알루미나에서 강도에 미치는 마모의 영향

세라믹재료는 ductility가 작아 그 강도가 균열의 가혹성, 즉 크기와 모양에 의하여 결정되는 특징을 가지고 있다. 한편 마모는 표면에 균열을 생성시킬 수 있기 때문에 강도에 큰 영향을 미칠 수 있다. 그러나 지금까지 강도에 미치는 마모의 영향은 잘 밝혀져 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 세라믹재료중에서도 물리적 성질들이 잘 알려져 있는 알루미나를 택하여 마모기구를 관찰하고 마모가 강도에 미치는 영향을 관찰하였다. 소결후 고온등방가압 처리된 알루미나 소결체를 입수하여 3mmX4mmX40mm크기의 굽힘시험시편으로 가공하였다. 두개의 4mmX40mm면중에서 한명을 diamond paste $1\mu m$까지 사용하여 polishing하였다. 시편의 polishing된 면위에 질화규소 볼을 올려 놓고, 하중을 가한 상태에서 볼을 와복운동시켰다. 시편위에 형성되는 마모흔적의 길이를 16mm이상이 되도록 하였다. 왕복속도는 약 2 헤르쯔도 하였다. 하중은 300, 600, 900N으로 하였다. 윤활유로는 paraffin oil을 사용하였다. 마모시험이 끝난 시편을 광학현미경 및 주사전자현미경으로 관찰한 후, 4-점굽힘시험하여 강도를 구하였다. 4-점굽힘시험시 외부 및 내부 지지점간의 거리는 30mm, 10mm로 하였으며, cross head speed는 분당 0.5mm로 하였다.