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요업학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society v.34 no.1, 1997년, pp.102 - 108   피인용횟수: 1

$Y_2O_3-CeO_2-ZrO_2$ 구조세라믹스의 제조 및 특성 : II. 소결체의 기계적 성질 및 열적 안정성
Preparation and Characteristics of $Y_2O_3-CeO_2-ZrO_2$ Structural Ceramics : II. Mechanical Properties and Thermal Stability of Sintered Body

오혁상    (부산대학교 무기재료공학과   ); 이윤복    (부산대학교 무기재료공학과   ); 김영우    (포항산업과학연구원   ); 오기동    (부산대학교 무기재료공학과   ); 박홍채    (부산대학교 무기재료공학과  );
  • 초록

    수용성 ZrOCl2.8H2O, YCl3.6H2O 및 Ce(NO3)3.6H2O를 사용하여 공침법으로 다양한 조성의 Y2O3-CeO2-ZrO2 분말을 합성하고, 이들의 압분체를 1400, 150 $0^{\circ}C$ 에서 2시간동안 공기 중에서 상압소결하였다. 2mol%Y2O3-ZrO2 조성의 140 $0^{\circ}C$ 소결체는 강도(1003MPa)와 미세경도(12.6GPa) 면에서 제일 우수하였으나, 인성은 10mol%CeO2-ZrO2의 경우가 13.3MPa.m1/2로 제일 높았다. CeO2-ZrO2에Y2O3의 첨가는 소결체의 평균 결정입자의 크기를 감소시켰고, 이로 인하여 강도와 경도는 증가하지만 인성은 감소하였다. 반면에 Y2O3-ZrO3에 CeO2의 첨가는 수열분위기에서 장시간 저온시효동안 정방정상의 안정화를 향상시키는 효과를 나타내었다.


    ZrO2 powders stabilized with Y2O3 and CeO2 of various compositions were prepared by the coprecipitation of water-soluble ZrOCl2.8H2O, YCl3.6H2O and Ce(NO3)3.6H2O, and their compacts were pressurelessly sintered at 1400 and 150 $0^{\circ}C$ for 2hrs in air. 2mol% Y2O3-ZrO3 showed the most superior strength (1003MPa) and microhardness (12.6GPa), while 10 mol%CeO2-ZrO2 had the hightest toughness (13.3 MPa.m1/2) after sintering at 140 $0^{\circ}C$ . The addition of Y2O3 into Y2O3-ZrO3 decreased mean grain size and increased strength and hardness but decrease toughness. On the other hand, the addition of CeO2 into Y2O3-ZrO2 enhanced the stability of tetragonal phase during low-temperature aging for a long time under hydrothermal atmosphere.


  • 주제어

    $Y_2O_3-CeO_2-ZrO_2$ powders .   Strength .   Microhardness .   Toughness .   Stability of tetragonal phase .   Low-tem-perature aging .   Hydrothermal atmosphere.  

  • 참고문헌 (19)

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    2. Sintering of ZrO2 in HCI Atmospheres , M. J. Ready;D. W. Ready , J. Am. Ceram. Soc. / v.67,pp.580-582,
    3. Preparation and Characteristics of Y₂O₃-CeO₂-ZrO₂Structural Ceramics: Ⅰ. Synthesis and Sinterability of Powder , H. S. Oh;Y. B. Lee;Y. W. Kim;K. D. Oh;H. C. Park , J. Kor. Ceram. Soc. / v.33,pp.1057-1063,
         
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    17. Yittria-Ceria Stabilized Tetragonal Zirconia Polycrystals Sintering, Grain Growth and Grain Boundary Segregation , M. M. R. Boutz;A. J. A. Winnubst;A. J. Burggraaf , J. Eur. Ceram. Soc. / v.13,pp.89-102,
    18. Equilibrium Penny-like Cracks in Indentation Fracture , B. R. Lawn;E. R. Fuller , J. Mat. Sci. / v.10,pp.2016-2024,
    19. Improvement to the Thermal Stability of Yittria-Doped Tetragonal Zirconia Polycrystals by Alloying with Various Oxides , T. Sato;S. Ohtaki;T. Endo;M. Shimada;S. Sumiya(ed.);N. Yamamoto(ed.);H. Hanagida(ed.) , Advances in Ceramics;Science and Technology of Zirconia Ⅲ / v.24,pp.29-37,
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. 1999. "Microstructure and Mechanical Properties of $Al_2$O$_3$/t-ZrO$_2$ Particulate Composites" 요업학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society, 36(7): 734~741     

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    1. 1996 "$Y_2O_3-CeO_2-ZrO_2$ 구조세라믹스의 제조 및 특성 : I 분말의 합성 및 소결성" 요업학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society 33 (9): 1057~1063    
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