• 제목/요약/키워드: Zirconia (ZrO2)

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Zirconia로부터 Zr 질화물의 합성 및 물리화학적 특성 (Preparation of Zirconium Nitride by Nitridation of Zirconia and its Physical Characteristics)

  • 안범수;성기천
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.358-365
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    • 2003
  • Zirconium nitride powders were synthesized at a relatively lower temperature using methane as a reducing agent in the nitridation of zircoia. $ZrO_2$ powder was prepared by a sol-gel technique. The resulting sol-gel was centrifuged, and the gel was washed with deionized water. Anhydrous ammonia was used as the nitrogen source and methane was used as the reducing agent. Conversion diagrams show the equilibrium solid phase as a function of reagent concentrations for a specific temperature and gas pressure for the reagent system $NH_3-ZrO_2-CH_4$. The reagent concentration ranges within which pure ZrN is formed increase with increasing reaction temperature. Low pressure with an excess of hydrogen decreases the reaction temperature at which pure ZrN is formed. Low pressure together with the introduction of excess hydrogen into the reaction system increases Zr and N conversion efficiency and retards C deposition.

m-지르코니아와 Yag 졸로부터 지르코니아계 전해질 제조 및 물성 (Preparation and Properties of Zirconia-based Electrolytes from m-Zirconia and Yag Sol)

  • 강건택;임경란;남석우;김창삼;이영수;유한일
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권9호
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    • pp.834-838
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    • 2001
  • 고체 전해질로 많이 사용되는 이트리아로 안정화된 입방정형(cubic) 지르코니아의 기계적 강도를 향상시키기 위하여, 단사형(monoclinic) 지르코니아(m-$ZrO_2$)를 원료로 지르코니아  안정화시키는 이트리아와 지르코니아의 낮은 기계적 강도를 향상시켜 주기 위한 알루미나를 Yag($Y_3Al_5O_{13}$)졸의 형태로 첨가하여, 졸 형태로 첨가된 이트리아와 알루미나가 입방정 지르코니아 소결체의 기계적, 전기적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 17.8 wt% Yag(6.3mol% $Y_2O_3$)가 첨가된 경우 파괴인성은 3.62MPa${\cdot}m^{1/2}$, 파괴강도는 447MPa로 8mol%의 이트리아로 안정화된 지르코니아(TZ8Y)의 1.44MPa${\cdot}m^{1/2}$, 270MPa에 비하여 기계적 특성이 현저히 향상되었으나, 950$^{\circ}$C, 공기분위기에서의 전기전도도는 0.057${\Omega}^{-1}cm^{-1}$로 TZ8Y에 비해 반 정도로 낮아졌으며, 21.6wt% Yag(8.0mol% $Y_2O_3$)가 첨가된 경우에는 파괴인성은 2.93MPa${\cdot}m^{1/2}$, 파괴강도는 388MPa로 TZ8Y에 비하여 향상되었고, 전기전도도는 0.076${\Omega}^{-1}cm^{-1}$을 나타내었다.

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Chemical and Microstructural Changes at Interfaces between $ZrO_2.SiO_2$ Glass Fibers Prepared by Sol-Gel Method and Cement Matrices

  • Shin, Dae-Yong;Han, Sang-Mok
    • The Korean Journal of Ceramics
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    • 제1권3호
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    • pp.160-164
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    • 1995
  • Mechanical and chemical tests were performed on $Zro_2 \cdot SiO_2$ glass fibers manufactured by the sol-gel method and E-glass fibers-reinforced cement composites in order to investigate the interactions between glass fibers and cement matrices. Chemical attack leads to corrosion of the glass fiber surfaces. In the corrosion reactions, the surface of $30ZrO_2 \cdot 70 SiO_2$ glass fibers developed a densified concentric layer, which consists of glass corrosion products with much higher Zr and lower Si than the fresh glass fiber. The layer of reaction product is regarded to stiffen the cement matrices and provide a useful improvement to the mechanical properties. The addition of $ZrO_2$ content increases the corrosion resistance of glass fibers in cement by forming a passivating layer on the surface of glass fibers.

