지르코니아 제조공정 및 소결시간에 따른 특성 분석

소개

지르코니아 분말의 제조공정부터
여러개의 시편의 소결시간에 따른 특성들을 분석 하였습니다.

목차

1. 연구배경
-지르코니아 [Zirconia,ZrO2]
-GRAIN SIZE(소결격자 크기)와 THERMAL STABILITY(열안정)과의 관계
-zirconia(제품)의 특징
- 아르키메데스 법을 이용한 시편의 겉보기 비중, 흡수율, 기공율 측정
2. 실 험 방 법
①. 시편 성형
②. 소 결
③. 밀도 측정
④. 소결시 유지시간에 따른 입경크기 및 상전이 정도의 변화관찰
⑤. Grain Size 측정
3. 실험결과
- 소결시간에 따른 소결밀도의 측정
-실험결과 해석
-소결의 초기단계 : (1100℃ ~ 1200℃)
-소결의 중간단계 : (1200℃ ~ 1400℃)
-소결의 마지막 단계 : (1400℃ ~ )
- 소결온도와 시간에 따른 부피밀도 그래프
- 건조, 수중, 포수무게 측정 : 마이크로미터, 저울 사용
- 1500℃ 소결시간에 따른 그래프 (그래프 상단에 monoclinic, tetragonal intensity 값 참조)
- 소결시간에 따른 monoclinic 상전이율 그래프
- 소결시간에 따른 grain size 측정
4. 결 론

본문내용

소결에 의한 치밀화가 거의 일어나지 않은 1000℃ 소결온도에서는 압분체의 기공크기 분포와 유사한 0.03~0.1 범위의 응집체내기공과 100범위의 응집체간 기공이 분포 한다. 소결온도의 상승과 더불어 응집 입자의 재배열로 큰 기공이 소멸하고 미세기공이 균일하게 분포 되며 1200℃의 소결에서는 응집체 내부에서의 치밀화로 인하여 0.1부근의 미세기공의 전부피가 현저히 감소하며 기공크기분포도 다양한 양상을 나타낸다. 소결온도가 1300℃이상으로 상승함에 따라 응집체 내부에서의 치밀화가 본격적으로 일어나게 되고 입자들의 neck형성이 현저하게 된다. 1400℃이상의 소결에서는 0.1부근의 크기를 가진 기공이 완전히 소멸하였게 된다. 이와 같은 기공의 소멸온도인 1500℃이하에서는 정상적인 입성장이 일어나며, 이 경우에는 기공의 성장과 입자의 성장이 동시에 일어나게 된다. 우리의 실험에서는 시간에 따른 지르코니아의 입성장을 다루었는데 같은 온도에서 소결 시간을 증가 시키게 되면 기공의 소멸과 입자들의 결합으로 인해 입자의 크기는 증가하게 된다.

4. 결 론
- 이번실험은 지르코니아의 소결시간이 소결밀도의 변화, 입경크기, 상전이의 변화에 어떠한 영향을 미치는지 알아보는 실험을 하였다. 1100℃, 1200℃, 1300℃, 1400℃에선 2hr holding, 1500℃에서 2hr holding, 4hr holding, 8hr holding, 16hr holding 소결을 했다. 소결시 소결이 잘 안되면 기공이 생겨 밀도의 오차가 생긴다. 또한 물을 끓이는 것은 open pore를 채우기 위해서이다. 젖은 거즈로 표면을 담가줘야 open pore안에 물이 빠져나가지 않는다. 이렇게 실험을 해서 위의 결과를 얻었다.

참고자료

· 없음