용융침투법으로 제조한 유리-알루미나 복합체: II. Kinetic 연구

이득용,장주웅,이명현,이준강,김대준,박일석,Lee, Deuk-Yong,Jang, Joo-Wung,Lee, Myung-Hyun,Lee, Jun-Kwang,Kim, Dae-Joon,Park, Il-Seok 한국세라믹학회 2002 한국세라믹학회지 Vol.39 No.2

상용 알루미나 분말(0.5, 2.8, 12, 45 ${\mu}m$)을 die-press법을 이용하여 1120$^{\circ}C$에서 2시간 1차 소결하여 다공성 전성형체를 제조하고 1100$^{\circ}C$에서 0∼2시간까지 $La_2O_3-Al_2O_3-SiO_2$계 유리를 용융 침투시켜 유리 침투 깊이와 침투 시간간의 kinetic을 조사하였다. 침투시간이 증가할수록 유리 침투깊이는 Washburn 식의 포물선 관계를 가지면서 증가하였으며 침투 상수인 K는 알루미나 입도가 증가할수록 증가하였다. 유리-알루미나 복합체의 강도값은 2.8${\mu}m$ 알루미나가 분산된 복합체까지 충진률의 증가로 인하여 증가하다가 알루미나 입도가 증가할수록 감소하였다. 파괴인성은 알루미나 입도가 증가할수록 균열 휨 현상과 균열과 알루미나 입자간 결합에 의하여 증가하였다. Four commercial alumina powders having different particle size of $0.5{\mu}m,\;2.8{\mu}m,\;12{\mu}m,\;and\;45{\mu}m$ were presintered at 1120$^{\circ}C$ for 2h and then lanthanum aluminosilicate glass was infiltrated at 1100$^{\circ}C$ for 2h in the interval of 0.1h to investigate the penetration kinetic of the glass into the alumina preforms. The infiltration distance is parabolic with respect to time as described by the Washburn equation and the penetration rate constant, K, increases with raising the alumina particle size. The strength of glass-alumina composites increases as the alumina particle size reaches to 2.8${\mu}m$ due to the increase in packing, however, decreases with further increasing the alumina particle size. The fracture toughness of the composites rises with increasing the alumina particle size due to the crack bowing and the interaction between crack and alumina particles.

용융침투법으로 제조한 유리-알루미나 복합체: Ⅰ. 알루미나 입도 효과

이득용,장주웅,김대준,박일석,이준강,이명현,김배연,Lee, Deuk-Yong,Jang, Ju-Woong,Kim, Dae-Joon,Park, Il-Seok,Lee, Jun-Kwang,Lee, Myung-Hyun,Kim, Bae-Yeon 한국세라믹학회 2001 한국세라믹학회지 Vol.38 No.9

Two commercial alumina powders having different particle size of $0.5{\mu}m$ and 3${\mu}$m were presintered at 1120$^{\circ}$C for 2h and then lanthanum aluminosilicate glass was infiltrated at 1100$^{\circ}$C for up to 4h to obtain the densified glass-alumina composites. The effect of alumina particle size on packing factor, microstructure, wetting, porosity and pore size, and mechanical properties of the composite was investigated. The optimum mechanical properties and compaction behavior were observed for the 3${\mu}$m alumina particle dispersed composite. The 3${\mu}$m alumina particle size and distribution for he preform were within 0.1 to 48${\mu}$m and bimodal and random orientation. The strength and the fracture toughness of the composite having 3${\mu}$m alumina particles were 519MPa and $4.5MPa{\cdot}m^{1/2}$, respectively. 상용 알루미나 분말(0.5${\mu}$m, 3${\mu}$m)을 die-press법을 이용하여 1120$^{\circ}$C에서 2시간 1차 소결하여 다공성 전성형체를 제조하고 1100$^{\circ}$C에서 4시간 $La_2O_3-Al_2O_3-SiO_2$계 유리를 용융 침투시켜 치밀한 유리-알루미나 복합체를 제조하였다. 알루미나 입도가 유리-알루미나 복합체의 충진율, 미세조직, 젖음성, 기공률 및 크기, 기계적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 입도 범위가 0.1∼48${\mu}$m로 넓고 bimodal size 입도 분포를 가지면서 random orientation을 가진 3${\mu}$m 알루미나가 분산된 복합체가 최적의 기계적 특성 및 충진률이 관찰되었으며 강도와 인성값은 각각 519MPa, $4.5MPa{\cdot}m^{1/2}$이었다.