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지르코니아의 새로운 표면처리 방법이 레진 시멘트와의 전단결합강도에 미치는 영향 (Effect of the New Surface Treatment Method of Zirconia on the Shear Bond Strength with Resin Cement)

  • 조원탁;배지현;최재원
    • 디지털융복합연구
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    • 제19권3호
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    • pp.245-251
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    • 2021
  • 본 연구에서는 지르코니아의 새로운 표면처리 방법이 레진 시멘트와의 전단결합강도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 지르코니아 표면처리 방법 따라 5개의 그룹으로 분류하였다: 표면처리 미시행한 군(CON군), 100℃에서 9% 불산에 10분간 노출시킨 군(HF군), 15% 지르코니아 슬러리를 적용한 군(ZS15군), 30% 지르코니아 슬러리를 적용한 군(ZS30군), 50% 지르코니아 슬러리를 적용한 군(ZS50군). 표면처리한 지르코니아 위에 레진 시멘트를 적용하였고, 열 순환 처리 후 지르코니아와 레진 시멘트 간의 전단결합강도를 측정하였다. 전단결합강도에 대한 통계 방법으로 Kruskal-Wallis test와 Mann-Whitney U test 및 Boneferroni correction를 사용하였다(α=.05/10=.005). 지르코니아 슬러리를 적용한 군은 CON군과 HF군에 비해 높은 전단결합강도를 보였다(p<.05/10=.005). 지르코니아 슬러리를 이용한 표면처리 방법은 레진 시멘트와 지르코니아 간의 전단결합강도를 증대시킴을 확인하였다. 본 연구 결과, 새로운 표면처리 방법은 지르코니아가 지닌 접착의 한계점을 보완하고 개선함으로써 지르코니아의 보다 다양한 임상적 적용 가능성을 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

수열반응에 의한 나노 지르코니아 분말의 합성 및 결정화 (Synthesis and crystallization of nanosized zirconia powder using hydrothermal process)

  • 노희진;이종국;서동석;황규홍
    • 한국결정성장학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.126-132
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    • 2002
  • $ZrOCl_2{\cdot}8H_2O$ 수용액과 KOH 수용액의 반응으로부터 얻은 침전물을 $100^{\circ}C$에서 24 시간 동안 숙성시켜 정방정상 지르코니아를 제조한 후 수열합성 조건을 변화시킴으로써 비등방성 형상의 나노 결정형 지르코니아 분말을 합성하였다. 수열합성 시 반응온도와 반응시간이 증가할수록 정방정상인 구형 입자는 감소하고 상대적으로 단사정상 spindle-like 입자와 막대상 입자가 증가하였다. NaOH 용액의 농도가 증가함에 따라 입성장과 함께 정방정상에서 단사정상으로의 상전이가 촉진되었으며, 저온에서 반응시간이 짧은 경우 합성한 분말들은 반응초기에 응집된 입자들이 NaOH 용액에 부분적으로 용해되면서 응집입자 및 결정입자 크기가 감소되어 비표면적이 증가하였다가 반응시간이 길어지고 반응온도가 높아짐에 따라 입성장에 의하여 점차 비표면적이 감소하였다.

Failure Mechanisms for Zirconia Based Thermal Barrier Coatings

  • Lee, Eui Y.;Kim, Jong H.
    • The Korean Journal of Ceramics
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    • 제4권4호
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    • pp.340-344
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    • 1998
  • Failure mechanisms were investigated for the two layer thermal barrier coatings consisting of NiCrAlY bond coat and $ZrO_2$-8wt.% $Y_2O_3$ ceramic coating during cyclic oxidation. $Al_2O_3$ developed at the ceramic coating/bond coat interface first, followed by the Cr/Ni rich oxides such as $NiCr_2O_4$ and $Ni(Al, Cr)_2O_4$ during cyclic oxidation. It was observed that the spalling of ceramic coatings took place primarily within the NiCrAlY bond coat oxidation products or at the interface between the bond coat oxidation products and zirconia based ceramic coating or the bond coat. It was also observed that the fracture within these oxidation products occurred with the formation of $Ni(Cr, Al)_2O_4$ spinel or Cr/Ni rich oxides. It was therefore concluded that the formation of these oxides was a life-limiting event for the thermal barrier coatings.

