Preparation of Sintered ATZ by Sol-Gel Process and Properties

졸-겔법에 의한 알루미나 강화 지르코니아 소결체의 제조 및 특성

ATZ was prepared by adding an alumina sol equivalent to 2wt% as $Al_2O_3$ to an aqueous slurry of alumina (AKP-30) and zirconia (TZ-2Y or TZ-0Y) in the range of 10-30ATZ, followed by gelation, calcination, and sintereing between $1450^{\circ}C{\sim}1550^{\circ}C$ for 2h. They showed excellent microstructure with alumina grains of <$0.5{\mu}m$ and>99% of the theoretical density. Fracture toughness of ${\sim}8MPa{\cdot}m^{1/2}$ was observed around 20ATZ which was higher than $6MPa{\cdot}m^{1/2}$ obtainable by ball-milling.

알루미나 강화 지르코니아(10-30ATZ) 제조에 있어 지르코니아(TZ-2Y or TZ-0Y)와 알루미나(AKP-30) 분말 slurry에 2wt% 알루미나에 해당하는 알루미나졸을 첨가한 후 겔화시킴으로써 분말이 고르게 분산되어 있고, 동시에 알루미나겔이 분말의 표면을 코팅함으로써 응집이 일어나는 것을 막았다. 이렇게 제조된 ATZ는 $1450{\sim}1550^{\circ}C$ 이상에서 2시간 소결로 알루미나 grain이 $0.5{\mu}m$ 이하로 잘 분포되어 있는 좋은 미세구조와 이론 밀도의 99% 이상의 소결밀도를 보여 주었다. 또한 20ATZ 부근에서의 $K_{IC}$값은 ${\sim}8MPa{\cdot}m^{1/2}$으로 볼-밀링으로 얻는 $6MPa{\cdot}m^{1/2}$보다 높은 값을 보여주고 있다.