[发明专利]透光性氧化锆烧结体、其生产方法及其用途

说明书

本申请是申请日为2009年4月8日、申请号为200980112643.2、发明名称为“透光性氧化锆烧结体、其生产方法及其用途”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及氧化锆烧结体，其通过常压烧结来生产，具有高的烧结体密度和高强度，且具有优异的透光性。更具体地，本发明涉及用于牙科用途的氧化锆烧结体，其适合于用作牙科材料等用研磨坯料(mill blank)或用作正畸托槽。

背景技术

含有少量处于固溶体状态的Y₂O₃作为稳定剂的氧化锆烧结体具有高强度和高韧性，因此被广泛用作用于机器结构如切削工具、模具、喷嘴和轴承的材料，以及活体用材料如牙科材料。在牙科材料的情况下，不仅需要机械性能即高强度和高韧性，而且从审美的观点，还需要光学性能即透光性和色调。

氧化锆单晶提供透光感，而含有约10摩尔％氧化钇的单晶氧化锆(立方氧化锆)(其被用作宝石等)，通常具有其强度过低的问题。另一方面，已知常见氧化锆烧结体(其为多晶体)不提供透光感。已知缺乏透光性是由于存在于晶粒之间和晶粒内的气孔而引起的光散射。因此，迄今已对以下技术进行研究：通过减少气孔，即通过增加烧结体的密度来赋予透光性至多晶氧化锆烧结体。

例如，专利文献1公开了含有2摩尔％以上的Y₂O₃和3-20摩尔％的TiO₂的透光性氧化锆。然而，该透光性氧化锆具有涉及强度的问题，这是因为为了赋予透光性，该氧化锆含有大量掺入的TiO₂。

专利文献2公开了具有烧结体密度为99.8％的氧化锆烧结体，其具有包括3摩尔％的Y₂O₃和0.25重量％的Al₂O₃的组成，并具有透光性。已报道该烧结体具有相对于可见光的总透光率为49％(厚度，0.5mm)。然而，该烧结体是通过使用热等静压成型(HIP)的加压烧结而获得的烧结体，在通过常压烧结而获得的烧结体中不能获得充分的透光性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP-A-62-91467

专利文献2：JP-A-20-50247

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于提供一种氧化锆烧结体，其消除上述常规方法的缺陷，具有高的烧结体密度和高强度并具有优异的透光性。另一目的在于提供能够通过常压烧结制造此类氧化锆烧结体的简易工序。

用于解决问题的方案

本发明人对氧化锆粉末中氧化铝状态、各烧结体密度和烧结体的总透光率之间的关系进行了详细研究。结果发现，为了通过常压烧结获得透光性氧化锆烧结体，有必要不仅提高氧化锆粉末的烧结性，而且控制在特定温度范围内氧化锆的烧结速率。还已发现，通过基于用作添加剂的氧化铝的性质来控制烧结速率，通过常压烧结获得透光性氧化锆。此外，已发现，还在不含有氧化铝的含氧化钇的氧化锆的情况下，借助于控制烧结速率，通过常压烧结获得透光性氧化锆。因此完成本发明。

即，本发明的要旨在于以下1)至15)。

1)一种透光性氧化锆烧结体，其特征在于，所述透光性氧化锆烧结体包括氧化锆，并且具有相对密度为99.8％以上和在1.0mm的厚度下测量的总透光率为35％以上，所述氧化锆含有2-4摩尔％的氧化钇作为稳定剂且具有氧化铝含量为0.2重量％以下。

2)根据上述1)所述的透光性氧化锆烧结体，其优选具有氧化铝含量为0.1-0.2重量％。

3)根据上述1)所述的透光性氧化锆烧结体，其优选具有氧化铝含量为低于0.1重量％。

4)根据上述1)所述的透光性氧化锆烧结体，其优选不含有氧化铝(具有氧化铝含量为0重量％)。

5)根据上述1)-4)任一项所述的透光性氧化锆烧结体，其优选具有结晶粒径为0.20-0.45μm。

6)根据上述1)-5)任一项所述的透光性氧化锆烧结体，其优选在140℃的热水中浸渍24小时后具有单斜晶相率(monoclinic fraction)为30％以下。

7)根据上述1)-6)任一项所述的透光性氧化锆烧结体，其优选具有三点弯曲强度为1,000MPa以上。