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特許7195482ジルコニア粉末、ジルコニア焼結体、及び、ジルコニア焼結体の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-15
(45)【発行日】2022-12-23
(54)【発明の名称】ジルコニア粉末、ジルコニア焼結体、及び、ジルコニア焼結体の製造方法
(51)【国際特許分類】
C01G 25/02 20060101AFI20221216BHJP
C04B 35/486 20060101ALI20221216BHJP
【ＦＩ】
C01G25/02
C04B35/486
【請求項の数】
17
(21)【出願番号】P 2022523223
(86)(22)【出願日】2021-10-06
(86)【国際出願番号】 JP2021036910
(87)【国際公開番号】W WO2022075345
(87)【国際公開日】2022-04-14
【審査請求日】2022-04-18
(31)【優先権主張番号】P 2020170991
(32)【優先日】2020-10-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000208662
【氏名又は名称】第一稀元素化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000729
【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】高井 優行
【審査官】神野 将志
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１７／１７０５６５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１５／１４５７８７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０２０／１９６６５０（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０１Ｇ ２５／００－２５／０２
Ｃ０４Ｂ ３５／４８６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
安定化剤を含み、比表面積が２０ｍ２／ｇ以上６０ｍ２／ｇ以下であり、
粒子径Ｄ５０が０．１μｍ以上０．７μｍ以下であり、
水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲において、細孔容積分布のピークトップ径が２０ｎｍ以上８５ｎｍ以下であり、細孔容積が０．２ｍｌ／ｇ以上０．５ｍｌ／ｇ未満であり、細孔分布幅が４０ｎｍ以上１０５ｎｍ以下であることを特徴とするジルコニア粉末。
【請求項2】
前記安定化剤が、アルカリ土類金属及び希土類元素から選ばれる１種以上の酸化物であることを特徴とする請求項１に記載のジルコニア粉末。
【請求項3】
前記安定化剤が、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｓｃ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３、及び、Ｙｂ２Ｏ３からなる群より選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項１に記載のジルコニア粉末。
【請求項4】
前記安定化剤が、Ｙ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３、及び、Ｙｂ２Ｏ３からなる群より選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項１に記載のジルコニア粉末。
【請求項5】
前記安定化剤がＹ２Ｏ３であり、ジルコニア粉末全体に対する前記Ｙ２Ｏ３の含有量が、１．４ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％以下であることを特徴とする請求項３に記載のジルコニア粉末。
【請求項6】
前記安定化剤がＣｅＯ２であり、ジルコニア粉末全体に対する前記ＣｅＯ２の含有量が、１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下であることを特徴とする請求項３に記載のジルコニア粉末。
【請求項7】
前記安定化剤がＣｅＯ２であり、ジルコニア粉末全体に対する前記ＣｅＯ２の含有量が、１０ｍｏｌ％以上１４ｍｏｌ％以下であることを特徴とする請求項３に記載のジルコニア粉末。
【請求項8】
前記安定化剤がＳｃ２Ｏ３であり、ジルコニア粉末全体に対する前記Ｓｃ２Ｏ３の含有量が、１．４ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％以下であることを特徴とする請求項３に記載のジルコニア粉末。
【請求項9】
前記安定化剤がＥｒ２Ｏ３であり、ジルコニア粉末全体に対する前記Ｅｒ２Ｏ３の含有量が、１．４ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％以下であることを特徴とする請求項３に記載のジルコニア粉末。
【請求項10】
前記安定化剤がＣａＯであり、ジルコニア粉末全体に対する前記ＣａＯの含有量が、３．５ｍｏｌ％以上１７ｍｏｌ％以下であることを特徴とする請求項３に記載のジルコニア粉末。
【請求項11】
前記安定化剤がＹｂ２Ｏ３であり、ジルコニア粉末全体に対する前記Ｙｂ２Ｏ３の含有量が、１．４ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％以下であることを特徴とする請求項３に記載のジルコニア粉末。
【請求項12】
前記比表面積が２２ｍ２／ｇ以上５７ｍ２／ｇ以下であることを特徴とする請求項１～１１のいずれか１に記載のジルコニア粉末。
【請求項13】
前記粒子径Ｄ５０が０．１μｍ以上０．３μｍ未満であることを特徴とする請求項１～１２のいずれか１に記載のジルコニア粉末。
【請求項14】
アルミナ、及び、タンマン温度が１２００℃以下の金属酸化物からなる群より選ばれる１種以上を、０．００５質量％以上２質量％以下含むことを特徴とする請求項１～１３のいずれか１に記載のジルコニア粉末。
【請求項15】
アルミナ、及び、タンマン温度が１２００℃以下の金属酸化物からなる群より選ばれる１種以上の含有量が０．００５質量％未満であることを特徴とする請求項１～１３のいずれか１に記載のジルコニア粉末。
【請求項16】
Ｆｅ、Ｖ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｔｂ、Ｚｎ、Ｃｕ及び、Ｔｉからなる群より選ばれる１種以上を含むことを特徴とする請求項１～１３のいずれか１に記載のジルコニア粉末。
【請求項17】
請求項１～１６のいずれか１に記載のジルコニア粉末を成型し、成型体を得る工程Ｘと、前記工程Ｘの後、前記成型体を１１００℃以上１３５０℃以下、１時間以上５時間以下の条件で焼結する工程Ｙとを有することを特徴とするジルコニア焼結体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ジルコニア粉末、ジルコニア焼結体、及び、ジルコニア焼結体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ジルコニアは、機械的強度、透光性、屈折率などを利用し、様々な用途で使用されている。近年では、ジルコニアのさらなる高機能化のため、水熱劣化耐性が求められており、低温焼結性向上の検討がなされている。
【0003】
特許文献１には、安定化剤としてイットリア、カルシア、マグネシア及びセリアの１種以上を含むジルコニア微粉末であって、該ジルコニア微粉末の平均粒径が０．５μｍ未満であり、かつ、粒径分布の累積カーブにおいて１μｍでの粒子の占める割合が１００％であるジルコニア微粉末が開示されている（請求項１参照）。特許文献１には、当該ジルコニア微粉末は、成形性及び低温焼結性がよく、さらに焼結体にしたときの品質の信頼性にも優れている、との記載がある（段落［００３６］参照）。また、特許文献１には、当該ジルコニア微粉末の製造方法として、ジルコニウム塩水溶液の加水分解で得られる水和ジルコニアゾルを、乾燥、仮焼、粉砕してジルコニア粉末を得る方法において、該加水分解の反応率が９８％以上の条件下で得られる水和ジルコニアゾルに、安定化剤の原料としてイットリウム、カルシウム、マグネシウム及びセリウムの化合物の１種以上を添加して乾燥し、９００～１２００℃の範囲で仮焼してジルコニア粉末を得、次いで該ジルコニア粉末の平均粒径が０．５μｍ以下になるまで、直径３ｍｍ以下のジルコニアボールを用いて湿式粉砕するジルコニア微粉末の製造方法が開示されている（請求項９参照）。
【0004】
特許文献２には、アルミナを０．０５～３重量％含むイットリア濃度２～４モル％のジルコニア焼結体であり、該ジルコニア焼結体の相対密度が９９．７％以上、結晶粒子の平均粒径が０．１～０．３μｍ、曲げ強度が１６００ＭＰａ以上、かつ、１４０℃の熱水中に７５時間浸漬させた後の単斜晶相率が５％以下であるジルコニア焼結体が開示されている（請求項１参照）。特許文献２には、当該ジルコニア焼結体は、強度及び靭性に優れており、これに加えて耐水熱劣化性に優れている、との記載がある（段落［００４２］参照）。また、特許文献２には、当該ジルコニア焼結体の製造方法として、２次粒子の平均粒径が０．１～０．４μｍであり、［該２次粒子の平均粒径］／［電子顕微鏡で測定される１次粒子の平均粒径］の比が１～８、かつ、アルミニウム化合物をアルミナ換算として０．０５～３重量％含有するイットリア濃度２～４モル％のジルコニア粉末を成形して１１００～１２００℃で予備焼結させ、得られた予備焼結体を圧力５０～５００ＭＰａ、温度１１５０～１２５０℃で熱間静水圧プレス処理するジルコニア焼結体の製造方法が開示されている（請求項３参照）。
【0005】
特許文献３には、２～６ｍｏｌ％のイットリアを含み、細孔径２００ｎｍ以下の細孔容量が０．１４～０．２８ｍＬ／ｇであり、成型圧１ｔ／ｃｍ２で成型した場合の下記式（１）で表される相対成型密度が４４～５５％であるジルコニア粉末が開示されている（請求項１参照）。
相対成型密度（％）＝（成型密度／理論焼結密度）×１００・・・（１）
特許文献３には、当該ジルコニア粉末は、成型されると高い成型密度を有し、かつ、理論焼結密度に対して９９．５％以上の焼結密度を有する焼結体を得ることができる、との記載がある（段落［００１５］参照）。
相対成型密度（％）＝（成型密度／理論焼結密度）×１００・・・（１）
特許文献３には、当該ジルコニア粉末は、成型されると高い成型密度を有し、かつ、理論焼結密度に対して９９．５％以上の焼結密度を有する焼結体を得ることができる、との記載がある（段落［００１５］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２００６－２４０９２８号公報
【文献】特開２０１５－２２１７２７号公報
【文献】国際公開第２０１７／１７０５６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献１及び特許文献２では、ジルコニア粉末の二次粒子に着目して粒径等を調整し、低温焼結性を得ようとするものである。
【0008】
一方、本発明者は、ジルコニア粉末の低温焼結性向上について鋭意検討を行った結果、焼結性は二次粒子のみで決定されることはなく、二次粒子を構成する一次粒子の凝集性も考慮に入れなければならないのではないかと考えるに至った。すわなち、同様の二次粒子径であっても、二次粒子を構成する一次粒子の凝集の不均一さや、粗に詰まっているか密に詰まっているかの凝集度によって焼結性が異なることを見出した。以下、この点について詳述する。
【0009】
ジルコニア粉末の成形体を焼結させる焼結工程は、成型体中の気孔を除去する工程と捉えることもできる。成型体中の気孔を少なくするため、従来技術（例えば、特許文献１、特許文献２）では、成型体中の二次粒子間隙（成型体を構成するジルコニア粉末の二次粒子間隙）を小さく、つまり、二次粒子径を小さく、かつ、二次粒子径の分布がなるべく小さくなるようにしている。なお、成型体中の二次粒子間隙は、成型体の成型条件（成型圧、バインダー及び工法等）によっても、小さくすることもできる。
【0010】
このように、従来、低温焼結性のために、ジルコニア粉末の二次粒子径の制御については検討されてきたものの、二次粒子を構成する一次粒子の凝集を制御し、ジルコニア粉末の焼結性向上を検討した例はない。
【0011】
一方、特許文献３では、ジルコニア粉末の一次粒子間隙に関して、細孔径２００ｎｍ以下の細孔容量を特定の範囲内に制御することにより、高焼結密度が得られる旨の開示がある（段落［００１３］参照）。しかしながら、特許文献３では、低温焼結性について検討していない。つまり、特許文献３では、ジルコニア粉末の一次粒子間隙を制御することにより、１４５０℃における焼結密度が９９．５％以上となる技術を開示している（段落［００４４］、段落［０１４６］、段落［０１４９］の表１）のみであり、低温（例えば、１２００℃～１３５０℃程度）での焼結性については検討していない。
また、特許文献３では、ジルコニア粉末の一次粒子間隙に関して、細孔径２００ｎｍ以下の細孔容量についてしか検討しておらず、各間隙の大きさや分布については検討していない。
なお、特許文献３のジルコニア粉末は、水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲において、細孔容積分布のピークトップ径が２０ｎｍ以上８５ｎｍ以下の範囲内に存在しない。また、特許文献３のジルコニア粉末は、水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲において、細孔分布幅が４０ｎｍ以上１０５ｎｍ以下の範囲内に存在しない。なお、このことを明らかとするために、本明細書における実施例の欄において、特許文献３の実施例１のジルコニア粉末を、本明細書に比較例２として示している。
また、特許文献３では、ジルコニア粉末の一次粒子間隙に関して、細孔径２００ｎｍ以下の細孔容量についてしか検討しておらず、各間隙の大きさや分布については検討していない。
なお、特許文献３のジルコニア粉末は、水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲において、細孔容積分布のピークトップ径が２０ｎｍ以上８５ｎｍ以下の範囲内に存在しない。また、特許文献３のジルコニア粉末は、水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲において、細孔分布幅が４０ｎｍ以上１０５ｎｍ以下の範囲内に存在しない。なお、このことを明らかとするために、本明細書における実施例の欄において、特許文献３の実施例１のジルコニア粉末を、本明細書に比較例２として示している。
【0012】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低温焼結が可能であり、且つ、高焼結密度の焼結体を得ることが可能なジルコニア粉末を提供することにある。また、当該ジルコニア粉末を用いて得られるジルコニア焼結体を提供することにある。また、当該ジルコニア焼結体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明者らは、ジルコニア粉末について鋭意研究を行った。その結果、下記の構成を採用することにより、低温焼結が可能であり、且つ、高焼結密度の焼結体を得ることが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0014】
すなわち、本発明に係るジルコニア粉末は、
安定化剤を含み、
比表面積が２０ｍ２／ｇ以上６０ｍ２／ｇ以下であり、
粒子径Ｄ５０が０．１μｍ以上０．７μｍ以下であり、
水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲において、細孔容積分布のピークトップ径が２０ｎｍ以上８５ｎｍ以下であり、細孔容積が０．２ｍｌ／ｇ以上０．５ｍｌ／ｇ未満であり、細孔分布幅が４０ｎｍ以上１０５ｎｍ以下であることを特徴とする。
安定化剤を含み、
比表面積が２０ｍ２／ｇ以上６０ｍ２／ｇ以下であり、
粒子径Ｄ５０が０．１μｍ以上０．７μｍ以下であり、
水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲において、細孔容積分布のピークトップ径が２０ｎｍ以上８５ｎｍ以下であり、細孔容積が０．２ｍｌ／ｇ以上０．５ｍｌ／ｇ未満であり、細孔分布幅が４０ｎｍ以上１０５ｎｍ以下であることを特徴とする。
【0015】
「水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲」は、ジルコニア粉末の一次粒子間隙としての細孔が存在し得る範囲である。
前記構成によれば、水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲において、細孔容積分布のピークトップ径が２０ｎｍ以上８５ｎｍ以下であり、細孔分布幅が４０ｎｍ以上１０５ｎｍ以下であるため、各細孔（各一次粒子間隙）の大きさが小さく、且つ、揃っている（分布がシャープである）。
従って、二次粒子を構成する各一次粒子が、均一に、且つ、密に凝集しており、大きな気孔が存在しない。
ここで、ジルコニアの粒子（一次粒子、二次粒子を含む）は、細孔容積が大きいと焼結しにくくなるという特徴を持つ。つまり、低温で焼結するには、二次粒子内の一次粒子間隙由来の細孔の大きさを小さく、且つ、分布をシャープにするだけではなく、一次粒子間隙由来の細孔容積も同時に小さくしなければならない。
そこで、本発明では、水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲の細孔容積を０．２ｍｌ／ｇ以上０．５ｍｌ／ｇ未満とした。以上により、一次粒子間隙由来の細孔容積が少なく、且つ、大きな気孔が存在しない構成となり、高焼結密度の焼結体を得ることが可能となる。
このように、本発明に係るジルコニア粉末によれば、一次粒子間隙の細孔径、細孔分布、及び、細孔容積を制御することにより、低温焼結が可能であり、且つ、高焼結密度の焼結体を得ることが可能となる。
前記構成によれば、水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲において、細孔容積分布のピークトップ径が２０ｎｍ以上８５ｎｍ以下であり、細孔分布幅が４０ｎｍ以上１０５ｎｍ以下であるため、各細孔（各一次粒子間隙）の大きさが小さく、且つ、揃っている（分布がシャープである）。
従って、二次粒子を構成する各一次粒子が、均一に、且つ、密に凝集しており、大きな気孔が存在しない。
ここで、ジルコニアの粒子（一次粒子、二次粒子を含む）は、細孔容積が大きいと焼結しにくくなるという特徴を持つ。つまり、低温で焼結するには、二次粒子内の一次粒子間隙由来の細孔の大きさを小さく、且つ、分布をシャープにするだけではなく、一次粒子間隙由来の細孔容積も同時に小さくしなければならない。
そこで、本発明では、水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲の細孔容積を０．２ｍｌ／ｇ以上０．５ｍｌ／ｇ未満とした。以上により、一次粒子間隙由来の細孔容積が少なく、且つ、大きな気孔が存在しない構成となり、高焼結密度の焼結体を得ることが可能となる。
このように、本発明に係るジルコニア粉末によれば、一次粒子間隙の細孔径、細孔分布、及び、細孔容積を制御することにより、低温焼結が可能であり、且つ、高焼結密度の焼結体を得ることが可能となる。
【0016】
また、前記構成によれば、粒子径Ｄ５０が０．７μｍ以下であり、二次粒子の粒径が比較的小さいため、二次粒子間隙を小さくすることができる。その結果、低温焼結性に優れる。また、二次粒子間隙が小さいため、高焼結密度の焼結体を得ることができる。
