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ZrO2의 분말크기가 ZTA의 기계적 물성에 미치는 영향

The Effect of Zirconia Particle Size on Mechanical Properties of Zirconia Toughened Alumina

한국재료학회지 = Korean journal of materials research, v.24 no.12, 2014년, pp.652 - 657  

손정호 (가야대학교 항만물류학부) ,  신형섭 (가야대학교 안경광학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this study was to investigate the microstructures and mechanical properties of zirconia toughened alumina (ZTA) ceramics prepared from two kinds of 3Y-TZP powders. ZTA composites were prepared by adding two kinds of 3Y-TZP powders, 3YEH (BET = $7m^2/g$) and 3YEM (BET =

주제어

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문제 정의

  • 본 연구에서는 모든 제조조건이나 성분함량이 동일하고 오직 분말크기만 각기 다른 두 종류의 3Y-TZP분말을 이용하여 ZTA를 제조했을 때, 이들 초기 분말의 크기 및 첨가량의 변화가 최종적으로 ZTA의 기계적 물성에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
  • 본 연구에서는 모든 제조조건이나 성분함량이 동일하고 오직 분말크기만 각기 다른 두 종류의 3Y-TZP분말을 이용하여 ZTA를 제조했을 때, 이들 초기 분말의 크기가 최종적으로 ZTA의 밀도, 미세구조, 결정상, 경도 및 파괴인성에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
지르코니아의 상변태에 따른 강화효과를 이용한 복합재료 중 가장 대표적인 것은? 지르코니아의 상변태에 따른 강화효과를 이용하는 복합재료 중 가장 대표적인 것이 알루미나 기지상에 지르코니아 입자를 분산시킨 ZTA(Zirconia toughened alumina)이고, 수십년 동안 ZTA 복합체는 높은 강도, 경도, 인성 그리고 내마모성 같은 뛰어난 기계적 물성으로 인해 내마모 분야와 컷팅툴 분야에서 이용되어져 왔다.4-7)
ZTA 복합체의 장점은 무엇인가? 지르코니아의 상변태에 따른 강화효과를 이용하는 복합재료 중 가장 대표적인 것이 알루미나 기지상에 지르코니아 입자를 분산시킨 ZTA(Zirconia toughened alumina)이고, 수십년 동안 ZTA 복합체는 높은 강도, 경도, 인성 그리고 내마모성 같은 뛰어난 기계적 물성으로 인해 내마모 분야와 컷팅툴 분야에서 이용되어져 왔다.4-7)
ZrO2의 첨가량이 증가할수록 ZrO2의 입자크기는 증가하고 Al2O3는 감소한 이유는? ZrO2의 첨가량이 증가할수록 Al2O3의 입자크기는 줄어들고 ZrO2의 입자크기는 증가함을 알 수 있다. ZrO2가 Al2O3 모상입계에서 항력을 가지므로 Al2O3의 입자성장을 저해하기 때문이며, ZrO2의 양이 증가할수록 합체에 의한 ZrO2의 입자성장이 용이하기 때문이다. 이러한 항력은 모상의 입계부에 제2상 입자가 위치해 있을 때 나타나며 제2상의 합체는 입성장 동안 제2상이 입계와 함께 움직일 수 있을 만큼의 충분한 자기확산이 가능할 때 일어난다고 알려져 있다.
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참고문헌 (13)

  1. R. C. Garvie, R. H. Hannik and R. T. Pascoe, Nature, 258, 703 (1975). 

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  3. R. H. J. Hannink, P. M. Kelly and B. C. Muddle, J. Am. Ceram. Soc., 83(3), 461 (2000). 

  4. J. Wang and R. Stevens, J. Mater. Sci., 34, 3421 (1989). 

  5. D. Casellas, I. Rafols, L. Llanes and M. Anglada, Int. J. Refract. Meter. H., 17, 11 (1999). 

  6. J. F. Bartolome, J. S. P. Moya, A. Martin, J. Y. Pastor and J. Llorca, J. Eur. Ceram. Soc., 26, 2619 (2006). 

  7. M. Szutkowska, J. Achiev. Mater. Manuf. Eng., 54(2), 202 (2012). 

  8. F. F. Lange, J. Mater. Sci., 4(17), 247 (1982). 

  9. R. C. Garvie, Adv. Ceram., 12, 55 (1984). 

  10. G. Orange, G. Fantozzi, P. Homerin, F. Thevenot, A. Leriche, and F. Cambier, Adv. Ceram., 24, 1075 (1988). 

  11. A. H. De Aza, J. Chevalier, G. Fantozzi, M. Schehl, and R. Torrecillas, Biomaterials, 23, 937 (2002). 

  12. C. W. Huang, M. T. Weng and W. C. J. Wei, J. Ceram. Process. Res., 9(3), 221 (2008). 

  13. A. Alsebaie, A. G. Olabi, A. Rafferty, and T. Prescott, The fourth Arabic congress in material science, 2, 390, Al. fath university, Libya, (2005). 

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