Slip Casting 으로 제조된 α-Al2O3/Al2O3-platelet 복합성형체의 치밀화 및 기계적 특성

유성덕; 이창일; 함영민; Seong Duck Yu; Chang Il Lee; Yeong Min Hahm

Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.11, No.4, 387-395, June, 2000

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Slip Casting 으로 제조된 α-Al₂O₃/Al₂O₃-platelet 복합성형체의 치밀화 및 기계적 특성

Densification and Mechanical Property of α-Al₂O₃/Al₂O₃-platelet Composite Manufactured by Slip Casting

유성덕, 이창일, 함영민 ^†

단국대학교 화학공학과, 서울 140-714

Seong Duck Yu, Chang Il Lee, and Yeong Min Hahm^†

Department of Chemical Engineering, Dankook University, Seoul 140-714, Korea

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초록

세라믹스의 성형방법 중 하나인 slip casting을 이용하여 고밀도와 고인성을 갖는 α-Al₂O₃/Al₂O₃-platelet 복합성형체를 제조하기 위해 각 출발물질들의 물리적 특성과 슬러리의 유변학적 특성을 조사하였고, 이에 따른 복합성형체의 치밀화와 기계적 특성을 조사하였다. 이의 결과로 순도가 낮은 platelet을 첨가할 경우, 슬러리의 점도가 너무 커서 slip casting에 부적합하였고, 입도분포가 균일한 알루미나에 고순도의 platelet을 첨가했을 때 고밀도의 복합성형체를 얻을 수 있었다. 또한 본 연구에서 고밀도의 복합성형체 제조를 위한 최적 조건으로는 분산제 양이 전체 고형량의 0.67wt%, 전체 고형량은 30vol%였으며, 8vol% platelet을 함유한 복합성형체를 1450℃에서 2시간 동안 소결시켰을 때 이론밀도의 97.8%에 가까운 소멸밀도를 얻었고, 이때의 평균파괴인성은 7.264 MPa·m^1/2로 높은 기계적 특성을 나타내었다.

To manufacture α-Al₂O₃/Al₂O₃-platelet composite with high density and fracture toughness using slip casting one of ceramics casting methods physical properties of each starting material and rheological properties of the slurry that affect densification and mechanical property of the composite were investigated, A platelet with lower purity was not suitable for slip casting because of high viscosity of slurry but when an alumina powder with a more homogeneous particle size distribution and a platelet with high purity were used, the composite obtained had high density. In this study, the optimum dispersant content and the total solid loading were 0.67wt% and 30vol% respectively. An alumina composite containing 8vol% platelet that was manufactured by the slip casing had high relative density and fracture toughness of 97.8% and 7.624 Mpa·m^1/2, respectively, when sintered at 1450℃ and for 2hrs.

Keywords:slip casting;alumina;platelet;rheology;fracture toughness

[References]

공업조사회편집부, "파인세라믹스기술," 기전연구사 (1992)
유재영, "고순도 알루미나," 산업기술정보원 (1991)
이홍임, "엔지니어링 세라믹스," 반도출판사 (1986)
Wei GC, Becher PF, Am. Ceram. Soc. Bull., 64, 298 (1985)
Birchall JD, Stanley DR, Mockford MJ, Pigott GH, Pinto PJ, J. Mater. Sci. Lett., 7, 350 (1988)
Baril D, Jain MK, Ceram. Eng. Sci. Proc., 12, 1175 (1991)
Pei PT, Kelly JF, Malghan SG, Ceram. Eng. Sci. Proc., 13, 121 (1992)
Warner DA, Warner KA, Jensen DJ, Sorensen OT, Ceram. Eng. Sci. Proc., 13, 172 (1992)
Claaben T, Claussen N, J. Euro. Ceram. Soc., 10, 263 (1992)
Chou YS, Green DJ, J. Am. Ceram. Soc., 75, 3346 (1992)
Chou YS, Green DJ, J. Am. Ceram. Soc., 76, 1452 (1993)
Chou YS, Green DJ, J. Euro. Ceram. Soc., 14, 303 (1994)
Belmonte M, Moreno R, Moya JS, Miranzo P, J. Mater. Sci., 29(1), 179 (1994)
Belmonte M, Moya JS, Miranzo P, J. Am. Ceram. Soc., 78, 1661 (1995)
Belmonte M, Miranzo P, J. Euro. Ceram. Soc., 17, 1253 (1997)
Hart LD, "Alumina Chemicals: Science and Technology Handbook," American Ceramic Society (1990)
Liang KM, Orange G, Fantozzi G, J. Mater. Sci., 25, 207 (1990)
Tari G, Ferreira JMF, Lyckfeldt O, J. Euro. Ceram. Soc., 18, 479 (1998)
Shanefield DJ, "Organic Additives and Ceramic Processing," Kluwer Academic Publishers (1996)
Lawn BR, J. Am. Ceram. Soc., 66, 83 (1983)

[Related Articles]

[1] 공업조사회편집부, "파인세라믹스기술," 기전연구사 (1992)

[2] 유재영, "고순도 알루미나," 산업기술정보원 (1991)

[3] 이홍임, "엔지니어링 세라믹스," 반도출판사 (1986)

[4] Wei GC, Becher PF, Am. Ceram. Soc. Bull., 64, 298 (1985)

[5] Birchall JD, Stanley DR, Mockford MJ, Pigott GH, Pinto PJ, J. Mater. Sci. Lett., 7, 350 (1988)

[6] Baril D, Jain MK, Ceram. Eng. Sci. Proc., 12, 1175 (1991)

[7] Pei PT, Kelly JF, Malghan SG, Ceram. Eng. Sci. Proc., 13, 121 (1992)

[8] Warner DA, Warner KA, Jensen DJ, Sorensen OT, Ceram. Eng. Sci. Proc., 13, 172 (1992)

[9] Claaben T, Claussen N, J. Euro. Ceram. Soc., 10, 263 (1992)

[10] Chou YS, Green DJ, J. Am. Ceram. Soc., 75, 3346 (1992)

[11] Chou YS, Green DJ, J. Am. Ceram. Soc., 76, 1452 (1993)

[12] Chou YS, Green DJ, J. Euro. Ceram. Soc., 14, 303 (1994)

[13] Belmonte M, Moreno R, Moya JS, Miranzo P, J. Mater. Sci., 29(1), 179 (1994)

[14] Belmonte M, Moya JS, Miranzo P, J. Am. Ceram. Soc., 78, 1661 (1995)

[15] Belmonte M, Miranzo P, J. Euro. Ceram. Soc., 17, 1253 (1997)

[16] Hart LD, "Alumina Chemicals: Science and Technology Handbook," American Ceramic Society (1990)

[17] Liang KM, Orange G, Fantozzi G, J. Mater. Sci., 25, 207 (1990)

[18] Tari G, Ferreira JMF, Lyckfeldt O, J. Euro. Ceram. Soc., 18, 479 (1998)

[19] Shanefield DJ, "Organic Additives and Ceramic Processing," Kluwer Academic Publishers (1996)

[20] Lawn BR, J. Am. Ceram. Soc., 66, 83 (1983)