【0017】
また、前記構成によれば、比表面積が２０ｍ２／ｇ以上６０ｍ２／ｇ以下であるため、低温焼結性に優れる。この点につき、以下に説明する。
従来よりも低温である１１００℃～１３５０℃程度でジルコニア粉末を焼結させるためには、比表面積に関しては、大きくすることが有効である。しかしながら、従来は、ジルコニア粉末製造時の粒成長速度の制御が難しく、気孔がジルコニア粉末内になるべく残存しないようにするには、比表面積を２０ｍ２／ｇ未満とすることが好ましいとされてきた。
一方、本発明によれば、一次粒子間隙を制御するため、比表面積を２０ｍ２／ｇ以上としても気孔がジルコニア粉末内に多く残存することがない。従って、比表面積が２０ｍ２／ｇ以上とすることにより、低温焼結性を向上させることができる。
従来よりも低温である１１００℃～１３５０℃程度でジルコニア粉末を焼結させるためには、比表面積に関しては、大きくすることが有効である。しかしながら、従来は、ジルコニア粉末製造時の粒成長速度の制御が難しく、気孔がジルコニア粉末内になるべく残存しないようにするには、比表面積を２０ｍ２／ｇ未満とすることが好ましいとされてきた。
一方、本発明によれば、一次粒子間隙を制御するため、比表面積を２０ｍ２／ｇ以上としても気孔がジルコニア粉末内に多く残存することがない。従って、比表面積が２０ｍ２／ｇ以上とすることにより、低温焼結性を向上させることができる。
【0018】
また、前記構成によれば、安定化剤を含むため、ジルコニア粉末を好適に低温焼結させることができる。なお、仮に、安定化剤を含まない場合、一次粒子間隙を均一、且つ、密に凝集させたとしても、焼結は起こりにくくなり、低温焼結させることはできない。
【0019】
前記構成において、前記安定化剤が、アルカリ土類金属及び希土類元素から選ばれる１種以上の酸化物であることが好ましい。
【0020】
前記構成において、前記安定化剤が、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｓｃ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３、及び、Ｙｂ２Ｏ３からなる群より選ばれる１種以上であることも好ましい。
前記構成において、前記安定化剤が、Ｙ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３、及び、Ｙｂ２Ｏ３からなる群より選ばれる１種以上であることも好ましい。
前記構成において、前記安定化剤が、Ｙ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３、及び、Ｙｂ２Ｏ３からなる群より選ばれる１種以上であることも好ましい。
【0021】
前記構成において、前記安定化剤がＹ２Ｏ３であり、
ジルコニア粉末全体に対する前記Ｙ２Ｏ３の含有量が、１．４ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
ジルコニア粉末全体に対する前記Ｙ２Ｏ３の含有量が、１．４ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【0022】
Ｙ２Ｏ３の含有量が１．４ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％以下であると、当該ジルコニア粉末を焼結させることにより得られるジルコニア焼結体は、機械的強度により優れる。
【0023】
前記構成において、前記安定化剤がＣｅＯ２であり、
ジルコニア粉末全体に対する前記ＣｅＯ２の含有量が、１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
ジルコニア粉末全体に対する前記ＣｅＯ２の含有量が、１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【0024】
ＣｅＯ２の含有量が１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下であると、当該ジルコニア粉末を焼結させることにより得られるジルコニア焼結体は、機械的強度により優れる。
【0025】
前記構成において、前記安定化剤がＣｅＯ２であり、
ジルコニア粉末全体に対する前記ＣｅＯ２の含有量が、１０ｍｏｌ％以上１４ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
ジルコニア粉末全体に対する前記ＣｅＯ２の含有量が、１０ｍｏｌ％以上１４ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【0026】
ＣｅＯ２の含有量が１０ｍｏｌ％以上１４ｍｏｌ％以下であると、当該ジルコニア粉末を焼結させることにより得られるジルコニア焼結体は、機械的強度により優れる。
【0027】
前記構成において、前記安定化剤がＳｃ２Ｏ３であり、
ジルコニア粉末全体に対する前記Ｓｃ２Ｏ３の含有量が、１．４ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
ジルコニア粉末全体に対する前記Ｓｃ２Ｏ３の含有量が、１．４ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【0028】
Ｓｃ２Ｏ３の含有量が１．４ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％以下であると、当該ジルコニア粉末を焼結させることにより得られるジルコニア焼結体は、機械的強度により優れる。
【0029】
前記構成において、前記安定化剤がＥｒ２Ｏ３であり、
ジルコニア粉末全体に対する前記Ｅｒ２Ｏ３の含有量が、１．４ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
ジルコニア粉末全体に対する前記Ｅｒ２Ｏ３の含有量が、１．４ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【0030】
Ｅｒ２Ｏ３の含有量が１．４ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％以下であると、当該ジルコニア粉末を焼結させることにより得られるジルコニア焼結体は、機械的強度により優れる。
【0031】
前記構成において、前記安定化剤がＣａＯであり、
ジルコニア粉末全体に対する前記ＣａＯの含有量が、３．５ｍｏｌ％以上１７ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
ジルコニア粉末全体に対する前記ＣａＯの含有量が、３．５ｍｏｌ％以上１７ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【0032】
ＣａＯの含有量が３．５ｍｏｌ％以上１７ｍｏｌ％以下であると、当該ジルコニア粉末を焼結させることにより得られるジルコニア焼結体は、機械的強度により優れる。
【0033】
前記構成において、前記安定化剤がＹｂ２Ｏ３であり、
ジルコニア粉末全体に対する前記Ｙｂ２Ｏ３の含有量が、１．４ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
ジルコニア粉末全体に対する前記Ｙｂ２Ｏ３の含有量が、１．４ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【0034】
Ｙｂ２Ｏ３の含有量が１．４ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％以下であると、当該ジルコニア粉末を焼結させることにより得られるジルコニア焼結体は、機械的強度により優れる。
【0035】
前記構成において、前記比表面積が２２ｍ２／ｇ以上５７ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。
【0036】
前記構成において、前記粒子径Ｄ５０が０．１μｍ以上０．３μｍ未満であることが好ましい。
【0037】
前記構成において、アルミナ、及び、タンマン温度が１２００℃以下の金属酸化物からなる群より選ばれる１種以上を、０．００５質量％以上２質量％以下含んでも構わない。
【0038】
アルミナ、及び、タンマン温度が１２００℃以下の金属酸化物からなる群より選ばれる１種以上を上記数値範囲内で含むと、焼結助剤として機能するため、より低温焼結性に優れる。
なお、アルミナは、一次粒子及び二次粒子の粒界に存在することにより、ジルコニアの粒成長を阻害させることによって気孔を除去することにより、焼結助剤として機能する。
また、タンマン温度が１２００℃以下（絶対温度：１４７３．１５Ｋ以下）の金属酸化物は、低温焼結時の温度（１２００℃～１３５０℃）においてある程度の流動性を有するため、一次粒子及び二次粒子の接合を促進して焼結速度を早めることにより、焼結助剤として機能する。
ここで、絶対温度で表したタンマン温度をＴｄ、絶対温度で表した固体の融点をＴｍとすると、金属では、Ｔｄ＝０．３３Ｔｍ、酸化物などでは、Ｔｄ＝０．７５７Ｔｍ、共有結合化合物では、Ｔｄ＝０．９０Ｔｍの関係がある（これらをタンマンの法則という）。
従って、本明細書において、「タンマン温度」とは、このタンマンの法則に従った値をいう。
なお、アルミナは、一次粒子及び二次粒子の粒界に存在することにより、ジルコニアの粒成長を阻害させることによって気孔を除去することにより、焼結助剤として機能する。
また、タンマン温度が１２００℃以下（絶対温度：１４７３．１５Ｋ以下）の金属酸化物は、低温焼結時の温度（１２００℃～１３５０℃）においてある程度の流動性を有するため、一次粒子及び二次粒子の接合を促進して焼結速度を早めることにより、焼結助剤として機能する。
ここで、絶対温度で表したタンマン温度をＴｄ、絶対温度で表した固体の融点をＴｍとすると、金属では、Ｔｄ＝０．３３Ｔｍ、酸化物などでは、Ｔｄ＝０．７５７Ｔｍ、共有結合化合物では、Ｔｄ＝０．９０Ｔｍの関係がある（これらをタンマンの法則という）。
従って、本明細書において、「タンマン温度」とは、このタンマンの法則に従った値をいう。
【0039】
前記構成においては、アルミナ、及び、タンマン温度が１２００℃以下の金属酸化物からなる群より選ばれる１種以上の含有量が０．００５質量％未満であることも好ましい。
【0040】
アルミナ、及び、タンマン温度が１２００℃以下の金属酸化物からなる群より選ばれる１種以上の含有量が０．００５質量％未満であるとは、焼結助剤を含まないことを意味する。
前記ジルコニア粉末は、一次粒子間隙の細孔径、細孔分布、及び、細孔容積が前記数値範囲内であるため、焼結助剤を添加しない場合であっても、低温焼結が可能であり、且つ、高焼結密度の焼結体を得ることが可能となる。
前記ジルコニア粉末は、一次粒子間隙の細孔径、細孔分布、及び、細孔容積が前記数値範囲内であるため、焼結助剤を添加しない場合であっても、低温焼結が可能であり、且つ、高焼結密度の焼結体を得ることが可能となる。
【0041】
前記構成において、Ｆｅ、Ｖ、Ｅｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｔｂ、Ｚｎ、Ｃｕ及び、Ｔｉからなる群より選ばれる１種以上を含んでも構わない。
【0042】
Ｆｅ、Ｖ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｔｂ、Ｚｎ、Ｃｕ及び、Ｔｉからなる群より選ばれる１種以上を含むと、好適に着色することができる。
【0043】
また、本発明に係るジルコニア焼結体は、前記ジルコニア粉末を用いて、常圧焼結して得られることを特徴とする。
【0044】
前記ジルコニア焼結体は、前記ジルコニア粉末を用いて、常圧焼結して得られるため、低温焼結されており、且つ、高焼結密度を有する。
【0045】
また、本発明に係るジルコニア焼結体の製造方法は、前記ジルコニア粉末を成型し、成型体を得る工程Ｘと、
前記工程Ｘの後、前記成型体を１１００℃以上１３５０℃以下、１時間以上５時間以下の条件で焼結する工程Ｙとを有することを特徴とする。
前記工程Ｘの後、前記成型体を１１００℃以上１３５０℃以下、１時間以上５時間以下の条件で焼結する工程Ｙとを有することを特徴とする。
【0046】
前記構成によれば、前記ジルコニア粉末を用いるため、１１００℃以上１３５０℃以下という低温での焼結条件にて、高焼結密度の焼結体を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【0047】
本発明によれば、低温焼結が可能であり、且つ、高焼結密度の焼結体を得ることが可能なジルコニア粉末を提供することができる。また、当該ジルコニア粉末を用いて得られるジルコニア焼結体を提供することができる。また、当該ジルコニア焼結体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図1】本実施形態に係るジルコニア粉末の製造方法を説明するための模式図である。
【図2】実施例１のジルコニア粉末の細孔分布である。
【図3】比較例２のジルコニア粉末の細孔分布である。
【図4】比較例４のジルコニア粉末の細孔分布である。
【発明を実施するための形態】
【0049】
以下、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。なお、本明細書において、ジルコニア（酸化ジルコニウム）とは一般的なものであり、ハフニアを含めた１０質量％以下の不純物金属化合物を含むものである。また、本明細書において、「含有」及び「含む」なる表現については、「含有」、「含む」、「実質的にからなる」及び「のみからなる」という概念を含む。
【0050】
［ジルコニア粉末］
本実施形態に係るジルコニア粉末は、
安定化剤を含み、
比表面積が２０ｍ２／ｇ以上６０ｍ２／ｇ以下であり、
粒子径Ｄ５０が０．１μｍ以上０．７μｍ以下であり、
水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲において、細孔容積分布のピークトップ径が２０ｎｍ以上８５ｎｍ以下であり、細孔容積が０．２ｍｌ／ｇ以上０．５ｍｌ／ｇ未満であり、細孔分布幅が４０ｎｍ以上１０５ｎｍ以下である。
本実施形態に係るジルコニア粉末は、
安定化剤を含み、
比表面積が２０ｍ２／ｇ以上６０ｍ２／ｇ以下であり、
粒子径Ｄ５０が０．１μｍ以上０．７μｍ以下であり、
水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲において、細孔容積分布のピークトップ径が２０ｎｍ以上８５ｎｍ以下であり、細孔容積が０．２ｍｌ／ｇ以上０．５ｍｌ／ｇ未満であり、細孔分布幅が４０ｎｍ以上１０５ｎｍ以下である。
【0051】
前記ジルコニア粉末は、ジルコニアを主成分とする一次粒子を含む。前記一次粒子の全部又は一部は、凝集して二次粒子を形成している。すなわち、前記ジルコニア粉末は、凝集していない一次粒子、及び、一次粒子が凝集した二次粒子を含む。
ただし、前記ジルコニア粉末において、二次粒子とはならず、凝集しない一次粒子の状態で存在する一次粒子の量はごく微量であり、例えば、一次粒子全体（凝集していない一次粒子と、凝集して二次粒子となった一次粒子との合計）のうちの１質量％未満である。つまり、前記ジルコニア粉末は、凝集していない一次粒子をごく微量含み得るが、大部分が二次粒子で構成されている。
なお、「ジルコニアを主成分とする」とは、一次粒子を１００質量％としたときに、当該一次粒子にジルコニアを７０質量％以上含むことをいう。すなわち、本明細書において、ジルコニアを主成分とする一次粒子とは、ジルコニアを７０質量％以上含む一次粒子をいう。一次粒子に含まれるジルコニアの含有量は、７４質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましく、８５質量％以上がさらに好ましい。
ただし、前記ジルコニア粉末において、二次粒子とはならず、凝集しない一次粒子の状態で存在する一次粒子の量はごく微量であり、例えば、一次粒子全体（凝集していない一次粒子と、凝集して二次粒子となった一次粒子との合計）のうちの１質量％未満である。つまり、前記ジルコニア粉末は、凝集していない一次粒子をごく微量含み得るが、大部分が二次粒子で構成されている。
なお、「ジルコニアを主成分とする」とは、一次粒子を１００質量％としたときに、当該一次粒子にジルコニアを７０質量％以上含むことをいう。すなわち、本明細書において、ジルコニアを主成分とする一次粒子とは、ジルコニアを７０質量％以上含む一次粒子をいう。一次粒子に含まれるジルコニアの含有量は、７４質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましく、８５質量％以上がさらに好ましい。
【0052】
＜細孔分布＞
１．一次粒子間隙のピークトップ径
前記ジルコニア粉末は、水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲において、細孔容積分布のピークトップ径が２０ｎｍ以上８５ｎｍ以下である。前記ピークトップ径は、好ましくは２５ｎｍ以上、より好ましくは３０ｎｍ、さらに好ましくは３２ｎｍ、特に好ましくは３５ｎｍ以上である。前記ピークトップ径は、好ましくは６５ｎｍ以下、より好ましくは６０ｎｍ以下、さらに好ましくは５７ｎｍ以下、特に好ましくは５４ｎｍ以下である。
なお、細孔分布の１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲に複数のピークが存在する場合、本明細書でいう「細孔容積分布のピークトップ径が２０ｎｍ以上８５ｎｍ以下である」とは、細孔分布の１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲におけるすべてのピークトップ径が２０ｎｍ以上８５ｎｍ以下の範囲内にあることをいう。
１．一次粒子間隙のピークトップ径
前記ジルコニア粉末は、水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲において、細孔容積分布のピークトップ径が２０ｎｍ以上８５ｎｍ以下である。前記ピークトップ径は、好ましくは２５ｎｍ以上、より好ましくは３０ｎｍ、さらに好ましくは３２ｎｍ、特に好ましくは３５ｎｍ以上である。前記ピークトップ径は、好ましくは６５ｎｍ以下、より好ましくは６０ｎｍ以下、さらに好ましくは５７ｎｍ以下、特に好ましくは５４ｎｍ以下である。
なお、細孔分布の１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲に複数のピークが存在する場合、本明細書でいう「細孔容積分布のピークトップ径が２０ｎｍ以上８５ｎｍ以下である」とは、細孔分布の１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲におけるすべてのピークトップ径が２０ｎｍ以上８５ｎｍ以下の範囲内にあることをいう。
【0053】
２．一次粒子間隙の細孔分布幅
前記ジルコニア粉末は、水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲において、細孔分布幅が４０ｎｍ以上１０５ｎｍ以下である。前記細孔分布幅は、好ましくは４３ｎｍ以上、より好ましくは４６ｎｍ以上、さらに好ましくは５０ｎｍ以上、特に好ましくは５５ｎｍ以上である。前記細孔分布幅は、好ましくは１００ｎｍ以下、より好ましくは９５ｎｍ以下、さらに好ましくは９０ｎｍ以下、特に好ましくは８５ｎｍ以下、特別に好ましくは８０ｎｍ以下である。
ここで、細孔分布幅は、ｌｏｇ微分細孔容積（例えば、図２参照）が０．１ｍｌ／ｇ以上となるピークの幅をいう。
なお、細孔分布の１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲に複数のピークが存在する場合、本明細書でいう「細孔分布幅が４０ｎｍ以上１０５ｎｍ以下である」とは、横軸を細孔径、縦軸をｌｏｇ微分細孔容積とした細孔分布を示すグラフ（例えば、図２参照）において、細孔径が小さい方から見て初めてｌｏｇ微分細孔容積０．１ｍＬ／ｇと交差した点（上昇しながら交差した点）を最小径とし、ｌｏｇ微分細孔容積０．１ｍＬ／ｇと再び交差した点（下降しながら交差した点）を最大径とし、その最大径と最小径の差が４０ｎｍ以上１０５ｎｍ以下であることをいう。
