氧化锆质烧结体及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种具有优异的机械特性、同时具有可以以适度的速度释放静电的半导电性的氧化锆质烧结体及可以比以往更廉价地制造这样的氧化锆质烧结体的制造方法。所述氧化锆质烧结体由包含稳定剂的氧化锆６６～９０质量份和铁、铬及钛的氧化物合计１０～３４质量份组成；铁、铬及钛的氧化物中铁的氧化物的比率为７０～９９．５质量％，铬的氧化物的比率为０．４～２０质量％，钛的氧化物的比率为０．１～１０质量％；氧化锆结晶相中的正方晶及立方晶的比率合计为９０％以上，同时，氧化锆的平均结晶粒径为０．３～０．５μｍ，铁、铬及钛的氧化物的平均结晶粒径为０．５～２．０μｍ。其在具有优异的机械特性的同时，具有半导电性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有优异的机械特性、同时具有半导电性的氧化锆质烧结体，其 可以用于以下物品中将芯片状的电子零件安装在电路基板上时使用的电子零件安装机的 零件即真空吸附喷嘴或处理磁头的小钳子；在半导体制造装置、磁头及电子零件等的制造 工序中使用的夹具工具或在这些零件的加工工序或组装工序中使用的夹具；磁带的导轨； 在图像形成装置中使用的分离爪等。
技术介绍
以往，作为结构零件材料所使用的氧化铝质烧结体、氧化锆质烧结体、氮化硅质烧 结体、碳化硅质烧结体由于具有高强度且具有高硬度，同时耐热性或耐腐蚀性优异，因此被 用于各领域，特别是在要求优异的机械特性的用途中使用氧化锆质烧结体。但是，由于氧化锆质烧结体是高绝缘材料，为了在将芯片状的电子零件安装在电 路基板上时的电子零件安装机的零件即真空吸附喷嘴或处理磁头的小钳子等需要消除静 电的作用的用途中使用，因而尝试使氧化锆质烧结体含有导电性赋予剂、使体积固有电阻 值变小。如专利文献1所示，本申请人也提出了由60 90重量％的包含稳定剂的&02、以 及10 40重量％的作为导电性赋予剂的Fe、Co、Ni、Cr的氧化物中的1种以上所组成且 体积固有电阻值为IO5 IO9 Ω · cm的半导电性氧化锆烧结体。该半导电性氧化锆烧结体 由于不会使氧化锆具有的机械特性大幅下降，可以以适度的速度释放静电，因此不会在短 时间内磨损或破损，可以长期适宜地使用。另外，专利文献2中提出了一种ESD耗散陶瓷，其是通过对包含正方晶氧化锆多结 晶(TZP)及/或比TZP更多的电阻率改性剂的混合物以达到理论密度的至少99%的充分的 时间及充分的温度进行烧结而生成的，其中，所述电阻率改性剂构成所述混合物的约5容 量％ 60容量％，且选自导电性材料、半导电性材料及它们的混合物，且所述ESD耗散陶瓷 为IO3 IO11 Ω · cm的范围的体积固有电阻值，具有至少500MPa的弯曲强度及不足500ms 的电压衰减时间。另外，专利文献2中，作为电阻率改性剂，公开了 ZnO、SnO2, ZrO2, Y203、 Al203、ZrC、SiC、Fe203、BaFe12019、LaMn03、LaCrO3,且在用 LKE 比色计测定的 CIE1976L * a * b *标度(Scale)中具有至少50的L *色测定值。而且，利用该ESD耗散陶瓷，可以提供满 足涉及许多用途的各种电阻率的要求的各种颜色的ESD耗散陶瓷。另外，专利文献3中提出了至少含有80 95重量％的包含稳定剂的&02、和5 20重量％的作为导电性赋予剂的TiO2且体积固有电阻值为IO6 IOkiQ · cm的氧化锆烧 结体。另外，作为氧化锆烧结体的制造方法，公开有在氧化氛围下烧成后，在Ar气氛围中实 施常压或高压下的还原烧成，赋予氧化锆烧结体近于黑色的颜色。而且，利用该氧化锆烧结 体，通过使用作为轻金属氧化物的TiO2,可以提供不会使氧化锆烧结体具有的机械特性大 幅下降、且可以以适度的速度释放静电的氧化锆烧结体。另外，专利文献4中公开了一种高强度导电性氧化锆烧结体，其为&02的结晶相主要由正方晶系氧化锆组成的&02/Y203系氧化锆烧结体，其中，Y2O3ArO2摩尔比在 1. 5/98. 5 4/96的范围，Ti/Zr原子数比在0. 3/99. 7 16/84的范围，氧化锆的平均结晶 粒径为2μπι以下，烧结体的气孔率为2%以下。另外，作为高强度导电性氧化锆烧结体的 制造方法，公开了在选自惰性气体、真空、Ν2、含氢氛围下及含水氛围中的氛围下，在1250 1700°C烧成，然后在惰性气体氛围下，在1600°C以下进行HIP处理。