2には、本発明品と従来技術で作製した3.3モル%Y2O3添加ジルコニア焼結体(厚さ200μmの薄片試料)を透過型光学顕微鏡で観察した結果を示す。本発明品である試料A及びDにおいては測定視野内に残留気候は認められない。試料B及びDも本発明品であるが数〜5μm以内の残留気孔が存在しているものの、その残留気孔量は0.3%以下となっている。試料E及びFは従来技術で作製したものであるが、ジルコニア焼結体中に10〜50μmの粗大気孔が比較的多く観察され、また10〜数μmの比較的小さな気孔が多数検出された。また、
作製した試料A〜Dの厚さ3mm試料の透過率はそれぞれ12、10、10、11、8及び7%であった。一方、三点曲げ強度については、試料A〜Dは950MPa以上を示していたのに対し、本発明の範囲内でない試料E及びFの曲げ強度は510及び360MPaという低いものであった。
<Embodiment 2>
FIG. 2 shows the result of observation of the product of the present invention and a 3.3 mol% Y 2 O 3 -added zirconia sintered body (thin sample having a thickness of 200 μm) produced by a transmission optical microscope. In samples A and D, which are products of the present invention, no residual climate is observed in the measurement field of view. Samples B and D are also products of the present invention, but there are residual pores within several to 5 μm, but the residual pore amount is 0.3% or less. Samples E and F were produced by the conventional technique, but a relatively large number of 10 to 50 μm coarse pores were observed in the zirconia sintered body, and a large number of relatively small pores of 10 to several μm were detected. Also,
The transmittances of the manufactured samples A to D of the 3 mm-thick samples were 12, 10, 10, 11, 8, and 7%, respectively. On the other hand, as for the three-point bending strength, samples A to D showed 950 MPa or more, whereas the bending strengths of samples E and F not within the scope of the present invention were as low as 510 and 360 MPa.
<実施の形態3>
図3の3-(a)は本発明の3.5モル%Y2O3添加ジルコニア焼結体と従来技術の2.6モル%Y2O3添加ジルコニア焼結体を直径17mm×厚さ8mmのタブレット状に加工(両面は研削研摩の状態)し、サンプルに下方から白色LEDを照射したときの状態を示す。いずれの焼結体も市販ジルコニア粉末を用いたが、本発明品はアクリルバインダーを用いて造粒している。金型成型後、196MPaの圧力にてCIP成型、本発明は100%酸素雰囲気中1400℃で5時間、従来品は空気中1320℃で3時間焼結してジルコニア焼結体を作製した。図3の結果からも明らかなように、本発明品はLED光を容易に通過させることができ、サンプル全体が明るく輝いていることがわかる。これに対し、従来技術の材料ではほとんど光透過が不可能であり、表面が散乱により白化しているだけである。3-(b)は本発明の技術を使い、CAD−CAMシステムで歯冠形状(前歯及び奥歯)にした圧粉体を前記と同様の条件で焼結したものである。写真上は自然光下で観察したものであるが、神経の存在する自然歯に類似する審美性がある。また、写真下は下部よりハロゲンランプ光を照射したものであるが、人工歯冠内部から外部に光を通していることが明白であり、本発明品の光学的特長が容易に確認できる。
<Embodiment 3>
3- (a) in FIG. 3 shows a diameter of 17 mm × thickness of the 3.5 mol% Y 2 O 3 -added zirconia sintered body of the present invention and the 2.6 mol% Y 2 O 3 -added zirconia sintered body of the prior art. The state is shown when the sample is processed into an 8 mm tablet (both sides are ground and polished) and the sample is irradiated with white LEDs from below. Although all the sintered bodies used commercially available zirconia powder, the product of the present invention is granulated using an acrylic binder. After die molding, CIP molding was performed at a pressure of 196 MPa. In the present invention, a zirconia sintered body was prepared by sintering in a 100% oxygen atmosphere at 1400 ° C. for 5 hours, and the conventional product in air at 1320 ° C. for 3 hours. As is apparent from the results of FIG. 3, the product of the present invention can easily pass LED light, and it can be seen that the entire sample is brightly shining. In contrast, prior art materials hardly allow light transmission and the surface is only whitened by scattering. 3- (b) is obtained by sintering a green compact made into a crown shape (anterior teeth and back teeth) with a CAD-CAM system using the technique of the present invention under the same conditions as described above. The photograph is observed under natural light, but has aesthetics similar to natural teeth with nerves. The lower part of the photograph is irradiated with halogen lamp light from the lower part. It is clear that light passes from the inside of the artificial dental crown to the outside, and the optical features of the product of the present invention can be easily confirmed.
<実施の形態4>
図4〜図6には、本発明の透光性ジルコニア焼結体を作製するのに適した焼結装置の一例を示す。これらは、焼結装置の概要の一例であり、特にこれらに限定されるものではない。
<Embodiment 4>
4-6 shows an example of a sintering apparatus suitable for producing the translucent zirconia sintered body of the present invention. These are examples of the outline of the sintering apparatus, and are not particularly limited thereto.