前記ジルコニア粉末は、水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲において、細孔分布幅が４０ｎｍ以上１０５ｎｍ以下である。前記細孔分布幅は、好ましくは４３ｎｍ以上、より好ましくは４６ｎｍ以上、さらに好ましくは５０ｎｍ以上、特に好ましくは５５ｎｍ以上である。前記細孔分布幅は、好ましくは１００ｎｍ以下、より好ましくは９５ｎｍ以下、さらに好ましくは９０ｎｍ以下、特に好ましくは８５ｎｍ以下、特別に好ましくは８０ｎｍ以下である。
ここで、細孔分布幅は、ｌｏｇ微分細孔容積（例えば、図２参照）が０．１ｍｌ／ｇ以上となるピークの幅をいう。
なお、細孔分布の１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲に複数のピークが存在する場合、本明細書でいう「細孔分布幅が４０ｎｍ以上１０５ｎｍ以下である」とは、横軸を細孔径、縦軸をｌｏｇ微分細孔容積とした細孔分布を示すグラフ（例えば、図２参照）において、細孔径が小さい方から見て初めてｌｏｇ微分細孔容積０．１ｍＬ／ｇと交差した点（上昇しながら交差した点）を最小径とし、ｌｏｇ微分細孔容積０．１ｍＬ／ｇと再び交差した点（下降しながら交差した点）を最大径とし、その最大径と最小径の差が４０ｎｍ以上１０５ｎｍ以下であることをいう。
【0054】
３．一次粒子間隙の細孔容積
前記ジルコニア粉末は、水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲において、細孔容積が０．２ｍｌ／ｇ以上０．５ｍｌ／ｇ未満である。前記全細孔容量は、好ましくは０．２２ｍｌ／ｇ以上、より好ましくは０．２５ｍｌ／ｇ以上、さらに好ましくは０．３ｍｌ／ｇ以上、特に好ましくは０．３５ｍｌ／ｇ以上、特別に好ましくは０．４ｍｌ／ｇ以上である。前記全細孔容量は、好ましくは０．４８ｍｌ／ｇ以下、より好ましくは０．４６ｍｌ／ｇ以下、特に好ましくは０．４４ｍｌ／ｇ以下である。
前記ジルコニア粉末は、水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲において、細孔容積が０．２ｍｌ／ｇ以上０．５ｍｌ／ｇ未満である。前記全細孔容量は、好ましくは０．２２ｍｌ／ｇ以上、より好ましくは０．２５ｍｌ／ｇ以上、さらに好ましくは０．３ｍｌ／ｇ以上、特に好ましくは０．３５ｍｌ／ｇ以上、特別に好ましくは０．４ｍｌ／ｇ以上である。前記全細孔容量は、好ましくは０．４８ｍｌ／ｇ以下、より好ましくは０．４６ｍｌ／ｇ以下、特に好ましくは０．４４ｍｌ／ｇ以下である。
【0055】
「水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲」は、ジルコニア粉末の一次粒子間隙としての細孔が存在し得る範囲である。
本実施形態に係るジルコニア粉末によれば、水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲において、細孔容積分布のピークトップ径が２０ｎｍ以上８５ｎｍ以下であり、細孔分布幅が４０ｎｍ以上１０５ｎｍ以下であるため、各細孔（各一次粒子間隙）の大きさが小さく、且つ、揃っている（分布がシャープである）。
従って、二次粒子を構成する各一次粒子が、均一に、且つ、密に凝集しており、大きな気孔が存在しない。
ここで、ジルコニアの粒子（一次粒子、二次粒子を含む）は、細孔容積が大きいと焼結しにくくなるという特徴を持つ。つまり、低温で焼結するには、二次粒子内の一次粒子間隙由来の細孔の大きさを小さく、且つ、分布をシャープにするだけではなく、一次粒子間隙由来の細孔容積も同時に小さくしなければならない。
そこで、本実施形態に係るジルコニア粉末では、水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲の細孔容積を０．２ｍｌ／ｇ以上０．５ｍｌ／ｇ未満とした。以上により、一次粒子間隙由来の細孔容積が少なく、且つ、大きな気孔が存在しない構成となり、高焼結密度の焼結体を得ることが可能となる。
このように、本実施形態に係るジルコニア粉末によれば、一次粒子間隙の細孔径、細孔分布、及び、細孔容積を制御することにより、低温焼結が可能であり、且つ、高焼結密度の焼結体を得ることが可能となる。
前記ピークトップ径、前記細孔分布幅、前記細孔容積は、実施例に記載の方法により得られた値をいう。
本実施形態に係るジルコニア粉末によれば、水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲において、細孔容積分布のピークトップ径が２０ｎｍ以上８５ｎｍ以下であり、細孔分布幅が４０ｎｍ以上１０５ｎｍ以下であるため、各細孔（各一次粒子間隙）の大きさが小さく、且つ、揃っている（分布がシャープである）。
従って、二次粒子を構成する各一次粒子が、均一に、且つ、密に凝集しており、大きな気孔が存在しない。
ここで、ジルコニアの粒子（一次粒子、二次粒子を含む）は、細孔容積が大きいと焼結しにくくなるという特徴を持つ。つまり、低温で焼結するには、二次粒子内の一次粒子間隙由来の細孔の大きさを小さく、且つ、分布をシャープにするだけではなく、一次粒子間隙由来の細孔容積も同時に小さくしなければならない。
そこで、本実施形態に係るジルコニア粉末では、水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲の細孔容積を０．２ｍｌ／ｇ以上０．５ｍｌ／ｇ未満とした。以上により、一次粒子間隙由来の細孔容積が少なく、且つ、大きな気孔が存在しない構成となり、高焼結密度の焼結体を得ることが可能となる。
このように、本実施形態に係るジルコニア粉末によれば、一次粒子間隙の細孔径、細孔分布、及び、細孔容積を制御することにより、低温焼結が可能であり、且つ、高焼結密度の焼結体を得ることが可能となる。
前記ピークトップ径、前記細孔分布幅、前記細孔容積は、実施例に記載の方法により得られた値をいう。
【0056】
＜粒子径Ｄ５０＞
前記ジルコニア粉末の粒子径Ｄ５０は、０．１μｍ以上０．７μｍ以下である。前記粒子径Ｄ５０は、好ましくは０．１２μｍ以上、より好ましくは０．１４μｍ以上、さらに好ましくは０．１６μｍ以上、特に好ましくは０．２μｍ以上である。前記粒子径Ｄ５０は、好ましくは０．６２μｍ以下、より好ましくは０．５５μｍ以下、さらに好ましくは０．４８μｍ以下、特に好ましくは０．４μｍ以下、特別に好ましくは０．３μｍ以下、格別に好ましくは０．３μｍ未満である。前記粒子径Ｄ５０は、実施例に記載の方法により得られた値をいう。
なお、前記粒子径Ｄ５０は、測定する際に、二次粒子のみならず、凝集していない一次粒子も含まれ得るが、前記ジルコニア粉末に含まれ得る凝集していない一次粒子の量はごく微量である。従って、前記粒子径Ｄ５０は、二次粒子の粒子径Ｄ５０、すなわち、二次粒子の平均粒子径を表しているとみなしてよい。
前記ジルコニア粉末の粒子径Ｄ５０が０．７μｍ以下であり、二次粒子の粒径が比較的小さいため、二次粒子間隙を小さくすることができる。その結果、低温焼結性に優れる。また、二次粒子間隙が小さいため、高焼結密度の焼結体を得ることができる。
前記ジルコニア粉末の粒子径Ｄ５０は、０．１μｍ以上０．７μｍ以下である。前記粒子径Ｄ５０は、好ましくは０．１２μｍ以上、より好ましくは０．１４μｍ以上、さらに好ましくは０．１６μｍ以上、特に好ましくは０．２μｍ以上である。前記粒子径Ｄ５０は、好ましくは０．６２μｍ以下、より好ましくは０．５５μｍ以下、さらに好ましくは０．４８μｍ以下、特に好ましくは０．４μｍ以下、特別に好ましくは０．３μｍ以下、格別に好ましくは０．３μｍ未満である。前記粒子径Ｄ５０は、実施例に記載の方法により得られた値をいう。
なお、前記粒子径Ｄ５０は、測定する際に、二次粒子のみならず、凝集していない一次粒子も含まれ得るが、前記ジルコニア粉末に含まれ得る凝集していない一次粒子の量はごく微量である。従って、前記粒子径Ｄ５０は、二次粒子の粒子径Ｄ５０、すなわち、二次粒子の平均粒子径を表しているとみなしてよい。
前記ジルコニア粉末の粒子径Ｄ５０が０．７μｍ以下であり、二次粒子の粒径が比較的小さいため、二次粒子間隙を小さくすることができる。その結果、低温焼結性に優れる。また、二次粒子間隙が小さいため、高焼結密度の焼結体を得ることができる。
【0057】
＜比表面積＞
前記ジルコニア粉末の比表面積は、２０ｍ２／ｇ以上６０ｍ２／ｇ以下である。前記比表面積は、好ましくは２２ｍ２／ｇ以上、より好ましくは２４ｍ２／ｇ以上、さらに好ましくは３０ｍ２／ｇ以上、特に好ましくは３５ｍ２／ｇ以上である。前記比表面積は、好ましくは５７ｍ２／ｇ以下、より好ましくは５４ｍ２／ｇ、さらに好ましくは５２ｍ２／ｇ、特に好ましくは４９ｍ２／ｇである。
従来よりも低温である１１００℃～１３５０℃程度でジルコニア粉末を焼結させるためには、比表面積に関しては、大きくすることが有効である。しかしながら、従来は、ジルコニア粉末製造時の粒成長速度の制御が難しく、気孔がジルコニア粉末内になるべく残存しないようにするには、比表面積を２０ｍ２／ｇ未満とすることが好ましいとされてきた。
一方、本実施形態に係るジルコニア粉末によれば、一次粒子間隙を制御するため、比表面積を２０ｍ２／ｇ以上としても気孔がジルコニア粉末内に多く残存することがない。従って、比表面積が２０ｍ２／ｇ以上とすることにより、低温焼結性を向上させることができる。
前記比表面積は、実施例に記載の方法により得られた値をいう。
前記ジルコニア粉末の比表面積は、２０ｍ２／ｇ以上６０ｍ２／ｇ以下である。前記比表面積は、好ましくは２２ｍ２／ｇ以上、より好ましくは２４ｍ２／ｇ以上、さらに好ましくは３０ｍ２／ｇ以上、特に好ましくは３５ｍ２／ｇ以上である。前記比表面積は、好ましくは５７ｍ２／ｇ以下、より好ましくは５４ｍ２／ｇ、さらに好ましくは５２ｍ２／ｇ、特に好ましくは４９ｍ２／ｇである。
従来よりも低温である１１００℃～１３５０℃程度でジルコニア粉末を焼結させるためには、比表面積に関しては、大きくすることが有効である。しかしながら、従来は、ジルコニア粉末製造時の粒成長速度の制御が難しく、気孔がジルコニア粉末内になるべく残存しないようにするには、比表面積を２０ｍ２／ｇ未満とすることが好ましいとされてきた。
一方、本実施形態に係るジルコニア粉末によれば、一次粒子間隙を制御するため、比表面積を２０ｍ２／ｇ以上としても気孔がジルコニア粉末内に多く残存することがない。従って、比表面積が２０ｍ２／ｇ以上とすることにより、低温焼結性を向上させることができる。
前記比表面積は、実施例に記載の方法により得られた値をいう。
【0058】
＜組成＞
本実施形態に係るジルコニア粉末は、ジルコニアを主成分として含有する。具体的に、前記ジルコニア粉末は、上述した通り、一次粒子が凝集した二次粒子と、ごく微量の凝集していない一次粒子とを含む。
本実施形態に係るジルコニア粉末は、ジルコニアを主成分として含有する。具体的に、前記ジルコニア粉末は、上述した通り、一次粒子が凝集した二次粒子と、ごく微量の凝集していない一次粒子とを含む。
【0059】
前記ジルコニア粉末は、安定化剤を含む。前記安定化剤は、固溶する等の形態にて前記一次粒子に含まれる。安定化剤を含むため、ジルコニア粉末を好適に低温焼結させることができる。
【0060】
前記安定化剤は、アルカリ土類金属及び希土類元素から選ばれる１種以上の酸化物であることが好ましい。前記アルカリ土類金属とは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａをいう。前記希土類元素とは、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕをいう。前記希土類元素のなかでも、好ましくは、Ｙ、Ｃｅ、Ｙｂである。ただし、前記ジルコニア粉末は、Ｒａ及びＰｍを含まないことが好ましい。つまり、前記ジルコニア粉末は、Ｒａ以外のアルカリ土類金属及びＰｍ以外の希土類元素から選ばれる１種以上の酸化物を含むことがより好ましい。
【0061】
前記安定化剤は、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｓｃ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３、及び、Ｙｂ２Ｏ３からなる群より選ばれる１種以上であることも好ましい。
前記安定化剤は、Ｙ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３、及び、Ｙｂ２Ｏ３からなる群より選ばれる１種以上であることも好ましい。
前記安定化剤は、Ｙ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｅｒ２Ｏ３、及び、Ｙｂ２Ｏ３からなる群より選ばれる１種以上であることも好ましい。
【0062】
前記安定化剤は、用途によって異なるが、コストや着色等の観点から、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＣａＯ、Ｙｂ２Ｏ３がより好ましく、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＣａＯがさらに好ましく、Ｙ２Ｏ３、ＣａＯが特に好ましく、Ｙ２Ｏ３が格別に好ましい。
【0063】
前記安定化剤としてＹ２Ｏ３を用いる場合、ジルコニア粉末全体に対する前記Ｙ２Ｏ３の含有量は、１．４ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％以下であることが好ましい。前記Ｙ２Ｏ３の含有量は、より好ましくは１．５ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは１．６ｍｏｌ％以上、特に好ましくは２ｍｏｌ％以上、特別に好ましくは２．５ｍｏｌ％以上、格別に好ましくは３ｍｏｌ％以上である。前記Ｙ２Ｏ３の含有量は、より好ましくは６．５ｍｏｌ％以下、さらに好ましくは６ｍｏｌ％特に好ましくは５．６ｍｏｌ％以下、特別に好ましくは５ｍｏｌ％以下、格別に好ましくは４．５ｍｏｌ％以下である。前記Ｙ２Ｏ３の含有量が１．４ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％以下であると、当該ジルコニア粉末を焼結させることにより得られるジルコニア焼結体は、機械的強度により優れる。
【0064】
前記安定化剤としてＣｅＯ２を用いる場合、ジルコニア粉末全体に対する前記ＣｅＯ２の含有量は、１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。前記ＣｅＯ２の含有量は、より好ましくは１１ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは１１．５ｍｏｌ％以上である。前記ＣｅＯ２の含有量は、より好ましくは１８ｍｏｌ％以下、さらに好ましくは１７ｍｏｌ％以下、特に好ましくは１６ｍｏｌ％以下、特別に好ましくは１４ｍｏｌ％以下、格別に好ましくは１２ｍｏｌ％以下である。前記ＣｅＯ２の含有量が１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下であると、当該ジルコニア粉末を焼結させることにより得られるジルコニア焼結体は、機械的強度により優れる。なかでも、前記ＣｅＯ２の含有量は、１０ｍｏｌ％以上１４ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【0065】
前記安定化剤としてＳｃ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３のいずれかを用いる場合、ジルコニア粉末全体に対する含有量は、１．４ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％以下であることが好ましい。前記Ｓｃ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３のいずれかを用いる場合の含有量は、より好ましくは１．５ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは１．６ｍｏｌ％以上、特に好ましくは２ｍｏｌ％以上、特別に好ましくは２．５ｍｏｌ％以上、格別に好ましくは３ｍｏｌ％以上である。前記Ｓｃ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３のいずれかを用いる場合の含有量は、より好ましくは６．５ｍｏｌ％以下、さらに好ましくは６ｍｏｌ％特に好ましくは５．６ｍｏｌ％以下、特別に好ましくは５ｍｏｌ％以下、格別に好ましくは４．５ｍｏｌ％以下である。前記Ｓｃ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３のいずれかを用いる場合の含有量が１．４ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％以下であると、当該ジルコニア粉末を焼結させることにより得られるジルコニア焼結体は、機械的強度により優れる。
【0066】
前記安定化剤としてＣａＯを用いる場合、ジルコニア粉末全体に対する前記ＣａＯの含有量は、３．５ｍｏｌ％以上１７ｍｏｌ％以下であることが好ましい。前記ＣａＯの含有量は、より好ましくは３．８ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは４．０ｍｏｌ％以上である。前記ＣａＯの含有量は、より好ましくは１５．０ｍｏｌ％以下、さらに好ましくは９．０ｍｏｌ％以下である。前記ＣａＯの含有量が３．５ｍｏｌ％以上１７ｍｏｌ％以下であると、当該ジルコニア粉末を焼結させることにより得られるジルコニア焼結体は、機械的強度により優れる。
【0067】
前記ジルコニア粉末は、添加剤を含有していてもよい。本明細書において、添加剤とは、ジルコニア粒子に対して、混合物として添加されるものをいう。前記添加剤としては、焼結助剤、着色剤等が挙げられる。前記添加剤としては、焼結助剤としてのみ機能するもの、着色剤としてのみ機能するもの、焼結助剤として機能し、且つ、着色剤として機能するものがある。以下、焼結助剤、着色剤について説明する。
【0068】
前記ジルコニア粉末は、アルミナ、及び、タンマン温度が１２００℃以下の金属酸化物からなる群より選ばれる１種以上を、０．００５質量％以上２質量％以下含んでも構わない。タンマン温度が１２００℃以下の金属酸化物としては、例えば、鉄、ゲルマニウム、コバルト、クロム、亜鉛の酸化物等が挙げられる。アルミナ、及び、タンマン温度が１２００℃以下の金属酸化物からなる群より選ばれる１種以上の含有量は、より好ましくは０．０１質量％以上、さらに好ましくは０．０３質量％以上、特に好ましくは０．０５質量％以上、特別に好ましくは０．０７質量％以上である。アルミナ、及び、タンマン温度が１２００℃以下の金属酸化物からなる群より選ばれる１種以上の含有量は、より好ましくは１．５質量％以下、さらに好ましくは１．２質量％以下、特に好ましくは０．５質量％以下、特別に好ましくは０．２５質量％以下である。アルミナ、及び、タンマン温度が１２００℃以下の金属酸化物からなる群より選ばれる１種以上を上記数値範囲内で含むと、焼結助剤として機能するため、より低温焼結性に優れる。
また、前記ジルコニア粉末がアルミナを含有することで、ジルコニア焼結体の破壊靭性の低下を抑制しやすい。さらに、アルミナの含有量を調節すれば、ジルコニア焼結体の透光性を向上させることができる。
アルミナの形態は特に限定されないが、ジルコニア粉末の調製時の（ジルコニア粒子に混合、分散させる際の）ハンドリング性や不純物残存を低減するという観点から、アルミナ粉末が好ましい。
アルミナの形態が粉末である場合、アルミナの一次粒子の平均粒子径に特に制限はないが、例えば、０．０２～０．４μｍ、好ましくは０．０５～０．３μｍ、より好ましくは０．０７～０．２μｍである。
