Properties of yttria-stabilized zirconia ceramics for optical ferrule

광체롤용 이트리아 안정화 지르코니아 세라믹스의 특성

  • 황규석 (남부대학교 자동차기계공학부, 산업기술 연구소) ;
  • 윤연흠 (남부대학교 자동차기계공학부, 산업기술 연구소) ;
  • 강보안 (남부대학교 자동차기계공학부, 산업기술 연구소) ;
  • 양순호 (프라임 포텍(주)) ;
  • 오정선 (조선대학교 화학과) ;
  • 김병훈 (전남대학교 세라믹공학과) ;
  • 김상복 (남부대학교 자동차기계공학부, 산업기술 연구소)
  • Published : 2003.08.01

Abstract

In order to evaluate the properties of the sintered zirconia for optical ferrule, specimens were prepared at 1350, 1400 and $1450^{\circ}C$ using starting materials supplied by A, B and C providers. Crystallinity, microstructure and mechanical strength were tested as a function of sintering temperature. Crystallinity of the sintered specimens was determined by X-ray diffraction analysis. A field emission-scanning electron microscope was used for studying the microstructure after sintering. Bending strength and Vickers' hardness were also examined by universial tester and Vickers' hardness tester, respectively. The specimen B sintered at $1350^{\circ}C$ was favorable because of its high tetragonality and good mechanical strength for practical usage.

광페롤용 안정화 지르코니아 소결체의 특성을 평가하기 위하여, A, B와 C사의 원료를 이용하여 1350, 1400 및 $1450^{\circ}C$로 소결하여 시편을 제작하였다. 각각의 열처리 온도에 따른 결정화도, 미세구조 및 기계적 특성을 조사하였다. X-선 회절 분석법과 전계방사 주사형 전자현미경을 이용하여 소결된 시편의 결정화도와 미세구조를 분석하였으며, 만능재료 시험기와 비이커스 경도계를 이용하여 꺽임 강도와 비이커스 경도를 측정하였다 실용적인 측면에서 볼 때, 비교적 저온인 $1350^{\circ}C$로 소결한 시편 B의 경우가 tetragonality도 높고 좋은 기계적인 강도를 나타냈다.

Keywords

References

  1. J. Eur.Ceram.Soc v.10 Zirconia stabilized with a mixture of the rare earth oxides W.Pada;K.Haberko https://doi.org/10.1016/0955-2219(92)90020-E
  2. J. Eur. Ceram. Soc v.9 Effect of dopants on sintering behaviour and stability of tetragonal zirconia ceramics G.S.A.M.Theunissen;A.J.A.Winnubst;A.J.Burggraaf https://doi.org/10.1016/0955-2219(92)90060-Q
  3. J. Am. Ceram. Soc. v.69 no.7 Strength limitation of transformation-toughened zirconia alloys M.V.Swain;L.R.Rose https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1986.tb04785.x
  4. J. Mater. Sci v.20 Control of the tetragonal-tomonoclinic phase transformation of yttria partially stabilized zirconia in hot water T.Sato;M.Shimada https://doi.org/10.1007/BF00552389
  5. J. Am. Ceram. Soc v.71 no.10 Sintering, microstructure, hardness, and fracture toughness behavior of Y₂O₃-CeO₂-ZrO₂ J.G.Duh;H.T.Dai;lB.S.Chiou https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1988.tb07528.x
  6. Nature v.258 no.5537 Ceramic steel? R.C.Gravie;R.H.J.Hannink;R.T.Pascoe https://doi.org/10.1038/258703a0
  7. J. Mater. Syn. & Proc v.13 no.7 Effect of stress-induced phase transformation on the properties of polycrystalline zirconia containing metastable tetragonal zirconia ceramics for optical ferrule T.K.Gupta;F.F.Lange;J.H.Bechtold
  8. J. Mater. Syn. & Proc v.9 no.5 Preparation of yttria-stabilized tetragonal zirconia ceramics for optical ferrule S.H.Yang;S.B.Kim;B.A.Kang;Y.H.Yun;Y.H.Kim;K.S.Hwang https://doi.org/10.1023/A:1015203602403
  9. J. Kor. Ceram. Soc v.40 no.1 Synthesis of nano-sized NiCuZn-ferrites for chip inductor and properties with calcination temperature E.K.Hur;J.S.Kim https://doi.org/10.4191/KCERS.2003.40.1.031