図4の焼結装置(焼結装置A)は、1)ヒーター1を炉外に備えた焼成炉9、2)焼成炉9内に設置された試料台5、3)焼成炉9内を密封するためのフランジ8、4)焼成炉9内を減圧するためのロータリーポンプ(真空ポンプ)2及び5)焼成炉9内にガスを導入するためのガスボンベ4を有する。焼成炉9は、例えばアルミナ製焼成炉等のセラミック製焼成炉を好適に用いることができる。また、焼成炉の形状も限定されず、例えば図4のようなチューブ状のほか、直方体等のいずれであっても良い。焼結装置Aでは、ロータリーポンプ2及びガスボンベ4は、配管12及びバルブ13を介して焼成炉9に接続されている。図4に示すように、焼成炉9のガスを排気するための排気口及び配管はフランジを介して設置しても良い。さらに、ガスボンベ4と焼成炉9との間に流量計3を設けることもできる。ヒーター1は、焼成炉9内を加熱できる限りはその形状、配置箇所、個数等は特に限定されない。ヒーター1として使用する発熱体の種類は限定的ではないが、例えばモリブデンシリサイド(MoSi系)、ケラマックス(LaCrO3系),シリコニット(SiC)、カーボン(C)等を好適に使用することができる。これらの発熱体は市販品を使用することもできる。また、ヒーター1は、そのまま配置しても良いが、熱効率を高めるために断熱材7で覆われていることが好ましい。 The sintering apparatus (sintering apparatus A) of FIG. 4 includes 1) a firing furnace 9 provided with a heater 1 outside the furnace, 2) a sample stage 5 installed in the firing furnace 9, and 3) the inside of the firing furnace 9 being sealed. 4) Rotary pumps (vacuum pumps) 2 for reducing the pressure inside the firing furnace 9 and 5) Gas cylinders 4 for introducing gas into the firing furnace 9. As the firing furnace 9, for example, a ceramic firing furnace such as an alumina firing furnace can be suitably used. Further, the shape of the firing furnace is not limited, and may be any of a rectangular parallelepiped, for example, in addition to a tube shape as shown in FIG. In the sintering apparatus A, the rotary pump 2 and the gas cylinder 4 are connected to the firing furnace 9 via a pipe 12 and a valve 13. As shown in FIG. 4, the exhaust port and piping for exhausting the gas of the firing furnace 9 may be installed via a flange. Further, the flow meter 3 can be provided between the gas cylinder 4 and the firing furnace 9. As long as the inside of the baking furnace 9 can be heated, the shape, arrangement | positioning location, number, etc. of the heater 1 are not specifically limited. Although the kind of heating element used as the heater 1 is not limited, for example, molybdenum silicide (MoSi system), keramax (LaCrO 3 system), siliconite (SiC), carbon (C), and the like can be suitably used. . A commercial item can also be used for these heat generating bodies. Moreover, although the heater 1 may be arrange | positioned as it is, in order to improve thermal efficiency, it is preferable that it is covered with the heat insulating material 7. FIG.
所定形状に成型したジルコニア圧粉体を焼成炉9内に入れ、ロータリーポンプ2で内部を減圧(又は真空)にする。真空系を遮断した後、雰囲気ガス(例えば、100%酸素ガス又は50%酸素+50%Heガス等)を徐々に焼成炉9内に導入することで雰囲気を調整することができる。最初にロータリーポンプで減圧することなしに直接雰囲気ガスを導入することでも差支えないが、前述したようにいったん焼成炉内を減圧した後に雰囲気ガスを導入した方が、焼結後のジルコニア焼結体の透過率をより高くすることができる。この理由は圧粉体内部にある開孔気孔に存在するガス成分を除去し、導入ガスをこの部分に置換できやすいので気孔の除去がスムースとなるものと考えられる。とりわけ、100%酸素ガスを導入した条件で焼結したジルコニア焼結体の透光性は非常に優れている。 The zirconia green compact molded into a predetermined shape is put into the firing furnace 9, and the inside is reduced in pressure (or vacuum) by the rotary pump 2. After shutting off the vacuum system, the atmosphere can be adjusted by gradually introducing an atmosphere gas (for example, 100% oxygen gas or 50% oxygen + 50% He gas) into the firing furnace 9. Although it is possible to introduce the atmospheric gas directly without first reducing the pressure with the rotary pump, it is better to introduce the atmospheric gas after depressurizing the inside of the firing furnace as described above. The transmittance can be further increased. The reason for this is considered to be that the removal of the pores becomes smooth because the gas component present in the open pores inside the green compact is removed and the introduced gas can be easily replaced with this portion. In particular, the translucency of the zirconia sintered body sintered under the condition in which 100% oxygen gas is introduced is very excellent.
そして、前記の導入ガスを定量的に流しつつ、PID制御が可能なプログラム制御を行いながら、特に焼成収縮の始まる900℃以上の温度域では例えば20〜200℃/hr程度の速度で昇温させることにより緻密化を促進させ、最終的に機械的強度、透光性及び耐水熱劣化性の三要素においてバランスのとれた焼結体を得ることができる。従来の透光性ジルコニア焼結体を得るには、(1)常圧焼結→(2)HIP焼結→(3)アニール(酸化処理により脱色)の三段階の処理が必要であり、長い納期と高いコスト(初期費用(高価な装置費)とランニングコスト(3度の焼結実施))が必要とされている。この点に関し、この装置では従来技術に比べ1/10以下の装置費用と1回の焼成プロセスで十分なため、経済的にも大きな効果を生むことは言うまでもない。 The temperature is raised at a rate of, for example, about 20 to 200 ° C./hr, particularly in the temperature range of 900 ° C. or higher where firing shrinkage starts while performing program control capable of PID control while flowing the introduced gas quantitatively. Thus, densification is promoted, and finally, a sintered body balanced in the three elements of mechanical strength, translucency and hydrothermal deterioration resistance can be obtained. In order to obtain a conventional translucent zirconia sintered body, three steps of (1) normal pressure sintering → (2) HIP sintering → (3) annealing (decoloration by oxidation treatment) are necessary and long. Delivery time and high cost (initial cost (expensive equipment cost) and running cost (3 times of sintering)) are required. In this regard, it is needless to say that this apparatus produces a great economic effect because the apparatus cost of one-tenth or less and a single firing process are sufficient in this apparatus.
図5の焼結装置(焼結装置B)は、1)ヒーター1を炉内に備えた焼成炉(電気炉)9、2)焼成炉9内に設置された試料台5、3)焼成炉9内を密封するためのフランジ8、4)焼成炉9内を減圧するためのロータリーポンプ(真空ポンプ)2及び5)焼成炉9内にガスを導入するためのガスボンベ4を有する。焼成炉9は、例えばアルミナ製焼成炉等のセラミック製焼成炉を好適に用いることができる。焼結装置Bでは、ロータリーポンプ2及びガスボンベ4は、配管12及びバルブ13を介して焼成炉9に接続されている。図5に示すように、焼成炉9のガスを排気するための排気口及び配管を設置することもできる。さらに、ガスボンベ4と焼成炉9との間に流量計3を設けることもできる。ヒーター1は、焼成炉9内を加熱できる限りはその形状、配置箇所、個数等は特に限定されない。焼結装置Bでは、ボックスタイプの焼成炉9を有するため、焼結装置Aよりも安く、大量の材料を一度に処理できる。焼結装置A又は焼結装置Bのいずれの装置を利用するかは、要求される材料の性等により適宜選択すれば良い。 The sintering apparatus (sintering apparatus B) in FIG. 5 includes 1) a firing furnace (electric furnace) 9 provided with a heater 1 in the furnace, 2) a sample stage 5 installed in the firing furnace 9, and 3) a firing furnace. A flange 8 for sealing the inside of the furnace 9, 4) a rotary pump (vacuum pump) 2 for depressurizing the inside of the firing furnace 9, and 5) a gas cylinder 4 for introducing gas into the firing furnace 9. As the firing furnace 9, for example, a ceramic firing furnace such as an alumina firing furnace can be suitably used. In the sintering apparatus B, the rotary pump 2 and the gas cylinder 4 are connected to the firing furnace 9 via a pipe 12 and a valve 13. As shown in FIG. 5, an exhaust port and piping for exhausting the gas of the firing furnace 9 can be installed. Further, the flow meter 3 can be provided between the gas cylinder 4 and the firing furnace 9. As long as the inside of the baking furnace 9 can be heated, the shape, arrangement | positioning location, number, etc. of the heater 1 are not specifically limited. Since the sintering apparatus B has the box-type firing furnace 9, it is cheaper than the sintering apparatus A and can process a large amount of materials at a time. Whether to use the sintering apparatus A or the sintering apparatus B may be appropriately selected depending on the properties of the required material.