前記ジルコニア粉末は、焼結助剤を含んでも構わないが、焼結助剤を含まない構成としてもよい。具体的に、前記ジルコニア粉末は、アルミナ、及び、タンマン温度が１２００℃以下の金属酸化物からなる群より選ばれる１種以上の含有量が０．００５質量％未満であっても構わない。アルミナ、及び、タンマン温度が１２００℃以下の金属酸化物からなる群より選ばれる１種以上の含有量が０．００５質量％未満であるとは、焼結助剤を含まないことを意味する。
前記ジルコニア粉末は、水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲において、細孔容積分布のピークトップ径が２０ｎｍ以上８５ｎｍ以下であり、細孔容積が０．２ｍｌ／ｇ以上０．５ｍｌ／ｇ未満であり、細孔分布幅が４０ｎｍ以上１０５ｎｍ以下であるため、低温焼結が可能である。そのため、焼結助剤を含まない構成としたとしても低温焼結が可能である。
また、前記ジルコニア粉末がアルミナを含有することで、ジルコニア焼結体の破壊靭性の低下を抑制しやすい。さらに、アルミナの含有量を調節すれば、ジルコニア焼結体の透光性を向上させることができる。
アルミナの形態は特に限定されないが、ジルコニア粉末の調製時の（ジルコニア粒子に混合、分散させる際の）ハンドリング性や不純物残存を低減するという観点から、アルミナ粉末が好ましい。
アルミナの形態が粉末である場合、アルミナの一次粒子の平均粒子径に特に制限はないが、例えば、０．０２～０．４μｍ、好ましくは０．０５～０．３μｍ、より好ましくは０．０７～０．２μｍである。
前記ジルコニア粉末は、焼結助剤を含んでも構わないが、焼結助剤を含まない構成としてもよい。具体的に、前記ジルコニア粉末は、アルミナ、及び、タンマン温度が１２００℃以下の金属酸化物からなる群より選ばれる１種以上の含有量が０．００５質量％未満であっても構わない。アルミナ、及び、タンマン温度が１２００℃以下の金属酸化物からなる群より選ばれる１種以上の含有量が０．００５質量％未満であるとは、焼結助剤を含まないことを意味する。
前記ジルコニア粉末は、水銀圧入法に基づく細孔分布における１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲において、細孔容積分布のピークトップ径が２０ｎｍ以上８５ｎｍ以下であり、細孔容積が０．２ｍｌ／ｇ以上０．５ｍｌ／ｇ未満であり、細孔分布幅が４０ｎｍ以上１０５ｎｍ以下であるため、低温焼結が可能である。そのため、焼結助剤を含まない構成としたとしても低温焼結が可能である。
【0069】
前記ジルコニア粉末は、アルミナ、タンマン温度が１２００℃以下の金属酸化物以外にも、強度等の特性の向上を目的として、焼結可能なセラミックスや熱硬化性樹脂等を含んでも構わない。
【0070】
前記ジルコニア粉末は、Ｆｅ、Ｖ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｔｂ、Ｚｎ、Ｃｕ及び、Ｔｉからなる群より選ばれる１種以上を含んでいてもよい。Ｆｅ、Ｖ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｔｂ、Ｚｎ、Ｃｕ及び、Ｔｉからなる群より選ばれる１種以上を着色元素として含むと、当該ジルコニア粉末を焼結させることにより得られるジルコニア焼結体を好適に着色することができる。
【0071】
前記着色元素の形態は特に限定されず、酸化物、塩化物などの形態で添加することができる。前記着色元素を含む着色剤としては、具体的には、例えば、Ｆｅ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、ＭｎＯ２、ＣｏＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＴｉＯ２等が挙げられる。前記着色剤は、前記ジルコニア粉末に混合物として添加されていることが好ましい。
【0072】
前記着色剤としてＦｅ２Ｏ３を含む場合、前記着色剤の含有量は、ジルコニア粉末全体を１００質量％としたときに、０．００５質量％以上１質量％以下が好ましく、０．０５質量％以上１．０質量％以下がより好ましい。前記着色剤の含有量が０．００５質量％以上であると、意図した着色が得やすい。すなわち、色調の調整が容易となる。
【0073】
前記着色剤としてＶ２Ｏ５を含む場合、ジルコニア粉末全体を１００質量％としたときに、０．００５質量％以上０．１質量％以下が好ましく、０．０１質量％以上０．０５質量％以下がより好ましい。前記着色剤の含有量が０．００５質量％以上であると、意図した着色が得やすい。すなわち、色調の調整が容易となる。
【0074】
前記着色剤としてＭｎＯ２を含む場合、ジルコニア粉末全体を１００質量％としたときに、０．００５質量％以上２質量％以下が好ましく、０．０３質量％以上１．１質量％以下がより好ましい。前記着色剤の含有量が０．００５質量％以上であると、意図した着色が得やすい。すなわち、色調の調整が容易となる。
【0075】
前記着色剤としてＣｒ２Ｏ３を含む場合、ジルコニア粉末全体を１００質量％としたときに、０．００５質量％以上２質量％以下が好ましく、０．１質量％以上１．５質量％以下がより好ましい。前記着色剤の含有量が０．００５質量％以上であると、意図した着色が得やすい。すなわち、色調の調整が容易となる。
【0076】
前記着色剤としてＣｏＯを含む場合、前記着色剤の含有量は、ジルコニア粉末全体を１００質量％としたときに、０．００５質量％以上２質量％以下が好ましく、０．０１質量％以上１．５質量％以下がより好ましい。前記着色剤の含有量が０．００５質量％以上であると、意図した着色が得やすい。すなわち、色調の調整が容易となる。
【0077】
前記着色剤としてＴｂ４Ｏ７を含む場合、前記着色剤の含有量は、ジルコニア粉末全体を１００質量％としたときに、０．００５質量％以上５質量％以下が好ましく、０．１質量％以上３質量％以下がより好ましい。前記着色剤の含有量が０．００５質量％以上であると、意図した着色が得やすい。すなわち、色調の調整が容易となる。
【0078】
前記着色剤としてＺｎＯを含む場合、前記着色剤の含有量は、ジルコニア粉末全体を１００質量％としたときに、０．００５質量％以上１質量％以下が好ましく、０．１質量％以上０．５質量％以下がより好ましい。前記着色剤の含有量が０．００５質量％以上であると、意図した着色が得やすい。すなわち、色調の調整が容易となる。
【0079】
前記着色剤としてＣｕＯを含む場合、前記着色剤の含有量は、ジルコニア粉末全体を１００質量％としたときに、０．００５質量％以上１質量％以下が好ましく、０．０５質量％以上０．６質量％以下がより好ましく、０．１質量％以上０．３質量％以下がさらに好ましい。前記着色剤の含有量が０．００５質量％以上であると、意図した着色が得やすい。すなわち、色調の調整が容易となる。
【0080】
前記着色剤としてＴｉＯ２を含む場合、前記着色剤の含有量は、ジルコニア粉末全体を１００質量％としたときに、０．００５質量％以上２質量％以下が好ましく、０．０１質量％以上１質量％以下がより好ましい。前記着色剤の含有量が０．００５質量％以上であると、意図した着色が得やすい。すなわち、色調の調整が容易となる。
【0081】
＜相対成型密度＞
前記ジルコニア粉末は、成型圧２ｔ／ｃｍ２で成型した場合の相対成型密度が４５～５０％であることが好ましい。ここで、相対成型密度は下記式（４）によって算出される値である。
相対成型密度（％）＝（成型密度／理論焼結密度）×１００・・・（４）
ここで、理論焼結密度（ρ０とする）は、下記「ジルコニア焼結体の相対焼結密度の測定方法」の項で説明する式（２－１）によって算出される値である。前記相対成型密度の上限値は４５．５％以上が好ましく、４６％以上がより好ましい。その下限値は４９．５％以下が好ましく、４９％以下がより好ましく、４８．５％以下がさらに好ましく、４８％以下が特に好ましい。
前記ジルコニア粉末は、成型圧２ｔ／ｃｍ２で成型した場合の相対成型密度が４５～５０％であることが好ましい。ここで、相対成型密度は下記式（４）によって算出される値である。
相対成型密度（％）＝（成型密度／理論焼結密度）×１００・・・（４）
ここで、理論焼結密度（ρ０とする）は、下記「ジルコニア焼結体の相対焼結密度の測定方法」の項で説明する式（２－１）によって算出される値である。前記相対成型密度の上限値は４５．５％以上が好ましく、４６％以上がより好ましい。その下限値は４９．５％以下が好ましく、４９％以下がより好ましく、４８．５％以下がさらに好ましく、４８％以下が特に好ましい。
【0082】
以上、本実施形態に係るジルコニア粉末について説明した。
【0083】
［ジルコニア粉末の製造方法］
以下、ジルコニア粉末の製造方法の一例について説明する。ただし、ジルコニア粉末の製造方法は、以下の例示に限定されない。
以下、ジルコニア粉末の製造方法の一例について説明する。ただし、ジルコニア粉末の製造方法は、以下の例示に限定されない。
【0084】
本実施形態に係るジルコニア粉末の製造方法は、
ジルコニウム塩溶液及び硫酸塩化剤溶液をそれぞれ別々に９５℃以上１００℃以下に加熱する工程１、
前記加熱後のジルコニウム塩溶液と前記加熱後の硫酸塩化剤溶液とを、接触開始から終了までの間に混合液の濃度が変化しないように接触させることにより、混合液として塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液を得る工程２、
工程２で得られた塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液を、９５℃以上で３時間以上熟成する工程３、
工程３で得られた熟成後の塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液に安定化剤を添加する工程４、
工程４で得られた塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液にアルカリを添加することにより、ジルコニウム含有水酸化物を得る工程５、
工程５で得られたジルコニウム含有水酸化物を熱処理することにより，ジルコニア粉末を得る工程６
を含み、
前記工程２では、当該接触開始から終了まで、混合液中のＳＯ４ ２－／ＺｒＯ２重量比率を０．３～０．８の範囲に維持するとともに、混合液の温度を９５℃以上に維持する。
以下、工程ごとに詳細に説明する。
ジルコニウム塩溶液及び硫酸塩化剤溶液をそれぞれ別々に９５℃以上１００℃以下に加熱する工程１、
前記加熱後のジルコニウム塩溶液と前記加熱後の硫酸塩化剤溶液とを、接触開始から終了までの間に混合液の濃度が変化しないように接触させることにより、混合液として塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液を得る工程２、
工程２で得られた塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液を、９５℃以上で３時間以上熟成する工程３、
工程３で得られた熟成後の塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液に安定化剤を添加する工程４、
工程４で得られた塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液にアルカリを添加することにより、ジルコニウム含有水酸化物を得る工程５、
工程５で得られたジルコニウム含有水酸化物を熱処理することにより，ジルコニア粉末を得る工程６
を含み、
前記工程２では、当該接触開始から終了まで、混合液中のＳＯ４ ２－／ＺｒＯ２重量比率を０．３～０．８の範囲に維持するとともに、混合液の温度を９５℃以上に維持する。
以下、工程ごとに詳細に説明する。
【0085】
＜工程１＞
工程１では、出発原料であるジルコニウム塩溶液及び硫酸塩化剤溶液をそれぞれ別々に９５℃以上１００℃以下に加熱する。
前記ジルコニウム塩溶液を作製するために用いるジルコニウム塩としては、ジルコニウムイオンを供給するものであればよく、例えば、オキシ硝酸ジルコニウム、オキシ塩化ジルコニウム、硝酸ジルコニウム等を使用できる。これらは１種又は２種以上で使用できる。この中でも、工業的規模での生産性が高い点でオキシ塩化ジルコニウムが好ましい。
工程１では、出発原料であるジルコニウム塩溶液及び硫酸塩化剤溶液をそれぞれ別々に９５℃以上１００℃以下に加熱する。
前記ジルコニウム塩溶液を作製するために用いるジルコニウム塩としては、ジルコニウムイオンを供給するものであればよく、例えば、オキシ硝酸ジルコニウム、オキシ塩化ジルコニウム、硝酸ジルコニウム等を使用できる。これらは１種又は２種以上で使用できる。この中でも、工業的規模での生産性が高い点でオキシ塩化ジルコニウムが好ましい。
【0086】
前記ジルコニウム塩溶液を作製するために用いる溶媒としては、ジルコニウム塩の種類等に応じて選択すればよい。通常は水（純水、イオン交換水、以下同様）が好ましい。
【0087】
前記ジルコニウム塩溶液の濃度は、特に制限されないが、一般的には溶媒１０００ｇに対して酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）換算で５～２５０ｇ含有されることが好ましく、２０～１５０ｇ含有されることがより好ましい。
【0088】
硫酸塩化剤としては、ジルコニウムイオンと反応して硫酸塩を生成させるもの（すなわち、硫酸塩化させる試薬）であればよく、例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸アンモニウム、硫酸水素カリウム、硫酸水素ナトリウム、二硫酸カリウム、二硫酸ナトリウム、三酸化硫黄等が例示される。硫酸塩化剤は、粉末状、溶液状等のいずれの形態でもよいが、溶液（特に水溶液）が好ましい。溶媒については、前記ジルコニウム塩溶液を作製するために用いる溶媒と同様のものを使用することができる。
【0089】
前記ジルコニウム塩溶液の酸濃度は０．１～２．０Ｎとすることが好ましい。酸濃度を上記範囲に設定することによって、ジルコニア粉末を構成する粒子の凝集状態を好適な状態に制御することができる。酸濃度の調整は、例えば、塩酸、硝酸、水酸化ナトリウム等を用いることにより実施することができる。
【0090】
前記硫酸塩化剤（前記硫酸塩化剤溶液）の濃度は、特に制限されないが、一般的には溶媒１０００ｇに対して硫酸塩化剤を５～２５０ｇ、特に２０～１５０ｇとすることが好ましい。
【0091】
前記ジルコニウム塩溶液及び前記硫酸塩化剤溶液を調製する容器は、前記ジルコニウム塩溶液及び前記硫酸塩化剤溶液をそれぞれ十分攪拌できる容量を備えていれば、材質は特に限定されない。ただし、各溶液の温度が９５℃を下回らないように適宜加熱できる設備を有していることが好ましい。
前記ジルコニウム塩溶液及び前記硫酸塩化剤溶液の加熱温度は、９５℃以上１００℃以下であればよく、好ましくは９７℃以上である。前記ジルコニウム塩溶液及び前記硫酸塩化剤溶液の温度が９５℃未満のまま工程２を実施すると、ジルコニウム塩溶液と硫酸塩化剤とが充分に反応せず、収率が低下する。
前記ジルコニウム塩溶液及び前記硫酸塩化剤溶液の加熱温度は、９５℃以上１００℃以下であればよく、好ましくは９７℃以上である。前記ジルコニウム塩溶液及び前記硫酸塩化剤溶液の温度が９５℃未満のまま工程２を実施すると、ジルコニウム塩溶液と硫酸塩化剤とが充分に反応せず、収率が低下する。
【0092】
＜工程２＞
工程２では、前記加熱後のジルコニウム塩溶液と前記加熱後の硫酸塩化剤溶液とを、接触開始から終了までの間に混合液の濃度が変化しないように接触させることにより、混合液として塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液を得る。ここで、当該接触開始から終了まで、混合液中のＳＯ４ ２－／ＺｒＯ２重量比率を０．３～０．８の範囲に維持するとともに、混合液の温度を９５℃以上に維持する。
以下、工程２について、図面を参照しつつ、説明する。
工程２では、前記加熱後のジルコニウム塩溶液と前記加熱後の硫酸塩化剤溶液とを、接触開始から終了までの間に混合液の濃度が変化しないように接触させることにより、混合液として塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液を得る。ここで、当該接触開始から終了まで、混合液中のＳＯ４ ２－／ＺｒＯ２重量比率を０．３～０．８の範囲に維持するとともに、混合液の温度を９５℃以上に維持する。
以下、工程２について、図面を参照しつつ、説明する。
【0093】
図１は、本実施形態に係るジルコニア粉末の製造方法を説明するための模式図である。図１に示すように、容器１０は、バルブ１２を介してＴ字管２０の上方の一端（図１では左側）に接続されている。容器３０は、バルブ３２を介してＴ字管２０の上方の他端（図１では右側）に接続されている。容器１０には、９５℃以上１００℃以下に加熱されたジルコニウム溶液が貯蓄されている。容器３０には、９５℃以上１００℃以下に加熱された硫酸塩化剤溶液が貯蓄されている。
工程２では、バルブ１２を開くとともにバルブ３２を開くことにより、ジルコニウム溶液と硫酸塩化剤溶液とを接触させる。接触することにより得られた混合液（塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液）は、Ｔ字管２０の下方から直ちに熟成用容器４０に流入する。工程２では、このような手法により、ジルコニウム溶液と硫酸塩化剤溶液との接触を開始してから終了するまでの間に反応液の濃度（Ｔ字管２０内における反応液の濃度）が変化しないようにしている。工程２では、接触開始時から終了時までのＳＯ４ ２－／ＺｒＯ２の濃度変化を抑制しているため、均一な反応物が得られる。このような工程（工程２）を採用することにより、一次粒子のピークトップ径、細孔容積、細孔分布幅を制御することができる。すなわち、二次粒子内の一次粒子間隙由来の細孔の大きさを小さく、且つ、分布をシャープにでき、さらに、一次粒子間隙由来の細孔容積も小さくすることができる。
工程２における混合液中のＳＯ４ ２－／ＺｒＯ２重量比率は、０．３～０．８の範囲内が好ましく、より好ましくは０．４～０．７、さらに好ましくは０．４５～０．６５である。混合液中のＳＯ４ ２－／ＺｒＯ２重量比率を０．３以上とすることにより、反応生成物である塩基性硫酸ジルコニウムの収率を高めることができる。また、混合液中のＳＯ４ ２－／ＺｒＯ２重量比率を０．８以下とすることにより、硫酸ジルコニウムの可溶性塩が生成することを抑制し、塩基性硫酸ジルコニウムの収率が低下することを抑制することができる。
工程２では、混合液の温度を９５℃以上に維持するために、各溶液を供給する配管（例えば、Ｔ字管２０）等にヒーターを設置することが好ましい。
工程２では、バルブ１２を開くとともにバルブ３２を開くことにより、ジルコニウム溶液と硫酸塩化剤溶液とを接触させる。接触することにより得られた混合液（塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液）は、Ｔ字管２０の下方から直ちに熟成用容器４０に流入する。工程２では、このような手法により、ジルコニウム溶液と硫酸塩化剤溶液との接触を開始してから終了するまでの間に反応液の濃度（Ｔ字管２０内における反応液の濃度）が変化しないようにしている。工程２では、接触開始時から終了時までのＳＯ４ ２－／ＺｒＯ２の濃度変化を抑制しているため、均一な反応物が得られる。このような工程（工程２）を採用することにより、一次粒子のピークトップ径、細孔容積、細孔分布幅を制御することができる。すなわち、二次粒子内の一次粒子間隙由来の細孔の大きさを小さく、且つ、分布をシャープにでき、さらに、一次粒子間隙由来の細孔容積も小さくすることができる。
工程２における混合液中のＳＯ４ ２－／ＺｒＯ２重量比率は、０．３～０．８の範囲内が好ましく、より好ましくは０．４～０．７、さらに好ましくは０．４５～０．６５である。混合液中のＳＯ４ ２－／ＺｒＯ２重量比率を０．３以上とすることにより、反応生成物である塩基性硫酸ジルコニウムの収率を高めることができる。また、混合液中のＳＯ４ ２－／ＺｒＯ２重量比率を０．８以下とすることにより、硫酸ジルコニウムの可溶性塩が生成することを抑制し、塩基性硫酸ジルコニウムの収率が低下することを抑制することができる。
