| 초록 |
지르코니아 세라믹스 중 ZTA(Zirconia Toughness Alumina)는 우수한 내식성과 저항력을 가지며 강도, 인성이 높은 장점을 가지지만 다량의 Al2O3 첨가로 인해 고온 소결이 이루어져야 한다는 단점을 가지고 있다. 또한 CeO2로 안정화시킨 Ce-TZP(Ceria Stabilized Tetragonal Zirconia Polycrystal)는 낮은 기계적 강도를 가지지만 우수한 인성과 열적 화학적 안정성을 가지는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 Ce-TZP계 세라믹스에 Al2O3의 첨가량의 변화에 따른 ZTA와 Ce-TZP의 복합 성질을 가지는 세라믹스를 제조하고자 SiO2, Fe2O3등의 산화물을 첨가제로 사용하여 그에 따른 특성평가를 실시하였다. 산화물 상태로 16 mol%의 CeO2와 84 mol%의 ZrO2에 Al2O3 및 SiO2, Fe2O3을 첨가하여 습식으로 혼합 분쇄하여 0.3㎛ 이하의 평균입도를 가지는 슬러리 제조하였다. 건조된 분체를 Pellet type의 시편을 제조하고, 1250℃~1500℃의 온도에서 소결한 후 특성평가를 실시하였다. 산화물 첨가제가 첨가되지 않았을 경우 16Ce-TZP/Al2O3 복합체에서 Al2O3가 20 wt% 첨가되고 1400℃에서 소결하였을 때 가장 높은 기계적 특성을 나타내었다.[이론밀도의 99.85% (5.77 g/cm3), 미세경도 1285.3 Hv] 소결조제로 SiO2가 첨가되었을 경우 Al2O3의 첨가량에 관계없이 모든 소결온도 구간에서 밀도값은 감소하는 경향을 보였다. 그러나 Fe2O3가 첨가되고 1450℃ 이하의 온도에서 소결할 경우 밀도 및 경도값이 향상됨을 보였다. 특히 16Ce-TZP/20wt%Al2O3 복합체에 Fe2O3를 2.5 wt% 첨가하였을 경우 5.82g/㎤(이론밀도 대비:%), 1359.8 Hv의 가장 높은 밀도와 경도값을 나타내었다. |
