Properties of Yttria Partially Stabilized Zirconia Nano-Powders Prepared by Coprecipitation Method

The Yttria Partially Stabilized Zirconia powder was prepared by spontaneous precipitation method using $ZrOCl_2{\cdot}8H_O-YCl_33{\cdot}6H_2O$ solution as a starting materials. The optimal experimental conditions such as concentration and pH of starting solutions, the amounts of stabilizer $Y_2O_3$ used, and sintered temperature were carefully studied. The best condition for synthesizing $ZrO_2$ was experimentally selected and applied throughout this study for the preparation of the 3 mole% $Y_2O_3$ partially stabilized zirconia, 3YSZ. The physical properties of 3YSZ was examined by XRD, Raman, DT A, and SEM. The structural transition from pure monoclinic high temperature $ZrO_2$ to tetragonal room temperature 3YSZ was made possible by the added amount of $Y_2O_3$ in the $ZrO_2+Y_2O_3$ system. All Raman Spectrum band appeared in the lower wave numbers rather than in higher wave numbers as structure changes from monoclinic to tetragonal.

공침법으로 합성한 이트리아 부분안정화 지르코니아 나노분말의 특성

[ $ZrO_2+Y_2O_3$ ] 계 분말결정을 $ZrOCl_2{\cdot}8H_O-YCl_33{\cdot}6H_2O$를 출발물질로 하여 공침법으로 합성하였다. 출발물질의 농도, 용액의 pH, 부분안정화제로 사용된 $Y_2O_3$의 양, 합성 후 소결온도 등 합성에 요구되는 실험변수에 따른 상 변이에 대한 연구결과를 바탕으로 실험조건을 고정시켜 3 mole% $Y_2O_3$를 포함하는 부분안정화 지르코니아 3YSZ를 합성할 수 있었다. 합성된 3YSZ의 소결특성에 따른 $ZrO_2$ 상전이에 대한 연구를 위하여 XRD, Raman, DTA 및 SEM을 사용하였다. 순수한 $ZrO_2$에 비하여 합성된 3YSZ는 $ZrO_2+Y_2O_3$ 계에서 $Y_2O_3$의 함량 면화에 따라 순수한 $ZrO_2$고온상의 단사정상에서 정방정상으로 상전이가 일어나게 되고 이때 Raman 스팩트럼이 낮은 파수쪽에서 현저하게 나타나는 것으로 쉽게 구분이 되었다.