• 제목/요약/키워드: $ZrO_2$-C

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$Al_2O_3-ZrO_2-SiC$ Whisker 복합재료에서의 R-curve 거동에 관한 연구 (Study on the R-curve Behaviour in $Al_2O_3-ZrO_2-SiC$ Whisker Comosite)

  • 김현하;박현;최성철
    • 한국세라믹학회지
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    • 제30권9호
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    • pp.731-739
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    • 1993
  • R-curve measurements were performed on Al2O3(matrix)-ZrO2-SiC whisker composite and Al2O3-ZrO2, Al2O3-SiC whisker composites in the favor of comparing the effect of ZrO2 and SiC whisker, as a second phase, to Al2O3 matrix. Al2O3-SiC whisker and Al2O3-ZrO2-SiC whisker were fabricated by hot pressing at 1$700^{\circ}C$, 15MPa and Al2O3-ZrO2 by pressureless sintering at 1$600^{\circ}C$. A controlled flaw/strength technique was utilized to determine fracture resistance as a function of crack extension and R-curve behaviour was determined from the relationship which is KR=K0(Δa)m. R-curveresults were KR=6.173$\times$Δa0.031 for Al2O3-ZrO2, KR=18.796$\times$Δa0.172 for Al2O3-SiC whisker and KR=11.96$\times$Δa0.110 for Al2O3-ZrO2-SiC whisker composite. From the analysis of R-curve and expeirmental data above three composites, it is found that R-curve behaviour of Al2O3-ZrO2-SiC whisker composite was dominated initially by the strengthening effect of ZrO2 and after, some extended crack were influenced by the effect of SiC whisker. Analysis of SEM and X-ray data revealed that whisker bridging in the crack wake and whisker pull-out mechanisms were the main mechanism for the R-curve behaviour.

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마그네시아 소결체의 미세구조와 강도에 미치는 $ZrO_2$의 영향 (Influence of $ZrO_2$ on Microstructure and Mechanical Strength of Sintered Magnesia)

  • 이윤복;이종현;박홍채;오기동
    • 한국세라믹학회지
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    • 제31권9호
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    • pp.1053-1059
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    • 1994
  • The influence of ZrO2 addition on microstructre and mechanical strength of magnesia ceramics were discussed. ZrO2 was existed as a cubic phase resulted from MgO solubility into ZrO2 on firing at temperature range from 130$0^{\circ}C$ to 1$600^{\circ}C$ for 2 h. The addition of ZrO2 markedly promoted the densification of MgO also above 150$0^{\circ}C$ and the sintered density at 1$600^{\circ}C$, 2 h reached to 95.2% of the theoretical. The solubility of MgO into c-ZrO2 was about 7.68 wt% and it was segregated at grain boundary on cooling to room temperature. ZrO2 existing as a second phase retarded the grain growth of MgO. The bending strength were increased to 240 MPa with the amount of ZrO2.

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지르콘의 탄소열환원에 의한 ZrC/SiC의 합성 (Preparation of ZrC/SiC by Carbothermal Reduction of Zircon)

  • 박홍채;이윤복;이철규;오기동
    • 공업화학
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    • 제5권6호
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    • pp.1044-1055
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    • 1994
  • Ar 또는 $Ar/H_2$ 가스유통(100~500ml/min)하에서 $ZrSiO_4/C$계 및 $ZrSiO_4/Al/C$계로부터 ZrC/SiC 복합분체의 합성을 $1600^{\circ}C$ 온도범위 내에서 시도하고, 이의 생성기구, 생성속도 및 분체특성을 검토하였다. $ZrSiO_4/C$계에서는 $1400^{\circ}C$ 이상에서 $ZrO_2(s)$와 SiO(g)가 각각 탄소와 경쟁반응하여 ZrC 및 SiC를 생성하였다. ZrC생성을 위한 겉보기활성화에너지는 약 18.5kcal/mol($1400-1600^{\circ}C$)이었다. 한편 $ZrSiO_4/Al/C$계에서는 $1200^{\circ}C$ 이상에서 ZrO(g)가 Al(l, g) 및 탄소와 반응하여 ZrC를 생성하였으며, $1300^{\circ}C$ 이상에서는 SiO(g)가 Al(l, g) 및 탄소와 환원-탄화반응하여 SiC를 생성하였다. $1600^{\circ}C$, 5시간 반응으로 얻은 생성물은 평균입경 $21.8{\mu}m$을 갖는 분말로서 ZrC의 격자정수는 $4.679{\AA}$, 결정자크기는 $640{\AA}$이었으며 SiC의 격자정수는 $4.135{\AA}$, 결정자크기는 $540{\AA}$ 정도이었다.

