[세라믹 재료]세라믹 레포트(파괴인성강화)

소개

공업 세라믹 재료인 지르코니아(Zr)와 알루미나(Al), 규소(Si)의 파괴인성 향상방법

목차

1. 지르코니아(Zr)의 파괴인성 향상 방법 - PSZ
2. 알루미나(Al)의 파괴인성 향상 방법 - Al2O3
3. 규소(Si)의 파괴인성 향상 방법 - 사이알론(Si-Al-O-N)

본문내용

1. 지르코니아 (Zirconia, ZrO2)
ZrO2는 지르코늄 산화물중 유일한 안정화 산화물로써 다음의 3가지 상변태(phase transfo
-rmation)를 한다..
m-ZrO2 t-ZrO2 c-ZrO2
단사정 1170℃ 정방정 2370℃ 입방정
이 중 t-m 상변태는 마르텐사이트형 변태(무확산 변태)로써 3~5%의 부피변화를 동반한다. 따라서 순수한 다결정의 지르코니아를 소결 온도영역인 1500℃~1600℃에서 소결 후 냉각 시 약 3.25%의 부피팽창이 일어나고, 이러한 현상은 재료의 갑작스런 파괴를 초래할 수 있다.
✸ PSZ (Partially Stabilized Zirconia, 부분 안정화 지르코니아)
위와 같은 이유 때문에 순수한 ZrO2에 Y2O3, MgO, CaO, CeO 와 같은 안정화제를 첨가하여 첨가제가 t-m상변태 온도를 낮춰줌으로써 상온에서 정방정상이 준안정화 상태로 나타나게 된다.
하지만 안정화된 지르코니아는 파괴 인성이 낮고 충격 저항성이 낮으므로 안정화제를 소량(Y2O3의 경우 2~3 mol%)첨가함으로써 입방정상에 정방정이나 단사정상이 공존하게 하여 고高인성, 고高강도 구조용 세라믹스로 활용될 수 있다.
PSZ-ZrO2는 외부에서 응력이 가해졌을 때 정방정 결정상이 단사정으로 전이하여 그 에너지를 흡수함으로써 금속의 Austenite 강鋼과 같은 기구에 의하여 고강도를 얻을 수 있다.

참고자료

· 없음