| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2010년 봄 (05/13 ~ 05/14, 삼척 팰리스 호텔) |
| 권호 | 16권 1호 |
| 발표분야 | B. Nanomaterials Technology (나노소재기술) |
| 제목 | SiO2 및 Fe2O3 첨가가 16Ce-TZP/Al2O3 복합체의 소결특성에 미치는 영향 |
| 초록 | CeO2로 안정화된 Ce-TZP (Ceria Stabilized Tetragonal Zirconia Polycrystal)는 Y2O3로 안정화된 Y-TZP에 비하여 낮은 기계적 강도를 가지고 있지만 열적 화학적으로 안정하고 파괴인성이 가장 높은 세라믹 재료로 알려져 있다. 특히 16Ce-TZP/Al2O3는 내식성이 높고 저항력이 우수하며 기계적 강도가 높은 장점이 있지만, 고온에서 소결되는 단점을 갖고 있다. 따라서 본 실험에서는 16Ce-TZP/Al2O3 복합체에서 Al2O3의 변화와 저온에서의 소결을 촉진시키기 위한 산화물 첨가제인 SiO2(2.5 wt%, 5 wt%, 10 wt%)와 Fe2O3(2.5 wt%, 5 wt%)의 변화를 통한 소결체의 특성변화를 관찰하였다. 산화물 상태인 CeO2(16 mol%), ZrO2(84 mol%)에 Al2O3 및 SiO2, Fe2O3를 습식· 혼합 분쇄하여 평균입도 0.3㎛ 이하의 슬러리를 제조하였다. 건조되어진 분체는 이축 가압성형으로 시편을 제조였으며, 1250℃~1500℃의 온도에서 소결한 후 겉보기밀도, 미세경도, XRD, 미세구조관찰 등의 특성평가를 실시하였다. Al2O3의 첨가량이 증가함에 따라 소결체의 밀도는 선형적으로 감소하는 경향을 나타내었으며, Fe2O3가 첨가된 시편의 경우 단미로 소결되었을 때 보다 높은 밀도값을 형성하였다. 저온에서의 소결을 촉진시키기 위해 첨가되어진 SiO2 및 Fe2O3의 경도값은 서로 상이한 결과를 나타내었다. SiO2가 첨가된 시편의 경우 첨가되지 않은 시편에 비해 저온에서는 일시적으로 높은 경도값을 나타내지만 일정 소결온도 이상에서 급격히 저하되는 경향을 보였다. 이는 다량의 SiO2가 grain boundary에 존재함으로써 시편전체의 물성을 저하시키는 것으로 판단된다. 그러나 Fe2O3가 첨가된 16Ce-TZP/Al2O3 복합체의 경우 1250℃에서 소결하였을 경우 최소 1250Hv 이상의 높은 값을 형성하였으며 소결온도가 증가할 경우 선형적으로 경도값은 감소하지만, 고온 영역의 소결온도에서도 단미의 소결시편에 비해 경도값은 크게 감소하지 않았다. 위의 결과 같이 Fe2O3의 첨가는 저온에서의 소결성을 증진시키고 높은 기계적 특성을 갖는데 보다 효과적인 것을 알 수 있었다. |
| 저자 | 김보랑, 황진명, 정승화, 강종봉 |
| 소속 | 경남대 |
| 키워드 | SiO2; Fe2O3; 16Ce-TZP/Al2O3; 소결조제 |
