Effect of EuO$_3$addition on hydrothermal stability of t-ZrO$_2$/Al$_2$O$_3$composites

t-ZrO$_2$/Al$_2$O$_3$복합체 상 안정성에 대한 Eu$_2$O$_3$첨가 효과

  • Published : 2000.06.01

Abstract

t-$ZrO_2/Al_2O_3$composites having a superior biocompatability and phase stability were prepared by adding 0~4 mol% of $Eu_2O_3$and sintered for 1 h at $1600^{\circ}C$ to evaluate phase stability, chromaticity and mechanical properties of the composites. No tetragonal to monoclinic phase transformation was observed for the composites containing $Eu_2O_3$after heat treatment for 20 h at $180^{\circ}C$ under 3.5 MPa water vapor pressure condition. As $Eu_2O_3$content increased, the color of the composites was changed from a slight white ivory to a light pink. The strength and the fracture toughness of the composites containing $Eu_2O_3$were above 620 MPa and 7.6 MPa.$m^{1/2}$, respectively, when $Eu_2O_3$was added up to 3 mol%.

생체적합성과 상 안정성이 우수한 t-$ZrO_2/Al_2O_3$복합체에 $Eu_2O_3$을 0~4 mol%첨가한 복합체를 $1600^{\circ}C$ 온도에서 1 시간 소결하여 상 안정성, 색상변화, 기계적 특성을 조사하였다. $180^{\circ}C$, 3.5MPa의 수증기 압력 하에서 20시간 열처리 후 X-선 회절법으로 관찰한 결과 $Eu_2O_3$가 첨가된 (Y,Nb,Eu)-TZP/$Al_2O_3$복합체는 우수한 상 안정성이 유지되었다. $Eu_2O_3$의 양이 증가함에 따라 백색계통의 상아색에서 미색의 핑크색으로 서서히 변화하였다 $Eu_2O_3$가 3 mol%까지 첨가된 복합체의 경우 620MPa, 7.6MPa.$m^{1/2}$ 이상의 강도와 인성값이 관찰되었다.

Keywords

References

  1. Br. Ceram. Trans. v.97 no.4 R.B.Heimann;G.Willmann
  2. Biomaterials v.20 C.Piconi;G.Maccauro
  3. J. Eur. Ceram. Soc. v.15 S.Lawson
  4. J. Mater. Sci. Lett. v.17 D.Y.Lee;D.J.Kim;D.H.Cho
  5. Ceram. Inter. v.24 no.6 D.Y.Lee;D.J.Kim;D.H.Cho;M.H.Lee
  6. Mater. Lett. v.39 no.4 D.Y.Lee;D.J.Kim;J.W.Jang;D.W.Choi;S.J.Lee
  7. J. Am. Ceram. Soc. D.Y.Lee;D.J.Kim;M.H.Lee;B.Y.Kim
  8. J. Biomed. Mater. Res. D.J.Kim;M.H.Lee;D.Y.Lee;J.S.Han
  9. J. Mater. Sci. Lett. D.Y.Lee;D.J.Kim
  10. the Quintessence v.11 no.9 M.Yamamoto
  11. Quantitative Stereology E.E.Underwood
  12. ASTM Annual Book of Standard v.15.02 ASTM Standard F394-78, Biaxial Flexure Strength (Modulus of Rupture) of Ceramic Substrate American Society for Testing and Materials
  13. J. Am. Ceram. Soc. v.64 no.9 P.Chantikul;G.R.Anstis;B.R.Lawn;D.B.Marshall
  14. Comm. Am. Ceram. Soc. v.65 D.B.Marshall;T.Noma;A.G.Evans
  15. J. Am. Ceram. Soc. v.67 no.6 R.C.Garvie;P.S.Nicholson
  16. 박사논문, 연세대학교 장주웅
  17. J. Am. Ceram. Soc. v.77 no.1 P.Li;I.W.Chen;J.E.Penner-Hanhn
  18. CRC Handbook of Chemistry and Physics(78th ed.) D.R.Lide
  19. J. Mater. Sci. v.25 M.Yoshimura;M.Yashima;T.Noma;S.Somiya
  20. Solid State Ionics v.50 D.Komyoji;A.Yoshiasa;T.Noriga;S.Emura;F.Kanamaru;K.Koto
  21. Rev. Int. Hautes Temp. Refract v.8 no.2 A.Rouanet
  22. Fracture of Brittle Solids(2nd ed.) B.R.Lawn