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첨단기술정보

초탄성/형상기억 세라믹

전문가 제언: 일반적으로 세라믹 재료는 0.1% 미만의 아주 작은 변형에도 깨어져버린다. 그런데 최근 Lai 등(Science, 341, 1505, 2013)은 CeO2로 도핑한 ZrO2 시편이 7% 이상의 가역적 초탄성(superelastic) 변형을 일으키는 것을 보였다. 참고로 7%의 변형에 의해 찌그러진 알루미늄 캔은 절대로 원상으로 되돌릴 수 없다. 또 이들은 CeO2-Y2O3-ZrO2 시스템은 형상기억 거동을 나타냄을 보였다. 즉, 외부응력에 의해 상변태를 일으킨 세라믹에 열을 가하면 원래의 상으로 돌아가 모양과 크기를 회복한다. Lai 등은 세라믹이 이런 효과를 보이려면 두 가지 요구조건을 만족시켜야함을 보였다. 첫째, 세라믹이 외부응력에 의해 마텐자이트 스타일의 무확산(diffusionless) 상변태를 일으킬 수 있어야 한다. 둘째, 세라믹 시편의 부피를 줄여 표면적/부피 비율을 크게 해주어야 한다. 이런 종류의 형상기억세라믹은 형상기억합금을 사용할 수 없는 고온에서 응용이 가능할 것이다.