図6の焼結装置(焼結装置C)は、真空焼成を行うのに適した装置である。焼結装置Cでは、1)ヒーター1を炉内に備えた真空チャンバー11、2)真空チャンバー11内に設置された試料台5、3)真空チャンバー11内を減圧するためのロータリーポンプ(真空ポンプ)2及びターボ分子ポンプ10を有する。焼結装置Bでは、真空チャンバー11は、水冷式(水冷式真空チャンバー)であることが好ましい。ヒーター1は、焼成炉9内を加熱できる限りはその形状、配置箇所、個数等は特に限定されない。ヒーター1としては、タングステン、モリブデン、白金等の金属系ヒーター又はカーボン系ヒーターを好適に使用することができる。ヒーターの種類によってはロータリーポンプだけでも良いが、ヒーター寿命と材料の性能向上の目的でロータリーポンプに加え、拡散ポンプ、分子ターボポンプ等を併用しても差支えない。真空焼成装置によっても、前記雰囲気制御タイプの焼成炉と同等又はそれ以上の効果を発揮することができる。 The sintering apparatus (sintering apparatus C) of FIG. 6 is an apparatus suitable for performing vacuum firing. In the sintering apparatus C, 1) a vacuum chamber 11 provided with a heater 1 in the furnace, 1) a sample stage 5 installed in the vacuum chamber 11, 3) a rotary pump (vacuum pump) for depressurizing the inside of the vacuum chamber 11 ) 2 and a turbo-molecular pump 10. In the sintering apparatus B, the vacuum chamber 11 is preferably water-cooled (water-cooled vacuum chamber). As long as the inside of the baking furnace 9 can be heated, the shape, arrangement | positioning location, number, etc. of the heater 1 are not specifically limited. As the heater 1, a metal heater such as tungsten, molybdenum, platinum, or a carbon heater can be preferably used. Depending on the type of heater, only a rotary pump may be used, but a diffusion pump, molecular turbo pump, or the like may be used in addition to the rotary pump for the purpose of improving the life of the heater and the performance of the material. Even with the vacuum firing apparatus, the same or better effect than the atmosphere control type firing furnace can be exhibited.
以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特徴をより具体的に説明する。ただし、本発明の範囲は、実施例に限定されない。 The features of the present invention will be described more specifically with reference to the following examples and comparative examples. However, the scope of the present invention is not limited to the examples.
実施例1
原料粉末として、市販の部分安定化ジルコニア粉末(安定剤としてイットリアを3.05モル%含有、平均一次粒子径30nm、BET比表面積は6.9m2/g)を用いた。この原料粉末300gにエタノール450mL及び市販のアクリル系バインダー(製品名 「KS910」日本化薬(株)製)15gを配合して12時間ジルコニアボールにて混合・粉砕処理を行った。得られたスラリーをスプレードライヤーにて噴霧乾燥して平均粒径40μmの顆粒を得た。この顆粒を用いて金型を用いてプレス成型し、10mm×15mm×70mmの素地を得た。その素地を真空パックした後、196MPaの圧力にてCIP成型した後、大気中700℃で3時間脱脂処理して材料内部の有機物を取り除いた。次いで、酸素濃度100%の雰囲気中1370℃で焼成した。このようにしてジルコニア焼結体(試験体)を得た。
Example 1
A commercially available partially stabilized zirconia powder (containing 3.05 mol% of yttria as a stabilizer, an average primary particle size of 30 nm, and a BET specific surface area of 6.9 m 2 / g) was used as a raw material powder. 300 g of this raw material powder was mixed with 450 mL of ethanol and 15 g of a commercially available acrylic binder (product name “KS910” manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and mixed and pulverized with zirconia balls for 12 hours. The obtained slurry was spray-dried with a spray dryer to obtain granules having an average particle size of 40 μm. This granule was press-molded using a mold to obtain a substrate of 10 mm × 15 mm × 70 mm. The substrate was vacuum-packed, CIP-molded at a pressure of 196 MPa, and degreased at 700 ° C. for 3 hours in the atmosphere to remove organic substances inside the material. Next, it was fired at 1370 ° C. in an atmosphere having an oxygen concentration of 100%. A zirconia sintered body (test body) was thus obtained.