工程２では、混合液の温度を９５℃以上に維持するために、各溶液を供給する配管（例えば、Ｔ字管２０）等にヒーターを設置することが好ましい。
【0094】
以下、工程２の一例につき具体的に説明する。
Ｔ字管２０として、上方の一端（図１では左側）の管径Ｌ１が１０ｍｍ、上方の多端（図１では右側）の管径Ｌ２が１０ｍｍ、下方の管径Ｌ３が１５ｍｍのＴ字管を用い、２５質量％硫酸ナトリウム水溶液２１３ｇと、ＺｒＯ２換算で１６質量％オキシ塩化ジルコニウム水溶液４５０ｇとを接触させる場合、接触開始から接触終了まで（容器１０内の塩化ジルコニウム水溶液及び容器３０内の硫酸塩化剤溶液がなくなるまで）の時間（接触時間）としては、好ましくは３０秒～３００秒、より好ましくは６０秒～２００秒、さらに好ましくは９０秒～１５０秒である。
Ｔ字管２０として、上方の一端（図１では左側）の管径Ｌ１が１０ｍｍ、上方の多端（図１では右側）の管径Ｌ２が１０ｍｍ、下方の管径Ｌ３が１５ｍｍのＴ字管を用い、２５質量％硫酸ナトリウム水溶液２１３ｇと、ＺｒＯ２換算で１６質量％オキシ塩化ジルコニウム水溶液４５０ｇとを接触させる場合、接触開始から接触終了まで（容器１０内の塩化ジルコニウム水溶液及び容器３０内の硫酸塩化剤溶液がなくなるまで）の時間（接触時間）としては、好ましくは３０秒～３００秒、より好ましくは６０秒～２００秒、さらに好ましくは９０秒～１５０秒である。
【0095】
＜工程３＞
工程３では、工程２で得られた塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液を、９５℃以上で３時間以上熟成する。工程３では、例えば、熟成用容器４０に流入した塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液を攪拌機４２で攪拌しつつ、９５℃以上で３時間以上熟成する。熟成時間の上限は特に制限されないが、例えば、７時間以下である。工程３における混合液（塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液）の温度（熟成温度）は、好ましくは９５℃以上、より好ましくは９７℃以上１００℃以下である。熟成温度を９５℃以上且つ熟成時間を３時間以上とすることにより、塩基性硫酸ジルコニウムが充分に生成し、収率を高めることができる。
なお、上記混合液は、塩基性硫酸ジルコニウムを主成分として含んでおり、塩基性硫酸ジルコニウムスラリーである。
工程３では、工程２で得られた塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液を、９５℃以上で３時間以上熟成する。工程３では、例えば、熟成用容器４０に流入した塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液を攪拌機４２で攪拌しつつ、９５℃以上で３時間以上熟成する。熟成時間の上限は特に制限されないが、例えば、７時間以下である。工程３における混合液（塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液）の温度（熟成温度）は、好ましくは９５℃以上、より好ましくは９７℃以上１００℃以下である。熟成温度を９５℃以上且つ熟成時間を３時間以上とすることにより、塩基性硫酸ジルコニウムが充分に生成し、収率を高めることができる。
なお、上記混合液は、塩基性硫酸ジルコニウムを主成分として含んでおり、塩基性硫酸ジルコニウムスラリーである。
【0096】
＜工程４＞
工程４では、工程３で得られた熟成後の塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液に安定化剤を添加する。
工程４では、工程３で得られた熟成後の塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液に安定化剤を添加する。
【0097】
＜工程５＞
工程５では、工程４で得られた塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液にアルカリを添加し、中和反応を行う。中和により、ジルコニウム含有水酸化物が生成する。
アルカリとしては限定されず、例えば、苛性ソーダ、炭酸ソーダ、アンモニア、ヒドラジン炭酸水素アンモニウム等が挙げられる。アルカリの濃度は特に限定されないが、水で希釈し、通常５～３０％のものが用いられる。
アルカリの添加方法としては、（１）塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液にアルカリ溶液を添加する、（２）アルカリ溶液に塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液を添加する、の２つの方法があるが、特に限定されず、どちらの方法を用いてもよい。
中和後、スラリーを濾過することにより、ジルコニウム含有水酸化物が得られる。このジルコニウム含有水酸化物は、必要に応じて、純水等で水洗することにより、不純物を除去することが好ましい。水洗後は、必要に応じて乾燥等を行うことができる。
工程５では、工程４で得られた塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液にアルカリを添加し、中和反応を行う。中和により、ジルコニウム含有水酸化物が生成する。
アルカリとしては限定されず、例えば、苛性ソーダ、炭酸ソーダ、アンモニア、ヒドラジン炭酸水素アンモニウム等が挙げられる。アルカリの濃度は特に限定されないが、水で希釈し、通常５～３０％のものが用いられる。
アルカリの添加方法としては、（１）塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液にアルカリ溶液を添加する、（２）アルカリ溶液に塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液を添加する、の２つの方法があるが、特に限定されず、どちらの方法を用いてもよい。
中和後、スラリーを濾過することにより、ジルコニウム含有水酸化物が得られる。このジルコニウム含有水酸化物は、必要に応じて、純水等で水洗することにより、不純物を除去することが好ましい。水洗後は、必要に応じて乾燥等を行うことができる。
【0098】
＜工程６＞
工程６では、工程５で得られたジルコニウム含有水酸化物を熱処理（焼成）することにより、ジルコニウム含有水酸化物を酸化し、ジルコニア粉末を得る。
ジルコニウム含有水酸化物の熱処理温度（焼成温度）、及び、熱処理時間（焼成時間）は、特に限定されないが、通常は６００～１０５０℃程度で１時間～１０時間行う。前記焼成温度は、６５０℃以上１０００℃以下であることがより好ましく、７００℃以上９８０℃以下であることがさらに好ましい。前記焼成温度は、２時間～６時間がより好ましく、２時間～４時間がさらに好ましい。熱処理温度を６００℃以上１０００℃以下とすることにより、得られるジルコニア粉末の比表面積を好適な範囲（２０ｍ２／ｇ以上６０ｍ２／ｇ以下）とすることができる。また、熱処理温度を６００℃以上１０５０℃以下とすることにより、得られるジルコニア粉末の細孔分布を好適な範囲とすることができる。熱処理雰囲気は、特に限定されないが、通常は大気中又は酸化性雰囲気中とすればよい。
工程６では、工程５で得られたジルコニウム含有水酸化物を熱処理（焼成）することにより、ジルコニウム含有水酸化物を酸化し、ジルコニア粉末を得る。
ジルコニウム含有水酸化物の熱処理温度（焼成温度）、及び、熱処理時間（焼成時間）は、特に限定されないが、通常は６００～１０５０℃程度で１時間～１０時間行う。前記焼成温度は、６５０℃以上１０００℃以下であることがより好ましく、７００℃以上９８０℃以下であることがさらに好ましい。前記焼成温度は、２時間～６時間がより好ましく、２時間～４時間がさらに好ましい。熱処理温度を６００℃以上１０００℃以下とすることにより、得られるジルコニア粉末の比表面積を好適な範囲（２０ｍ２／ｇ以上６０ｍ２／ｇ以下）とすることができる。また、熱処理温度を６００℃以上１０５０℃以下とすることにより、得られるジルコニア粉末の細孔分布を好適な範囲とすることができる。熱処理雰囲気は、特に限定されないが、通常は大気中又は酸化性雰囲気中とすればよい。
【0099】
＜工程７＞
工程６の後、必要に応じて、得られたジルコニア粉末を粉砕してスラリー化してもよい。その際、成型性を向上させるためにバインダーを添加してもよい。スラリー化しない場合（粉砕しない場合）は、バインダーとジルコニア粉末とを混練機で均一に混合してもよい。
前記バインダーとしては、有機系バインダーが好ましい。有機系バインダーは、酸化雰囲気の加熱炉にて成型体から除去しやすく、脱脂体を得ることができるので、最終的に焼結体中に不純物が残存しにくくなる。
前記有機バインダーとしては、アルコールに対して溶解するもの、又は、アルコール、水、脂肪族ケトン及び芳香族炭化水素からなる群より選ばれる２種以上の混合液に対して溶解するものが挙げられる。前記有機バインダーとしては、例えば、ポリエチレングリコール、グリコール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリビニルブチラール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルエチルエーテル及びプロピオン酸ビニルからなる群より選ばれる少なくとも１種以上が挙げられる。前記有機バインダーは、さらに、アルコールもしくは上記混合液に対して不溶である１種以上の熱可塑性樹脂を含んでもよい。
前記有機バインダー添加した後は、公知の方法を適用して乾燥、粉砕等の処理をすることにより、目的とするジルコニア粉末を得ることができる。
工程７の粉砕により、ジルコニア粉末の粒子径Ｄ５０をコントロールすることができる。例えば、工程５で得られたジルコニア粉末の状態に応じて粉砕を行い、ジルコニア粉末の粒子径Ｄ５０を０．１μｍ以上０．７μｍ以下の範囲内にコントロールすることができる。
工程６の後、必要に応じて、得られたジルコニア粉末を粉砕してスラリー化してもよい。その際、成型性を向上させるためにバインダーを添加してもよい。スラリー化しない場合（粉砕しない場合）は、バインダーとジルコニア粉末とを混練機で均一に混合してもよい。
前記バインダーとしては、有機系バインダーが好ましい。有機系バインダーは、酸化雰囲気の加熱炉にて成型体から除去しやすく、脱脂体を得ることができるので、最終的に焼結体中に不純物が残存しにくくなる。
前記有機バインダーとしては、アルコールに対して溶解するもの、又は、アルコール、水、脂肪族ケトン及び芳香族炭化水素からなる群より選ばれる２種以上の混合液に対して溶解するものが挙げられる。前記有機バインダーとしては、例えば、ポリエチレングリコール、グリコール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリビニルブチラール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルエチルエーテル及びプロピオン酸ビニルからなる群より選ばれる少なくとも１種以上が挙げられる。前記有機バインダーは、さらに、アルコールもしくは上記混合液に対して不溶である１種以上の熱可塑性樹脂を含んでもよい。
前記有機バインダー添加した後は、公知の方法を適用して乾燥、粉砕等の処理をすることにより、目的とするジルコニア粉末を得ることができる。
工程７の粉砕により、ジルコニア粉末の粒子径Ｄ５０をコントロールすることができる。例えば、工程５で得られたジルコニア粉末の状態に応じて粉砕を行い、ジルコニア粉末の粒子径Ｄ５０を０．１μｍ以上０．７μｍ以下の範囲内にコントロールすることができる。
【0100】
焼結助剤や、着色剤等を添加する場合、前記工程６の後に添加、混合することにより、焼結助剤、着色剤等を含むジルコニア粉末を得ることができる。混合のより詳細な方法としては、純水等に分散させてスラリー化して湿式混合することが好ましい。
また、前記工程７を行う場合には、工程７を行う際に、焼結助剤や、着色剤等を添加してもよい。
また、前記工程７を行う場合には、工程７を行う際に、焼結助剤や、着色剤等を添加してもよい。
【0101】
以上、本実施形態に係るジルコニア粉末について説明した。
【0102】
［ジルコニア焼結体の製造方法］
以下、ジルコニア焼結体の製造方法の一例について説明する。ただし、本発明のジルコニア焼結体の製造方法は、以下の例示に限定されない。
以下、ジルコニア焼結体の製造方法の一例について説明する。ただし、本発明のジルコニア焼結体の製造方法は、以下の例示に限定されない。
【0103】
本実施形態に係るジルコニア焼結体の製造方法は、
前記ジルコニア粉末を成型し、成型体を得る工程Ｘと、
前記工程Ｘの後、前記成型体を１１００℃以上１３５０℃以下、１時間以上５時間以下の条件で焼結する工程Ｙとを有する。
前記ジルコニア粉末を成型し、成型体を得る工程Ｘと、
前記工程Ｘの後、前記成型体を１１００℃以上１３５０℃以下、１時間以上５時間以下の条件で焼結する工程Ｙとを有する。
【0104】
本実施形態に係るジルコニア焼結体の製造方法においては、まず、ジルコニア粉末を準備する。前記ジルコニア粉末としては、［ジルコニア粉末］の項で説明したものを用いることができる。
【0105】
次に、前記ジルコニア粉末を成型し、成型体を得る（工程Ｘ）。成型は、市販の金型成型機や冷間等方圧加圧法（ＣＩＰ）を採用できる。また、一旦、ジルコニア粉末を金型成型機で仮成型した後、プレス成型で本成型してもよい。プレス成型は通常、０．１ｔ～３ｔ／ｃｍ２の範囲でよい。好ましくは、０．５ｔ～２．５ｔ／ｃｍ２、より好ましくは０．８ｔ～２．２ｔ／ｃｍ２、さらに好ましくは１ｔ～２ｔ／ｃｍ２である。
【0106】
次に、前記成型体を１１００℃以上１３５０℃以下、１時間以上５時間以下の条件で焼結する（工程Ｙ）。
本実施形態では、前記ジルコニア粉末を用いるため、焼結温度を１１００～１３５０℃と低温に設定することができる。焼結温度は、より好ましくは、１１００℃以上１３００℃以下であり、１１００℃以上１２５０℃以下である。焼結時の保持時間も特に限定されないが、例えば、好ましくは１～５時間程度、より好ましくは１時間～３時間である。焼結雰囲気は、大気中又は酸化性雰囲気中とすることができる。焼結は、常圧下でよく、加圧は特に必要ない。
本実施形態では、前記ジルコニア粉末を用いるため、焼結温度を１１００～１３５０℃と低温に設定することができる。焼結温度は、より好ましくは、１１００℃以上１３００℃以下であり、１１００℃以上１２５０℃以下である。焼結時の保持時間も特に限定されないが、例えば、好ましくは１～５時間程度、より好ましくは１時間～３時間である。焼結雰囲気は、大気中又は酸化性雰囲気中とすることができる。焼結は、常圧下でよく、加圧は特に必要ない。
【0107】
以上、本実施形態に係る安定化ジルコニア焼結体の製造方法について説明した。
【0108】
［ジルコニア焼結体］
以下、本実施形態に係るジルコニア焼結体の一例について説明する。ただし、本発明のジルコニア焼結体は、以下の例示に限定されない。
以下、本実施形態に係るジルコニア焼結体の一例について説明する。ただし、本発明のジルコニア焼結体は、以下の例示に限定されない。
【0109】
本実施形態に係るジルコニア焼結体は、前記のジルコニア粉末を用いて、常圧焼結して得られる。本実施形態に係るジルコニア焼結体は、前記ジルコニア粉末を用いて、常圧焼結して得られるため、低温焼結されており、且つ、高焼結密度を有する。具体的には、前記ジルコニア焼結体の製造方法により得られる。
【0110】
＜相対焼結密度＞
前記ジルコニア焼結体の相対焼結密度は、９８．５％以上であることが好ましく、９９．０％以上であることがより好ましく、９９．１％以上であることがさらに好ましく、９９．２％以上であることが特に好ましく、９９．３％以上が特別に好ましく、９９．４％以上であることが格別に好ましく、９９．５％以上であることがより格別に好ましい。前記相対焼結密度が９８．５％以上であると、ジルコニア焼結体がより高強度となる。
前記ジルコニア焼結体の相対焼結密度は、９８．５％以上であることが好ましく、９９．０％以上であることがより好ましく、９９．１％以上であることがさらに好ましく、９９．２％以上であることが特に好ましく、９９．３％以上が特別に好ましく、９９．４％以上であることが格別に好ましく、９９．５％以上であることがより格別に好ましい。前記相対焼結密度が９８．５％以上であると、ジルコニア焼結体がより高強度となる。
【0111】
＜ジルコニア焼結体の相対焼結密度の測定方法＞
前記相対焼結密度は、下記式（１）で表される相対焼結密度のことをいう。
相対焼結密度（％）＝（焼結密度／理論焼結密度）×１００・・・（１）
ここで、理論焼結密度（ρ０とする）は、下記式（２－１）によって算出される値である。
ρ０＝１００／［（Ｙ／３．９８７）＋（１００－Ｙ）／ρｚ］・・・（２－１）
ただし、ρｚは、下記式（２－２）によって算出される値である。
ρｚ＝［１２４．２５（１００－Ｘ）＋［安定化剤の分子量］×Ｘ］／［１５０．５（１００＋Ｘ）Ａ２Ｃ］・・・（２－２）
ここで、前記安定化剤の分子量は、前記安定化剤がＹ２Ｏ３の場合２２５．８１、Ｅｒ２Ｏ３の場合３８２．５２、Ｙｂ２Ｏ３の場合３９４．１１を用いる。
また、Ｘ及びＹはそれぞれ、安定化剤濃度（モル％）及びアルミナ濃度（重量％）である。また、Ａ及びＣはそれぞれ、下記式（２－３）及び（２－４）によって算出される値である。
Ａ＝０．５０８０＋０．０６９８０Ｘ／（１００＋Ｘ）・・・（２－３）
Ｃ＝０．５１９５－０．０６１８０Ｘ／（１００＋Ｘ）・・・（２－４）
式（１）において、理論焼結密度は，粉末の組成によって変動する。例えば、イットリア含有ジルコニアの理論焼結密度は、イットリア含有量が２ｍｏｌ％であれば６．１１７ｇ／ｃｍ３、３ｍｏｌ％であれば６．０９８ｇ／ｃｍ３、５．５ｍｏｌ％であれば６．０５１ｇ／ｃｍ３である（Ａｌ２Ｏ３＝０重量％の場合）。
安定化剤がＳｃ２Ｏ３の場合、ρｚは下記式（３）によって算出される値である。
ρｚ＝－０．０４０２（Ｓｃ２Ｏ３のモル濃度）＋６．１２９４・・・（３）
安定化剤がＣａＯの場合、ρｚは下記式（３－１）によって算出される値である。
ρｚ＝－０．０４００（ＣａＯのモル濃度）＋６．１７００・・・（３－１）
また、着色剤を含む場合の理論焼結密度（ρ１とする）は、
ρ１＝１００／［（Ｚ／Ｖ）＋（１００－Ｚ）／ρ０］・・・（２－５）
また、Ｚは着色剤濃度（重量％）Ｖは着色剤理論密度（ｇ／ｃｍ３）である。
着色剤理論密度は、Ｆｅ２Ｏ３が５．２４ｇ／ｃｍ３、ＺｎＯが５．６１ｇ／ｃｍ３、ＭｎＯ２が５．０３ｇ／ｃｍ３、ＣｏＯが６．１０ｇ／ｃｍ３、Ｃｒ２Ｏ３が５．２２ｇ／ｃｍ３、ＴｉＯ２が４．２３ｇ／ｃｍ３、Ｔｂ４Ｏ７が７．８０ｇ／ｃｍ３、ＣｕＯが６．３１ｇ／ｃｍ３、Ｖ２Ｏ５が３．３６ｇ／ｃｍ３とする。
また、焼結密度は、アルキメデス法にて計測する。
前記相対焼結密度は、下記式（１）で表される相対焼結密度のことをいう。
相対焼結密度（％）＝（焼結密度／理論焼結密度）×１００・・・（１）
ここで、理論焼結密度（ρ０とする）は、下記式（２－１）によって算出される値である。
ρ０＝１００／［（Ｙ／３．９８７）＋（１００－Ｙ）／ρｚ］・・・（２－１）
ただし、ρｚは、下記式（２－２）によって算出される値である。
ρｚ＝［１２４．２５（１００－Ｘ）＋［安定化剤の分子量］×Ｘ］／［１５０．５（１００＋Ｘ）Ａ２Ｃ］・・・（２－２）
ここで、前記安定化剤の分子量は、前記安定化剤がＹ２Ｏ３の場合２２５．８１、Ｅｒ２Ｏ３の場合３８２．５２、Ｙｂ２Ｏ３の場合３９４．１１を用いる。
また、Ｘ及びＹはそれぞれ、安定化剤濃度（モル％）及びアルミナ濃度（重量％）である。また、Ａ及びＣはそれぞれ、下記式（２－３）及び（２－４）によって算出される値である。
Ａ＝０．５０８０＋０．０６９８０Ｘ／（１００＋Ｘ）・・・（２－３）
