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Fabrication of $\textrm{ZrB}_2$ by SHS Process and Reaction-bonded $\textrm{ZrB}_2$-ZrC Composite
이윤복,김정섭,김상배,박홍채,오기동,Lee, Yun-Bok,Kim, Jeong-Seop,Kim, Sang-Bae,Park, Hong-Chae,O, Gi-Dong Materials Research Society of Korea 1999 한국재료학회지 Vol.9 No.1
$ZrB _2$ was prepared from a mixture of $ZrO_2$, $B_2$$O_3$and Mg by SHS method. The combustion products were successfully obtained from a mixture of $Zro_2$:$B_2$$O_3$:Mg=1:2.0:8.5(molar ratio). MgO, by-product, was removed to 92.7% by leaching with 1M HCl solution at 9$0^{\circ}C$, for 10 hours. After leaching, the mean particle size of the resultant $ZrB_2$powders was 23.6$\mu\textrm{m}$. $ZrB_2$-ZrC composite was suitably obtained from a mixture of C/Zr=1.2 molar ratio by arc-melting method. The density of arc-melted specimen increased by adding excess zirconium content(x). The bulk density was 6.17g/㎤ for x=0, and 6.37g/㎤ x=4. Vickers hardness of arc-melted specimen was /$1290kg\textrm{mm}^2$ for x=0, and fracture toughness increased to 4.2MPa.m\ulcornerforx=4 compared to 3.4MPa.m\ulcornerfor x=0.
마그네시아 지르코니아 복합소결체의 소결과 미세구조에 미치는 $TiO_2$의 영향
이윤복,김인술,장윤식,박홍채,오기동,Lee, Yun-Bok,Kim, In-Sul,Jang, Yun-Sik,Park, Hong-Chae,O, Gi-Dong 한국재료학회 1994 한국재료학회지 Vol.4 No.7
마그네시아-지르코니아 복합체의 소결과 미세구조에 미치는 $TiO_{2}$의 영향에 대하여 검토하였다. 3mol%$Y_{2}$O_{3}$를 함유한 $ZrO_{2}$는 $TiO_{2}$첨가시 $1400^{\circ}C$에서 기지상인 MgO와 첨가제인 $TiO_{2}$의고용에 의해서 $c-ZrO_{2}$상으로 존재하였다. $TiO_{2}$첨가시 조성에 관계엾이 승온수축거동은 유사하였으며 $1650^{\circ}C$에서 최종수축율은 8.58-11.0%였다. 1.67wt%$TiO_{2}$첨가시 소결이 촉진되어 $1600^{\circ}C$ 2시간에서의 소결밀도는 3.7g/$\textrm{cm}^3$(이론밀도의 98%)였다. $ZrO_{2}$내에 고용된 MgO와 $TiO_{2}$의 양은 각각 5.67wt%, 2.62wt%로 냉각과정중 입계주위에서 일부 석출되어 Ti화합물을 형성하였다. 이의 존재로 말미암아 생성된 미세균열은 꺽임강도를 감소시켰다. Influence of $TiO_{2}$ addition on sintering behavior and microstructure of MgO-$ZrO_{2}$ composites was studied. $ZrO_{2}$ containing 3mol%Y203 was existed as a c-$ZrO_{2}$ phase due to the formation of solubility of MgO, $TiO_{2}$ and $ZrO_{2}$ when sintered $1400^{\circ}C$ for 2h. All the compositions employed exhibited a similar shrinkage behavior with an end-point shrinkage between 8.58 and 11.00%. The additlon of $TiO_{2}$ promoted densification and the bulk density of specimen containing 1.67wt% $TiO_{2}$ was 3.75g/$\textrm{cm}^3$(98% TD) when $1600^{\circ}C$ for 2h. The amount of solubilities of MgO and TiOz in $ZrO_{2}$ were 5.ti7wt% and 2.62wt%,respectively. They were partially segregated near $ZrO_{2}$ grain boundary in the form of Ti-compounds during cooling. This segregation resulted in the formation microcracks which decreased the bending strength.
SHS법에 의한 붕화지르코늄의 합성 및 치밀화에 미치는 첨가제의 영향
이윤복,곽철상,김상배,김영우,박홍채,오기동,Lee, Yun-Bok,Gwak, Cheol-Sang,Kim, Sang-Bae,Kim, Yeong-U,Park, Hong-Chae,O, Gi-Dong 한국재료학회 1998 한국재료학회지 Vol.8 No.7
ZrO2, B2O3 및 AI을 사용하여 SHS법에 의한 붕화지르코늄을 합성을 하고 산화철과 알루미늄 분말의 첨가가 합성물의 치밀화에 미치는 영향에 대하여 검토하였다. 합성물중에 존재하는 결정상은 대부분이 ZrB2와 $\alpha$-AI2O3상이었다. 산화붕소와 알루미늄의 몰비가 1.0:3.3이상일 때 합성물의 치밀화는 크게 증가하였고, ZrB2 입자도$\alpha$-AI2O3용융상과 더불어 조대하였다. 산화철 1목에 대하여 알루미늄을 1-3몰을 첨가한 것과 산화철 1.5몰에 대하여 알루미늄을 3몰 첨가시 $\alpha$-AI2O3를 중심으로하는 슬라그상으로부터 용융상의 분이가 가능하였고, 이들 용융상에 존재하는 결정상은 ZrB2이외에 Fe, Fe2B, Zr2Fe상이었다. 용융상의 상대밀도는 산화철 1몰에 대하여 알루미늄을 1몰 첨가시 83.2%인 반면에 그 이상의 첨가량에 대해서는 치밀화는 크게 증가하여 알루미늄을 3몰 첨가한 경우 상대밀도는 93.7%로서 최대를 나타내었다.