実施例2〜42及び比較例1〜12
製造条件を表1〜9に示すように変更したほかは、実施例1と同様にしてジルコニア焼結体を作製した。表1〜表7に示したものは本発明であり、表8〜表9は比較例である。なお、その他の変更点は下記の通りである。
実施例25〜26は、実施例15をベースとして、CIPの圧力をそれぞれ50及び500MPaとしたときのものである。
実施例27〜32は、ラボベースで作製したジルコニア原料を使って焼結体を作製したものであり、市販原料との主な違いとしては一次粒子サイズとその粒度変動に伴う比表面積の値である。
実施例33〜38は、市販のジルコニア原料と市販のイットリア原料を用いて、固相焼結で作製したジルコニア焼結体の特性を示している。
実施例39〜42は、市販の部分安定化ジルコニア原料を用いて、イットリア含有量が4.2〜5.5モル%の範囲のジルコニア焼結体の特性を示す。本実施例品の作製に際しては、実施例1〜38に使用されたアクリル系バインダーは除外し、ジルコニア粉末とエタノールのみによりスラリーを形成し、このスラリーをスプレードライヤーにて噴霧乾燥して合成樹脂成分を含まない顆粒を作製した。その後の製造プロセスは、実施例1〜38と同様とした。
比較例1〜2は、市販粉末でなく、ラボベースで作製した3モル%Y2O3含有ジルコニア粉末を用いた。比較例3〜4では、酸素濃度が50%以下(比較例3は焼結温度も1620℃と発明範囲外で焼結)で焼結を行なった。
比較例10〜11は、CIP成型圧力をそれぞれ30及び600MPaとし、比較例11では酸素濃度を5%として焼結を行なった。
比較例13〜14では、それぞれPVA(ポリビニルアルコール)及びPVB(ポリビニルブチラール)バインダー20%溶液を15g用いた。また、比較例13では、溶媒に蒸留水を用いてスラリーを作製し、スプレードライを行なった。
比較例7〜8では、Y濃度が本発明の範囲外となる組成の原料(単一原料又は)混合原料)を使った。特に実施例9は焼結温度も1610℃とした。
Examples 2-42 and Comparative Examples 1-12
A zirconia sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that the production conditions were changed as shown in Tables 1 to 9. Tables 1 to 7 show the present invention, and Tables 8 to 9 show comparative examples. Other changes are as follows.
Examples 25 to 26 are based on Example 15 when the CIP pressure is 50 and 500 MPa, respectively.
In Examples 27 to 32, a sintered body was prepared using a zirconia raw material prepared on a lab base, and the main difference from a commercially available raw material is the primary particle size and the value of the specific surface area associated with the particle size variation. .
Examples 33 to 38 show characteristics of a zirconia sintered body produced by solid phase sintering using a commercially available zirconia raw material and a commercially available yttria raw material.
Examples 39 to 42 show the characteristics of a zirconia sintered body having a yttria content in the range of 4.2 to 5.5 mol% using a commercially available partially stabilized zirconia raw material. In preparing the product of this example, the acrylic binder used in Examples 1 to 38 was excluded, a slurry was formed only with zirconia powder and ethanol, and this slurry was spray-dried with a spray dryer to synthesize resin components. Granules containing no were produced. The subsequent manufacturing process was the same as in Examples 1-38.
In Comparative Examples 1 and 2, 3 mol% Y 2 O 3 -containing zirconia powder prepared on a lab base was used instead of a commercially available powder. In Comparative Examples 3 and 4, sintering was performed at an oxygen concentration of 50% or less (Comparative Example 3 was sintered at a sintering temperature of 1620 ° C. and outside the scope of the invention).
In Comparative Examples 10 to 11, sintering was performed with CIP molding pressures of 30 and 600 MPa, respectively, and in Comparative Example 11 with an oxygen concentration of 5%.
In Comparative Examples 13 to 14, 15 g of a 20% solution of PVA (polyvinyl alcohol) and PVB (polyvinyl butyral) binder was used. In Comparative Example 13, a slurry was prepared using distilled water as a solvent, and spray drying was performed.
In Comparative Examples 7 to 8, a raw material (single raw material or mixed raw material) having a composition with a Y concentration outside the range of the present invention was used. In particular, in Example 9, the sintering temperature was 1610 ° C.
試験例1
前記の実施例及び比較例において、得られた試験体の結晶粒子サイズ、残留気孔量、気孔径10μm以上の気孔の割合、曲げ強度、水熱処理後の相変化、鉱物相及び透過率を測定した。その結果を表1〜表9に示す。
Test example 1
In the above examples and comparative examples, the crystal particle size, residual pore volume, ratio of pores having a pore diameter of 10 μm or more, bending strength, phase change after hydrothermal treatment, mineral phase and transmittance were measured. . The results are shown in Tables 1-9.
なお、これらの各表には、試験体作製の過程における原料粉末の性状、Al2O3又はMgOの添加の有無、顆粒の平均粒径、圧粉体の平均気孔径及び気孔径5μm以上の気孔が占める割合、焼成雰囲気及び温度、焼結体の平均結晶粒径、焼結体の見掛け気孔率、焼結体中における気孔径10μm以上の気孔数、曲げ強度、水熱処理後の結晶相、焼結後の鉱物相、透過率も併せて示す。 In each of these tables, the properties of the raw material powder in the process of preparing the specimen, the presence or absence of addition of Al 2 O 3 or MgO, the average particle diameter of the granules, the average pore diameter of the green compact, and the pore diameter of 5 μm or more The proportion of the pores, the firing atmosphere and temperature, the average crystal grain size of the sintered body, the apparent porosity of the sintered body, the number of pores having a pore diameter of 10 μm or more in the sintered body, the bending strength, the crystal phase after hydrothermal treatment, The mineral phase after sintering and the transmittance are also shown.
各物性の測定方法は、次の通りである。
(1)スプレードライにより得られた顆粒の平均粒径
スプレードライした顆粒100個を任意に取り出し、光学顕微鏡又は走査型電子顕微鏡(SEM)による観察から平均サイズ(直径)を算出した。
(2)圧粉体の平均気孔径
196MPaにてCIP成型した直径16mm×高さ10mmの圧粉体を焼成収縮のほとんど起らない700℃で仮焼成し、その圧粉体を約7mm×7mm×7mmに加工し、Micromeritics社のAutoPoreIIIを用いて水銀圧入法により細孔分布を求め、それに基づいて平均気孔径及び気孔径5μm以上の気孔が占める容積割合を求めた。
(3)焼結体の平均結晶粒径
焼結したサンプルを鏡面研摩した後、焼結温度以下でサーマルエッチングした。SEMにより10000倍にて任意に5ヶ所撮影した表面写真から、焼結体の平均結晶粒子径を算定した。
(4)焼結体の見掛け気孔率
焼結体中の気孔率測定はアルキメデス法(乾燥重量、含水重量、水中重量の測定から算出)により見掛け比重、カサ比重及び見掛け気孔率を測定した。
(5)残留気孔数
まず、焼結したジルコニア焼結体を切断加工して厚さ200μmの試験片(試験片は両面鏡面研摩)を作製し、透過顕微鏡にて材料内部に存在する残留気孔のサイズと量をカウントする。より具体的には、透過顕微鏡(倍率200倍)における2mm×2mmの測定視野のエリア内において、気孔径10μm以上の気孔数をカウントした。
(6)曲げ強度
3点曲げ強度を測定した。3点曲げ強度の測定は、万能試験機「オートゲラフDCS−2000」(島津製作所製)を用い、JIS−R−1601に基づき、幅4mm×厚さ3mm×長さ40mmの試験体をスパン長さ30mm、クロスヘッドスピード0.1mm/minの条件で実施した。それぞれの試料についてテストピースを作製し、曲げ試験を実施した。
(7)水熱処理後の単斜晶/正方晶比
オートクレーブ(水熱合成装置)を用いて、180℃で5時間処理した後の試料の粉末X線回折分析を行い、検出される単斜晶ジルコニアの最強ピーク((−1,1,1)面の回折、2θ=28°,d=3.1647)と正方晶ジルコニアの最強ピーク((1,0,1)面の回折、2θ=28°,d=2.9597)の比を求めた。
(8)焼結体の鉱物相
焼結体の鉱物相は一般的な粉末X線回折法により、3モル%以下のイットリアを含む正方晶系蛍石型結晶相(I)と5モル%以上のイットリアを含む立方晶系蛍石型結晶相(II)に分離して測定を行った。
(9)透過率
本測定には透過濃度計361T(X−rite社製)を用い、厚さ3mmに作製したジルコニア焼結体に垂直透過光束(400〜700nm(ピーク570nm)の光)を照射し、試料がない状態との比をlog(対数)で表したものを光学濃度Dとし、透過率を1÷10D×100より算出した。光束幅は直径1mmの円形である。
The measuring method of each physical property is as follows.