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Al$_2$O$_3$/t-ZrO$_2$ 입자복합체의 미세구조 및 기계적 성질 (Microstructure and Mechanical Properties of $Al_2$O$_3$/t-ZrO$_2$ Particulate Composites)

  • 심동훈;이윤복;김영우;오기동;박홍채
    • 한국세라믹학회지
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    • 제36권7호
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    • pp.734-741
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    • 1999
  • Al2O3와 t-ZrO2 분말의 압분체를 공기중 150$0^{\circ}C$ 및 1$600^{\circ}C$에서 2시간 소결하여 제조된 입자복합체의 미세구조와 기계적 성질을 조사하였다. 소수의 미세한 구상의 ZrO2입자는 Al2O3의 입내에 존재하였으나 대분분은 입계에 존재하여 Al2O3의 입계를 고정시키는 것이 가능하였고, 따라서 Al2O3의 입성장을 둔화시켰다. 소결할 동안 입계 ZrO2 입자의 조대회는 응집된 ZrO2 입자내에서의 입계의 소멸과 Al2P3 입계의 이동에 의해서 끌어 당겨진 ZrO2 입자의 합체(coalescence)에 의해서 일어날 수 있었다. ZrO2의 첨가에 의한 Al2O3의 기계적 성질의 변화는 기지상인 Al2O3의 미세구조와 분산된 ZrO2 입자의 크기와 구조에 의존하였다.

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SiC 첨가한 ZrO2의 기계적 특성에 대한 와이블 통계 해석 (Weibull Statistical Analysis on Mechanical Properties in ZrO2 with SiC Additive)

  • 남기우;김선진;김대식
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권9호
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    • pp.901-907
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    • 2015
  • 비커스 경도 실험은 세라믹스 재료의 경도를 특성화하는데 사용되는 일반적인 실험법이다. 그러나 경도도 하나의 확률변수로 취급하는 것이 일반적이다. 본 연구의 목적은 단상 $ZrO_2$ 와 SiC 첨가한 $ZrO_2/SiC$ 복합 세라믹스의 굽힘강도와 비커스 경도의 통계적 성질을 조사하는 것이다. 본 연구에서는 와이블 통계 해석에 기초하여 그들의 결과를 특성치와 변동을 비교 고찰하였다. 굽힘강도 및 비커스 경도는 모두 와이블 분포에 비교적 잘 적합할 수 있음을 알았다. 또한 단상 $ZrO_2$ 와 SiC 첨가한 $ZrO_2/SiC$ 복합 세라믹스와 그들의 열처리재에 대한 비커스 경도의 확률분포에 대한 척도 및 형상 파라메터 값을 평가하였다.

반응소결로 얻어진 $Al_2O_3$-$ZrO_2$-Nb 복합체의 미세구조와 기계적 성질 (Microstructure and Mechanical Properties of $Al_2O_3$-$ZrO_2$-Nb Composites Prepared by Reaction Sintering)

  • 이수민;신유선;강석중
    • 한국세라믹학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.422-428
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    • 1991
  • The reaction sintering of Al2O3-ZrO2-Nb composite has been investigated using Al2O3, and ZrAl2 powders. Two kinds of specimens, 78.3Al2O3-14.0Nb2O5-7.7ZrAl2 in wt.% (AZN-5) and 72.3Al2O3-13.8Nb2O5-7.5ZrAl2-6.4ZrO2(AZN-10), were prepared. Powder compacts were sintered at various temperatures between 1$600^{\circ}C$ and 1$700^{\circ}C$ for 30 min in Ar. DTA and X-ray analysis have showen that a reaction between Nb2O5 and ZrAl2 started at 149$0^{\circ}C$ to form Al2O3, ZrO2, and Nb. The sintered density increased with the sintering temperature. AZN-10 specimen showed higher density than AZN-5 specimen for almost all the experimental conditions. Al2O3-ZrO2-Nb composite hot pressed after reaction sintering showed higher toughness and lower hardness than hot pressed Al2O3-ZrO2. The crack propagated through many metallic Nb particles which showed plastic deformation, and this is the cause of the increase in toughness of Al2O3-ZrO2-Nb composite over Al2O3-ZrO2.

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PZT분말의 수열합성에 관한 연구 (Hydrothermal Precipitation of PZT Powder)

  • 이경희;이병하;대문정기;천하희흥지;강원호;박한수
    • 한국세라믹학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.397-403
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    • 1987
  • Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 powders were prepared by hydrothermal synthesis. Using soluble salts such as Pb(NO3)2, TiCl4 and ZrOCl2$.$8H2O and oxide such as PbO and TiO2 as starting materials, PZT powder was hydrothermally synthesized at the temperature range between 150$^{\circ}C$ and 200$^{\circ}C$. The result showed that reactivity by alkali was decreased in the sequence of Pb(NO3)2, TiCl4, ZrOCl2, PbO, TiO2 and ZrO2. Using the first three soluble salts, PZT powder was synthesiged at 150$^{\circ}C$ for 1hr. In PbO-TiCl4-ZrOCl2 system, PZT powder was synthesized at 150$^{\circ}C$ for 8rs. In Pb(NO3)2-TiO2-ZrOCl2 system, PZT powder was synthesized at 150$^{\circ}C$ for 16hrs, in PbO-TiO2-ZrOCl2 system, the powder was synthesized at 200$^{\circ}C$ for 8hrs.