Ｃ＝０．５１９５－０．０６１８０Ｘ／（１００＋Ｘ）・・・（２－４）
式（１）において、理論焼結密度は，粉末の組成によって変動する。例えば、イットリア含有ジルコニアの理論焼結密度は、イットリア含有量が２ｍｏｌ％であれば６．１１７ｇ／ｃｍ３、３ｍｏｌ％であれば６．０９８ｇ／ｃｍ３、５．５ｍｏｌ％であれば６．０５１ｇ／ｃｍ３である（Ａｌ２Ｏ３＝０重量％の場合）。
安定化剤がＳｃ２Ｏ３の場合、ρｚは下記式（３）によって算出される値である。
ρｚ＝－０．０４０２（Ｓｃ２Ｏ３のモル濃度）＋６．１２９４・・・（３）
安定化剤がＣａＯの場合、ρｚは下記式（３－１）によって算出される値である。
ρｚ＝－０．０４００（ＣａＯのモル濃度）＋６．１７００・・・（３－１）
また、着色剤を含む場合の理論焼結密度（ρ１とする）は、
ρ１＝１００／［（Ｚ／Ｖ）＋（１００－Ｚ）／ρ０］・・・（２－５）
また、Ｚは着色剤濃度（重量％）Ｖは着色剤理論密度（ｇ／ｃｍ３）である。
着色剤理論密度は、Ｆｅ２Ｏ３が５．２４ｇ／ｃｍ３、ＺｎＯが５．６１ｇ／ｃｍ３、ＭｎＯ２が５．０３ｇ／ｃｍ３、ＣｏＯが６．１０ｇ／ｃｍ３、Ｃｒ２Ｏ３が５．２２ｇ／ｃｍ３、ＴｉＯ２が４．２３ｇ／ｃｍ３、Ｔｂ４Ｏ７が７．８０ｇ／ｃｍ３、ＣｕＯが６．３１ｇ／ｃｍ３、Ｖ２Ｏ５が３．３６ｇ／ｃｍ３とする。
また、焼結密度は、アルキメデス法にて計測する。
【0112】
本実施形態のジルコニア粉末、及び、ジルコニア焼結体の製造方法によれば、１１００℃～１３５０℃という低温での焼結であっても、高い焼結密度を有する焼結体が得られるため、プレス成型、射出成型、鋳込み成型、シート成型等の公知の各種成型方法を広く利用できる。しかも、本実施形態のジルコニア粉末は、量産も容易であるので、コスト競争力にも優れ、各種用途に好適に用いることができる。
【0113】
本実施形態に係るジルコニア焼結体は、産業部品、審美性部品、歯科材料として使用することができる。より具体的には、宝飾品、時計用部品、時計の文字盤、人工歯、成型加工用部材、耐摩耗部材、耐薬品部材等に使用することができる。
【実施例】
【0114】
以下、本発明に関し実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例及び比較例におけるジルコニア粉末、及び、ジルコニア焼結体には、不可避不純物として酸化ハフニウムを酸化ジルコニウムに対して１．３～２．５質量％含有（下記式（Ｘ）にて算出）している。
＜式（Ｘ）＞
（［酸化ハフニウムの質量］／（［酸化ジルコニウムの質量］＋［酸化ハフニウムの質量］））×１００（％）
＜式（Ｘ）＞
（［酸化ハフニウムの質量］／（［酸化ジルコニウムの質量］＋［酸化ハフニウムの質量］））×１００（％）
【0115】
［ジルコニア粉末の作製］
（実施例１）
２５質量％硫酸ナトリウム水溶液２１３ｇ及びＺｒＯ２換算で１６質量％となるオキシ塩化ジルコニウム水溶液４５０ｇ（酸濃度：１Ｎ）をそれぞれ別々に９５℃に加熱した（工程１）。その後、混合液のＳＯ４ ２－／ＺｒＯ２質量比率が０．５０となるように、２分間かけて、加熱された水溶液同士を接触させた（工程２）。
次に、得られた塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液を、９５℃で４時間保持して熟成し、塩基性硫酸ジルコニウムを得た（工程３）。
次に、熟成された溶液を室温まで冷却した後、Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液を、Ｙ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるように添加し、均一に混合した（工程４）。
次に、得られた混合溶液に２５質量％水酸化ナトリウム水溶液を添加し、ｐＨが１３以上になるまで中和し、水酸化物沈澱を生成させた（工程５）。
得られた水酸化物沈澱をろ過し、充分に水洗し、得られた水酸化物を１０５℃，２４時間乾燥させた。乾燥させた水酸化物を大気中９６０℃（焼成温度）で２時間熱処理し、未粉砕のジルコニア系粉末（イットリア安定化ジルコニア系粉末）を得た（工程６）。
得られた未粉砕のイットリア安定化ジルコニア系粉末に一次粒子の平均粒子径０．１μｍのアルミナ粉末を、イットリア安定化ジルコニア系粉末に対して０．２５質量％加え、水を分散媒とした湿式ボールミルにて４０時間粉砕混合した。粉砕にはジルコニアビーズφ５ｍｍを用いた。粉砕後に得られたジルコニアスラリーを１１０℃にて乾燥させ、実施例１に係るジルコニア粉末を得た。
上記操作は、具体的には、図１を用いて説明したような装置にて行った。
（実施例１）
２５質量％硫酸ナトリウム水溶液２１３ｇ及びＺｒＯ２換算で１６質量％となるオキシ塩化ジルコニウム水溶液４５０ｇ（酸濃度：１Ｎ）をそれぞれ別々に９５℃に加熱した（工程１）。その後、混合液のＳＯ４ ２－／ＺｒＯ２質量比率が０．５０となるように、２分間かけて、加熱された水溶液同士を接触させた（工程２）。
次に、得られた塩基性硫酸ジルコニウム含有反応液を、９５℃で４時間保持して熟成し、塩基性硫酸ジルコニウムを得た（工程３）。
次に、熟成された溶液を室温まで冷却した後、Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液を、Ｙ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるように添加し、均一に混合した（工程４）。
次に、得られた混合溶液に２５質量％水酸化ナトリウム水溶液を添加し、ｐＨが１３以上になるまで中和し、水酸化物沈澱を生成させた（工程５）。
得られた水酸化物沈澱をろ過し、充分に水洗し、得られた水酸化物を１０５℃，２４時間乾燥させた。乾燥させた水酸化物を大気中９６０℃（焼成温度）で２時間熱処理し、未粉砕のジルコニア系粉末（イットリア安定化ジルコニア系粉末）を得た（工程６）。
得られた未粉砕のイットリア安定化ジルコニア系粉末に一次粒子の平均粒子径０．１μｍのアルミナ粉末を、イットリア安定化ジルコニア系粉末に対して０．２５質量％加え、水を分散媒とした湿式ボールミルにて４０時間粉砕混合した。粉砕にはジルコニアビーズφ５ｍｍを用いた。粉砕後に得られたジルコニアスラリーを１１０℃にて乾燥させ、実施例１に係るジルコニア粉末を得た。
上記操作は、具体的には、図１を用いて説明したような装置にて行った。
【0116】
（実施例２）
焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２に係るジルコニア粉末を得た。
焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２に係るジルコニア粉末を得た。
【0117】
（実施例３）
実施例２と同様にして実施例３に係るジルコニア粉末を得た。なお、実施例３に係るジルコニア焼結体は、実施例２に係るジルコニア焼結体と比較して、成型体作製時の成型条件、及び、焼結体作製時の焼結条件が異なる。
実施例２と同様にして実施例３に係るジルコニア粉末を得た。なお、実施例３に係るジルコニア焼結体は、実施例２に係るジルコニア焼結体と比較して、成型体作製時の成型条件、及び、焼結体作製時の焼結条件が異なる。
【0118】
（実施例４）
アルミナ粉末の添加量を０．１質量％に変更したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例４に係るジルコニア粉末を得た。
アルミナ粉末の添加量を０．１質量％に変更したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例４に係るジルコニア粉末を得た。
【0119】
（実施例５）
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が５．６ｍｏｌ％となるように添加したこと、及び、焼成温度を８８０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例５に係るジルコニア粉末を得た。
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が５．６ｍｏｌ％となるように添加したこと、及び、焼成温度を８８０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例５に係るジルコニア粉末を得た。
【0120】
（実施例６）
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が７ｍｏｌ％となるように添加したこと、及び、焼成温度を９００℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例６に係るジルコニア粉末を得た。
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が７ｍｏｌ％となるように添加したこと、及び、焼成温度を９００℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例６に係るジルコニア粉末を得た。
【0121】
（実施例７）
焼成温度を８３０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例７に係るジルコニア粉末を得た。
焼成温度を８３０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例７に係るジルコニア粉末を得た。
【0122】
（実施例８）
アルミナ粉末の添加量を０．２４質量％に変更したこと、及び、焼成温度を７６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例８に係るジルコニア粉末を得た。
アルミナ粉末の添加量を０．２４質量％に変更したこと、及び、焼成温度を７６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例８に係るジルコニア粉末を得た。
【0123】
（実施例９）
アルミナ粉末の添加量を０．２４質量％に変更したこと、及び、焼成温度を７００℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例９に係るジルコニア粉末を得た。
アルミナ粉末の添加量を０．２４質量％に変更したこと、及び、焼成温度を７００℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例９に係るジルコニア粉末を得た。
【0124】
（実施例１０）
アルミナ粉末を添加しなかったこと以外は、実施例１と同様にして実施例１０に係るジルコニア粉末を得た。
アルミナ粉末を添加しなかったこと以外は、実施例１と同様にして実施例１０に係るジルコニア粉末を得た。
【0125】
（実施例１１）
アルミナ粉末を添加しなかったこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例１１に係るジルコニア粉末を得た。
アルミナ粉末を添加しなかったこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例１１に係るジルコニア粉末を得た。
【0126】
（実施例１２）
アルミナ粉末を添加しなかったこと、及び、焼成温度を７６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例１２に係るジルコニア粉末を得た。
アルミナ粉末を添加しなかったこと、及び、焼成温度を７６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例１２に係るジルコニア粉末を得た。
【0127】
（実施例１３）
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が１．６ｍｏｌ％となるように添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例１３に係るジルコニア粉末を得た。
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が１．６ｍｏｌ％となるように添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例１３に係るジルコニア粉末を得た。
【0128】
（実施例１４）
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が２ｍｏｌ％となるように添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例１４に係るジルコニア粉末を得た。
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が２ｍｏｌ％となるように添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例１４に係るジルコニア粉末を得た。
【0129】
（実施例１５）
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）をＣａＯ換算で４ｍｏｌ％となるように添加したこと、焼成温度を１０００℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例１５に係るジルコニア粉末を得た。
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）をＣａＯ換算で４ｍｏｌ％となるように添加したこと、焼成温度を１０００℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例１５に係るジルコニア粉末を得た。
【0130】
（実施例１６）
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）をＣａＯ換算で１７ｍｏｌ％となるように添加したこと、焼成温度を１０００℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例１６に係るジルコニア粉末を得た。
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）をＣａＯ換算で１７ｍｏｌ％となるように添加したこと、焼成温度を１０００℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例１６に係るジルコニア粉末を得た。
【0131】
（実施例１７）
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに、Ｅｒ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化エルビウム水溶液をＥｒ２Ｏ３が１．６ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末の添加量を０．２６質量％に変更したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例１７に係るジルコニア粉末を得た。
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに、Ｅｒ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化エルビウム水溶液をＥｒ２Ｏ３が１．６ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末の添加量を０．２６質量％に変更したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例１７に係るジルコニア粉末を得た。
【0132】
（実施例１８）
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が１ｍｏｌ％となるように添加し、かつ、Ｅｒ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化エルビウム水溶液をＥｒ２Ｏ３が１ｍｏｌ％となるように添加したこと、ＺｎＯを０．２５質量％添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例１８に係るジルコニア粉末を得た。
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が１ｍｏｌ％となるように添加し、かつ、Ｅｒ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化エルビウム水溶液をＥｒ２Ｏ３が１ｍｏｌ％となるように添加したこと、ＺｎＯを０．２５質量％添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例１８に係るジルコニア粉末を得た。
【0133】
（実施例１９）
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに、ＣｅＯ２換算で１０質量％の塩化セリウム水溶液をＣｅＯ２が１０ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末の添加量を０．２９質量％に変更したこと、及び、焼成温度を９８０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例１９に係るジルコニア粉末を得た。
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに、ＣｅＯ２換算で１０質量％の塩化セリウム水溶液をＣｅＯ２が１０ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末の添加量を０．２９質量％に変更したこと、及び、焼成温度を９８０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例１９に係るジルコニア粉末を得た。
【0134】
（実施例２０）
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに、ＣｅＯ２換算で１２質量％の塩化セリウム水溶液をＣｅＯ２が１２ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末の添加量を０．２８質量％に変更したこと、及び、焼成温度を９８０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２０に係るジルコニア粉末を得た。
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに、ＣｅＯ２換算で１２質量％の塩化セリウム水溶液をＣｅＯ２が１２ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末の添加量を０．２８質量％に変更したこと、及び、焼成温度を９８０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２０に係るジルコニア粉末を得た。
【0135】
（実施例２１）
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が２ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末を添加する代わりにＦｅ２Ｏ３粉末を０．６質量％添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２１に係るジルコニア粉末を得た。
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が２ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末を添加する代わりにＦｅ２Ｏ３粉末を０．６質量％添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２１に係るジルコニア粉末を得た。