(1) Average particle diameter of granules obtained by spray drying 100 spray-dried granules were arbitrarily taken out, and the average size (diameter) was calculated from observation with an optical microscope or scanning electron microscope (SEM).
(2) Average pore diameter of the green compact A green compact of 16 mm in diameter and 10 mm in height formed by CIP molding at 196 MPa was calcined at 700 ° C. with little firing shrinkage, and the green compact was about 7 mm × 7 mm. After processing to × 7 mm, pore distribution was determined by mercury porosimetry using AutoPore III of Micromeritics, and based on this, the average pore diameter and the volume ratio occupied by pores having a pore diameter of 5 μm or more were obtained.
(3) Average crystal grain size of sintered body The sintered sample was mirror-polished and then thermally etched at a sintering temperature or lower. The average crystal particle diameter of the sintered body was calculated from surface photographs taken arbitrarily at five times by SEM at 10,000 times.
(4) Apparent Porosity of Sintered Body The porosity in the sintered body was measured by the Archimedes method (calculated from the measurement of dry weight, moisture content, and weight in water) to measure the apparent specific gravity, bulk specific gravity and apparent porosity.
(5) Number of residual pores First, the sintered zirconia sintered body was cut to produce a test piece having a thickness of 200 μm (the test piece was double-sided mirror polished), and the residual pores present inside the material were examined with a transmission microscope. Count size and quantity. More specifically, the number of pores having a pore diameter of 10 μm or more was counted in the area of a measurement field of 2 mm × 2 mm in a transmission microscope (magnification 200 times).
(6) Bending strength Three-point bending strength was measured. The three-point bending strength is measured using a universal testing machine “Auto Gerafu DCS-2000” (manufactured by Shimadzu Corporation), and a specimen having a width of 4 mm, a thickness of 3 mm and a length of 40 mm is span length based on JIS-R-1601. The test was performed under the conditions of 30 mm and a crosshead speed of 0.1 mm / min. A test piece was prepared for each sample, and a bending test was performed.
(7) Monoclinic / tetragonal ratio after hydrothermal treatment Monoclinic crystals detected by conducting powder X-ray diffraction analysis of the sample after being treated at 180 ° C for 5 hours using an autoclave (hydrothermal synthesizer) Diffraction of the strongest peak of zirconia ((-1,1,1) plane, 2θ = 28 °, d = 3.1647) and diffraction of the strongest peak of tetragonal zirconia ((1,0,1) plane, 2θ = 28) °, d = 2.9597).
(8) Mineral phase of sintered body The mineral phase of the sintered body is a tetragonal fluorite-type crystal phase (I) containing 3 mol% or less of yttria and 5 mol% or more by a general powder X-ray diffraction method. Measurement was carried out by separating into a cubic fluorite crystal phase (II) containing yttria.
(9) Transmittance In this measurement, a transmission densitometer 361T (manufactured by X-rite) was used, and a zirconia sintered body produced to a thickness of 3 mm was irradiated with a vertically transmitted light beam (400 to 700 nm (peak 570 nm) light). Then, the ratio of the state where there is no sample expressed in log (logarithm) was defined as the optical density D, and the transmittance was calculated from 1 ÷ 10 D × 100. The beam width is a circle with a diameter of 1 mm.
以上の通り、実施例及び比較例の対比からも明らかなように、本発明は機械的強度、光学特性、耐久性(耐水性に対するバランスが極めて高い材料であることがわかる。また、HIP処理品と比べても機械的強度の遜色はないばかりか、さらに優れた透過特性をもち、耐水性にも優れていることが容易に判断できる。 As can be seen from the comparison of the examples and comparative examples, the present invention is found to be a material with a very high balance of mechanical strength, optical properties, and durability (water resistance. Also, HIP processed products. Compared to the above, it can be easily judged that the mechanical strength is not inferior, it has further excellent permeation characteristics, and is excellent in water resistance.
本発明によるジルコニア焼結体は、正方晶系あるいは正方晶と立方晶の混合系であるにもかかわらず、優れた機械的強度、透光性及び耐水性を兼ね備えた点に特徴があり、特性及び経済性はこれまでのHIP法で作製された同ジルコニア焼結体を凌駕するものである。得られた焼結体の特性は産業ニーズ、特に歯科用途には十分満足できるため、本分野への応用が期待される。 Although the zirconia sintered body according to the present invention is a tetragonal system or a mixed system of tetragonal crystals and cubic crystals, it is characterized by having excellent mechanical strength, translucency and water resistance. In addition, the economic efficiency surpasses the zirconia sintered body produced by the conventional HIP method. Since the properties of the obtained sintered body are sufficiently satisfactory for industrial needs, particularly dental applications, application to this field is expected.
