酸化ジルコニウム（ジルコニア）は通常、1400℃から1600℃の高温で焼結するが、ほとんどの工程は1500℃から1550℃に近い温度で行われる。この温度範囲は、最終製品の望ましい硬度、密度、強度を達成するために非常に重要です。これらの温度で焼結すると、ジルコニアは単斜晶構造から多方晶構造に変化し、機械的特性が著しく向上する。しかし、この最適範囲から150℃でも逸脱すると、粒成長による強度低下を招く。標準的な磁器炉ではこの温度に達することができないため、このプロセスには専用の高温焼結炉が必要となる。
キーポイントの説明
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最適焼結温度範囲:
- ジルコニアの焼結温度 1400℃から1600 ほとんどのプロセスは 1500°C から 1550°C .
- この温度範囲は、単斜晶から多方晶への結晶構造の変化を確実にし、高い密度と強度を達成するために不可欠である。
- この温度で焼結すると、ジルコニアは理論最大密度の99%に近い 理論最大密度の99%近くに達する。 .
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温度が強度に与える影響:
- でジルコニアを焼成する。 1500°C～1550°C で最大強度が得られ、その値は 1280 MPa .
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この範囲から
±150°C
は強度を著しく低下させる：
- 温度 1600°C で、強度は約 980 MPa .
- で 1700°C では、強度はさらに低下し 600 MPa .
- この強度低下は、高温での過度の結晶粒成長によるものである。
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昇温速度:
- のゆっくりとした昇温速度 毎分4℃から10 を推奨する。
- この制御された加熱により、均一な緻密化が保証され、そうでなければ最終製品の欠陥につながる可能性のある内部応力が最小限に抑えられます。
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炉の要件:
- 高温焼結炉 高温焼結炉 が必要である。
- ガラス浸透焼成に通常使用される標準的な磁器炉では、ジルコニアの焼結に必要な高温を達成することはできない。
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構造変化:
- 単斜晶ジルコニアから多方晶ジルコニアへの変態は1100℃から1200℃で起こる。 1100°Cから1200°C .
- しかし、完全な緻密化と最適な機械的特性を得るには、より高い温度( 1400°C～1600°C ).
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購入者のための実践的考察:
- 焼結炉を選択する際には、以下の温度範囲に常に維持できることを確認してください。 1500°C～1550°C の範囲にある。
- わずかな偏差が最終製品の強度に影響することがあるため、炉の温度精度と均一性を検証する。
- 推奨される昇温速度を達成するため、プログラム可能な昇温速度を備えた炉を検討してください。 4℃～10℃/分 加熱プロファイル。
これらのガイドラインを遵守することで、購入者は最適な機械的特性を持つ高品質のジルコニア部品を確実に製造することができる。
総括表
| キーファクター | 詳細 |
|---|---|
| 最適焼結温度範囲 | 1400℃～1600℃（目標1500℃～1550） |
| 1500℃-1550℃における強度 | ~1280 MPa |
| 1600℃での強度低下 | ~980 MPa |
| 1700℃での強度低下 | ~600 MPa |
| 昇温速度 | 毎分4℃～10 |
| 炉のタイプ | 特殊高温焼結炉（標準磁器炉では不十分） |
| 達成密度 | ~理論上の最大値の99 |
| 構造変化 | 1100℃～1200℃で単斜晶から多方晶に変化 |
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