而且，根据该高强度导 电性氧化锆烧结体，在氧化锆烧结体中添加极少量的导电性物质来显现导电性，可以提供 不会使基体原有的机械特性及耐腐蚀性受损而改善了特性的高强度导电性氧化锆烧结体。专利文献1 日本特开平10-297968号公报专利文献2 日本特开2006-199586号公报专利文献3 日本特开2003-261376号公报专利文献4 日本特开2005-206421号公报然而，专利文献1中提出的半导电性氧化锆烧结体为半导电性，且兼备高强度、韧 性或硬度，作为需要消除静电的作用的结构零件材料用途是适合的，但近年来，对于将芯片 状的电子零件安装在电路基板上时使用的电子零件安装机的零件即真空吸附喷嘴或处理 磁头的小钳子而言，伴随着作为工件的芯片状的电子零件或磁头的小型化，要求壁薄、轻 量、小型，同时，为了抑制因与芯片状的电子零件或磁头接触而产生的缺陷，要求提高机械 特性。另外，由于伴随着芯片状的电子零件的运送时间的缩短，需要在有限的时间内适度地 释放静电，因此体积固有电阻值的要求范围也逐渐变窄。另外，专利文献2所公开的ESD耗散陶瓷虽然满足涉及许多用途的各种电阻率的 要求，但由于在用LKE比色计测定的CIE1976L * a * b *标度中具有至少50的L *色测 定值，因此在用于将芯片状的电子零件安装在电路基板上时的电子零件安装机的零件即真 空吸附喷嘴时，存在以下问题真空吸附喷嘴的尖端部的颜色鲜明，在利用CCD照相机的图 像识别中，将制品与真空吸附喷嘴弄错，装置的运转率下降。另外，专利文献3中提出的氧化锆烧结体及专利文献4中提出的高强度导电性氧 化锆烧结体必须在氧化氛围下烧结后，在Ar气氛围中进行常压或高压下的还原烧成，或在 选自惰性气体、真空、N2、含氢氛围下及含水氛围下组成的组的氛围下烧成，然后在惰性气 体氛围下进行HIP处理，存在需要增加工序数或用于HIP处理或在真空、还原氛围等下进行 烧成的设备，制造成本变高。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而研究出的技术，其目的在于，提供一种氧化锆质烧 结体，其具有优异的机械特性，同时具有可以以适度的速度释放静电的半导电性。另外， 本专利技术的目的还在于，提供一种可以比以往更廉价地制造这样的氧化锆质烧结体的制造方法。本专利技术的氧化锆质烧结体的特征在于，由66 90质量份的包含稳定剂的氧化锆 和合计10 34质量份的铁、铬及钛的氧化物组成，铁、铬及钛的氧化物之中铁的氧化物的 比率为70 99. 5质量％、铬的氧化物的比率为0. 4 20质量％、钛的氧化物的比率为 0. 1 10质量％，氧化锆结晶相中的正方晶及立方晶的比率合计为90%以上，同时氧化锆 的平均结晶粒径为0. 3 0. 5 μ m，铁、铬及钛的氧化物的平均结晶粒径为0. 5 2. 0 μ m。根据本专利技术的氧化锆质烧结体，由于由66 90质量份的包含稳定剂的氧化锆以 及10 34质量份的铁、铬及钛的氧化物组成，铁、铬及钛的氧化物之中铁的氧化物的比率 为70 99. 5质量％、铬的氧化物的比率为0. 4 20质量％、钛的氧化物的比率为0. 1 10质量％，氧化锆结晶相中的正方晶及立方晶的比率合计为90%以上，同时氧化锆的平均 结晶粒径为0. 3 0. 5 μ m，铁、铬及钛的氧化物的平均结晶粒径为0. 5 2. 0 μ m，因此可以 作成具有优异的机械特性、同时具有半导电性的氧化锆质烧结体。 具体实施例方式下面，对本专利技术的氧化锆质烧结体的实施方式的例子进行说明。本专利技术的氧化锆烧结体由6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化锆质烧结体，其特征在于，由６６～９０质量份的包含稳定剂的氧化锆以及合计１０～３４质量份的铁、铬及钛的氧化物组成，　　铁、铬及钛的氧化物中铁的氧化物的比率为７０～９９．５质量％，铬的氧化物的比率为０．４～２０质量％，钛的氧化物的比率为０．１～１０质量％，　　氧化锆结晶相中的正方晶及立方晶的比率合计为９０％以上，同时，　　氧化锆的平均结晶粒径为０．３～０．５μｍ，铁、铬及钛的氧化物的平均结晶粒径为０．５～２．０μｍ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：三垣俊二，四方邦英，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]