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본 연구에서는 지르코니아 과립 분말을 수계 슬러리를 이용하여 제조하고, 중합도가 다른 결합제를 사용하여, 그 첨가량에 따른 분무 건조한 지르코니아 과립분말의 형상과 가압성형 후 성형체 파단면의 미세구조 및 성형밀도를 고찰하였다. 구형의 지르코니아 과립은 수계 용매 슬러리를 이용한 분무 ...

본 연구에서는 지르코니아 과립 분말을 수계 슬러리를 이용하여 제조하고, 중합도가 다른 결합제를 사용하여, 그 첨가량에 따른 분무 건조한 지르코니아 과립분말의 형상과 가압성형 후 성형체 파단면의 미세구조 및 성형밀도를 고찰하였다. 구형의 지르코니아 과립은 수계 용매 슬러리를 이용한 분무 건조 공정으로 성공적으로 제조되었으며, 사용된 결합제 (PVA 및 HEMA)와 가소제 (PEG)의 함량에 따라 과립 분말 성형체의 파괴거동과 성형밀도에 차이를 보였다.
보다 높은 중합도를 갖는 PVA를 첨가하여 제조한 과립은, 일축 프레스로 가압하여 낮은 압력(0.3 ton/cm2)과 높은 압력(1.0 ton/cm2)에서 과립 성형체의 파괴가 일어나지 않았고, 이는 2.4 g/cm3의 낮은 성형밀도를 초래하였다. 이에 반하여, 낮은 중합도를 갖는 HEMA를 첨가하여 제조한 과립 성형체는 같은 조건하에서 과립의 파괴가 일어났고 가소제 함량이 증가함에 따라 2.6 g/cm3의 더 높은 성형밀도를 나타내었다. 가소제인 PEG 함량을 증가시키면 성형밀도를 높이는 효과를 보이나 결합제 양 대비 과다한 첨가량은 성형체 내에 균열을 초래하였다. 결합제인 HEMA와 가소제인 PEG를 적용하여 슬러리 내 세라믹 고형량을 높이면 성형밀도를 높이는 효과를 가져올 수 있다. 이 때, HEMA의 첨가량도 함께 증가시켜 줄 경우, 과립 내 분말의 충진밀도가 높아지고 과립 입자간 미끄럼을 향상시켜 입자간의 재배열을 촉진시켜줌으로써 성형밀도를 높이는 효과가 발현되었다.
이 연구를 통하여 비수계가 아닌 수계에서는, 낮은 중합도를 갖는 결합제에 가소제의 첨가량을 조절함으로써 효과적인 과립 성형밀도의 향상이 발현됨을 확인 할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Spherical-type zirconia granules were successfully fabricated by a spray drying process using a water-solvent slurry, and the change of the green density of the granule powder compacts was examined according to the organic polymers used. Two different organic binders, (PVA and HEMA), which are disso...

Spherical-type zirconia granules were successfully fabricated by a spray drying process using a water-solvent slurry, and the change of the green density of the granule powder compacts was examined according to the organic polymers used. Two different organic binders, (PVA and HEMA), which are dissolved in a water solvent and have different degrees of polymerization, were applied to the slurry with a plasticizer (PEG). The granule compacts employing a higher degree of polymerization, PVA, were not broken under the both forming condition of uniaxial press at low pressure (0.3 ton/cm2) and high pressure (0.3 ton/cm2). The compacts showed a poor green density of 2.4 g/cm3. In contrast, the granule powder compacts employing lower degree of polymerization, HEMA, were broken under the uniaxial press at the same condition and showed a higher density of 2.6 g/cm3 with an increase of plasticizer content.
As the plasticizer, PEG, content increase, the green density increased, however, too much addition of the plasticizer caused some cracking in the powder compacts. In the HEMA binder and PEG plasticizer combination system, it was possible to increase the solid content, which resulted in the green density increase. In particular, the green density further increased by the increase of HEMA content.
In this study, the packing behavior of the granule powders for each organic polymer system was studied by examining the forming density and the microstructure of the fracture surface at different applied pressures.

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