수오이(SUOYI) 지르코니아 강화 알루미나 분말(ZTA), ZTA 세라믹

수오이(SUOYI) 지르코니아 강화 알루미나 분말(ZTA), ZTA 세라믹
지르코니아 강화 알루미나 분말은 단일상 Al₂O₃ 및 단사정계 ZrO₂ 세라믹과 비교하여 우수한 기계적 특성을 지니고 있어 바이오의약, 전자, 반도체, 기능성 세라믹 등 첨단 산업 분야에서 더욱 폭넓은 응용 가능성을 보여줍니다.
지르코니아 강화 알루미나 세라믹(ZTA 세라믹)은 높은 경도, 높은 융점, 내산성 및 내알칼리성 부식 저항성을 가지며, 강한 인성 또한 갖추고 있어 고온 구조 세라믹의 다양한 응용 분야에 적합합니다.
1. 산화지르코늄 함량이 10%~20%일 때, 알루미늄 결정 성장의 산성화를 억제하여 재료의 경도를 향상시킬 수 있습니다.
2. 산화지르코늄 함량이 12%~15%일 때, ZTA 세라믹의 경도와 강도가 최대값을 나타냅니다.
3. 산화지르코늄 함량이 20%이고 고분산 상태일 때, 열간압착 및 소결 후 ZTA 세라믹의 기계적 특성이 최상의 상태에 도달합니다.
ZrO2/Al2O3 복합 분말 제조의 핵심 공정은 성형체 제작 및 소결과 같은 여러 단계를 포함합니다. 지르코니아 강화 알루미나 세라믹의 성능 향상을 위해서는 ZrO2/Al2O3 복합 분말의 품질을 우선적으로 확보해야 합니다. 수열합성법
1. 연속 공정: 지르코니아와 알루미나 원료를 특정 비율로 혼합하여 상온 및 상압의 반응기에서 직접 반응시켜 나노입자를 생성합니다. 알루미나가 지르코니아 입자를 완전히 코팅합니다. 여과, 건조 및 880℃에서의 소성 과정을 거쳐 균일한 ZrO2/Al2O3 복합 분말을 얻는다.
2. 기계적 혼합법: 기계적 혼합법은 단사정계 알루미나와 단사정계 지르코니아로 구성된 분말을 혼합 및 볼 밀링한 후 소결하는 방법이다. ZrO2/Al2O3 복합 분말 제조를 위한 기계적 혼합법은 분말 원료를 혼합 및 볼 밀링한 후 소결하는 과정을 필요로 한다. 이 방법은 직접적이고 간단하지만, 다상 성분의 균일한 분산을 보장할 수는 없다.
3. 공침법: 대표적인 공침법은 ZrOCl2·8H2O와 AlCl3·6H2O의 수용액을 혼합하여 제조하는 것이다. 이 용액을 분무한 후 40℃의 일정 온도에서 희석된 암모니아수(pH=9)에 첨가하고 빠르게 교반하여 공침물을 생성한다. 침전물을 여과, 건조, 분쇄한 후 840℃에서 소성하여 균일한 ZrO2/Al2O3 복합 분말을 얻는다.
4. 졸-겔법 졸-겔법은 ZrO2/Al2O3 복합 분말을 제조하는 방법으로, 먼저 무기 또는 유기 지르코늄(알루미늄) 염을 용액에 균일하게 혼합한 후 가수분해 및 중합 반응을 통해 졸 시스템을 생성한다. 졸은 투명하며, 숙성 및 중합 과정을 거치면 겔이 형성된다. 이 겔을 건조 및 소성하면 ZrO2/Al2O3 나노복합 분말을 얻을 수 있다. 이 제조 방법은 Al2O3 내 ZrO2의 분산성을 향상시킨다.
5. 수열합성법 수열합성법은 밀폐된 압력 용기(상당한 투자 필요)를 사용한다. 반응 매질로 수용액을 용기 내부에 넣고 가열하여 상온에서 불용성 또는 난용성 물질을 용해시킨 후 재결정화한다. 이 방법을 이용하면 ZrO2/Al2O3 복합 분말을 제조할 수 있다.
어떤 방법을 사용하든, Al2O3 입자가 ZrO2를 완전히 감싸 우수한 인성 향상 효과를 나타내려면 ZrO2 입자의 크기가 작고 입자 크기 분포가 좁으며 ZrO2가 균일하게 분산되어야 한다.