【0136】
（実施例２２）
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が２ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末０．２５質量％添加するのに加えてＦｅ２Ｏ３粉末を０．６質量％添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２２に係るジルコニア粉末を得た。
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が２ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末０．２５質量％添加するのに加えてＦｅ２Ｏ３粉末を０．６質量％添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２２に係るジルコニア粉末を得た。
【0137】
（実施例２３）
アルミナ粉末０．２５質量％添加するのに加えてＦｅ２Ｏ３粉末を０．１８質量％添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２３に係るジルコニア粉末を得た。
アルミナ粉末０．２５質量％添加するのに加えてＦｅ２Ｏ３粉末を０．１８質量％添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２３に係るジルコニア粉末を得た。
【0138】
（実施例２４）
アルミナ粉末の添加量を０．１質量％に変更したこと、アルミナ粉末の添加に加えてＭｎＯ２粉末を０．０４質量％添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２４に係るジルコニア粉末を得た。
アルミナ粉末の添加量を０．１質量％に変更したこと、アルミナ粉末の添加に加えてＭｎＯ２粉末を０．０４質量％添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２４に係るジルコニア粉末を得た。
【0139】
（実施例２５）
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が２．６ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末の添加に加えてＺｎＯ粉末を０．２５質量％添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２５に係るジルコニア粉末を得た。
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が２．６ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末の添加に加えてＺｎＯ粉末を０．２５質量％添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２５に係るジルコニア粉末を得た。
【0140】
（実施例２６）
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が２．６ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末の添加に加えてＦｅ２Ｏ３粉末を０．７質量％、ＣｏＯ粉末を１．２質量％、Ｃｒ２Ｏ３粉末を１．３質量％、及び、ＴｉＯ２粉末を０．７質量％添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２６に係るジルコニア粉末を得た。
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が２．６ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末の添加に加えてＦｅ２Ｏ３粉末を０．７質量％、ＣｏＯ粉末を１．２質量％、Ｃｒ２Ｏ３粉末を１．３質量％、及び、ＴｉＯ２粉末を０．７質量％添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２６に係るジルコニア粉末を得た。
【0141】
（実施例２７）
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が２．６ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末の添加量を０．７質量％に変更したこと、アルミナ粉末の添加に加えてＭｎＯ２粉末を１．１質量％、ＣｏＯ粉末を１．２質量％、及び、Ｃｒ２Ｏ３粉末を１．３質量％添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２７に係るジルコニア粉末を得た。
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が２．６ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末の添加量を０．７質量％に変更したこと、アルミナ粉末の添加に加えてＭｎＯ２粉末を１．１質量％、ＣｏＯ粉末を１．２質量％、及び、Ｃｒ２Ｏ３粉末を１．３質量％添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２７に係るジルコニア粉末を得た。
【0142】
（実施例２８）
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が２．６ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末の添加量を０．６質量％に変更したこと、アルミナ粉末の添加に加えてＣｏＯ粉末を１．９質量％、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２８に係るジルコニア粉末を得た。
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が２．６ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末の添加量を０．６質量％に変更したこと、アルミナ粉末の添加に加えてＣｏＯ粉末を１．９質量％、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２８に係るジルコニア粉末を得た。
【0143】
（実施例２９）
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が２．６ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末の添加量を０．２５質量％に変更したこと、Ｔｂ４Ｏ７粉末を０．２質量％添加したこと以外は、実施例１と同様にして実施例２９に係るジルコニア粉末を得た。
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が２．６ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末の添加量を０．２５質量％に変更したこと、Ｔｂ４Ｏ７粉末を０．２質量％添加したこと以外は、実施例１と同様にして実施例２９に係るジルコニア粉末を得た。
【0144】
（実施例３０）
混合液のＳＯ４ ２－／ＺｒＯ２質量比率が０．６０となるようにしたこと以外は、実施例１と同様にして実施例３０に係るジルコニア粉末を得た。
混合液のＳＯ４ ２－／ＺｒＯ２質量比率が０．６０となるようにしたこと以外は、実施例１と同様にして実施例３０に係るジルコニア粉末を得た。
【0145】
（実施例３１）
２５質量％硫酸ナトリウム水溶液２１３ｇ及びＺｒＯ２換算で１６質量％となるオキシ塩化ジルコニウム水溶液４５０ｇ（酸濃度：１Ｎ）をそれぞれ別々に９９℃に加熱したこと以外は、実施例１と同様にして実施例３１に係るジルコニア粉末を得た。
２５質量％硫酸ナトリウム水溶液２１３ｇ及びＺｒＯ２換算で１６質量％となるオキシ塩化ジルコニウム水溶液４５０ｇ（酸濃度：１Ｎ）をそれぞれ別々に９９℃に加熱したこと以外は、実施例１と同様にして実施例３１に係るジルコニア粉末を得た。
【0146】
（実施例３２）
４分間かけて、加熱された水溶液同士を接触させたこと以外は、実施例１と同様にして実施例３２に係るジルコニア粉末を得た。
４分間かけて、加熱された水溶液同士を接触させたこと以外は、実施例１と同様にして実施例３２に係るジルコニア粉末を得た。
【0147】
（実施例３３）
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに、Ｓｃ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化スカンジウム水溶液をＳｃ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるように添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例３３に係るジルコニア粉末を得た。
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに、Ｓｃ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化スカンジウム水溶液をＳｃ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるように添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例３３に係るジルコニア粉末を得た。
【0148】
（実施例３４）
アルミナ粉末０．２５質量％添加するのに加えてＣｕＯ粉末を０．３質量％添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例３４に係るジルコニア粉末を得た。
アルミナ粉末０．２５質量％添加するのに加えてＣｕＯ粉末を０．３質量％添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例３４に係るジルコニア粉末を得た。
【0149】
（実施例３５）
アルミナ粉末０．２５質量％添加するのに加えてＶ２Ｏ５粉末を０．０３質量％添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例３５に係るジルコニア粉末を得た。
アルミナ粉末０．２５質量％添加するのに加えてＶ２Ｏ５粉末を０．０３質量％添加したこと、及び、焼成温度を８６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例３５に係るジルコニア粉末を得た。
【0150】
（実施例３６）
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに、Ｙｂ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イッテルビウム水溶液をＹｂ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるように添加したこと以外は、実施例１と同様にして実施例３６に係るジルコニア粉末を得た。
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに、Ｙｂ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イッテルビウム水溶液をＹｂ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるように添加したこと以外は、実施例１と同様にして実施例３６に係るジルコニア粉末を得た。
【0151】
（実施例３７）
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）をＣａＯ換算で６ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末の添加量を０質量％に変更したこと、焼成温度を１０００℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例３７に係るジルコニア粉末を得た。
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）をＣａＯ換算で６ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末の添加量を０質量％に変更したこと、焼成温度を１０００℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例３７に係るジルコニア粉末を得た。
【0152】
（実施例３８）
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）をＣａＯ換算で１０．６ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末の添加量を０質量％に変更したこと、焼成温度を９５０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例３８に係るジルコニア粉末を得た。
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）をＣａＯ換算で１０．６ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末の添加量を０質量％に変更したこと、焼成温度を９５０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例３８に係るジルコニア粉末を得た。
【0153】
（実施例３９）
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）をＣａＯ換算で８．８ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末の添加量を０．１質量％に変更したこと、焼成温度を９５０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例３９に係るジルコニア粉末を得た。
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）をＣａＯ換算で８．８ｍｏｌ％となるように添加したこと、アルミナ粉末の添加量を０．１質量％に変更したこと、焼成温度を９５０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例３９に係るジルコニア粉末を得た。
【0154】
（実施例４０）
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３．２ｍｏｌ％となるように添加したこと、及び、アルミナ粉末の添加量を０質量％に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４０に係るジルコニア粉末を得た。
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３．２ｍｏｌ％となるように添加したこと、及び、アルミナ粉末の添加量を０質量％に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４０に係るジルコニア粉末を得た。
【0155】
（実施例４１）
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３．２ｍｏｌ％となるように添加したこと、及び、アルミナ粉末の添加量を０．１質量％に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４１に係るジルコニア粉末を得た。
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３．２ｍｏｌ％となるように添加したこと、及び、アルミナ粉末の添加量を０．１質量％に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４１に係るジルコニア粉末を得た。
【0156】
（実施例４２）
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３．２ｍｏｌ％となるように添加したこと、及び、アルミナ粉末の添加量を０．２５質量％に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４２に係るジルコニア粉末を得た。
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３．２ｍｏｌ％となるように添加したこと、及び、アルミナ粉末の添加量を０．２５質量％に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４２に係るジルコニア粉末を得た。
【0157】
（実施例４３）
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３．２ｍｏｌ％となるように添加したこと、焼成温度を８６０℃としたこと、及び、アルミナ粉末の添加量を０．１質量％に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４３に係るジルコニア粉末を得た。
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３．２ｍｏｌ％となるように添加したこと、焼成温度を８６０℃としたこと、及び、アルミナ粉末の添加量を０．１質量％に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４３に係るジルコニア粉末を得た。
【0158】
（実施例４４）
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が４．０ｍｏｌ％となるように添加したこと、及び、アルミナ粉末の添加量を０．１質量％に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４４に係るジルコニア粉末を得た。
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が４．０ｍｏｌ％となるように添加したこと、及び、アルミナ粉末の添加量を０．１質量％に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４４に係るジルコニア粉末を得た。
【0159】
（実施例４５）
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が５．６ｍｏｌ％となるように添加したこと、及び、アルミナ粉末の添加量を０．１質量％に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４５に係るジルコニア粉末を得た。
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が５．６ｍｏｌ％となるように添加したこと、及び、アルミナ粉末の添加量を０．１質量％に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４５に係るジルコニア粉末を得た。
【0160】
（実施例４６）
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が１．７ｍｏｌ％となるように添加したこと、焼成温度を８６０℃としたこと、及び、アルミナ粉末の代わりにＭｎＯ２粉末の添加量を１．０質量％に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４６に係るジルコニア粉末を得た。
