화학공학소재연구정보센터
학회 한국재료학회
학술대회 2016년 봄 (05/18 ~ 05/20, 여수 디오션리조트 )
권호 22권 1호
발표분야 D. 구조 재료 분과
제목 RBAO공정으로 제조한 ZTA(Zirconia-Toughened Al2O3) 세라믹스의 미세구조 및 기계적 강도에 미치는 ZrO2 첨가량의 영향
초록 Al2O3는 낮은 원료가격, 쉬운 제조공정, 우수한 제반물성, 많은 산업적 활용 등의 여러 장점에도 불구하고 소결 시 15~20 %의 수축과 이로 인한 형상 변형, 균열, 잔존 응력 등의 구조적인 결함을 초래하여 최종 제품의 특성에 악영향을 미친다고 알려져 있다. 아울러 낮은 인성에 기인한 취성역시 단점으로 지적되고 있다. 소결수축 감소와 미세구조 개선을 위한 방법으로 금속 Al의 산화를 이용한 반응소결 Al2O3 (RBAO) 제조 공정이 제안되었으며, 취성극복을 위한 방법으로 ZrO2의 응력유기상전이를 통한 ZrO2 인성강화 Al2O3 (ZTA) 복합체가 제안되어 연구되어 왔다.
본 연구에서는 Al2O3 세라믹스의 수축률 감소 및 미세구조 개선과 인성 및 기계적 물성 증진을 위해 RBAO공정을 이용한 ZTA 세라믹스를 제조하였다. Al/Al2O3/ZrO2 출발 혼합분말을 고에너지 밀링인 유성구 볼밀을 이용하여 분쇄하고 일축가압 및 정수압 성형 후 반응 소결 및 후소결하여 ZrO2 강화 Al2O3 복합체를 제조하였다. SEM, XRD, TGA, 파괴인성, 굽힘강도 측정 등을 통해 ZrO2의 부피함량이 ZTA 소결체의 미세구조 및 기계적 강도에 미치는 영향을 고찰하였으며, ZrO2가 Al과 반응하여 만들어지는 Al3Zr이 기계적 물성에 미치는 영향 역시 고찰하였다.
저자 김태경, 박수한, 이현권
소속 금오공과대
키워드 RBAO; ZTA; Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>; Al oxidation; ZrO<SUB>2</SUB>
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