Cubic zirconia single crystal growth using shell by skull melting method

In this research, cubic zirconia is synthesized with a refined CaO from shells as a stabilizer through Skull melting method. The proper process time and concentration are defined by Hydration reaction to produce the refined CaO after two different treatments using 0.1 mol% of HCl respectively with Cockle shell. The highest purity of CaO is reached when the shell is immersed in 1 mol% HCl. In Hydration reaction step, the pure $Ca(OH)_2$ is produced at $45^{\circ}C$ for 24 hours. The highest purity of CaO is measured when the $Ca(OH)_2$ is treated by heat at $1200^{\circ}C$ for 5 hours. The single crystals are grown through Skull melting method by adding the different contents of the refined CaO from 10 mol% to 30 mol% into $ZrO_2$. The frequency of High-frequency oscillator used for Skull melting method is 3.4 MHz. The descending speed of the single crystal is 3 mm/hour. The grown length of the single crystal is 4 cm. As a result of this study, 15 mol% of CaO has the best crystallinity.

스컬용융법에 의한 패각을 이용한 큐빅지르코니아 단결정 성장

본 연구에서는 안정화제로, 패각으로부터 정제한 CaO를 사용하여 Skull melting법으로 큐빅 지르코니아를 성장시켰다. 꼬막 패각을 HCl을 0.1~1 mol%로 1차 처리한 후 수화반응을 거쳐 최적의 처리시간과 농도를 검토하였다. HCl을 1 mol%의 농도로 처리했을 때 가장 순도가 높았으며 수화반응시 $45^{\circ}C$의 온도로 24시간 동안 반응시킬 때 완전한 $Ca(OH)_2$ 를 얻을 수 있었다. $Ca(OH)_2$를 $1200^{\circ}C$에서 5시간 처리하였을 때 CaO의 순도가 가장 높게 측정되었다. 패각으로부터 얻어진 CaO를 $ZrO_2$에 첨가하여 함량을 10~30 mol% 로 변화시켜 Skull melting법으로 단결정을 성장시켰다. Skull melting법에 사용된 고주파 발진기의 주파수는 약 3.4 MHz이며 단결정의 하강속도는 시간당 3 mm로 4 cm 길이로 성장시켰다. 실험결과 CaO의 함량이 15 mol% 일 때 결정성이 가장 우수했다.