Yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystal(YSZP)
Yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystal(YSZP)은 지르코니아(ZrO₂)에 소량의 이트리아(Y₂O₃)를 첨가하여 안정화 된 다결정 형태의 세라믹 재료입니다. 이 재료는 높은 기계적 강도, 파괴 인성 및 우수한 내마모성 을 가지고 있으며, 특히 고온 환경에서 뛰어난 특성을 발휘합니다. 이러한 특성으로 인해 YSZP는 항공우주, 자동차, 의료 기기, 연료 전지 등 다양한 산업에서 널리 사용됩니다. 1. YSZP의 역사적 배경 • 지르코니아의 발견과 초기 연구: 지르코니아(ZrO₂)는 18세기 후반에 발견되었으며, 당시에는 주로 화학적 특성 연구에 집중되었습니다. 그러나 20세기 중반에 이르러, 지르코니아의 고온 안정성과 기계적 특성이 주목 받기 시작했습니다. • 이트리아 안정화 기술의 개발: 1970년대에 연구자들은 지르코니아에 이트리아를 첨가하면 상변이를 제어할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 이는 지르코니아의 응용 가능성을 크게 확대하였으며, 이후 YSZP가 고성능 세라믹 재료로 자리 잡게 되었습니다. • 산업적 응용의 확대: YSZP는 특히 1980년대 이후로 다양한 산업에서 사용되기 시작했습니다. 예를 들어, 항공 우주 산업에서는 열 방벽 코팅(TBC)으로, 의료 분야에서는 인공 치관 및 임플란트 재료로 사용됩니다. 2. YSZP의 물리적 및 화학적 특성 • 결정 구조: YSZP는 이트리아에 의해 안정화된 사방정계(tetragonal) 구조를 가집니다. 순수한 지르코니아는 상온에서 단사정계(monoclinic) 구조를 가지지만, 이트리아의 첨가로 인해 상온에서도 사방정계 구조를 유지하게 됩니다. 이 구조는 높은 기계적 강도와 파괴 인성의 원천이 됩니다. • 기계적 특성: YSZP는 매우 높은 기계적 강도와 인성을 가지고 있으며, 이는 특히 고온 환경에서 유지됩니다. 이는 치밀한 미세 구조와 안정화 된 사방정계 구조 덕분입니다....