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Al2O3/ZrO2-Spinel계 복합체의 미세구조 및 물성제어: I. Al2O3-ZrO2 복합분체의 제조 및 소결특성 (Control of Microstructures and Properties of Composites of the Al2O3/ZrO2-ZrO2-Spinel System: I. Preparation and Sintering Behavior of Al2O3-ZrO2 Composite Powders)

  • 현상훈;송원선
    • 한국세라믹학회지
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    • 제29권10호
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    • pp.797-805
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    • 1992
  • Al2O3-20 wt% ZrO2 composite powders to be used as the starting materials of the Al2O3/ZrO2-Spinel composite system were prepared by the use of the emulsion-hot kerosene drying method. The crystalline phase of ZrO2 in the synthesized Al2O3-ZrO2 composite powders was 100% tetragonal but the small amount of t-ZrO2 was transformed into m-ZrO2 after crushing. The hardness, fracture toughness, and flexural strength of the composite, which was sintered at 1650$^{\circ}C$ for 4 hrs after calcining at 1100$^{\circ}C$ for 2 hrs and had the relative density of 99%, were 15.7 GPa, 4.97 MN/m3/2, and 390 MPa, respectively. The fracture form in the sintered composites was found to be the intergranular fracture.

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졸-겔법에 의한 $Y_2O_3-ZrO_2$계와 $CaO-ZrO_2$계 섬유의 제조 및 Raman Microprobe에 의한 상분석 (Fabrication of $Y_2O_3-ZrO_2$ and $CaO-ZrO_2$ Fibers by Sol-Gel Process and Their Phase Characterization by Raman Microprobe)

  • 황진명;은희태;권혁기
    • 한국세라믹학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.104-114
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    • 1994
  • ZrO2 fibers were fabricated by means of the Sol-Gel process using Zr(O-nC3H7)4-H2O-C2H5OH-HNO3 solution as a starting material. The optimum experimental parameters such as molar ratio of starting materials, concentration, temperature, viscosity, the amounts of stabilizer and the pH of solution were determined. The experimentally determined optimum variables which produce good ZrO2 fibers were used to manufacture the Y2O3-and CaO-ZrO2 fibers. The amounts of Y2O3 and CaO were varied within the range from 1.5~5 mol% and 3~15 mol% respectively. The phase transformation and microstructural evolution of the fabricated ZrO2 gel fibers were investigated after heat treatments up to 120$0^{\circ}C$ by X-ray diffraction, Raman microprobe spectroscopy, SEM, and specific surface area and pore volume measurements. From the analysis of X-ray diffraction and Raman spectra, the phase of heat treated Y2O3-and CaO partially stabilized ZrO2 gel fibers(Y2O3:2.5~3 mol%, CaO:6~9 mol%) were identified as a tetragonal phase up to 100$0^{\circ}C$. The maximum tensile strength of 2.5Y2O3-97.5ZrO2 and 6CaO-94ZrO2 (in mol%) fibers heat treated at 100$0^{\circ}C$ for 1 hr was found be 1.3~2 GPa with diameters of 10~20 ${\mu}{\textrm}{m}$.

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고온수중에서 ZrO2의 코발트흡착 특성에 대한 연구 (A Study on the Adsorption Characteristic of Cobalt on ZrO2 in High-Temperature Water)

  • 김유환;배성렬
    • 공업화학
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    • 제8권2호
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    • pp.267-275
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    • 1997
  • 본 연구는 졸-겔법을 이용하여 제조한 $ZrO_2$의 하소 온도에 따른 분말특성을 조사하고, 고온수에서 $ZrO_2$$Co^{2+}$ 흡착특성을 교반기가 달린 압력용기를 이용한 회분식 흡착 실험으로 알아보았다. 졸-겔법을 이용하여 $ZrO_2$분말을 제조하고, $600{\sim}1400^{\circ}C$로 하소한 후, X-선 회절법, SEM, BET 방법, Fourier transform 적외선 (FT-IR), 열중량 및 열시차분석법(TG-DTA)등을 이용하여 특성 변화를 조사하였다. 비정질의 질코니아는 $480^{\circ}C$부터 tetragonal 질코니아가 생성되고 $600{\sim}1000^{\circ}C$ 온도범위에서는 tetragonal 질코니아와 monoclinic 질코니아가 공존하며, $1200^{\circ}C$에서는 tetragonal 질코니아에서 monoclinic 질코니아로의 상변태가 나타났으며, 고온수에서 하소온도가 $600^{\circ}C$$ZrO_2$의 흡착제의 코발트 평형흡착용량은 0.16 meq/g 이었다. $125^{\circ}C$ 이상의 고온에서의 흡착반응은 비가역 흡열반응이며, $600^{\circ}C$에서 하소한 $ZrO_2$의 표준엔탈피 변화값(${\Delta}H^{\circ}$)은 약 18 kJ/gmol 이였다.

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