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[자연과학]화학 - 지르코니아에 대하여

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작성일18-04-16 23:25

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이 상전이의 극복을 위한 연구 결과 CaO, MgO, Y2O3 등을 소량 첨가 고용시킴으로써 상전이를 방지할 수 있음이 발견되었다.
(캡쳐사진 출처 ; 네이버 카페)
→ 응용 ; 세라믹의 최대 결점이었던 취성을 극복한 최초의 세라믹으로서, 내마모성, 경도, 내식성 등의 장점(長點)을 살려 공구ㆍ절삭용 등외에도 기계 부품 등에 대한 용도가 늘어나고 있다아 또 열팽창률이 주철에 가깝고 단열성도 뛰어나기 때문에 디젤엔진의 부품으로 금속재료와 조합하여 이용되는 것이 크게 기대되고 있다아 이 용도가 실용화되면 2000~3000…(drop) 억 원대의 시장이 확실시 된다.
화학식 ; ZrO2
분자량 ; 123.22
녹는점 ; 약 2,700℃
→ 단사정계로 보기 드문 광물이다. 일반적으로 FSZ를 만들기 위하여 지르코니아에 16mol%의 Y203(13.75 wt%)를 첨가한다. 이 상전이의 극복을 위한 연구 결과 CaO, MgO, Y2O3 등을 소량 첨가 고용시킴으로써 상전이를 방지할 수 있음이 발견되었다.[자연과학]화학 - 지르코니아에 대하여 , [자연과학]화학 - 지르코니아에 대하여자연과학레포트 , [자연과학]화학 - 지르코니아에 대하여
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레포트/자연과학
지르코니아에 대하여
요약 ; 산화지르코늄을 통틀어 이르는 말이다.
그리고 이 결정 상전이의 양을 조정하여 조직ㆍ미세구조를 컨트롤한 PSZ는 고강도이고, 세라믹의 결점인 취약성도 크게 개선된다. 굴절률이 크고 녹는점이 높아서 내식성이 크다. 그리고 이 안정화...

지르코니아에 대하여
요약 ; 산화지르코늄을 통틀어 이르는 말이다. 고체 전해질로서의 성질을 이용한 산소 센서도 엔진의 연소 관리 등에 이용되는 경우가 늘어나고 있다아

FSZ 란
FSZ는 안정화제의 첨가량이 가장 많은 경우로 모든 입자들이 cubic 구조로 안정화제의 것을 말하며, 이 cubic 구조의 지르코니아 고용체는 상온에서 2,500℃ 까지 상태변화가 일어나지 않는다. 이와 같은 높은 인성의 지르코니아는 기계용 재료, 예컨대 절삭용 등에 이용되기 스타트하고 있다아 지르코니아를 알루미나나 질화규소 등으로 분산시킴으로써 이와 같은 취약성의 개선에 이바지할 수 있음이 알려져 있다아 또 도자기용 안료의 constituent 으로서도 중요하다. 굴절률이 크고 녹는점이 높아서 내식성이 크다. 요업용으로 중요한 원료이며, 치과에서 사용하는 세라믹 재료 중 가장 강도가 높고 심미성이 뛰어나 치아를 대신하는 재료로도 이용되고 있다아 급격한 온도의 변화에 견디므로 급열급랭의 기구 류(예를 들면, 도가니)에도 사용이된다
신소재에서 바라보기
높은 융점(2677℃)과 낮은 열전도율 때문에 뛰어난 내열재료로 주목을 받아 왔지만 약 1100℃에서 단사정 - 정방정 상전이로 기인한 체적 변화가 있어 실용상 문제가 있었다. 요업용으로 중요한 원료이며, 치과에서 사용하는 세라믹 재료 중 가장 강도가 높고 심미성이 뛰어나 치아를 대신하는 재료로도 이용되고 있다아 급격한 온도의 변화에 견디므로 급열급랭의 기구 류(예를 들면, 도가니)에도 사용이된다
신소재에서 바라보기
높은 융점(2677℃)과 낮은 열전도율 때문에 뛰어난 내열재료로 주목을 받아 왔지만 약 1100℃에서 단사정 - 정방정 상전이로 기인한 체적 변화가 있어 실용상 문제가 있었다. 지르코늄의 산화물이며 흰색의 결정체이다. 지르코늄의 산화물이며 흰색의 결정체이다. 그리고 이 안정화 지르코니아는 큰 음이온 전도성을 나타내는 사실이 발견되어 고체 전해질로서의 이용, 특히 우수한 산소 센서로 널리 이용된다. 최적화된 PSZ는 파괴인성이 20MPa ml/2까지 달하며, Y2O3 첨가 지르코니아는 6~12MPa ml/2의 파괴 인성을 보이나 고강도는 약 1.5Pa 까지 얻을 수 있는 것으로 알려져 있다아

지르코니아 합성법
공침법 ; 목적으로 하는 이온을 침전시키려고 할 때 용액 중





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설명

다.
MgO-PSZ는 1750℃ 부근의 cubic 영역에서 소결한 후 약 1,400℃에서 일반시간 열처리하면 약 150nm 길이 렌즈 모양의 tetragonal 사이 석출되는데 이 tetragonal 상은 50~100um 크기의 cubic상 지르코니아 결정 입자 안에 갇혀서 상온에서도 tetragonal 상온으로 존재하지만 균열이 발생할 때 균열 주위에서 상태변화를 일으키며, PSZ에 높은 인성을 제공한다.
우수한 이온 전도성 재료로서 fully Yttria Stabilized Zirconia(YSZ)는 산소 센서 및 고체 연료 전지 분야에서 활용되는데, 특히, 고체연료저지 분야에서의 이용은 높은 에너지 전환 능력 및 친환경성으로 인하여 세계적으로 관심이 쏠리고 있다아

PSZ 란
PSZ는 상온에서 tetragonal 상을 얻을 수 있도록 안정제를 소량 첨가함으로써 제조하는데 이러한 안정제는 FSZ와 마찬가지로 MgO, Y2O3, CaO 및 CeO2가 있다아 PSZ는 일반적으로 8mol%(2.77 wt%)의 MgO, 8mol%(3.81wt%)의 CaO 또는 3~4mol%(5.5~7.1wt%)의 Y2O3를 첨가하여 제조한다. 물에 녹지 않고, 황산플루오린화수소산에 녹는다.
화학식 ; ZrO2
분자량 ; 123.22
녹는점 ; 약 2,700℃
→ 단사정계로 보기 드문 광물이다. 물에 녹지 않고, 황산플루오린화수소산에 녹는다.

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