폐 상안정 지르코니아 분말로 제조한 소결체의 물성 연구 (Property of Sintered Y2O3-stabilized Zirconia from Scrap Powders)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 10권 / 8호 / 1783 ~ 1788페이지
· 저자명 : 송오성, 박종성, 남경주

초록

스컬 공정으로 제조된 큐빅지르코니아에서 보석용으로 사용되는 부분 외에 일반적으로 버려지는 에지부 폐지르코니아를 분쇄하여 1550℃-2hr의 저온 소결 공정으로 소결한 소결체의 물성을 분석하여 재활용 가능성을 확인해보았다. 비교를 위한 새 지르코니아와 30 mol%-Y2O3 혼합분말 (모두 1 ㎛ 길이의 셀룰러형)로 만든 소결체는 직경 ~10 ㎛의 조밀 소결체가 결합된 형태를 보였으나, 1~30 ㎛의 크기 및 형태가 일정하지 않은 분말로 제조된 폐지르코니아 소결체는 ~30 ㎛ 이상의 결정립을 가진 미세구조를 보였다. 새 지르코니아 혼합 분말로 만든 소결체는 cubic상인 Y2O3, Zr0.8Y0.2O1.9와 monoclinic상인 ZrO2의 혼합상을 보였으나, 폐지르코니아 분말 소결체의 경우 tetragonal 단일상을 보임을 확인하였다. 폐지르코니아 소결체도 70 이상의 비커스 경도와 4.11 g/cc의 소결밀도를 보여서 구조재로 사용이 가능하였다.

영어초록

We newly propose that we may reuse scrap powders (ZrO2+8 mol%-Y2O3) as Y2O3-stabilized zirconia (YSZ) sintered products through sintering process at 1550℃ for 2hrs. We also prepared the reference specimen from fresh ZrO2+30 mol%-Y2O3 powder mixture (celluar type with 1 ㎛-length). The reference sample showed a dense microstructure with grains of ~10 ㎛ in diameter, while the sintered sample from scrap powder showed irregular grains of 1~30 ㎛ in diameter. Through XRD analysis, we confirmed that the reference sample has mixed phases of Y2O3(cubic), Zr0.8Y0.2O1.9(cubic), and ZrO2(monoclinic), while the sintered YSZ sample from scrap powder has only tetragonal phase. Moreover, the sintered YSZ from scrap powder showed vickers hardness and apparent density more than 70 and 4.11 g/cc, which implies that it can be suitable for structural material application.

참고자료

· 없음