경사기능재료 결과보고서 (세라믹 재료 함유)

목차

Ⅰ. 서 론
1-1 주제
1-2 주제선정이유
1-3 Brainstorming

Ⅱ. 본론(실험목적 및 이론)
2-1 실험목적
2-2 실험이론
2-3 실험방법

Ⅲ. 본론(실험결과)
3-1 소결 전 및 후 시편 사진 3-2 SEM사진 및 OM사진
3-3 아르키메데스 밀도

Ⅳ. 결 과 (고찰)

Ⅴ. 개선점 및 질문 답변

Ⅵ. 실험 일정

Ⅶ. 참고문헌

본문내용

1-1 주제

1. ZrO₂ - Ni계 경사기능재료(FGM)을 직접 제작해 본다.

2. 제작한 시편의 조직과 물성을 관찰한다.

1-2 주제선정이유 (실험요약)

항공우주산업에 대한 기술개발 촉진으로 인해 개발된 경사기능재료는 그 활용이 항공우주산업뿐만 아니라 기능성 재료, 생체 재료 등 그 영역을 넓혀 가고 있다. 그 중 열팽창 계수의 차가 적고 비교적 널리 알려진 재료인 ZrO₂ 와 Ni를 우리가 직접 설계하여 경사화 함으로써 FGM을 제작하여 보고 다양한 실험을 통해 그 물성을 알아본다.

<중 략>

⇒ 지르코니아의 안정된 상을 얻는 방법 - 열팽창계수를 미리 고려하고 계산해서 시편의 양을 결정하는 것과 결정구조가 변화하는 1170도 이하에서의 소결이 어려움으로 입사정에서 단사정으로 변화할 때의 부피변화를 고려한 안정화제 추가 및 온도 조절이 요구된다.
⇒ 마그네틱바로 인한 문제점 - 마그네틱 바를 대신하여 자성이 없는 유리막대로 저어 주거나 넓은 샬레를 이용하여 교반을 한다.
또는 최소한의 에탄올을 사용하여 니켈이 지르코니아에 분리되어 가라앉기 전에 건조를 끝마친다.
② 질문 & 답변
※ 실험에서 지르코니아의 결정은 바뀐 것인가 ?
⇒ 실험 결과 지르코니아의 결정은 단사정에서 정방정으로 상변태가 일어났음을 알 수 있습니다. 1350도의 온도에서 소결 후 지르코니아 100%층이 모두 갈라진 관계로 지르코니아 100%층이 갈라지지 않도록 하기 위해 상변태가 일어나지 않을 것이라는 가정하에 1050도로 소결 하였으나 똑같이 갈라졌습니다. 자료를 찾아 본 결과 지르코니아가 단사정에서 정방정으로 변하는 온도는 특정 온도가 아닌 1000~1300도 정도의 온도 범위를 가지고 있음을 알 수 있었으며, 상변태가 일어났음에도 불구하고 지르코니아 100%층이 갈라진 이유는 안정화제의 역할에 문제가 있을 것이라는 의견입니다.

참고자료

· J. S. Reed, Principles of Ceramics Processing, pp.118-123, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1995
· "내화벽돌의 겉보기 기공률 흡수율 및 비중 측정 방법," KS L3114, 1995.
· R. Griffiths and C. Radford, Calculations in Ceramics, pp.28-42 Maclaren and Sons Ltd. London, 1965.
· 한국 세라믹 학회 (http://www.ceramics.or.kr/)
· 대한치과의사협회지
· 한국과학기술정보연구원 (학술논문)
· 대한금속재료학회 (학회지)