Abstract
$Y_2O_3$ and $Nb_2O_5$ co-doped zirconia composites containing 10~30 vol% $Al_2O_3$ with two different particle sizes were sintered for 5 h at $1550^{\circ}C$ to evaluate low-temperature phase stability of the composite using X-ray diffractometry after heat-treatments for 1000 h at $250^{\circ}C$ in air or for 5 h at $180^{\circ}C$ in 0.3 MPa $H_2O$ vapor pressure. No tetragonal to monoclinic phase transformation during degradation, so called enhanced low-temperature phase stability, was observed for all composites. It is concluded that Nb addition to the composite for the phase stability is more effective than $Al_2O_3$ addition. The optimum combination of strength (670 MPa) and fracture toughness ($7.1{\textrm} {MPam}^{1/2}$) were obtained for the composite containing 20 vol% of $Al_2O_3$ with 2.8 $\mu$m to 0.2 $\mu$m, the flexural strength increases but the fracture toughness decreases.
$Y_2O_3$와 $Nb_2O_5$가 첨가된 지르코니아에 입자 크기가 다른 두종류의 Al2O3를 부피비로 10~30% 첨가한 복합체를 155$0^{\circ}C$ 온도에서 5시간 소결하여 $250^{\circ}C$ 온도의 공기 분위기하에서 1000시간 혹은 $180^{\circ}C$ 온도의 0.3MPa H2O vapor pressure 분위기하에서 5시간 열처리를 하여 X-ray 회절분석 방법을 이용하여 저온 상안정성을 조사하였다. 복합체 전부 열처리 후에 정방정 상에서 단사정 상으로 상전이가 발생하지 않는 우수한 저온 상안정성이 관찰되었다. 복합체의 상아정성에 Nb 첨가가 $Al_2O_3$의 첨가보다 더 효과적이었다. 2.8$\mu$m 입자크기를 가진 Al2O3를 부피비로 20% 첨가한 복합체에서 최적의 조건이 관찰되었으며 강도와 인성값은 각각 670MPa와 7.1MPam1/2이었다. Al2O3 입자 크기가 2.8$\mu$m에서 0.2$\mu$m로 감소함에 따라 강도는 다소 증가하였으나 파괴인성값은 감소하였다.
