Abstract
$Al_2O_3/ZrO_2$ composites were fabricated by pressureless sintering from commercial powders and/or nano composite powder of $Al_2O_3/ZrO_2$. The Properties of the composites such as density, strength, hardness and fracture toughness were evaluated. Microstructures and fracture surfaces ware also examined. The flexural strength remains unchanged(~640 MPa) as long as the content of commercial powders is not extreamly high, and depends on microstructures of the composites. Fracture toughness(4.3-5.3 $Mpa{\cdot}m^{1/2}$) increases with increasing content of commercial powders. Fractography shows that failure-initiating sources are 1)surface flaws resulting from machining damage, 2)crack-shaped voids formed due to $ZrO_2$ agglomeration, and 3)surface separation caused by inhomogeneous blending and by sinterability difference between nato composite powder and commercial powders of $Al_2O_3/ZrO_2$. Failure mode of the composites was mainly transgranular.
$Al_2O_3/ZrO_2$복합분말에 상릉분말을 침가하여 상압소결법으로 $Al_2O_3/ZrO_2$복합체를 제조한 후, 밀도, 강도, 경도 및 파괴인성등의 물성을 측정하였으며 미세구조 및 파괴단면도 관찰하였다. 상용분말의 침가량이 중량비로 50%이하인 경우에는 평균 꺽임 강도가 640 MPa정도로 거의 변화가 없었으며, 50%이상 첨가된 경우에는 강도가 저하되었는데, 이는 미세조직과 관계가 있는 것으로 생각된다. 또한 파괴인성(4.3-5.3 $Mpam^{1/2}$)값은 상용분말 첨가량에 비례하여 증가하였다. 파괴단면 관찰결과 파괴원인으로는 가공에서 생기는 표면 결함, $ZrO_2$ agglomeration에 의한 crack-like void 및 $Al_2O_3/ZrO_2$ nano복합체 분말과 상용분말간의 소결성 차이에서 생기는 계면 분리등이 관찰되었는데, nano 복합 분말만을 사용한 소결체에서는 가공에 의한 표면 결함만이 파괴원으로 작용하였다. 또한, 파괴형태는 주로 transgranular fracture이었다