Claims (13)
(1)イットリウム及びジルコニウムを含有し、かつ、平均一次粒子径10〜100nm及びBET比表面積3〜30m2/gである原料粉末又はその造粒物を成形することにより圧粉体を得る第1工程、
(2)前記圧粉体を101〜10−4Paの真空雰囲気下又は酸素濃度50%以上の酸素含有雰囲気下において大気圧以下で1300〜1600℃で焼成する第2工程
を含むジルコニア焼結体の製造方法。 A method for producing a zirconia sintered body containing yttria,
(1) First to obtain a green compact by molding a raw material powder containing yttrium and zirconium and having an average primary particle diameter of 10 to 100 nm and a BET specific surface area of 3 to 30 m 2 / g or a granulated product thereof. Process,
(2) Zirconia sintering including a second step in which the green compact is fired at 1300 to 1600 ° C. under atmospheric pressure in a vacuum atmosphere of 10 1 to 10 −4 Pa or in an oxygen-containing atmosphere with an oxygen concentration of 50% or more. Body manufacturing method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009225658A JP2011073907A (en) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | Sintered body of zirconia and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009225658A JP2011073907A (en) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | Sintered body of zirconia and method for manufacturing the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011073907A true JP2011073907A (en) | 2011-04-14 |
Family
ID=44018288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009225658A Pending JP2011073907A (en) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | Sintered body of zirconia and method for manufacturing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011073907A (en) |
Cited By (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014142080A1 (en) * | 2013-03-11 | 2014-09-18 | クラレノリタケデンタル株式会社 | Sintered zirconia compact, and zirconia composition and calcined compact |
JP2014218421A (en) * | 2013-04-10 | 2014-11-20 | 東ソー株式会社 | Zirconia sintered body, and manufacturing method thereof |
JP2015143178A (en) * | 2013-12-24 | 2015-08-06 | 東ソー株式会社 | Light-transmitting zirconia sintered compact, zirconia powder and application thereof |
JP2015531646A (en) * | 2013-03-05 | 2015-11-05 | ディーマックス シーオー., エルティーディー | Method for producing zirconia block for artificial tooth having hue gradient |
JP2016026986A (en) * | 2014-06-23 | 2016-02-18 | 東ソー株式会社 | Colored translucent zirconia sintered body and powder, and use thereof |
JP2017128466A (en) * | 2016-01-19 | 2017-07-27 | クラレノリタケデンタル株式会社 | Zirconia sintered body and dental product, and method for producing the same |
CN107573061A (en) * | 2017-08-25 | 2018-01-12 | 南通通州湾新材料科技有限公司 | The manufacture method of honeycomb blind hole toughened zirconium oxide ceramic shell and its application |
JP2018023791A (en) * | 2012-07-27 | 2018-02-15 | シロナ・デンタル・システムズ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | Sintering furnace for component made of sintered material, in particular for dental component, and method for sintering such component |
JP2018052806A (en) * | 2016-09-21 | 2018-04-05 | 東ソー株式会社 | Zirconia sintered body and manufacturing method therefor |
JP6308641B1 (en) * | 2015-03-19 | 2018-04-11 | デンタルマックス カンパニーリミテッド | Method for producing zirconia multilayer block for artificial teeth |
WO2019026811A1 (en) * | 2017-07-31 | 2019-02-07 | クラレノリタケデンタル株式会社 | Method for producing zirconia particle-containing powder |
JP2019051318A (en) * | 2017-09-18 | 2019-04-04 | イボクラール ビバデント アクチェンゲゼルシャフト | Dental furnace and operation method for the same |
JP2019163246A (en) * | 2018-03-20 | 2019-09-26 | 株式会社松風 | Multilayered zirconia, each layer having different content of yttria |
WO2019180766A1 (en) * | 2018-03-19 | 2019-09-26 | 東ソー株式会社 | Zirconia sintered body and method for producing same |
KR20200035278A (en) * | 2017-07-31 | 2020-04-02 | 쿠라레 노리타케 덴탈 가부시키가이샤 | Method for preparing powder containing zirconia particles and fluorescent agent |
KR20200035277A (en) * | 2017-07-31 | 2020-04-02 | 쿠라레 노리타케 덴탈 가부시키가이샤 | Zirconia sintered body containing fluorescent agent |
WO2020179876A1 (en) * | 2019-03-06 | 2020-09-10 | クラレノリタケデンタル株式会社 | Zirconia sintered compact having high linear light transmittance |
JPWO2020218541A1 (en) * | 2019-04-25 | 2020-10-29 | ||
EP3805185A1 (en) | 2019-10-08 | 2021-04-14 | Tosoh Corporation | Zirconia sintered body and production method thereof |
WO2021215419A1 (en) * | 2020-04-22 | 2021-10-28 | 東ソー株式会社 | Sintered body and method for producing same |
CN114656260A (en) * | 2022-04-22 | 2022-06-24 | 烟台核晶陶瓷新材料有限公司 | Preparation method and application of medical high-permeability zirconia ceramic sintered body |
WO2022168734A1 (en) * | 2021-02-03 | 2022-08-11 | 国立大学法人 東京大学 | Cover member |
WO2023042893A1 (en) * | 2021-09-16 | 2023-03-23 | 東ソー株式会社 | Powder composition, calcined body, sintered body, and method for producing same |
WO2023127793A1 (en) * | 2021-12-27 | 2023-07-06 | クラレノリタケデンタル株式会社 | Zirconia sintered body and method for producing same |
JP7523724B2 (en) | 2022-06-10 | 2024-07-26 | 共立マテリアル株式会社 | Zirconia sintered body and its manufacturing method |
-
2009
- 2009-09-29 JP JP2009225658A patent/JP2011073907A/en active Pending
Cited By (70)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018023791A (en) * | 2012-07-27 | 2018-02-15 | シロナ・デンタル・システムズ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | Sintering furnace for component made of sintered material, in particular for dental component, and method for sintering such component |