지르코니아 세라믹의 열수 상 안정성

이득용,김대준,박노진,Lee, Deuk-Yong,Gogotsi, George A.,Kim, Dae-Joon,Park, No-Jin 한국세라믹학회 2002 한국세라믹학회지 Vol.39 No.2

3Y-TZP에 희토류 산화물($CeO_2,\;Tb_2O_3$)을 0.5% 이하로 첨가시킨 지르코니아 단결정을 skull melting법으로 제조하여 오토클레이브 하에서 열수 상 안정성을 조사하였다. 극점도 측정결과, skull melting 법으로 제조한 $CeO_2$와 $Tb_2O_3$가 첨가된 시편들은 단결정이었으며 150∼250$^{\circ}C$에서 5시간 수증기 분위기 하에서 열처리한 후에도 정방정 상이 유지되는 우수한 열수 상 안정성이 관찰되었다. 3mol% $Y_2O_3$ Partially-Stabilized Zirconia single Crystals (PSZCs) containing a small quantity (<0.5%) of rare-earth oxides ($CeO_2,\;Tb_2O_3$) were prepared by using a direct high-frequency skull melting technique to evaluate hydrothermal stability in an autoclave. Pole exhibited no $t{\rightarrow}m$ phase transformation during aging for 5h at temperatures from 150 to 250$^{\circ}C$ and 4MPa water vapor pressure in an autoclave, resulting in excellent hydrothermal stability.

인공치아용 세라믹 임플란트 상부구조물의 반복하중 피로특성

이득용,Lee Deuk Yong 한국결정성장학회 2004 한국결정성장학회지 Vol.14 No.5

유사구강 분위기인 인공타액 조건하에서 인공치아용 상부구조물 재료 중 하나인 3Y-TZP를 500~3000 N의 하중 조건으로 $10^6$ 횟수까지 헤르찌안 반복하중을 가하여 그 피로특성을 압입손상과 강도저하현상으로 관찰하였다. 500 N의 하중에서 $5\times10^5$ 반복 횟수까지 피로실험결과, 강도저하 및 균열현상은 관찰되지는 않았지만 반복하중 값이 증가함에 따라 링 균열에서 방사상 균열로 전이되었을 때 급격한 강도 저하현상이 관찰되었다. 또한 강도 저하 현상은 유사 구강분위기하에서 반복 하중 접촉시 발생한 균열을 통해 침투한 인공타액의 화학적 침식으로 가속화 되었다. Feasibility of 3Y-TZP for dental implant abutment was evaluated under the Hertzian cyclic fatigue by examining the extent of the indentation damage and strength degradation. Fatigue test was conducted at contact loads of 500 to 3000 N and up to $10^6$ cycles in exact in vitro environments. At 500 N, no strength degradation and crack generation was observed up to $5\times10^5$ contact cycles. As load rose, the dramatic reduction in strength was observed when the damage transition from ring to radial crack occurred. The. extent of strength degradation was more pronounced in vitro environment probably due to chemical corrosion of artificial saliva through cracks introduced during large numbers of contacts.

지르코니아/알루미나 복합체의 In-vitro Hertzian 피로거동

이득용,박일석,김대준,이세종,Lee, Deuk-Yong,Park, Il-Seok,Kim, Dae-Joon,Lee, Se-Jong 한국세라믹학회 2004 한국세라믹학회지 Vol.41 No.1

인공치아용 3Y-TZP와 (Y,Nb)-TZP/$Al_2O_3$ 복합체를 유사 구강분위기인 인공타액 하에서 500-3000N의 하중 조건으로 $10^6$ 횟수까지 헤르찌안 반복하중 피로특성을 조사하였다. 500N의 하중에서 $5{\times}10^5$까지 반복피로 실험결과, 강도 저하 및 균열 현상은 관찰되지 않았다. 피로특성은 SY-TZP가 (T,Nb)-TZP/$Al_2O_3$ 복합체보다 상전이에 의한 응역회복 때문에 우수하였다. 하중값이 증가함에 따라 링 균열에서 방사상 균열로 전이되었을 때 급격한 강도 저하 현상이 발생하였다. 강도 저하 현상은 유사 구강 분위기하에서 반복 하중 접촉 시 발생한 균열을 통해 침투한 인공타액의 화학적 침식으로 더욱 가속화 되었다. The degree of the indentation damage and strength degradation for 3Y-TZP ceramics and (Y,Nb)-TZP/$Al_2O_3$ dental implant composites was investigated under the Hertzian cyclic fatigue. Fatigue tests were conducted at contact loads of 500 to 3000 N and up to $10^6$ cycles in exact in vitro environments. At 500 N, no strength degradation and crack generation was observed up to $5{\times}10^5$ contact cycles. Fatigue properties of 3Y-TZP ceramics was superior to (Y,Nb)-TZP/ㅍ composites due to stress relief caused by the phase transformation from tettagonal to monoclinic phase. As contact load increased, the drastic reduction in strength was found when the damage transition from ring to radial crack occurred. The extent of strength degradation was more pronounced in vitro environments probably due to chemical corrosion of artificial saliva through cracks introduced during large numbers of contacts.

