[논문자료]Hot-press법으로 제조된 Y₂O₃와 Nb₂O<SUB>5</SUB>가 첨가된 정방정 ZrO₂의 고온열화

출처: 픽사베이

Hot-press법으로 제조된 Y₂O₃와 Nb₂O<SUB>5</SUB>가

첨가된 정방정 ZrO₂의 고온열화

 

ZrO₂-Y₂O₃-Nb₂O5 삼성분계에서 90.24 mol% ZrO₂-5.31mol% Y₂O₃-4.45mol% Nb₂O5의 조성을 가진 정방정 지르코니아를 hot-press법으로 제조하여 기계적 특성과 고온열화 현상을 조사하였다. 1400℃에서 1시간 Ar 분위기 하에서 hot-press한 경우 400℃ 이하의 온도에서 상 안정성이 유지되었으며 상온에서 4점 곡강도값과 파괴인성값이 각각 1010MPa, 7.5MPam<SUP>1/2</SUP> 이었다. 하지만 400℃ 이상의 온도에서 100시간 열처리한 소결체는 CO의 산화반응에 의한 공동을 형성시켜 강도값이 급격히 감소하는 고온열화 현상이 관찰되었다. XPS 실험결과 시편에 유입된 탄소의 형태는 C-O 혹은 C=O로 확인되었다. Y₂O₃와 Nb₂O5가 첨가된 정방정 지르코니아는 열처리 후 고온열화 현상에도 불구하고 열처리 전이나 후 모두 곡강도값과 파괴인성값이 같은 소결조건의 상용 3Y-TZP보다 우수하였다.

 

Tetragonal ZrO₂ polycrystal (TZP), consisted of 90.24 mol% ZrO₂-5.31 mol% Y₂O₃-4.45 mol% Nb₂O5, were prepared using hot-press and mechanical properties and high-temperature degradation were investigated. The specimen, hot-pressed for 1h at 1400℃ in Ar atmosphere, exhibited flexural strength of 1010 MPa and fracture toughness of 7.5MPam<SUP>1/2</SUP> and experienced no low-temperature degradation below 400℃. However, as aged for 100h at temperatures higher than 400℃, TZP was suffered by high-temperature degradation due to an extensive cavitation caused by the oxidation of carbon. XPS observation revealed that the carbon incorporated in TZPs during hot-pressing exist as either an ether-type CO or a carbonyl-type C=O. Despite of the high-temperature degradation of t-ZrO₂ co-doped with Y₂O₃ and Nb₂O5, its flexural strength and fracture toughness were superior to those of the commercial 3 mol% Y₂O₃-TZP hot-pressed under the identical condition as determined before and after the aging treatment.

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출처: http://www.riss.kr/search/detail/DetailView.do?p_mat_type=1a0202e37d52c72d&control_no=6027e789f89faae0ffe0bdc3ef48d419

 

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