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유기물-무기물 용액법을 이용한 지르코니아-알루미나 복합체의 제조 및 특성 (Fabrication and Characterization of Zirconia-Alumina Composites by Organic-Inorganic Solution Technique)

  • 김연철;방문수;이상진
    • 공업화학
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    • 제16권5호
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    • pp.628-634
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    • 2005
  • Zirconia-alumina 고분자 전구체가 유기물-무기물 용액 방법으로 zirconium acetylacetonate (ZA), aluminium nitrate (AN), polyethylene glycol (PEG), 그리고 에탄올을 이용하여 제조되었다. 고분자 전구체의 열적 특성 및 점도를 시차주사열용량분석기(DSC), 열중량분석기(TGA), 그리고 동적유변측정기를 이용하여 측정하였다. 부피 팽창을 동반하는 강렬한 발열반응이 $140^{\circ}C$에서 일어났다. 고분자 전구체의 부피팽창은 금속물질중에 유기물의 분해반응과 금속양이온과 PEG 사이의 반응에 의한 것이다. 이들 분해반응과 금속양이온과 PEG 사이의 반응에 대한 여부를 적외선분광기(FT-IR)와 $^{13}C$ solid-NMR 결과로부터 확인하였다. 고분자 전구체의 온도가 증가함에 따라 N-O, O-H, 그리고 C=C에서의 피이크 강도가 감소하였다. 이 결과는 강렬한 발열반응시 금속 물질의 분해반응과 PEG와 금속양이온의 반응이 일어났음을 나타내는 것이다. 다공성 파우더는 $800^{\circ}C$에서 2 h 동안 소결과정을 거쳐 결정성 $ZrO_2-Al_2O_3$ 복합체가 되었다.

서스펜션 플라즈마 용사를 이용한 이트리아 안정화 지르코니아 (7.5 wt% Y2O3-ZrO2) 코팅 증착 및 특성 (Fabrication and Characteristics of Yttria-stabilized Zirconia (7.5 wt% Y2O3-ZrO2) Coating Deposited via Suspension Plasma Spray)

  • 이원준;권창섭;김성원;오윤석;김형태;임대순
    • 한국분말재료학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.445-452
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    • 2013
  • Yttria-stabilized zirconia (YSZ) coatings are fabricated via suspension plasma spray (SPS) for thermal barrier applications. Three different suspension sets are prepared by using a planetary mill as well as ball mill in order to examine the effect of starting suspension on the phase evolution and the microstructure of SPS prepared coatings. In the case of planetary-milled commercial YSZ powder, a deposited thick coating turns out to have a dense, vertically-cracked microstructure. In addition, a dense YSZ coating with fully developed phase can be obtained via suspension plasma spray with suspension from planetary-milled mixture of $Y_2O_3$ and $ZrO_2$.

국산 지르콘사로부터 부분 안정화 지르코니아의 제조 및 그 응용에 관한 연구 I. 국산 지르콘사로부터 고순도 지르코니아 분말의 제조 (The Study on the Preparation of PSZ from the Domestic Zircon Sand its Applications I. Preparation of the High Purity Zirconia Powder form Domestic Zircon Sand)

  • 김환;선우식;신건철;황규홍
    • 한국세라믹학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.186-192
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    • 1987
  • ZrO2 powders having high purity were prepared from domestic zircon sand using the caustic fusion method and the soda ash sintering process. In the caustic fusion method, ZrO2 recovery was reached to 96% when 100/140 mesh zircon was reacted with NaOH at the NaOH/Zircon mole ratio 6 and at 650$^{\circ}C$ for 2 hours. And in the soda ash sintering process, ZrO2 was recovered to 88.5% when -325 mesh zircon was reacted with Na2CO3 at the Na2CO3/Zircon mole ratio 1.1 and 1050$^{\circ}C$ for 2 hours. In both cases, Zr component was extracted to ZrOCl2, subsequently crystallized to ZrOCl2$.$8H2O to increase the purity, and converted to ZrO2 by precipitation. And to increase the sinter ability of powder, Cl- ion was removed and strong agglomeration was avoided by methanol distribution of Zr(OH)4 precipitates.

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