${Fe_2}{O_3}$ 첨가에 따른 t-$ZrO_2$/${Al_2}{O_3}$ 복합체의 기계적 및 광학적 특성

이득용,김대준,이명현,박일석,최현,Lee, Deuk-Yong,Kim, Dae-Joon,Lee, Myung-Hyun,Park, Il-Seok,Choi, Hyun 한국세라믹학회 2000 한국세라믹학회지 Vol.37 No.4

Tetragonal (t)-ZrO2/Al2O3 composites doped with Y2O3, Nb2O5, and Fe2O3 ((Y, Nb, Fe)-TZP/Al2O3) were prepared over the range containing Fe2O3 from 0.1 to 0.5 mol% with 0.1 mol% intervals to evaluate the effect of Fe2O3 addition on chromaticity, hydrothermal stability, and mechanical property of the composites. After autoclaving for 20 h at 18$0^{\circ}C$ under 3.5 MPa water vapor pressure, no tlongrightarrowm phase transformation was observed probably due to the preferential solid solubility of Fe2O3 in Al2O3, the presence of the rigid Al2O3 particles, and the inherent phase stability of (Y, Nb)-TZP. The optimized strength and the fracture toughness of the composite were 700 MPa and 8.5 MPa.m1/2, respectively, when 0.1 mol% Fe2O3 was added. The composites have shown a gradual color change from a slightly white ivory to a pale yellowish brown with increasing the Fe2O3 concentration.

용융침투법으로 제조한 인공치관용 스피넬/지르코니아-유리 복합체의 기계적 특성에 미치는 지르코니아 첨가효과

이득용,김병수,장주웅,이명현,박일석,김대준,Lee, Deuk-Yong,Kim, Byung-Soo,Jang, Joo-Wung,Lee, Myung-Hyun,Park, Il-Seok,Kim, Dae-Joon 한국세라믹학회 2002 한국세라믹학회지 Vol.39 No.11

용융침투법을 이용 스피넬/지르코니아-유리 복합체를 제조하여 지르코니아 첨가가 복합체의 기계적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 유리 침투시간이 증가할수록 침투깊이는 Washburn식에 의한 포물선 관계로 증가하였으며 유리 침투상수 K는 기공 크기의 함수로 지르코니아 첨가량이 증가할수록 감소하였다. 지르코니아가 20 wt% 첨가되었을 때 스피넬/지르코니아-유리 복합체의 최적의 강도값(308 MPa)이 관찰되었지만 지르코니아 양이 증가함에 따라 유리 침투 상수와 투과율(transmittance)이 감소하였다. 지르코니아 첨가가 스피넬/지르코니아-유리 복합체의 기계적 특성 향상에 미치는 증진 효과는 크지 않은 것으로 관찰되었다. Spinel/zirconia-glass composites prepared by melt-infiltration were fabricated to investigate the effect of zirconia addition on mechanical and optical properties of the composites. The infiltration distance was parabolic with respect to time as described by the Washburn equation and the penetration rate constant, K, decreased due to the reduction in pore size as the amount of zirconia rose. Although the optimum strength(308 MPa) of the Spinel/zirconia-glass composites was observed when the zirconia was added up to 20 wt%, K and transmittance decreased as the zirconia content rose. In conclusion, it suggested that the positive effect of strength as a result of the addition of zirconia was not effective.

알루미나 입도가 (Y,Nb)-TZP/${Al_2}{O_3}$ 복합체의 R-curve 거동에 미치는 영향

이득용,김대준,김배연,송요승,Lee, Deuk-Yong,Kim, Dae-Joon,Kim, Bae-Yeon,Song, Yo-Seung 한국세라믹학회 2001 한국세라믹학회지 Vol.38 No.10

5.31 mol% ${Y_2}{O_3}$-4.45 mo1% ${Nb_2}{O_5}$-90.31 mo1% $ZrO_2$에 ${Al_2}{O_3}$를 첨가한 복합체를 제조하여 알루미나 입도가 복합체의 균열 전파 저항성에 미치는 영향을 조사하였다. $ZrO_2/{Al_2}{O_3}$ 복합체에서는 R-cuve 거동이 관찰되었으며 0.2, $2.8{\mu}m$ ${Al_2}{O_3}$가 20 vol%가 첨가된 복합체의 인성값은 각각 7.9, $8.8MPam^{1/2}$이었다. 파괴인성값의 차이는 ${Al_2}{O_3}$ 입도 크기에 의존하는 $ZrO_2/{Al_2}{O_3}$ 복합체 내의 정방정 $ZrO_2$의 결정립 크기 차이에 의한 것으로 추정된다. The influence of the ${Al_2}{O_3}$ particle size on flaw tolerance of the $ZrO_2/{Al_2}{O_3}$ composites prepared by mixing 5.31 mol% ${Y_2}{O_3}$-4.45 mol% ${Nb_2}{O_5}$-90.31 mol% $ZrO_2$ and ${Al_2}{O_3}$ was investigated. The composites exhibited rising R-curve behavior and plateau fracture toughness of 7.9 and $8.8MPam^{1/2}$ for the additions of 20 vol% of 0.2 and $2.8{\mu}m$ ${Al_2}{O_3}$ particles, respectively. The difference in the fracture toughness resistance was attributed mainly to the grain size of tetragonal $ZrO_2$ phase in the composites, which scaled with the ${Al_2}{O_3}$ particle size.

Generation of Electromagnetic Energy in a Refractory Metal Thermionic Diode

李得龍(Deuk-Yong Lee) 대한전기학회 1992 전기학회논문지 Vol.41 No.7

Performance Analysis of A Variable-Spacing Cesium Thermionic Energy Converter

李得龍(Deuk-Yong Lee) 대한전기학회 1992 전기학회논문지 Vol.41 No.9