JP2015531646A (en) * | 2013-03-05 | 2015-11-05 | ディーマックス シーオー., エルティーディー | Method for producing zirconia block for artificial tooth having hue gradient |
US9687325B2 (en) | 2013-03-05 | 2017-06-27 | Dmax Co., Ltd. | Method of manufacturing zirconia block for artificial tooth having color gradient |
WO2014142080A1 (en) * | 2013-03-11 | 2014-09-18 | クラレノリタケデンタル株式会社 | Sintered zirconia compact, and zirconia composition and calcined compact |
CN105026337A (en) * | 2013-03-11 | 2015-11-04 | 可乐丽则武齿科株式会社 | Sintered zirconia compact, and zirconia composition and calcined compact |
JPWO2014142080A1 (en) * | 2013-03-11 | 2017-02-16 | クラレノリタケデンタル株式会社 | Zirconia sintered body, zirconia composition and calcined body |
JP2018165243A (en) * | 2013-03-11 | 2018-10-25 | クラレノリタケデンタル株式会社 | Zirconia sintered body, and composition and calcined body of zirconia |
US9776926B2 (en) | 2013-03-11 | 2017-10-03 | Kuraray Noritake Dental Inc. | Zirconia sintered body, and zirconia composition and calcined body |
JP2014218421A (en) * | 2013-04-10 | 2014-11-20 | 東ソー株式会社 | Zirconia sintered body, and manufacturing method thereof |
CN113185284A (en) * | 2013-12-24 | 2021-07-30 | 东曹株式会社 | Light-transmitting zirconia sintered body, zirconia powder, and use thereof |
JP2015143178A (en) * | 2013-12-24 | 2015-08-06 | 東ソー株式会社 | Light-transmitting zirconia sintered compact, zirconia powder and application thereof |
JP2019189524A (en) * | 2013-12-24 | 2019-10-31 | 東ソー株式会社 | Light transmissive zirconia sintered body and zirconia powder, and its application |
CN113185284B (en) * | 2013-12-24 | 2022-09-23 | 东曹株式会社 | Light-transmitting zirconia sintered body, zirconia powder, and use thereof |
CN106660885A (en) * | 2014-06-23 | 2017-05-10 | 东曹株式会社 | Colored translucent zirconia sintered body and powder, and use thereof |
KR20170021240A (en) * | 2014-06-23 | 2017-02-27 | 토소가부시키가이샤 | Colored translucent zirconia sintered body and powder, and use thereof |
JP2016026986A (en) * | 2014-06-23 | 2016-02-18 | 東ソー株式会社 | Colored translucent zirconia sintered body and powder, and use thereof |
KR102374786B1 (en) * | 2014-06-23 | 2022-03-15 | 토소가부시키가이샤 | Colored translucent zirconia sintered body and powder, and use thereof |
JP6308641B1 (en) * | 2015-03-19 | 2018-04-11 | デンタルマックス カンパニーリミテッド | Method for producing zirconia multilayer block for artificial teeth |
JP2018514245A (en) * | 2015-03-19 | 2018-06-07 | デンタルマックス カンパニーリミテッド | Method for producing zirconia multilayer block for artificial teeth |
JP2017128466A (en) * | 2016-01-19 | 2017-07-27 | クラレノリタケデンタル株式会社 | Zirconia sintered body and dental product, and method for producing the same |
JP7077552B2 (en) | 2016-09-21 | 2022-05-31 | 東ソー株式会社 | Zirconia sintered body and its manufacturing method |
JP2018052806A (en) * | 2016-09-21 | 2018-04-05 | 東ソー株式会社 | Zirconia sintered body and manufacturing method therefor |
JP2022036191A (en) * | 2016-09-21 | 2022-03-04 | 東ソー株式会社 | Zirconia sintered body and manufacturing method therefor |
JP2022169576A (en) * | 2017-07-31 | 2022-11-09 | クラレノリタケデンタル株式会社 | Method for producing zirconia particle-containing powder |
WO2019026811A1 (en) * | 2017-07-31 | 2019-02-07 | クラレノリタケデンタル株式会社 | Method for producing zirconia particle-containing powder |
CN110891903A (en) * | 2017-07-31 | 2020-03-17 | 可乐丽则武齿科株式会社 | Method for producing powder containing zirconia particles |
KR20200035278A (en) * | 2017-07-31 | 2020-04-02 | 쿠라레 노리타케 덴탈 가부시키가이샤 | Method for preparing powder containing zirconia particles and fluorescent agent |
KR20200035277A (en) * | 2017-07-31 | 2020-04-02 | 쿠라레 노리타케 덴탈 가부시키가이샤 | Zirconia sintered body containing fluorescent agent |
KR20200035279A (en) * | 2017-07-31 | 2020-04-02 | 쿠라레 노리타케 덴탈 가부시키가이샤 | Method for preparing powder containing zirconia particles |
JPWO2019026811A1 (en) * | 2017-07-31 | 2020-08-06 | クラレノリタケデンタル株式会社 | Method for producing powder containing zirconia particles |
US11479510B2 (en) | 2017-07-31 | 2022-10-25 | Kuraray Noritake Dental Inc. | Method for producing zirconia particle-containing powder |
KR102658087B1 (en) * | 2017-07-31 | 2024-04-17 | 쿠라레 노리타케 덴탈 가부시키가이샤 | Method for producing powder containing zirconia particles and fluorescent agent |
JP7175273B2 (en) | 2017-07-31 | 2022-11-18 | クラレノリタケデンタル株式会社 | Method for producing powder containing zirconia particles |
KR102658088B1 (en) * | 2017-07-31 | 2024-04-17 | 쿠라레 노리타케 덴탈 가부시키가이샤 | Method for producing powder containing zirconia particles |
KR102657206B1 (en) | 2017-07-31 | 2024-04-12 | 쿠라레 노리타케 덴탈 가부시키가이샤 | Zirconia sintered body containing a fluorescent agent |
US11802237B2 (en) * | 2017-07-31 | 2023-10-31 | Kuraray Noritake Dental Inc. | Method for producing powder containing zirconia particles and fluorescent agent |
JP7447194B2 (en) | 2017-07-31 | 2024-03-11 | クラレノリタケデンタル株式会社 | Method for producing powder containing zirconia particles |
EP3663264A4 (en) * | 2017-07-31 | 2021-04-21 | Kuraray Noritake Dental Inc. | Method for producing zirconia particle-containing powder |
CN107573061B (en) * | 2017-08-25 | 2019-10-11 | 南通通州湾新材料科技有限公司 | The manufacturing method and its application of honeycomb blind hole toughened zirconium oxide ceramic shell |
CN107573061A (en) * | 2017-08-25 | 2018-01-12 | 南通通州湾新材料科技有限公司 | The manufacture method of honeycomb blind hole toughened zirconium oxide ceramic shell and its application |
JP2019051318A (en) * | 2017-09-18 | 2019-04-04 | イボクラール ビバデント アクチェンゲゼルシャフト | Dental furnace and operation method for the same |