Ｙ２Ｏ３換算で１０質量％の塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が３ｍｏｌ％となるよう添加する代わりに、塩化イットリウム水溶液をＹ２Ｏ３が１．７ｍｏｌ％となるように添加したこと、焼成温度を８６０℃としたこと、及び、アルミナ粉末の代わりにＭｎＯ２粉末の添加量を１．０質量％に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４６に係るジルコニア粉末を得た。
【0161】
（実施例４７）
アルミナ粉末の添加量を０．５質量％、Ｆｅ２Ｏ３粉末の添加量を０．１質量％、ＭｎＯ２粉末の添加量を０．３質量％に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４７に係るジルコニア粉末を得た。
アルミナ粉末の添加量を０．５質量％、Ｆｅ２Ｏ３粉末の添加量を０．１質量％、ＭｎＯ２粉末の添加量を０．３質量％に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４７に係るジルコニア粉末を得た。
【0162】
（実施例４８）
アルミナ粉末の添加量を０．５質量％、ＭｎＯ２粉末の添加量を０．３質量％、ＣｏＯ粉末の添加量を０．１質量％に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４８に係るジルコニア粉末を得た。
アルミナ粉末の添加量を０．５質量％、ＭｎＯ２粉末の添加量を０．３質量％、ＣｏＯ粉末の添加量を０．１質量％に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４８に係るジルコニア粉末を得た。
【0163】
（実施例４９）
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに、ＣｅＯ２換算で１０質量％の塩化セリウム水溶液をＣｅＯ２が１１ｍｏｌ％となるように添加したこと、焼成温度を７８０℃としたこと、アルミナ粉末の添加量を０．５質量％、ＭｎＯ２粉末の添加量を０．５質量％としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例４９に係るジルコニア粉末を得た。
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに、ＣｅＯ２換算で１０質量％の塩化セリウム水溶液をＣｅＯ２が１１ｍｏｌ％となるように添加したこと、焼成温度を７８０℃としたこと、アルミナ粉末の添加量を０．５質量％、ＭｎＯ２粉末の添加量を０．５質量％としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例４９に係るジルコニア粉末を得た。
【0164】
（実施例５０）
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに、Ｔｂ４Ｏ７換算で１０質量％の塩化テルビウム水溶液をＴｂ４Ｏ７が２．０ｍｏｌ％となるように添加したこと、焼成温度を７８０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例５１に係るジルコニア粉末を得た。
塩化イットリウム水溶液を添加する代わりに、Ｔｂ４Ｏ７換算で１０質量％の塩化テルビウム水溶液をＴｂ４Ｏ７が２．０ｍｏｌ％となるように添加したこと、焼成温度を７８０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例５１に係るジルコニア粉末を得た。
【0165】
（比較例１）
オキシ塩化ジルコニウム・８水和物１８７ｇ（ＺｒＯ２換算：７２ｇ）をイオン交換水に溶解し、次に３５％塩酸及びイオン交換水により酸濃度が０．６７Ｎ、ＺｒＯ２濃度が４ｗ／ｖ％となるように調整した。
得られた溶液を６０℃まで昇温させて同温度で５％硫酸ナトリウム（硫酸塩化剤）１０６５ｇを添加した。次に９５℃まで昇温させて同温度で１５分保持後、室温になるまで放冷し、塩基性硫酸ジルコニウム含有スラリーを得たこと以外は、実施例１と同様にして比較例１に係るジルコニア粉末を得た。つまり、工程３以降は実施例１と同様にして比較例１に係るジルコニア粉末を得た。
オキシ塩化ジルコニウム・８水和物１８７ｇ（ＺｒＯ２換算：７２ｇ）をイオン交換水に溶解し、次に３５％塩酸及びイオン交換水により酸濃度が０．６７Ｎ、ＺｒＯ２濃度が４ｗ／ｖ％となるように調整した。
得られた溶液を６０℃まで昇温させて同温度で５％硫酸ナトリウム（硫酸塩化剤）１０６５ｇを添加した。次に９５℃まで昇温させて同温度で１５分保持後、室温になるまで放冷し、塩基性硫酸ジルコニウム含有スラリーを得たこと以外は、実施例１と同様にして比較例１に係るジルコニア粉末を得た。つまり、工程３以降は実施例１と同様にして比較例１に係るジルコニア粉末を得た。
【0166】
（比較例２）
硫酸ナトリウム粉末イオン交換水に溶解させて、硫酸ナトリウムの５質量％溶液を得た。得られた硫酸ナトリウム溶液を加温して、８５℃で保持した。
一方、ジルコニウムをジルコニア換算で１質量％含有するようにオキシ塩化ジルコニウム塩溶液を調整し、このジルコニウム塩溶液を加温して、８５℃で保持した。ジルコニアの総量は１００ｇとした。
次に、８５℃で恒温保持したジルコニウム塩溶液に、８５℃で恒温保持した硫酸ナトリウム溶液１０００ｇ全量を攪拌しながら１０秒間で添加して混合することで、塩基性硫酸ジルコニウムスラリーを得た。そこへ、塩化イットリウム溶液をイットリア量がジルコニアに対して３．０ｍｏｌ％となるように添加した後に、水酸化ナトリウムを用いて中和を行って水酸化物を得た。
水酸化物を濾別、水洗した後に、電気炉にて焼成温度を１０００℃として水酸化物を焼成して酸化物を得た後、平均粒子径０．１μｍのアルミナ粉末を酸化物に対して０．２５質量％加え、水を分散媒とした湿式ボールミル３０時間粉砕混合した。得られたスラリーを１２０℃にて恒温乾燥し、目的のジルコニア粉末を得た。このようにして比較例２に係るジルコニア粉末を得た。
硫酸ナトリウム粉末イオン交換水に溶解させて、硫酸ナトリウムの５質量％溶液を得た。得られた硫酸ナトリウム溶液を加温して、８５℃で保持した。
一方、ジルコニウムをジルコニア換算で１質量％含有するようにオキシ塩化ジルコニウム塩溶液を調整し、このジルコニウム塩溶液を加温して、８５℃で保持した。ジルコニアの総量は１００ｇとした。
次に、８５℃で恒温保持したジルコニウム塩溶液に、８５℃で恒温保持した硫酸ナトリウム溶液１０００ｇ全量を攪拌しながら１０秒間で添加して混合することで、塩基性硫酸ジルコニウムスラリーを得た。そこへ、塩化イットリウム溶液をイットリア量がジルコニアに対して３．０ｍｏｌ％となるように添加した後に、水酸化ナトリウムを用いて中和を行って水酸化物を得た。
水酸化物を濾別、水洗した後に、電気炉にて焼成温度を１０００℃として水酸化物を焼成して酸化物を得た後、平均粒子径０．１μｍのアルミナ粉末を酸化物に対して０．２５質量％加え、水を分散媒とした湿式ボールミル３０時間粉砕混合した。得られたスラリーを１２０℃にて恒温乾燥し、目的のジルコニア粉末を得た。このようにして比較例２に係るジルコニア粉末を得た。
【0167】
（比較例３）
混合液のＳＯ４ ２－／ＺｒＯ２質量比率が０．５０となるように、３時間かけて、加熱された水溶液同士を接触させたこと以外は実施例１と同様にして比較例３に係るジルコニア粉末を得た。
混合液のＳＯ４ ２－／ＺｒＯ２質量比率が０．５０となるように、３時間かけて、加熱された水溶液同士を接触させたこと以外は実施例１と同様にして比較例３に係るジルコニア粉末を得た。
【0168】
（比較例４）
硫酸ナトリウム溶液及びジルコニウム塩溶液の保持温度をそれぞれ６０℃に変更し、硫酸ナトリウム溶液とジルコニウム塩溶液とを６０℃で混合することに変更したこと以外は実施例１と同様にして比較例４に係るジルコニア粉末を得た。
硫酸ナトリウム溶液及びジルコニウム塩溶液の保持温度をそれぞれ６０℃に変更し、硫酸ナトリウム溶液とジルコニウム塩溶液とを６０℃で混合することに変更したこと以外は実施例１と同様にして比較例４に係るジルコニア粉末を得た。
【0169】
[比表面積測定]
実施例、比較例のジルコニア粉末の比表面積を、比表面積計（「マックソーブ」マウンテック製）を用いてＢＥＴ法にて測定した。結果を表３、表４に示す。
実施例、比較例のジルコニア粉末の比表面積を、比表面積計（「マックソーブ」マウンテック製）を用いてＢＥＴ法にて測定した。結果を表３、表４に示す。
【0170】
[細孔容積の測定]
実施例、比較例のジルコニア粉末について、細孔分布測定装置（「オートポアＩＶ９５００」マイクロメリティクス製）を用い、水銀圧入法にて細孔分布を得た。測定条件は下記の通りとした。
＜測定条件＞
測定装置：細孔分布測定装置（マイクロメリティクス製オートポアＩＶ９５００）
測定範囲：０．００３６～１０．３μｍ
測定点数：１２０点
水銀接触角：１４０ｄｅｇｒｅｅｓ
水銀表面張力：４８０ｄｙｎｅ／ｃｍ
実施例、比較例のジルコニア粉末について、細孔分布測定装置（「オートポアＩＶ９５００」マイクロメリティクス製）を用い、水銀圧入法にて細孔分布を得た。測定条件は下記の通りとした。
＜測定条件＞
測定装置：細孔分布測定装置（マイクロメリティクス製オートポアＩＶ９５００）
測定範囲：０．００３６～１０．３μｍ
測定点数：１２０点
水銀接触角：１４０ｄｅｇｒｅｅｓ
水銀表面張力：４８０ｄｙｎｅ／ｃｍ
【0171】
得られた細孔分布を用い、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲におけるピークトップ径、細孔容積、及び、細孔分布幅を求めた。結果を表３、表４に示す。
ここで、細孔分布幅は、ｌｏｇ微分細孔容積が０．１ｍｌ／ｇ以上となるピークの幅をいう。
なお、参考までに、図２に実施例１のジルコニア粉末の細孔分布を、図３に比較例２のジルコニア粉末の細孔分布を、図４に比較例４のジルコニア粉末の細孔分布を示す。
ここで、細孔分布幅は、ｌｏｇ微分細孔容積が０．１ｍｌ／ｇ以上となるピークの幅をいう。
なお、参考までに、図２に実施例１のジルコニア粉末の細孔分布を、図３に比較例２のジルコニア粉末の細孔分布を、図４に比較例４のジルコニア粉末の細孔分布を示す。
【0172】
［組成測定］
実施例、比較例のジルコニア粉末の組成（酸化物換算）を、ＩＣＰ－ＡＥＳ（「ＵＬＴＩＭＡ－２」ＨＯＲＩＢＡ製）を用いて分析した。結果を表１、表２に示す。
実施例、比較例のジルコニア粉末の組成（酸化物換算）を、ＩＣＰ－ＡＥＳ（「ＵＬＴＩＭＡ－２」ＨＯＲＩＢＡ製）を用いて分析した。結果を表１、表２に示す。
【0173】
［粒子径Ｄ５０の測定］
実施例、比較例のジルコニア粉末０．１５ｇと４０ｍｌの０．２％ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液とを５０ｍｌビーカーに投入し、超音波ホモジナイザー「ソニファイアーＳ－４５０Ｄ」（日本エマソン株式会社）で５分間分散した後、装置（レーザー回折式粒子径分布測定装置（「ＳＡＬＤ－２３００」島津製作所社製））に投入し測定した。結果を表３、表４に示す。
実施例、比較例のジルコニア粉末０．１５ｇと４０ｍｌの０．２％ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液とを５０ｍｌビーカーに投入し、超音波ホモジナイザー「ソニファイアーＳ－４５０Ｄ」（日本エマソン株式会社）で５分間分散した後、装置（レーザー回折式粒子径分布測定装置（「ＳＡＬＤ－２３００」島津製作所社製））に投入し測定した。結果を表３、表４に示す。
【0174】
［ジルコニア焼結体の作製］
まず、実施例、比較例のジルコニア粉末を冷間等方圧加圧法（ＣＩＰ）にて、成型体を得た。成型圧は、実施例３のみ１ｔ／ｃｍ２とし、実施例３以外は、２ｔ／ｃｍ２とした。
この際、成型体の相対成型密度を下記により求めた。結果を表３、表４に示す。
次に、前記成型体を、１１００℃にて２時間の条件で焼結（実施例４９）させ、ジルコニア焼結体を得た。
また、前記成型体を、１１５０℃にて２時間の条件で焼結（実施例１４、実施例２０～実施例２２、実施例４６～実施例４８）させ、ジルコニア焼結体を得た。
また、前記成型体を、１２００℃にて２時間の条件で焼結（実施例１～９、１３～３２、５０、比較例１、３、４）させ、ジルコニア焼結体を得た。
また、前記成型体を、１２５０℃にて２時間の条件で焼結（実施例４０～４５）させ、ジルコニア焼結体を得た。
また、前記成型体を、１３００℃にて２時間の条件で焼結（実施例１０～１２、３９）させ、ジルコニア焼結体を得た。
また、前記成型体を、１３２５℃にて２時間の条件で焼結（実施例３７、３８）させ、ジルコニア焼結体を得た。
なお、比較例２は、１３００℃以下では焼結しなかったため、焼結密度を測定していない。
得られたジルコニア焼結体の相対焼結密度を下記により求めた。結果を表３、表４に示す。なお、表３、表４中「－」は、測定していないことを示す。
まず、実施例、比較例のジルコニア粉末を冷間等方圧加圧法（ＣＩＰ）にて、成型体を得た。成型圧は、実施例３のみ１ｔ／ｃｍ２とし、実施例３以外は、２ｔ／ｃｍ２とした。
この際、成型体の相対成型密度を下記により求めた。結果を表３、表４に示す。
次に、前記成型体を、１１００℃にて２時間の条件で焼結（実施例４９）させ、ジルコニア焼結体を得た。
また、前記成型体を、１１５０℃にて２時間の条件で焼結（実施例１４、実施例２０～実施例２２、実施例４６～実施例４８）させ、ジルコニア焼結体を得た。
また、前記成型体を、１２００℃にて２時間の条件で焼結（実施例１～９、１３～３２、５０、比較例１、３、４）させ、ジルコニア焼結体を得た。
また、前記成型体を、１２５０℃にて２時間の条件で焼結（実施例４０～４５）させ、ジルコニア焼結体を得た。
また、前記成型体を、１３００℃にて２時間の条件で焼結（実施例１０～１２、３９）させ、ジルコニア焼結体を得た。
また、前記成型体を、１３２５℃にて２時間の条件で焼結（実施例３７、３８）させ、ジルコニア焼結体を得た。
なお、比較例２は、１３００℃以下では焼結しなかったため、焼結密度を測定していない。
得られたジルコニア焼結体の相対焼結密度を下記により求めた。結果を表３、表４に示す。なお、表３、表４中「－」は、測定していないことを示す。
【0175】
＜相対焼結密度＞
相対焼結密度（％）＝（焼結密度／理論焼結密度）×１００・・・（１）
ここで、理論焼結密度（ρ０とする）は、下記式（２－１）によって算出される値である。
ρ０＝１００／［（Ｙ／３．９８７）＋（１００－Ｙ）／ρｚ］・・・（２－１）
ただし、ρｚは、下記式（２－２）によって算出される値である。
ρｚ＝［１２４．２５（１００－Ｘ）＋［安定化剤の分子量］×Ｘ］／［１５０．５（１００＋Ｘ）Ａ２Ｃ］・・・（２－２）
ここで、前記安定化剤の分子量は、前記安定化剤がＹ２Ｏ３の場合２２５．８１、Ｅｒ２Ｏ３の場合３８２．５２、Ｙｂ２Ｏ３の場合３９４．１１を用いる。
また、Ｘ及びＹはそれぞれ、安定化剤濃度（モル％）及びアルミナ濃度（重量％）である。また、Ａ及びＣはそれぞれ、下記式（２－３）及び（２－４）によって算出される値である。
Ａ＝０．５０８０＋０．０６９８０Ｘ／（１００＋Ｘ）・・・（２－３）
Ｃ＝０．５１９５－０．０６１８０Ｘ／（１００＋Ｘ）・・・（２－４）
式（１）において、理論焼結密度は，粉末の組成によって変動する。例えば、イットリア含有ジルコニアの理論焼結密度は、イットリア含有量が２ｍｏｌ％であれば６．１１７ｇ／ｃｍ３、３ｍｏｌ％であれば６．０９８ｇ／ｃｍ３、５．５ｍｏｌ％であれば６．０５１ｇ／ｃｍ３である（Ａｌ２Ｏ３＝０重量％の場合）。
安定化剤がＳｃ２Ｏ３の場合、ρｚは下記式（３）によって算出される値である。
ρｚ＝－０．０４０２（Ｓｃ２Ｏ３のモル濃度）＋６．１２９４・・・（３）
安定化剤がＣａＯの場合、ρｚは下記式（３－１）によって算出される値である。
ρｚ＝－０．０４００（ＣａＯのモル濃度）＋６．１７００・・・（３－１）
また、着色剤を含む場合の理論焼結密度（ρ１とする）は、
ρ１＝１００／［（Ｚ／Ｖ）＋（１００－Ｚ）／ρ０］・・・（２－５）
また、Ｚは着色剤濃度（重量％）Ｖは着色剤理論密度（ｇ／ｃｍ３）である。
着色剤理論密度は、Ｆｅ２Ｏ３が５．２４ｇ／ｃｍ３、ＺｎＯが５．６１ｇ／ｃｍ３、ＭｎＯ２が５．０３ｇ／ｃｍ３、ＣｏＯが６．１０ｇ／ｃｍ３、Ｃｒ２Ｏ３が５．２２ｇ／ｃｍ３、ＴｉＯ２が４．２３ｇ／ｃｍ３、Ｔｂ４Ｏ７が７．８０ｇ／ｃｍ３、ＣｕＯが６．３１ｇ／ｃｍ３、Ｖ２Ｏ５が３．３６ｇ／ｃｍ３とした。
また、焼結密度は、アルキメデス法にて計測した。
相対焼結密度（％）＝（焼結密度／理論焼結密度）×１００・・・（１）
ここで、理論焼結密度（ρ０とする）は、下記式（２－１）によって算出される値である。
ρ０＝１００／［（Ｙ／３．９８７）＋（１００－Ｙ）／ρｚ］・・・（２－１）
ただし、ρｚは、下記式（２－２）によって算出される値である。
ρｚ＝［１２４．２５（１００－Ｘ）＋［安定化剤の分子量］×Ｘ］／［１５０．５（１００＋Ｘ）Ａ２Ｃ］・・・（２－２）
ここで、前記安定化剤の分子量は、前記安定化剤がＹ２Ｏ３の場合２２５．８１、Ｅｒ２Ｏ３の場合３８２．５２、Ｙｂ２Ｏ３の場合３９４．１１を用いる。
また、Ｘ及びＹはそれぞれ、安定化剤濃度（モル％）及びアルミナ濃度（重量％）である。また、Ａ及びＣはそれぞれ、下記式（２－３）及び（２－４）によって算出される値である。
Ａ＝０．５０８０＋０．０６９８０Ｘ／（１００＋Ｘ）・・・（２－３）
Ｃ＝０．５１９５－０．０６１８０Ｘ／（１００＋Ｘ）・・・（２－４）
式（１）において、理論焼結密度は，粉末の組成によって変動する。例えば、イットリア含有ジルコニアの理論焼結密度は、イットリア含有量が２ｍｏｌ％であれば６．１１７ｇ／ｃｍ３、３ｍｏｌ％であれば６．０９８ｇ／ｃｍ３、５．５ｍｏｌ％であれば６．０５１ｇ／ｃｍ３である（Ａｌ２Ｏ３＝０重量％の場合）。
安定化剤がＳｃ２Ｏ３の場合、ρｚは下記式（３）によって算出される値である。
ρｚ＝－０．０４０２（Ｓｃ２Ｏ３のモル濃度）＋６．１２９４・・・（３）
安定化剤がＣａＯの場合、ρｚは下記式（３－１）によって算出される値である。
ρｚ＝－０．０４００（ＣａＯのモル濃度）＋６．１７００・・・（３－１）
また、着色剤を含む場合の理論焼結密度（ρ１とする）は、
ρ１＝１００／［（Ｚ／Ｖ）＋（１００－Ｚ）／ρ０］・・・（２－５）
また、Ｚは着色剤濃度（重量％）Ｖは着色剤理論密度（ｇ／ｃｍ３）である。
着色剤理論密度は、Ｆｅ２Ｏ３が５．２４ｇ／ｃｍ３、ＺｎＯが５．６１ｇ／ｃｍ３、ＭｎＯ２が５．０３ｇ／ｃｍ３、ＣｏＯが６．１０ｇ／ｃｍ３、Ｃｒ２Ｏ３が５．２２ｇ／ｃｍ３、ＴｉＯ２が４．２３ｇ／ｃｍ３、Ｔｂ４Ｏ７が７．８０ｇ／ｃｍ３、ＣｕＯが６．３１ｇ／ｃｍ３、Ｖ２Ｏ５が３．３６ｇ／ｃｍ３とした。
また、焼結密度は、アルキメデス法にて計測した。
【0176】
＜相対成型密度＞
相対成型密度（％）＝（成型密度／理論焼結密度）×１００・・・（４）
ここで、理論焼結密度（ρ０とする）は、上記式（２－１）によって算出される値である。
相対成型密度（％）＝（成型密度／理論焼結密度）×１００・・・（４）
ここで、理論焼結密度（ρ０とする）は、上記式（２－１）によって算出される値である。
【0177】
＜全光線透過率＞
上記にて得られた実施例３７～４５のジルコニア焼結体の全光線透過率を、分光ヘーズメーター（装置名：ＳＨ―７０００、日本電色工業社製）を用い、Ｄ６５光源を使用して、ＪＩＳＫ７３６１に準拠した方法によって測定した。測定試料は両面研磨して厚みを１ｍｍに調整した。結果を表４に示す。
上記にて得られた実施例３７～４５のジルコニア焼結体の全光線透過率を、分光ヘーズメーター（装置名：ＳＨ―７０００、日本電色工業社製）を用い、Ｄ６５光源を使用して、ＪＩＳＫ７３６１に準拠した方法によって測定した。測定試料は両面研磨して厚みを１ｍｍに調整した。結果を表４に示す。
【0178】
【表1】
【0179】
【表2】
【0180】
【表3】
【0181】
【表4】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】