ジルコニアとは？工業用粉末・焼結素材の価格・種類と、セラミックとの違い

ジルコニアとは？セラミックとの違い

ジルコニアは酸化ジルコニウムを主成分とするセラミック材料です。セラミックは材料の分類を表し、ジルコニアはその一種です。工業用では、ノズル・タイル・摺動部品・刃物など、摩耗や欠けを抑えたい部位に使います。京セラはポンプ部品や工業用カッターなどへの用途を案内しています（京セラのジルコニア解説）⁠。

メーカー比較ページでは、原料の粉末・バインダー添加顆粒と、部材を作る焼結素材を分けて掲載しています。装飾宝石、歯科専用ディスク、完成した粉砕機や交換用ボールは含めません。

工程に合わせた供給形態

• 粉末・バインダー無添加顆粒は、自社で原料を調整して成形・焼結する工程に使います。共立マテリアルのKZ-3YF type Cは、射出成形や肉厚品の鋳込み成形向けです
• バインダー添加顆粒は、プレス成形やCIP成形向けです。東ソーのTZ-3YB-Eはバインダー3wt%で、バインダー添加と乾燥造粒の工程を省けます
• 焼結素材は、材質記号と図面を合わせて部材を頼むときに選びます。NTKセラテックのAYZ-3は、粉体・スラリー用の耐摩耗部品やポンプ・バルブ部品用です

供給形態は、共立マテリアルの基本グレード、東ソーのTZシリーズ、NTKセラテックのAYZ-3⁠で確認できます。

安定化剤と組成の見方

安定化剤の種類と含有量を確認します。材料名が同じジルコニアでも、組成は同じではありません。

• 東ソーのTZ-3Y-Eは、イットリアを3mol%含みます
• 第一稀元素のHSY-3Fは、Y₂O₃が5.65±0.30%、ZrO₂とHfO₂の合計が94.35±0.30%です
• 第一稀元素のCEZ-12は、CeO₂が16.0±0.5%のセリア系粉末です
• 共立マテリアルのKZ-3YF（SD）type AZは、Y₂O₃が4.4wt%、Al₂O₃が20wt%です。アルミナを意図して加えた耐摩耗用グレードです

mol%とwt%を同じ比率として比べません。ZrO₂とHfO₂の合計を、ZrO₂単体の純度としても扱いません。組成は第一稀元素のファインセラミックス用ジルコニアなど、各グレードの表で照合します。

粒径と比表面積は別に確認する

• HSY-3Fの粒度D50は、0.32〜0.64µmです。比表面積は12〜15m²/gで、粒径とは別の項目です
• CEZ-12の粒度D50は、0.5〜1.0µmです。比表面積は10〜15m²/gです
• TZ-3Y-Eの比表面積は、16±3m²/gです。公式の製品表には粒径がないため、比表面積から粒径を計算して埋めません

粒径を指定して購入するなら、測定方法と分散条件もメーカーへ確認します。粉末の粒径と、焼結後の結晶粒径も区別して伝えます。

密度・曲げ強度・硬度を比べる条件

この比較の密度・曲げ強度・硬度は焼結体の値です。粉末のかさ密度ではありません。

• 東ソーのTZ-3Y-Eから得られる焼結体は、密度6.05g/cm³、曲げ強度1,200MPaです。曲げ試験はJIS R1601の3点曲げで、値は代表値です
• 共立マテリアルのKZ-3YF type Cは、1,450℃焼結時の密度6.07g/cm³、曲げ強度1,000MPaです
• 京セラのZO201Nは、密度6.0g/cm³、3点曲げ強さ1,000MPaです。旧材質記号はZ201Nで、材料データ比較⁠に新旧表記が載っています
• 西村陶業のN-650は、曲げ強度1,200MPaです。N-650Hは1,700MPaで、どちらもJIS R1601による代表値です（材料特性表）

焼結温度や試験法が違う値を、そのまま性能順位にはしません。量産部品では形状・表面状態・荷重のかかり方を伝え、必要な保証条件を取り決めます。

水熱劣化と形状の相談

東ソーは、TZ-3Y-Eを1300℃台で焼結すると、正方晶から単斜晶への転移による水熱劣化が起こりにくいと説明しています。粉末名だけで使用可否を決めず、焼結条件と実際の温度・水分の条件を照合します。

形状が複雑なら、成形方法も相談します。NGKのジルコニアは、モールドキャスト成形により小型・微細・長尺・薄肉などの形状を作る素材です。公開品番がないため、必要な形状と材質の条件を指定して問い合わせます。

ジルコニアの値段・価格を問い合わせる前に

掲載した公式資料では、具体的な価格を確認できませんでした。見積もりは次の条件をそろえて依頼します。

• 粉末は、安定化剤の種類と量、粒径の条件、供給形態、購入量を伝えます
• バインダー入りなら、成形方法と脱脂・焼結の条件を添えます
• 焼結素材は、材質記号、図面、寸法公差、表面仕上げ、数量を伝えます
• 耐摩耗部品は、接触する材料、液体、温度、荷重を添えます

ニッカトーは、YTZの耐摩耗部品⁠のサイズを個別相談としています。素材名だけで価格を比べず、同じ図面・数量・検査条件で見積もりを取ります。