US10955192B2 (en) | 2017-09-18 | 2021-03-23 | Ivoclar Vivadent Ag | Dental furnace as well as method for operating a dental furnace |
CN116947485A (en) * | 2018-03-19 | 2023-10-27 | 东曹株式会社 | Zirconia sintered body and method for producing same |
EP3770135A4 (en) * | 2018-03-19 | 2021-11-03 | Tosoh Corporation | Zirconia sintered body and method for producing same |
WO2019180766A1 (en) * | 2018-03-19 | 2019-09-26 | 東ソー株式会社 | Zirconia sintered body and method for producing same |
US11021401B2 (en) | 2018-03-19 | 2021-06-01 | Tosoh Corporation | Zirconia sintered body and method for manufacturing the same |
CN110506034A (en) * | 2018-03-19 | 2019-11-26 | 东曹株式会社 | Zirconia sintered body and its manufacturing method |
KR20200130879A (en) * | 2018-03-19 | 2020-11-23 | 토소가부시키가이샤 | Zirconia sintered body and its manufacturing method |
US11746054B2 (en) | 2018-03-19 | 2023-09-05 | Tosoh Corporation | Zirconia sintered body and method for manufacturing the same |
KR102641166B1 (en) * | 2018-03-19 | 2024-02-28 | 토소가부시키가이샤 | Zirconia sintered body and manufacturing method thereof |
JP2019163246A (en) * | 2018-03-20 | 2019-09-26 | 株式会社松風 | Multilayered zirconia, each layer having different content of yttria |
CN113490653A (en) * | 2019-03-06 | 2021-10-08 | 可乐丽则武齿科株式会社 | Zirconia sintered body having high linear light transmittance |
JPWO2020179876A1 (en) * | 2019-03-06 | 2021-12-23 | クラレノリタケデンタル株式会社 | Zirconia sintered body with high linear light transmittance |
US12116320B2 (en) | 2019-03-06 | 2024-10-15 | Kuraray Noritake Dental Inc. | Zirconia sintered body having high linear light transmittance |
JP7575441B2 (en) | 2019-03-06 | 2024-10-29 | クラレノリタケデンタル株式会社 | Zirconia sintered body with high in-line light transmittance |
WO2020179876A1 (en) * | 2019-03-06 | 2020-09-10 | クラレノリタケデンタル株式会社 | Zirconia sintered compact having high linear light transmittance |
JP7558932B2 (en) | 2019-04-25 | 2024-10-01 | クラレノリタケデンタル株式会社 | Zirconia calcined body suitable for dental use and its manufacturing method |
WO2020218541A1 (en) * | 2019-04-25 | 2020-10-29 | クラレノリタケデンタル株式会社 | Zirconia calcined body suitable for dental use and method for manufacturing same |
JPWO2020218541A1 (en) * | 2019-04-25 | 2020-10-29 | ||
EP3805185A1 (en) | 2019-10-08 | 2021-04-14 | Tosoh Corporation | Zirconia sintered body and production method thereof |
US11746055B2 (en) | 2019-10-08 | 2023-09-05 | Tosoh Corporation | Zirconia sintered body and production method thereof |
US11479511B2 (en) | 2019-10-08 | 2022-10-25 | Tosoh Corporation | Zirconia sintered body and production method thereof |
KR20210042019A (en) | 2019-10-08 | 2021-04-16 | 토소가부시키가이샤 | Zirconia sintered body and method for producing same |
WO2021215419A1 (en) * | 2020-04-22 | 2021-10-28 | 東ソー株式会社 | Sintered body and method for producing same |
WO2022168734A1 (en) * | 2021-02-03 | 2022-08-11 | 国立大学法人 東京大学 | Cover member |
WO2023042893A1 (en) * | 2021-09-16 | 2023-03-23 | 東ソー株式会社 | Powder composition, calcined body, sintered body, and method for producing same |
JP7548448B2 (en) | 2021-09-16 | 2024-09-10 | 東ソー株式会社 | Powder composition, calcined body, sintered body, and method for producing same |
WO2023127793A1 (en) * | 2021-12-27 | 2023-07-06 | クラレノリタケデンタル株式会社 | Zirconia sintered body and method for producing same |
CN114656260A (en) * | 2022-04-22 | 2022-06-24 | 烟台核晶陶瓷新材料有限公司 | Preparation method and application of medical high-permeability zirconia ceramic sintered body |
JP7523724B2 (en) | 2022-06-10 | 2024-07-26 | 共立マテリアル株式会社 | Zirconia sintered body and its manufacturing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2011073907A (en) | Sintered body of zirconia and method for manufacturing the same | |
US11413122B2 (en) | Controlling of sintering kinetics of oxide ceramics | |
JP5396691B2 (en) | Translucent yttria-containing zirconia sintered body, method for producing the same, and use thereof | |
KR102428052B1 (en) | Multilayer oxide ceramic body with adjusted sintering behavior | |
JP6493009B2 (en) | Colored translucent zirconia sintered body and powder, and use thereof | |
KR101906628B1 (en) | Colored and light-transmitting sintered zirconia compact and use of same | |
US11839665B2 (en) | High strength and translucency dental ceramic materials, devices, and methods | |
JP4510462B2 (en) | Polycrystalline translucent alumina ceramic material | |
JP6357145B2 (en) | Zirconia sintered body, zirconia composition and calcined body | |
WO2008013099A1 (en) | Sintered zirconia having high light transmission and high strength, use of the same and process for production thereof | |
CN102875147B (en) | Zirconia ceramic material and preparation method thereof | |
JP2008214168A (en) | Light-transmitting zirconia sintered compact and its production method | |
CN108439979A (en) | For dental applications, CeO2Stable ZrO2Ceramics | |
Chin et al. | Influences of the processing method and sintering temperature on the translucency of polycrystalline yttria-stabilized tetragonal zirconia for dental applications | |
JP2017128466A (en) | Zirconia sintered body and dental product, and method for producing the same | |
JP2017127431A (en) | Zirconia sintered body and dental product | |
JP7566764B2 (en) | Zirconia moldings suitable for dental use | |
KR102651210B1 (en) | Dental products with improved toughness | |
JP2020117495A (en) | High speed sintering-capable high-transparency zirconia blank | |
Li et al. | CAD/CAM Zirconia for Dental Application |