플래시 소결에 의해 제조한 SiC 위스커 강화 ZrO2 복합재료

전문가 제언

 

○ 플래시 소결(flash-sintering)은 전통적인 소결보다 훨씬 낮은 로 온도에서 수초 내에 재료를 치밀화할 수 있어, 복합 세라믹스 재료의 제조 기술로 주목을 받고 있는 기술이다. 금형을 사용하지 않기 때문에 전류는 시료를 통해 흐르게 되고, 플래시 공정은 수축과 치밀화를 단시간 내에 성취할 수 있다.

 

○ 지르코니아 세라믹스는 높은 파괴인성을 갖고 있어 중요한 구조 세라믹 재료로 알려져 있지만, 온도 증가에 따라 성능이 저하하는 문제가 있다. 이를 개선하기 위하여 SiC 위스커가 강화제로 광범위하게 사용되어 왔으나, 소결하는 동안 위스커와 ZrO2 기지의 수축률 차이로 인한 응력의 발생으로 복합재료를 제조하는 것은 용이하지 않다.

 

○ SiC 위스커 강화 세라믹스 복합재료의 특성을 향상시키려는 다양한 소결 공정들이 시도되고 있다. 본고는 전기장으로 보조된 플래시 소결에 의해 합성된 SiC 위스커 강화 지르코니아 세라믹스에 대해 다루었다. 합성된 SiCw-ZrO2 복합재료의 치밀화, 그리고 위스커와 ZrO2의 결합 정도가 종래 방식으로 고온에서 소결한 재료보다 상당히 우수하였다.

 

○ 지르코니아 세라믹스가 우수한 파괴인성을 가짐이 밝혀진 1970년대 후반부터 중요한 구조재료 중 하나로써 주목받았고, SiC 위스커로 강화된 ZrO2가 1990년대 중반에 소개된 이후 다양한 합성 방법들이 시도되었다. 2010년대에 들어와 전기장으로 보조된 플래시 소결 기술이 세라믹 복합재료 제조에 새롭게 적용되면서, 미국이 선도하고 영국, 일본, 중국 등에서 연구 활동이 급속하게 증가하고 있다.

 

○ 한국은 1980년대 후반부터 멀라이트, Al2O3, ZrO2 산화물, 2000년대부터 C, SiC, Si3N4 비산화물 등의 기지에 SiC 위스커로 강화된 복합재료를 합성한 연구들이 있다. 이들 대부분의 복합재료 제조에는 상압 소결 또는 고온 가압소결 기술이 적용되었다. 세라믹 복합재료 합성을 위해 최근에 개발된 전기장 보조 플래시 소결 기술이 적용된 바는 없으나 앞으로 관심을 가질 필요가 있다.

저자

D. Liu, Y. Gao, J. Liu, K. Li, F. Liu, Y. Wang, L. An

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

36()

잡지명

Journal of the European ceramic society

과학기술
표준분류

재료

페이지

2051~2055

분석자

정*생

분석물

• 플래시 소결에 의해 제조한 SiC 위스커 강화 ZrO2 복합재료.pdf [440,284 byte]

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