전자공학회논문지 IE

대한전자공학회 (The Institute of Electronics and Information Engineers)
권호 표지

지르코니아-알루미나 세라믹 복합재료에 관한 연구

A Study on the Alumina Ceramic Composite Dispersed With the Zirconia

  • 박재성 (영남이공대학교 전자정보계열) ;
  • 이영신 (영남이공대학교 전자정보계열)
  • 투고 : 2012.05.03
  • 심사 : 2012.06.04
  • 발행 : 2012.06.25
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초록

단사정 구조의 순수 $ZrO_2$ 또는 5.35wt%의 $Y_2O_3$를 첨가한 정방정 구조의 $Y_2O_3(Y-TZP)$를 $Al_2O_3$에 첨가하여 그 기계적 특성 및 열충격 저항성을 연구하였다. $ZrO_2(m)$와 Y-TZP의 첨가량이 커짐에 따라 $Al_2O_3$의 소결 밀도가 증가하였다. 또한 Y-TZP의 첨가량이 증가함에 따라 비커스 경도도 증가하였고 첨가량 20wt%에서 최고값을 나타내었다. 시편의 경도는 소결 밀도에 의존함을 알 수 있었다. $ZrO_2(m)$나 Y-TZP 첨가량의 증가는 파괴인성을 향상시키는 결과를 얻을 수 있었다. 이러한 결과로 $Al_2O_3$의 경도는 $ZrO_2$의 transformation toughening 뿐 아니라 미세균열 강화에서도 얻어짐을 알 수 있었다. 단사정 구조의 순수 $ZrO_2$의 첨가는 $Al_2O_3-ZrO_2$의 열 충격 저항성을 향상시켰다. 결정입도는 $ZrO_2$의 첨가량이 증가함에 따라 커진다.

The effects of the addition of either monoclinic $ZrO_2(pure)$ or tetragonal $ZrO_2$ containing 5.35wt% $Y_2O_3(Y-TZP)$ on the mechanical properties and thermal shock resistance of $Al_2O_3$ ceramics were investigated. The addition of $ZrO_2$(m) and Y-TZP increased sintered density of $Al_2O_3$. The Vickers hardness also increased as the volume fraction of Y-TZP increased going through a maximum at 20wt%. The hardness of the specimens was found to be dependent on the sintered density. The higher volume fraction of either $ZrO_2(m)$ or Y-TZP resulted in the higher fracture toughness of the composite was. This result may be taken as evidence that toughening of $Al_2O_3$ can be achieved by not only the transformation toughening but microcrack toughening of $ZrO_2$. The thermal shock property for $Al_2O_3-ZrO_2$ composites was improved by increasing the volume fraction of monoclinic $ZrO_2(pure)$. The grain size increased as the volume fraction of $ZrO_2$ did.

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참고문헌

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