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상압소결 ZTA의 분말 성형 공정 최적화
Optimization of powder compaction parameters for the pressureless sintered ZTA

신동우   (경상대학교 재료공학부 무기복합재료연구실, 첨단소재연구소UU0000114  ); 김경도   (경상대학교 재료공학부 무기복합재료연구실, 첨단소재연구소UU0000114  ); 박삼식   (경상대학교 재료공학부 무기복합재료연구실, 첨단소재연구소UU0000114  ); 임창성   (한서대학교 재료공학과UU0001506  ); 이수완   (선문대학교 재료공학과UU0000751  );
  • 초록

    $ZTA:\;Al_2O_3/\;15\;vol{%}\;ZrO_2$ (Zirconia Toughened Alumina : ZTA)를 상압소결에 의해 제조시 분무건조한 granule의 특성에 따른 성형밀도 및 소결밀도의 변화를 고찰하여, 소결밀도의 재현성을 향상시킬 수 있는 성령 공정 조건을 제시하였다. 결합제의 첨가 유무에 따라 granule의 구형도, 평균크기, granule 내의 hollow의 생성정도, 수분함유량 등이 다름을 확인하였다. granule의 물성 차이가 성형거동에 미치는 영향을 성형압(80~120MPa)과 성형방법(일축성형과 정수압 성형)에 따른 성형밀도의 변화를 통하여 조사하였다. granule의 특성 변화에 의한 밀도의 낮은 재현성은 성형압과 성형방법의 최적화를 통하여 극복될 수 있음을 확인하였다. 즉 가능한 낮은 압력(80MPa)에서 일축성형한 후 고압(500MPa)에서 정수압 성형하였을 때 소결후 밀도변화는 1%이내에서 조절되었다.


    The dependence of green and sintered densities of Zirconia-Toughened Alumina ( $ZTA:\;Al_2O_3/\;15\;vol{%}\;ZrO_2$ ) on the properties of spray-dried granules was studied thoroughly to establish the optimum compaction condition leading to high reproducibility in the light of sintered density. The sphericity, mean size, degree of hollow occurrence and moisture content of spray-dried granules were largely different in between the granule containing binder and the ones with no binder. The effect of these differences in the characteristic of granules on the compaction behavior was examined in terms of the compaction pressure from 80 MPa to 120 MPa 10 MPa increment and the compaction method, i.e., uniaxial and cold isostatic pressing. This work confirmed that the reproducibility of sintered density caused by the variation of granule property could be improved by the optimization of compaction process. The variation of sintered density was controlled within 1 % deviation by compacting the granules under a relatively low pressure of 80 MPa in an uniaxial forming and subsequent cold isostatic pressing at high pressure of 500 MPa.


  • 참고문헌 (6)

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 저자의 다른 논문

  • 신동우 (22)

    1. 1996 "세라믹 섬유 복합체의 제조 및 물성 향상" 한국결정성장학회지 = Journal of the Korean crystal growth and crystal technology 6 (2): 203~212    
    2. 1996 "Phase Distribution and Interface Chemistry by Solid State SiC/Ni Reaction" The Korean journal of ceramics 2 (1): 19~24    
    3. 1997 "Tribological Behaviour of the Si/SiC and the Si/SiC/Graphite Composites" The Korean journal of ceramics 3 (1): 47~51    
    4. 1997 "층상 및 섬유상 $Al_2O_3$ 거시복합체의 파괴거동" 요업학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society 34 (7): 758~766    
    5. 1997 "$WS_2$ 고체 윤활제의 합성" 윤활학회지 = Journal of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers 13 (4): 60~65    
    6. 1998 "$WS_2$ 고체윤활제의 마찰.마모 거동" 윤활학회지 = Journal of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers 14 (2): 35~41    
    7. 1999 "탄소섬유/Si/SiC 및 탄소섬유/탄소/SiC 복합재의 기계적 물성" 복합재료 : 한국복합재료학회지 = Journal of the Korean Society for Composite Materials 12 (3): 8~16    
    8. 1999 "$WS_2$고체윤활제의 합성 및 구름베어링 적용" 윤활학회지 = Journal of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers 15 (1): 77~82    
    9. 1999 "질화규소 세라믹볼의 구름피로수명" 윤활학회지 = Journal of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers 15 (2): 150~155    
    10. 1999 "WS2 고체윤활제 개발 및 상품화" 세라미스트 = Ceramist 2 (5): 43~46    
  • 김경도 (3)

  • 임창성 (26)

  • 이수완 (19)

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