| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2007년 봄 (05/10 ~ 05/11, 무주리조트) |
| 권호 | 13권 1호 |
| 발표분야 | 구조재료 |
| 제목 | 소결조제의 첨가가 지르콘 소결체의 물리적 특성에 미치는 영향 Ⅰ. 실리카, 알루미나, 점토의 첨가 |
| 초록 | 지르코늄 실리케이트는(Zircon, ZrSiO4) 뛰어난 열적ㆍ기계적ㆍ화학적 특성을 지닌 재료로 그 소결체가 내화재료, 전자기재료 및 각종 화학기기에 많이 사용되지만, 원료의 정제 및 미립화가 어렵고 순수 지르콘은 1550℃ 이상에서 해리가 일어면서 Mullite가 생성되어 기계적 물성이 감소하므로 치밀한 소결체로의 응용에 제약이 많다. 따라서 본 실험에서는 소결조제로 실리카, 알루미나, 점토의 첨가가 지르콘 소결체의 물리적 특성에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 본 연구에서는 지르코늄 실리케이트원료에 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3,) 점토(Clay)을 0~25 Vol% 첨가한 후 습식분쇄하여 평균입도 1, 0.6, 0.4 ㎛의 슬러리를 제조 후 이축가압 성형하여 1200~1400℃까지 소결한 후 기계적 물성을 평가하였다. 지르콘의 평균입도가 0.4 ㎛ 일때 실리카를 1 Vol% 첨가 후 1400℃로 소결하면 밀도4.15 g/cm3와 경도 ≥1150 HV를 나타내었지만, 실리카를 15 Vol% 이상 첨가 시 액상형성 이전에 기지부의 수축이 먼저 발생하여 액상이 계면에 고르게 분포되지 못하여 기계적 물성이 감소되는 것으로 판단된다. 또한 알루미나를 0.1~0.5 Vol% 첨가하여 1400℃로 소결하면 밀도4.17 g/cm3와 경도 ≥1150 HV를 나타내지만, 1% 이상 첨가 시 알루미나가 지르콘 해리를 촉진시켜 1300℃부터 Mullite가 생성되었고, 점토를 0.1 Vol% 첨가하여 1400℃로 소결하면 밀도 4.09g/cm3와 경도 ≥1000 HV를 나타내지만 0.5 Vol% 이상 첨가 시 해리를 촉진시켜 1300℃부터 Mullite가 생성되어 기계적 물성이 감소하는 경향을 나타내었다. 따라서 지르콘에 실리카의 첨가는 해리온도를 상승시키고, 액상형성이 용이하여 우수한 기계적 물성이 나타내지만, 15 Vol% 이상 첨가 시 과잉의 액상이 생성되어 계면에 고르게 분포되지 못하고 온도상승에 의해 휘발되어 기공으로 남아 기계적 물성을 저하시켰다. 지르콘에 알루미나를 1 Vol% 이상, 점토는 0.5 Vol% 이상 첨가하면 지르콘의 해리온도를 낮추고 1300℃부터 Mullite를 생성시켜 기계적 물성을 저하시켰다. 본 연구는 산업자원부와 한국산업기술재단의 지역혁신 인력양성사업으로 수행된 연구결과임 |
| 저자 | 이근봉1, 정승화2, 이주성2, 문종수1, 강종봉1 |
| 소속 | 1경남대, 2(주)쎄노텍 부설 부품소재(연) |
| 키워드 | 지르콘; 실리카; 알루미나; 점토 |
